JPH05297569A - 位相シフトレチクルおよびその製造方法 - Google Patents

位相シフトレチクルおよびその製造方法

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JPH05297569A
JPH05297569A JP31447292A JP31447292A JPH05297569A JP H05297569 A JPH05297569 A JP H05297569A JP 31447292 A JP31447292 A JP 31447292A JP 31447292 A JP31447292 A JP 31447292A JP H05297569 A JPH05297569 A JP H05297569A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】隣接する開口部分を透過する光に位相差を与え
る位相シフトレチクルにおいて、同一光透過部内の位相
の乱れを最小限にする。 【構成】ガラス基板1,導電性膜2の上にクロム膜3で
遮光体パターンを形成し、その上の全面に平坦化膜4を
形成する。さらにその上に所望のパターンのシフター6
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位相シフトレチクルおよ
びその製造方法に係わり、特に位相差を与えるシフター
を有するレチクルの構造およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】縮小投影露光装置で使用されるホトマス
クであるレチクルにおいて、近接する開口パターンを解
像度良く転写する位相シフトレイクルは、例えば日経マ
イクロデバイス1990年7月号No.61 PP10
3−114に紹介されている。
【0003】従来技術の位相シフトレチクルは、図4に
示す様に、ガラス基板1上の全面に電子線描画時の帯電
防止用の薄い導電性膜2を成膜し、さらにその上に遮光
体となるクロム膜を成膜し、パターン形成することによ
り所望のクロム膜3のパターンを得、その上に位相差材
パターンであるシフター6を形成している。ここで示し
ている導電性膜2は、パターン形成時における電子線描
画の条件によっては不要の場合がある。この場合は、ク
ロム膜3を直接ガラス基板1に披着形成してもよい。
【0004】図5は図4の構造を製造する従来技術の方
法である。
【0005】まずレチクルの母材となるガラス基板1の
上に電子線描画時の帯電防止用として導電性膜2を成膜
し、さらにその上に成膜されたクロム膜3をパターン形
成する(図5(a))。次に化学的気相成長法(以下C
VDと略す)、スパッタ法あるいはスピン塗布法で位相
差材として二酸化珪素膜7を形成する。さらに二酸化珪
素膜7の上にレジスト8をスピン塗布法等で塗布し、電
子線10で所望のパターンを露光し(図5(b))、こ
れを現像して形成されたレジスト8のパターンをマスク
として二酸化珪素膜7をエッチングによりパターニング
し、最後にレジスト8を除去すると、二酸化珪素膜7か
ら形成された位相シフター6を有するレチクルが得られ
る(図5(c))。
【0006】また、近年では、第38回応用物理学関係
連合講演会の講演予稿集、1991年春季No.2,5
35頁、29P−ZC−1、でも紹介されているよう
に、位相差材としてガラス基板を選択的にエッチングし
て位相差を得ている。
【0007】その一例を図6に示す。先に示した図4,
図5の従来例と同様に、ガラス基板1上に導電性膜2を
設け、その上に所望の遮光体パターン3を形成する。次
に、位相差を与えるべき部分以外をレジストで覆い、位
相差を与えるべき部分の導電性膜2をエッチングにより
除去し続いてガラス基板1をエッチング法により所望の
深さまで掘った後、レジストを除去することにより図6
で示した位相シフトレチクルを得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この従来の遮光体パタ
ーン3上に位相差材パターン6を披着形成する図4,図
5に示す位相シフトレチクルでは、遮光体パターン3に
よって生じる段差によって、遮光体近傍の位相差材6
(7)に膜厚差が生じるため、光透過部の位相が不均一
になり、位相シフト法の効果を十分に引き出せないとい
う問題点があった。
【0009】すなわち、この従来の位相シフトレチクル
の製造方法では、このレチクルを波長λが365nm
(ナノメータ)の光で使用する場合、二酸化珪素膜7に
よるシフター6の膜厚は屈折率n=1.43の場合は、
λ/{2×(n−1)}から約424nm±10nm、
すなわち所望の膜厚から約±2.4%の膜厚制御、均一
性が必要である。
【0010】しかしながら、従来技術によって位相差材
としての二酸化珪素膜7をCVD法で形成しこれをパタ
ーニングしてシフター6を得る場合は、レチクル面内の
膜厚の均一性は約±5%と悪く、光の位相をコントロー
ルしきれない。また、スピン塗布法で二酸化珪素膜7を
形成する場合、クロムパターンによる凹凸が二酸化珪素
膜の表面でも解消せず、凹凸部の中央と端で膜厚差が大
きいと言う問題点があった。
【0011】一方、従来のガラス基板を選択的に掘る図
6に示す位相シフトレチクルでは、時間制御によってエ
ッチング法で掘るために深さをコントロールしにくく、
また反応性イオンエッチング(以下、IRE、と略す)
法等によってガラス基板を掘るため光が透過する部分が
物理的に荒れた状態になり、光の位相が乱れるという問
題点があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、隣接す
る開口部分を透過する光に位相差を与える位相シフトレ
チクルにおいて、ガラス基板上に形成された遮光体パタ
ーンと、該遮光体パターンを含む該ガラス基板上の全面
に形成された表面が平坦化される平坦化膜と、該平坦化
膜の平坦化された表面上に形成された位相差を与える位
相差材パターンとを有する位相シフトレチクルにある。
【0013】本発明の他の特徴は、隣接する開口部分を
透過する光に位相差を与える位相シフトレチクルの製造
方法において、ガラス基板上に所望のパターンの遮光体
を形成する工程と、該遮光体を含むガラス基板上の全面
に平坦化膜を形成する工程と、該平坦化膜上の位相差を
与えるべき部位に所望の位相差材を形成する工程とを有
する位相シフトレチクルの製造方法にある。
【0014】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0015】図1は本発明の第1の実施例の位相シフト
レチクルおよびその製造方法を示す断面図である。
【0016】まず図1(A)に示す様に、ガラス基板1
の全表面に薄い第1の導電性膜2を披着しその上にクロ
ム膜のパターン3を遮光体パターンとして披着形成し、
その上の全面にCVD法、例えば低温で成膜できる低圧
CVD法(200℃程度)や光CVD法(100℃程
度)、又はスパッタ法等で平坦化膜4として二酸化珪素
膜を、その上表面が満足できる平坦となる様に、十分な
厚さに形成する。この実施例では約800nm(ナノメ
ータ)の二酸化珪素膜4を形成する。
【0017】次に図1(B)に示す様に、平坦化膜4の
全上表面に第2の導電性膜5を披着し、さらにその上に
スピン塗布法やCVD法あるいはスパッタ法等を用いて
シフターを形成するための位相差材、ここでは二酸化珪
素膜を所望の膜厚に全面形成する。しかる後、全面に形
成された二酸化珪素膜を所望の形状にパターニングする
ことによってシフター6のパターンを得る。
【0018】尚、第1の導電性膜2はクロム膜パターン
3を電子線露光で形成する時の帯電防止膜として設ける
のであるが、形成時における電子線描画の条件によって
は不要の場合がある。この場合は、クロム膜3を直接ガ
ラス基板1に披着形成してもよい。同様に、第2の導電
性膜5はシフターのパターン6を電子線露光で形成する
時の帯電防止膜として設けるのであるが、形成時におけ
る電子線描画の条件によっては不要の場合がある。この
場合は、シフターのパターン6を直接平坦化膜4に披着
形成してもよい。
【0019】図2は本発明の第2の実施例の位相シフト
レチクルおよびその製造方法を示す断面図である。
【0020】まず図2(a)に示す様に、ガラス基板1
上の導電性膜2の上にクロム膜3を所望のパターンに形
成する。ここで示している導電性膜2はクロムパターン
形成時の製造方法・条件によっては不必要な場合があ
る。
【0021】次に図2(b)に示す様に、全面にCVD
法、例えば低温で成膜のできる低圧CVD法(200℃
程度)や光CVD法(100℃程度)で膜厚が約50n
mの薄い二酸化珪素膜9を形成する。本実施例では光C
VD法を用いてレチクル全面に膜厚が47nm±2.8
nmの二酸化珪素膜9を形成した。
【0022】次に図2(c)に示すに、平坦化膜4とし
て液相成長法やスピン塗布法によって二酸化珪素膜4を
形成する。
【0023】本実施例の液相成長法は、例えば特開平3
−97247号公報に示す方法により、約3.5mol
の珪弗化水素酸水溶液にシラノール(Si(OH)4
を150℃の低温で焼成して形成した二酸化珪素の粉末
を30℃の温度で溶解、飽和させた飽和水溶液を用い、
かつ常時過飽和状態に保つために濃度が約0.1mol
/lのホウ酸水溶液を10cc/時の速度で連続的に添
加した。また、この過飽和水溶液は開口幅が0.2μm
のテフロンフィルターを用いて常時循環させ、粒径が
0.2μmを越える粒子を除去した。この様に常時過飽
和かつ35℃の一定温度に保たれた水溶液に、上記レチ
クルの中間製品を浸漬する。二酸化珪素の成長速度が4
0nm/時であるため、17時間30分浸漬することに
よって、厚さ0.7μmの二酸化珪素膜からなる平坦化
膜4を形成させる。この時の平坦化膜4の表面で後にシ
フター材を形成する部位での凹凸差は約3nmであっ
た。また、平坦化膜4としてスピン塗布法による二酸化
珪素膜を形成する場合、二酸化珪素の濃度が20wt%
の塗布剤を2000rpmで60秒スピン塗布し、その
後200℃で30分間ベークを行ない平坦化膜4を形成
させた結果、厚さ0.98μmの二酸化珪素膜の平坦化
膜4が形成できた。この時の平坦化膜4の表面で後にシ
フター材を形成する部位での凹凸差は約1.5nmであ
った。但し、この場合の平坦の効果は、下地の薄い二酸
化珪素膜9が存在していない場合でも同様に得られる。
【0024】次に図2(d)に示す様に平坦化膜上にレ
ジストを塗布し、所望のパターンに露光、現像処理を行
なうことにより、位相差材を形成する必要のない部位に
レジストパターン8を形成する。次にこのレジストパタ
ーン8を形成した状態で前記珪弗化水素酸水溶液に7時
間9分27秒浸漬することによって、レジストパターン
8の間に厚さ286nmの二酸化珪素膜を選択的に形成
させてシフター6を得る。この時のシフター6となる位
相差材の二酸化珪素膜の膜厚均一性は±1.0%と良好
であった。
【0025】最後にレジスト8を剥離することにより、
図2(e)に示す様に、所望の部位に位相差材のパター
ンであるシフター6を形成した位相シフトレチクルが得
られる。
【0026】図3は本発明の第3の実施例の位相シフト
レチクルおよびその製造方法を示す断面図である。
【0027】まず図3(a),(b)に示す様に、図2
の第2の実施例と同様にしてガラス基板1上の導電性膜
2の上にクロム膜3のパターン及び平坦化膜4を形成す
る。
【0028】但し、液相成長法を用いて平坦化膜4を形
成する場合は、第2の実施例の図3(b)で示した様に
クロム膜3上にCVD法等により薄い二酸化珪素膜9を
形成する。
【0029】次に図3(c)に示す様に、平坦化膜4の
上に後の工程でエッチング停止膜となる導電性膜5を形
成する。さらに導電性膜5の上に位相差材となる二酸化
珪素膜7を液相成長法又はスピン塗布法にて全面に形成
する。液相成長法の場合、第2の実施例で説明した珪弗
化水素水溶液に7時間9分27秒浸漬することによっ
て、厚さ286nmの二酸化珪素膜7を全面に形成す
る。この時の二酸化珪素膜7の膜厚均一性は±1.0%
であった。
【0030】またスピン塗布法で形成する場合、二酸化
珪素の濃度が12wt%の塗布剤を4000rpmで6
0秒スピン塗布し、その後200℃で30分間ベークを
行なって二酸化珪素膜7を形成する。この時の二酸化珪
素膜7の膜厚は287nmで膜厚の均一性は±1.4%
であった。
【0031】次に図3(d)に示すように、二酸化珪素
膜7上にレジストを塗布し、所望のパターンに露光、現
像処理を行なう。このレジストパターン8をエッチング
マスクとして反応性イオンエッチング法等で二酸化珪素
膜7を選択的にエッチングすることにより、この位相差
材としての二酸化珪素膜7のパターンであるシフター6
を得る。
【0032】最後に図3(e)に示す様に、レジスト8
を剥離することにより、レチクル上の所望の部位に位相
差材6を形成した位相シフトレチクルが得られる。本実
施例の方法によっても、前記実施例と同じ効果を得るこ
とができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、クロム膜
による遮光体パターンによって生じる表面の凹凸を平坦
化膜によって平坦にすることによって、同一光透過部内
の位相の乱れを最小限にすることができるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す断面図である。
【図4】従来技術を示す断面図である。
【図5】図4を製造する従来技術の方法を示す断面図で
ある。
【図6】他の従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 導電性膜 3 クロム膜 4 平坦化膜 5 導電性膜 6 シフター 7 シフター6を形成する位相差材としての二酸化珪
素膜 8 レジストパターン 9 薄い二酸化珪素膜 10 電子線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隣接する開口部分を透過する光に位相差
    を与える位相シフトレチクルにおいて、ガラス基板上に
    形成された遮光体パターンと、該遮光体パターンを含む
    該ガラス基板上の全面に形成された表面が平坦化される
    平坦化膜と、該平坦化膜の平坦化された表面上に形成さ
    れた位相差を与える位相差材パターンとを有することを
    特徴とする位相シフトレチクル。
  2. 【請求項2】 前記遮光体パターンは前記ガラス基板上
    の全面に形成された第1の導電性膜を介して形成され、
    前記位相差材パターンは前記平坦化膜表面上の全面に形
    成された第2の導電性膜を介して形成されていることを
    特徴とする請求項1に記載の位相シフトレチクル。
  3. 【請求項3】 隣接する開口部分を透過する光に位相差
    を与える位相シフトレチクルの製造方法において、ガラ
    ス基板上に所望のパターンの遮光体を形成する工程と、
    該遮光体を含むガラス基板上の全面に平坦化膜を形成す
    る工程と、該平坦化膜上の位相差を与えるべき部位に所
    望の位相差材を形成する工程とを有することを特徴とす
    る位相シフトレチクルの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記平坦化膜を形成する方法として、ス
    ピン塗布法で二酸化珪素膜を形成することを特徴とする
    請求項3に記載の位相シフトレチクルの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記平坦化膜を形成する方法として、常
    時二酸化珪素の過飽和状態に保たれた水溶液中に前記ガ
    ラス基板上に遮光体パターンを形成した状態で浸漬する
    ことによって、二酸化珪素膜を全面に形成することを特
    徴とする請求項3に記載の位相シフトレチクルの製造方
    法。
  6. 【請求項6】 前記位相差材を形成する方法として、ス
    ピン塗布法で二酸化珪素膜を形成することを特徴とする
    請求項3に記載の位相シフトレチクルの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記位相差材を形成する方法として、常
    時二酸化珪素の過飽和状態に保たれた水溶液中に前記平
    坦化膜の形成を行った状態で浸漬することによって、二
    酸化珪素膜を形成することを特徴とする請求項3に記載
    の位相シフトレチクルの製造方法。
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