JPH0743885A - 位相シフトフォトマスクの製造方法 - Google Patents
位相シフトフォトマスクの製造方法Info
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- JPH0743885A JPH0743885A JP18605893A JP18605893A JPH0743885A JP H0743885 A JPH0743885 A JP H0743885A JP 18605893 A JP18605893 A JP 18605893A JP 18605893 A JP18605893 A JP 18605893A JP H0743885 A JPH0743885 A JP H0743885A
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- 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
精度よく、欠陥の少ない製造方法。 【構成】 透明基板4上に隣接する2つに透明領域を有
する透過型位相シフトフォトマスク12の製造方法にお
いて、透明基板4上に金属あるいは金属化合物の膜5が
形成され、その上にレジスト6が塗布されたブランクを
用い、レジストパターン8を形成後、そのレジストパタ
ーン8をマスクにして金属あるいは金属化合物の膜5を
ドライエッチングする工程と、レジストパターン8及び
金属あるいは金属化合物のパターン10をマスクにして
透明基板4をドライエッチングする工程とを含む。
Description
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクの製造
方法に関し、特に、微細寸法の投影像が得られる位相シ
フトフォトマスクの製造方法に関する。
回路は、酸化、CVD、スパッタリング等の薄膜形成工
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に、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。
いて形成される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58−1737
44号、特開平4−136854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を用
いた位相シフト露光法が提案されている。
スク上に形成した位相シフトパターンを透過する露光光
の位相を操作することにより、解像度及び焦点深度を向
上させる技術である。
として、透過型位相シフトフォトマスク又はクロムレス
位相シフトフォトマスクと呼ばれるものが提案されてい
る。これは、透明基板上に隣接する2つの透明な領域を
有し、両領域間の位相差が実質的に180°になる構成
のものであり、半導体素子のライン、スペース、ドット
等において解像度が上がり、焦点深度が広がることが示
されている。このときの位相差を与える透明膜の膜厚を
dとし、露光波長をλ、その露光波長での屈折率をnと
すると、 d=λ/{2(n−1)} の関係を満たすとき最も効果がある。
の構造としては、図1に断面を示したような構造が提案
されている。図中、1は石英基板、2は第1の透過部、
3は第2の透過部を示す。このようなフォトマスクに露
光光が入射すると、第1透過部2と第2透過部3を通過
した光の間に180°の位相差が生じ、この2つの光が
結像面上の両者の境界に対応する位置で干渉して、実質
的に強度がゼロになり、解像限界以下のパターンが描画
できるものである。
す。まず、石英基板上に電子線感光レジストを塗布す
る。このレジスト上にアルミニウムを蒸着により成膜す
る。次に、常法に従い電子線露光を行い、アルミニウム
膜剥離後、現像、リンスすることによりレジストパター
ンを形成する。次に、このレジストパターンをマスクと
して、ドライエッチングにより石英基板を深さdがd=
λ/{2(n−1)}を満たすようにエッチングする。
次に、このレジストを剥離することにより、所望の透過
型位相シフトフォトマスクが完成する。
程が提案されている。まず、石英基板上にクロムを蒸着
した通常のCrブランク上に電子線感光レジストを塗布
する。次に、常法に従い電子線露光を行い、現像、リン
スすることによりレジストパターンを形成する。このレ
ジストパターンをマスクとして、クロム膜をウェットエ
ッチングする。次に、レジスト剥離を行う。このクロム
パターンをマスクにして、ドライエッチングにより石英
基板を深さdがd=λ/{2(n−1)}を満たすよう
にエッチングする。次に、ウェットエッチング液により
クロム膜を剥離し、所望の透過型位相シフトフォトマス
クが完成する。このようにして製造するフォトマスクの
クロム膜剥離前の比較検査装置KLA−219e(KL
A社製)を用いた同一フォトマスク内での比較検査の結
果を表1に示す。この結果から、石英欠陥が非常に多い
ことが分かる。
。
