JPH06266090A - 位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスク - Google Patents
位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスクInfo
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- JPH06266090A JPH06266090A JP4944293A JP4944293A JPH06266090A JP H06266090 A JPH06266090 A JP H06266090A JP 4944293 A JP4944293 A JP 4944293A JP 4944293 A JP4944293 A JP 4944293A JP H06266090 A JPH06266090 A JP H06266090A
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- Japan
- Prior art keywords
- phase shift
- layer
- film
- shift photomask
- pattern
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エッチングストッパー層として、成膜が容易
で、エッチング選択性が優れ、確実に自動的にエッチン
グを停止することができる材料を用いた位相シフトフォ
トマスクブランク及びそれから作成した位相シフトフォ
トマスク。 【構成】 透明基板３１上に順にエッチングストッパー
層３２と位相シフト層３３等を備えた位相シフトフォト
マスクブランクにおいて、エッチングストッパー層３２
の主成分がＴｉＯ2 からなり、これを塗布性ガラスから
構成することができる。
で、エッチング選択性が優れ、確実に自動的にエッチン
グを停止することができる材料を用いた位相シフトフォ
トマスクブランク及びそれから作成した位相シフトフォ
トマスク。 【構成】 透明基板３１上に順にエッチングストッパー
層３２と位相シフト層３３等を備えた位相シフトフォト
マスクブランクにおいて、エッチングストッパー層３２
の主成分がＴｉＯ2 からなり、これを塗布性ガラスから
構成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の
高密度集積回路の製造や化合物半導体を用いた高速素子
の製造に用いられる位相シフトフォトマスク、及び、そ
の位相シフトフォトマスクブランクに関し、特に、位相
シフト層をエッチング加工する際に、透明基板を保護す
るためのエッチングストッパー層を有する位相シフトフ
ォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスクに関す
る。
高密度集積回路の製造や化合物半導体を用いた高速素子
の製造に用いられる位相シフトフォトマスク、及び、そ
の位相シフトフォトマスクブランクに関し、特に、位相
シフト層をエッチング加工する際に、透明基板を保護す
るためのエッチングストッパー層を有する位相シフトフ
ォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスクに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積
回路は、Ｓｉウェーハ等の被加工基板上にレジストを塗
布し、ステッパー等により所望のパターンを露光した
後、現像、エッチングを行う、いわゆるリソグラフィー
工程を繰り返すことにより製造されている。
回路は、Ｓｉウェーハ等の被加工基板上にレジストを塗
布し、ステッパー等により所望のパターンを露光した
後、現像、エッチングを行う、いわゆるリソグラフィー
工程を繰り返すことにより製造されている。
【０００３】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高精度化、高集積化に伴ってますます高精度化が要求
される傾向にあり、例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲ
ＡＭを例にとると、１ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの５倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のズレは、平均値±３σ（σは
標準偏差）をとった場合においても、０．１５μｍの精
度が要求され、同様に、４ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レ
チクルは０．１〜０．１５μｍの寸法精度が、１６Ｍビ
ットＤＲＡＭ用５倍レチクルは０．０５〜０．１μｍの
寸法精度が要求されている。
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高精度化、高集積化に伴ってますます高精度化が要求
される傾向にあり、例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲ
ＡＭを例にとると、１ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの５倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のズレは、平均値±３σ（σは
標準偏差）をとった場合においても、０．１５μｍの精
度が要求され、同様に、４ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レ
チクルは０．１〜０．１５μｍの寸法精度が、１６Ｍビ
ットＤＲＡＭ用５倍レチクルは０．０５〜０．１μｍの
寸法精度が要求されている。
【０００４】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、１ＭビットＤＲＡＭ
