JPH05127361A - Halftone phase shift photo mask - Google Patents
Halftone phase shift photo maskInfo
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- JPH05127361A JPH05127361A JP28783291A JP28783291A JPH05127361A JP H05127361 A JPH05127361 A JP H05127361A JP 28783291 A JP28783291 A JP 28783291A JP 28783291 A JP28783291 A JP 28783291A JP H05127361 A JPH05127361 A JP H05127361A
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- phase shift
- halftone
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造をさらに単純化し、製造をより容易化し
たハーフトーン位相シフトフォトマスク。
【構成】 透明基板10と、その表面に所定のパターン
に従って設けられた均一組成材料からなるハーフトーン
遮光層兼位相シフト層11とからなり、ハーフトーン遮
光層兼位相シフト層11は、使用波長をλ、その屈折率
をnとするとき、膜厚dが、ほぼd=λ/{2(n−
1)}又はその奇数倍になるように設定され、また、そ
の透過率がほぼ5〜30%の範囲になるように構成され
ている。
(57) [Abstract] [Purpose] A halftone phase shift photomask with a simpler structure and easier manufacturing. [Structure] A transparent substrate 10 and a halftone light shielding layer / phase shift layer 11 made of a uniform composition material provided on a surface of the transparent substrate 10 in accordance with a predetermined pattern. When λ and its refractive index are n, the film thickness d is approximately d = λ / {2 (n-
1)} or an odd multiple thereof, and the transmittance is in the range of approximately 5 to 30%.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、LSI、超LSI等の
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクに係わ
り、特に、微細なパターンを高精度に形成する際に用い
られるハーフトーン位相シフトフォトマスクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask used in the manufacture of high density integrated circuits such as LSI and VLSI, and more particularly to a halftone phase shift used for forming a fine pattern with high accuracy. Regarding photomasks.
【0002】[0002]
【従来の技術】IC、LSI、超LSI等の半導体集積
回路は、Siウェーハ等の被加工基板上にレジストを塗
布し、ステッパー等により所望のパターンを露光した
後、現像、エッチングを行う、いわゆるリソグラフィー
工程を繰り返すことにより製造されている。2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs are formed by applying a resist onto a substrate to be processed such as a Si wafer, exposing a desired pattern with a stepper, and then developing and etching it. It is manufactured by repeating the lithography process.
【0003】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度を要求さ
れる傾向にあり、例えば、代表的なLSIであるDRA
Mを例にとると、1MビットDRAM用の5倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの5倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のずれは、平均値±3σ(σは
標準偏差)をとった場合においても、0.15μmの精
度が要求され、同様に、4MビットDRAM用の5倍レ
チクルは、0.1〜0.15μmの寸法精度が、16M
ビットDRAM用5倍レチクルは0.05〜0.1μm
の寸法精度が要求されている。Photomasks called reticles used in such lithography processes tend to be required to have higher precision as semiconductor integrated circuits have higher performance and higher integration. DRA which is LSI
Taking M as an example, the dimensional deviation of a 5 × reticle for a 1 Mbit DRAM, that is, a reticle having a size 5 × that of a pattern to be exposed is an average value of ± 3σ (σ is a standard deviation). Also, a precision of 0.15 μm is required, and similarly, a quintuple reticle for a 4 Mbit DRAM has a dimensional precision of 0.1 to 0.15 μm of 16M.
5 times reticle for bit DRAM is 0.05-0.1 μm
Dimensional accuracy is required.
【0004】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、1MビットDRAM
で1.2μm、4MビットDRAMでは0.8μm、1
6MビットDRAMでは0.6μmと、ますます微細化
が要求されており、このような要求に応えるために様々
な露光方法が研究されている。Further, the line width of the device pattern formed by using these reticles is 1 Mbit DRAM.
1.2 μm, 0.8 μm for 4M bit DRAM, 1
The 6 Mbit DRAM is required to be further miniaturized to 0.6 μm, and various exposure methods are being researched to meet such a demand.
