JPH06110192A - ホトマスク製造方法 - Google Patents
ホトマスク製造方法Info
- Publication number
- JPH06110192A JPH06110192A JP25601892A JP25601892A JPH06110192A JP H06110192 A JPH06110192 A JP H06110192A JP 25601892 A JP25601892 A JP 25601892A JP 25601892 A JP25601892 A JP 25601892A JP H06110192 A JPH06110192 A JP H06110192A
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- Japan
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- etching
- mask
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- Pending
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度の位相シフタパターンを容易に形成す
る。 【構成】 マスク基板１１上に位相シフト層１３となる
塗布シリコン酸化膜を回転塗布する。レジスト１４を回
転塗布する。続いて、所定パターンを電子線露光で形成
する。このレジスト１４のパターンをマスクとして、平
行平板型リアクティブ・イオン・スパッタリング装置を
用いて、塗布シリコン酸化膜を２８０ｎｍの膜厚だけド
ライエッチングにより除去する。この除去した膜厚は位
相シフト層１３の全膜厚の７０％に相当する。続いて、
残った塗布シリコン酸化膜を緩衝弗酸溶液を使用してウ
エットエッチングにより除去する。
る。 【構成】 マスク基板１１上に位相シフト層１３となる
塗布シリコン酸化膜を回転塗布する。レジスト１４を回
転塗布する。続いて、所定パターンを電子線露光で形成
する。このレジスト１４のパターンをマスクとして、平
行平板型リアクティブ・イオン・スパッタリング装置を
用いて、塗布シリコン酸化膜を２８０ｎｍの膜厚だけド
ライエッチングにより除去する。この除去した膜厚は位
相シフト層１３の全膜厚の７０％に相当する。続いて、
残った塗布シリコン酸化膜を緩衝弗酸溶液を使用してウ
エットエッチングにより除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホトリソグラフィで使用
するためのホトマスクの製造方法に関するものである。
するためのホトマスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原画パターンの描かれたホトマスクを照
明系で照射しマスク上のパターンをウェハー上に転写す
る投影露光装置を用いて、転写されるパターンの微細化
が求められている。この微細化を実現する方法として、
たとえば特開昭６２−５０８１１号公報や、特開昭６２
−５９２９６号公報等に記載されているような、露光光
に位相差を与えるホトマスクを用いる方法が知られてい
る。これらで提案されているマスクは、図３に示すよう
に、マスク基板１上に転写すべきパターンの原画となる
遮光部２を設け、さらに遮光部２をはさむ両側の透明部
の一方の上に露光光の位相を変化させる層（以下位相シ
フト層３という）を設けている。
明系で照射しマスク上のパターンをウェハー上に転写す
る投影露光装置を用いて、転写されるパターンの微細化
が求められている。この微細化を実現する方法として、
たとえば特開昭６２−５０８１１号公報や、特開昭６２
−５９２９６号公報等に記載されているような、露光光
に位相差を与えるホトマスクを用いる方法が知られてい
る。これらで提案されているマスクは、図３に示すよう
に、マスク基板１上に転写すべきパターンの原画となる
遮光部２を設け、さらに遮光部２をはさむ両側の透明部
の一方の上に露光光の位相を変化させる層（以下位相シ
フト層３という）を設けている。
【０００３】図３に示した構造の位相シフトマスクの製
作にあたっては、まず遮光部２のパターンを形成した後
に、位相シフト層３のパターンを遮光部２のパターンに
合わせて形成する工程が必要となる。この透明膜パター
ンである位相シフト層３を形成するのは、ドライエッチ
ングを用いる方法とウエットエッチングを用いる方法と
がある。
作にあたっては、まず遮光部２のパターンを形成した後
に、位相シフト層３のパターンを遮光部２のパターンに
合わせて形成する工程が必要となる。この透明膜パター
ンである位相シフト層３を形成するのは、ドライエッチ
ングを用いる方法とウエットエッチングを用いる方法と
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の位相シフト
マスクの構成では、位相シフトマスク製作の際の位相シ
フト層３のパターンを加工するために、既に述べたよう
に、ドライエッチング法とウエットエッチングを用いる
方法とがある。
マスクの構成では、位相シフトマスク製作の際の位相シ
フト層３のパターンを加工するために、既に述べたよう
に、ドライエッチング法とウエットエッチングを用いる
方法とがある。
【０００５】図４（ａ）にドライエッチングにより透明
膜パターンを形成した場合、図４（ｂ）にウエットエッ
チングによりパターンを形成した場合のマスクの断面構
造をそれぞれ示す。
膜パターンを形成した場合、図４（ｂ）にウエットエッ
チングによりパターンを形成した場合のマスクの断面構
造をそれぞれ示す。
【０００６】いずれの方法でも、位相シフト層３は、レ
ジストパターン４をマスクとしてエッチングをすること
で形成している。ドライエッチングにより、位相シフタ
層３を形成しようとすると、ドライエッチングに対する
マスク基板１と位相シフト層３の間のエッチング選択比
（エッチングレート比）が低いことが問題となる。
ジストパターン４をマスクとしてエッチングをすること
で形成している。ドライエッチングにより、位相シフタ
層３を形成しようとすると、ドライエッチングに対する
マスク基板１と位相シフト層３の間のエッチング選択比
（エッチングレート比）が低いことが問題となる。
【０００７】たとえば、位相シフト層３としてもっとも
よく用いられる塗布シリコン酸化膜（ＳＯＧ；Spin On
Glass）の石英基板に対するドライエッチングの選択比
がせいぜい１.５程度である。これは、石英基板と塗布
シリコン酸化膜の主成分がともにＳｉＯ2であるためで
ある。マスク基板１面内のエッチング均一性やローディ
ング効果であるパターンの粗密によりエッチングレート
に差が生じる等の影響を考慮して、オーバーエッチング
を行うと、基板がエッチングされてしまう。位相シフト
層３は、透過光の位相を反転させるように正確に形成す
る必要があり、このようにマスク基板１がエッチングさ
れると、位相シフトマスクを用いても解像度を向上させ
る効果が実現できない。
よく用いられる塗布シリコン酸化膜（ＳＯＧ；Spin On
Glass）の石英基板に対するドライエッチングの選択比
がせいぜい１.５程度である。これは、石英基板と塗布
シリコン酸化膜の主成分がともにＳｉＯ2であるためで
ある。マスク基板１面内のエッチング均一性やローディ
ング効果であるパターンの粗密によりエッチングレート
に差が生じる等の影響を考慮して、オーバーエッチング
を行うと、基板がエッチングされてしまう。位相シフト
層３は、透過光の位相を反転させるように正確に形成す
る必要があり、このようにマスク基板１がエッチングさ
れると、位相シフトマスクを用いても解像度を向上させ
る効果が実現できない。
【０００８】このようなマスク基板１のエッチングを避
けるために、エッチングストッパ層をマスク基板１と遮
光部２の間に形成することが検討されている。しかし、
エッチングストッパ層を形成すると、露光時に、露光光
がエッチングストッパ層で吸収されたり、多重干渉効果
が生じて光透過率が変化してしまう。また、エッチング
ストッパ層を形成する工程が増えるので、パーティクル
が発生するという問題がある。ドライエッチング法を用
いると、ドライエッチングは真空プロセスであるため、
ドライエッチング前にマスク基板１に付着したパーティ
クルがシフタ欠陥になる。さらに、エッチング中にパー
ティクルが発生することにより、マスク欠陥が増加する
という問題があった。
けるために、エッチングストッパ層をマスク基板１と遮
光部２の間に形成することが検討されている。しかし、
エッチングストッパ層を形成すると、露光時に、露光光
がエッチングストッパ層で吸収されたり、多重干渉効果
が生じて光透過率が変化してしまう。また、エッチング
ストッパ層を形成する工程が増えるので、パーティクル
が発生するという問題がある。ドライエッチング法を用
いると、ドライエッチングは真空プロセスであるため、
ドライエッチング前にマスク基板１に付着したパーティ
クルがシフタ欠陥になる。さらに、エッチング中にパー
ティクルが発生することにより、マスク欠陥が増加する
という問題があった。
【０００９】ウエットエッチング法を用いると、塗布シ
リコン酸化膜の石英基板に対する緩衝弗酸溶液（ＢＨ
Ｆ）によるウエットエッチングの選択比は５〜６程度と
なる。したがって、ウエットエッチングにより位相シフ
ト層３をエッチングした場合、マスク基板１がエッチン
グされるという問題は避けられる。しかし、ウエットエ
ッチングは等方的なエッチングであるため、図４（ｂ）