で１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭでは０．８μｍ、１
６ＭビットＤＲＡＭでは０．６μｍと、ますます微細化
が要求されている。このような要求に応えるために様々
な露光方法が活発に研究されている。
されるデバイスパターンの線幅は、１ＭビットＤＲＡＭ
で１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭでは０．８μｍ、１
６ＭビットＤＲＡＭでは０．６μｍと、ますます微細化
が要求されている。このような要求に応えるために様々
な露光方法が活発に研究されている。
【０００５】ところが、例えば６４ＭビットＤＲＡＭク
ラスの次世代のデバイスパターンになると、これまでの
レチクルを用いたステッパー露光方式ではレジストパタ
ーンの解像限界となり、この限界を乗り越えるものとし
て、例えば、特公昭５８−１７３７４４号公報、特公昭
６２−５９２９６号公報等に示されているような、位相
シフトフォトマスクという新しい考え方のレチクルが提
案されてきている。位相シフトレチクルを用いる位相シ
フトリソグラフィーは、レチクルを透過する光の位相を
操作することによって、投影像の分解能及びコントラス
トを向上させる技術である。
ラスの次世代のデバイスパターンになると、これまでの
レチクルを用いたステッパー露光方式ではレジストパタ
ーンの解像限界となり、この限界を乗り越えるものとし
て、例えば、特公昭５８−１７３７４４号公報、特公昭
６２−５９２９６号公報等に示されているような、位相
シフトフォトマスクという新しい考え方のレチクルが提
案されてきている。位相シフトレチクルを用いる位相シ
フトリソグラフィーは、レチクルを透過する光の位相を
操作することによって、投影像の分解能及びコントラス
トを向上させる技術である。
【０００６】位相シフトリソグラフィーを図面に従って
簡単に説明する。図５は位相シフト法の原理を示す図、
図６は従来法を示す図であり、図５（ａ）及び図６
（ａ）はレチクルの断面図、図５（ｂ）及び図６（ｂ）
はレチクル上の光の振幅、図５（ｃ）及び図６（ｃ）は
ウェーハ上の光の振幅、図５（ｄ）及び図６（ｄ）はウ
ェーハ上の光強度をそれぞれ示し、１は基板、２は遮光
膜、３は位相シフター、４は入射光を示す。
簡単に説明する。図５は位相シフト法の原理を示す図、
図６は従来法を示す図であり、図５（ａ）及び図６
（ａ）はレチクルの断面図、図５（ｂ）及び図６（ｂ）
はレチクル上の光の振幅、図５（ｃ）及び図６（ｃ）は
ウェーハ上の光の振幅、図５（ｄ）及び図６（ｄ）はウ
ェーハ上の光強度をそれぞれ示し、１は基板、２は遮光
膜、３は位相シフター、４は入射光を示す。
【０００７】従来法においては、図６（ａ）に示すよう
に、石英ガラス等からなる基板１にクロム等からなる遮
光膜２が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成
されているだけであるが、位相シフトリソグラフィーで
は、図５（ａ）に示すように、レチクル上の隣接する光
透過部の一方に位相を反転（位相差１８０°）させるた
めの透過膜からなる位相シフター３が設けられている。
したがって、従来法においては、レチクル上の光の振幅
は図６（ｂ）に示すように同相となり、ウェーハ上の光
の振幅も図６（ｃ）に示すように同相となるので、その
結果、図６（ｄ）のようにウェーハ上のパターンを分離
することができないのに対して、位相シフトリソグラフ
ィーにおいては、位相シフターを透過した光は、図５
（ｂ）に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図５（ｄ）に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。
に、石英ガラス等からなる基板１にクロム等からなる遮
光膜２が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成
されているだけであるが、位相シフトリソグラフィーで
は、図５（ａ）に示すように、レチクル上の隣接する光
透過部の一方に位相を反転（位相差１８０°）させるた
めの透過膜からなる位相シフター３が設けられている。
したがって、従来法においては、レチクル上の光の振幅
は図６（ｂ）に示すように同相となり、ウェーハ上の光
の振幅も図６（ｃ）に示すように同相となるので、その
結果、図６（ｄ）のようにウェーハ上のパターンを分離
することができないのに対して、位相シフトリソグラフ
ィーにおいては、位相シフターを透過した光は、図５
（ｂ）に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図５（ｄ）に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。
【０００８】次に、位相シフトレチクルの製造工程の１
例を図面を参照して説明する。図７は従来の位相シフト
レチクルの製造工程を示す断面図であり、図中、１１は
石英基板、１２はクロム膜、１３はレジスト層、１４は
電離放射線、１５はレジストパターン、１６はエッチン
グガスプラズマ、１７はクロムパターン、１８は酸素プ
ラズマ、１９は透明膜、２０はレジスト層、２１は電離
放射線、２２はレジストパターン、２３はエッチングガ
スプラズマ、２４は位相シフトパターン、２５は酸素プ
ラズマを示す。
例を図面を参照して説明する。図７は従来の位相シフト
レチクルの製造工程を示す断面図であり、図中、１１は
石英基板、１２はクロム膜、１３はレジスト層、１４は
電離放射線、１５はレジストパターン、１６はエッチン
グガスプラズマ、１７はクロムパターン、１８は酸素プ
ラズマ、１９は透明膜、２０はレジスト層、２１は電離
放射線、２２はレジストパターン、２３はエッチングガ
スプラズマ、２４は位相シフトパターン、２５は酸素プ
ラズマを示す。
【０００９】まず、図７（ａ）に示すように、光学研磨
