JPH0683028A - 位相シフトフォトマスクブランク、その製造方法及び位相シフトフォトマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡便な方法で、位相シフト層の外周部
分領域を除去して、欠陥の少ない位相シフトフォトマス
クブランクを得る。 【構成】 透明基板２１の片面側全面に位相シフト層２
３を形成した後に、基板２１の外周領域のみをエッチン
グ液２５へ浸漬して、位相シフト層２３の外周領域をエ
ッチングにより除去して、基板２１領域より小さい領域
に限定された位相シフト層２７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の
高密度集積回路等の製造に用いられる位相シフトフォト
マスクに関し、特に、そのブランク、製造方法、及び、
位相シフトフォトマスク自体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、酸化、ＣＶＤ、スパッター等の薄膜形成工程
と、シリコンウェーハ等の被加工基板上にフォトレジス
トを塗布し、フォトマスクを用いた縮小投影ステッパー
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、いわゆるフォトリソグラフィー工程やイオン
注入等の拡散工程を繰り返すことにより製造されてい
る。

【０００３】このようなフォトリソグラフィー工程によ
り形成されるフォトレジストパターンの最小図形サイズ
は、半導体集積回路の高速化、高集積化に伴ってますま
す微細化が要求されてきており、通常のフォトマスクを
用いた縮小投影ステッパー露光方式では解像限界とな
り、この限界を克服する技術として、例えば特開昭５８
−１７３７４４号、特公昭６２−５９２９６号公報に示
されているような新しい構造を有する位相シフトフォト
マスク及びこの位相シフトフォトマスク用いた位相シフ
ト露光法が提案されている。

【０００４】この位相シフト露光法は、フォトマスク上
に形成した位相シフトパターンを通過する露光光の位相
を操作することにより、解像力及び焦点深度を向上させ
る技術である。

【０００５】さらに、上記位相シフトフォトマスクを製
造する際に、そのマスク外周部分の位相シフト層からの
塵埃発生を防止して欠陥が生じ難い製造方法が、特開平
４−１５３６５３号公報で提案されている。その一例の
位相シフトフォトマスクの製造工程の断面図を図１０に
示す。

【０００６】この方法によると、まず、図１０（ａ）に
示すように、常法のフォトマスク製造工程により、遮光
パターン２を露光光に対して透明な基板１上に形成す
る。さらに、同図（ｂ）に示すように、基板１上の遮光
パターン２の上に回転塗布による塗布性ガラス（ＳＯ
Ｇ：スピン・オン・グラス）又は蒸着等によるＳｉＯ₂
等の露光光に対して透明な位相シフト層３を形成する。
次に、同図（ｃ）に示すように、位相シフト層３上にノ
ボラック系のフォトレジストを回転塗布して、常法の紫
外線露光、現像工程を経て外周部分を除去したレジスト
層４を形成した後、同図（ｄ）示すように、緩衝フッ酸
水溶液等を用いたウェットエッチング液５により位相シ
フト層３の露出している部分を除去することにより、外
周部分が除去された位相シフト層６が形成される。さら
に、そのレジスト層４を剥離した後、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回転塗布、加熱処
理して、遮光パターン２とのアライメントが可能な通常
の露光装置を用いて電子線等の電離放射線を所定の位置
に照射し、現像工程を経ることにより、同図（ｅ）に示
すように、所望のレジストパターン７を形成する。

【０００７】続いて、緩衝フッ酸水溶液等を用いたウェ
ットエッチング液等により露出している位相シフト層６
の部分を除去することにより、位相シフトパターン８を
形成した後、最後に、酸素プラズマ等により残ったレジ
ストパターンを灰化して除去することにより、同図
（ｆ）に示すように、位相シフトパターン８が遮光パタ
ーン２の上にある、いわゆる上置き位相シフター層で、
欠陥の少ない位相シフトフォトマスクが完成する。

【０００８】以上説明したように、上置き位相シフター
型では、位相シフトパターンのない遮光パターンのみを
有する通常のフォトマスクを形成した後に、位相シフト
層を形成し、その位相シフト層の外周部分をフォトレジ
ストからなるエッチングマスクを形成してからエッチン
グ除去し、その後に常法に従い所望の位相シフトパター
ンを形成して、欠陥を減少させる製造方法が提唱されて
いるのみであった。

【０００９】一方、下置き位相シフター型の一例とし
て、特開平４−６８３５２号公報では、図１１（ａ）に
示すように、基板１１上に、エッチングストップ層１
２、位相シフト層１３、遮光層１４がこの順に積層され
た位相シフトフォトマスクブランク１５を形成した後、
遮光層１４及び位相シフト層１３を常法によりパターン
加工して、同図（ｂ）に示すように、基板１１の片面側
にエッチングストップ層１２が形成され、その上に位相
シフトパターン１６が形成され、さらにその上に遮光パ
ターン１７が形成されてなる位相シフトフォトマスクが
提案されているのみであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
以外に、マスク外周部分の位相シフト層からの発塵を防
止して、欠陥が生じ難い、位相シフトフォトマスクブラ
ンク、その製造方法、そのブランクを加工した位相シフ
トフォトマスクについては、何等提唱されていなかっ
た。