うに、レジストパターンをマスクにして石英基板をエッ
チングする場合には、レジストと石英の密着性が悪いた
め、レジストパターンが剥離しやすいという問題が生じ
ていた。また、ドライエッチングにおいてレジストと石
英との選択比が低いため、寸法制御性が悪いという問題
が生じていた。
合、クロム膜をウェットエッチングすると、石英表面に
非常に薄くクロムあるいは乾燥ジミが残り、次の石英エ
ッチングにおいて欠陥が生じやすいという問題が生じて
いた。また、クロムパターンをマスクにして石英基板を
ドライエッチングすると、エッチング面に荒れが発生す
るという問題も生じていた。
たものであり、その目的は、透過型位相シフトフォトマ
スクおいて、寸法精度よく、欠陥の少ない製造方法を提
供することにある。
みて実用的でかつ精度の高い位相シフトフォトマスクを
開発すべく研究の結果、クロム膜の厚さを40nm以下
に抑え、このクロム膜をドライエッチングにより加工
し、レジストとクロムのパターンをマスクに石英基板を
エッチングすることにより、寸法制御性を良くし、欠陥
の少ないフォトマスクを作製できることを見出し、本発
明を完成させたものである。
トマスクの製造方法は、(1)石英基板上に40nm以
下のクロム膜が形成され、電子線レジストあるいは感光
性レジストが塗布されたブランクを用いること、(2)
クロム膜をドライエッチングを用いて50%以上オーバ
ーエッチングし、レジスト/クロム・パターンをマスク
にして石英基板をドライエッチングすること、を特徴と
する方法である。
る。石英基板4を用意し(同図(a))、この基板4上
に厚さ5〜40nmのクロム5を成膜する(同図
(b))。クロムの代わりにクロム化合物、アルミニウ
ム、アルミニウムの化合物等を用いてもよい。この基板
上に電子線レジスト6を膜厚100〜1000nmの膜
厚で塗布する(同図(c))。このレジスト6を電子線
描画装置を用いて露光7し(同図(d))、現像、リン
スすることによりレジストパターン8を形成する(同図
(e))。このとき、電子線レジスト6の代わりに、感
光性レジスト、電子線露光装置の代わりにレーザー露光
装置を用いてもよい。
等を行った後に、レジストパターン8をマスクにして塩
素と酸素の混合ガスを用いたドライエッチング9により
クロム膜5をエッチングし(同図(f))、クロムパタ
ーン10を形成する(同図(g))。塩素と酸素の混合
ガスの代わりに、ジクロロメタンと酸素、又は、4塩化
炭素と酸素の混合ガスを用いてもよい。ドライエッチン
グの方法としては、通常、反応性イオンエッチングが用
いられるが、マグネトロンエッチング、マイクロ波プラ
ズマエッチング、ECRプラズマエッチングを用いても
よい。
て50%以上のオーバーエッチングが望ましい。このこ
とにより、石英基板4表面にわずかなクロム残留物も残
らなくなる。50%以上オーバーエッチングしても、5
〜40nmの薄いクロム膜を用いていることにより、ク
ロムのアンダーカット量は非常に小さく、寸法制御性に
はほとんど影響を与えない。なお、クロム膜5の膜厚が
40nmを越えると、上記ドライエッチング9によりク
ロム膜5のエッチング端部がアンダーカットされ、寸法
精度が悪くなる。
ン10をマスクとして石英基板4をドライエッチング1
1することにより(同図(h))石英パターン12を形
成する(同図(i))。このドライエッチング11のガ
スとしては、通常、CF4 、C2 F6 、CHF3 、これ
らガスと酸素の混合ガス、あるいは、これらの混合ガス
が用いられる。また、ドライエッチング11の方法とし
ては、通常、反応性イオンエッチングが用いられるが、
マグネトロンエッチング、マイクロ波プラズマエッチン
グ、ECRプラズマエッチングを用いてもよい。
に大きいので、クロムがわずかにでも残っていると、こ
のクロム残留物がマスクとなり石英欠陥が増大する。ク
ロム膜5をオーバーエッチングした後に石英基板4をエ
ッチングすることにより、石英欠陥は発生しない。
をλ、石英の露光波長での屈折率をnとすると、 aλ=d(n−1) において、aが1/4<a<3/4の範囲になるように
調節すれば、位相シフトリソグラフィーの効果が認めら
れるが、aが1/2近傍にあるように調整することが最
良であることは言うまでもない。
を剥離する(同図(j))。次に、検査、修正を行う。
石英パターン12上にクロムパターン10が付いている
ことにより、通常の光学的な検査が可能となる。この後
に、クロムをウェットエッチングすることにより透過型
位相シフトフォトマスク12が完成する(同図
(k))。
クの製造方法は、透明基板上に隣接する2つの透明領域
を有する透過型位相シフトフォトマスクの製造方法にお
いて、透明基板上に金属あるいは金属化合物の膜が形成
され、その上にレジストが塗布されたブランクを用い、
レジストパターンを形成後、そのレジストパターンをマ
スクにして前記金属あるいは金属化合物の膜をドライエ
ッチングする工程と、レジストパターン及び金属あるい
は金属化合物のパターンをマスクにして前記透明基板を