された石英基板１１にクロム膜１２を形成し、さらに、
クロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト
を、スピンコーティング等の常法により均一に塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．１〜２．０μｍ程度のレ
ジスト層１３を形成する。加熱乾燥処理は、使用するレ
ジストの種類にもよるが、通常、±８０〜１５０℃で、
２０〜６０分間程度行う。
された石英基板１１にクロム膜１２を形成し、さらに、
クロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト
を、スピンコーティング等の常法により均一に塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．１〜２．０μｍ程度のレ
ジスト層１３を形成する。加熱乾燥処理は、使用するレ
ジストの種類にもよるが、通常、±８０〜１５０℃で、
２０〜６０分間程度行う。
【００１０】次に、同図（ｂ）に示すように、レジスト
層１３に、常法に従って電子線描画装置等の露光装置に
より電離放射線１４でパターン描画し、エチルセロソル
ブやエステル等の有機溶剤を主成分とする現像液で現像
後、アルコールでリンスし、同図（ｃ）に示すようなレ
ジストパターン１５を形成する。
層１３に、常法に従って電子線描画装置等の露光装置に
より電離放射線１４でパターン描画し、エチルセロソル
ブやエステル等の有機溶剤を主成分とする現像液で現像
後、アルコールでリンスし、同図（ｃ）に示すようなレ
ジストパターン１５を形成する。
【００１１】次に、必要に応じて加熱処理、及び、デス
カム処理を行って、レジストパターン１５のエッジ部分
等に残存したレジスト屑、ヒゲ等不要なレジストを除去
した後、同図（ｄ）に示すように、レジストパターン１
５の開口部より露出する被加工部分、すなわち、クロム
層１２をエッチングガスプラズマ１６によりドライエッ
チングし、クロムパターン１７を形成する。なお、この
クロムパターン１７の形成は、エッチングガスプラズマ
１６によるドライエッチングに代えて、ウェットエッチ
ングにより行ってもよいことは当業者に明らかである。
カム処理を行って、レジストパターン１５のエッジ部分
等に残存したレジスト屑、ヒゲ等不要なレジストを除去
した後、同図（ｄ）に示すように、レジストパターン１
５の開口部より露出する被加工部分、すなわち、クロム
層１２をエッチングガスプラズマ１６によりドライエッ
チングし、クロムパターン１７を形成する。なお、この
クロムパターン１７の形成は、エッチングガスプラズマ
１６によるドライエッチングに代えて、ウェットエッチ
ングにより行ってもよいことは当業者に明らかである。
【００１２】このようにしてエッチングした後、同図
（ｅ）に示すように、レジストパターン１５、すなわ
ち、残存するレジストを酸素プラズマ１８により灰化除
去し、同図（ｆ）に示すようなフォトマスクを完成させ
る。なお、この処理は、酸素プラズマ１８による灰化処
理に代えて、溶剤剥離により行うことも可能である。
（ｅ）に示すように、レジストパターン１５、すなわ
ち、残存するレジストを酸素プラズマ１８により灰化除
去し、同図（ｆ）に示すようなフォトマスクを完成させ
る。なお、この処理は、酸素プラズマ１８による灰化処
理に代えて、溶剤剥離により行うことも可能である。
【００１３】続いて、このフォトマスクを検査し、必要
によってはパターン修正を加え、洗浄した後、同図
（ｇ）に示すように、クロムパターン１７の上にＳｉＯ
2 等からなる透明膜１９を形成する。次に、同図（ｈ）
に示すように、透明膜１９上に、上記と同様にして、ク
ロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト層２
０を形成し、同図（ｉ）に示すように、レジスト層２０
に常法に従ってアライメイトを行い、電子線露光装置等
の電離放射線２１によって所定のパターンを描画し、現
像、リンスして、同図（ｊ）に示すように、レジストパ
ターン２２を形成する。
によってはパターン修正を加え、洗浄した後、同図
（ｇ）に示すように、クロムパターン１７の上にＳｉＯ
2 等からなる透明膜１９を形成する。次に、同図（ｈ）
に示すように、透明膜１９上に、上記と同様にして、ク
ロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト層２
０を形成し、同図（ｉ）に示すように、レジスト層２０
に常法に従ってアライメイトを行い、電子線露光装置等
の電離放射線２１によって所定のパターンを描画し、現
像、リンスして、同図（ｊ）に示すように、レジストパ
ターン２２を形成する。
【００１４】次に、必要に応じて、加熱処理、及び、デ
スカム処理を行った後、同図（ｋ）に示すように、レジ
ストパターン２２の開口部より露出する透明膜１９部分
をエッチングガスプラズマ２３によりドライエッチング
し、位相シフターパターン２４を形成する。なお、この
位相シフターパターン２４の形成は、エッチングガスプ
ラズマ２３によるドライエッチングに代えて、ウェット
エッチングにより行ってもよいものである。
スカム処理を行った後、同図（ｋ）に示すように、レジ
ストパターン２２の開口部より露出する透明膜１９部分
をエッチングガスプラズマ２３によりドライエッチング
し、位相シフターパターン２４を形成する。なお、この
位相シフターパターン２４の形成は、エッチングガスプ
ラズマ２３によるドライエッチングに代えて、ウェット
エッチングにより行ってもよいものである。
【００１５】次に、残存したレジストを、同図（ｌ）に
示すように、酸素プラズマ２５により灰化除去する。以
上の工程により、同図（ｍ）に示すような位相シフター
２４を有する位相シフトフォトマスクが完成する。
示すように、酸素プラズマ２５により灰化除去する。以
上の工程により、同図（ｍ）に示すような位相シフター
