JPH06194820A - Production of phase shift mask - Google Patents

Production of phase shift mask

Info

Publication number
JPH06194820A
JPH06194820A JP34408992A JP34408992A JPH06194820A JP H06194820 A JPH06194820 A JP H06194820A JP 34408992 A JP34408992 A JP 34408992A JP 34408992 A JP34408992 A JP 34408992A JP H06194820 A JPH06194820 A JP H06194820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
phase shift
pattern
resist
etching
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
JP34408992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Fukushima
祐一 福島
Toshio Konishi
敏雄 小西
Kinji Okubo
欽司 大久保
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.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co 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 Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP34408992A priority Critical patent/JPH06194820A/en
Publication of JPH06194820A publication Critical patent/JPH06194820A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the adhesiveness between a resist layer and a phase shift layer, to suppress the generation of pattern defects and to form phase shift patterns with high accuracy by forming a metallic thin-film layer on a phase shift layer and forming the resist layer thereon. CONSTITUTION:Light shielding patterns are formed by providing a light shielding layer 2 on a transparent substrate 1. An etching stopper layer 3, the phase shift layer 4 and the metallic thin-film layer 5 are provided in this order. In succession, the electron beam resist layer 6 is formed by application and is subjected to overlap plotting 7 with electron beams. The metallic thin-film layer 5 is then patterned by executing prescribed developing and etching. The phase shift layer 4 is thereafter etched with the resist patterns and the metallic thin-film patterns as a mask. The remaining resists and metallic thin-film patterns are removed, by which the phase shift mask is obtd. The material constituting the metallic thin-film layer 5 consists preferably of molybdenum, tantalum, tungsten, aluminum or nickel.

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LSI、VLSIをはじ
めとした半導体集積回路の製造に代表されるような極め
て微細なパターンを形成する際に、フォトファブリケー
ション用の原版として使用されるいわゆる位相シフトマ
スクの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called phase used as an original plate for photofabrication when forming an extremely fine pattern as represented by the manufacture of semiconductor integrated circuits such as LSI and VLSI. The present invention relates to a shift mask manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のフォトマスクでは、微細なパター
ンの投影露光に際し、近接したパターンはマスクの光透
過部を通過した光が回折し、干渉し合うことによって、
パターン境界部での光強度を強め合い、感光して、ウェ
ハー上に転写されたパターンが分離解像しないという問
題が生じていた。この現象は露光波長に近い微細なパタ
ーンほどその傾向が強く、原理的には従来のフォトマス
クと従来の露光光学系では光の波長以下の微細パターン
を解像することは不可能であった。
2. Description of the Related Art In a conventional photomask, when projection exposure of a fine pattern is performed, light passing through a light transmitting portion of the mask is diffracted and interferes with each other in adjacent patterns.
There has been a problem that the patterns transferred onto the wafer are not separated and resolved by intensifying the light intensities at the pattern boundaries and exposing them to each other. This phenomenon has a stronger tendency for finer patterns closer to the exposure wavelength, and in principle it has been impossible to resolve fine patterns below the wavelength of light with a conventional photomask and a conventional exposure optical system.

【0003】そこで、隣接するパターンを透過する投影
光の位相のずれを互いに180°とすることによって微
細パターンの解像力を向上させるという、いわゆる位相
シフト技術を用いたフォトマスク(一般には位相シフト
マスクと称される)が開発された。
Therefore, a photomask using a so-called phase shift technique (generally, a phase shift mask and a phase shift mask) is used in which the resolution of a fine pattern is improved by setting the phase shifts of projection lights passing through adjacent patterns to 180 ° with respect to each other. Was called) was developed.

【0004】すなわち、隣接する開口部の片側に透明材
料よりなる位相シフト部を設けることにより、透過光が
回折し干渉し合う際、位相が反転しているために境界部
の光強度は逆に弱め合い、強度ゼロになり、その結果転
写パターンは分離解像する。この関係は焦点の前後でも
成り立っているため、焦点が多少ずれていても解像度は
従来法よりも向上し、焦点裕度が改善される。
That is, by providing a phase shift portion made of a transparent material on one side of the adjacent openings, when the transmitted lights are diffracted and interfere with each other, the light intensities at the boundaries are reversed because the phases are inverted. They weaken each other and the intensity becomes zero. As a result, the transfer pattern is separated and resolved. Since this relationship holds before and after the focus, the resolution is improved and the focus margin is improved even if the focus is slightly deviated.

【0005】該のような位相シフト技術はIBMのLe
vensonらによって提唱され、特開昭58−173
744号公報に示され、また原理としては特公昭62−
50811号公報に記載されている。
Such a phase shift technique is based on IBM's Le
Proposed by Venson et al., JP-A-58-173
No. 744, and in principle, Japanese Patent Publication No. 62-
It is described in Japanese Patent No. 50811.

【0006】尚、位相シフト技術の効果を最大に発揮す
るためには、該位相のずれを互いに180゜にすること
が望ましい。このためには次式、すなわち、 d=λ/{2(n−1)} ・・・・(イ) の関係が成り立つように、膜厚dとなる位相シフト層を
形成すればよい。但し、ここでdは位相シフト部膜厚、
λは露光波長、そしてnは屈折率を示す。
In order to maximize the effect of the phase shift technique, it is desirable that the phase shifts are 180 ° with respect to each other. For this purpose, a phase shift layer having a film thickness d may be formed so that the following expression, that is, d = λ / {2 (n-1)} (i) is established. Here, d is the film thickness of the phase shift portion,
λ is the exposure wavelength, and n is the refractive index.