【0005】ところが、例えば64MビットDRAMク
ラスの次々世代のデバイスパターンになると、これまで
のレチクルを用いたステッパー露光方式ではレジストパ
ターンの解像限界となり、例えば特開昭58−1737
44号公報、特公昭62−59296号公報等に示され
ているような位相シフトマスクという新しい考え方のレ
チクルが提案されてきている。この位相シフトレチクル
を用いる位相シフトリソグラフィーは、レチクルを透過
する光の位相を操作することによって、投影像の分解能
及びコントラストを向上させる技術である。However, when the next-generation device patterns of the 64 Mbit DRAM class are used, the resolution of resist patterns becomes the limit in the stepper exposure method using the reticle that has been used up to now, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-1737.
A reticle having a new concept of a phase shift mask as disclosed in Japanese Patent Publication No. 44, Japanese Patent Publication No. 62-59296, etc. has been proposed. Phase shift lithography using this phase shift reticle is a technique for improving the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light passing through the reticle.
【0006】このような位相シフトマスクの1つとし
て、ハーフトーン位相シフトフォトマスクが提案されて
いる。このハーフトーン位相シフトフォトマスクを図面
に従って簡単に説明する。図3はハーフトーン位相シフ
トリソグラフィーの原理を示す図、図4は従来法を示す
図であり、図3(a)及び図4(a)はレチクルの断面
図、図3(b)及び図4(b)はレチクル上の光の振
幅、図3(c)及び図4(c)はウェーハ上の光の振
幅、図3(d)及び図4(d)はウェーハ上の光強度を
それぞれ示し、1は基板、2は100%遮光膜、3は5
〜30%の透過率のハーフトーン遮光膜、4は位相シフ
ト層、5は入射光を示す。A halftone phase shift photomask has been proposed as one of such phase shift masks. This halftone phase shift photomask will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the principle of halftone phase shift lithography, FIG. 4 is a diagram showing a conventional method, and FIGS. 3 (a) and 4 (a) are sectional views of the reticle, FIG. 3 (b) and FIG. 3B shows the amplitude of light on the reticle, FIGS. 3C and 4C show the amplitude of light on the wafer, and FIGS. 3D and 4D show the light intensity on the wafer. 1 is a substrate, 2 is a 100% light-shielding film, 3 is 5
Halftone light shielding film having a transmittance of ˜30%, 4 is a phase shift layer, and 5 is incident light.
【0007】従来法においては、図4(a)に示すよう
に、石英ガラス等からなる基板1にクロム等からなる1
00%遮光膜2が形成されて、所定のパターンの光透過
部が形成されているだけであるが、ハーフトーン位相シ
フトリソグラフィーでは、図3(a)に示すように、遮
光膜をハーフトーン遮光膜3で形成し、ハーフトーン遮
光膜3上に位相を反転(位相差180°)させるための
透過膜からなる位相シフト層4が設けられている。した
がって、従来法においては、レチクル上の光の振幅は図
4(b)に示すように同相となり、ウェーハ上の光の振
幅も図4(c)に示すように同相となり、マスクの開口
部から外側へ裾広がりに分布するので、その結果、図4
(d)のようにウェーハ上の光強度分布はマスクパター
ンに対応した形状にはならないで、マスク開口部から外
側へ裾広がりの分布になる。これに対して、ハーフトー
ン位相シフトリソグラフィーにおいては、ハーフトーン
遮光膜3及び位相シフト層4を透過した光は、図3
(b)に示すように、開口部を透過した光と逆位相にな
るため、パターンの境界部で光強度が零になり、図4
(d)に示すように、光強度分布の裾広がりを抑えるこ
とができる。このように、ハーフトーン位相シフトリソ
グラフィーにおいては、従来は分解できなかったパター
ンも分解可能となり、解像度を向上させることができる
ものである。In the conventional method, as shown in FIG. 4 (a), a substrate 1 made of quartz glass or the like is formed on a substrate 1 made of chromium or the like.