２４を有する位相シフトフォトマスクが完成する。
【００１６】ところで、上述したような従来の位相シフ
トレチクルの製造方法において、位相シフターを形成す
る透明膜１９の深さの方向のエッチング制御は、正確に
行わなければならない。特に、基板１１と透明膜１９が
同じＳｉＯ2 系の材料からなるので、透明膜１９のエッ
チングが完了した後にもエッチングを継続すると、基板
１１もエッチングされてしまい、位相シフター２４の位
相シフト量が１８０°より大きくなって、正確なパター
ンの転写が困難になってしまう。
トレチクルの製造方法において、位相シフターを形成す
る透明膜１９の深さの方向のエッチング制御は、正確に
行わなければならない。特に、基板１１と透明膜１９が
同じＳｉＯ2 系の材料からなるので、透明膜１９のエッ
チングが完了した後にもエッチングを継続すると、基板
１１もエッチングされてしまい、位相シフター２４の位
相シフト量が１８０°より大きくなって、正確なパター
ンの転写が困難になってしまう。
【００１７】そこで、一般的に、位相シフターを形成す
る透明膜と基板の間にエッチングストッパー層を設け、
この層によってエッチングを自動的に停止することが、
特願平２−２９８０１号、同２−１８１７９５号、同３
−２９５６１０号において提案されている。これらの出
願において提案したエッチングストッパー層用の材料
は、タンタル、モリブデン、タングステン、窒化シリコ
ン、アルミナと酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化
タンタル又は酸化ハフニウムの混合物等であった。
る透明膜と基板の間にエッチングストッパー層を設け、
この層によってエッチングを自動的に停止することが、
特願平２−２９８０１号、同２−１８１７９５号、同３
−２９５６１０号において提案されている。これらの出
願において提案したエッチングストッパー層用の材料
は、タンタル、モリブデン、タングステン、窒化シリコ
ン、アルミナと酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化
タンタル又は酸化ハフニウムの混合物等であった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな材料からなるエッチングストッパー層では、十分満
足いくように正確にエッチングを停止することは必ずし
も容易ではなく、また、製造工程においても、エッチン
グストッパー層のために特別の材料を成膜装置に導入す
る必要があり、製造工程が複雑化し、時間がかかる問題
があった。
うな材料からなるエッチングストッパー層では、十分満
足いくように正確にエッチングを停止することは必ずし
も容易ではなく、また、製造工程においても、エッチン
グストッパー層のために特別の材料を成膜装置に導入す
る必要があり、製造工程が複雑化し、時間がかかる問題
があった。
【００１９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、エッチングストッパー層とし
て、成膜が容易で、エッチング選択性が優れ、確実に自
動的にエッチングを停止することができる材料を用いた
位相シフトフォトマスクブランク及びそれから作成した
位相シフトフォトマスクを提供することである。
ものであり、その目的は、エッチングストッパー層とし
て、成膜が容易で、エッチング選択性が優れ、確実に自
動的にエッチングを停止することができる材料を用いた
位相シフトフォトマスクブランク及びそれから作成した
位相シフトフォトマスクを提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、エッチングストッパー層の開発・研究を行った結
果、エッチングストッパー層の材料にＴｉＯ2 を主成分
とするＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ：塗布性ガ
ラス）を用い、スピンコート法により成膜し、大気中で
１５０℃〜１０００℃で焼成することにより、ドライエ
ッチング耐性に優れ、ｉ線波長で８８％以上の透過率を
持った膜が得られることを見出し、かかる知見に基づい
て本発明を完成させたものである。
鑑み、エッチングストッパー層の開発・研究を行った結
果、エッチングストッパー層の材料にＴｉＯ2 を主成分
とするＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ：塗布性ガ
ラス）を用い、スピンコート法により成膜し、大気中で
１５０℃〜１０００℃で焼成することにより、ドライエ
ッチング耐性に優れ、ｉ線波長で８８％以上の透過率を
持った膜が得られることを見出し、かかる知見に基づい
て本発明を完成させたものである。
【００２１】ここで、ＴｉＯ2 を主成分とするＳＯＧ
は、ＳｉＯ2 系のＳＯＧと同様に、有機チタン化合物の
有機溶媒溶液を塗布、乾燥、加熱して酸化チタンに変化
させて作成した膜であり、化学反応は、ＳｉＯ2 系のＳ
ＯＧのＳｉに代えてＴｉを置き代えた反応であり、塗
布、乾燥、加熱の順に、以下のような反応が進行して、
ＴｉＯ2 膜が作成される。
は、ＳｉＯ2 系のＳＯＧと同様に、有機チタン化合物の
有機溶媒溶液を塗布、乾燥、加熱して酸化チタンに変化
させて作成した膜であり、化学反応は、ＳｉＯ2 系のＳ
ＯＧのＳｉに代えてＴｉを置き代えた反応であり、塗
布、乾燥、加熱の順に、以下のような反応が進行して、
ＴｉＯ2 膜が作成される。
【００２２】〔Ｔｉ（ＯＲ）a （ＯＨ）b Ｏc 〕n ｃ＝１／２（４−ａ−ｂ），Ｒは有機基 →〔Ｔｉ（ＯＲ）a'（ＯＨ）b'Ｏc'〕n' ａ’＜ａ，ｂ’＜ｂ，ｃ’＞ｃ，ｎ’＞ｎ →〔Ｔｉ（ＯＲ）a"（ＯＨ）b"Ｏc"〕n" ａ”＜ａ’，ｂ”＜ｂ’，ｃ”＞ｃ’，ｎ”＞ｎ’ →〔Ｔｉ（ＯＨ）x Ｏy 〕n"' ｘ→０，ｙ→２，ｎ"'→∞ → ＴｉＯ2 このＴｉＯ2 のＳＯＧも、ＳｉＯ2 のＳＯＧと同様、成
膜工程が溶液の塗布、乾燥、加熱を順に行うだけの簡単