【0007】さて、図2(a)乃至(d)には、従来の
技術に係わる位相シフトマスクの製造方法を示してあ
る。まず図2(a)では、透明基板11上に遮光層12
を設け、所定のリソグラフィ工程により遮光パターンを
形成したことを示す。ついで、図2(b)に示すよう
に、その上にエッチングストッパー層13と位相シフト
層14とをこの順に設け、さらにその上へHMDS(ヘ
キサメチルジシラザン)処理を施し、その後に電子線レ
ジスト層15と導電性高分子層16とをこの順に設け、
所定の露光条件で電子線を用いた重ね合わせ描画17を
行う。
2A to 2D show a method of manufacturing a phase shift mask according to the prior art. First, in FIG. 2A, the light shielding layer 12 is formed on the transparent substrate 11.
Is provided, and the light-shielding pattern is formed by a predetermined lithography process. Then, as shown in FIG. 2B, an etching stopper layer 13 and a phase shift layer 14 are provided in this order, and HMDS (hexamethyldisilazane) treatment is further performed on the etching stopper layer 13 and the phase shift layer 14, and then an electron beam resist is applied. The layer 15 and the conductive polymer layer 16 are provided in this order,
Overlay drawing 17 using an electron beam is performed under a predetermined exposure condition.

【0008】この重ね合わせ描画は、下層にある遮光パ
ターンに対して重ね合わせを行うものであり、遮光パタ
ーン中に形成されたアライメントマークを描画装置が読
みとり、これにもとづいて位置座標のずれを補正して位
相シフトパターンの描画を行うものである。
In this overlay drawing, overlaying is performed on the light-shielding pattern in the lower layer, and the drawing device reads the alignment mark formed in the light-shielding pattern and corrects the positional coordinate deviation based on this. Then, the phase shift pattern is drawn.

【0009】続いて、図2(c)に示すように、該導電
性高分子層16を除去し、現像を行ないレジストパター
ンを形成し、さらにレジストパターンをエッチングの為
のマスキングパターンとして用いて位相シフト層14を
エッチングし、位相シフトパターンを形成する。最後
に、図2(d)のように該レジスト層を除去することに
より位相シフトマスクを得る。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, the conductive polymer layer 16 is removed, development is performed to form a resist pattern, and the resist pattern is used as a masking pattern for etching. The shift layer 14 is etched to form a phase shift pattern. Finally, as shown in FIG. 2D, the resist layer is removed to obtain a phase shift mask.

【0010】該工程中で、遮光層12の材質はクロムや
酸化クロムなどの金属(あるいは金属酸化物、金属窒化
物)からなり、位相シフト層14の材質はSiO2 から
なる。導電性高分子層16は電子線による描画を精度よ
く行うために設けるものであり、その作用とは、電子線
レジストに対して電子線を照射するに際し、透明基板、
位相シフト層及び電子線レジストのいずれもが絶縁性を
有するために起こる帯電現象の発生を、該導電性高分子
層16のもつ導電性によって防止するものである。該導
電性高分子層16は一般には溶剤または水への浸漬処理
により除去することができ、またレジスト現像液で除去
できるものもある。
In this step, the material of the light shielding layer 12 is made of metal such as chromium or chromium oxide (or metal oxide or metal nitride), and the material of the phase shift layer 14 is made of SiO 2 . The conductive polymer layer 16 is provided in order to perform drawing with an electron beam with high accuracy, and its function is to provide a transparent substrate when irradiating the electron beam resist with an electron beam.
The conductivity of the conductive polymer layer 16 prevents the occurrence of a charging phenomenon that occurs because both the phase shift layer and the electron beam resist have insulating properties. The conductive polymer layer 16 can generally be removed by immersion treatment in a solvent or water, and some can be removed with a resist developer.

【0011】また、該HMDSとはいわゆるシランカッ
プリング剤の一種であり、親水性表面にこれを塗布する
ことにより疎水化するための界面活性剤としての効果を
有する。このときHMDSは、SiO2 からなる材質の
表面に存在する親水性の−OH基とカップリング反応を
起こし、表面に疎水性の基をつくることで、SiO2
レジストとの中間層としての役割を果たし接着性を改善
する。尚、HMDS自身は常温では揮発性を有し、表面
改質にあずかった分子層以外は揮発するために、その後
のリソグラフィ処理工程においては何ら影響を与えず、
HMDSの除去処理は必要ない。
Further, the HMDS is a kind of so-called silane coupling agent and has an effect as a surfactant for making the hydrophilic surface hydrophobic by coating it. In this case HMDS is caused hydrophilic -OH groups and the coupling reactions on the surface of a material consisting of SiO 2, to make a hydrophobic group on the surface, serves as an intermediate layer of SiO 2 and the resist And improve adhesion. Since HMDS itself is volatile at room temperature and volatilizes except for the molecular layer that was involved in the surface modification, it does not affect the subsequent lithographic processing steps.
No HMDS removal process is required.