ドライエッチングする工程とを含むことを特徴とする方
法である。
らなり、金属あるいは金属化合物がクロムあるいはクロ
ム化合物であることが望ましい。また、クロムあるいは
クロム化合物の膜の厚さは40nm以下であることが望
ましい。さらに、金属あるいは金属化合物の膜のドライ
エッチングは50%以上のオーバーエッチングであるこ
とが望ましい。
金属化合物の膜が形成され、その上にレジストが塗布さ
れたブランクを用い、レジストパターンを形成後、その
レジストパターンをマスクにして金属あるいは金属化合
物の膜をドライエッチングする工程と、レジストパター
ン及び金属あるいは金属化合物のパターンをマスクにし
て透明基板をドライエッチングする工程とを含むので、
透明基板のパターン寸法制御性が向上し、かつ、パター
ン形状制御性も向上する。さらに、パターン側壁角もほ
ぼ90°になる。
ムを用いる場合、このクロム膜をドライエッチングする
ことにより、ウェットエッチングに比較して、透明基板
上にわずかなクロム残留物も残らない。このため、透明
基板エッチング時の低欠陥化が可能となる。
化合物のパターンが付いていることにより、通常の光学
的な検査が可能となる。
クの製造方法の実施例について説明する。まず、光学研
磨された基板上にクロムを膜厚20nmになるように成
膜する。この膜の成膜には、通常、スパッタリングが用
いられる。
R−895i(長瀬産業(株)製)をスピンコーティン
グし、プリベイク処理をすることにより、厚さ0.1〜
2.0μm厚のレジスト層を形成する。基板としては石
英あるいは高純度合成石英が望ましい。レジストの加熱
処理は、レジストの種類にもよるが、通常、80℃〜2
00℃が用いられる。
ystems社製)等のレーザー露光装置を用いて所定
のパターンを露光し、TMAH(テトラメチルアンモニ
ウムハイドライド)を主成分とする現像液でレジスト層
を現像後、純水でリンスする。
ム処理をしてレジストスカムを除去した後に、レジスト
パターンの開口部より露出する被加工部のクロム膜をC
H2Cl2 +O2 ガスを用いた反応性イオンエッチング
により加工し、クロムパターンを形成する。このとき、
エッチングは、クロム膜をエッチングできる時間に比較
して50%以上のオーバーエッチングをするのが望まし
い。
部より露出する被加工部の石英基板をCHF3 +O2 ガ
スを用いた反応性イオンエッチングにより加工し、石英
パターンを形成する。このときのエッチング深さは、露
光波長を365nmとする場合、この波長での石英の屈
折率は1.475であるので、385nmになるように
調節する。
するレジストを酸素プラズマにより除去する。この後、
比較検査装置KLA−219e(KLA社製)を用い
て、同一フォトマスク内での比較検査を行った。このと
き、透明基板上に観察可能なクロムパターンが形成され
ていることにより、通常の検査が問題なく可能となっ
た。また、この検査結果を表2に示す。この結果から、
クロム膜ドライエッチング時にオーバーエッチングして
いることにより、石英基板表面の残留物が少なくなり、
欠陥が少ないことが確認された。
。
っているクロムパターンを硝酸第二セリウムアンモンと
過塩素酸の混合溶液を用いたウェットエッチング液によ
り除去し、透過型マスクが完成した。
の位相シフトフォトマスクの製造方法においては、透明
基板上に金属あるいは金属化合物の膜が形成され、その
上にレジストが塗布されたブランクを用い、レジストパ
ターンを形成後、そのレジストパターンをマスクにして
金属あるいは金属化合物の膜をドライエッチングする工
程と、レジストパターン及び金属あるいは金属化合物の
パターンをマスクにして透明基板をドライエッチングす
る工程とを含むので、透明基板のパターン寸法制御性が
向上し、かつ、パターン形状制御性も向上する。さら
に、パターン側壁角もほぼ90°になる。また、金属あ
るいは金属化合物としてクロムを用いる場合、このクロ
ム膜をドライエッチングすることにより、ウェットエッ
チングに比較して、透明基板上にわずかなクロム残留物
も残らない。このため、透明基板エッチング時の低欠陥
化が可能となる。また、透明基板加工後に金属あるいは
金属化合物のパターンが付いていることにより、通常の
光学的な検査が可能となる。以上から、本発明による
と、高品質の透過型位相シフトフォトマスクを製造する
ことができる。
る。
説明するための工程図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 透明基板上に隣接する2つの透明領域を
有する透過型位相シフトフォトマスクの製造方法におい
て、透明基板上に金属あるいは金属化合物の膜が形成さ
れ、その上にレジストが塗布されたブランクを用い、レ
ジストパターンを形成後、そのレジストパターンをマス
クにして前記金属あるいは金属化合物の膜をドライエッ
チングする工程と、レジストパターン及び金属あるいは
金属化合物のパターンをマスクにして前記透明基板をド
ライエッチングする工程とを含むことを特徴とする位相
シフトフォトマスクの製造方法。 - 【請求項2】 前記透明基板が石英又は合成石英からな