な工程で、精密な膜が容易にできる点に特長がある。し
かも、ＳｉＯ2 ・ＳＯＧエッチング条件で、ＴｉＯ2 ・
ＳＯＧのエッチングレートは、ＳｉＯ2 ・ＳＯＧのエッ
チングレートと比較して、約１／１０以下であるので、
位相シフトレチクルのエッチングストッパー材として十
分に用いることができる。
膜工程が溶液の塗布、乾燥、加熱を順に行うだけの簡単
な工程で、精密な膜が容易にできる点に特長がある。し
かも、ＳｉＯ2 ・ＳＯＧエッチング条件で、ＴｉＯ2 ・
ＳＯＧのエッチングレートは、ＳｉＯ2 ・ＳＯＧのエッ
チングレートと比較して、約１／１０以下であるので、
位相シフトレチクルのエッチングストッパー材として十
分に用いることができる。
【００２３】また、位相シフト層としては、スパッタ
法、ＣＶＤ法等により形成した二酸化珪素膜や塗布・焼
成法により形成したＳｉＯ2 系のＳＯＧ膜等が好適であ
る。
法、ＣＶＤ法等により形成した二酸化珪素膜や塗布・焼
成法により形成したＳｉＯ2 系のＳＯＧ膜等が好適であ
る。
【００２４】また、遮光性薄膜層としては、スパッタ法
等により形成したクロム、タンタル、珪化モリブデン
等、又は、それらの酸化物、窒化物、酸化窒化物を主体
とした単層又は複合層が好適である。
等により形成したクロム、タンタル、珪化モリブデン
等、又は、それらの酸化物、窒化物、酸化窒化物を主体
とした単層又は複合層が好適である。
【００２５】すなわち、本発明の位相シフトフォトマス
クブランクは、透明基板上に順に少なくともエッチング
ストッパー層と位相シフト層とを備えた位相シフトフォ
トマスクブランクにおいて、前記エッチングストッパー
層の主成分がＴｉＯ2 であることを特徴とするものであ
る。
クブランクは、透明基板上に順に少なくともエッチング
ストッパー層と位相シフト層とを備えた位相シフトフォ
トマスクブランクにおいて、前記エッチングストッパー
層の主成分がＴｉＯ2 であることを特徴とするものであ
る。
【００２６】特に、エッチングストッパー層はＴｉＯ2
の塗布性ガラスから構成するのが望ましく、この場合、
エッチングストッパー層はＴｉＯ2 の塗布性ガラス溶液
をスピンコートすることにより形成するのが望ましく、
ＴｉＯ2 の塗布性ガラス溶液のスピンコート後、１５０
℃〜１０００℃で焼成してＴｉＯ2 膜を形成させるのが
望ましい。
の塗布性ガラスから構成するのが望ましく、この場合、
エッチングストッパー層はＴｉＯ2 の塗布性ガラス溶液
をスピンコートすることにより形成するのが望ましく、
ＴｉＯ2 の塗布性ガラス溶液のスピンコート後、１５０
℃〜１０００℃で焼成してＴｉＯ2 膜を形成させるのが
望ましい。
【００２７】なお、本発明はこのような位相シフトフォ
トマスクブランクから、位相シフト層の一部を選択的に
除去して形成した位相シフターパターンを有する位相シ
フトフォトマスクも含むものである。
トマスクブランクから、位相シフト層の一部を選択的に
除去して形成した位相シフターパターンを有する位相シ
フトフォトマスクも含むものである。
【００２８】
【作用】本発明においては、エッチングストッパー層を
ＴｉＯ2 を主成分とする材料から構成しているので、Ｔ
ｉＯ2 が近紫外波長（ｉ線）に対して非常に透明である
ため、近紫外域で使用可能な位相シフトフォトマスクを
構成できる。また、このエッチングストッパー層をフォ
トマスク製造工程において多用されている塗布性ガラス
から作成することができるため、成膜工程が簡略化で
き、また、欠陥の少ない層を作成でき、欠陥の少ない位
相シフトフォトマスクを比較的簡単に製造できる。
ＴｉＯ2 を主成分とする材料から構成しているので、Ｔ
ｉＯ2 が近紫外波長（ｉ線）に対して非常に透明である
ため、近紫外域で使用可能な位相シフトフォトマスクを
構成できる。また、このエッチングストッパー層をフォ
トマスク製造工程において多用されている塗布性ガラス
から作成することができるため、成膜工程が簡略化で
き、また、欠陥の少ない層を作成でき、欠陥の少ない位
相シフトフォトマスクを比較的簡単に製造できる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の位相シフトフォトマスクブラ
ンク及び位相シフトフォトマスクをいくつかの実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明を下シフター型位相
シフトフォトマスクに適用する場合の、下シフター型フ
ォトマスクブランクの断面図（Ａ）、それによるフォト
マスクの製造工程の断面図（Ｂ）、及び、製造された下
シフター型位相シフトフォトマスクの断面図（Ｃ）であ
る。下シフター型位相シフトフォトマスクは、遮光パタ
ーン３６の下側（基板側）に位相シフターパターン３８
が位置するもので、そのブランクは、同図（Ａ）に示す
ように、基板３１上に、順に、本発明に基づくＴｉＯ 2
・ＳＯＧのエッチングストッパー層３２、位相シフト層
３３、遮光性薄膜層３４を設けてなるもので、このブラ
ンクの製造方法は、石英基板３１上にＴｉＯ2・ＳＯＧ
をスピンコート法により、分速約３０００回転で３０
秒、約６０ｎｍの厚みに成膜し、焼成炉等で１５０℃以
上に加熱してＴｉＯ2 膜３２を形成する。次に、ＴｉＯ
2 膜３２上に位相シフト層３３となるＳｉＯ2 ・ＳＯＧ
材を回転塗布し、次いで、オーブン等で焼成して、膜厚
ｄがｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝となるようにＳｉＯ2 膜
３３を形成する（λ：露光波長、ｎ：位相シフターの屈
折率）。次に、遮光層あるいは半遮光層であるクロム膜
３４をスパッタ法により成膜し、図１（Ａ）に示す下シ
フター型ブランクが完成する。
ンク及び位相シフトフォトマスクをいくつかの実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明を下シフター型位相
シフトフォトマスクに適用する場合の、下シフター型フ
ォトマスクブランクの断面図（Ａ）、それによるフォト