Only the light-transmitting portion having a predetermined pattern is formed by forming the 00% light-shielding film 2, but in the halftone phase shift lithography, as shown in FIG. A phase shift layer 4 formed of a film and formed of a transmissive film for inverting the phase (phase difference of 180 °) is provided on the halftone light shielding film 3. Therefore, in the conventional method, the amplitude of the light on the reticle becomes in-phase as shown in FIG. 4B, and the amplitude of the light on the wafer also becomes in-phase as shown in FIG. 4C, from the opening of the mask. As it is distributed outward in a skirted pattern, the result is shown in Fig. 4.
As shown in (d), the light intensity distribution on the wafer does not have a shape corresponding to the mask pattern, but has a distribution that spreads outward from the mask opening. On the other hand, in the halftone phase shift lithography, the light transmitted through the halftone light shielding film 3 and the phase shift layer 4 is
As shown in (b), since the light has a phase opposite to that of the light transmitted through the opening, the light intensity becomes zero at the boundary of the pattern.
As shown in (d), it is possible to suppress the bottom spread of the light intensity distribution. As described above, in the halftone phase shift lithography, a pattern that could not be conventionally decomposed can be decomposed, and the resolution can be improved.
【0008】次に、これまでに提唱されているハーフト
ーン位相シフトフォトマスクの製造方法について説明す
る。図5はその製造工程を示す断面図であり、図中、1
9は基板、20は導電層、21はハーフトーン遮光層、
22は位相シフト層、23はレジスト、24はレジスト
パターン、25はエッチングガス、26はハーフトーン
遮光パターン、27は位相シフターパターンを示してい
る。Next, a method of manufacturing the halftone phase shift photomask proposed so far will be described. FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process.
9 is a substrate, 20 is a conductive layer, 21 is a halftone light shielding layer,
22 is a phase shift layer, 23 is a resist, 24 is a resist pattern, 25 is an etching gas, 26 is a halftone light shielding pattern, and 27 is a phase shifter pattern.
【0009】まず、図5(a)に示すような常法に従っ
て作製し、欠陥検査したハーフトーン位相シフトフォト
マスクブランクス上に、同図(b)に示すように、クロ
ロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト23を
スピンコーティング等の常法により均一に塗布し、加熱
乾燥処理を行う。加熱乾燥処理は、使用するレジストの
種類にもよるが、通常、80〜150℃で20〜60分
間行う。次に、レジスト層23に、常法に従って電子線
描画装置等の露光装置によって電離放射線でパターン描
画し、エチルセロソルブやエステル等の有機溶媒を主成
分とする現像液で現像後、アルコールでリンスして、同
図(c)に示すようなレジストパターン24を形成す
る。First, as shown in FIG. 5B, an ionization of chloromethylated polystyrene or the like is carried out on a halftone phase shift photomask blank which is manufactured by a conventional method as shown in FIG. The radiation resist 23 is uniformly applied by a conventional method such as spin coating, and heat-dried. The heating and drying treatment is usually performed at 80 to 150 ° C. for 20 to 60 minutes, though it depends on the type of resist used. Next, a pattern is drawn on the resist layer 23 by ionizing radiation by an exposure device such as an electron beam drawing device according to a conventional method, developed with a developing solution containing an organic solvent such as ethyl cellosolve or ester as a main component, and rinsed with alcohol. Thus, a resist pattern 24 as shown in FIG.
【0010】次に、必要に応じて加熱処理、及び、ディ
スカム処理を行ってレジストパターン24のエッジ部分
に残存したレジスト屑、ヒゲ等の不要なレジストを除去
した後、同図(d)に示すように、レジストパターン2
4の開口部より露出する被加工部分、すなわち、位相シ
フト層22及びハーフトーン遮光層21をエッチングガ
スプラズマ25の条件変更によって連続してドライエッ
チングし、ハーフトーン遮光パターン26及びシ位相シ
フターパターン27を形成する。なお、このハーフトー
ン遮光パターン26、位相シフターパターン27の形成
は、エッチングガスプラズマ25によるドライエッチン
グに代えて、ウェットエッチングにより行ってもよいこ
とは、当業者間では明らかなことである。Next, after performing unnecessary heat treatment and discum treatment to remove unnecessary resist such as resist scraps and beards remaining on the edge portion of the resist pattern 24, as shown in FIG. So that the resist pattern 2
4, the portion to be processed exposed from the opening, that is, the phase shift layer 22 and the halftone light shielding layer 21 is continuously dry-etched by changing the conditions of the etching gas plasma 25, and the halftone light shielding pattern 26 and the phase shifter pattern 27. To form. It is apparent to those skilled in the art that the halftone light shielding pattern 26 and the phase shifter pattern 27 may be formed by wet etching instead of dry etching by the etching gas plasma 25.
