JPH05265181A - 縮小投影露光用レティクル及びそれに用いるブランク - Google Patents

縮小投影露光用レティクル及びそれに用いるブランク

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JPH05265181A
JPH05265181A JP6290192A JP6290192A JPH05265181A JP H05265181 A JPH05265181 A JP H05265181A JP 6290192 A JP6290192 A JP 6290192A JP 6290192 A JP6290192 A JP 6290192A JP H05265181 A JPH05265181 A JP H05265181A
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JP
Japan
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reticle
layer
chromium
thin film
projection exposure
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Pending
Application number
JP6290192A
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English (en)
Inventor
Makoto Tominaga
誠 富永
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】位相シフト法を利用した縮小投影露光用レティ
クルにおいて、位相シフト法適用領域と適用外領域との
投影像に対するレティクル寸法変換差の格差をなくす。 【構成】レティクルブランクは、石英基板1上に露光波
長の透過率を調整するための薄膜クロム層2を有し、そ
の上に位相部材であるケイ素酸化膜3と反射防止酸化ク
ロム層5で反射防止処理を施されたクロム層4とを有す
る。また、このブランクを用いたレティクルは、選択的
にパターニングを施すことによって位相シフト法適用領
域のパターン明部には石英基板面に薄膜クロム層2を有
し、適用外領域のパターン明部の石英基板面からは薄膜
クロム層2は除去されている。この薄膜クロム層2は、
露光光の透過率を調整する目的の他に電子線描画時のチ
ャージアップを抑制し、しかも位相部材であるケイ素酸
化物3のエッチング時のエッチングストッパーとしての
役割を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は縮小投影露光用レティク
ル及びそれに用いるブランクに関し、特に露光光の位相
差を利用した縮小投影露光に使用するレティクルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の縮小投影露光装置用レティクルの
ブランクは、石英基板上にクロム膜を蒸着し、その上に
反射防止用の酸化クロム膜を蒸着したものが一般的であ
った。また、クロム膜の下層にも反射防止酸化クロム膜
を有しているもの、もしくはクロムの代わりにモリブデ
ン等の他の金属を使用した例もある。また、通常のレテ
ィクルは、このブランクの多層合金膜を所定の同一パタ
ーンで選択的にエッチング除去したものである。
【0003】これに対し、この縮小投影露光用レティク
ルの透明部の一部に、露光光が位相差を生ずるように透
過膜を設けたレティクルを用いて露光装置の光学系の空
間周波数特性を向上させ、限界解像力及び焦点深度を高
める位相シフト法がある(特開昭57−62052号公
報、IEEE,VOL.ED−29,NO.12,p1
828,1982 etc)。
【0004】位相シフト法を実現化するためのレティク
ル(以下では位相シフトレティクルと略す)としては、
図4の断面図に示すように、石英基板1上の所定のパタ
ーンでパターニングされたクロム合金層(クロム層4、
反射防止酸化クロム層5)の上に位相差を生じさせる透
過膜(ケイ素酸化物3)を選択的に形成したものが知ら
れている(IEDM Technical Diges
t,p57,1989、Proc.of SPIE,V
OL.1088,p25,1989 etc)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】位相シフト法は、縮小
投影露光時のレティクルパターンのフランホーファ回折
に伴う投影光の暗部への広がりを隣接明部からの位相差
を持つ回折光で打ち消して光学コントラストを向上させ
る方法であるが、同一レティクル上に、位相シフト法を
利用したレティクルパターン領域と位相シフト法を利用
しないレティクルパターン領域が混在する場合、それぞ
れの領域の光学コントラストが異なるために、同一露光
量(光の照射量)ではレティクル上のパターン寸法とウ
ェハー上に形成されるレジストパターンの寸法間の寸法
変換差が図5(a)に示すように異なってしまうため、
レティクルパターンの設計の際にあらかじめその寸法変
換差を加味して各々の領域の寸法を補正し、レティクル
パターンを形成しなければならなかった。
【0006】一般に、位相シフト適用領域の方が投影像
の光学コントラストが高くなり、適用外領域に比べ転写
された暗部のレジストパターンが図5(a)に示すよう
に細くなるため、その分だけクロムパターンを太めに補
正してパターン形成する必要があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の位相シフトレテ
ィクル用マスクブランクは、石英基板上に露光光の透過
率を適度に減少させ、かつパターン作成プロセス中の電
子線描画時のチャージアップを防ぐ導電膜として、また
エッチングストッパーとしても有効な薄膜クロム層を有
し、その上に明暗のパターンを形成するためのクロム層
と反射防止酸化クロム層を有している。
【0008】また、そのブランクをパターニングした位
相シフトレティクルは、位相シフト法利用領域(適用領
域)の明部には透過率を低下させるための薄膜クロム層
を有し、位相シフト法を利用していない領域(適用外領
域)の明部ではその薄膜クロム層が除去されている。こ
の薄膜クロム層の膜厚により露光光の透過率を調整し
て、位相シフト適用領域と適用外領域において、クロム
パターン寸法とその転写像であるレジストパターンとの
寸法リニアリティを確保させることが可能となる。
【0009】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の縮小投影露光用のレティ
クルブランクの断面図である。このブランクの作成に当
たっては、合成石英からなる石英基板1上に、まずスパ
ッタリング法により十から数十オングストローム程度の
薄膜状のクロム層2を蒸着し、次に位相部材としてケイ
素酸化物3を形成する。
【0010】ケイ素酸化物3の形成方法は、SOGある
いはスパッタリング法あるいはCVD法が適用できる。
ケイ素酸化物3の膜厚は、π(180度)の位相差を利
用する場合、λ/{2(n−1)}で与えられる。ここ
でλは縮小投影露光波長で、nはケイ素酸化物のその波
長での屈折率である。例えばn=1.44、λ=365
nmの場合で膜厚は約4150オングストロームとな
る。
【0011】次に約800オングストロームのクロム層
4と約300オングストロームの反射防止膜としてのク
ロム酸化膜をスパッタリング法により蒸着する。以上に
より、反射防止酸化クロム層5を持ったクロム層4の下
に、位相部材としてのケイ素酸化物3と透過率調整用の
薄膜クロム層2とを有する本実施例のレティクルブラン
ク(図1)が得られる。
【0012】次にこのレティクルブランクを加工して得
られる本実施例の縮小投影露光用のレティクル(図2の
断面図)の製造方法について、図3(a)〜(e)の工
程断面図を用いて説明する。本実施例のレティクルでは
位相シフト法を適用する領域とそうでない領域とにかか
わらず、半導体回路パターンの設計寸法通りにクロムパ
ターンを形成すればよいので、まず図3(a)におい
て、電子線描画装置を用いて所望の回路パターンをレジ
スト6上に描画し現像処理によりパターニングする。次
に図3(b)のように、このレジストをマスクとして四
塩化炭素(あるいは塩素)と酸素とを、およそ1対1の
割合で含む混合ガス中で、ドライエッチングにより反射
防止酸化クロム層5とクロム層4とを同時にエッチング
して所望の半導体回路パターンを形成する。
【0013】その後、このレジストパターンを剥離し
て、次に位相シフト適用領域の位相部材を所望のパター
ンで選択的に残存させるために、再び電子線描画により
図3(c)のようにレジスト6をパターン形成するが、
この際、位相部材であるケイ素酸化物3の下層の薄膜ク
ロム層2は電子線によるチャージアップの抑制に有効で
ある。次に図3(d)のように、このレジストパターン
と反射防止酸化クロム層5を含むクロムパターンとをマ
スクとして位相部材であるケイ素酸化物3をエッチング
除去する。この時のエッチングは、バッファードフッ酸
によるウェットエッチング法でも、あるいはCHF3
CF4 を含む混合ガス中でのドライエッチング法でもよ
く、クロムとのエッチング選択比は十分に大きいのでど
ちらでも選択が可能である。すなわち、このエッチング
の際は薄膜クロム層2はエッチングストッパーとしての
働きをしていることになる。
【0014】次に図3(e)のように、位相シフト適用
領域以外の薄膜クロム層2を除去するために、再度位相
シフト適用領域のみレジスト6で被覆しなくてはならな
いが、薄膜クロム層2が酸化クロム層5に比べ十分に薄
いので、重ね合わせ精度も必要ない上にパターン寸法も
それほど微細ではないため、リソグラフィーは電子線に
限る必要はない。このレジスト6をマスクにして薄膜ク
ロム層2を四塩化炭素(あるいは塩素)と酸素を含む混
合ガス中でドライエッチングにより除去することによ
り、本実施例の位相シフト適用領域のみ投影時の露光光
の透過率を適度に減少させた縮小投影露光用レティクル
(図2)が完成する。
【0015】ここで、図5(a)に示した従来の技術で
の位相シフト適用領域と適用外領域との寸法リニアリテ
ィーの関係より、位相シフト適用領域で調整すべき透過
率の値を算出し、薄膜クロム層2の膜厚をあらかじめ決
定しておくことにより、同一レティクル上では位相シフ
ト適用領域か否かにかかわらず、その投影像であるレジ
ストパターン寸法はレティクル寸法に対し図5(b)に
示すようにリニアリティーが確保できることとなる。
【0016】以上、本発明を一実施例について説明して
きたが、石英基板上に形成する薄膜金属はクロムに限ら
ず、他の重金属もしくはその金属合金を用いることも可
能である。また、その上に形成する金属層もクロムに限
らず、クロム合金もしくはモリブデンシリサイド合金を
含む金属合金を用いてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明の縮小投影露
光用のレティクルは、そのブランクが石英基板上に露光
波長の透過率をその膜厚でコントロールできる金属合金
薄膜を有しているので、位相シフト法を利用したレティ
クルを作成するプロセス中で、その合金薄膜が位相部材
のパターニングの際の電子線によるチャージアップの抑
制とエッチングストッパーとしても有効であるととも
に、同一レティクル上に位相シフト適用領域と適用外領
域とを共存させた場合の各領域の明部の透過率を調整す
ることにより、レティクル寸法とその投影像であるレジ
スト寸法の寸法変換差の各領域間格差をなくすことがで
きるので、半導体回路パターン設計時においては、位相
シフト適用か否かにかかわらず寸法補正をする必要がな
くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のレティクルブランクの断面
図である。
【図2】本発明の一実施例の位相シフト法適用のレティ
クルの断面図である。
【図3】本発明の一実施例のレティクルの製作工程を示
す図で、同図(a)〜(e)はそれぞれ断面図である。
【図4】従来の位相シフト法適用のレティクルの断面図
である。
【図5】レジストパターン寸法とレティクル寸法との関
係図で、同図(a)は従来の関係図、同図(b)は本発
明の関係図である。
【符号の説明】
1 石英基板 2 薄膜クロム層 3 ケイ素酸化物 4 クロム層 5 反射防止酸化クロム層 6 レジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7352−4M H01L 21/30 311 W

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相シフト法を用いた縮小投影露光用レ
    ティクルにおいて、石英基板上に形成された金属層のう
    ち下層の金属合金層と中間層のケイ素酸化物層と最上層
    の金属合金層とがそれぞれ異なるパターンで選択的に除
    去されて形成されていることを特徴とする縮小投影露光
    用レティクル。
  2. 【請求項2】 石英基板上に薄膜金属合金層を有し、そ
    の上層にケイ素酸化物層を有し、さらにその上層にクロ
    ム合金もしくはモリブデンシリサイド合金を含む金属合
    金層を有することを特徴とする縮小投影露光用レティク
    ルに用いるブランク。
JP6290192A 1992-03-19 1992-03-19 縮小投影露光用レティクル及びそれに用いるブランク Pending JPH05265181A (ja)

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A02 Decision of refusal

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Effective date: 19981104