【００１１】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、比較的簡便な方法で、位相シ
フト層の外周部分領域を除去して、欠陥の少ない、位相
シフトフォトマスクブランク、その製造方法、及び、位
相シフトフォトマスクを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、位相シフト層を有する位相シフトフォトマスクブ
ランクの製造工程において、工程を簡便化するために、
エッチングマスクを用いないで位相シフト層の外周部分
をエッチング除去する工程を用いることを特徴とするも
のであり、本発明は、このような製造方法により作製し
た位相シフトフォトマスクブランク、及び、そのブラン
クを加工した位相シフトフォトマスクを含むものであ
る。

【００１３】このエッチングマスクを用いない位相シフ
ト層の外周部分のエッチング方法としては、例えば外形
が四角のフォトマスクブランクの場合は、その１辺の外
周部をエッチング液が入ったエッチング槽に部分的に浸
漬して１辺の外周部分の位相シフト層を除去した後、引
き上げて基板に付着しているエッチング液を洗い流し、
残りの３辺も同様に繰り返すことにより、全外周部分の
領域の位相シフト層を簡単に除去する方法があげられ
る。

【００１４】位相シフト層としては、酸化珪素、塗布性
ガラス（以下、ＳＯＧと言う。）等を用いることができ
る。ここで、位相シフト層の厚さをｄ、位相シフト層の
露光波長λに対する屈折率をｎとすると、ｄ＝λ／｛２
（ｎ−１）｝で与えられる値にすることにより、位相シ
フト層のある部分は１８０°だけ位相シフト層のない部
分より位相が遅れることになる。

【００１５】エッチングストップ層としては、酸化アル
ミニウム、ネサガラス（酸化スズ・酸化アンチモン）、
酸化スズ等を用いることができる。基板としては、高純
度石英ガラス、フッ化カルシウム、サファイヤ等が用い
られる。また、遮光層としては、通常のフォトマスクで
用いられているクロム、窒化クロム、酸化クロム、珪化
モリブデン、珪化酸化モリブデン等を主体とする単層又
は複合層でよい。

【００１６】一方、エッチング液としては、例えば位相
シフト層の主成分が酸化珪素系からなる場合は、緩衝フ
ッ酸水溶液等を用いればよい。特に、位相シフト層が有
機系のＳＯＧからなる場合は、水酸化ナトリウム、水酸
化カルシウム等の水溶液も用いることができる。

【００１７】このように加工することにより、位相シフ
トフォトマスク用ブランクは、欠陥がより一層少なくな
る。

【００１８】さらに、このブランクを用いて加工した位
相シフトフォトマスクも、欠陥が著しく少なくなる。

【００１９】以上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は、透明基板上に少なくとも
位相シフト層を有する位相シフトフォトマスクブランク
において、前記基板の位相シフト層の外周領域がエッチ
ングにより除去され、基板領域より小さい領域に限定さ
れた位相シフト層を有することを特徴とするものであ
る。

【００２０】この場合、位相シフト層は例えば塗布性ガ
ラスから構成することができる。

【００２１】また、本発明のこのような位相シフトフォ
トマスクブランクの製造方法は、透明基板の片面側全面
に位相シフト層を形成した後に、前記基板の外周領域の
みをエッチング液へ浸漬して、位相シフト層の外周領域
をエッチングにより除去して、基板領域より小さい領域
に限定された位相シフト層を形成することを特徴とする
方法である。

【００２２】この場合、エッチングは例えばアルカリ性
エッチング液を用いて行うことができる。

【００２３】さらに、本発明は、このような位相シフト
フォトマスクブランクの位相シフト層をエッチングによ
り部分的に除去して形成した位相シフトパターンを少な
くとも有する位相シフトフォトマスクを含むものであ
る。

【００２４】

【作用】本発明においては、位相シフトフォトマスクブ
ランクの製造工程中に発塵の多い位相シフト層の外周部
分を、その位相シフト層の形成直後に、エッチングマス
クを用いないで、基板の外周領域のみをエッチング液へ
浸漬してエッチング除去すると言う簡便な方法で除去す
るので、位相シフトフォトマスクブランクの欠陥が少な
くなり、また、発塵部分が除去されたそのブランクを加
工してフォトマスク化することにより、欠陥が少ない位
相シフトフォトマスクを容易に得ることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の位相シフトフォトマスクブラ
ンク、その製造方法、及び、そのブランクから製造され
た位相シフトフォトマスクのいくつかの実施例について
説明する。