【0012】なお、該位相シフト層のエッチング方法と
しては、ウェットエッチングあるいはドライエッチング
のうちのいずれも可能であるが、エッチングストッパー
層材料としては、これらのエッチング方法に応じて耐性
の高い材料を用いる。また、本発明で称するマスクと
は、半導体集積回路の主要な製造装置のひとつである投
影露光装置もしくは縮小投影露光装置(一般にはステッ
パーと称される)に装填して使用される露光用原版をさ
すが、一般にはフォトマスクあるいはレチクルと表現す
る場合もある。
As the etching method of the phase shift layer, either wet etching or dry etching can be used. As the material of the etching stopper layer, a material having high resistance is used according to these etching methods. . Further, the mask referred to in the present invention means an exposure original plate which is used by being loaded in a projection exposure apparatus or a reduction projection exposure apparatus (generally called a stepper) which is one of the main manufacturing apparatuses of semiconductor integrated circuits. As is expected, it may be generally expressed as a photomask or a reticle.

【0013】しかしながら上記の方法では、該位相シフ
ト層材料であるSiO2 へのレジスト塗布工程におい
て、親水性をもつSiO2 表面に対して、疎水性をもつ
レジストを塗布形成するために、接着性が悪く現像時に
レジストパターンが剥離するという不良が生じていた。
そこで使用されるものが該のHMDSである。但し、H
MDS塗布処理はこのレジストパターン剥離を防ごうと
するものであるが、この方法によってもさえも、処理前
のSiO2 表面にH2 O分子が多数吸着していたりある
いは経時的に吸湿したりすることの為に、その界面の接
着力は低下しやすく、たとえHMDS塗布処理を施して
いても決して安心出来るという解決策ではなかった。
However, according to the above method, in the step of applying a resist to the phase shift layer material SiO 2 , a hydrophobic resist is applied to the hydrophilic SiO 2 surface to form an adhesive layer. However, the resist pattern was peeled off during development.
What is used there is the HMDS. However, H
The MDS coating treatment is intended to prevent the peeling of the resist pattern. Even by this method, a large number of H 2 O molecules are adsorbed on the SiO 2 surface before the treatment, or moisture is absorbed with time. For this reason, the adhesive strength at the interface is likely to be lowered, and it was not a solution that would give us peace of mind even if the HMDS coating treatment was applied.

【0014】また、線幅1μm程度の微細な半導体集積
回路パターンを形成する用途では、HMDS自体に含ま
れている異物あるいは塗布処理中に付着してしまうこと
がありうる塵埃が、パターンの欠陥発生の原因として問
題になる。あるいはまた、該接着力のほんの僅かな劣化
によっても、その対象が該のような微細な半導体集積回
路パターンであることから、パターンエッジ部が満足の
ゆく精度ではうまく形成されず、例えばパターンがぎざ
ついたり変形したりするという形状不良が生じ易かっ
た。
Further, in the case of forming a fine semiconductor integrated circuit pattern having a line width of about 1 μm, foreign matter contained in the HMDS itself or dust which may be adhered during the coating process causes a pattern defect. It becomes a problem as a cause of. Alternatively, even if the adhesive force is only slightly deteriorated, since the object is such a fine semiconductor integrated circuit pattern, the pattern edge portion is not formed well with satisfactory accuracy, and, for example, the pattern is jagged. Defects such as sticking and deformation were likely to occur.

【0015】さらに、レジストパターンをマスキングパ
ターンとして該位相シフト層をドライエッチングする際
には、位相シフト層のエッチングと同時にレジストパタ
ーンまでもが削りとられていくために、ドライエッチン
グの長所としての異方性エッチングが悪くなる。すなわ
ち、このときは位相シフトパターンのエッジ部断面が垂
直にならず傾斜した面が形成され、結果としてパターン
寸法幅も変化し所定の寸法値を得ることが困難になると
いう重大な欠点があった。
Further, when the phase shift layer is dry-etched using the resist pattern as a masking pattern, the resist pattern is also removed at the same time as the etching of the phase shift layer, which is an advantage of dry etching. The anisotropic etching becomes worse. That is, at this time, there was a serious drawback in that the cross section of the edge portion of the phase shift pattern was not vertical but an inclined surface was formed, and as a result, the pattern dimension width also changed and it became difficult to obtain a predetermined dimension value. .

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は該問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、レジ
スト層と位相シフト層との間の接着性を高め、パターン
欠陥の発生を抑制し、位相シフトパターンの高精度な形
成を可能にすることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enhance the adhesiveness between a resist layer and a phase shift layer to prevent the occurrence of pattern defects. It is an object to suppress and enable highly accurate formation of a phase shift pattern.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、透明基板に遮
光部と光透過部と位相シフト部とを備えた位相シフトマ
スクの製造方法において、少なくとも、該位相シフト部
をなす材料の層の上に金属薄膜層を形成し、しかる後に
レジスト層を形成することを特徴とする位相シフトマス
クの製造方法である。
Means provided by the present invention for solving the above-mentioned problems are, namely, a method of manufacturing a phase shift mask having a light-shielding portion, a light-transmitting portion and a phase shift portion on a transparent substrate. 2. In the method of manufacturing a phase shift mask, at least, a metal thin film layer is formed on a layer of a material forming the phase shift portion, and then a resist layer is formed.

【0018】そして好ましくは、前記金属薄膜層をなす
材料が、特にモリブデン、タンタル、タングステン、ア
ルミニウム、あるいはニッケルからなることを特徴とす
る前記の位相シフトマスクの製造方法である。
Preferably, the material for forming the metal thin film layer is molybdenum, tantalum, tungsten, aluminum, or nickel, in particular.

【0019】以下、添付図面を参照して本発明をさらに
詳述する。(図1)(a)乃至(e)は本発明に係わる
位相シフトマスクの構成を示すものである。
The present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. (FIG. 1) (a) to (e) show the structure of a phase shift mask according to the present invention.

【0020】まず、(図1)(a)に示すように、透明
基板1上に、遮光層2を設け、所定のリソグラフィ工程
によって遮光パターンを形成する。ついで、(図1)
(b)に示すように、上記基板上にエッチングストッパ
ー層3(膜厚20乃至300nm)、位相シフト層4、
金属薄膜層5をこの順に設ける。続いて電子線レジスト
層6を塗布形成し、所定の露光条件で電子線重ね合わせ
描画7を行う。
First, as shown in FIG. 1A, a light shielding layer 2 is provided on a transparent substrate 1 and a light shielding pattern is formed by a predetermined lithography process. Then (Fig. 1)
As shown in (b), the etching stopper layer 3 (film thickness 20 to 300 nm), the phase shift layer 4,
The metal thin film layer 5 is provided in this order. Subsequently, an electron beam resist layer 6 is formed by coating, and electron beam overlay drawing 7 is performed under predetermined exposure conditions.

【0021】尚、エッチングストッパー層3、位相シフ
ト層4、金属薄膜層5の材質としては、それぞれ公知の
薄膜形成法を用いれば良く、例えばスパッタリング法、
蒸着法、CVD法などがあるが、特にこれらに制限され
るものではない。
As the material of the etching stopper layer 3, the phase shift layer 4, and the metal thin film layer 5, known thin film forming methods may be used, for example, a sputtering method,
There are vapor deposition method, CVD method, and the like, but the method is not particularly limited thereto.

【0022】また、位相シフト層4の膜厚の最適値は前
記(イ)式から算出される。例えば、屈折率nが1.4
7(SiO2 )、露光波長λが365nmとすると、位
相シフト層4の膜厚dは約390nmとなる。但し、位
相反転量180°に対して±10°の範囲内でも上記の
効果は充分に得られることから、膜厚dは370乃至4
10nmの範囲内にあることが望ましい。ちなみに、金
属薄膜層5の膜厚は特に制限はないが、5乃至100n
mの範囲内にあることが望ましい。
The optimum value of the film thickness of the phase shift layer 4 is calculated from the above equation (a). For example, the refractive index n is 1.4
7 (SiO 2 ) and the exposure wavelength λ is 365 nm, the film thickness d of the phase shift layer 4 is about 390 nm. However, since the above effect can be sufficiently obtained even within the range of ± 10 ° with respect to the phase inversion amount of 180 °, the film thickness d is 370 to 4
It is desirable to be in the range of 10 nm. By the way, the film thickness of the metal thin film layer 5 is not particularly limited, but is 5 to 100 n.
It is desirable to be within the range of m.

【0023】次に、所定の現像、エッチングを行って
(図1)(c)のように該金属薄膜層5をパターニング
する。その後(図1)(d)のように、該レジストパタ
ーンおよび該金属薄膜パターンをマスクとして、該位相
シフト層4をエッチングする。このときのエッチング方
法はドライエッチ、ウェットエッチのどちらでもよい
が、下層のエッチングストッパー層3の材料はそれに耐
えるものとする。更に(図1)(e)に示すように、残
ったレジスト及び金属薄膜パターンを除去し、位相シフ
トマスクが得られる。
Next, predetermined development and etching are performed (FIG. 1) to pattern the metal thin film layer 5 as shown in (c). After that (FIG. 1) (d), the phase shift layer 4 is etched using the resist pattern and the metal thin film pattern as a mask. The etching method at this time may be either dry etching or wet etching, but the material of the lower etching stopper layer 3 should withstand it. Further, as shown in FIG. 1E, the remaining resist and the metal thin film pattern are removed to obtain a phase shift mask.

【0024】金属薄膜層5は、レジスト接着性を向上さ
せる目的のみであれば殆どの金属材料が使用できるが、
マスク工程上最終的に除去しなければならず、基板、位
相シフト層、エッチングストッパー層に対して選択的除
去が可能でなければならない。モリブデン、タングステ
ン、タンタル、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリ
ブデンシリサイド等を用いることができる。
For the metal thin film layer 5, most metal materials can be used only for the purpose of improving the resist adhesiveness.
It must be finally removed in the mask process, and it must be able to be selectively removed with respect to the substrate, the phase shift layer, and the etching stopper layer. Molybdenum, tungsten, tantalum, aluminum, nickel, chromium, molybdenum silicide, or the like can be used.

【0025】透明基板1はフォトマスク用として一般的
に使用されている合成石英ガラス等の光学的に透明な材
料からなり、その厚さは特に制限はないが、通常は1.
5乃至7mm程度のものが用いられる。
The transparent substrate 1 is made of an optically transparent material such as synthetic quartz glass generally used for photomasks, and its thickness is not particularly limited, but usually 1.
Those having a thickness of about 5 to 7 mm are used.

