JPH05232684A - 位相シフト・リソグラフィマスクの作製 - Google Patents
位相シフト・リソグラフィマスクの作製Info
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- JPH05232684A JPH05232684A JP31068292A JP31068292A JPH05232684A JP H05232684 A JPH05232684 A JP H05232684A JP 31068292 A JP31068292 A JP 31068292A JP 31068292 A JP31068292 A JP 31068292A JP H05232684 A JPH05232684 A JP H05232684A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 精密な位置合せ工程を必要としない位相シフ
トマスクの作成方法を提供する。 【構成】 レジスト層は石英スラブ１０上に配置された
パターン形成された金属層１１を含む基体上にスピン−
オンされる。基体は下から広がった中紫外ビーム３０を
照射し、上方からパターン形成された電子ビーム２０を
照射し、その端部はパターン形成された不透明層の中央
のいずれかに配置され、パターン形成された不透明層の
いずれの端部とも一致しない。従って、レジスト層のそ
の後の現像により、パターン形成された電子ビームが入
射せずに、紫外ビームが入射したレジスト層の領域、の
みが除去される。次に、非等方性エッチングにより、残
ったレジスト層により被覆されない基板の部分が、あら
かじめ決められた深さまで除去される。
トマスクの作成方法を提供する。 【構成】 レジスト層は石英スラブ１０上に配置された
パターン形成された金属層１１を含む基体上にスピン−
オンされる。基体は下から広がった中紫外ビーム３０を
照射し、上方からパターン形成された電子ビーム２０を
照射し、その端部はパターン形成された不透明層の中央
のいずれかに配置され、パターン形成された不透明層の
いずれの端部とも一致しない。従って、レジスト層のそ
の後の現像により、パターン形成された電子ビームが入
射せずに、紫外ビームが入射したレジスト層の領域、の
みが除去される。次に、非等方性エッチングにより、残
ったレジスト層により被覆されない基板の部分が、あら
かじめ決められた深さまで除去される。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は半導体集積回路及び他のデバイ
スの作製に用いられるような光学的リソグラフィ、より
具体的にはそのようなデバイスをリソグラフィで作製す
るための光学系に使用する位相シフトマスクの作製法に
係る。
スの作製に用いられるような光学的リソグラフィ、より
具体的にはそのようなデバイスをリソグラフィで作製す
るための光学系に使用する位相シフトマスクの作製法に
係る。
【０００２】これらのマスクはまた“レチクル”とよば
れ、特に等倍とは異なる拡大を用いた光学系て用いられ
る時、そうよばれる。図１はウエハ（基板）１００ある
いはウエハ、典型的な場合半導体ウエハ（基板）の最上
部主表面上に配置された１ないし複数の材料層（図示さ
れていない）中にパターンを描画するための典型的な光
学的リソグラフィシステム２００を示す。より具体的に
は、水銀ランプのような光源１０６からの光放射は、不
透明スクリーン１０６中の開口、集光レンズ１０４、マ
スク又はレチクル１０３及び光焦点レンズ１０２を貫い
て伝播する。レチクル１０３から放出された光放射は、
レンズ１０２により、ウエハ１００それ自身の最上部主
表面上に配置されたフォトレジスト層１０１上あるいは
ウエハ１００の最上部表面上の層（複数）上に焦点があ
わされる。従って、レチクル１０３のパターン、すなわ
ち透明及び不透明部分のパターンは、フォトレジスト層
１０１上に焦点があう。このフォトレジストがポジかネ
ガかに依存して、それが典型的な場合湿式現像液である
現像プロセスを経たとき、フォトレジストの材料は光放
射が入射した領域でのみ、除去されるか残る。従って、
マスクのパターンはフォトレジスト層１０１に転写
（“印刷”）される。湿式又は乾式プラズマエッチング
のようなその後のエッチングプロセスにより、基板又は
ウエハの最上部主表面とフォトレジスト層の底部表面の
間に配置された材料（複数）の層（複数）あるいは基板
及び層（複数）の両方の選択された部分が除去される。
従って、基板又は材料層（複数）の部分は、フォトレジ
スト層１０１が現像プロセスにより除去された下の領域
で除去されるが、フォトレジストが残った下の領域から
は除去されない。マスク１０３のパターンは、たとえば
半導体集積回路作製技術において、ウエハ１００又はウ
エハ１００上の材料層に、所望のように転写される。
れ、特に等倍とは異なる拡大を用いた光学系て用いられ
る時、そうよばれる。図１はウエハ（基板）１００ある
いはウエハ、典型的な場合半導体ウエハ（基板）の最上
部主表面上に配置された１ないし複数の材料層（図示さ
れていない）中にパターンを描画するための典型的な光
学的リソグラフィシステム２００を示す。より具体的に
は、水銀ランプのような光源１０６からの光放射は、不
透明スクリーン１０６中の開口、集光レンズ１０４、マ
スク又はレチクル１０３及び光焦点レンズ１０２を貫い
て伝播する。レチクル１０３から放出された光放射は、
レンズ１０２により、ウエハ１００それ自身の最上部主
表面上に配置されたフォトレジスト層１０１上あるいは
ウエハ１００の最上部表面上の層（複数）上に焦点があ
わされる。従って、レチクル１０３のパターン、すなわ
ち透明及び不透明部分のパターンは、フォトレジスト層