に示すように、加工される位相シフト層３の断面形状が
傾きを持ち、レジストパターン４の端から内側にエッチ
ングされる。このため、位相シフタ層３のパターンの寸
法制御が困難であり、図３（ｂ）に示すように位相シフ
タ層３のパターン端が光透過部にかかってしまうという
ような問題があった。
リコン酸化膜の石英基板に対する緩衝弗酸溶液（ＢＨ
Ｆ）によるウエットエッチングの選択比は５〜６程度と
なる。したがって、ウエットエッチングにより位相シフ
ト層３をエッチングした場合、マスク基板１がエッチン
グされるという問題は避けられる。しかし、ウエットエ
ッチングは等方的なエッチングであるため、図４（ｂ）
に示すように、加工される位相シフト層３の断面形状が
傾きを持ち、レジストパターン４の端から内側にエッチ
ングされる。このため、位相シフタ層３のパターンの寸
法制御が困難であり、図３（ｂ）に示すように位相シフ
タ層３のパターン端が光透過部にかかってしまうという
ような問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のホトマスクの製造方法は、光透過性の半導
体基板上に形成される遮光部の上層あるいは下層に、露
光光の位相を制御するための透明膜を、最初にその５０
％以上９５％以下の膜厚をドライエッチし、残りの膜厚
をウエットエッチすることによって所定のパターンに形
成する。
めに本発明のホトマスクの製造方法は、光透過性の半導
体基板上に形成される遮光部の上層あるいは下層に、露
光光の位相を制御するための透明膜を、最初にその５０
％以上９５％以下の膜厚をドライエッチし、残りの膜厚
をウエットエッチすることによって所定のパターンに形
成する。
【００１１】
【作用】本発明のように位相シフタ層をドライエッチン
グとウエットエッチングとを組み合わせて形成すること
により、高精度の位相シフタパターンを容易に形成する
ことができる。
グとウエットエッチングとを組み合わせて形成すること
により、高精度の位相シフタパターンを容易に形成する
ことができる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１は本発明に係るホトマスクの製造工程
を示す工程図である。ここでは、マスク基板１１として
石英基板、遮光部１２としてクロム膜、位相シフト層１
３として塗布シリコン酸化膜、レジスト１４としてポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用いた。
を示す工程図である。ここでは、マスク基板１１として
石英基板、遮光部１２としてクロム膜、位相シフト層１
３として塗布シリコン酸化膜、レジスト１４としてポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用いた。
【００１４】図１に示すように、マスク基板１１上に遮
光部１２のクロム膜が蒸着されたものを用いる。クロム
膜のパターンはよく知られた通常のホトマスク製造プロ
セスにより製造する。このマスク基板１１上に位相シフ
ト層１３となる塗布シリコン酸化膜を膜厚が４００ｎｍ
となるように回転塗布し、２５０℃で熱処理を施す。さ
らに、電子線レジスト１４を膜厚が５００ｎｍとなるよ
うに回転塗布し、１７０℃で熱処理を行なう。続いて、
所定パターンを３０μC/cm2の露光量で電子線露光を行
なった後、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を用い
て３分間のスプレー現像をしてレジスト１４のパターン
を形成する（図１（ａ））。さらに、このレジスト１４
のパターンをマスクとして、トリフロロメタン（ＣＨＦ
3）と酸素との４：１の混合ガスを使用して、平行平板
型リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）装置を
用いて塗布シリコン酸化膜を２８０ｎｍの膜厚だけドラ
イエッチングにより除去する(図１（ｂ））。この除去
した膜厚は位相シフト層１３の全膜厚の７０％に相当す
る。続いて、残った塗布シリコン酸化膜を緩衝弗酸（Ｂ
ＨＦ）溶液によるウエットエッチングにより除去する
（図１（ｃ））。さらに、レジスト１４を硫酸・過酸化
水素に漬けることにより除去して、位相シフトマスクが
形成される。
光部１２のクロム膜が蒸着されたものを用いる。クロム
膜のパターンはよく知られた通常のホトマスク製造プロ
セスにより製造する。このマスク基板１１上に位相シフ
ト層１３となる塗布シリコン酸化膜を膜厚が４００ｎｍ
となるように回転塗布し、２５０℃で熱処理を施す。さ
らに、電子線レジスト１４を膜厚が５００ｎｍとなるよ
うに回転塗布し、１７０℃で熱処理を行なう。続いて、
所定パターンを３０μC/cm2の露光量で電子線露光を行