マスクの製造工程の断面図（Ｂ）、及び、製造された下
シフター型位相シフトフォトマスクの断面図（Ｃ）であ
る。下シフター型位相シフトフォトマスクは、遮光パタ
ーン３６の下側（基板側）に位相シフターパターン３８
が位置するもので、そのブランクは、同図（Ａ）に示す
ように、基板３１上に、順に、本発明に基づくＴｉＯ 2
・ＳＯＧのエッチングストッパー層３２、位相シフト層
３３、遮光性薄膜層３４を設けてなるもので、このブラ
ンクの製造方法は、石英基板３１上にＴｉＯ2・ＳＯＧ
をスピンコート法により、分速約３０００回転で３０
秒、約６０ｎｍの厚みに成膜し、焼成炉等で１５０℃以
上に加熱してＴｉＯ2 膜３２を形成する。次に、ＴｉＯ
2 膜３２上に位相シフト層３３となるＳｉＯ2 ・ＳＯＧ
材を回転塗布し、次いで、オーブン等で焼成して、膜厚
ｄがｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝となるようにＳｉＯ2 膜
３３を形成する（λ：露光波長、ｎ：位相シフターの屈
折率）。次に、遮光層あるいは半遮光層であるクロム膜
３４をスパッタ法により成膜し、図１（Ａ）に示す下シ
フター型ブランクが完成する。
【００３０】下シフター型位相シフトフォトマスクの製
造工程は、同図（Ｂ）に示すように、同図（Ａ）のブラ
ンク上に通常の電離放射線レジストを塗布し、電子露光
装置等の電離放射線によって所定のパターンを描画露光
し、現像、リンスしてレジストパターン３５を形成する
（同図（Ｂ）（ａ））。次に、レジストパターン３５の
開口部より露出するクロム膜３４をドライ又はウェット
エッチングしてクロムパターン３６を形成後、レジスト
パターンを剥離する（同図（Ｂ）（ｂ））。次いで、ク
ロムパターン３６上に電離放射線レジスト等を塗布し、
常法に従ってクロムパターン３６とのアライメントを行
った後、露光、現像してレジストパターン３７を形成す
る（同図（Ｂ）（ｃ））。次に、位相シフト層３３をド
ライ又はウェットエッチングを行い（同図（Ｂ）
（ｄ））、レジスト剥離することにより、同図（Ｃ）に
示すような位相シフターパターン３８を有する位相シフ
トフォトマスクが完成する。
造工程は、同図（Ｂ）に示すように、同図（Ａ）のブラ
ンク上に通常の電離放射線レジストを塗布し、電子露光
装置等の電離放射線によって所定のパターンを描画露光
し、現像、リンスしてレジストパターン３５を形成する
（同図（Ｂ）（ａ））。次に、レジストパターン３５の
開口部より露出するクロム膜３４をドライ又はウェット
エッチングしてクロムパターン３６を形成後、レジスト
パターンを剥離する（同図（Ｂ）（ｂ））。次いで、ク
ロムパターン３６上に電離放射線レジスト等を塗布し、
常法に従ってクロムパターン３６とのアライメントを行
った後、露光、現像してレジストパターン３７を形成す
る（同図（Ｂ）（ｃ））。次に、位相シフト層３３をド
ライ又はウェットエッチングを行い（同図（Ｂ）
（ｄ））、レジスト剥離することにより、同図（Ｃ）に
示すような位相シフターパターン３８を有する位相シフ
トフォトマスクが完成する。
【００３１】次に、上シフター型位相シフトフォトマス
クについて説明する。上シフター型位相シフトフォトマ
スクは、遮光パターンの上側（基板と反対側）に位相シ
フターパターンが位置するもので、図２に、上シフター
型フォトマスクブランクの断面図（Ａ）、それによるフ
ォトマスクの製造工程の断面図（Ｂ）、及び、製造され
た上シフター型位相シフトフォトマスクの断面図（Ｃ）
を示す。このブランクは、同図（Ａ）に示すように、基
板４１上に、順に、本発明に基づくＴｉＯ2 ・ＳＯＧの
エッチングストッパー層４２、遮光性薄膜層４３を設け
てなるもので、このブランクの製造方法は、下シフター
型と同様に、ＴｉＯ2 ・ＳＯＧ４２をスピンコート法に
より石英基板４１上に成膜し、次いで、遮光層４３であ
るクロム膜をスパッタ法により成膜し、同図（Ａ）に示
す上シフター型ブランクが完成する。
クについて説明する。上シフター型位相シフトフォトマ
スクは、遮光パターンの上側（基板と反対側）に位相シ
フターパターンが位置するもので、図２に、上シフター
型フォトマスクブランクの断面図（Ａ）、それによるフ
ォトマスクの製造工程の断面図（Ｂ）、及び、製造され
た上シフター型位相シフトフォトマスクの断面図（Ｃ）
を示す。このブランクは、同図（Ａ）に示すように、基
板４１上に、順に、本発明に基づくＴｉＯ2 ・ＳＯＧの
エッチングストッパー層４２、遮光性薄膜層４３を設け
てなるもので、このブランクの製造方法は、下シフター
型と同様に、ＴｉＯ2 ・ＳＯＧ４２をスピンコート法に
より石英基板４１上に成膜し、次いで、遮光層４３であ
るクロム膜をスパッタ法により成膜し、同図（Ａ）に示
す上シフター型ブランクが完成する。
【００３２】上シフター型位相シフトフォトマスクの製
造工程は、同図（Ａ）のブランク上にレジストパターン
４４を常法により形成し（同図（Ｂ）（ａ））、クロム
膜４３を選択エッチングしてクロムパターン４５を形成
後、レジスト剥離を行い（同図（Ｂ）（ｂ））、次に、
下シフター型と同様にＳｉＯ2 ・ＳＯＧを位相シフト層
４６として成膜し（同図（Ｂ）（ｃ））、さらに、その
上にレジストパターン４７を常法により形成（同図
（Ｂ）（ｄ））後、位相シフト層４６をドライ又はウェ
ットエッチングを行い、レジスト剥離することにより、
同図（Ｃ）に示すような位相シフターパターン４８を有
する位相シフトフォトマスクが完成する。
造工程は、同図（Ａ）のブランク上にレジストパターン
４４を常法により形成し（同図（Ｂ）（ａ））、クロム
膜４３を選択エッチングしてクロムパターン４５を形成
後、レジスト剥離を行い（同図（Ｂ）（ｂ））、次に、
下シフター型と同様にＳｉＯ2 ・ＳＯＧを位相シフト層
４６として成膜し（同図（Ｂ）（ｃ））、さらに、その
上にレジストパターン４７を常法により形成（同図
（Ｂ）（ｄ））後、位相シフト層４６をドライ又はウェ
ットエッチングを行い、レジスト剥離することにより、