【0011】この後、レジストパターン24すなわち残
存するレジストを溶剤剥離し、フォトマスクとする。こ
のフォトマスクを洗浄後、検査し、同図(e)に示すよ
うに位相シフターパターン27を有するハーフトーン位
相シフトフォトマスクが完成する。After that, the resist pattern 24, that is, the remaining resist is removed by a solvent to obtain a photomask. After cleaning this photomask, it is inspected to complete a halftone phase shift photomask having a phase shifter pattern 27 as shown in FIG.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のハーフトーン位相シフトフォトマスクにお
いては、位相シフト層、ハーフトーン遮光層の2層を形
成する必要があり、ブランクス製造工程数が増加する。
また、ハーフトーン遮光層、位相シフト層のエッチング
条件が異なる等マスク製造プロセスも増加する。欠陥検
査も、ハーフトーン遮光層、位相シフト層それぞれにつ
いて行う必要がある。これらのため、高コスト化、製造
期間の長期化、欠陥の多発等、多くの問題を含んでい
る。However, in the conventional halftone phase shift photomask as described above, it is necessary to form two layers of a phase shift layer and a halftone light shielding layer, which increases the number of blanks manufacturing steps. To do.
Further, the mask manufacturing process is increased due to the different etching conditions of the halftone light shielding layer and the phase shift layer. The defect inspection also needs to be performed for each of the halftone light shielding layer and the phase shift layer. Therefore, there are many problems such as high cost, long manufacturing period, and frequent defects.
【0013】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、構造をさらに単純化し、製造
をより容易化したハーフトーン位相シフトフォトマスク
を提供することである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a halftone phase shift photomask having a further simplified structure and easier manufacturing.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、実用的で精度が高くかつ製造がより容易なハーフ
トーン位相シフトフォトマスクを開発すべく研究の結
果、ハーフトーン遮光膜と位相シフト層を1層で構成で
きることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成
したものである。In view of the above problems, the present invention has been studied to develop a halftone phase shift photomask that is practical, highly accurate, and easier to manufacture. The inventors have found that the phase shift layer can be composed of one layer, and have completed the present invention based on such findings.
【0015】すなわち、本発明のハーフトーン位相シフ
トフォトマスクは、透明基板と、その表面に所定のパタ
ーンに従って設けられた均一組成材料からなるハーフト
ーン遮光層兼位相シフト層とからなり、該ハーフトーン
遮光層兼位相シフト層は、使用波長をλ、その屈折率を
nとするとき、膜厚dが、ほぼd=λ/{2(n−
1)}又はその奇数倍になるように設定され、また、そ
の透過率がほぼ5〜30%の範囲になるように構成され
ていることを特徴とするものである。That is, the halftone phase shift photomask of the present invention comprises a transparent substrate and a halftone light shielding layer / phase shift layer made of a uniform composition material provided on the surface of the transparent substrate according to a predetermined pattern. When the wavelength used is λ and the refractive index thereof is n, the film thickness d of the light-shielding layer / phase shift layer is approximately d = λ / {2 (n−
1)} or an odd multiple thereof, and the transmittance is in the range of approximately 5 to 30%.
【0016】この場合、ハーフトーン遮光層兼位相シフ
ト層は、CrOx 、CrNx 、CrOx Ny 、CrOx
Ny Cz の何れかから構成するか、透明な無機物又は有
機物中に顔料又は染料を分散させて構成することができ
る。後者の場合、例えば、ハーフトーン遮光層兼位相シ
フト層を、スピン・オン・グラスに遮光性微粒子を分散
させたものから構成することができる。In this case, the halftone light shielding layer and the phase shift layer are made of CrO x , CrN x , CrO x N y and CrO x.