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
スクの製造方法。 - 【請求項3】 前記金属あるいは金属化合物がクロムあ
るいはクロム化合物であることを特徴とする請求項1又
は2記載の位相シフトフォトマスクの製造方法。 - 【請求項4】 前記クロムあるいはクロム化合物の膜の
厚さが40nm以下であ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の製造方法。 - 【請求項5】 前記金属あるいは金属化合物の膜のドラ
イエッチングが50%以上のオーバーエッチングである
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載の位
相シフトフォトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18605893A JP3301557B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 位相シフトフォトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18605893A JP3301557B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 位相シフトフォトマスクの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0743885A true JPH0743885A (ja) | 1995-02-14 |
JP3301557B2 JP3301557B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=16181658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18605893A Expired - Fee Related JP3301557B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 位相シフトフォトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3301557B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003075983A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 文字記号部を有する基板とその文字記号部の加工方法 |
JP2005345737A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Hoya Corp | マスクブランク、位相シフトマスクの製造方法及びテンプレートの製造方法 |
JP2011002859A (ja) * | 2010-10-04 | 2011-01-06 | Hoya Corp | 位相シフトマスクの製造方法及びテンプレートの製造方法 |
US7914691B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-03-29 | Lg Display Co., Ltd. | Printing plate and method for fabricating the same |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP18605893A patent/JP3301557B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP4619043B2 (ja) * | 2004-06-02 | 2011-01-26 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクの製造方法及びテンプレートの製造方法 |
US7914691B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-03-29 | Lg Display Co., Ltd. | Printing plate and method for fabricating the same |
US8372749B2 (en) | 2004-11-04 | 2013-02-12 | Lg Display Co., Ltd. | Printing plate and method for fabricating the same |
JP2011002859A (ja) * | 2010-10-04 | 2011-01-06 | Hoya Corp | 位相シフトマスクの製造方法及びテンプレートの製造方法 |
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