【0026】エッチングストッパー層3の材質としては
エッチング方法に応じて適正なものを選択する。例え
ば、ドライエッチングに対しては、アルミナ、スピネ
ル、ジルコニア、あるいはサイアロンなどのセラミック
ス系材料が使用でき、一方のウェットエッチングに対し
ては窒化珪素、酸化錫、酸化タンタル、あるいはサイア
ロン等の材料が使用できる。いずれも、露光波長に対し
て透明性が高い材料であるが、特にこれらに限定される
ものではない。また、該エッチングストッパー層3は,
特にドライエッチングに対しては充分な程度の厚さを必
要とし、通常50乃至300nm程度の膜厚が用いられ
る。
The material of the etching stopper layer 3 is properly selected according to the etching method. For example, ceramic materials such as alumina, spinel, zirconia, or sialon can be used for dry etching, while silicon nitride, tin oxide, tantalum oxide, or sialon can be used for wet etching. it can. All of them are materials having high transparency with respect to the exposure wavelength, but are not particularly limited thereto. Further, the etching stopper layer 3 is
Especially for dry etching, a sufficient thickness is required, and a film thickness of about 50 to 300 nm is usually used.

【0027】位相シフト層4の材料としては光学的に透
明であることが必要で、SiO2 、SOG(スピンオン
グラス)、MgF2 、フッ素系樹脂等が使用できるが、
マスク工程上で要求される特性を条件に加えると、特に
透明性が高く、かつ耐食性に富み、耐洗浄性が充分な材
料としてはSiO2 が最適なため、上記の工程ではSi
2 を使用している。
The material of the phase shift layer 4 is required to be optically transparent, and SiO 2 , SOG (spin on glass), MgF 2 , fluorine resin, etc. can be used.
If the characteristics required in the mask process are added to the conditions, SiO 2 is the most suitable material with high transparency, high corrosion resistance, and sufficient cleaning resistance.
O 2 is used.

【0028】遮光層2としては、通常はクロム、酸化ク
ロム等のように従来のフォトマスクに用いられる遮光材
料でよいが、半導体集積回路製造の為のフォトファブリ
ケーションに使用される際に遮光性を有するように適正
な光学濃度が必要であることから、通常は光学濃度が
2.0乃至4.0程度となるようにする。また膜厚に関
しては、この光学濃度上の要求に則し且つ膜の品質や成
膜工程での負担も考慮して、通常は20乃至300nm
程度とする。
The light-shielding layer 2 is usually made of a light-shielding material such as chromium or chromium oxide used in conventional photomasks, but it has a light-shielding property when used in photofabrication for manufacturing semiconductor integrated circuits. Therefore, the optical density is usually set to about 2.0 to 4.0 because it requires an appropriate optical density. Regarding the film thickness, it is usually 20 to 300 nm in accordance with the requirements for the optical density and considering the quality of the film and the burden in the film forming process.
The degree.

【0029】電子線による重ね合わせ描画に際しては、
基板上の前記帯電現象を防止するために通常は導電層を
必要とするが、本発明によると金属薄膜層5が本来有し
ている導電性により導電層としても機能する。また、こ
こで前記レジスト材料として紫外線感光性フォトレジス
トを用いることも可能であり、その場合にはいわゆるレ
ーザー描画装置を用いて描画すればよい。
At the time of overlay drawing with an electron beam,
A conductive layer is usually required to prevent the charging phenomenon on the substrate, but according to the present invention, the metal thin film layer 5 also functions as a conductive layer due to its inherent conductivity. It is also possible to use an ultraviolet-sensitive photoresist as the resist material here, and in that case, a so-called laser drawing device may be used for drawing.

【0030】[0030]

【作用】本発明によれば、SiO2 からなる位相シフト
層の上に(従来の技術にない新規な工程として)金属薄
膜層を形成し、その後にレジスト層を塗布形成すること
により、SiO2 からなる位相シフト層とレジスト層と
の間の接着性が極めて良好となり、これにより現像以降
の処理工程においてレジストの剥離によるパターンの欠
落や密着が不充分なために生じるパターン形状の不良を
防止できる。
According to the present invention, a metal thin film layer is formed on a phase shift layer made of SiO 2 (as a new process which has not been found in the prior art), and then a resist layer is applied to form a SiO 2 film. The adhesiveness between the phase shift layer composed of and the resist layer is extremely good, and therefore, it is possible to prevent the defect of the pattern shape caused by the lack of the pattern or the insufficient adhesion due to the peeling of the resist in the processing steps after the development. .

【0031】一般に、金属表面は疎水性であり、レジス
トに対する接着性は良好である。このことは、従来のマ
スク工程においてクロムあるいはモリブデンシリサイド
等の金属膜に対するレジストの接着性が極めて良好で、
該HMDS処理のような疎水化処理が不要であることか
らも確認できる。
In general, the metal surface is hydrophobic and has good adhesiveness to the resist. This means that the adhesion of the resist to the metal film such as chromium or molybdenum silicide in the conventional mask process is very good,
It can also be confirmed from the fact that the hydrophobic treatment such as the HMDS treatment is unnecessary.

【0032】また、該金属薄膜層は、位相シフト層のエ
ッチングにおいて、ドライエッチ、ウェットエッチとも
エッチング耐性がレジストよりも極めて高いため、これ
をマスクパターンとすることで精度良好なエッチングパ
ターンが得られる。
In addition, since the metal thin film layer has much higher etching resistance than the resist in the dry etching and the wet etching in the etching of the phase shift layer, an accurate etching pattern can be obtained by using this as a mask pattern. .

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に詳
述する。洗浄済みの合成石英ガラス基板(厚さ2.3m
m、大きさ5インチ(約12.7cm)角)上の全面
に、金属クロム膜と酸化クロム膜とをこの順に積層した
低反射遮光膜(膜厚100nm)をスパッタリング法に
より形成し、この上にポジ型電子線レジスト(チッソ
製、商品名:PBS)を約500nmの厚さに塗布し所
定のプリベーク処理した後に、ラスタースキャン型電子
線描画装置を使用して加速電圧10keV、ドーズ量約
2.5μC/cm2 にて所定のパターンを描画し、その
後に現像してレジストパターンを得た。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. Cleaned synthetic quartz glass substrate (thickness 2.3m
A low reflection light-shielding film (film thickness 100 nm) in which a metal chromium film and a chromium oxide film are laminated in this order is formed on the entire surface of m and a size of 5 inches (about 12.7 cm) square by a sputtering method. After applying a positive type electron beam resist (manufactured by Chisso, trade name: PBS) to a thickness of about 500 nm and performing a predetermined pre-baking treatment, an acceleration voltage of 10 keV and a dose amount of about 2 using a raster scan type electron beam drawing apparatus. A predetermined pattern was drawn at 0.5 μC / cm 2 and then developed to obtain a resist pattern.

【0034】更に所定のポストベーク処理後、該レジス
トパターンをエッチング用のマスキングパターンとし
て、該遮光膜を硝酸第二セリウムアンモニウム・エッチ
ング液を用いてウェットエッチングすることにより遮光
パターンを形成し、その後に剥離液を用いてレジストパ
ターンを剥離することにより(図1)(a)に示した構
造の遮光マスクを得た。
After the predetermined post-baking treatment, the resist pattern is used as a masking pattern for etching, and the light-shielding film is wet-etched with a diammonium cerium nitrate etching solution to form a light-shielding pattern. The resist pattern was stripped using a stripping solution to obtain a light-shielding mask having the structure shown in FIG.

【0035】次に、基板上の遮光部及び透過部を含む全
面に、エッチングストッパー材としてアルミナ膜(膜厚
30nm)をスパッタリング法により形成し、その上に
位相シフト層としてSiO2 (膜厚390nm)をPV
D法により形成し、更にその上にモリブデン層(膜厚5
0nm)をスパッタリング法により形成し、位相シフト
マスク用基板(ブランクス)を得た。
Next, an alumina film (thickness: 30 nm) is formed as an etching stopper material on the entire surface of the substrate including the light shielding portion and the transmission portion by a sputtering method, and SiO 2 (thickness: 390 nm) is formed as a phase shift layer on the alumina film. ) PV
It is formed by the D method, and a molybdenum layer (thickness 5
0 nm) was formed by a sputtering method to obtain a phase shift mask substrate (blanks).

【0036】次に該基板を所定の方法にて洗浄、乾燥し
た後、その上にポジ型電子線レジスト(東亜合成化学
製、商品名:TTCR)をスピンコート法により約50
0nmの厚さに塗布し、所定のベーク処理後にベクター
スキャン型電子線描画装置を使用して、加速電圧20k
V、ドーズ量約10μC/cm2 にて所定のパターンを
重ね合わせ描画し、その後メチルイソブチルケトンとn
−プロパノールとの5:5混合液からなる現像液を用い
て所定の条件の下で現像処理を行い、所望するレジスト
パターンを得た。続いて該レジストパターンをエッチン
グ用のマスキングパターンとして、過酸化水素水(30
%水溶液)を用いて該モリブデン層のウェットエッチン
グを行い、モリブデン層からなるパターンを形成した。
Next, after the substrate is washed and dried by a predetermined method, a positive type electron beam resist (trade name: TTCR manufactured by Toagosei Kagaku Co., Ltd.) is applied on the substrate by a spin coating method for about 50 minutes.
After applying a thickness of 0 nm and performing a predetermined baking treatment, using a vector scan type electron beam drawing device, an accelerating voltage of 20 k
V and a dose amount of about 10 μC / cm 2 are overlaid on a predetermined pattern and then drawn with methyl isobutyl ketone and n.
-Development treatment was performed under a predetermined condition using a developing solution composed of a 5: 5 mixed solution with propanol to obtain a desired resist pattern. Then, using the resist pattern as a masking pattern for etching, hydrogen peroxide solution (30
% Aqueous solution) to perform wet etching of the molybdenum layer to form a pattern of the molybdenum layer.

【0037】次に該レジストパターンおよびモリブデン
層パターンをマスクとして、該位相シフト層のドライエ
ッチングを平行平板型の反応性イオンエッチング装置
(RIE装置)を用いて施し、異方性および直線性の良
いエッチング形状で、寸法再現性も良い位相シフト層パ
ターンが得られた。
Next, using the resist pattern and the molybdenum layer pattern as a mask, dry etching of the phase shift layer is performed using a parallel plate type reactive ion etching apparatus (RIE apparatus) to obtain good anisotropy and linearity. A phase shift layer pattern having an etching shape and good dimensional reproducibility was obtained.

【0038】ドライエッチング条件は、C2 6 ガスと
2 ガスを用い、混合比C2 6 :H2 =10:1、パ
ワー300W、ガス圧0.03Torrとした。このと
きのエッチング時間は約15分であり、位相シフト層で
あるSiO2 のエッチングが該エッチングストッパー層
表面に達するまで行った。
The dry etching conditions were C 2 F 6 gas and H 2 gas, a mixing ratio of C 2 F 6 : H 2 = 10: 1, a power of 300 W, and a gas pressure of 0.03 Torr. The etching time at this time was about 15 minutes, and etching was performed until the etching of SiO 2 which was the phase shift layer reached the surface of the etching stopper layer.

【0039】最後に残ったレジストパターンを専用剥離
液を用いて除去した後、モリブデン層パターンを過酸化
水素水(30%水溶液)を用いて除去した。最後に洗
浄、乾燥を行って、(図1)(e)に示した構成の位相
シフトマスクを得た。
After the last remaining resist pattern was removed by using a dedicated stripping solution, the molybdenum layer pattern was removed by using hydrogen peroxide solution (30% aqueous solution). Finally, cleaning and drying were performed to obtain a phase shift mask having the configuration shown in (e) of FIG.

【0040】得られたマスクは位相シフトパターンの欠
落等の異常はなく、レジスト接着性不良に起因するとみ
られるパターン形状不良もなく、高精度なパターン形状
が得られた。また、エッチングストッパーの効果によ
り、位相シフト層のエッチング深さのマスク面内均一性
は良好で、範囲20nm以下の値が得られた。
The obtained mask had no abnormalities such as missing of the phase shift pattern, and there was no pattern shape defect which is considered to be caused by poor resist adhesiveness, and a highly accurate pattern shape was obtained. Further, due to the effect of the etching stopper, the uniformity of the etching depth of the phase shift layer in the mask surface was good, and the value within the range of 20 nm or less was obtained.

【0041】更にこのマスクを用いて、従来用いている
投影露光装置で露光転写したところ、転写ウェハー上の
レジストパターンにおいて最小約0.3μmの微細パタ
ーンが得られ、従来の最小解像度である0.5μmに比
べ、高い解像度向上効果が得られた。
Further, when this mask was used to perform exposure transfer with a projection exposure apparatus which has been used conventionally, a fine pattern of a minimum of about 0.3 μm was obtained in a resist pattern on a transfer wafer, which was a minimum resolution of 0. A high resolution improving effect was obtained as compared with the case of 5 μm.

【0042】尚、本実施例において、該電子線レジスト
にはポジ型のものを用いたが、もちろんネガ型電子線レ
ジストを用いても差し支えない。
Although a positive type electron beam resist is used in this embodiment, it is of course possible to use a negative type electron beam resist.

【0043】また、該位相シフト層のエッチング方法は
ドライエッチングを用いたが、ウェットエッチングを行
うこともでき、この場合はエッチングストッパー層材料
をウェットエッチング耐性を持つ材料とすればよい。具
体的には、該位相シフト材料がSiO2 であれば、所定
の濃度の緩衝フッ酸溶液をエッチング液としてウェット
エッチングを行う。エッチングストッパー材料にはタン
タル、窒化珪素、酸化錫、あるいはサイアロン等を用い
ることが望ましい。
Although dry etching was used as the etching method for the phase shift layer, wet etching can also be performed. In this case, the etching stopper layer material may be a material having wet etching resistance. Specifically, if the phase shift material is SiO 2 , wet etching is performed using a buffered hydrofluoric acid solution having a predetermined concentration as an etching solution. It is desirable to use tantalum, silicon nitride, tin oxide, sialon, or the like as the etching stopper material.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明に係わる位相シフトマスクの製造
方法により得られた位相シフトマスクは、レジストパタ
ーンの接着性が非常に良好になっているため、(剥離領
域が広範囲であるか、あるいは局部的であるかを問わ
ず)レジスト剥離によるパターンの欠落やパターンエッ
ジの形状不良などのない、高精度な位相シフトパターン
を持つものとなった。
The phase shift mask obtained by the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention has a very good adhesiveness of the resist pattern. It became possible to have a highly accurate phase shift pattern without any missing pattern due to resist peeling or pattern edge shape defect.

【0045】また、金属薄膜層パターンをマスキングパ
ターンとしてエッチングすることにより、パターン再現
性がよいものとなり、異方性の良好なエッチングが可能
となる。
Further, by etching the metal thin film layer pattern as a masking pattern, the pattern reproducibility becomes good, and the etching having good anisotropy becomes possible.

【0046】また、金属薄膜層は位相シフトパターンの
保護膜として働き、エッチング時の位相シフトパターン
の欠け欠陥生成を防止し、コンタミネーション等の汚染
による欠陥も防止するという効果があり低欠陥プロセス
が可能になる。
Further, the metal thin film layer acts as a protective film for the phase shift pattern, has the effect of preventing the generation of chipping defects in the phase shift pattern during etching, and also has the effect of preventing defects due to contamination such as contamination. It will be possible.