It may be composed of any one of N y C z , or may be composed by dispersing a pigment or a dye in a transparent inorganic material or organic material. In the latter case, for example, the halftone light-shielding layer / phase shift layer can be composed of spin-on-glass in which light-shielding fine particles are dispersed.
【0017】[0017]
【作用】本発明においては、ハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクを、透明基板と、その表面に所定のパターン
に従って設けられた均一組成材料からなるハーフトーン
遮光層兼位相シフト層とから構成するので、構成が極め
て単純であり、製造に関しても工程数削減により、欠陥
の発生が押さえられ、同時に、製造コストを低く押さえ
ることも併せて可能となる。そして、それにもかかわら
ず、ハーフトーン位相シフトフォトマスクの特長である
通常のフォトマスクでは得られない高分解能が可能とな
る。In the present invention, the halftone phase shift photomask is composed of the transparent substrate and the halftone light shielding layer / phase shift layer made of a uniform composition material provided on the surface of the transparent substrate according to a predetermined pattern. Is extremely simple, and by reducing the number of manufacturing steps, the occurrence of defects can be suppressed, and at the same time, the manufacturing cost can be kept low. And, nevertheless, a high resolution that cannot be obtained with a normal photomask, which is a feature of the halftone phase shift photomask, is possible.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクの1実施例を図1を参照にして説明する。図1
は、本発明に係わるハーフトーン位相シフトフォトマス
ク(レチクル)の断面図であり、このフォトマスクは、
石英基板10と、その表面に所定のパターンに従って設
けられたハーフトーン遮光層兼位相シフト層11とから
なっている。ハーフトーン遮光層兼位相シフト層11
は、使用波長をλ、その屈折率をnとするとき、膜厚d
が、d=λ/{2(n−1)}又はその奇数倍になるよ
うに設定され、また、その透過率が5〜30%であるよ
うに構成されている。具体的には、ハーフトーン遮光層
兼位相シフト層11は、例えば、クロムをスパッタリン
グのターゲットとし、蒸着雰囲気中に酸素等のガスを入
れて、CrOx 、CrNx 、CrOx Ny 、CrOx N
y Cz 等のクロムの酸化物、窒化物、酸窒化物、酸窒炭
化物を基板10上に堆積することにより形成されるが、
成膜条件を変えてクロムの酸素等に対する含有量を制御
して、上記膜厚条件と透過率条件の両者を満足するよう
に構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the halftone phase shift photomask of the present invention will be described below with reference to FIG. Figure 1
FIG. 3 is a sectional view of a halftone phase shift photomask (reticle) according to the present invention.
It comprises a quartz substrate 10 and a halftone light shielding layer / phase shift layer 11 provided on the surface thereof according to a predetermined pattern. Halftone light shielding layer and phase shift layer 11
Is the film thickness d, where λ is the wavelength used and n is its refractive index.
Is set to be d = λ / {2 (n-1)} or an odd multiple thereof, and the transmittance is set to 5 to 30%. Specifically, for example, the halftone light-shielding layer / phase shift layer 11 uses CrO x , CrN x , CrO x N y , and CrO x with chromium as a sputtering target and a gas such as oxygen in the vapor deposition atmosphere. N
It is formed by depositing a chromium oxide such as y C z , a nitride, an oxynitride, or an oxynitride carbide on the substrate 10.
The film forming conditions are changed to control the content of chromium with respect to oxygen and the like so that both the film thickness condition and the transmittance condition are satisfied.
【0019】したがって、図3を参照にして説明したよ
うに、このような構成のハーフトーン位相シフトフォト
マスクは、光強度分布の裾広がりを抑えることができ、
従来分解できなかった微細パターンも分解可能なものと
なる。しかも、図1の断面図から明らかなように、フォ
トマスクは、基板10上に単一のハーフトーン遮光層兼
位相シフト層11をコーティングし、その上にレジスト
層を塗布して、このレジスト層に電子線描画装置等の露
光装置により所定のパターン描画をし、現像、リンスし
てレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口
部より露出する層11をドライエッチング又はウエット
エッチングすると言う最も基本的なリソグラフィー工程
を1回だけ行うことにより製造することができる。Therefore, as described with reference to FIG. 3, the halftone phase shift photomask having such a structure can suppress the spread of the light intensity distribution.