１０１上に焦点があう。このフォトレジストがポジかネ
ガかに依存して、それが典型的な場合湿式現像液である
現像プロセスを経たとき、フォトレジストの材料は光放
射が入射した領域でのみ、除去されるか残る。従って、
マスクのパターンはフォトレジスト層１０１に転写
（“印刷”）される。湿式又は乾式プラズマエッチング
のようなその後のエッチングプロセスにより、基板又は
ウエハの最上部主表面とフォトレジスト層の底部表面の
間に配置された材料（複数）の層（複数）あるいは基板
及び層（複数）の両方の選択された部分が除去される。
従って、基板又は材料層（複数）の部分は、フォトレジ
スト層１０１が現像プロセスにより除去された下の領域
で除去されるが、フォトレジストが残った下の領域から
は除去されない。マスク１０３のパターンは、たとえば
半導体集積回路作製技術において、ウエハ１００又はウ
エハ１００上の材料層に、所望のように転写される。
【０００３】そのような回路の作製において、ウエハ当
りトランジスタのような多くのデバイスを有することが
望ましい。従って、メタライゼーション・ストライプの
パターン寸法、すなわちその幅、あるいはメタライゼー
ションの１つのレベルともう１つのレベルの間の電気的
接続を形成するために、金属で満すべき絶縁層中の開口
のようなトランジスタ又は他のパターン寸法を、できる
だけ小さくすることが望ましい。従って、たとえばもし
フォトレジスト層１０１上でＷに等しい幅を有する対応
する分離された形状を印刷したいのなら、Ｃに等しい幅
を有する形状を、マスク（レチクル）１０３上に置かな
ければならない。幾何光学に従うと、もしこのＣに等し
い幅をもつ形状が、不透明層中の単純な開孔なら、比Ｗ
／Ｃ＝ｍでｍ＝Ｌ２／Ｌ１である。ここで、ｍは横方向
倍率として知られる。しかし、回折効果が重要になる
と、像の端部はあいまいになり（それらの鋭さを失
う）、そのためにフォトレジスト層上に焦点があった
時、マスクの解像度は劣化する。
りトランジスタのような多くのデバイスを有することが
望ましい。従って、メタライゼーション・ストライプの
パターン寸法、すなわちその幅、あるいはメタライゼー
ションの１つのレベルともう１つのレベルの間の電気的
接続を形成するために、金属で満すべき絶縁層中の開口
のようなトランジスタ又は他のパターン寸法を、できる
だけ小さくすることが望ましい。従って、たとえばもし
フォトレジスト層１０１上でＷに等しい幅を有する対応
する分離された形状を印刷したいのなら、Ｃに等しい幅
を有する形状を、マスク（レチクル）１０３上に置かな
ければならない。幾何光学に従うと、もしこのＣに等し
い幅をもつ形状が、不透明層中の単純な開孔なら、比Ｗ
／Ｃ＝ｍでｍ＝Ｌ２／Ｌ１である。ここで、ｍは横方向
倍率として知られる。しかし、回折効果が重要になる
と、像の端部はあいまいになり（それらの鋭さを失
う）、そのためにフォトレジスト層上に焦点があった
時、マスクの解像度は劣化する。
【０００４】プロシーディング・エスピーアイイー（Pr
oc. SPIE) （フォト−光学機械技術学会）─国際光技術
学会─光／レーザマイクロリソグラフィIV、第１４６３
巻、１２４−１３４頁（１９９１年３月）に発表された
“位相シフトマスクの作製技術の探究”と題する。論文
において、エイ・ケイ・パフォ（A.K. Pfau)らは改善さ
れた解像度、すなわちフォトレジスト層１０１上に焦点
のあったマスク形状の像の改善された鋭さを達成するた
めの努力において、透明位相シフト部分を有するマスク
の使用を教えている。より具体的には、これらのマスク
は適切にパターン形成された透明な光位相シフト層、す
なわちマスクの不透明部分の端部から、あらかじめ決め
られた距離の位置にある端部を有する層を含んだ。これ
らの位相シフト層のそれぞれは、λ／２（ｎ−１）に等
しい厚さｔを有した。ここで、λは光源１０６（図１）
からの光放射の波長、ｎは位相シフト層の屈折率であ
る。従って、当業者には周知のように、これらの層は光
放射にπラジアンの位相シフト（遅れ）を導入する。回
折の原理によって、これらの位相シフト層の存在は、所
望の改善された解像度を生じるはずである。そのような
マスクは、“位相−シフト”マスクとよばれる。
oc. SPIE) （フォト−光学機械技術学会）─国際光技術
学会─光／レーザマイクロリソグラフィIV、第１４６３
巻、１２４−１３４頁（１９９１年３月）に発表された
“位相シフトマスクの作製技術の探究”と題する。論文
において、エイ・ケイ・パフォ（A.K. Pfau)らは改善さ
れた解像度、すなわちフォトレジスト層１０１上に焦点
のあったマスク形状の像の改善された鋭さを達成するた
めの努力において、透明位相シフト部分を有するマスク
の使用を教えている。より具体的には、これらのマスク
は適切にパターン形成された透明な光位相シフト層、す
なわちマスクの不透明部分の端部から、あらかじめ決め
られた距離の位置にある端部を有する層を含んだ。これ
らの位相シフト層のそれぞれは、λ／２（ｎ−１）に等
しい厚さｔを有した。ここで、λは光源１０６（図１）
からの光放射の波長、ｎは位相シフト層の屈折率であ
る。従って、当業者には周知のように、これらの層は光
放射にπラジアンの位相シフト（遅れ）を導入する。回
折の原理によって、これらの位相シフト層の存在は、所
望の改善された解像度を生じるはずである。そのような
マスクは、“位相−シフト”マスクとよばれる。
【０００５】エイ・ケイ・パフォ（A.K. Pfau)らの上で
引用した文献に記述されたマスク構造は、石英基板の最
上部主表面上にクロム層を形成し、それに続いてリソグ
ラフィ及びエッチングにより部分毎にクロム層をパター
ン形成することを含む単一位置合せレベルプロセスによ
り、作製された。次に、ポジ形レジスト層が得られた構
造上に形成された。レジスト層は、各クロム部分上のい
くつかに配置された端部を有する化学放射線のパターン
形成されたビームを照射した。次に、パターン形成され
たレジスト層とパターン形成されたクロム層を、エッチ
ングに対する保護マスクとして組合せて用いることによ
り、ドライ・プラズマ非等方性エッチングを行い、それ
により（パターン形成されたレジスト層の除去後）所望
の位相−シフトマスク構造が得られた。（精密な）位置
合せは必要なかった。しかし、そのような場合、ドライ
プラズマエッチングを行った時、クロム層の露出された
端部領域は、除去されるか化学的に変化し、好ましくな
いことがあり、そのため得られたクロム層の反射率はク
ロムの表面全体で一様でなくなり好ましくなく、従って
得られたリソグラフィマスクを光リソグラフィシステム
中で用いた時、望ましくない光学的雑音が生じる。ま
た、そのような場合、基板のドライエッチング中、残っ
たパターン形成されたクロム層の幅は変化して望ましく
ないことがあり、それにより線幅制御が望ましくないほ
ど失われる。しかも更に、（不揮発性の）フッ化クロム
が（石英）基板上に堆積することがあり、それによって
その光透過性は得られた（基板がその一部である）位相
シフトマスクが光リソグラフィに使われた時、望ましく
ないほど減少する。
引用した文献に記述されたマスク構造は、石英基板の最
上部主表面上にクロム層を形成し、それに続いてリソグ
ラフィ及びエッチングにより部分毎にクロム層をパター
ン形成することを含む単一位置合せレベルプロセスによ
り、作製された。次に、ポジ形レジスト層が得られた構
造上に形成された。レジスト層は、各クロム部分上のい
くつかに配置された端部を有する化学放射線のパターン
形成されたビームを照射した。次に、パターン形成され
たレジスト層とパターン形成されたクロム層を、エッチ
ングに対する保護マスクとして組合せて用いることによ
り、ドライ・プラズマ非等方性エッチングを行い、それ
により（パターン形成されたレジスト層の除去後）所望
の位相−シフトマスク構造が得られた。（精密な）位置
合せは必要なかった。しかし、そのような場合、ドライ
プラズマエッチングを行った時、クロム層の露出された
端部領域は、除去されるか化学的に変化し、好ましくな
いことがあり、そのため得られたクロム層の反射率はク
ロムの表面全体で一様でなくなり好ましくなく、従って
得られたリソグラフィマスクを光リソグラフィシステム
中で用いた時、望ましくない光学的雑音が生じる。ま
た、そのような場合、基板のドライエッチング中、残っ
たパターン形成されたクロム層の幅は変化して望ましく
ないことがあり、それにより線幅制御が望ましくないほ
ど失われる。しかも更に、（不揮発性の）フッ化クロム
が（石英）基板上に堆積することがあり、それによって
その光透過性は得られた（基板がその一部である）位相
シフトマスクが光リソグラフィに使われた時、望ましく
ないほど減少する。
【０００６】従って、（精密な）位置合せレベルを必要
とせず、従来技術の短所を改善する位相シフトマスクの
作製方法をもつことが望ましいであろう。
とせず、従来技術の短所を改善する位相シフトマスクの
作製方法をもつことが望ましいであろう。
【０００７】
【発明の概要】本発明は（精密な）位置合せ工程を必要
としない位相シフトマスクの作成法を明らかにする。よ
り具体的には、本発明に従うと、位相シフトマスクは以
下の工程を含む方法により、作製される。
としない位相シフトマスクの作成法を明らかにする。よ
り具体的には、本発明に従うと、位相シフトマスクは以
下の工程を含む方法により、作製される。
【０００８】（ａ） 光学的に透明な基板の最上部主表
面上に配置されたパターン形成された不透明層、基体の
最上部表面上に配置されたレジスト層を含む基体を準備
する。レジスト層は第１の化学線作用放射に対してネガ
調で、第２の化学線作用放射に対してはポジ調であり、
第１の化学線作用放射のネガ調は、第２の化学線作用放
射のポジ調より支配的である。 （ｂ） 第１の化学線作用放射のパターン形成されたビ
ームを、レジストの最上部主表面上に向ける。第１の化
学線作用放射のパターン形成されたビームは、パターン
形成された不透明層の端部とは一致しない端部を有す
る。 （ｃ） 基板の底部主表面上に、第２の化学線作用放射
の広がったビームを向ける。基板は第２の化学線作用放
射に対して透明で、パターン形成された不透明層は、第
２の化学線作用放射に対して不透明であり、それによっ
て広がったビームはパターン形成された層が上にないレ
ジスト層の領域に入射する。 （ｄ） レジスト層を現像する。それによってレジスト
層は、パターン形成されたビームが入射せずに第２の化
学線作用放射の広がったビームが入射した領域中での
み、取り除かれる。また、それによって不透明層の上に
ある領域及び第１の化学線作用放射に露出された領域を
含むレジスト層の他の領域は、代りに残り、パターン形
成されたレジスト層が形成される。 （ｅ） パターン形成されたレジスト層と基体の最上部
表面を非等方的にエッチングし、それによってパターン
形成されたレジスト層により被覆されていない透明基板
の部分は、基板中にあらかじめ決められた深さだけ除去
される。
面上に配置されたパターン形成された不透明層、基体の
最上部表面上に配置されたレジスト層を含む基体を準備
する。レジスト層は第１の化学線作用放射に対してネガ
調で、第２の化学線作用放射に対してはポジ調であり、
第１の化学線作用放射のネガ調は、第２の化学線作用放
射のポジ調より支配的である。 （ｂ） 第１の化学線作用放射のパターン形成されたビ
ームを、レジストの最上部主表面上に向ける。第１の化
学線作用放射のパターン形成されたビームは、パターン
形成された不透明層の端部とは一致しない端部を有す
る。 （ｃ） 基板の底部主表面上に、第２の化学線作用放射
の広がったビームを向ける。基板は第２の化学線作用放
射に対して透明で、パターン形成された不透明層は、第
２の化学線作用放射に対して不透明であり、それによっ
て広がったビームはパターン形成された層が上にないレ
ジスト層の領域に入射する。 （ｄ） レジスト層を現像する。それによってレジスト
層は、パターン形成されたビームが入射せずに第２の化
学線作用放射の広がったビームが入射した領域中での
み、取り除かれる。また、それによって不透明層の上に
ある領域及び第１の化学線作用放射に露出された領域を
含むレジスト層の他の領域は、代りに残り、パターン形
成されたレジスト層が形成される。 （ｅ） パターン形成されたレジスト層と基体の最上部
表面を非等方的にエッチングし、それによってパターン
形成されたレジスト層により被覆されていない透明基板
の部分は、基板中にあらかじめ決められた深さだけ除去
される。
【０００９】ここで用いられる“化学線作用”という用
語は、レジスト層が感度をもつ、たとえばフォトン、典
型的な場合紫外（ＵＶ）及び電子ビームのようなもので
ある。典型的な場合、化学線作用放射の（パターン形成
された）第１のビームは、電子又は遠紫外から成り、化
学線作用放射の（広がった）第２のビームは、広がった
中紫外である。レジスト層によっては、工程（ｂ）及び
（ｃ）の順序を逆にできる。更に、第１の（パターン形
成された）ビームと第２の（広がった）ビームで照射す
る間の、硬化ベーキングのような中間工程により、１つ
のトーンから他方のトーンに変換できるレジスト層とと
もに、第１及び第２のビームとして、同じ波長を用いる
ことができる。工程（ｅ）の後、残ったレジスト層は除
去できる。すると、得られる（マスク）構造は、光リソ
グラフィ作製システム２００において、位相シフト・リ
ソグラフィマスク１０３として使用できる。
語は、レジスト層が感度をもつ、たとえばフォトン、典
型的な場合紫外（ＵＶ）及び電子ビームのようなもので
ある。典型的な場合、化学線作用放射の（パターン形成
された）第１のビームは、電子又は遠紫外から成り、化
学線作用放射の（広がった）第２のビームは、広がった
中紫外である。レジスト層によっては、工程（ｂ）及び
（ｃ）の順序を逆にできる。更に、第１の（パターン形
成された）ビームと第２の（広がった）ビームで照射す
る間の、硬化ベーキングのような中間工程により、１つ
のトーンから他方のトーンに変換できるレジスト層とと
もに、第１及び第２のビームとして、同じ波長を用いる
ことができる。工程（ｅ）の後、残ったレジスト層は除
去できる。すると、得られる（マスク）構造は、光リソ
グラフィ作製システム２００において、位相シフト・リ
ソグラフィマスク１０３として使用できる。
【００１０】（パターン形成された）第１のビームは
（レジスト層がネガ調になる限り）第２の放射のビーム
より支配的であり、かつパターン形成された層は放射の
広がったビームを吸収し、対応してパターン形成された
影をレジスト層中に投げるため（それによってレジスト
層の現像は、（パターン形成された）第１のビームが入
射した所ですら、これらの影の領域で抑えられる）、
（パターン形成された）第１のビームに対してのみ必要
な位置合せは、その端部がパターン形成された不透明層
の表面上のある所に配置されるように、すなわちパター
ン形成された不透明層の端部から離れて配置されるよう
にするものである。典型的な場合、パターン形成された
不透明層は、（クロムのような）金属で、基板は石英で
ある。
（レジスト層がネガ調になる限り）第２の放射のビーム
より支配的であり、かつパターン形成された層は放射の
広がったビームを吸収し、対応してパターン形成された
影をレジスト層中に投げるため（それによってレジスト
層の現像は、（パターン形成された）第１のビームが入
射した所ですら、これらの影の領域で抑えられる）、
（パターン形成された）第１のビームに対してのみ必要
な位置合せは、その端部がパターン形成された不透明層
の表面上のある所に配置されるように、すなわちパター
ン形成された不透明層の端部から離れて配置されるよう
にするものである。典型的な場合、パターン形成された
不透明層は、（クロムのような）金属で、基板は石英で
ある。
【００１１】
【実施例の説明】図２を参照すると、基体２００は石英
基板１０の最上部表面上に配置されたパターン形成され
たクロム層１１を含む。このパターン形成されたクロム
層１１は、典型的な場合、図の平面に対して垂直に走る
ストライプにパターン形成されるが、はじめ一様なクロ
ム層（図示されていない）を石英基板１０の最上部表面
全体に堆積させ、標準的なリソグラフィによるマスク作
成とエッチングにより、パターン形成することにより、
作成された。次に、典型的な場合スピン−オンプロセス
により、パターン形成されたクロム層１１と基板１０の
最上部表面の露出された部分の両方の上に、レジスト層
１３が形成される。レジスト層１３の材料は、その後の
現像で、電子ビームに露出されずに、紫外線に露出され
たレジスト層の部分のみが除去されるように、すなわち
レジスト層が紫外光に対してポジ調で、電子ビームに対
してネガ調であり、電子ビームが紫外光より支配的であ
るように、選択される。たとえば、レジスト層はホエス
トセランス社製のＡＺ５２０６レジストで作ることがで
き、それは２０keＶにおてい、４０μＣ／cm2 の電子ビ
ームドーズを必要とする。このレジストに対して、所望
のネガ調を得るために、典型的な場合１３０℃において
４分間、露出後の硬化ベーキングが用いられる。
基板１０の最上部表面上に配置されたパターン形成され
たクロム層１１を含む。このパターン形成されたクロム
層１１は、典型的な場合、図の平面に対して垂直に走る
ストライプにパターン形成されるが、はじめ一様なクロ
ム層（図示されていない）を石英基板１０の最上部表面
全体に堆積させ、標準的なリソグラフィによるマスク作
成とエッチングにより、パターン形成することにより、
作成された。次に、典型的な場合スピン−オンプロセス
により、パターン形成されたクロム層１１と基板１０の
最上部表面の露出された部分の両方の上に、レジスト層
１３が形成される。レジスト層１３の材料は、その後の
現像で、電子ビームに露出されずに、紫外線に露出され
たレジスト層の部分のみが除去されるように、すなわち
レジスト層が紫外光に対してポジ調で、電子ビームに対
してネガ調であり、電子ビームが紫外光より支配的であ
るように、選択される。たとえば、レジスト層はホエス
トセランス社製のＡＺ５２０６レジストで作ることがで
き、それは２０keＶにおてい、４０μＣ／cm2 の電子ビ
ームドーズを必要とする。このレジストに対して、所望
のネガ調を得るために、典型的な場合１３０℃において
４分間、露出後の硬化ベーキングが用いられる。
【００１２】レジスト層１３の最上部表面に、パターン
形成されたビーム２０を照射する。このパターン形成さ
れたビーム２０の横方向の端部は、パターン形成された
金属クロム層１１の中央のどこか、すなわちパターン形
成されたクロム層の端部と一致しないように配置され
る。次に、石英基板１０の底面が平行放射の広がった紫
外（ＵＶ）ビーム３０に露出され、それによってレジス
ト層１３はパターン形成されたクロム層１１により投げ
られた影によって保護されていない領域のみが露出され
る。次に、レジスト層１３は現像される。たとえばレジ
ストＡＺ５２０６の場合、水中の水酸化アンモニウム
（名目上０．２７Ｎ）溶液で、１分間行う。
形成されたビーム２０を照射する。このパターン形成さ
れたビーム２０の横方向の端部は、パターン形成された
金属クロム層１１の中央のどこか、すなわちパターン形
成されたクロム層の端部と一致しないように配置され
る。次に、石英基板１０の底面が平行放射の広がった紫
外（ＵＶ）ビーム３０に露出され、それによってレジス
ト層１３はパターン形成されたクロム層１１により投げ
られた影によって保護されていない領域のみが露出され
る。次に、レジスト層１３は現像される。たとえばレジ
ストＡＺ５２０６の場合、水中の水酸化アンモニウム
（名目上０．２７Ｎ）溶液で、１分間行う。
【００１３】広がったビーム３０は典型的な場合、水銀
ｇ線（４３６ｎｍ）又はｈ線（４０５ｎｍ）のような電
磁スペクトルの中央のＵＶ範囲の波長をもつ。
ｇ線（４３６ｎｍ）又はｈ線（４０５ｎｍ）のような電
磁スペクトルの中央のＵＶ範囲の波長をもつ。
【００１４】レジスト層１３の現像の後、このレジスト
層１３の上述の現像特性により、（残った）パターン形
成されたレジスト層１４（図３）が得られる。パターン
形成されたクロム層１１の端部に対するこのパターン形
成されたレジスト層１４の端部の正確な位置合せは、レ
ジスト層１３中に平行な紫外ビーム３０によりあらかじ
め投げられた影の形状により実現される。
層１３の上述の現像特性により、（残った）パターン形
成されたレジスト層１４（図３）が得られる。パターン
形成されたクロム層１１の端部に対するこのパターン形
成されたレジスト層１４の端部の正確な位置合せは、レ
ジスト層１３中に平行な紫外ビーム３０によりあらかじ
め投げられた影の形状により実現される。
【００１５】次に、図３に示された構造の最上部表面
を、基板１０のこのようにして露出された石英を除去す
るが、（パターン形成されたレジスト層１４下の）露出
されない石英は除去しない当業者には周知のドライプラ
ズマ非等方性エッチングする。このエッチングは、エッ
チング時間で制御できるが、石英基板１０中に刻み１５
が形成されるまで、続けられる。
を、基板１０のこのようにして露出された石英を除去す
るが、（パターン形成されたレジスト層１４下の）露出
されない石英は除去しない当業者には周知のドライプラ
ズマ非等方性エッチングする。このエッチングは、エッ
チング時間で制御できるが、石英基板１０中に刻み１５
が形成されるまで、続けられる。
【００１６】次に、パターン形成されたレジスト層１４
が除去され、図４に示される所望の位相シフトリソグラ
フィマスク１０３が得られる。このマスクはシステム２
００（図１）中でマスク又はレティクル１０３として使
用できる。
が除去され、図４に示される所望の位相シフトリソグラ
フィマスク１０３が得られる。このマスクはシステム２
００（図１）中でマスク又はレティクル１０３として使
用できる。
【００１７】本発明について、具体例をあげて述べた
が、本発明の視点を離れることなく、各種の修正ができ
る。クロムの代りに、パターン形成された不透明層１１
は、酸化クロム又はクロムと酸化クロムの組合せでよ
い。あるいは、パターン形成された不透明層１１とし
て、任意の光吸収材料が使用できる。
が、本発明の視点を離れることなく、各種の修正ができ
る。クロムの代りに、パターン形成された不透明層１１
は、酸化クロム又はクロムと酸化クロムの組合せでよ
い。あるいは、パターン形成された不透明層１１とし
て、任意の光吸収材料が使用できる。
【００１８】パターン形成された電子ビーム２０を用い
る代りに、（クリプトンフッ化物又はアルゴンフッ化物
エキシマレーザによりそれぞれ放出された波長である）
典型的な場合、波長２４８ｎｍ又は１９３ｎｍのパター
ン形成された遠紫外（ＵＶ）ビームを、広がった中ＵＶ
ビーム３０及び適当なレジスト層１３と組合せて使うこ
とができる。レジストは、たとえば置換ジアゾナフタキ
ノンのような中ＵＶ感光剤を含んだ（セロソルブアセテ
ート、ジグリム、キシレン又はブチルアセトンのよう
な）適当な溶媒中に混合された塩化ポリクレゾール・フ
ォルムアルデヒドのようなポリマである。そのような場
合、レジスト層は（パターン形成された）遠ＵＶビーム
２０が入射した所ではどこでも交差結合を起す特性をも
ち、そのため中ＵＶビームに対してネガ調になり、レジ
ストが交差結合を起さなかった所、すなわち遠ＵＶビー
ム２０が入射しなかった所ではどこでも、（塩基性水溶
液のような）適当な現像液中に溶解する特性をもつ必要
がある。中ＵＶ感光剤の目的は、パターン形成された遠
ＵＶビームが存在せずに、中ＵＶヒーム３０が入射した
所ではどこでも、レジストのポジ型特性を増進させるこ
とである。このレジスト及び感光剤はまた、パターン形
成されたビーム２０が電子の場合にも、使用できる。パ
ターン形成された遠ＵＶ又はパターン形成された電子と
広がった中ＵＶの露出工程の順序は逆にすることがで
き、パターン形成されたビームが電子又は遠ＵＶ放射か
ら成るなら、このレジストの硬化ベーキングは必要な
い。パターン形成された遠ＵＶ又はパターン形成された
電子及び広がった中ＵＶと組合せて同様に使用できる他
のレジストについては、１９９０年１２月１３日に公開
されたＰＣＴ特許出願ＷＯ９０／１５６３中に述べられ
ている。
る代りに、（クリプトンフッ化物又はアルゴンフッ化物
エキシマレーザによりそれぞれ放出された波長である）
典型的な場合、波長２４８ｎｍ又は１９３ｎｍのパター
ン形成された遠紫外（ＵＶ）ビームを、広がった中ＵＶ
ビーム３０及び適当なレジスト層１３と組合せて使うこ
とができる。レジストは、たとえば置換ジアゾナフタキ
ノンのような中ＵＶ感光剤を含んだ（セロソルブアセテ
ート、ジグリム、キシレン又はブチルアセトンのよう
な）適当な溶媒中に混合された塩化ポリクレゾール・フ
ォルムアルデヒドのようなポリマである。そのような場
合、レジスト層は（パターン形成された）遠ＵＶビーム
２０が入射した所ではどこでも交差結合を起す特性をも
ち、そのため中ＵＶビームに対してネガ調になり、レジ
ストが交差結合を起さなかった所、すなわち遠ＵＶビー
ム２０が入射しなかった所ではどこでも、（塩基性水溶
液のような）適当な現像液中に溶解する特性をもつ必要
がある。中ＵＶ感光剤の目的は、パターン形成された遠
ＵＶビームが存在せずに、中ＵＶヒーム３０が入射した
所ではどこでも、レジストのポジ型特性を増進させるこ
とである。このレジスト及び感光剤はまた、パターン形
成されたビーム２０が電子の場合にも、使用できる。パ
ターン形成された遠ＵＶ又はパターン形成された電子と
広がった中ＵＶの露出工程の順序は逆にすることがで
き、パターン形成されたビームが電子又は遠ＵＶ放射か
ら成るなら、このレジストの硬化ベーキングは必要な
い。パターン形成された遠ＵＶ又はパターン形成された
電子及び広がった中ＵＶと組合せて同様に使用できる他
のレジストについては、１９９０年１２月１３日に公開
されたＰＣＴ特許出願ＷＯ９０／１５６３中に述べられ
ている。
【００１９】パターン形成されたビーム及び広がったビ
ームに２つの異なる波長を用いる代りに、（硬化ベーキ
ングのような）中間工程と組合せて、同じ波長を用いる
ことができる。その工程は、レジスト層を（広がったビ
ームに露出される前に）パターン形成されたビームに露
出された領域（でのみ）、１つの型からもう一方に変換
し、その後はネガ調の領域がポジ調の領域より支配的で
ある。たとえば、（最初ポジ調である）レジストＡＺ５
２０６は、最初中ＵＶ放射のパターン形成されたビーム
を照射し、次に（１３０℃で）硬化ベークレ、パターン
形成されたビームと同じ波長をもつ中ＵＶ放射の広がっ
たビームを照射し、露出される。
ームに２つの異なる波長を用いる代りに、（硬化ベーキ
ングのような）中間工程と組合せて、同じ波長を用いる
ことができる。その工程は、レジスト層を（広がったビ
ームに露出される前に）パターン形成されたビームに露
出された領域（でのみ）、１つの型からもう一方に変換
し、その後はネガ調の領域がポジ調の領域より支配的で
ある。たとえば、（最初ポジ調である）レジストＡＺ５
２０６は、最初中ＵＶ放射のパターン形成されたビーム
を照射し、次に（１３０℃で）硬化ベークレ、パターン
形成されたビームと同じ波長をもつ中ＵＶ放射の広がっ
たビームを照射し、露出される。
【図１】従来技術に従う試料中にパターンを描くための
典型的な光リソグラフィシステムを示す図である。
典型的な光リソグラフィシステムを示す図である。
【図２】本発明の具体的な実施例に従う図１に示された
システム中で有用な位相シフトマスクの作製における各
種工程における断面図である。
システム中で有用な位相シフトマスクの作製における各
種工程における断面図である。
【図３】本発明の具体的な実施例に従う図１に示された
システム中で有用な位相シフトマスクの作製における各
種工程における断面図である。
システム中で有用な位相シフトマスクの作製における各
種工程における断面図である。
【図４】本発明の具体的な実施例に従って作製された位
相シフトマスクの断面図である。
相シフトマスクの断面図である。
１００ ウエハ、基板 １０１ フォトレジスト層 １０２ レンズ １０３ マスク、レチクル １０４ 集光レンズ １０６ 光源 ２００ （図１では）システム、リソグラフィシステム （図２では）基体 １０ 石英基板、基板 １１ クロム層、不透明層 １３ レジスト層 １４ レジスト層 １５ 部分 ２０ ビーム、電子ビーム、遠ＵＶビーム ３０ ビーム、中ＵＶビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ ジェラルド ガロファロ アメリカ合衆国 07079 ニュージャーシ ィ，サウス オレンジ，エダー テラス 50 (72)発明者 ロバート ルイス コステラック，ジュニ ヤ アメリカ合衆国 07950 ニュージャーシ ィ，モリス プレインズ，マラパーディス ロード 34 (72)発明者 クリストフィー ピエラット アメリカ合衆国 07060 ニュージャーシ ィ，ウォッチュング，ハイ トア ドライ ヴ 273 (72)発明者 シーラ ヴァイデァ アメリカ合衆国 07060 ニュージャーシ ィ，ウォッチュング，ワシントン ドライ ヴ 170
Claims (6)
- 【請求項１】 （ａ） 光学的に透明な基板（１０）の
最上部主表面上に配置されたパターン形成された不透明
層（１１）、基体の最上部表面上に配置されたレジスト
層（１３）を含み、レジスト層は第１の化学線作用放射
（２０）に対してネガ調で、第２の化学線作用放射（３
０）に対してポジ調であり、第１の化学線作用放射のネ
ガ調は第２の化学線作用放射のポジ調より支配的である
基体（２００）を準備する工程； （ｂ） 第１の化学線作用放射のパターン形成されたビ
ームをレジスト層の最上部主表面に向け、第１の化学線
作用放射のパターン形成されたビームは、パターン形成
された不透明層の端部と一致しない工程； （ｃ） 基板の底部主表面上に、第２の化学線作用放射
の広がったビームを向け、基板は第２の化学線作用放射
に対して透明で、パターン形成された不透明層は第２の
化学線作用放射に対して不透明であり、それによって広
がったビームは、パターン形成された不透明層の上に重
ならないレジスト層の領域に入射する工程； （ｄ） レジスト層を現像し、それによってレジスト層
は、パターン形成されたビームが先に入射しておらず、
第２の化学線作用放射の広がったビームが入射した領域
でのみ除去され、不透明層の上にある領域及び第１の化
学線作用放射に露出された領域を含むレジストの他の領
域は残って、代りにパターン形成されたレジスト層（１
４）を形成する工程及び （ｅ） パターン形成されたレジスト層と基体の最上部
表面を、非等方的エッチングし、それによってパターン
形成されたレジスト層で被覆されていない透明基板の部
分（１５）は、基板中にあらかじめ決められた深さまで
除去される工程を特徴とする位相シフトマスクの作成方
法。 - 【請求項２】 工程（ｃ）が行われた後、パターン形成
されたレジスト層の除去工程が行われる請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 第２の化学線作用放射の広がったビーム
は紫外である請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 第１の化学線作用放射のパターン形成さ
れたビームは、パターン形成された電子のビームである
請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 第１及び第２の化学線作用放射は、それ
ぞれ第１及び第２の異なる波長の紫外放射である請求項
１記載の方法。 - 【請求項６】 パターン形成されたビームは、電子のビ
ームで、広がったビームは紫外放射のビームである請求
項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US79749591A | 1991-11-22 | 1991-11-22 | |
| US797495 | 1991-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232684A true JPH05232684A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=25170988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31068292A Pending JPH05232684A (ja) | 1991-11-22 | 1992-11-20 | 位相シフト・リソグラフィマスクの作製 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5338626A (ja) |
| EP (1) | EP0543569B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05232684A (ja) |
| DE (1) | DE69228585T2 (ja) |
| SG (1) | SG50543A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298609B1 (ko) * | 1992-07-30 | 2001-11-30 | 기타지마 요시토시 | 위상쉬프트층을갖는포토마스크의제조방법 |
| US5718829A (en) * | 1995-09-01 | 1998-02-17 | Micron Technology, Inc. | Phase shift structure and method of fabrication |
| US5741624A (en) | 1996-02-13 | 1998-04-21 | Micron Technology, Inc. | Method for reducing photolithographic steps in a semiconductor interconnect process |
| US6114082A (en) * | 1996-09-16 | 2000-09-05 | International Business Machines Corporation | Frequency doubling hybrid photoresist having negative and positive tone components and method of preparing the same |