【００２６】実施例１ 図１は、本発明に係る１実施例の位相シフトフォトマス
クブランクの断面図であり、図２はその製造方法の１実
施例を説明するための断面図である。

【００２７】まず、図２（ａ）に示すように、大きさ５
〜６インチ角、厚み０．０９〜０．２５インチの高純度
石英ガラス基板２１上に、通常の蒸着法、イオンプレー
ティング法又はスパッター法等によりネサガラス（酸化
スズ・酸化ストロンチウム）、酸化スズ、酸化アルミ等
を主体とする厚さ１０〜１１０ｎｍ程度のエッチングス
トップ層２２を形成し、さらにその上に、市販の塗布性
ガラス（ＳＯＧ：例えば、アライドシグナル社製 ＵＳ
Ｇ−５０Ｓ、Ａｃｃｕｇｌａｓｓ ３１１Ｓ等）を回転
塗布した後、２００〜３５０℃の温度で焼成して、ｉ線
露光（波長３６５ｎｍ）用の厚さ４００〜４４０ｎｍの
位相シフト層２３を形成する。

【００２８】次に、図２（ｂ）に示すように、エッチン
グ液２５が入ったエッチング槽２６に図２（ａ）で形成
した基板２４を垂直に立てて、その１辺を基板２４端か
ら２〜１０ｍｍ程度だけ、一定時間エッチング液２５に
浸漬した後、引き上げてすぐに水洗する。この作業を残
りの３辺についても繰り返した後、乾燥することによ
り、図２（ｃ）に示すように、４辺の外周部分の領域全
てが除去された位相シフト層２７がエッチングストップ
層２２上に形成される。

【００２９】ここで、エッチング液としては、５０％フ
ッ酸水溶液：４０％フッ化アンモニウム水溶液＝１：７
〜３０程度の緩衝フッ酸水溶液を用いることができ、さ
らに、有機系のＳＯＧ（例えば、市販品としては、前記
のＡｃｃｕｇｌａｓｓ ３１１Ｓ）の場合は、１０〜４
０％程度の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアル
カリ性水溶液を用いることができる。また、ここでは、
ＳＯＧをその焼成後にエッチング処理を行ったが、焼成
前に実施しても同様に可能である。最後に、位相シフト
層２７上に、常法に従ってスパッター法等により、クロ
ム、窒化クロム、酸化クロム等を主体とした単層もしく
は多層の遮光膜２８を形成して、図１に示すような本発
明の１実施例の位相シフトフォトマスクブランク２９が
完成する。

【００３０】なお、ここでの遮光層２８領域は、図１に
示すように、位相シフト層２７領域よりも大きくてもよ
いし、同じかもしくは小さくてもよいことは言うまでも
ない。また、遮光層２８の露光光透過率は通常通りの１
％未満でもよいし、ハーフトーン型位相シフトフォトマ
スク用遮光層として１〜５０％程度でもよい。ただし、
ハーフトーン型位相シフトフォトマスクブランクの場合
は、遮光層２８を透過する露光光の位相を考慮した位相
シフト層２７にする必要があることは言うまでもない。

【００３１】実施例２ 図３と図４は、それぞれ位相シフトフォトマスクブラン
ク及びその製造方法についての本発明に係る別の実施例
を説明するための断面図である。

【００３２】まず、図４に示すように、高純度石英ガラ
ス基板４１上にエッチングストップ層４２を形成し、そ
の上に常法に従いクロム等を主体とした遮光層４３をス
パッター法等で形成した後、通常の蒸着法、ＣＶＤ法、
スパッター法等による酸化珪素や回転塗布法によるＳＯ
Ｇからなる位相シフト層４４を形成する。

【００３３】さらに、位相シフト層４４の基板外周部分
の領域全てを、上記実施例１と同様のエッチングマスク
を用いない簡便なエッチング方法により除去することに
より、図３に示すように、外周部分の全ての領域が除去
された位相シフト層４５を有する位相シフトフォトマス
クブランク４６が完成する。

【００３４】実施例３ 図５と図６は、それぞれ図１に示す位相シフトフォトマ
スクブランク２９を加工して作成した本発明に係る位相
シフトフォトマスクの１実施例とその製造方法を説明す
るための断面図である。

【００３５】まず、図６（ａ）に示すように、遮光層２
８上に常法に従い所望のレジストパターン３０を形成す
る。さらに、遮光層２８の露出部分をウェットエッチン
グもしくはドライエッチングにより除去し、残ったレジ
ストパターン３０を酸素プラズマによる灰化等で除去す
ることにより、図６（ｂ）に示すような遮光パターン３
１ができあがる。