Even fine patterns that could not be decomposed conventionally can be decomposed. Moreover, as is apparent from the cross-sectional view of FIG. 1, the photomask is such that the substrate 10 is coated with a single halftone light-shielding layer / phase shift layer 11 and a resist layer is coated thereon. In the most basic method, a predetermined pattern is drawn by an exposure device such as an electron beam drawing device, developed and rinsed to form a resist pattern, and the layer 11 exposed from the opening of the resist pattern is dry-etched or wet-etched. It can be manufactured by performing the lithography process only once.
【0020】なお、ハーフトーン遮光層兼位相シフト層
11は、クロムの酸化物等により構成する代わりに、透
明な無機物、有機物中に顔料、染料を分散させて上記透
過率条件及び膜厚条件を満足するようにして構成するこ
ともできる。The halftone light-shielding layer / phase shift layer 11 is made of a transparent inorganic material or organic material in which pigments and dyes are dispersed in place of the chromium oxide or the like. It can also be configured to be satisfactory.
【0021】次に、その1例として、スピン・オン・グ
ラス(SOG)によりハーフトーン遮光層兼位相シフト
層を作成する場合の実施例を示す。図2はこの場合の製
造工程を示す断面図であり、まず、同図(a)に示すよ
うなハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクを用
意する。図中、39は基板、40は導電層、41はハー
フトーン遮光層兼位相シフト層(厚さは例えばi線に対
して約405nmで、180°位相シフターを構成し、
透過率は5〜30%の範囲)を示す。ハーフトーン遮光
層兼位相シフト層41は、SOG溶液にカーボン、Si
NX 、Si等の遮光性微粒子(粒子径:数〜数十nm)
を分散法により混合し、スピンコート、焼成して作成す
る。混合するカーボ等の遮光性微粒子の量は、焼成した
基板の透過率をモニターしながら加減する。また、超音
波処理等を適宜行い、均一に混合する。透過率は、上記
のように5〜30%の範囲で選択されるが、1例として
カーボン微粒子を用いて約16%となるようにした。Next, as one example thereof, an embodiment will be described in which a halftone light shielding layer / phase shift layer is formed by spin-on-glass (SOG). FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process in this case. First, a halftone phase shift photomask blank as shown in FIG. In the figure, 39 is a substrate, 40 is a conductive layer, 41 is a halftone light-shielding layer and phase shift layer (thickness is about 405 nm for i line, for example, and constitutes a 180 ° phase shifter,
The transmittance is in the range of 5 to 30%). The halftone light-shielding layer / phase shift layer 41 is made of carbon, Si in an SOG solution.
Light-shielding fine particles such as N x and Si (particle diameter: several to several tens nm)
Are mixed by a dispersion method, spin-coated, and baked to prepare. The amount of light-shielding fine particles such as carbs to be mixed is adjusted while monitoring the transmittance of the fired substrate. In addition, ultrasonic treatment or the like is appropriately performed to uniformly mix. The transmittance is selected in the range of 5 to 30% as described above, but as an example, carbon fine particles are used so as to be about 16%.
【0022】次いで、このようなハーフトーン位相シフ
トフォトマスクブランクの欠陥検査を行い、同図(b)
に示すように、その上に、クロロメチル化ポリスチレン
等の電離放射線レジスト42をスピンコーティング等の
常法により均一に塗布し、加熱乾燥処理を行う。加熱乾
燥処理は、使用するレジストの種類にもよるが、通常、
80〜150℃で20〜60分間程度行う。次に、レジ
スト層42に、常法に従って電子線描画装置等の露光装
置によって電離放射線でパターン描画し、エチルセロソ
ルブやエステル等の有機溶媒を主成分とする現像液で現
像後、アルコールでリンスし、同図(c)に示すような
レジストパターン43を形成する。Next, a defect inspection of such a halftone phase shift photomask blank is performed, and FIG.