| US5780187A (en) * | 1997-02-26 | 1998-07-14 | Micron Technology, Inc. | Repair of reflective photomask used in semiconductor process |
| US5935734A (en) * | 1997-03-03 | 1999-08-10 | Micron Technology, Inc. | Method for fabrication of and apparatus for use as a semiconductor photomask |
| JP3474740B2 (ja) * | 1997-03-25 | 2003-12-08 | 株式会社東芝 | フォトマスクの設計方法 |
| US5861330A (en) * | 1997-05-07 | 1999-01-19 | International Business Machines Corporation | Method and structure to reduce latch-up using edge implants |
| US6185473B1 (en) * | 1998-01-08 | 2001-02-06 | Micron Technology, Inc. | Optical pattern transfer tool |
| US6110624A (en) * | 1999-01-04 | 2000-08-29 | International Business Machines Corporation | Multiple polarity mask exposure method |
| EP1143300A1 (en) * | 2000-04-03 | 2001-10-10 | Shipley Company LLC | Photoresist compositions and use of same |
| EP1866688B1 (en) * | 2005-03-31 | 2009-03-25 | PGT Photonics S.p.A. | Method to fabricate a redirecting mirror in optical waveguide devices |
| CN102096334B (zh) * | 2010-12-22 | 2012-08-08 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于移相原理提高分辨率的超衍射成像器件及其制作方法 |
| CN104485312A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-01 | 华天科技（西安）有限公司 | 一种改善muf工艺基板外围溢料的基板及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE290670C (ja) * | ||||
| DE3712335A1 (de) * | 1987-04-11 | 1988-10-20 | Vdo Schindling | Verfahren zur herstellung einer struktur |
| US4948706A (en) * | 1987-12-30 | 1990-08-14 | Hoya Corporation | Process for producing transparent substrate having thereon transparent conductive pattern elements separated by light-shielding insulating film, and process for producing surface-colored material |
| JPH03228053A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-09 | Fujitsu Ltd | 光露光レチクル |
-
1992
- 1992-11-12 SG SG1996004583A patent/SG50543A1/en unknown
- 1992-11-12 EP EP92310341A patent/EP0543569B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-12 DE DE69228585T patent/DE69228585T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-20 JP JP31068292A patent/JPH05232684A/ja active Pending
- 1992-11-25 US US07/982,270 patent/US5338626A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0543569A1 (en) | 1993-05-26 |
| EP0543569B1 (en) | 1999-03-10 |
| SG50543A1 (en) | 1998-07-20 |
| DE69228585D1 (de) | 1999-04-15 |
| US5338626A (en) | 1994-08-16 |
| DE69228585T2 (de) | 1999-08-19 |
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