【００３６】次に、常法に従い、図６（ｃ）に示すよう
に、遮光パターン３１上に所望のレジストパターン３２
を所定の位置にアライメントして形成した後、位相シフ
ト層２７の露出部分をＣＦ₄ 等のガスを用いたドライエ
ッチングにより除去して位相シフトパターン３３を形成
し、残ったレジストを灰化等で除去することにより、図
５に示すような位相シフトフォトマスクが完成する。

【００３７】実施例４ 図１に示した位相シフトフォトマスクブランク２９を用
いた本発明に係る位相シフトフォトマスクの別の実施例
としては、図７に示すように、位相シフトパターン３３
の領域とその上の遮光パターン３１の領域が一致してお
り、しかも、この遮光層３１の露光光に対する透過率が
１〜５０％のハーフトーン型である位相シフトフォトマ
スクがあげられる。

【００３８】実施例５ 図３に示した位相シフトフォトマスクブランク４６を用
いた本発明に係る位相シフトフォトマスクの１実施例と
しては、図８に示すように、ハーフトーン用の遮光パタ
ーン４９の領域とその上の位相シフトパターン４８の領
域が一致しているハーフトーン型の位相シフトフォトマ
スクがあげられる。

【００３９】実施例６ また、同じ位相シフトフォトマスクブランク４６を用い
た本発明に係る位相シフトフォトマスクの別の実施例と
しては、図９に示すように、位相シフトパターン４９の
領域の下に露光光に対して透過率が１％未満の通常の遮
光層から成る遮光パターン４９の領域がほぼ一致してお
り、しかも、そのサイズがほんの僅かに位相シフトパタ
ーン４８より小さい、いわゆるエッジ強調型の位相シフ
トフォトマスクがあげられる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳説したとおり、本発明の製造方法
によると、位相シフトフォトマスクブランクの製造工程
中に発塵の多い位相シフト層の外周部分を、その位相シ
フト層の形成直後に、エッチングマスクを用いないで、
基板の外周領域のみをエッチング液へ浸漬してエッチン
グ除去すると言う簡便な方法で除去するので、位相シフ
トフォトマスクブランクの欠陥が少なくなり、また、発
塵部分が除去されたそのブランクを加工してフォトマス
ク化することにより、欠陥が少ない位相シフトフォトマ
スクを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る１実施例の位相シフトフォトマス
クブランクの断面図である。

【図２】図１のブランクの製造方法の１実施例を説明す
るための断面図である。

【図３】別の実施例の位相シフトフォトマスクブランク
の断面図である。

【図４】図３のブランクの製造方法の１実施例を説明す
るための断面図である。

【図５】図１のブランクを加工して作成した位相シフト
フォトマスクの１実施例の断面図である。

【図６】図５のフォトマスクの製造方法を説明するため
の断面図である。

【図７】別の実施例の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。

【図８】更に別の実施例の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。

【図９】別の実施例のエッジ強調型位相シフトフォトマ
スクの断面図である。

【図１０】従来の１例の位相シフトフォトマスクの製造
工程の断面図である。

【図１１】従来の下置き位相シフター型の位相シフトフ
ォトマスクの製造工程の断面図である。

【符号の説明】

２１…ガラス基板 ２２…エッチングストップ層 ２３…位相シフト層 ２４…基板 ２５…エッチング液 ２６…エッチング槽 ２７…位相シフト層 ２８…遮光膜 ２９…位相シフトフォトマスクブランク ３０…レジストパターン ３１…遮光パターン ３２…レジストパターン ３３…位相シフトパターン ４１…ガラス基板 ４２…エッチングストップ層 ４３…遮光層 ４４…位相シフト層 ４５…位相シフト層 ４６…位相シフトフォトマスクブランク ４８…位相シフトパターン ４９…遮光パターン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に少なくとも位相シフト層を
   有する位相シフトフォトマスクブランクにおいて、前記
   基板の位相シフト層の外周領域がエッチングにより除去
   され、基板領域より小さい領域に限定された位相シフト
   層を有することを特徴とする位相シフトフォトマスクブ
   ランク。
2. 【請求項２】 前記位相シフト層が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。
3. 【請求項３】 透明基板の片面側全面に位相シフト層を
   形成した後に、前記基板の外周領域のみをエッチング液
   へ浸漬して、位相シフト層の外周領域をエッチングによ
   り除去して、基板領域より小さい領域に限定された位相
   シフト層を形成することを特徴とする位相シフトフォト
   マスクブランクの製造方法。
4. 【請求項４】 前記エッチングをアルカリ性エッチング
   液を用いて行う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の製造方法。
5. 【請求項５】 透明基板上に設けられた位相シフト層の
   外周領域がエッチングにより除去されて、基板領域より
   小さい領域に限定された位相シフト層を有する位相シフ
   トフォトマスクブランクの位相シフト層をエッチングに
   より部分的に除去して形成した位相シフトパターンを少
   なくとも有することを特徴とする位相シフトフォトマス
   ク。