なった後、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を用い
て３分間のスプレー現像をしてレジスト１４のパターン
を形成する（図１（ａ））。さらに、このレジスト１４
のパターンをマスクとして、トリフロロメタン（ＣＨＦ
3）と酸素との４：１の混合ガスを使用して、平行平板
型リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）装置を
用いて塗布シリコン酸化膜を２８０ｎｍの膜厚だけドラ
イエッチングにより除去する(図１（ｂ））。この除去
した膜厚は位相シフト層１３の全膜厚の７０％に相当す
る。続いて、残った塗布シリコン酸化膜を緩衝弗酸（Ｂ
ＨＦ）溶液によるウエットエッチングにより除去する
（図１（ｃ））。さらに、レジスト１４を硫酸・過酸化
水素に漬けることにより除去して、位相シフトマスクが
形成される。
【００１５】上記実施例では、位相シフタ層１３の全膜
厚の７０％をドライエッチングによりエッチングした。
しかしドライエッチングの割合は、この例に限られるも
のでなく、ドライエッチングの割合は５０％〜９５％の
範囲内であればよい。ドライエッチングの割合が５０％
未満であれば、その後のウエットエッチにより位相シフ
タ層１３のパターンが台形形状に近くなり、位相シフタ
層１３の寸法の制御が困難になる。また、ドライエッチ
ングの割合が９５％を越えた場合、ドライエッチングの
面内均一性、ローディング効果等によるエッチング量の
ばらつきが生じやすくなり、石英基板がエッチングされ
てしまう。
厚の７０％をドライエッチングによりエッチングした。
しかしドライエッチングの割合は、この例に限られるも
のでなく、ドライエッチングの割合は５０％〜９５％の
範囲内であればよい。ドライエッチングの割合が５０％
未満であれば、その後のウエットエッチにより位相シフ
タ層１３のパターンが台形形状に近くなり、位相シフタ
層１３の寸法の制御が困難になる。また、ドライエッチ
ングの割合が９５％を越えた場合、ドライエッチングの
面内均一性、ローディング効果等によるエッチング量の
ばらつきが生じやすくなり、石英基板がエッチングされ
てしまう。
【００１６】ドライエッチングにより位相シフタ層１３
のパターンを加工した場合、エッチング面が荒れ、露光
時の光が散乱する。このため、位相シフタ層１３のパタ
ーンでの光の透過率が低下してしまう。しかし、本実施
例ではエッチングの最終段に選択性が高く、等方的なウ
エットエッチングを行っているため、位相シフタ層１３
をエッチングで形成した後の表面荒れは全く見られなか
った。
のパターンを加工した場合、エッチング面が荒れ、露光
時の光が散乱する。このため、位相シフタ層１３のパタ
ーンでの光の透過率が低下してしまう。しかし、本実施
例ではエッチングの最終段に選択性が高く、等方的なウ
エットエッチングを行っているため、位相シフタ層１３
をエッチングで形成した後の表面荒れは全く見られなか
った。
【００１７】また、ドライエッチングを用いてホトマス
クを製造する場合、エッチング前あるいはエッチング中
にマスク基板に付着したパーティクルは、ドライエッチ
ングが異方的なエッチングであるために位相シフタ層１
３にそのまま残ってしまい欠陥となる。しかし、本実施
例のマスク製造方法は、ドライエッチングの後ウエット
エッチングを行っているため、図２に示すように、位相
シフタ層１３上にパーティクル１５が残っていたとして
も、まずその露出している部分１６がドライエッチング
で除去され、つぎにパーティクル１５直下の部分を含め
てウエットエッチングにより除かれる。これにより、ド
ライエッチングだけでは位相シフタ層１３上のパーティ
クル１５によって誘起されるシフタ欠陥が、ドライエッ
チングとウエットエッチングとを併用することで除去さ
れる。このため本実施例の方法は位相シフトマスクの欠
陥低減という意味からも効果が大きい。
クを製造する場合、エッチング前あるいはエッチング中
にマスク基板に付着したパーティクルは、ドライエッチ
ングが異方的なエッチングであるために位相シフタ層１
３にそのまま残ってしまい欠陥となる。しかし、本実施
例のマスク製造方法は、ドライエッチングの後ウエット
エッチングを行っているため、図２に示すように、位相
シフタ層１３上にパーティクル１５が残っていたとして
も、まずその露出している部分１６がドライエッチング
で除去され、つぎにパーティクル１５直下の部分を含め
てウエットエッチングにより除かれる。これにより、ド
ライエッチングだけでは位相シフタ層１３上のパーティ
クル１５によって誘起されるシフタ欠陥が、ドライエッ
チングとウエットエッチングとを併用することで除去さ
れる。このため本実施例の方法は位相シフトマスクの欠
陥低減という意味からも効果が大きい。