As shown in FIG. 4, an ionizing radiation resist 42 such as chloromethylated polystyrene is uniformly applied thereon by a conventional method such as spin coating, and a heat drying treatment is performed. The heat-drying treatment, depending on the type of resist used, is usually
It is carried out at 80 to 150 ° C. for about 20 to 60 minutes. Next, a pattern is drawn on the resist layer 42 with ionizing radiation by an exposure device such as an electron beam drawing device according to a conventional method, developed with a developing solution containing an organic solvent such as ethyl cellosolve or ester as a main component, and rinsed with alcohol. A resist pattern 43 as shown in FIG.
【0023】次に、必要に応じて加熱処理、及び、ディ
スカム処理を行ってレジストパターン43のエッジ部分
に残存したレジスト屑、ヒゲ等の不要なレジストを除去
した後、同図(d)に示すように、レジストパターン4
3の開口部より露出する被加工部分、すなわち、ハーフ
トーン遮光層兼位相シフト層41をエッチングガスプラ
ズマ44によりドライエッチングし、ハーフトーン位相
シフターパターン45を形成する。なお、このシフター
パターン45の形成は、エッチングガスプラズマ44に
よるドライエッチングに代えてウェットエッチングによ
り行ってもよいことは当業者間では明らかなことであ
る。Next, after heat treatment and discum treatment are carried out as necessary to remove unnecessary resist such as resist scraps and beards remaining on the edge portions of the resist pattern 43, it is shown in FIG. So that the resist pattern 4
The processed portion exposed from the opening of 3, that is, the halftone light shielding layer / phase shift layer 41 is dry-etched by the etching gas plasma 44 to form the halftone phase shifter pattern 45. It is obvious to those skilled in the art that the shifter pattern 45 may be formed by wet etching instead of dry etching by the etching gas plasma 44.
【0024】この後、同図(e)に示すように、レジス
トパターン43すなわち残存するレジストを溶剤剥離
し、フォトマスクとする。このフォトマスクを洗浄後、
検査し、ハーフトーン位相シフターパターン45を有す
るハーフトーン位相シフトフォトマスクが完成する。Thereafter, as shown in FIG. 3E, the resist pattern 43, that is, the remaining resist is removed by solvent to form a photomask. After cleaning this photomask,
Inspected, the halftone phase shift photomask having the halftone phase shifter pattern 45 is completed.
【0025】このように、カーボン微粒子を分散して透
過率が約16%となるようにしたSOGからなるハーフ
トーン位相シフターパターンの場合、フォトマスクブラ
ンクスの透過率は、平均値±3σ(σは標準偏差)をと
った場合に±0.8%であった。また、このように工程
数の少ないプロセスで製造したハーフトーン位相シフト
フォトマスクのハーフトーン位相シフターの位置ずれ
は、平均値±3σ(σは標準偏差)をとった場合に、±
0.1μm以内という値を示し、高精度のハーフトーン
位相シフトフォトマスクが得られたことが確認され、パ
ターン歪み等は全く観測されなかった。As described above, in the case of the halftone phase shifter pattern made of SOG in which the carbon fine particles are dispersed so that the transmittance becomes about 16%, the transmittance of the photomask blanks is an average value ± 3σ (σ is The standard deviation was ± 0.8%. In addition, the positional deviation of the halftone phase shifter of the halftone phase shift photomask manufactured by the process having a small number of steps is ± 3σ (σ is a standard deviation) when the average value is ± 3σ.
It was confirmed that a high-precision halftone phase shift photomask was obtained, showing a value within 0.1 μm, and no pattern distortion or the like was observed.
【0026】[0026]
【発明の効果】最近のLSI、超LSIの高集積化に伴
い、ますますフォトマスクの高精度化が要求され、マス
ク構成も複雑化し、それに従って、工程数の増加、ゴミ
等による欠陥の多発が問題になっている。また、必然的
に高コストとなる。With the recent high integration of LSIs and VLSIs, the precision of photomasks is required more and more, and the mask structure is complicated, and accordingly, the number of processes is increased, and defects such as dust are frequently generated. Is a problem. Also, the cost is inevitably high.
【0027】本発明においては、上記したように、ハー
フトーン位相シフトフォトマスクを、透明基板と、その
表面に所定のパターンに従って設けられた均一組成材料
からなるハーフトーン遮光層兼位相シフト層とから構成
するので、構成が極めて単純であり、製造に関しても工
程数削減により、欠陥の発生が押さえられ、同時に、製
造コストを低く押さえることも併せて可能となる。そし
て、それにもかかわらず、ハーフトーン位相シフトフォ
トマスクの特長である通常のフォトマスクでは得られな
い高分解能が可能となる。In the present invention, as described above, the halftone phase shift photomask comprises the transparent substrate and the halftone light shielding layer / phase shift layer made of a uniform composition material provided on the surface of the transparent substrate according to a predetermined pattern. Since the structure is used, the structure is extremely simple, and the number of manufacturing steps can be reduced, so that the occurrence of defects can be suppressed, and at the same time, the manufacturing cost can be kept low. And, nevertheless, a high resolution that cannot be obtained with a normal photomask, which is a feature of the halftone phase shift photomask, is possible.
【図1】本発明によるハーフトーン位相シフトフォトマ
スクの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a halftone phase shift photomask according to the present invention.
【図2】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスク
の製造工程の1例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a manufacturing process of a halftone phase shift photomask of the present invention.
【図3】ハーフトーン位相シフトリソグラフィーの原理
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the principle of halftone phase shift lithography.
【図4】従来法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional method.
【図5】従来のハーフトーン位相シフトフォトマスクの
製造工程示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional halftone phase shift photomask.
10…石英基板 11…ハーフトーン遮光層兼位相シフト層 39…基板 40…導電層 41…ハーフトーン遮光層兼位相シフト層 42…電離放射線レジスト 43…レジストパターン 44…エッチングガスプラズマ 45…ハーフトーン位相シフターパターン 10 ... Quartz substrate 11 ... Halftone light shielding layer / phase shift layer 39 ... Substrate 40 ... Conductive layer 41 ... Halftone light shielding layer / phase shift layer 42 ... Ionizing radiation resist 43 ... Resist pattern 44 ... Etching gas plasma 45 ... Halftone phase Shifter pattern
Claims (4)
に従って設けられた均一組成材料からなるハーフトーン
遮光層兼位相シフト層とからなり、該ハーフトーン遮光
層兼位相シフト層は、使用波長をλ、その屈折率をnと
するとき、膜厚dが、ほぼd=λ/{2(n−1)}又
はその奇数倍になるように設定され、また、その透過率
がほぼ5〜30%の範囲になるように構成されているこ
とを特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。1. A transparent substrate and a halftone light-shielding layer / phase shift layer made of a uniform composition material provided on a surface of the substrate in accordance with a predetermined pattern. When λ and its refractive index are n, the film thickness d is set to be approximately d = λ / {2 (n-1)} or an odd multiple thereof, and the transmittance is approximately 5 to 30. %, A halftone phase shift photomask, which is configured to have a range of%.
が、CrOx 、CrNx 、CrOx Ny 、CrOx Ny
Cz の何れかから構成されていることを特徴とする請求
項1記載のハーフトーン位相シフトフォトマスク。2. The halftone light-shielding layer / phase shift layer comprises CrO x , CrN x , CrO x N y , and CrO x N y.
The halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein the halftone phase shift photomask is composed of any one of C z .
が、透明な無機物又は有機物中に顔料又は染料を分散さ
せて構成されていることを特徴とする請求項1記載のハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク。3. The halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein the halftone light shielding layer / phase shift layer is formed by dispersing a pigment or a dye in a transparent inorganic material or an organic material. ..
が、スピン・オン・グラスに遮光性微粒子を分散させた
ものから構成されていることを特徴とする請求項3記載
のハーフトーン位相シフトフォトマスク。4. The halftone phase shift photo according to claim 3, wherein the halftone light-shielding layer / phase shift layer is composed of spin-on-glass in which light-shielding fine particles are dispersed. mask.
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