JPH05142750A - フオトマスクおよびその製造方法 - Google Patents

フオトマスクおよびその製造方法

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JPH05142750A
JPH05142750A JP31059191A JP31059191A JPH05142750A JP H05142750 A JPH05142750 A JP H05142750A JP 31059191 A JP31059191 A JP 31059191A JP 31059191 A JP31059191 A JP 31059191A JP H05142750 A JPH05142750 A JP H05142750A
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JP
Japan
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phase shifter
photomask
film
etching
glass substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP31059191A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Koizumi
裕弘 古泉
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相シフト用フォトマスクの製造歩留りを向
上させる。 【構成】 ガラス基板2上の遮光パターン3a〜3eと
位相シフタ5a,5bとの間にアルミナなどで構成され
た耐エッチング保護膜4を設け、位相シフタ材料である
SOG(スピンオングラス)膜をエッチングして位相シ
フタ5a,5bを形成したり、欠陥の有る位相シフタ5
a,5bをエッチングによって除去したりする際にガラ
ス基板2がエッチングされるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造工程(ウエハプロセス)などにおいて使用されるフ
ォトマスク(レチクル)の製造技術に関し、特に、位相
シフト用フォトマスクに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化が進み、素子や
配線の設計ルールがサブミクロン・オーダになると、i
線(波長365nm)などの光を使用してフォトマスク
上の集積回路パターンを半導体ウエハに転写するフォト
リソグラフィ工程では、パターン精度の低下が深刻な問
題となる。
【0003】そこで、フォトマスクを透過する光の位相
を変えることによって、投影像のコントラストの向上を
図る位相シフト技術が注目されている。
【0004】例えば特公昭62−59296号公報に
は、フォトマスク上の遮光領域を挟む一対の光透過領域
の一方に透明な薄膜で構成された位相シフタを設け、上
記一対の光透過領域を透過した二つの光の位相を互いに
逆相とすることによって、ウエハ上の二つの光の境界部
における光の強度を弱めるようにした位相シフト用フォ
トマスクが開示されている。
【0005】また、特開昭62−67514号公報に
は、フォトマスク上の光透過領域の周囲に光の解像度以
下の微小な光透過領域を設けると共に、上記光透過領域
のいずれか一方に位相シフタを設け、上記一対の光透過
領域を透過した二つの光の位相を互いに逆相とすること
によって、パターンの転写精度を向上させる位相シフト
用フォトマスクが開示されている。
【0006】また、特開平2−140743号公報に
は、フォトマスク上の光透過領域内の一部に位相シフタ
を設け、この位相シフタが有る箇所と無い箇所とを透過
した二つの光の位相を互いに逆相とすることによって、
パターンの転写精度を向上させる位相シフト用フォトマ
スクが開示されている。
【0007】従来、これらの位相シフト用フォトマスク
は、次のような方法で製造されている。
【0008】まず、全面にCrなどの遮光膜を蒸着した
ガラス基板(マスクブランクス)上に電子線レジストを
スピン塗布し、電子線描画装置を用いて上記電子線レジ
ストに集積回路パターンの潜像を形成した後、電子線レ
ジストを現像し、遮光膜上に残ったレジストパターンを
マスクにして遮光膜をエッチングして所定の遮光パター
ンを形成する。
【0009】次に、上記フォトマスクの全面に位相シフ
タ材料となる薄膜を被着し、さらにその上に電子線レジ
ストをスピン塗布する。位相シフタ材料としては、スピ
ンオングラス(Spin On Glass;SOG) のような酸化珪
素系の薄膜が使用される。
【0010】次に、電子線描画装置を用いて上記電子線
レジストに位相シフトパターンの潜像を形成した後、電
子線レジストを現像し、SOG膜上に残ったレジストパ
ターンをマスクにしてSOG膜をエッチングし、フォト
マスクの所定の光透過領域に位相シフタを形成する。
【0011】位相シフタが形成された光透過領域を透過
した光と、位相シフタが形成されていない光透過領域を
透過した光の位相を互いに逆相とするには、光の波長を
λ、位相シフタの屈折率をnとして、位相シフタの膜厚
(d)を d=λ/2(n−1) の関係を満たすように設定する。
【0012】例えば光の波長が365nm(i線)、位
相シフタ材料であるSOGの屈折率が1.5である場合
は、位相シフタの膜厚を365nm程度とする。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来の位相シフト用フォトマスクの製造方法は、位相シフ
タ材料にガラス基板と同じ酸化珪素系のSOGを使用し
ているため、フォトマスク上のSOG膜をエッチングし
て位相シフタを形成する際、下地のガラス基板の表面ま
でもがエッチングされてしまうという問題がある。
【0014】また、位相シフト用フォトマスクを製造す
る際の問題点として、欠陥修正の困難性が指摘されてい
る。位相シフタに生じた欠陥の修正は、位相シフタの膜
厚、屈折率、透明度を修正の前後で合わせる必要がある
ため、遮光パターンに生じた欠陥を修正する場合に比べ
てより高い修正精度が要求されるからである。
【0015】そのため、位相シフタに欠陥が生じた場合
は、通常、フォトマスク上の全ての位相シフタをエッチ
ングにより除去した後、フォトマスク上に新たなSOG
膜をスピン塗布し、位相シフタを再度形成するという方
法が採られている。
【0016】ところが、この場合も、欠陥を含む元の位
相シフタをエッチングする際に、下地のガラス基板まで
もがエッチングされてしまうという問題がある。
【0017】そこで、本発明の目的は、位相シフタを形
成する際のガラス基板の削れを防止し、位相シフト用フ
ォトマスクの製造歩留りを向上させることのできる技術
を提供することにある。
【0018】本発明の他の目的は、位相シフタの欠陥を
修正する際のガラス基板の削れを防止し、位相シフト用
フォトマスクの製造歩留りを向上させることのできる技
術を提供することにある。
【0019】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0020】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0021】本発明による位相シフト用フォトマスクの
製造方法は、所定の遮光パターンを形成したガラス基板
の主面上にあらかじめ耐エッチング保護膜を被着し、こ
の保護膜の上部に位相シフタ材料となる薄膜を被着した
後、この薄膜をエッチングして位相シフタを形成するも
のである。
【0022】
【作用】上記した手段によれば、位相シフタ材料となる
薄膜の下層に耐エッチング保護膜を被着したことによ
り、上記薄膜をエッチングして位相シフタを形成する
際、下地のガラス基板の削れを防止することができる。
【0023】また、上記した手段によれば、位相シフタ
の欠陥を修正する際、下地のガラス基板の削れを防止す
ることができる。
【0024】上記耐エッチング保護膜は、酸化珪素系の
材料とのエッチングレートの差が大きいこと、露光光の
透過率が大きいこと、下地のガラス基板に対する密着性
が高いことが要求される。このような条件を満たす耐エ
ッチング保護膜材料としては、例えばアルミナを挙げる
ことができる。
【0025】
【実施例】本発明の一実施例である位相シフト用フォト
マスクの要部を図1(断面図)および図2(平面図)に
示す。なお、図1は、図2のI−I線における断面図で
ある。
【0026】本実施例の位相シフト用フォトマスク1
は、半導体ウエハに所定の集積回路パターンを転写する
ための、例えば実寸の5倍の寸法の集積回路パターンの
原画が形成されたレチクルである。
【0027】この位相シフト用フォトマスク1は、ガラ
ス基板2と、その主面上の所定領域に形成された遮光パ
ターン3a〜3eと、遮光パターン3a〜3eの上層に
形成された耐エッチング保護膜4と、耐エッチング保護
膜4の上層の遮光パターン3a,3b間および遮光パタ
ーン3c,3d間にそれぞれ形成された位相シフタ5
a,5bとによって構成されている。
【0028】ガラス基板1は、例えば屈折率が1.47程
度の透明な合成石英で構成されており、遮光パターン3
a〜3eは、例えばCr系の遮光材料で構成されてい
る。これらの遮光パターン3a〜3eは、例えば半導体
素子間を接続する配線パターンの一部である。また、耐
エッチング保護膜4は、Al2 3(アルミナ)で構成さ
れており、位相シフタ5a,5bは、例えばSOG(ス
ピンオングラス)で構成されている。
【0029】次に、上記位相シフト用フォトマスク1の
製造方法の一例を図3〜図7を用いて説明する。
【0030】まず、図3に示すように、ガラス基板2の
主面上にCrの遮光パターン3a〜3eを形成する。遮
光パターン3a〜3eを形成するには、例えばスパッタ
法を用いてガラス基板2の全面にCr膜を堆積した後、
このCr膜上に電子線レジストをスピン塗布する。
【0031】続いて、電子線描画装置を用いて上記電子
線レジストに配線パターンの潜像を形成した後、電子線
レジストを現像し、Cr膜上に残ったレジストパターン
をマスクにしてCrをエッチングする。
【0032】上記遮光パターン3a〜3eの膜厚は、例
えば500〜15000Å程度であり、各遮光パターン
3a〜3eの幅およびそれらの間隔は、例えばそれぞれ
1.0〜1.5μm程度である。
【0033】次に、図4に示すように、例えばスパッタ
法を用いて上記遮光パターン3a〜3eの上層にアルミ
ナの耐エッチング保護膜4を被着する。なお、このアル
ミナの膜厚を25nm程度以下とすることにより、i線
(波長365nm)の光透過率が90%以上と実用上問
題のない値となることが本発明者の実験によって確認さ
れている。
【0034】次に、図5に示すように、上記耐エッチン
グ保護膜4の上層に位相シフタ材料となるSOG膜5を
スピン塗布し、所定の温度でベークする。このSOG膜
5の膜厚は、例えば365〜420nm程度である。
【0035】次に、図6に示すように、上記SOG膜5
の上に電子線レジストをスピン塗布し、電子線描画装置
を用いて上記電子線レジストに位相シフトパターンの潜
像を形成した後、電子線レジストを現像し、SOG膜5
の上にレジストパターン6a,6bを形成する。
【0036】次に、図7に示すように、上記レジストパ
ターン6a,6bをマスクにしてSOG膜5をドライエ
ッチングし、位相シフタ5a,5bを形成する。このド
ライエッチングには、フッ化炭素系のエッチングガス
(例えばCF4)を使用する。
【0037】このとき、アルミナとSOGとのエッチン
グレートの差は、1:20以上あるため、耐エッチング
保護膜4の下層のガラス基板2が上記エッチングガスに
よってエッチングされる虞れはない。
【0038】次に、上記位相シフタ5a,5bを形成し
た位相シフト用フォトマスク1の欠陥検査を行い、例え
ば図8に示すように、位相シフタ5bに欠陥7が見出さ
れた場合は、前記ドライエッチングによって位相シフタ
5a,5bを除去する。
【0039】この場合も、位相シフタ5a,5bの下層
には、耐エッチング保護膜4が形成されているので、ガ
ラス基板2がエッチングされる虞れはない。
【0040】その後、図示は省略するが、上記耐エッチ
ング保護膜4の上層に新たなSOG膜5をスピン塗布
し、前記した工程を繰り返すことにより、欠陥の無い位
相シフタ5a,5bを形成する。
【0041】このように、位相シフタ材料であるSOG
膜5とガラス基板2との間に耐エッチング保護膜4を設
けた本実施例によれば、SOG膜5をエッチングして位
相シフタ5a,5bを形成したり、欠陥の有る位相シフ
タ5a,5bをエッチングによって除去したりする際に
ガラス基板2がエッチングされるのを防止することがで
きるので、位相シフト用フォトマスク1の製造歩留りを
向上させることができる。
【0042】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0043】前記実施例では、SOG膜をドライエッチ
ングして位相シフタを形成する場合について説明した
が、SOG膜をフッ酸系のエッチング液でウェットエッ
チングして位相シフタを形成する場合に適用することも
できる。
【0044】前記実施例では、位相シフタの材料にSO
Gを用いた場合について説明したが、例えばCVD法を
用いて堆積した酸化珪素膜などを用いる場合にも適用す
ることができる。
【0045】前記実施例では、耐エッチング保護膜の材
料にアルミナを用いた場合について説明したが、酸化珪
素系の材料とのエッチングレートの差や露光光の透過率
が大きく、かつ下地のガラス基板に対する密着性が高い
ものであれば、アルミナ以外のものを使用してもよい。
【0046】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0047】本発明によれば、位相シフト用の薄膜をエ
ッチングして位相シフタを形成したり、欠陥の有る位相
シフタをエッチングによって除去したりする際にガラス
基板がエッチングされるのを防止することができるの
で、位相シフト用フォトマスクの製造歩留りを向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である位相シフト用フォトマ
スクを示す図2のI−I線における要部断面図である。
【図2】本発明の一実施例である位相シフト用フォトマ
スクの要部平面図である。
【図3】位相シフト用フォトマスクの製造方法を示す要
部断面図である。
【図4】位相シフト用フォトマスクの製造方法を示す要
部断面図である。
【図5】位相シフト用フォトマスクの製造方法を示す要
部断面図である。
【図6】位相シフト用フォトマスクの製造方法を示す要
部断面図である。
【図7】位相シフト用フォトマスクの製造方法を示す要
部断面図である。
【図8】位相シフト用フォトマスクの製造方法を示す要
部断面図である。
【符号の説明】
1 位相シフト用フォトマスク 2 ガラス基板 3a〜3e 遮光パターン 4 耐エッチング保護膜 5 SOG膜 5a,5b 位相シフタ 6a,6b レジストパターン 7 欠陥

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の遮光パターンを形成したガラス基
    板の主面上の光透過領域の一部に位相シフタを設けたフ
    ォトマスクであって、前記ガラス基板と位相シフタとの
    間に耐エッチング保護膜を設けたことを特徴とするフォ
    トマスク。
  2. 【請求項2】 前記耐エッチング保護膜は、アルミナで
    構成されていることを特徴とする請求項1記載のフォト
    マスク。
  3. 【請求項3】 所定の遮光パターンを形成したガラス基
    板の主面上の光透過領域の一部に位相シフタを設けたフ
    ォトマスクの製造方法であって、ガラス基板の主面上に
    被着した遮光膜をエッチングして所定の遮光パターンを
    形成した後、前記ガラス基板の主面上に耐エッチング保
    護膜を被着し、次いで、前記耐エッチング保護膜の上部
    に位相シフタ材料となる薄膜を被着した後、前記薄膜を
    エッチングして前記ガラス基板の主面上の光透過領域の
    一部に位相シフタを形成することを特徴とするフォトマ
    スクの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記薄膜は、スピンオングラスからなる
    ことを特徴とする請求項3記載のフォトマスクの製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記位相シフタ形成後、その良否を検査
    し、欠陥が見出された場合は、必要に応じて前記位相シ
    フタをエッチングにより除去し、次いで、前記耐エッチ
    ング保護膜の上部に位相シフタ材料となる薄膜を被着し
    た後、前記薄膜をエッチングして再度位相シフタを形成
    することを特徴とする請求項3記載のフォトマスクの製
    造方法。
JP31059191A 1991-11-26 1991-11-26 フオトマスクおよびその製造方法 Pending JPH05142750A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209851A (ja) * 1993-12-23 1995-08-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> リソグラフィ露光マスクおよびその製造方法
KR101480113B1 (ko) * 2013-05-08 2015-01-07 (주)화인솔루션 유기 발광 소자 제조용 마스크 및 그 제조 방법
US11739420B2 (en) 2019-09-16 2023-08-29 Samsung Display Co., Ltd. Metal mask, method of manufacturing the same, and method of manufacturing display panel using the metal mask

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