【００１８】このようにして形成したホトマスクを用い
て、露光波長３６５ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．５の１／
５縮小投影露光装置を用いてシリコンウェハ上にパター
ン転写を行なった。その結果、従来この装置では解像で
きる孤立線の最小寸法はウェハ上で０．５μｍであった
ものが、本発明の方法によるマスクを用いることにより
０．３５μｍの孤立線を形成することができた。また、
ドライエッチングのみでシフタパターン形成を行った場
合に比べて、本実施例の方法ではマスク欠陥を１／３に
低減できた。
て、露光波長３６５ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．５の１／
５縮小投影露光装置を用いてシリコンウェハ上にパター
ン転写を行なった。その結果、従来この装置では解像で
きる孤立線の最小寸法はウェハ上で０．５μｍであった
ものが、本発明の方法によるマスクを用いることにより
０．３５μｍの孤立線を形成することができた。また、
ドライエッチングのみでシフタパターン形成を行った場
合に比べて、本実施例の方法ではマスク欠陥を１／３に
低減できた。
【００１９】
【発明の効果】本発明のホトマスク製造方法を用いるこ
とにより、高精度で欠陥密度の低い位相シフトマスクを
簡単な工程で実現することが可能となる。
とにより、高精度で欠陥密度の低い位相シフトマスクを
簡単な工程で実現することが可能となる。
【図１】本発明のホトマスクの製造方法を示すホトマス
クの工程順断面図
クの工程順断面図
【図２】ドライエッチング時にパーティクルが存在した
ホトマスクの断面図
ホトマスクの断面図
【図３】従来の位相シフトマスク構造を示す断面図
【図４】従来のホトマスク製造方法により製造された位
相シフトマスクの断面図
相シフトマスクの断面図
１１ マスク基板 １２ 遮光部 １３ 位相シフト層 １４ レジスト １５ パーティクル
Claims (1)
- 【請求項１】光透過性の半導体基板上に形成される遮光
部の上層あるいは下層に、露光光の位相を制御するため
の透明膜を、最初にその５０％以上９５％以下の膜厚を
ドライエッチし、残りの膜厚をウエットエッチすること
によって所定のパターンに形成することを特徴とするホ
トマスク製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25601892A JPH06110192A (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | ホトマスク製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25601892A JPH06110192A (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | ホトマスク製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110192A true JPH06110192A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17286772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25601892A Pending JPH06110192A (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | ホトマスク製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110192A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09307080A (ja) * | 1996-05-02 | 1997-11-28 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子のキャパシタ製造方法 |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP25601892A patent/JPH06110192A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09307080A (ja) * | 1996-05-02 | 1997-11-28 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子のキャパシタ製造方法 |
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