同図（Ｃ）に示すような位相シフターパターン４８を有
する位相シフトフォトマスクが完成する。
【００３３】次に、本発明をハーフトーン型位相シフト
フォトマスクに適用する場合について、図３を参照にし
て説明する。図（Ａ）はそのフォトマスクブランクの断
面図、（Ｂ）はそれによるハーフトーン型位相シフトフ
ォトマスクの断面図である。ハーフトーン型位相シフト
フォトマスクは、同図（Ｂ）に示すように、ハーフトー
ン遮光パターン５６の下側（基板側）にそれと同じパタ
ーン形状のアライメントされた位相シフターパターン５
５が位置するもので、そのためのブランクは、同図
（Ａ）に示すように、基板５１上に、順に、本発明に基
づくＴｉＯ2 ・ＳＯＧのエッチングストッパー層５２、
位相シフト層５３、ハーフトーン遮光性薄膜層５４を設
けてなるものである。フォトマスクブランク及びフォト
マスクの製造方法は、図１の下シフター型位相シフトフ
ォトマスクの場合とほぼ同様であり、説明は省く。
フォトマスクに適用する場合について、図３を参照にし
て説明する。図（Ａ）はそのフォトマスクブランクの断
面図、（Ｂ）はそれによるハーフトーン型位相シフトフ
ォトマスクの断面図である。ハーフトーン型位相シフト
フォトマスクは、同図（Ｂ）に示すように、ハーフトー
ン遮光パターン５６の下側（基板側）にそれと同じパタ
ーン形状のアライメントされた位相シフターパターン５
５が位置するもので、そのためのブランクは、同図
（Ａ）に示すように、基板５１上に、順に、本発明に基
づくＴｉＯ2 ・ＳＯＧのエッチングストッパー層５２、
位相シフト層５３、ハーフトーン遮光性薄膜層５４を設
けてなるものである。フォトマスクブランク及びフォト
マスクの製造方法は、図１の下シフター型位相シフトフ
ォトマスクの場合とほぼ同様であり、説明は省く。
【００３４】さらに、透過型位相シフトフォトマスクに
適用する場合について、図４を参照にして説明する。図
（Ａ）はそのフォトマスクブランクの断面図、（Ｂ）は
それによる透過型位相シフトフォトマスクの断面図であ
る。透過型位相シフトフォトマスクは、同図（Ｂ）に示
すように、基板６１上に位相シフターパターン６４のみ
を有するもので、そのためのブランクは、同図（Ａ）に
示すように、基板６１上に、順に、本発明に基づくＴｉ
Ｏ2 ・ＳＯＧのエッチングストッパー層６２、位相シフ
ト層６３を設けてなるものである。フォトマスクブラン
ク及びフォトマスクの製造方法は、図２の上シフター型
位相シフトフォトマスクの場合とほぼ同様であり、説明
は省く。
適用する場合について、図４を参照にして説明する。図
（Ａ）はそのフォトマスクブランクの断面図、（Ｂ）は
それによる透過型位相シフトフォトマスクの断面図であ
る。透過型位相シフトフォトマスクは、同図（Ｂ）に示
すように、基板６１上に位相シフターパターン６４のみ
を有するもので、そのためのブランクは、同図（Ａ）に
示すように、基板６１上に、順に、本発明に基づくＴｉ
Ｏ2 ・ＳＯＧのエッチングストッパー層６２、位相シフ
ト層６３を設けてなるものである。フォトマスクブラン
ク及びフォトマスクの製造方法は、図２の上シフター型
位相シフトフォトマスクの場合とほぼ同様であり、説明
は省く。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォ
トマスクによると、エッチングストッパー層をＴｉＯ2
を主成分とする材料から構成しているので、ＴｉＯ2 が
近紫外波長（ｉ線）に対して非常に透明であるため、近
紫外域で使用可能な位相シフトフォトマスクを構成でき
る。また、このエッチングストッパー層をフォトマスク
製造工程において多用されている塗布性ガラスから作成
することができるため、成膜工程が簡略化でき、また、
欠陥の少ない層を作成でき、欠陥の少ない位相シフトフ
ォトマスクを比較的簡単に製造でき、ＬＳＩ、超ＬＳＩ
等の高密度集積回路や高速素子の製造において、より微
細パターンを高歩留まりで形成でき、ひいては、より高
性能な集積回路や高速素子を高歩留まりで製造すること
ができる。
の位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォ
トマスクによると、エッチングストッパー層をＴｉＯ2
を主成分とする材料から構成しているので、ＴｉＯ2 が
近紫外波長（ｉ線）に対して非常に透明であるため、近
紫外域で使用可能な位相シフトフォトマスクを構成でき
る。また、このエッチングストッパー層をフォトマスク
製造工程において多用されている塗布性ガラスから作成
することができるため、成膜工程が簡略化でき、また、
欠陥の少ない層を作成でき、欠陥の少ない位相シフトフ
ォトマスクを比較的簡単に製造でき、ＬＳＩ、超ＬＳＩ
等の高密度集積回路や高速素子の製造において、より微
細パターンを高歩留まりで形成でき、ひいては、より高
性能な集積回路や高速素子を高歩留まりで製造すること
ができる。
【図１】本発明を下シフター型位相シフトフォトマスク
に適用する場合のブランク、フォトマスクの製造工程、
及び、フォトマスクの断面図である。
に適用する場合のブランク、フォトマスクの製造工程、
及び、フォトマスクの断面図である。
【図２】上シフター型位相シフトフォトマスクの場合の
図１と同様な図である。
図１と同様な図である。
【図３】ハーフトーン型位相シフトフォトマスクに適用
する場合のブランク、フォトマスクの断面図である。
する場合のブランク、フォトマスクの断面図である。
【図４】透過型位相シフトフォトマスクの場合の図３と
同様な図である。
同様な図である。
【図５】位相シフト法の原理を示す図である。
【図６】従来法を示す図である。
【図７Ａ】従来の位相シフトレチクルの製造工程の前半
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７Ｂ】従来の位相シフトレチクルの製造工程の後半
を示す断面図である。
を示す断面図である。