【0047】すなわち、本発明に係わる位相シフトマス
クの製造方法により、レジスト層と位相シフト層との間
の接着性を高め、パターン欠陥の発生を抑制し、位相シ
フトパターンの高精度な形成を可能にすることが出来る
ようになった。
That is, the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention enhances the adhesiveness between the resist layer and the phase shift layer, suppresses the occurrence of pattern defects, and enables the highly accurate formation of the phase shift pattern. You can now

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

【図1】本発明に係わる位相シフトマスクの製造方法の
一実施例について、断面図を用いて製造工程の概略を順
に示す説明図である。((a)乃至(e))
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a manufacturing process in order using a cross-sectional view of one embodiment of a method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention. ((A) to (e))

【図2】従来の技術に係わる位相シフトマスクの製造方
法の一例を、断面図を用いて製造工程の概略を順に示す
説明図である。((a)乃至(d))
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method of manufacturing a phase shift mask according to a conventional technique, in order, using a cross-sectional view to schematically show the manufacturing process. ((A) to (d))

【符合の説明】[Explanation of sign]

1・・・透明基板 2・・・遮光層 3・・・エッチングストッパー層 4・・・位相シフト層 5・・・金属薄膜層 6・・・電子線レジスト層 7・・・電子線重ね合わせ描画 11・・・透明基板 12・・・遮光層 13・・・エッチングストッパー層 14・・・位相シフト層 15・・・電子線レジスト層 16・・・導電性高分子層 17・・・電子線重ね合わせ描画 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 ... Light-shielding layer 3 ... Etching stopper layer 4 ... Phase shift layer 5 ... Metal thin film layer 6 ... Electron beam resist layer 7 ... Electron beam overlay drawing 11 ... Transparent substrate 12 ... Shading layer 13 ... Etching stopper layer 14 ... Phase shift layer 15 ... Electron beam resist layer 16 ... Conductive polymer layer 17 ... Electron beam overlay Combined drawing

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明基板に遮光部と光透過部と位相シフト
部とを備えた位相シフトマスクの製造方法において、少
なくとも、該位相シフト部をなす材料の層の上に金属薄
膜層を形成し、しかる後にレジスト層を形成することを
特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
1. A method of manufacturing a phase shift mask comprising a light-shielding portion, a light transmitting portion and a phase shift portion on a transparent substrate, wherein a metal thin film layer is formed on at least a layer of a material forming the phase shift portion. A method of manufacturing a phase shift mask, which comprises forming a resist layer afterward.
【請求項2】前記金属薄膜層をなす材料が、特にモリブ
デン、タンタル、タングステン、アルミニウム、あるい
はニッケルからなることを特徴とする請求項1記載の位
相シフトマスクの製造方法。
2. The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein the material forming the metal thin film layer is made of molybdenum, tantalum, tungsten, aluminum or nickel.
JP34408992A 1992-12-24 1992-12-24 Production of phase shift mask Pending JPH06194820A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34408992A JPH06194820A (en) 1992-12-24 1992-12-24 Production of phase shift mask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34408992A JPH06194820A (en) 1992-12-24 1992-12-24 Production of phase shift mask

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06194820A true JPH06194820A (en) 1994-07-15

Family

ID=18366571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34408992A Pending JPH06194820A (en) 1992-12-24 1992-12-24 Production of phase shift mask

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06194820A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07152143A (en) * 1993-11-29 1995-06-16 Nec Corp Phase shift mask and its production and correcting method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07152143A (en) * 1993-11-29 1995-06-16 Nec Corp Phase shift mask and its production and correcting method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950008384B1 (en) Method of forming pattern
KR100298609B1 (en) Method for manufacturing photo mask having phase shift layer
JP2000206671A (en) Photomask, its production and production of semiconductor integrated circuit device
JPH06289589A (en) Phase shift mask, its manufacturing method and blank used therefor
JP2641362B2 (en) Lithography method and manufacturing method of phase shift mask
JPH06250376A (en) Phase shift mask and production of phase shift mask
JP3250415B2 (en) Manufacturing method of halftone type phase shift mask
JPH05289305A (en) Phase-shift photomask
KR920009369B1 (en) Manufactuirng method of wafer mask
JPH06194820A (en) Production of phase shift mask
JP3225074B2 (en) Method for manufacturing phase shift photomask
JPH06347993A (en) Phase shift mask and its production
JPH04131853A (en) Method for correcting phase shift photomask
JP3210705B2 (en) Phase shift photomask
JP3308021B2 (en) Phase shift photomask blank and phase shift photomask
JP3301557B2 (en) Method for manufacturing phase shift photomask
JPH0553290A (en) Blank for phase shift mask and phase shift mask as well as production thereof
JP3422054B2 (en) Optical mask and method of manufacturing the same
JPH0580492A (en) Production of photomask having phase shift layer
JP2693805B2 (en) Reticle and pattern forming method using the same
JP3241809B2 (en) Method for manufacturing photomask having phase shift layer
JP3241793B2 (en) Phase shift photomask
JP3449508B2 (en) Method for manufacturing phase shift photomask
JP2892753B2 (en) Photomask and method of manufacturing photomask
JPH0777795A (en) Production of halftone type phase shift mask