JPH0822114A - 位相反転マスクの製造方法 - Google Patents
位相反転マスクの製造方法Info
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- JPH0822114A JPH0822114A JP17314194A JP17314194A JPH0822114A JP H0822114 A JPH0822114 A JP H0822114A JP 17314194 A JP17314194 A JP 17314194A JP 17314194 A JP17314194 A JP 17314194A JP H0822114 A JPH0822114 A JP H0822114A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビームを利用せずに、超精密半導体補助
パターン強調型の位相反転マスクを提供する。 【構成】 透明基板に第１の遮光用金属層と第１の位相
反転物質層を順次蒸着し、透光領域Ａ及びその補助パタ
ーンＢ，Ｂ′を含む部分を画定して、画定した部分の第
１の遮光用金属層と第１の位相反転物質層を選択的に除
去し；全面に第２の位相反転物質層を蒸着しエッチバッ
クして、位相反転物質の側壁を形成し；全面に、第１お
よび第２の位相反転物質層に比べてエッチングの選択比
が大きい任意の物質（例えば感光膜）を平坦に蒸着し、
それを、第１および第２の位相反転物質の表面が十分に
露出されるようエッチバックし；第１の遮光用金属層の
高さに更にエッチバックして、補助パターンＢ，Ｂ′領
域に位相反転層を形成し；全面に第２の遮光用物質層を
蒸着しエッチバックして、前記位相反転物質の側壁に第
２の遮光用物質の壁を形成する工程を含む。
パターン強調型の位相反転マスクを提供する。 【構成】 透明基板に第１の遮光用金属層と第１の位相
反転物質層を順次蒸着し、透光領域Ａ及びその補助パタ
ーンＢ，Ｂ′を含む部分を画定して、画定した部分の第
１の遮光用金属層と第１の位相反転物質層を選択的に除
去し；全面に第２の位相反転物質層を蒸着しエッチバッ
クして、位相反転物質の側壁を形成し；全面に、第１お
よび第２の位相反転物質層に比べてエッチングの選択比
が大きい任意の物質（例えば感光膜）を平坦に蒸着し、
それを、第１および第２の位相反転物質の表面が十分に
露出されるようエッチバックし；第１の遮光用金属層の
高さに更にエッチバックして、補助パターンＢ，Ｂ′領
域に位相反転層を形成し；全面に第２の遮光用物質層を
蒸着しエッチバックして、前記位相反転物質の側壁に第
２の遮光用物質の壁を形成する工程を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相反転マスクフェイ
ズ・シフト・マスクに係り、特に超精密半導体回路の製
造に適する位相反転マスクの製造方法に関する。
ズ・シフト・マスクに係り、特に超精密半導体回路の製
造に適する位相反転マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子が高集積化され、パッ
ケージー密度が高まるにつれて微細な線幅を有するフォ
トマスクが求められており、特別に改良した製造技術も
発表されている趨勢である。
ケージー密度が高まるにつれて微細な線幅を有するフォ
トマスクが求められており、特別に改良した製造技術も
発表されている趨勢である。
【０００３】一般に、フォトリソグラフィーは、フォト
マスクを通じて半導体基板上に塗布されたフォトレジス
トの表面へ紫外線のような波長の光を透過させ、イメー
ジパターンを形成する技術である。一般的なフォトマス
クは、不透過パターンと透過パターンとから構成され、
選択的な露光ができるようになっているが、パターン密
度の増加により回折現象が発生して、解像度の向上に制
限がある。
マスクを通じて半導体基板上に塗布されたフォトレジス
トの表面へ紫外線のような波長の光を透過させ、イメー
ジパターンを形成する技術である。一般的なフォトマス
クは、不透過パターンと透過パターンとから構成され、
選択的な露光ができるようになっているが、パターン密
度の増加により回折現象が発生して、解像度の向上に制
限がある。
【０００４】すなわち、一般的なフォトマスクを用いて
露光する場合、解像度と焦点深度とは次のようである。 Ｒ（解像度）＝κ1・λ／ＮＡ ・・・・・（１） ここで、κ1 は比例定数、λは露光時の光源波長、ＮＡ
は絞り値（Ｎｕｍｅｒｒｅｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒ
ｅ）である。 Ｄ．Ｏ．Ｆ（焦点深度）＝κ2 −λ／（ＮＡ）2 ・・・・・（２） ここで、κ2 は比例定数である。
露光する場合、解像度と焦点深度とは次のようである。 Ｒ（解像度）＝κ1・λ／ＮＡ ・・・・・（１） ここで、κ1 は比例定数、λは露光時の光源波長、ＮＡ
は絞り値（Ｎｕｍｅｒｒｅｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒ
ｅ）である。 Ｄ．Ｏ．Ｆ（焦点深度）＝κ2 −λ／（ＮＡ）2 ・・・・・（２） ここで、κ2 は比例定数である。
【０００５】この解像度は、図１のようにその繰り返し
周期が小さくなる程、ウェハでの振幅は、隣接したパタ
ーン間での光の回折のために谷と山の差が小さくなって
区別できなくなる。それで、位相反転リソグラフィーを
利用して解像度を改善する研究が多方面にわたって行わ
れてきた。
周期が小さくなる程、ウェハでの振幅は、隣接したパタ
ーン間での光の回折のために谷と山の差が小さくなって
区別できなくなる。それで、位相反転リソグラフィーを
利用して解像度を改善する研究が多方面にわたって行わ
れてきた。
【０００６】位相反転リソグラフィーは、照射された光
をそのまま透過させる透光領域と、位相反転物質を利用
して１８０°位相遷移させる透光領域とを遮光パターン
をはさんで配置して組合わせたものを全体的透光領域と
して使用する技術であり、遮光領域で透光領域間の回折
の相殺を生じさせ、光の回折による問題を減少すること
ができるものである。従って、光の強度を急峻に変調さ
せてマスクイメージに近いパターンイメージを形成する
ことができ、非常に複雑なパターンも転写が可能である
ように多様なリソグラフィー技術が開発されている。
をそのまま透過させる透光領域と、位相反転物質を利用
して１８０°位相遷移させる透光領域とを遮光パターン
をはさんで配置して組合わせたものを全体的透光領域と
して使用する技術であり、遮光領域で透光領域間の回折
の相殺を生じさせ、光の回折による問題を減少すること
ができるものである。従って、光の強度を急峻に変調さ
せてマスクイメージに近いパターンイメージを形成する
ことができ、非常に複雑なパターンも転写が可能である
ように多様なリソグラフィー技術が開発されている。
【０００７】位相反転マスクとしては、互いに隣接する
透光領域の一方に光の位相を反転させる透光膜が形成さ
れたレベンソン型（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ Ｔｙｐｅ）マス
クと、異なる２つの透光領域のエッジ部分で位相を反転
させて光感度を低めるエッジ強調型マスク等がある。
透光領域の一方に光の位相を反転させる透光膜が形成さ
れたレベンソン型（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ Ｔｙｐｅ）マス
クと、異なる２つの透光領域のエッジ部分で位相を反転
させて光感度を低めるエッジ強調型マスク等がある。
【０００８】エッジ強調型の位相反転マスクは、位相反
転物質のパターンを位相反転物質の下部に形成された光
遮蔽層の幅より広く形成し、位相反転物質のパターンを
エッジマスクとして光遮蔽層の両側の側壁を選択的にウ
ェットエッチングして製造することにより、エッチング
された光遮蔽層の幅だけの位相反転層の効果を現すこと
ができる。
転物質のパターンを位相反転物質の下部に形成された光
遮蔽層の幅より広く形成し、位相反転物質のパターンを
エッジマスクとして光遮蔽層の両側の側壁を選択的にウ
ェットエッチングして製造することにより、エッチング
された光遮蔽層の幅だけの位相反転層の効果を現すこと
ができる。
【０００９】このような従来の位相反転マスクを、図面
を参照して説明すると次のようである。図２および図３
は、従来のエッジ強調型の位相反転マスクの工程断面図
を示し、図２の（ａ）のように透明基板１上に遮光用金
属であるクロム（Ｃｒ）２を蒸着し、その上に第１感光
膜３を蒸着する。そして、電子ビームを露光して図２の
（ｂ）のように遮光パターン領域を限定したあと、図２
の（ｃ）のように遮光領域にのみクロム層が残るように
クロム２層を選択的に除去する。図２の（ｄ）のように
第１感光膜３を除去し、全面に第２感光膜４を厚く蒸着
して基板側で背面露光・現像して、図３の（ｅ）のよう
に遮光領域の相互間にのみ残るように感光膜４をパター
ニングする。そして図３の（ｆ）のようにシリコン酸化
膜等の位相反転層５を蒸着する。この時、前記パターニ
ングされた感光膜４が厚く形成されているので段差が大
きい。そのために位相反転層５が不連続的に蒸着され
る。従って、図３の（ｇ）のようにリフトオフ方法によ
り感光膜４とその上に形成された位相反転層５とを選択
的に除去する。そして図３の（ｈ）のようにウェットエ
ッチング工程により遮光領域に形成されたクロム２をオ
ーバーエッチングする。
を参照して説明すると次のようである。図２および図３
は、従来のエッジ強調型の位相反転マスクの工程断面図
を示し、図２の（ａ）のように透明基板１上に遮光用金
属であるクロム（Ｃｒ）２を蒸着し、その上に第１感光
膜３を蒸着する。そして、電子ビームを露光して図２の
（ｂ）のように遮光パターン領域を限定したあと、図２
の（ｃ）のように遮光領域にのみクロム層が残るように
クロム２層を選択的に除去する。図２の（ｄ）のように
第１感光膜３を除去し、全面に第２感光膜４を厚く蒸着
して基板側で背面露光・現像して、図３の（ｅ）のよう
に遮光領域の相互間にのみ残るように感光膜４をパター
ニングする。そして図３の（ｆ）のようにシリコン酸化
膜等の位相反転層５を蒸着する。この時、前記パターニ
ングされた感光膜４が厚く形成されているので段差が大
きい。そのために位相反転層５が不連続的に蒸着され
る。従って、図３の（ｇ）のようにリフトオフ方法によ
り感光膜４とその上に形成された位相反転層５とを選択
的に除去する。そして図３の（ｈ）のようにウェットエ
ッチング工程により遮光領域に形成されたクロム２をオ
ーバーエッチングする。
【００１０】一方、図４および図５は、従来の空間周波
数変調型の位相反転マスクの工程断面図を示す。従来の
空間周波数変調型の位相反転マスクの製造方法は、図４
の（ａ）のように透明基板１にクロム層２と第１感光膜
３を順次に蒸着し、透光領域にのみ選択的に電子ビーム
を露光および現像して、図４の（ｂ）のように遮光領域
上にのみ第１感光膜３が残るようにパターニングする。
図４の（ｃ）のように、パターニングされた第１感光膜
３をマスクとして利用して、露出されたクロム層２を選
択的に除去する。図４の（ｄ）のように、前記第１感光
膜３を除去し、全面に第２感光膜４を厚く蒸着して、透
光領域を選択的に電子ビームで露光する。この時、透光
領域全部を露光させるのではなく一つ置きの透光領域に
露光する。図５の（ｅ）のように現像して露光された部
分の第２感光膜４を除去する。図５の（ｆ）のようにシ
リコン酸化膜（ＳｉＯ2） などの位相反転層５を蒸着す
る。この時も同じく第２感光膜４が厚く蒸着されて段差
が大きく発生したので、位相反転層５が全面にしかし不
連続的に蒸着される。図５の（ｇ）のように、リフトオ
フ方法により第２感光膜４とその上に形成された位相反
転層５とを選択的に除去して、従来の空間周波数変調型
の位相反転マスクを製造する。
数変調型の位相反転マスクの工程断面図を示す。従来の
空間周波数変調型の位相反転マスクの製造方法は、図４
の（ａ）のように透明基板１にクロム層２と第１感光膜
３を順次に蒸着し、透光領域にのみ選択的に電子ビーム
を露光および現像して、図４の（ｂ）のように遮光領域
上にのみ第１感光膜３が残るようにパターニングする。
図４の（ｃ）のように、パターニングされた第１感光膜
３をマスクとして利用して、露出されたクロム層２を選
択的に除去する。図４の（ｄ）のように、前記第１感光
膜３を除去し、全面に第２感光膜４を厚く蒸着して、透
光領域を選択的に電子ビームで露光する。この時、透光
領域全部を露光させるのではなく一つ置きの透光領域に
露光する。図５の（ｅ）のように現像して露光された部
分の第２感光膜４を除去する。図５の（ｆ）のようにシ
リコン酸化膜（ＳｉＯ2） などの位相反転層５を蒸着す
る。この時も同じく第２感光膜４が厚く蒸着されて段差
が大きく発生したので、位相反転層５が全面にしかし不
連続的に蒸着される。図５の（ｇ）のように、リフトオ
フ方法により第２感光膜４とその上に形成された位相反
転層５とを選択的に除去して、従来の空間周波数変調型
の位相反転マスクを製造する。
【００１１】このように製造された従来のエッジ強調型
の位相反転マスクは、遮光パターンのエッジ部分で位相
を反転させ、空間周波数変調型の位相反転マスクを互い
に隣接する透光領域の一方で光の位相を反転させる。
の位相反転マスクは、遮光パターンのエッジ部分で位相
を反転させ、空間周波数変調型の位相反転マスクを互い
に隣接する透光領域の一方で光の位相を反転させる。
【００１２】図６は、従来の補助パターン強調型（Ｏｕ
ｔ ｒｉｇｇｅｒ Ｓｕｂ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）の
位相反転マスクのレイアウトであり、実際のパターンを
形成するための部分の透光領域Ａの周辺部に微細補助パ
ターンＢ，Ｂ′を形成して、露光工程時の光の回折によ
る干渉現像を防止している。
ｔ ｒｉｇｇｅｒ Ｓｕｂ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）の
位相反転マスクのレイアウトであり、実際のパターンを
形成するための部分の透光領域Ａの周辺部に微細補助パ
ターンＢ，Ｂ′を形成して、露光工程時の光の回折によ
る干渉現像を防止している。
【００１３】このような従来の補助パターン強調型の位
相反転マスクの製造方法を説明すると、次のようであ
る。まず、光の回折による干渉現像を補助パターンを利
用して防止しようとすると、実際のパターンを形成する
ための部分である透光領域Ａとその周辺部の微細補助パ
ターンＢ，Ｂ′との幅の比は３：１の比率を有しなけれ
ばならず、実際のパターンを形成するための部分である
透光領域Ａとその周辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′そ
れぞれとの間の遮光領域Ｃ，Ｃ′は実際のパターンを形
成するための部分の透光領域Ａと同じ幅を有しなければ
ならない。従って、各領域Ｂ′，Ｃ′，Ａ，Ｃ，Ｂの比
は１：３：３：３：１とならなければならない。このよ
うな比率によって、実際のパターンを形成するための部
分である透光領域Ａのエッジ部分から発生する光の回折
を相殺するための光学的な特性が得られる。
相反転マスクの製造方法を説明すると、次のようであ
る。まず、光の回折による干渉現像を補助パターンを利
用して防止しようとすると、実際のパターンを形成する
ための部分である透光領域Ａとその周辺部の微細補助パ
ターンＢ，Ｂ′との幅の比は３：１の比率を有しなけれ
ばならず、実際のパターンを形成するための部分である
透光領域Ａとその周辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′そ
れぞれとの間の遮光領域Ｃ，Ｃ′は実際のパターンを形
成するための部分の透光領域Ａと同じ幅を有しなければ
ならない。従って、各領域Ｂ′，Ｃ′，Ａ，Ｃ，Ｂの比
は１：３：３：３：１とならなければならない。このよ
うな比率によって、実際のパターンを形成するための部
分である透光領域Ａのエッジ部分から発生する光の回折
を相殺するための光学的な特性が得られる。
【００１４】現在、補助パターン強調型の位相反転マス
クの製造においては、実際のパターンを形成しようとす
る透光領域の部分が０．４μｍ程度である時、微細補助
パターンは０．１５μｍ程度の幅で形成する。パターン
の幅はこのように微細であるので、電子ビームを利用し
てパターニングしなければならない。
クの製造においては、実際のパターンを形成しようとす
る透光領域の部分が０．４μｍ程度である時、微細補助
パターンは０．１５μｍ程度の幅で形成する。パターン
の幅はこのように微細であるので、電子ビームを利用し
てパターニングしなければならない。
【００１５】その製造方法は、透明ガラス基板上に遮光
用金属であるクロムＣｒを蒸着し、その上に電子ビーム
用のフォトレジスト膜を付着する。そして、電子ビーム
を実際のパターンを形成するための部分である透光領域
Ａとその周辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′領域とに選
択的に照射しフォトレジスト膜を現像して、透光領域を
限定したあと、残ったフォトレジスト膜をマスクとして
利用してクロム層を選択的に除去することで、補助パタ
ーン強調型の位相反転マスクを製造する。
用金属であるクロムＣｒを蒸着し、その上に電子ビーム
用のフォトレジスト膜を付着する。そして、電子ビーム
を実際のパターンを形成するための部分である透光領域
Ａとその周辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′領域とに選
択的に照射しフォトレジスト膜を現像して、透光領域を
限定したあと、残ったフォトレジスト膜をマスクとして
利用してクロム層を選択的に除去することで、補助パタ
ーン強調型の位相反転マスクを製造する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の位相反転マスクの製造方法においては、次のような
問題点がある。 （一）エッジ強調型の位相反転マスクの場合、遮光領域
のエッジ部分を等方性ウェットエッチングする際にアン
ダーカット現象が発生するので、正確な位相反転効果を
期待し難い。 （二）透明基板上に形成される位相反転層のパターンお
よび遮光金属層のパターンは、逆ＣＤ（Ｒｅｖｅｒｓｅ
Ｃｒｉｆｉｃａｌ Ｄｉｍｅｓｉｏｎ）構造をもつの
で、マスクに生じた欠陥を修正し難い。 （三）空間周波数変調型の位相反転マスクの場合、エッ
ジ強調型より位相反転効果はよいが、透光領域の中に選
択的に位相反転層を形成するためフォトマスク工程がさ
らに加わるので、工程が複雑である。
来の位相反転マスクの製造方法においては、次のような
問題点がある。 （一）エッジ強調型の位相反転マスクの場合、遮光領域
のエッジ部分を等方性ウェットエッチングする際にアン
ダーカット現象が発生するので、正確な位相反転効果を
期待し難い。 （二）透明基板上に形成される位相反転層のパターンお
よび遮光金属層のパターンは、逆ＣＤ（Ｒｅｖｅｒｓｅ
Ｃｒｉｆｉｃａｌ Ｄｉｍｅｓｉｏｎ）構造をもつの
で、マスクに生じた欠陥を修正し難い。 （三）空間周波数変調型の位相反転マスクの場合、エッ
ジ強調型より位相反転効果はよいが、透光領域の中に選
択的に位相反転層を形成するためフォトマスク工程がさ
らに加わるので、工程が複雑である。
【００１７】（四）補助パターン強調型の位相反転マス
クを形成する場合、上述したように実際のパターンを形
成するための部分である透光領域Ａとその周辺部の微細
補助パターンＢ，Ｂ′領域、および、実際のパターンを
形成するための部分である透光領域Ａとその周辺部の微
細補助パターンＢ，Ｂ′それぞれとの間の遮光領域Ｃ，
Ｃ′など各領域Ｂ′，Ｃ′，Ａ，Ｃ，Ｂの幅は所定の比
率（１：３：３：３：１）を有しなければならないが、
パターンの幅が狭いことを配慮すると、電子ビームの露
光の際に電子ビームのためにフォトレジストにチャージ
アップされる電子相互間の反発力または親和力が生じる
から、正確なパターン幅の形成が難しく、さらに価格上
昇や歩留まり低下などの短所がある。
クを形成する場合、上述したように実際のパターンを形
成するための部分である透光領域Ａとその周辺部の微細
補助パターンＢ，Ｂ′領域、および、実際のパターンを
形成するための部分である透光領域Ａとその周辺部の微
細補助パターンＢ，Ｂ′それぞれとの間の遮光領域Ｃ，
Ｃ′など各領域Ｂ′，Ｃ′，Ａ，Ｃ，Ｂの幅は所定の比
率（１：３：３：３：１）を有しなければならないが、
パターンの幅が狭いことを配慮すると、電子ビームの露
光の際に電子ビームのためにフォトレジストにチャージ
アップされる電子相互間の反発力または親和力が生じる
から、正確なパターン幅の形成が難しく、さらに価格上
昇や歩留まり低下などの短所がある。
【００１８】本発明は、このような問題点を解決するた
めのものであり、本発明の目的は、電子ビームを利用せ
ず蒸着の厚さによってパターンの幅を制御するようにし
て、超精密半導体の回路を製造し得る補助パターン強調
型の位相反転マスクを提供することにある。
めのものであり、本発明の目的は、電子ビームを利用せ
ず蒸着の厚さによってパターンの幅を制御するようにし
て、超精密半導体の回路を製造し得る補助パターン強調
型の位相反転マスクを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の位相反転マスクの製造方法は、透明基板に
第１の遮光用金属層と第２の位相反転物質層を順次蒸着
し、実際のパターンを形成するための透光領域および透
光領域の補助パターンＢ，Ｂ′を含む部分を画定して、
画定された部分における第１遮光用金属層と第１の位相
反転物質層とを選択的に除去する工程と、全面に第２の
位相反転物質層を蒸着しエッチバックして、位相反転物
質層の側壁を形成する工程と、全面に前記第１の遮光用
金属層および第１，第２の位相反転物質層とのエッチン
グの選択比が大きい任意の物質を平坦に蒸着し、第１お
よび第２の位相反転物質層の表面が十分に露出されるよ
うに前記任意の物質をエッチバックする工程と、前記第
１の遮光用金属の高さに第１および第２の位相反転物質
層をエッチバックして、補助パターンＢ，Ｂ′領域に位
相反転層を形成する工程と、全面に第２の遮光用物質層
を蒸着しエッチバックして、前記位相反転物質の側壁に
第２の遮光用物質の壁を形成する工程を含むことにその
特徴がある。
に、本発明の位相反転マスクの製造方法は、透明基板に
第１の遮光用金属層と第２の位相反転物質層を順次蒸着
し、実際のパターンを形成するための透光領域および透
光領域の補助パターンＢ，Ｂ′を含む部分を画定して、
画定された部分における第１遮光用金属層と第１の位相
反転物質層とを選択的に除去する工程と、全面に第２の
位相反転物質層を蒸着しエッチバックして、位相反転物
質層の側壁を形成する工程と、全面に前記第１の遮光用
金属層および第１，第２の位相反転物質層とのエッチン
グの選択比が大きい任意の物質を平坦に蒸着し、第１お
よび第２の位相反転物質層の表面が十分に露出されるよ
うに前記任意の物質をエッチバックする工程と、前記第
１の遮光用金属の高さに第１および第２の位相反転物質
層をエッチバックして、補助パターンＢ，Ｂ′領域に位
相反転層を形成する工程と、全面に第２の遮光用物質層
を蒸着しエッチバックして、前記位相反転物質の側壁に
第２の遮光用物質の壁を形成する工程を含むことにその
特徴がある。
【００２０】
【実施例】本発明の位相反転マスクの製造方法を、添付
図面を参照してより詳細に以下に説明する。図７の
（ａ）〜（ｄ）および図８の（ｅ）〜（ｈ）は、本発明
の位相反転マスクの製造工程を示す（図９のＤ−Ｄ線に
沿う）断面図であり、図９は本発明による位相反転マス
クの平面図である。
図面を参照してより詳細に以下に説明する。図７の
（ａ）〜（ｄ）および図８の（ｅ）〜（ｈ）は、本発明
の位相反転マスクの製造工程を示す（図９のＤ−Ｄ線に
沿う）断面図であり、図９は本発明による位相反転マス
クの平面図である。
【００２１】まず、本発明の位相反転マスクの製造方法
は、図７の（ａ）のように透明基板（ガラスまたは石
英）１１に第１の遮光用金属であるクロム（Ｃｒ）層１
２と第１の位相反転物質層１３および感光（フォトレジ
スト）膜１４を順次に蒸着する。この時、クロム層１２
の高さ（厚さ）は、後の工程で作られる位相反転層によ
って決められる。この第１の位相反転物質層１３は、後
述する第２の位相反転物質層１５と同じエッチングにお
ける特性（エッチセレクティビティ）を有する。
は、図７の（ａ）のように透明基板（ガラスまたは石
英）１１に第１の遮光用金属であるクロム（Ｃｒ）層１
２と第１の位相反転物質層１３および感光（フォトレジ
スト）膜１４を順次に蒸着する。この時、クロム層１２
の高さ（厚さ）は、後の工程で作られる位相反転層によ
って決められる。この第１の位相反転物質層１３は、後
述する第２の位相反転物質層１５と同じエッチングにお
ける特性（エッチセレクティビティ）を有する。
【００２２】すなわち、位相反転層の屈折率をｎとし、
使用する露光の波長をλとすれば、クロム層１２の高さ
（厚さ）ｄは次式で与えられる。 ｄ＝λ／２（ｎ−１） ・・・・・（３） 従って、式（３）を利用してクロム層１２の高さ（厚
さ）を調節して形成する。
使用する露光の波長をλとすれば、クロム層１２の高さ
（厚さ）ｄは次式で与えられる。 ｄ＝λ／２（ｎ−１） ・・・・・（３） 従って、式（３）を利用してクロム層１２の高さ（厚
さ）を調節して形成する。
【００２３】図７の（ｂ）のように、従来技術で説明し
たような実際のパターンを形成するための透光領域Ａ
と、その周辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′領域と、実
際のパターンを形成するための透光領域Ａおよび微細補
助パターンＢ，Ｂ′それぞれの間の遮光領域Ｃ，Ｃ′と
を包含した部分を画定し、画定された部分の第１の遮光
用金属であるクロム（Ｃｒ）層１２と第１の位相反転物
質層１３とを選択的に除去することにより、遮光クロム
パターン１２ａを形成する。
たような実際のパターンを形成するための透光領域Ａ
と、その周辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′領域と、実
際のパターンを形成するための透光領域Ａおよび微細補
助パターンＢ，Ｂ′それぞれの間の遮光領域Ｃ，Ｃ′と
を包含した部分を画定し、画定された部分の第１の遮光
用金属であるクロム（Ｃｒ）層１２と第１の位相反転物
質層１３とを選択的に除去することにより、遮光クロム
パターン１２ａを形成する。
【００２４】図７の（ｃ）のように、感光膜１４を除去
したあと、第１の遮光用金属であるクロムパターン１２
ａが形成された透明基板１１の全面に第２の位相反転物
質層１５を蒸着する。この時、第２の位相反転物質層１
５は、全面に均一に蒸着されるようにし、前記の補助パ
ターンＢ，Ｂ′幅と同じ厚さに蒸着する。
したあと、第１の遮光用金属であるクロムパターン１２
ａが形成された透明基板１１の全面に第２の位相反転物
質層１５を蒸着する。この時、第２の位相反転物質層１
５は、全面に均一に蒸着されるようにし、前記の補助パ
ターンＢ，Ｂ′幅と同じ厚さに蒸着する。
【００２５】イオンミリング法、またはＲＩＥ（反応性
イオンエッチング）法等の異方性エッチング工程により
前記第２の位相反転物質層１５をエッチングして、遮光
クロムパターン１２ａおよび第１の位相反転物質層１３
の側面に、位相反転物質の側壁１６を、図７の（ｄ）の
ように形成する。得られた構造体の全面に、位相反転物
質層１３，１５に比べてエッチングの選択比が大きい感
光膜（フォトレジスト）１７をその表面が平坦となるよ
うに蒸着する。
イオンエッチング）法等の異方性エッチング工程により
前記第２の位相反転物質層１５をエッチングして、遮光
クロムパターン１２ａおよび第１の位相反転物質層１３
の側面に、位相反転物質の側壁１６を、図７の（ｄ）の
ように形成する。得られた構造体の全面に、位相反転物
質層１３，１５に比べてエッチングの選択比が大きい感
光膜（フォトレジスト）１７をその表面が平坦となるよ
うに蒸着する。
【００２６】ＲＩＥ法等の異方性のエッチング工程によ
り感光膜を次のようにエッチバックする。すなわち、図
８の（ｅ）のように、第１および第２の位相反転物質層
１３，１６の表面が十分に露出し、且つ残存の感光膜１
７がクロムパターン１２ａの高さに残るように感光膜を
エッチバックする。
り感光膜を次のようにエッチバックする。すなわち、図
８の（ｅ）のように、第１および第２の位相反転物質層
１３，１６の表面が十分に露出し、且つ残存の感光膜１
７がクロムパターン１２ａの高さに残るように感光膜を
エッチバックする。
【００２７】図８の（ｆ）のように、感光膜１７をマス
クとして利用して、第１および第２の位相反転物質層１
３，１６をＲＩＥ法などの異方性エッチング工程でエッ
チバックする。前述のように第１および第２の位相反転
物質層１３，１６のエッチングにおける特性が同一であ
るから、第１の位相反転物質層１３の全体が除去される
と、クロムパターン１２ａの高さに補助パターンＢ，
Ｂ′領域に位相反転層１５ａが形成される。
クとして利用して、第１および第２の位相反転物質層１
３，１６をＲＩＥ法などの異方性エッチング工程でエッ
チバックする。前述のように第１および第２の位相反転
物質層１３，１６のエッチングにおける特性が同一であ
るから、第１の位相反転物質層１３の全体が除去される
と、クロムパターン１２ａの高さに補助パターンＢ，
Ｂ′領域に位相反転層１５ａが形成される。
【００２８】続けて、図８の（ｇ）のように得られた構
造体の全面に第２の遮光用物質層１８を蒸着する。この
時の第２の遮光用物質層１８は、低圧ＣＶＤ法によりタ
ングステンなどの金属または非晶質シリコンなどを蒸着
する。蒸着の厚さは露光波長λまたは遮光領域Ｃ，Ｃ′
の大きさを考慮して蒸着する。
造体の全面に第２の遮光用物質層１８を蒸着する。この
時の第２の遮光用物質層１８は、低圧ＣＶＤ法によりタ
ングステンなどの金属または非晶質シリコンなどを蒸着
する。蒸着の厚さは露光波長λまたは遮光領域Ｃ，Ｃ′
の大きさを考慮して蒸着する。
【００２９】すなわち、後工程の異方性エッチング時
に、透光領域Ａおよび遮光領域Ｃ，Ｃ′の所望の幅が得
られるようにし、位相反転層とパターン領域で位相が十
分に反転するように第２の遮光用物質層の厚さを調節す
る。
に、透光領域Ａおよび遮光領域Ｃ，Ｃ′の所望の幅が得
られるようにし、位相反転層とパターン領域で位相が十
分に反転するように第２の遮光用物質層の厚さを調節す
る。
【００３０】図８の（ｈ）のように、イオンミリングま
たはＲＩＥ法などの異方性エッチング工程により第２の
遮光用物質層１８をエッチバックして、位相反転層１５
ａの側壁に第２の遮光用物質の壁１９を形成する。
たはＲＩＥ法などの異方性エッチング工程により第２の
遮光用物質層１８をエッチバックして、位相反転層１５
ａの側壁に第２の遮光用物質の壁１９を形成する。
【００３１】従って、このように製造された本発明の位
相反転マスクは、図９のように形成される。すなわち、
実際のパターンを形成するための透光領域Ａと、その周
辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′領域と、実際のパター
ンを形成するための透光領域Ａおよび微細補助パターン
Ｂ，Ｂ′の間の遮光領域Ｃ，Ｃ′とを含む部分を１次的
に限定して、その以外の部分に遮光クロムパターン１２
ａが形成され、遮光クロムパターン１２ａの側面に補助
パターンＢ，Ｂ′の幅に位相反転層１５ａが形成され、
位相反転層１５ａの側面に第２の遮光用物質層１８の壁
１９が形成された構造をもつ。
相反転マスクは、図９のように形成される。すなわち、
実際のパターンを形成するための透光領域Ａと、その周
辺部の微細補助パターンＢ，Ｂ′領域と、実際のパター
ンを形成するための透光領域Ａおよび微細補助パターン
Ｂ，Ｂ′の間の遮光領域Ｃ，Ｃ′とを含む部分を１次的
に限定して、その以外の部分に遮光クロムパターン１２
ａが形成され、遮光クロムパターン１２ａの側面に補助
パターンＢ，Ｂ′の幅に位相反転層１５ａが形成され、
位相反転層１５ａの側面に第２の遮光用物質層１８の壁
１９が形成された構造をもつ。
【００３２】このような本発明の位相反転マスクの光の
振幅および光の強さは、図１０のような特性をもつ。
振幅および光の強さは、図１０のような特性をもつ。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位相反転
マスクにおいては、次のような効果がある。 （一）位相反転層を形成するための別のマスク工程（す
なわち、電子ビームまたはフォトリソグラフィー工程）
が必要でないので、全工程が簡単になる。 （二）電子ビームを利用したパターニング工程を使用せ
ず、蒸着の厚さによって各領域Ａ′，Ｂ，Ｂ′，Ｃ，
Ｃ′の幅が決定できて、チャージアップされた電子間の
親和力または反発力によるパターンの誤差を防止するこ
とができるので、より精密な半導体回路を設計すること
ができる。
マスクにおいては、次のような効果がある。 （一）位相反転層を形成するための別のマスク工程（す
なわち、電子ビームまたはフォトリソグラフィー工程）
が必要でないので、全工程が簡単になる。 （二）電子ビームを利用したパターニング工程を使用せ
ず、蒸着の厚さによって各領域Ａ′，Ｂ，Ｂ′，Ｃ，
Ｃ′の幅が決定できて、チャージアップされた電子間の
親和力または反発力によるパターンの誤差を防止するこ
とができるので、より精密な半導体回路を設計すること
ができる。
【図１】 一般的なマスク構造およびそれによる光の振
幅と光の強さを示す説明図である。
幅と光の強さを示す説明図である。
【図２】 従来のエッジ強調型の位相反転マスクの工程
断面図（前半）である。
断面図（前半）である。
【図３】 従来のエッジ強調型の位相反転マスクの工程
断面図（後半）である。
断面図（後半）である。
【図４】 従来の空間周波数変調型の位相反転マスクの
工程断面図（前半）である。
工程断面図（前半）である。
【図５】 従来の空間周波数変調型の位相反転マスクの
工程断面図（後半）である。
工程断面図（後半）である。
【図６】 従来の補助パターンＢ，Ｂ′強調型の位相反
転マスクのレイアウトである。
転マスクのレイアウトである。
【図７】 本発明の位相反転マスクの工程断面図（前
半）である。
半）である。
【図８】 本発明の位相反転マスクの工程断面図（後
半）である。
半）である。
【図９】 本発明の位相反転マスクの平面図である。
【図１０】 本発明の位相反転マスクの光の振幅と光の
強さを示す図である。
強さを示す図である。
１１…基板、１２…（第１の遮光用金属層としての）ク
ロム層、１２ａ…遮光クロムパターン、１３…（第１
の）位相反転物質層、１４，１７…感光膜、１５…（第
２の）位相反転物質層、１５ａ…位相反転層、１６…位
相反転物質層の側壁、１８…第２の遮光物質層、１９…
第２の遮光物質の壁、Ａ…透光領域、Ｂ，Ｂ′…微細補
助パターン。
ロム層、１２ａ…遮光クロムパターン、１３…（第１
の）位相反転物質層、１４，１７…感光膜、１５…（第
２の）位相反転物質層、１５ａ…位相反転層、１６…位
相反転物質層の側壁、１８…第２の遮光物質層、１９…
第２の遮光物質の壁、Ａ…透光領域、Ｂ，Ｂ′…微細補
助パターン。
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板に第１の遮光用金属層および第
１の位相反転物質層を順次蒸着し、実際のパターンを形
成するための透光領域およびこの透光領域の補助パター
ンを含む部分を画定して、画定された部分における前記
第１の遮光用金属層と、前記第１の位相反転物質層とを
選択的に除去する工程と、 全面に第２の位相反転物質層を蒸着しエッチバックし
て、位相反転物質の側壁を形成する工程と、 全面に前記第１の遮光用金属層並びに前記第１および第
２の位相反転物質層に比べてエッチングの選択比が大き
い任意の物質を平坦に蒸着し、前記第１および第２の位
相反転物質層の表面が十分に露出するように前記任意の
物質をエッチバックする工程と、 前記第１の遮光用金属層の高さに前記第１および第２の
位相反転物質層をエッチバックして、補助パターン領域
に位相反転層を形成する工程と、 全面に第２の遮光用物質層を蒸着しエッチバックして、
前記位相反転層の側壁に第２の遮光用物質の壁を形成す
る工程と、を含んでなることを特徴とする位相反転マス
クの製造方法。 - 【請求項２】 前記第１の遮光用金属層の高さｄは、位
相反転層の屈折率をｎとし、使用する露光波長をλとし
てｄ＝λ／２（ｎ−１）の関係式で定まることを特徴と
する請求項１記載の位相反転マスクの製造方法。 - 【請求項３】 前記任意の物質は、感光膜で形成される
ことを特徴とする請求項１記載の位相反転マスクの製造
方法。 - 【請求項４】 前記第２の遮光用物質は、低圧ＣＶＤ法
により非晶質ポリシリコンまたはタングステンで形成さ
れることを特徴とする請求項１記載の位相反転マスクの
製造方法。 - 【請求項５】 前記任意の物質は、第１の遮光用金属層
の高さにエッチバックされることを特徴とする請求項１
記載の位相反転マスクの製造方法。 - 【請求項６】 前記位相反転層と、前記第２の遮光用金
属層と、実際のパターンを形成するための透光領域との
パターン幅の比が、１：３：３となるように形成される
ことを特徴とする請求項１記載の位相反転マスクの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17314194A JP2652341B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 位相反転マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17314194A JP2652341B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 位相反転マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822114A true JPH0822114A (ja) | 1996-01-23 |
| JP2652341B2 JP2652341B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=15954880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17314194A Expired - Fee Related JP2652341B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 位相反転マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652341B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040919A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | フォトマスク、そのフォトマスクを用いたパターン形成方法及びマスクデータ作成方法 |
| JP2007206563A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フォトマスク、そのフォトマスクを用いたパターン形成方法及びマスクデータ作成方法 |
| CN112946995A (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 掩膜版以及半导体结构的形成方法 |
| CN114326339A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-12 | 澳芯集成电路技术(广东)有限公司 | 一种提高投影透镜套刻精度的方法及装置 |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP17314194A patent/JP2652341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040919A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | フォトマスク、そのフォトマスクを用いたパターン形成方法及びマスクデータ作成方法 |
| US7842436B2 (en) | 2003-10-23 | 2010-11-30 | Panasonic Corporation | Photomask |
| JP2007206563A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フォトマスク、そのフォトマスクを用いたパターン形成方法及びマスクデータ作成方法 |
| CN112946995A (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 掩膜版以及半导体结构的形成方法 |
| CN114326339A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-12 | 澳芯集成电路技术(广东)有限公司 | 一种提高投影透镜套刻精度的方法及装置 |
| CN114326339B (zh) * | 2022-01-12 | 2024-02-02 | 锐立平芯微电子(广州)有限责任公司 | 一种提高投影透镜套刻精度的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2652341B2 (ja) | 1997-09-10 |
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