３１、４１、５１、６１…基板 ３２、４２、５２、６２…エッチングストッパー層 ３３、４６、５３、６３…位相シフト層 ３４、４３…遮光性薄膜層 ３５、４４、４７…レジストパターン ３６、４５…クロムパターン ３７…レジストパターン ３８、４８、５５、６４…位相シフターパターン ５４…ハーフトーン遮光性薄膜層 ５６…ハーフトーン遮光パターン
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板上に順に少なくともエッチング
ストッパー層と位相シフト層とを備えた位相シフトフォ
トマスクブランクにおいて、前記エッチングストッパー
層の主成分がＴｉＯ2 であることを特徴とする位相シフ
トフォトマスクブランク。 - 【請求項２】 前記エッチングストッパー層がＴｉＯ2
の塗布性ガラスからなることを特徴とする請求項１記載
の位相シフトフォトマスクブランク。 - 【請求項３】 前記エッチングストッパー層をＴｉＯ2
の塗布性ガラス溶液をスピンコートすることにより形成
することを特徴とする請求項２記載の位相シフトフォト
マスクブランク。 - 【請求項４】 前記ＴｉＯ2 の塗布性ガラス溶液のスピ
ンコート後、１５０℃〜１０００℃で焼成してＴｉＯ2
膜を形成させることを特徴とする請求項３記載の位相シ
フトフォトマスクブランク。 - 【請求項５】 透明基板上に順に少なくともＴｉＯ2 を
主成分とするエッチングストッパー層と位相シフト層と
を備えた位相シフトフォトマスクブランクの位相シフト
層の一部を選択的に除去して、位相シフターパターンが
形成されていることを特徴とする位相シフトフォトマス
ク。 - 【請求項６】 前記エッチングストッパー層がＴｉＯ2
の塗布性ガラスからなることを特徴とする請求項５記載
の位相シフトフォトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4944293A JP3308021B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4944293A JP3308021B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06266090A true JPH06266090A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3308021B2 JP3308021B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=12831242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4944293A Expired - Fee Related JP3308021B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 位相シフトフォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3308021B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107783367A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 相位移光掩模 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9618664B2 (en) | 2015-04-15 | 2017-04-11 | Finisar Corporation | Partially etched phase-transforming optical element |
| US10539723B2 (en) | 2016-10-19 | 2020-01-21 | Finisar Corporation | Phase-transforming optical reflector formed by partial etching or by partial etching with reflow |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP4944293A patent/JP3308021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107783367A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 相位移光掩模 |
| US10394114B2 (en) * | 2016-08-25 | 2019-08-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Chromeless phase shift mask structure and process |
| TWI695220B (zh) * | 2016-08-25 | 2020-06-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 相位移光罩、無鉻的相位移光罩及積體電路的製作方法 |
| US11022874B2 (en) | 2016-08-25 | 2021-06-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Chromeless phase shift mask structure and process |
| CN107783367B (zh) * | 2016-08-25 | 2022-10-28 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 相位移光掩模 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3308021B2 (ja) | 2002-07-29 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |