JPH0580489A - Production of mask - Google Patents

Production of mask

Info

Publication number
JPH0580489A
JPH0580489A JP23924091A JP23924091A JPH0580489A JP H0580489 A JPH0580489 A JP H0580489A JP 23924091 A JP23924091 A JP 23924091A JP 23924091 A JP23924091 A JP 23924091A JP H0580489 A JPH0580489 A JP H0580489A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
phase shifter
film
film thickness
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23924091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Imai
彰 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP23924091A priority Critical patent/JPH0580489A/en
Publication of JPH0580489A publication Critical patent/JPH0580489A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To form phase shifter patterns by controlling the thickness of phase shifter films to an optimum value without fluctuating the thickness of the phase shifter films on a substrate by the ruggedness of the substrate. CONSTITUTION:This production process includes a stage 1 for forming a light shielding film having prescribed light shielding patterns on the substrate, a sage 2 for forming a film layer consisting of a radiation sensitive material on the substrate, a sage 3 for determining the irradiation quantity of active chemical rays in such a manner that the film thickness of the patterns is kept constant within transmission patterns regardless of the kinds of the transmission patterns in accordance with the information on the coating film thickness of the radiation sensitive material with respect to the kinds of the transmission patterns, a stage 4 for irradiating the surface of the film layer to the prescribed pattern shape by using inadiation quantity, and a stage 5 for forming the prescribed shifter patterns by developing the film layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子,超伝導体
素子,磁性体素子,光集積回路素子、等の各種固体素子
における微細パタン形成に用いられる投影露光用マスク
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure mask used for forming fine patterns in various solid-state elements such as semiconductor elements, superconductor elements, magnetic elements and optical integrated circuit elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、大規模集積回路等の固体素子にお
ける微細パタンの形成は、主に縮小投影露光法により行
なわれてきた。この方法を用いて、解像力を飛躍的に向
上することができる方法の一つに、マスク上のとなり合
った透過領域を通過した光の間に位相差を導入する方法
(以下、位相シフト法と呼ぶ)がある。この方法は、例
えば、細長い透過領域と不透明領域の繰返しパタンの場
合、マスク上の互いにとなり合った透過領域を通過した
光の位相差がほぼ180度になるように、透過領域の一
つおきに位相差を導入するための透明材料(以下、位相
シフタと呼ぶ)をマスク上に設けるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, formation of fine patterns in solid-state elements such as large-scale integrated circuits has been performed mainly by a reduction projection exposure method. Using this method, one of the methods that can dramatically improve the resolution is a method of introducing a phase difference between the light beams that have passed through the transmissive regions adjacent to each other on the mask (hereinafter referred to as the phase shift method and Call). In this method, for example, in the case of a repeating pattern of an elongated transmissive region and an opaque region, every other transmissive region is arranged so that the phase difference of light passing through the mutually transmissive regions on the mask becomes approximately 180 degrees. A transparent material (hereinafter referred to as a phase shifter) for introducing a phase difference is provided on the mask.

【0003】位相シフト法で用いるマスクは、従来用い
られてきたクロムマスクの所定の透過領域上に位相シフ
タを設けることにより作製することができる。これにつ
いては、例えば、アイ・イー・イー・イー,トランザク
ション オン エレクトロンデバイスイズ,イー ディ
ー 29,ナンバー12(1982年)第1828頁か
ら第1836頁(IEEE,Trans.Electron Devices,E
D29,No.12(1982)pp1828−183
6)において論じられている。
A mask used in the phase shift method can be manufactured by providing a phase shifter on a predetermined transmission region of a conventionally used chromium mask. Regarding this, for example, IEE, Transaction on Electron Devices, ED 29, No. 12 (1982), pages 1828 to 1836 (IEEE, Trans. Electron Devices, E
D29, No. 12 (1982) pp1828-183.
6).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、位相シ
フトマスク製造方法として、遮光膜を加工して所定の遮
光パタンを形成した後に、この上に位相シフタ材料膜を
形成し、この膜を所定の位相シフタパタンに加工すると
いう方法があった。ここで、遮光膜はある所定の厚さを
持つため、所定の遮光パタンを形成した後の基板面には
遮光膜厚分の凹凸が生じる。この基板上に位相シフタ膜
を形成すると、上述の基板凹凸により位相シフタ膜厚が
基板上でばらついてしまい、パタンの寸法や凹凸密度
(パタン密度)によって位相シフタ膜厚が最適値からはず
れてしまうという問題があった。
In the prior art, as a method of manufacturing a phase shift mask, a light-shielding film is processed to form a predetermined light-shielding pattern, and then a phase shifter material film is formed on the light-shielding film. There was a method of processing into the phase shifter pattern of. Here, since the light-shielding film has a certain predetermined thickness, irregularities corresponding to the light-shielding film thickness occur on the substrate surface after forming the predetermined light-shielding pattern. When a phase shifter film is formed on this substrate, the phase shifter film thickness varies on the substrate due to the unevenness of the substrate described above, and the pattern size and unevenness density.
There is a problem that the phase shifter film thickness deviates from the optimum value depending on (pattern density).

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記問題は、投影光学系
を用いてマスクパタンを基板上に投影露光する際に用い
られる所定の遮光パタンと透過光に位相差を与えるため
の位相シフタパタンをもつ位相シフトマスクの製造方法
において、基板上に所定の遮光パタンをもつ遮光膜を形
成する工程と、前記基板上に放射線感応材料よりなる膜
層を形成する工程と、前記透過パタンの種類に対する前
記放射線感応材料の塗布膜厚に関する情報に基づいて、
形成されるパタンの膜厚が前記透過パタンの種類によら
ず前記透過パタン内で一定になるように活性化学線の照
射量を決定する工程と、前記照射量を用いて前記膜層上
に所定のパタン状に前記活性化学線を照射する工程と、
前記膜層を現像して所定の位相シフタパタンを形成する
工程とを含むことにより、さらに所定の位相シフタパタ
ンを形成する工程後に前記放射線感応材料のガラス転移
温度以上の温度で熱処理する工程を行なうことにより、
さらに前記活性化学線に荷電粒子線またはレーザ光を用
いることにより、さらに前記放射線感応材料として塗布
性珪素化合物または残留シラノール基を含む塗布型ガラ
スおよび酸発生剤を少なくとも含む材料を用いることに
より達成される。
The above problems have a predetermined light-shielding pattern used when projecting and exposing a mask pattern on a substrate using a projection optical system and a phase shifter pattern for imparting a phase difference to transmitted light. In the method for manufacturing a phase shift mask, a step of forming a light-shielding film having a predetermined light-shielding pattern on a substrate, a step of forming a film layer made of a radiation-sensitive material on the substrate, and the radiation for the type of the transmission pattern. Based on the information about the coating thickness of the sensitive material,
A step of determining the irradiation dose of the active actinic radiation so that the film thickness of the formed pattern is constant within the transmission pattern regardless of the type of the transmission pattern; and a predetermined amount on the film layer using the irradiation dose. Irradiating the active actinic radiation in a pattern of
By developing the film layer to form a predetermined phase shifter pattern, by further performing a heat treatment at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the radiation sensitive material after the step of forming the predetermined phase shifter pattern. ,
Further, it is achieved by using a charged particle beam or a laser beam as the active actinic radiation, and further by using a material containing at least a coating type silicon compound or a coating type glass having residual silanol groups and an acid generator as the radiation sensitive material. It

【0006】[0006]

【作用】投影露光法で用いられるマスク(レチクル)の
場合、遮光膜として厚さ80〜100nm程度のクロム
膜あるいは三層クロム膜(酸化クロム/クロム/酸化ク
ロムの積層膜)が多く用いられている。
In the case of the mask (reticle) used in the projection exposure method, a chromium film or a three-layer chromium film (chromium oxide / chromium / chromium oxide laminated film) having a thickness of about 80 to 100 nm is often used as a light shielding film. There is.

【0007】一方、上述の光の位相差が180度となる
ようにするための位相シフタ膜厚の最適値は、一般に次
式で決定される。
On the other hand, the optimum value of the phase shifter film thickness for making the above-mentioned light phase difference 180 degrees is generally determined by the following equation.

【0008】[0008]

【数1】 d=λ/2(n−1) …(1) ここで、dは位相シフタ膜厚、λは露光波長、nは露光
波長λにおける位相シフタ膜の屈折率である。i線(λ
=365nm)において、位相シフタ膜として酸化シリ
コン蒸着膜や塗布性珪素化合物膜を用いた場合の屈折率
は1.45 程度であることから、位相シフタ膜厚は40
0nm程度になる。又、KrFエキシマレーザ(λ=2
48nm)の場合、屈折率は1.5 程度であり位相シフ
タ膜厚は250nm程度になる。以上からわかるよう
に、位相シフタ膜厚は遮光膜厚の数倍程度の厚さにしか
ならない。
## EQU00001 ## d = .lambda. / 2 (n-1) (1) where d is the phase shifter film thickness, .lambda. Is the exposure wavelength, and n is the refractive index of the phase shifter film at the exposure wavelength .lambda .. i line (λ
= 365 nm), the refractive index is about 1.45 when a silicon oxide vapor-deposited film or a coatable silicon compound film is used as the phase shifter film.
It becomes about 0 nm. Also, a KrF excimer laser (λ = 2
48 nm), the refractive index is about 1.5 and the phase shifter film thickness is about 250 nm. As can be seen from the above, the thickness of the phase shifter is only about several times the thickness of the light shielding film.

【0009】ところで、一般に凹凸のある基板上にスピ
ン塗布法や蒸着法等により膜層を形成すると、基板凹凸
に起因して膜厚変動が生じ、基板面内で膜厚がばらつい
てしまう。一方、位相シフト法では最も高い効果を得る
ために上述の光の位相差が180度になるように位相シ
フタ条件を正確に制御する必要がある。このためには位
相シフタ膜厚を最適値に制御して形成しなければならな
い。
By the way, generally, when a film layer is formed on a substrate having irregularities by a spin coating method, a vapor deposition method or the like, a variation in the film thickness occurs due to the irregularities of the substrate, and the film thickness varies in the plane of the substrate. On the other hand, in the phase shift method, in order to obtain the highest effect, it is necessary to accurately control the phase shifter condition so that the above-mentioned light phase difference becomes 180 degrees. For this purpose, the phase shifter film thickness must be controlled to an optimum value.

【0010】ここで、位相シフトマスクの構造には大き
く分けて、遮光膜と基板の間に位相シフタ膜を設けるタ
イプ,遮光膜上に位相シフタを設けるタイプの二つがあ
る。前者のタイプは、位相シフタ膜を平坦なマスク基板
面に形成した後、この上に所定の遮光パタンを形成し、
さらに位相シフタ膜の所定領域をエッチングして作製す
る。このタイプは位相シフタ膜厚ばらつきを小さくでき
る。しかし、遮光膜とマスク基板の間に位相シフタ膜を
設けた構造であるため、位相シフタ膜を異方性ドライエ
ッチングして断面が垂直になるように加工しなければな
らず、製造工程がより複雑になる。又、位相シフタパタ
ンの欠陥修正が後者のタイプと比較して困難である。
The structure of the phase shift mask is roughly classified into two types: a type in which a phase shifter film is provided between the light shielding film and the substrate, and a type in which a phase shifter is provided on the light shielding film. In the former type, after a phase shifter film is formed on a flat mask substrate surface, a predetermined light shielding pattern is formed on it.
Further, a predetermined region of the phase shifter film is etched to be manufactured. This type can reduce variations in film thickness of the phase shifter. However, because of the structure in which the phase shifter film is provided between the light-shielding film and the mask substrate, the phase shifter film must be processed by anisotropic dry etching so that the cross section becomes vertical, which makes the manufacturing process more difficult. It gets complicated. In addition, it is difficult to correct the defect of the phase shifter pattern as compared with the latter type.

【0011】一方、後者のタイプは、基板上の遮光膜を
エッチングして所定の遮光パタンを形成した後、この上
に所定の位相シフタパタンを形成して作製する。この場
合、遮光パタン形成後の位相シフタ膜の再生処理が可能
である。例えば、一度形成した位相シフタパタンに欠陥
が生じた場合、これを除去して、再度、位相シフタ膜を
形成して位相シフタパタンに加工することが可能であ
る。しかし、このように、位相シフタ膜厚が遮光膜厚の
数倍程度であり位相シフタ膜厚ばらつきが前者のタイプ
より大きいという欠点がある。従って、位相シフタ膜厚
が遮光パタンの凹凸によらず一定となるように位相シフ
タパタンを形成する技術が必要となる。
On the other hand, the latter type is manufactured by etching a light-shielding film on a substrate to form a predetermined light-shielding pattern and then forming a predetermined phase shifter pattern thereon. In this case, it is possible to regenerate the phase shifter film after forming the light shielding pattern. For example, when a defect occurs in the phase shifter pattern once formed, it is possible to remove the defect, form the phase shifter film again, and process the phase shifter pattern. However, as described above, there is a drawback that the phase shifter film thickness is about several times the light-shielding film thickness, and the variation in the phase shifter film thickness is larger than the former type. Therefore, a technique is required to form the phase shifter pattern so that the film thickness of the phase shifter is constant regardless of the unevenness of the light shielding pattern.

【0012】ここで、位相シフタ材料として放射線感応
材料(例えば、レジスト材料や塗布性珪素化合物等)を
用い、位相シフタパタンを直接形成することにより後者
のタイプのマスクを作製する場合を考える。この場合、
位相シフタ膜をスピン塗布法により形成するが、基板凹
凸に起因して塗布膜厚ばらつきが生じる。一般に、図2
に示すように凹凸密度が小さいところの方が、又、遮光
パタンの開口部寸法が大きい方が位相シフタ膜厚が薄く
なる傾向がある。また開口部中央付近の方が開口部端部
付近よりも位相シフタ膜厚が薄くなる傾向もある。
Here, consider a case where a mask of the latter type is manufactured by directly forming a phase shifter pattern using a radiation sensitive material (for example, a resist material or a coating silicon compound) as the phase shifter material. in this case,
Although the phase shifter film is formed by the spin coating method, the coating film thickness varies due to the unevenness of the substrate. In general, FIG.
As shown in (3), the phase shifter film thickness tends to be smaller where the concavo-convex density is smaller and where the opening size of the light shielding pattern is larger. In addition, the film thickness of the phase shifter tends to be smaller near the center of the opening than near the end of the opening.

【0013】一方、放射線感応材料に照射する活性化学
線の照射量を変化させると放射線感応材料の現像液に対
する溶解特性が変化する。この性質により、図3に示す
ように放射線感応材料膜に照射する活性化学線の照射量
を適当に選択してやることにより現像後の膜厚を変化さ
せることができる。ここで図3は活性化学線に対してネ
ガ型に作用する例を示している。なお、活性化学線は、
電子線,イオンビームのような荷電粒子線、あるいは遠
紫外光等があるが、一般にマスク製造工程では電子線や
レーザ光が用いられている。
On the other hand, when the dose of active actinic radiation applied to the radiation-sensitive material is changed, the dissolution characteristics of the radiation-sensitive material in the developing solution are changed. Due to this property, the film thickness after development can be changed by appropriately selecting the irradiation amount of the active actinic radiation to be applied to the radiation sensitive material film as shown in FIG. Here, FIG. 3 shows an example of acting negatively on actinic radiation. The actinic radiation is
Although there are charged particle beams such as electron beams and ion beams, or far-ultraviolet light, electron beams and laser beams are generally used in the mask manufacturing process.

【0014】このような材料の特性を用い、適当な活性
化学線照射量を選択して所定のパタン状に照射すること
により、マスク上の所望の領域で放射線感応材料膜の膜
厚、即ち、位相シフタ膜厚を制御して形成することがで
きる。例えば、凹凸密度が大きいところの方の照射量を
凹凸密度が小さいところより少なくすることにより、基
板凹凸によらず位相シフタ膜厚ばらつきを小さくするこ
とができる。同様に、遮光パタンの開口部寸法が大きい
方の領域で照射量を多くすれば同様の効果が得られる。
また、開口部中央付近よりも開口部端部付近の照射量を
少なくすれば、開口部内での膜厚ばらつきを小さくする
ことができる。なお、放射線感応材料の種類,基板凹凸
密度,開口部寸法,開口部形状,塗布方法等の条件が組
み合わさることで塗布膜厚が変化するため、これらの点
を組み合わせて考慮して照射量を決定した方がより正確
に膜厚を制御できる。
Using the characteristics of such a material, by selecting an appropriate actinic radiation dose and irradiating in a predetermined pattern, the film thickness of the radiation sensitive material film in a desired region on the mask, that is, It can be formed by controlling the film thickness of the phase shifter. For example, by setting the irradiation amount at a portion having a large uneven density to be smaller than that at a portion having a small uneven density, it is possible to reduce the variation in the phase shifter film thickness regardless of the unevenness of the substrate. Similarly, the same effect can be obtained by increasing the irradiation amount in the region where the opening size of the light shielding pattern is larger.
Further, if the irradiation amount in the vicinity of the end of the opening is smaller than that in the vicinity of the center of the opening, it is possible to reduce variations in film thickness within the opening. Note that the coating film thickness changes due to the combination of conditions such as the type of radiation-sensitive material, substrate uneven density, opening size, opening shape, coating method, etc. The film thickness can be controlled more accurately if it is determined.

【0015】以上述べた方法は、例えば、図1に示すよ
うな工程により実現できる。すなわち、所定の透過パタ
ンをもつ遮光膜を形成する工程1,放射線感応材料から
なる膜層を基板上に形成する工程2,透過パタンの種類
に対する放射線感応材料の塗布膜厚に関する情報に基づ
いて、形成されるパタンの膜厚が透過パタンの種類によ
らず透過パタン内で一定になるように活性化学線の照射
量を決定する工程3,照射量を用いて所定のパタン状に
活性化学線を照射する工程4,現像して位相シフタパタ
ンを形成する工程5を行なうことにより、膜厚ばらつき
を抑え位相シフタ膜厚を最適値に制御することができ
る。ここで、ネガ型放射線感応材料を用いる場合、形成
する所定の位相シフタパタン内で、照射量を調整してや
れば良い。一方、ポジ型の場合、活性化学線を照射した
領域以外の部分が現像後に残る。従って、位相シフタ膜
厚ばらつきを小さくするために位相シフタパタン以外の
領域にも活性化学線を照射して膜厚を調整してやらなけ
ればならないので、ネガ型を用いる場合と比較して工程
がより複雑になる。
The method described above can be realized, for example, by the steps shown in FIG. That is, based on the information about the coating thickness of the radiation-sensitive material for the type of the transmission pattern, the step of forming a light-shielding film having a predetermined transmission pattern, the step of forming a film layer made of the radiation-sensitive material on the substrate, Step 3 of determining the dose of active actinic radiation so that the film thickness of the formed pattern is constant within the transmissive pattern regardless of the type of the transmissive pattern. By performing step 4 of irradiating and step 5 of developing to form a phase shifter pattern, it is possible to suppress variation in film thickness and control the phase shifter film thickness to an optimum value. Here, when the negative type radiation sensitive material is used, the irradiation amount may be adjusted within a predetermined phase shifter pattern to be formed. On the other hand, in the case of the positive type, the portion other than the area irradiated with the active actinic radiation remains after the development. Therefore, in order to reduce the variation in the film thickness of the phase shifter, it is necessary to irradiate the area other than the phase shifter pattern with active actinic rays to adjust the film thickness, and the process is more complicated than the case of using the negative type. Become.

【0016】次に、活性化学線の照射量を決定する工程
について具体例をあげて説明する。まず、ネガ型放射線
感応材料塗布膜厚が線状孤立開口パタン寸法に対して図
4の実線に示すように変化する場合を考える。縦軸の1
00%は位相シフタ膜厚の最適値を示している。この値
は位相シフトマスク完成時に位相シフタ膜厚が最適値と
なるような塗布膜厚を示している。ここでは説明を簡単
にするために、開口パタン内での塗布膜厚が一定である
とする。なお、コンタクトホールのような孤立開口パタ
ンや周期パタンなどではこの実線は若干変化する。
Next, the step of determining the dose of active actinic radiation will be described with a specific example. First, consider the case where the coating thickness of the negative radiation-sensitive material changes with respect to the linear isolated opening pattern dimension as shown by the solid line in FIG. 1 on the vertical axis
00% indicates the optimum value of the phase shifter film thickness. This value indicates the coating film thickness such that the phase shifter film thickness becomes the optimum value when the phase shift mask is completed. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the coating film thickness in the opening pattern is constant. It should be noted that this solid line slightly changes in isolated opening patterns such as contact holes and periodic patterns.

【0017】図4で、寸法d以上のパタンに対して位相
シフタ膜厚が最適値(d′=100%)となる。しか
し、寸法cに対してはc′%,寸法bに対してb′%,
寸法aに対してa′%となり、塗布膜厚が最適膜厚より
厚くなってしまう。
In FIG. 4, the phase shifter film thickness has an optimum value (d '= 100%) for a pattern of dimension d or more. However, c '% for the dimension c, b'% for the dimension b,
It becomes a '% with respect to the dimension a, and the coating film thickness becomes thicker than the optimum film thickness.

【0018】一方、ネガ型放射線感応材料の現像後の膜
厚が活性化学線照射量に対して図3に示したように変化
する場合を考える。最適膜厚値に制御するために、寸法
c,b,a各々に対して、現像後の膜厚が塗布膜厚の1
00/c′,100/b′,100/a′になるように
照射量を設定してやれば良い。
On the other hand, consider the case where the film thickness of the negative type radiation sensitive material after development changes as shown in FIG. 3 with respect to the active actinic radiation dose. In order to control to the optimum film thickness value, the film thickness after development is 1 of the coating film thickness for each of the dimensions c, b, and a.
The irradiation amount may be set so as to be 00 / c ', 100 / b', 100 / a '.

【0019】図3及び図4より、孤立開口パタンの寸法
がaより小さい場合は、活性化学線の照射量をEaと
し、寸法がdより大きい場合は照射量をEdとする。ま
た、寸法b,cに対しては照射量Eb,Ecとする。こ
のように決定した照射量を用いて所定の位相シフタパタ
ン領域に活性化学線を照射,現像することにより、図5
に示すようにパタン寸法によらず位相シフタ膜厚ばらつ
きを小さくすることができる。すなわち、位相差を最適
値に制御することが可能となる。
From FIGS. 3 and 4, when the size of the isolated opening pattern is smaller than a, the dose of active actinic radiation is Ea, and when the size is larger than d, the dose is Ed. The doses Eb and Ec are used for the dimensions b and c. By irradiating and developing active actinic rays on a predetermined phase shifter pattern region by using the irradiation amount thus determined, FIG.
As shown in, the variation in the film thickness of the phase shifter can be reduced regardless of the pattern size. That is, the phase difference can be controlled to the optimum value.

【0020】実際には図2にも示したように、開口パタ
ン内での膜厚ばらつきも生じるが、以上で説明した原理
に基づいて活性化学線照射量を設定してやることによ
り、開口パタン内での膜厚ばらつきも小さくすることが
できる。
Actually, as shown in FIG. 2, the film thickness varies within the opening pattern. However, by setting the active actinic radiation dose based on the principle described above, the inside of the opening pattern can be adjusted. It is possible to reduce the variation in the film thickness.

【0021】なお、放射線感応材料の種類によっては高
感度化するために活性化学線を照射した後、現像する前
にパタン形成反応を促進する工程、例えば、熱処理する
工程を行なう場合もある。例えば、塗布型ガラスに酸発
生剤を添加した材料のような化学増幅系材料である。こ
の様な材料を用いれば、マスク製造工程のスループット
を向上させることができる。
Depending on the type of radiation-sensitive material, a step of accelerating the pattern forming reaction, such as a heat treatment step, may be carried out after the irradiation with active actinic radiation for the purpose of increasing the sensitivity and before the development. For example, it is a chemical amplification material such as a material obtained by adding an acid generator to coated glass. By using such a material, the throughput of the mask manufacturing process can be improved.

【0022】ところで、通常マスク洗浄等を行なうた
め、位相シフタパタンの機械的耐久性が必要となる。放
射線感応材料としてレジスト材料のような有機高分子材
料を用いた場合、機械的耐久性があまり高くなく位相シ
フタ材料として最適ではない。しかし、塗布珪素化合
物、例えば、塗布型ガラス、あるいは残留シラノール基
を含む塗布型ガラスと酸発生剤を含む材料等を位相シフ
タ材料として用いた場合、パタン形成後に材料がガラス
化する温度、例えば200℃程度以上で熱処理すること
により十分な機械的強度が得られる。従って、これらは
位相シフタ材料として適当な材料である。なお、用いる
露光光に対する透過率が90%以上であることが、パタ
ン転写特性,光学的耐久性等の面から好ましい。
By the way, since the mask is normally washed, the phase shifter pattern needs to have mechanical durability. When an organic polymer material such as a resist material is used as the radiation sensitive material, the mechanical durability is not so high and it is not optimal as a phase shifter material. However, when a coated silicon compound, for example, coated glass, or coated glass containing residual silanol groups and a material containing an acid generator is used as the phase shifter material, the temperature at which the material vitrifies after pattern formation, for example, 200 Sufficient mechanical strength can be obtained by heat treatment at a temperature of about ° C or higher. Therefore, these are suitable materials as phase shifter materials. It is preferable that the transmittance for the exposure light used is 90% or more in terms of pattern transfer characteristics, optical durability and the like.

【0023】なお、現像後に熱処理する工程を行なった
場合、形成したパタンの膜厚が熱処理前と比較して変化
する場合がある。この場合、上述の活性化学線照射量を
設定する工程においてこの変化量を考慮しなければなら
ないことは言うまでもないことである。
When the heat treatment step is performed after the development, the film thickness of the formed pattern may be different from that before the heat treatment. In this case, it goes without saying that this amount of change must be taken into consideration in the step of setting the dose of active actinic radiation described above.

【0024】以上では基板凹凸に依存することなく位相
シフタ膜厚を最適値に制御する場合について述べてき
た。一方、位相シフト法は光の位相差が180度の場合
に最も高解像化の効果が得られるが、透過パタンの形状
や配置等によっては光の位相差が180度以外の値、例
えば、60度,90度,120度等になるように位相シ
フタ膜厚を設定して設ける場合もある。例えば、図6に
示すような場合がこれにあたる。
The case where the phase shifter film thickness is controlled to the optimum value without depending on the unevenness of the substrate has been described above. On the other hand, the phase shift method can obtain the highest resolution effect when the phase difference of light is 180 degrees, but depending on the shape and arrangement of the transmission pattern, the phase difference of light is a value other than 180 degrees, for example, The phase shifter film thickness may be set so as to be 60 degrees, 90 degrees, 120 degrees, or the like. This is the case, for example, as shown in FIG.

【0025】この様な場合でも、上述のように活性化学
線の照射量を選択してやることにより位相シフタ膜厚、
即ち、位相差を任意に変化させることができるため、マ
スク上の所望の位置に所望の膜厚の位相シフタパタンを
容易に形成することが可能である。ここでも、パタン寸
法等により塗布膜厚が変化することを考慮して活性化学
線照射量を決定してやらなければならないことは言うま
でもないことである。
Even in such a case, by selecting the irradiation dose of the active actinic radiation as described above, the phase shifter film thickness,
That is, since the phase difference can be arbitrarily changed, it is possible to easily form a phase shifter pattern having a desired film thickness at a desired position on the mask. In this case as well, it goes without saying that the active actinic ray irradiation dose must be determined in consideration of the change of the coating film thickness depending on the pattern size and the like.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

〈実施例1〉以下、本発明の一実施例について説明す
る。
Example 1 An example of the present invention will be described below.

【0027】最小設計寸法0.3μm の64メガビット
DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)配線
パタン製造工程用位相シフトマスクを製造した。本実施
例による開口数NA=0.42 の10:1i線(露光波
長365nm)縮小投影露光用位相シフトマスクの製造
工程を図7を用いて説明する。
A 64 megabit DRAM (dynamic random access memory) wiring pattern manufacturing process phase shift mask having a minimum design dimension of 0.3 μm was manufactured. A manufacturing process of the phase shift mask for 10: 1 i-line (exposure wavelength 365 nm) reduction projection exposure having a numerical aperture NA = 0.42 according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0028】まず、合成石英基板11上に順に透明性導
電膜14,クロム膜13を積層したものを用意した(図
7(a))。ここで透明性導電膜14は、電子線描画時
のチャージアップ防止のために設けたものである。ま
た、クロム膜13は遮光膜として用いるものである。
First, a transparent conductive film 14 and a chromium film 13 were laminated in this order on a synthetic quartz substrate 11 (FIG. 7A). Here, the transparent conductive film 14 is provided to prevent charge-up during electron beam writing. The chromium film 13 is used as a light shielding film.

【0029】ここで、遮光膜としてクロム膜を用いた
が、露光光に対して不透明な膜、例えば、モリブデンシ
リサイド膜等を用いてもかまわない。なお、位相シフタ
欠陥が発生した場合に欠陥修正を行ないやすくするため
に、透明性導電膜12とクロム膜13の間に、第二の位
相シフタ膜を設けてもよい。この第二の位相シフタ膜は
クロム膜上に設けても良い。
Although the chromium film is used as the light shielding film here, a film opaque to the exposure light, for example, a molybdenum silicide film or the like may be used. Note that a second phase shifter film may be provided between the transparent conductive film 12 and the chrome film 13 in order to facilitate the defect correction when a phase shifter defect occurs. The second phase shifter film may be provided on the chromium film.

【0030】基板上にポジ型レジストRE2000P
(日立化成社,製品名)を膜厚0.5μmに塗布した。
温度100℃で30分間熱処理した後、加速電圧30k
Vの電子線描画装置を用いて所定の透過パタンを電子線
描画した。その後、所定の現像,熱処理を行ない所望の
レジストパタンを形成した。
Positive resist RE2000P on the substrate
(Hitachi Chemical Co., Ltd., product name) was applied to a film thickness of 0.5 μm.
After heat treatment at a temperature of 100 ° C for 30 minutes, accelerating voltage 30k
A predetermined transmission pattern was drawn with an electron beam using a V electron beam drawing apparatus. After that, predetermined development and heat treatment were performed to form a desired resist pattern.

【0031】次に、レジストパタンをマスクとして、所
定のエッチング液およびエッチング条件を用いてクロム
膜を湿式エッチングした。その後、レジストパタンを除
去して所望の透過パタンを形成した(図7(b))。
Next, the chromium film was wet-etched using the resist pattern as a mask and using a predetermined etching solution and etching conditions. After that, the resist pattern was removed to form a desired transmission pattern (FIG. 7B).

【0032】次に、基板上に塗布型ガラスOCDタイプ
7(東京応化社,製品名)をスピン塗布し、塗布型ガラ
ス膜15を形成した(図7(c))。ここで塗布型ガラ
ス膜15は位相シフタ膜として用いるものである。な
お、位相シフタ膜の材料はこれに限るものではなく、他
の塗布型ガラスや有機高分子材料等を用いてもよいが、
露光光に対する透過率が90%以上であることが好まし
い。
Next, coating type glass OCD type 7 (Tokyo Ohka Co., Ltd., product name) was spin-coated on the substrate to form a coating type glass film 15 (FIG. 7 (c)). Here, the coating type glass film 15 is used as a phase shifter film. The material of the phase shifter film is not limited to this, and other coating type glass or organic polymer material may be used,
The transmittance for exposure light is preferably 90% or more.

【0033】一般に、位相シフタ膜厚の最適値は式
(1)で決定される。ここで、dは位相シフタ膜厚、λ
は露光波長、nは露光波長λにおける位相シフタ膜の屈
折率である。本実施例では、λ=365nm,n=1.
45であった。式(1)に従うと塗布型ガラス膜15の
膜厚は406nmとなる。一方、塗布型ガラス膜15は
以下で述べる工程を行なうと膜厚が塗布膜厚の90%の
厚さになる。そこで、本実施例において塗布型ガラス膜
15の塗布膜厚を451nmとした。
Generally, the optimum value of the phase shifter film thickness is determined by the equation (1). Where d is the phase shifter film thickness, λ
Is the exposure wavelength, and n is the refractive index of the phase shifter film at the exposure wavelength λ. In this embodiment, λ = 365 nm and n = 1.
It was 45. According to the equation (1), the film thickness of the coating type glass film 15 is 406 nm. On the other hand, the coating type glass film 15 has a thickness of 90% of the coating thickness when the following steps are performed. Therefore, in the present embodiment, the coating film thickness of the coating type glass film 15 is set to 451 nm.

【0034】その後、基板を熱風対流式炉を用いて温度
80℃で15分間熱処理を行なった。ここで、熱処理の
温度や時間の条件はこの値に限るものではない。
After that, the substrate was heat-treated at a temperature of 80 ° C. for 15 minutes using a hot air convection furnace. Here, the conditions of temperature and time of heat treatment are not limited to these values.

【0035】次に、加速電圧30kVの電子線描画装置
を用いて所定の位相シフタパタン領域を描画した。本実
施例で、位相シフタパタンを設ける遮光領域内の透過パ
タンの寸法は、マスク上寸法で3μm及び3.5μm で
あった。また、透過領域内に寸法6μmの位相シフタパ
タンも同時に配置した。一方、本実施例で、塗布型ガラ
ス膜の塗布膜厚は透過パタンの寸法に対して図8に示す
ように変化した。図8は透過パタン中心部における塗布
膜厚値を示したものであり、透過パタン端部では膜厚値
は20nm程度厚かった。また、電子線照射量に対する
現像後の塗布型ガラス膜厚は図9に示すように変化し
た。本実施例では、透過パタン中心部の値がパタン寸法
によらず同じになるように電子線照射量を設定するよう
にした。
Next, a predetermined phase shifter pattern region was drawn by using an electron beam drawing device with an acceleration voltage of 30 kV. In the present embodiment, the dimensions of the transmission pattern in the light-shielding region where the phase shifter pattern is provided were 3 μm and 3.5 μm 2 on the mask. Further, a phase shifter pattern having a size of 6 μm was also arranged in the transmission region at the same time. On the other hand, in this example, the coating film thickness of the coating type glass film changed with respect to the size of the transmission pattern as shown in FIG. FIG. 8 shows the coating film thickness value at the center of the transmission pattern, and the film thickness value was about 20 nm at the end of the transmission pattern. Further, the coating type glass film thickness after development with respect to the electron beam irradiation amount changed as shown in FIG. In the present embodiment, the electron beam irradiation amount is set so that the central value of the transmission pattern is the same regardless of the pattern size.

【0036】図8より寸法3μmに対する塗布膜厚は5
31nmとなり、現像後に451nmとなるようにする
ために現像後の規格化膜厚が85%になるように照射量
を設定すれば良い。同様に、寸法3.5μm に対して5
08nmであることから89%になるように、寸法6μ
mに対して451nmであることから100%になるよ
うにすればよい。図8及び図9より、3μmの透過パタ
ン上に配置する位相シフタパタンを描画する場合の電子
線照射量を245μC/cm,3.5μm の透過パタンに
対しては270μC/cm,6μmに対して395μC/
cmと設定した。なお、実際の電子線描画工程では位相シ
フタパタンと位相シフタパタンを設ける透過パタンとの
重ねあわせずれが生じる可能性がある。そこで、3μ
m,3.5μm の位相シフタパタンに対して、透過パタ
ンを中心にそれぞれ寸法5μm,5.5μmのパタンを
描画した。
From FIG. 8, the coating film thickness is 5 for a size of 3 μm.
The irradiation amount may be set so that the normalized film thickness after development is 85% in order to obtain 31 nm and 451 nm after development. Similarly, for a size of 3.5 μm, 5
Since it is 08 nm, the dimension is 6μ so that it is 89%.
Since it is 451 nm with respect to m, it may be 100%. 8 and 9, the electron beam irradiation amount when drawing a phase shifter pattern arranged on a transmission pattern of 3 μm is 245 μC / cm, 270 μC / cm for a transmission pattern of 3.5 μm, and 395 μC for a transmission pattern of 6 μm. /
I set it to cm. In the actual electron beam writing process, the phase shifter pattern and the transmission pattern provided with the phase shifter pattern may be misaligned. So 3μ
For the phase shifter patterns of m and 3.5 μm, patterns having dimensions of 5 μm and 5.5 μm were drawn around the transmission pattern.

【0037】本実施例ではこのように電子線照射量を設
定したが、描画する位相シフタパタンの寸法,形状,位
相シフタ膜の材料,位相シフタ膜の塗布条件等によって
描画条件が変わる。
In this embodiment, the electron beam irradiation amount is set in this way, but the drawing conditions change depending on the size and shape of the phase shifter pattern to be drawn, the material of the phase shifter film, the coating conditions of the phase shifter film, and the like.

【0038】その後、基板をメタノールで30秒間現
像,乾燥した後、さらに温度200℃で30分間熱処理
して、位相シフタパタンを形成した。ここで、熱処理の
条件は上記に限るものではないが、機械的耐久性を向上
するために熱処理温度は材料のガラス転移温度以上、例
えば、200℃以上であることが好ましい。
After that, the substrate was developed with methanol for 30 seconds and dried, and then further heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes to form a phase shifter pattern. Here, the conditions of the heat treatment are not limited to the above, but in order to improve the mechanical durability, the heat treatment temperature is preferably the glass transition temperature of the material or higher, for example, 200 ° C. or higher.

【0039】このようにして所望のパタンを有する位相
シフトマスクを得た(図7(d))。製造した位相シフト
マスク及びNA=0.42 の投影光学系の縮小率10:
1のi線縮小投影露光装置を用いてパタン転写したとこ
ろ、良好な解像度でパタンを転写することができた。
Thus, a phase shift mask having a desired pattern was obtained (FIG. 7 (d)). Reduction ratio 10 of the manufactured phase shift mask and projection optical system with NA = 0.42:
When pattern transfer was performed using the i-line reduction projection exposure apparatus No. 1, the pattern could be transferred with good resolution.

【0040】〈実施例2〉最小設計寸法0.3μm の6
4メガビットDRAM配線パタン製造工程用位相シフト
マスクを製造した。本実施例において、実施例1で述べ
たようにして所定の透過パタンを形成し、さらに塗布型
ガラスを膜厚451nmに塗布し温度80℃で15分間
熱処理した。
<Embodiment 2> 6 having a minimum design dimension of 0.3 μm
A phase shift mask for a 4 megabit DRAM wiring pattern manufacturing process was manufactured. In this example, a predetermined transmission pattern was formed as described in Example 1, and coating glass was applied to a film thickness of 451 nm and heat-treated at a temperature of 80 ° C. for 15 minutes.

【0041】次に、加速電圧30kVの電子線描画装置
を用いて所定の位相シフタパタン領域を描画した。本実
施例において、位相シフタパタンを設ける遮光領域内の
透過パタンの寸法は、マスク上寸法で3μm及び3.5
μm であった。また、透過領域内に寸法6μmの位相
シフタパタンも同時に配置した。一方、本実施例におい
て塗布型ガラス膜の塗布膜厚は透過パタンの寸法に対し
て図8に示すように変化した。図8は透過パタン中心部
における塗布膜厚値を示したものである。なお、寸法
3.5μm のパタンに対して、透過パタン端部から1μ
m程度の領域において塗布膜厚は図8の値より最大20
nm厚くなった。また、電子線照射量に対する現像後の
塗布型ガラス膜厚は図9に示すように変化した。
Next, a predetermined phase shifter pattern region was drawn by using an electron beam drawing device with an acceleration voltage of 30 kV. In this embodiment, the dimensions of the transmission pattern in the light-shielding area where the phase shifter pattern is provided are 3 μm and 3.5 on the mask.
was μm. Further, a phase shifter pattern having a size of 6 μm was also arranged in the transmission region at the same time. On the other hand, in the present example, the coating film thickness of the coating type glass film changed with respect to the size of the transmission pattern as shown in FIG. FIG. 8 shows the coating film thickness value at the center of the transmission pattern. For a pattern with a size of 3.5 μm, 1 μm from the end of the transmission pattern.
In the area of about m, the maximum coating film thickness is 20 from the value in FIG.
nm thickened. Further, the coating type glass film thickness after development with respect to the electron beam irradiation amount changed as shown in FIG.

【0042】本実施例における照射量設定方法を図10
を用いて説明する。まず、透過パタン端部を幅1.0μ
m の帯状領域に分割した。これにより、一つの線状パ
タンはパタン中心領域Aと二つのパタン端部領域Bの合
計三つの領域に分割した。なお、実際の電子線描画工程
では位相シフタパタンと位相シフタパタンを設ける透過
パタンとの位置ずれが生じる可能性がある。そこで、3
μm,3.5μm の位相シフタパタンに対して透過パタ
ンを中心にそれぞれ寸法5μm,5.5μm のパタンを
描画するようにした。従って、領域Bには透過パタン上
に重ならない領域も含まれている。領域Aの塗布膜厚は
図8に従うものとした。また、寸法3.5μmパタンに
対してパタン端部での膜厚がパタン中心部の膜厚より2
0nm程度厚くなるため、領域Bの塗布膜厚は(領域A
の塗布膜厚+10nm)とした。
FIG. 10 shows the method of setting the dose in this embodiment.
Will be explained. First, the width of the transparent pattern edge is 1.0μ.
It was divided into m 2 strips. As a result, one linear pattern was divided into a total of three areas including the pattern central area A and the two pattern end areas B. In the actual electron beam writing process, there is a possibility that the phase shifter pattern and the transmission pattern on which the phase shifter pattern is provided may be misaligned. So 3
Patterns with dimensions of 5 μm and 5.5 μm were drawn around the transmission pattern with respect to the phase shifter patterns of μm and 3.5 μm, respectively. Therefore, the region B also includes a region that does not overlap the transmission pattern. The coating film thickness in the region A was according to FIG. In addition, the film thickness at the edge of the pattern is 2 times larger than the film thickness at the center of the pattern for the size of 3.5 μm.
Since the thickness is about 0 nm, the coating film thickness in region B is (region A
Coating thickness of +10 nm).

【0043】以上より、3μmの透過パタン上に配置す
る位相シフタパタンを描画する場合、領域A,Bに対す
る電子線照射量を245μC/cmとした。又、3.5μ
m の透過パタンに対しては、領域Aは270μC/c
m、領域Bは260μC/cmとした。又、6μmの位相
シフタパタンに対しては395μC/cmと設定した。
From the above, when the phase shifter pattern arranged on the transmission pattern of 3 μm is drawn, the electron beam irradiation amount to the regions A and B is set to 245 μC / cm. Also, 3.5μ
For a transmission pattern of m 2, the area A is 270 μC / c
The area m and the area B were 260 μC / cm. Further, it was set to 395 μC / cm for a 6 μm phase shifter pattern.

【0044】本実施例ではこのようにして電子線照射量
を設定したが、描画する位相シフタパタンの寸法,形
状,密度,位相シフタ膜の材料,位相シフタ膜の塗布条
件等によってパタンの分割方法,分割領域数,照射量等
の描画条件が変わる。
In this embodiment, the electron beam irradiation amount was set in this way, but the pattern division method depending on the size, shape, density of the phase shifter pattern to be drawn, the material of the phase shifter film, the coating conditions of the phase shifter film, etc. Drawing conditions such as the number of divided areas and irradiation amount change.

【0045】その後、基板をメタノールで30秒間現
像,乾燥した後、さらに温度200℃で30分間熱処理
して、位相シフタパタンを形成した。ここで、熱処理の
条件は上述のものに限るものではないが、機械的耐久性
を向上するために熱処理温度は材料のガラス転移温度以
上、例えば、200℃以上であることが好ましい。以上
のようにして所望のパタンをもつ位相シフトマスクを得
た。
After that, the substrate was developed with methanol for 30 seconds and dried, and then heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes to form a phase shifter pattern. Here, the conditions of the heat treatment are not limited to those described above, but the heat treatment temperature is preferably the glass transition temperature of the material or higher, for example, 200 ° C. or higher in order to improve the mechanical durability. As described above, a phase shift mask having a desired pattern was obtained.

【0046】このようにして製造した位相シフトマスク
及びNA=0.42 の投影光学系を有する縮小率10:
1のi線縮小投影露光装置を用いて、コヒーレンシ条件
0.3でパタン転写したところ、良好な解像度でパタンを
転写することができた。
A reduction ratio of 10 having the phase shift mask thus manufactured and a projection optical system with NA = 0.42:
1 i-line reduction projection exposure apparatus, coherency condition
When the pattern was transferred at 0.3, the pattern could be transferred with good resolution.

【0047】〈実施例3〉最小設計寸法0.25 μmの
256メガビットDRAM配線パタン製造工程用位相シ
フトマスクを製造した。本実施例による5:1KrFエ
キシマレーザ(露光波長248nm)縮小投影露光用位
相シフトマスクの製造工程を説明する。
Example 3 A phase shift mask for a 256 megabit DRAM wiring pattern manufacturing process having a minimum design dimension of 0.25 μm was manufactured. The manufacturing process of the phase shift mask for 5: 1 KrF excimer laser (exposure wavelength 248 nm) reduction projection exposure according to this embodiment will be described.

【0048】まず、合成石英基板11上に透明性導電膜
12を積層し、さらに欠陥修正用の位相シフタ膜として
酸化シリコン膜25を蒸着した。式(1)においてλ=2
48nm,n=1.5 より、位相シフタ膜厚は248n
mとなる。そこで、酸化シリコン膜25の膜厚を248
nmとした。ここで、位相シフタ膜の材料はこれらに限
るものではなく、他の材料を用いてもよいが、露光光に
対する透過率が90%以上であることが好ましい。
First, the transparent conductive film 12 was laminated on the synthetic quartz substrate 11, and a silicon oxide film 25 was further deposited as a phase shifter film for defect correction. In formula (1), λ = 2
From 48nm, n = 1.5, the phase shifter film thickness is 248n
m. Therefore, the thickness of the silicon oxide film 25 is set to 248.
nm. Here, the material of the phase shifter film is not limited to these, and other materials may be used, but it is preferable that the transmittance for the exposure light is 90% or more.

【0049】その後、基板上に遮光膜としてクロム膜を
厚さ80nmに蒸着した。つぎに、基板上にポジ型レジ
ストRE2000P(日立化成社,製品名)を膜厚0.5
μmに塗布した。温度100℃で30分間熱処理した
後、加速電圧30kVの電子線描画装置を用いて所定の
透過パタンを電子線描画した。その後、所定の現像,熱
処理を行ない所望のレジストパタンを形成した。次に、
レジストパタンをマスクとして、所定のエッチング液お
よびエッチング条件を用いてクロム膜を湿式エッチング
した。そして、レジストパタンを除去して所望の透過パ
タンを形成した。次に、基板上に塗布型ガラスOCDタ
イプ7(東京応化社,製品名)をスピン塗布し、位相シ
フタ膜として塗布型ガラス膜21を形成した。式(1)
において、λ=248nm,n=1.49 より位相シフ
タ膜厚は253nmとなる。一方、塗布型ガラス膜20
は以下で述べる工程を行なうと膜厚が塗布膜厚の90%
の厚さになる。そこで、本実施例において塗布型ガラス
膜20の塗布膜厚を281nmとした。ここで、位相シ
フタ膜の材料は上記に限るものではなく、他の材料を用
いてもよいが、露光光に対する透過率が90%以上であ
ることが好ましい。その後、基板を熱風対流式炉を用い
て温度80℃で15分間熱処理を行なった。ここで、熱
処理の温度や時間の条件は上記値に限るものではない。
After that, a chromium film having a thickness of 80 nm was vapor-deposited as a light-shielding film on the substrate. Next, a positive resist RE2000P (Hitachi Chemical Co., Ltd., product name) is formed on the substrate to a film thickness of 0.5.
It was applied to a thickness of μm. After heat treatment at a temperature of 100 ° C. for 30 minutes, a predetermined transmission pattern was drawn with an electron beam using an electron beam drawing device with an acceleration voltage of 30 kV. After that, predetermined development and heat treatment were performed to form a desired resist pattern. next,
The chromium film was wet-etched using the resist pattern as a mask and using a predetermined etching solution and etching conditions. Then, the resist pattern was removed to form a desired transmission pattern. Next, coating glass OCD type 7 (Tokyo Ohka Co., Ltd., product name) was spin-coated on the substrate to form coating glass film 21 as a phase shifter film. Formula (1)
At λ = 248 nm and n = 1.49, the phase shifter film thickness becomes 253 nm. On the other hand, the coating type glass film 20
Is 90% of the coating thickness when the following steps are performed.
Becomes thick. Therefore, in this embodiment, the coating film thickness of the coating type glass film 20 is set to 281 nm. Here, the material of the phase shifter film is not limited to the above, and other materials may be used, but it is preferable that the transmittance for the exposure light is 90% or more. Then, the substrate was heat-treated for 15 minutes at a temperature of 80 ° C. using a hot air convection furnace. Here, the conditions of temperature and time of heat treatment are not limited to the above values.

【0050】次に、加速電圧30kVの電子線描画装置
を用いて所定の位相シフタパタン領域を描画した。本実
施例において、位相シフタパタンを設ける遮光領域内の
透過パタンの寸法は、マスク上寸法で1.25μm及び
1.5μmであった。一方、本実施例で塗布型ガラス膜
の塗布膜厚は透過パタン中央部で280nm,透過パタ
ン端部から幅0.5μm 程度の領域で295nm程度で
あった。また、電子線照射量に対する現像後の塗布型ガ
ラス膜厚は図9に示すように変化した。
Next, a predetermined phase shifter pattern region was drawn by using an electron beam drawing device with an acceleration voltage of 30 kV. In the present example, the dimensions of the transmission pattern in the light-shielding region where the phase shifter pattern is provided were 1.25 μm and 1.5 μm on the mask. On the other hand, the coating film thickness of the coating type glass film in this example was 280 nm in the central part of the transmission pattern and about 295 nm in the region having a width of about 0.5 μm from the end of the transmission pattern. Further, the coating type glass film thickness after development with respect to the electron beam irradiation amount changed as shown in FIG.

【0051】本実施例では実施例2で述べたようにして
パタンを領域A,Bに分割した。ただし領域Bの幅を
0.5μm としたが、塗布条件等によりこの値は変化す
る。図9より領域Aを描画する場合の電子線照射量を3
95μC/cmとした。領域Bでは、規格化膜厚が280
/295=0.95になるように図9より照射量を34
0μC/cmと設定した。
In this embodiment, the pattern is divided into regions A and B as described in the second embodiment. However, although the width of the region B is set to 0.5 μm, this value changes depending on the coating conditions and the like. From FIG. 9, the electron beam irradiation amount when drawing the region A is 3
95 μC / cm. In region B, the normalized film thickness is 280
/ 295 = 0.95 so that the irradiation dose is 34 from Fig. 9.
It was set to 0 μC / cm.

【0052】本実施例では電子線照射量をこのように設
定したが、描画する位相シフタパタンの寸法,位相シフ
タ膜の材料,位相シフタ膜厚,位相シフタ膜の塗布条件
等によって描画条件が変わる。
Although the electron beam irradiation amount is set in this way in the present embodiment, the drawing conditions change depending on the size of the phase shifter pattern to be drawn, the material of the phase shifter film, the film thickness of the phase shifter, the coating conditions of the phase shifter film, and the like.

【0053】その後、基板をメタノールで30秒間現
像,乾燥した後、さらに温度200℃で30分間熱処理
して、位相シフタパタンを形成した。ここで、熱処理の
条件は上述のものに限るものではないが、機械的耐久性
を向上するために熱処理温度は200℃以上であること
が好ましい。このようにして所望のパタンをもった位相
シフトマスクを得た。
After that, the substrate was developed with methanol for 30 seconds and dried, and then heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes to form a phase shifter pattern. Here, the conditions of the heat treatment are not limited to those described above, but the heat treatment temperature is preferably 200 ° C. or higher in order to improve the mechanical durability. Thus, a phase shift mask having a desired pattern was obtained.

【0054】このようにして製造した位相シフトマスク
の位相シフタパタンの膜厚を膜厚測定装置を用いて測定
したところ、250±5nmと所望の値が得られた。さ
らに、このようにして作製した位相シフトマスク及びN
A=0.42 の投影光学系をもつ縮小率5:1のKrF
エキシマレーザ縮小投影露光装置を用いてパタン転写し
たところ、良好な解像度でパタンを転写することができ
た。
When the film thickness of the phase shifter pattern of the phase shift mask thus manufactured was measured by using a film thickness measuring device, a desired value of 250 ± 5 nm was obtained. Furthermore, the phase shift mask and N manufactured in this way
KrF with a projection optical system of A = 0.42 and a reduction ratio of 5: 1
When pattern transfer was performed using an excimer laser reduction projection exposure apparatus, the pattern could be transferred with good resolution.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によれば、基板面の凹凸によって
位相シフタ膜厚が基板上でばらつくことなく、位相シフ
タ膜厚を最適値に制御して位相シフタパタンを形成する
ことができる。
According to the present invention, the phase shifter pattern can be formed by controlling the phase shifter film thickness to an optimum value without causing the phase shifter film thickness to vary on the substrate due to the unevenness of the substrate surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のマスク製造方法のフローチ
ャート。
FIG. 1 is a flowchart of a mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図2】位相シフトマスクの断面を示した説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing a cross section of a phase shift mask.

【図3】放射線感応材料の活性化学線に対する感度特性
図。
FIG. 3 is a sensitivity characteristic diagram of a radiation-sensitive material with respect to actinic radiation.

【図4】開口パタン寸法と放射線感応材料塗布膜厚の関
係を示した特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an opening pattern size and a radiation-sensitive material coating film thickness.

【図5】位相シフトマスクの断面を示した説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a cross section of a phase shift mask.

【図6】位相シフタの配置を示した説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing the arrangement of phase shifters.

【図7】実施例1におけるマスク製造工程の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a mask manufacturing process according to the first embodiment.

【図8】実施例1におけるパタン寸法と塗布型ガラス塗
布膜厚の関係を示した特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the pattern size and the coating type glass coating film thickness in Example 1.

【図9】実施例1における塗布型ガラスの電子線に対す
る感度特性図。
9 is a sensitivity characteristic diagram of the coating type glass in Example 1 against an electron beam. FIG.

【図10】実施例2における活性化学線照射量の設定方
法を示した説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of setting an active actinic radiation dose in Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…所定の透過パタンをもつ遮光膜を形成する工程、2
…放射線感応材料膜を形成する工程、3…活性化学線の
照射量を設定する工程、4…上記照射量を用いて活性化
学線を所定のパタン状に照射する工程、5…現像してパ
タンを形成する工程。
1 step of forming a light-shielding film having a predetermined transmission pattern, 2
… Step of forming radiation sensitive material film, step of setting irradiation dose of active actinic radiation, step of irradiation of actinic actinic rays in a predetermined pattern with the above dose, step of developing and patterning Forming step.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】投影光学系を用いてマスクパタンを基板上
に投影露光する際に用いられる所定の透過パタンと透過
光に位相差を与えるための位相シフタパタンをもつ位相
シフトマスクの製造方法において、前記基板上に所定の
前記透過パタンをもつ遮光膜を形成する工程と、前記基
板上に放射線感応材料よりなる膜層を形成する工程と、
前記透過パタンの種類に対する前記放射線感応材料の塗
布膜厚に関する情報に基づいて、形成されるパタンの膜
厚が前記透過パタンの種類によらず前記透過パタン内で
一定になるように活性化学線の照射量を決定する工程
と、前記照射量を用いて前記膜層上に所定のパタン状に
前記活性化学線を照射する工程と、前記膜層を現像して
所定の位相シフタパタンを形成する工程とを含むことを
特徴とするマスク製造方法。
1. A method of manufacturing a phase shift mask having a predetermined transmission pattern used when projecting a mask pattern onto a substrate using a projection optical system and a phase shifter pattern for giving a phase difference to the transmitted light, Forming a light-shielding film having the predetermined transmission pattern on the substrate; forming a film layer made of a radiation-sensitive material on the substrate;
Based on the information about the coating film thickness of the radiation sensitive material for the type of the transmission pattern, the active actinic radiation is applied so that the film thickness of the formed pattern is constant in the transmission pattern regardless of the type of the transmission pattern. A step of determining an irradiation amount, a step of irradiating the active actinic radiation in a predetermined pattern on the film layer using the irradiation amount, and a step of developing the film layer to form a predetermined phase shifter pattern A method for manufacturing a mask, comprising:
【請求項2】請求項1において、前記膜層を現像して所
定の前記位相シフタパタンを形成する工程後に、前記放
射線感応材料のガラス転移温度以上の温度で熱処理する
工程を行なうマスク製造方法。
2. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein after the step of developing the film layer to form the predetermined phase shifter pattern, a step of heat-treating at a temperature equal to or higher than a glass transition temperature of the radiation sensitive material is performed.
【請求項3】請求項1または2において、前記活性化学
線が荷電粒子線であることを特徴とするマスク製造方
法。
3. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the active actinic radiation is a charged particle radiation.
【請求項4】請求項1または2において、前記活性化学
線がレーザ光であるマスク製造方法。
4. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the active actinic radiation is laser light.
【請求項5】請求項1において、前記放射線感応材料
が、塗布性珪素化合物であるマスク製造方法。
5. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the radiation-sensitive material is a coatable silicon compound.
【請求項6】請求項1において、前記放射線感応材料
が、残留シラノール基を含む塗布型ガラスおよび酸発生
剤を含む材料であるマスク製造方法。
6. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein the radiation-sensitive material is a material containing coated glass containing residual silanol groups and an acid generator.
JP23924091A 1991-09-19 1991-09-19 Production of mask Pending JPH0580489A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23924091A JPH0580489A (en) 1991-09-19 1991-09-19 Production of mask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23924091A JPH0580489A (en) 1991-09-19 1991-09-19 Production of mask

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0580489A true JPH0580489A (en) 1993-04-02

Family

ID=17041827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23924091A Pending JPH0580489A (en) 1991-09-19 1991-09-19 Production of mask

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0580489A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6015650A (en) Method for forming micro patterns of semiconductor devices
US5656397A (en) Mask having a phase shifter and method of manufacturing same
US7767385B2 (en) Method for lithography for optimizing process conditions
JPH04155337A (en) Manufacture of photo mask
JP3160332B2 (en) Halftone phase shift photomask
US5391441A (en) Exposure mask and method of manufacture thereof
JPS59124134A (en) Method of forming resist mask
JPS6399526A (en) Method for compensating proximity effect of electron beam
JPH0572747A (en) Pattern forming method
JPH09218500A (en) Manufacture of resist patterns
JPH0580489A (en) Production of mask
JP2693805B2 (en) Reticle and pattern forming method using the same
JP2000100710A (en) Pattern-forming method
JPH10123693A (en) Method of forming pattern of photosensitive organic film, and method of forming photomask pattern
JPH05232679A (en) Production of mask and method for correcting mask defect
US7078133B2 (en) Photolithographic mask
JPH06140300A (en) Light exposure method
JPH0385544A (en) Resist pattern forming method
JPS6156867B2 (en)
JPS623941B2 (en)
JPH04338960A (en) Resist pattern forming method
JPH04225353A (en) Production of photomask with phase shift layer
JPH04131852A (en) Manufacturing of photomask with phase shifting layer
JPS63157421A (en) Method of forming resist pattern
JPH04304452A (en) Photomask provided with phase shift layer and its production