JPH08234410A - 位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法 - Google Patents
位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法Info
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- JPH08234410A JPH08234410A JP3967795A JP3967795A JPH08234410A JP H08234410 A JPH08234410 A JP H08234410A JP 3967795 A JP3967795 A JP 3967795A JP 3967795 A JP3967795 A JP 3967795A JP H08234410 A JPH08234410 A JP H08234410A
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- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相シフトフォトマスクのドライエッチング
による製造の際に、領域によってパターンの開口率に大
きな差があっても、パターン寸法の面内均一性を得るこ
とができる。 【構成】 他の領域に比べて実質的に位相をずらす位相
シフト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマスク
において、パターン露光領域９、１０外に、ドライエッ
チング速度補正用のダミーエッチングパターン１３を配
置するか、パターン露光領域内に、転写による解像限界
以下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエ
ッチングパターンを配置して、位相シフトフォトマスク
をドライエッチングする際のパターンの粗密に起因する
エッチングの分布を低減させ、高精度の位相シフトフォ
トマスクを提供する。
による製造の際に、領域によってパターンの開口率に大
きな差があっても、パターン寸法の面内均一性を得るこ
とができる。 【構成】 他の領域に比べて実質的に位相をずらす位相
シフト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマスク
において、パターン露光領域９、１０外に、ドライエッ
チング速度補正用のダミーエッチングパターン１３を配
置するか、パターン露光領域内に、転写による解像限界
以下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエ
ッチングパターンを配置して、位相シフトフォトマスク
をドライエッチングする際のパターンの粗密に起因する
エッチングの分布を低減させ、高精度の位相シフトフォ
トマスクを提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相シフトフォトマス
クに関し、特に、そのドライエッチングによる製造の際
にパターン寸法の面内均一性を得ることができる位相シ
フトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエ
ッチング方法に関する。
クに関し、特に、そのドライエッチングによる製造の際
にパターン寸法の面内均一性を得ることができる位相シ
フトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエ
ッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化に伴っ
て、この回路作成に用いられるレチクルにも一層微細化
が要求される。例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲＡＭ
を例にあげると、これらのレチクルを用いて転写される
デバイスパターンの線幅は、現在の１６ＭＤＲＡＭでは
０．５μｍと微細なものである。さらに、６４ＭＤＲＡ
Ｍの微細な製版には、従来のステッパーを用いた光露光
方式では最早限界にきており、このような要求に応える
ために様々な露光法等が研究されている。位相シフトフ
ォトマスクもその中の１つであり、それを用いると、現
状のステッパーによっても解像度を上げることができる
ため、その開発も盛んになっている。
て、この回路作成に用いられるレチクルにも一層微細化
が要求される。例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲＡＭ
を例にあげると、これらのレチクルを用いて転写される
デバイスパターンの線幅は、現在の１６ＭＤＲＡＭでは
０．５μｍと微細なものである。さらに、６４ＭＤＲＡ
Ｍの微細な製版には、従来のステッパーを用いた光露光
方式では最早限界にきており、このような要求に応える
ために様々な露光法等が研究されている。位相シフトフ
ォトマスクもその中の１つであり、それを用いると、現
状のステッパーによっても解像度を上げることができる
ため、その開発も盛んになっている。
【０００３】位相シフトフォトマスクでは、図１（ａ）
に断面図を示すように、透明基板１上にクロム化合物又
はモリブデンシリサイド化合物の位相シフト層兼ハーフ
トーン層２のパターンを有する単層ハーフトーン位相シ
フトフォトマスク、あるいは、図１（ｂ）に断面図を示
すように、透明基板１上にハーフトーン遮光層３と位相
シフト層４からなるパターンを有する多層ハーフトーン
位相シフトフォトマスク（特願平３−２８７８３２
号、"Manufacturing of falf-tone phase shift masks
I.Blank", Proc. Photomask Japan '94,SPIE Vol. 2254
Photomask and X-ray Mask Technol.238(1994) 、"Pra
ctical attenuated phase-shifting mask with a singl
e-layer absorptive shifter of MoSiO and MoSiON for
ULSI fablication", Proc. IEEE Int. Electron Devic
es Meeting, Washington D.C.(1993)）、あるいは、図
１（ｃ）に断面図を示すように、石英基板１上に繰り返
し模様の遮光層５を設け、１個置きのスペース部６の透
明基板１を半波長分彫り込んだ石英基板彫り込み型の位
相シフトフォトマスク（特開昭６２−１８９４６８号）
等の開発が行われており、このような位相シフト型のレ
チクルの製造にはドライエッチングが必須技術である。
に断面図を示すように、透明基板１上にクロム化合物又
はモリブデンシリサイド化合物の位相シフト層兼ハーフ
トーン層２のパターンを有する単層ハーフトーン位相シ
フトフォトマスク、あるいは、図１（ｂ）に断面図を示
すように、透明基板１上にハーフトーン遮光層３と位相
シフト層４からなるパターンを有する多層ハーフトーン
位相シフトフォトマスク（特願平３−２８７８３２
号、"Manufacturing of falf-tone phase shift masks
I.Blank", Proc. Photomask Japan '94,SPIE Vol. 2254
Photomask and X-ray Mask Technol.238(1994) 、"Pra
ctical attenuated phase-shifting mask with a singl
e-layer absorptive shifter of MoSiO and MoSiON for
ULSI fablication", Proc. IEEE Int. Electron Devic
es Meeting, Washington D.C.(1993)）、あるいは、図
１（ｃ）に断面図を示すように、石英基板１上に繰り返
し模様の遮光層５を設け、１個置きのスペース部６の透
明基板１を半波長分彫り込んだ石英基板彫り込み型の位
相シフトフォトマスク（特開昭６２−１８９４６８号）
等の開発が行われており、このような位相シフト型のレ
チクルの製造にはドライエッチングが必須技術である。
【０００４】ところで、位相シフトフォトマスクは、マ
スク上の寸法の僅かな変動が転写され、ウエーハ上のパ
ターン寸法に大きな影響を与える。そのため、レチクル
内寸法均一性は位相シフト型でない従来のレチクルより
高める必要がある。さらに、図１（ｃ）のような石英基
板彫り込み型位相シフトフォトマスクにおいては、面内
の位相の差（エッチング深さの差）が転写後の寸法差と
して現れるため、位相差の面内均一性は２°、エッチン
グ深さに換算して４ｎｍ（ｉ線用位相シフトフォトマス
ク）にしなければならない。そのため、ドライエッチン
グが位相シフトフォトマスクの品質及び歩留まりに果た
す役割は大きい。
スク上の寸法の僅かな変動が転写され、ウエーハ上のパ
ターン寸法に大きな影響を与える。そのため、レチクル
内寸法均一性は位相シフト型でない従来のレチクルより
高める必要がある。さらに、図１（ｃ）のような石英基
板彫り込み型位相シフトフォトマスクにおいては、面内
の位相の差（エッチング深さの差）が転写後の寸法差と
して現れるため、位相差の面内均一性は２°、エッチン
グ深さに換算して４ｎｍ（ｉ線用位相シフトフォトマス
ク）にしなければならない。そのため、ドライエッチン
グが位相シフトフォトマスクの品質及び歩留まりに果た
す役割は大きい。
【０００５】また、従来のレチクルのクロムのウエット
エッチングには、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩
素酸等の酸化剤を用いているが、ウエットエッチングで
は、上述のように線幅等が微細になるに従って、遮光膜
等の微小パターンが綺麗に抜けず、ラフネスの大きな仕
上がりになってしまう。そのため、最近では、ハーフト
ーン位相シフトフォトマスクの製造ラインへの導入に伴
い、微小パターンを綺麗にエッチングするべく、ドライ
エッチングの本格的適用が一部で開始されている。
エッチングには、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩
素酸等の酸化剤を用いているが、ウエットエッチングで
は、上述のように線幅等が微細になるに従って、遮光膜
等の微小パターンが綺麗に抜けず、ラフネスの大きな仕
上がりになってしまう。そのため、最近では、ハーフト
ーン位相シフトフォトマスクの製造ラインへの導入に伴
い、微小パターンを綺麗にエッチングするべく、ドライ
エッチングの本格的適用が一部で開始されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
マスクのドライエッチングは、ＩＣの製造工程で用いら
れているドライエッチングと違い、面内の寸法分布にパ
ターン依存性（ローディング効果）が有り、これが寸法
の面内均一性を劣化させる原因となり、大きな問題とな
っている。この実例を図２を用いて説明する。図２に１
６ＭＤＲＡＭのレチクルの例を示す。図中（ａ）はホー
ルレイヤーの例であり、ハーフトーンクロム７の周囲に
フィデシャルマーク（アライメントマーク）８を設け、
中心部にホールパターンの本パターン９が設けられる。
このレイヤーは、ホールパターンであるため、開口率が
小さく、パターンの粗密は比較的均一である。それに対
して、同一シリーズでも他のレイヤーでは、図２（ｂ）
に示すように、本パターン９外周に広いエッチング領域
（ガラス部）１０が存在し、パターンの粗密が非常に大
きなものとなっている。通常、クロムのドライエッチン
グはパターン依存性が大きく、このようなパターンの粗
密が大きいパターンをドライエッチングすると、パター
ン外周部と中心部とでは、エッチングされる速度が変わ
る。例えば、大きな抜けのパターン等があると、エッチ
ングに寄与する活性種がその部分で大量に消費されるた
め、その近傍のパターンのエッチング速度が低下する。
図２（ｂ）のように、パターン外周部と中心部とで開口
率に大きな差があると、面内でエッチングされる時間に
差が出てしまい、その結果としてパターン外周部と中心
部の寸法差が大きくなってしまう。さらには、ドライエ
ッチング条件の調整のみでは、その改善には限界があ
る。
マスクのドライエッチングは、ＩＣの製造工程で用いら
れているドライエッチングと違い、面内の寸法分布にパ
ターン依存性（ローディング効果）が有り、これが寸法
の面内均一性を劣化させる原因となり、大きな問題とな
っている。この実例を図２を用いて説明する。図２に１
６ＭＤＲＡＭのレチクルの例を示す。図中（ａ）はホー
ルレイヤーの例であり、ハーフトーンクロム７の周囲に
フィデシャルマーク（アライメントマーク）８を設け、
中心部にホールパターンの本パターン９が設けられる。
このレイヤーは、ホールパターンであるため、開口率が
小さく、パターンの粗密は比較的均一である。それに対
して、同一シリーズでも他のレイヤーでは、図２（ｂ）
に示すように、本パターン９外周に広いエッチング領域
（ガラス部）１０が存在し、パターンの粗密が非常に大
きなものとなっている。通常、クロムのドライエッチン
グはパターン依存性が大きく、このようなパターンの粗
密が大きいパターンをドライエッチングすると、パター
ン外周部と中心部とでは、エッチングされる速度が変わ
る。例えば、大きな抜けのパターン等があると、エッチ
ングに寄与する活性種がその部分で大量に消費されるた
め、その近傍のパターンのエッチング速度が低下する。
図２（ｂ）のように、パターン外周部と中心部とで開口
率に大きな差があると、面内でエッチングされる時間に
差が出てしまい、その結果としてパターン外周部と中心
部の寸法差が大きくなってしまう。さらには、ドライエ
ッチング条件の調整のみでは、その改善には限界があ
る。
【０００７】ここで、フォトマスクのドライエッチング
が、ＩＣの場合と比べて、パターン依存性を示す要因を
あげておく。 ウエーハでは、同じパターンを面内に多数転写するた
め、面内のパターンの粗密が小さいのに対し、フォトマ
スクでは、上述のようにこれが大きなものが存在する。 フォトマスクは通常溶融石英ガラスが基板となり、か
つ、その厚さは数ｍｍとなる。石英ガラスの性質上、導
電性がなく、かつ、比熱が小さいため、エッチングの制
御が困難である。 特にクロムのエッチングは、比較的ラジカル主体の反
応であるため、ＣＤロス（レジスト寸法とクロム寸法の
差）が大きく、面内でエッチング速度に差があると即寸
法分布に影響を及ぼす。以上は、フォトマスクのドライ
エッチングが、ＩＣの場合と比べて、パターン依存性を
示すいくつかの主要因である。
が、ＩＣの場合と比べて、パターン依存性を示す要因を
あげておく。 ウエーハでは、同じパターンを面内に多数転写するた
め、面内のパターンの粗密が小さいのに対し、フォトマ
スクでは、上述のようにこれが大きなものが存在する。 フォトマスクは通常溶融石英ガラスが基板となり、か
つ、その厚さは数ｍｍとなる。石英ガラスの性質上、導
電性がなく、かつ、比熱が小さいため、エッチングの制
御が困難である。 特にクロムのエッチングは、比較的ラジカル主体の反
応であるため、ＣＤロス（レジスト寸法とクロム寸法の
差）が大きく、面内でエッチング速度に差があると即寸
法分布に影響を及ぼす。以上は、フォトマスクのドライ
エッチングが、ＩＣの場合と比べて、パターン依存性を
示すいくつかの主要因である。
【０００８】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、位相シフトフォトマスク
のドライエッチングによる製造の際に、領域によってパ
ターンの開口率に大きな差があっても、パターン寸法の
面内均一性を得ることができる位相シフトフォトマスク
及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法を提
供することである。
れたものであり、その目的は、位相シフトフォトマスク
のドライエッチングによる製造の際に、領域によってパ
ターンの開口率に大きな差があっても、パターン寸法の
面内均一性を得ることができる位相シフトフォトマスク
及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法を提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
問題を解決するために、パターン周辺部で実露光時に影
響のない領域に、ドライエッチング速度補正用のダミー
パターンを設けることにより、パターン周辺部と中央部
のエッチング速度差を抑え、パターン寸法差を小さくで
きること、及び、パターン露光領域内であっても、露光
波長による解像限界以下のサイズのダミーパターンを設
けることにより、パターン周辺部と中央部のエッチング
速度差を抑え、パターン寸法差を小さくできることを特
徴とするものである。また、ドライエッチング速度補正
用のダミーパターンは、転写用のパターンの面積及び粗
密に応じて変えることが望ましい。
問題を解決するために、パターン周辺部で実露光時に影
響のない領域に、ドライエッチング速度補正用のダミー
パターンを設けることにより、パターン周辺部と中央部
のエッチング速度差を抑え、パターン寸法差を小さくで
きること、及び、パターン露光領域内であっても、露光
波長による解像限界以下のサイズのダミーパターンを設
けることにより、パターン周辺部と中央部のエッチング
速度差を抑え、パターン寸法差を小さくできることを特
徴とするものである。また、ドライエッチング速度補正
用のダミーパターンは、転写用のパターンの面積及び粗
密に応じて変えることが望ましい。
【００１０】ここで、パターン露光領域内に設ける露光
波長による解像限界以下のサイズのダミーパターンとし
ては、例えば、露光波長がｉ線のホールレイヤーの単層
型ハーフトーンフォトマスクでは、図３に示すように、
多面付けのチップ９’間（パターン露光領域内）に、
０．５μｍのホールパターンをダミーパターン１１とし
て配置する。一般に、ダミーパターンの形状は、ホール
系のパターンにはホールパターン、ライン系のパターン
にはラインパターンを選ぶのが望ましい。これは、石英
基板彫り込み型の場合も同様である。
波長による解像限界以下のサイズのダミーパターンとし
ては、例えば、露光波長がｉ線のホールレイヤーの単層
型ハーフトーンフォトマスクでは、図３に示すように、
多面付けのチップ９’間（パターン露光領域内）に、
０．５μｍのホールパターンをダミーパターン１１とし
て配置する。一般に、ダミーパターンの形状は、ホール
系のパターンにはホールパターン、ライン系のパターン
にはラインパターンを選ぶのが望ましい。これは、石英
基板彫り込み型の場合も同様である。
【００１１】また、解像限界以下のサイズを数式で示す
と、ハーフトーン部のパターン繰り返しピッチをＰとし
た場合、Ｐ＝α・λ／ＮＡ（α＝定数：α≦０．８，λ
＝露光波長，ＮＡ＝レンズの開口数）で、ハーフトーン
部間の抜け部分（ガラス部分）に対するハーフトーン部
の寸法比率をαとすると、α＝β・Ｔ1/2 （Ｔ＝ハーフ
トーン部の透過率，β＝定数：０．５≦β≦２．０）の
関係を満足するものである（特開平６−１７５３４７
号）。
と、ハーフトーン部のパターン繰り返しピッチをＰとし
た場合、Ｐ＝α・λ／ＮＡ（α＝定数：α≦０．８，λ
＝露光波長，ＮＡ＝レンズの開口数）で、ハーフトーン
部間の抜け部分（ガラス部分）に対するハーフトーン部
の寸法比率をαとすると、α＝β・Ｔ1/2 （Ｔ＝ハーフ
トーン部の透過率，β＝定数：０．５≦β≦２．０）の
関係を満足するものである（特開平６−１７５３４７
号）。
【００１２】すなわち、本発明の位相シフトフォトマス
クは、他の領域に比べて実質的に位相をずらす位相シフ
ト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマスクにお
いて、パターン露光領域外に、ドライエッチング速度補
正用のダミーエッチングパターンを配置したことを特徴
とするものである。
クは、他の領域に比べて実質的に位相をずらす位相シフ
ト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマスクにお
いて、パターン露光領域外に、ドライエッチング速度補
正用のダミーエッチングパターンを配置したことを特徴
とするものである。
【００１３】本発明のもう１つの位相シフトフォトマス
クは、他の領域に比べて実質的に位相をずらす位相シフ
ト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマスクにお
いて、パターン露光領域内に、転写による解像限界以下
のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエッチ
ングパターンを配置したことを特徴とするものである。
クは、他の領域に比べて実質的に位相をずらす位相シフ
ト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマスクにお
いて、パターン露光領域内に、転写による解像限界以下
のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエッチ
ングパターンを配置したことを特徴とするものである。
【００１４】これらの位相シフトフォトマスクとして
は、モリブデンシリサイド化合物を主成分とする単層あ
るいは多層のハーフトーン位相シフトフォトマスク、ク
ロム化合物を主成分とする単層あるいは多層のハーフト
ーン位相シフトフォトマスク、あるいは、石英基板彫り
込み型位相シフトフォトマスク等、公知の何れの位相シ
フトフォトマスクであってもよい。
は、モリブデンシリサイド化合物を主成分とする単層あ
るいは多層のハーフトーン位相シフトフォトマスク、ク
ロム化合物を主成分とする単層あるいは多層のハーフト
ーン位相シフトフォトマスク、あるいは、石英基板彫り
込み型位相シフトフォトマスク等、公知の何れの位相シ
フトフォトマスクであってもよい。
【００１５】なお、ダミーエッチングパターンを配置し
た領域とそれ以外のエッチング領域の開口率が略同等で
あることが望ましい。
た領域とそれ以外のエッチング領域の開口率が略同等で
あることが望ましい。
【００１６】また、本発明の位相シフトフォトマスクド
ライエッチング方法は、他の領域に比べて実質的に位相
をずらす位相シフト層を設けた領域を有する位相シフト
フォトマスク製造工程中のドライエッチング工程におい
て、パターン露光領域外に、ドライエッチング速度補正
用のダミーエッチングパターンを配置してドライエッチ
ングを行うことを特徴とする方法である。
ライエッチング方法は、他の領域に比べて実質的に位相
をずらす位相シフト層を設けた領域を有する位相シフト
フォトマスク製造工程中のドライエッチング工程におい
て、パターン露光領域外に、ドライエッチング速度補正
用のダミーエッチングパターンを配置してドライエッチ
ングを行うことを特徴とする方法である。
【００１７】本発明のもう１つの位相シフトフォトマス
クドライエッチング方法は、他の領域に比べて実質的に
位相をずらす位相シフト層を設けた領域を有する位相シ
フトフォトマスク製造工程中のドライエッチング工程に
おいて、パターン露光領域内に、転写による解像限界以
下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエッ
チングパターンを配置してドライエッチングを行うこと
を特徴とする方法である。
クドライエッチング方法は、他の領域に比べて実質的に
位相をずらす位相シフト層を設けた領域を有する位相シ
フトフォトマスク製造工程中のドライエッチング工程に
おいて、パターン露光領域内に、転写による解像限界以
下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエッ
チングパターンを配置してドライエッチングを行うこと
を特徴とする方法である。
【００１８】対象の位相シフトフォトマスクとしては、
モリブデンシリサイド化合物を主成分とする単層あるい
は多層のハーフトーン位相シフトフォトマスク、クロム
化合物を主成分とする単層あるいは多層のハーフトーン
位相シフトフォトマスク、あるいは、石英基板彫り込み
型位相シフトフォトマスク等、公知の何れの位相シフト
フォトマスクであってもよい。
モリブデンシリサイド化合物を主成分とする単層あるい
は多層のハーフトーン位相シフトフォトマスク、クロム
化合物を主成分とする単層あるいは多層のハーフトーン
位相シフトフォトマスク、あるいは、石英基板彫り込み
型位相シフトフォトマスク等、公知の何れの位相シフト
フォトマスクであってもよい。
【００１９】なお、ダミーエッチングパターンを配置し
た領域とそれ以外のエッチング領域の開口率が略同等に
することが望ましい。
た領域とそれ以外のエッチング領域の開口率が略同等に
することが望ましい。
【００２０】
【作用】以上の本発明の位相シフトフォトマスク及び位
相シフトフォトマスクドライエッチング方法を用いるこ
とにより、単層あるいは多層のハーフトーン位相シフト
フォトマスク、石英基板彫り込み型位相シフトフォトマ
スク何れにおいても、実パターン周辺部で実露光時に影
響のない領域（パターン露光領域外）に、ドライエッチ
ング速度補正用のダミーエッチングパターンを設けるこ
とにより、パターン周辺部と中央部のエッチング速度差
を抑え、パターン寸法差を小さくすることができるこ
と、及び、パターン露光領域内であっても、露光波長に
よる解像限界以下のサイズのダミーエッチングパターン
を設けることにより、パターン周辺部と中央部のエッチ
ング速度差を抑え、パターン寸法差を小さくすることが
できる。
相シフトフォトマスクドライエッチング方法を用いるこ
とにより、単層あるいは多層のハーフトーン位相シフト
フォトマスク、石英基板彫り込み型位相シフトフォトマ
スク何れにおいても、実パターン周辺部で実露光時に影
響のない領域（パターン露光領域外）に、ドライエッチ
ング速度補正用のダミーエッチングパターンを設けるこ
とにより、パターン周辺部と中央部のエッチング速度差
を抑え、パターン寸法差を小さくすることができるこ
と、及び、パターン露光領域内であっても、露光波長に
よる解像限界以下のサイズのダミーエッチングパターン
を設けることにより、パターン周辺部と中央部のエッチ
ング速度差を抑え、パターン寸法差を小さくすることが
できる。
【００２１】また、速度補正用のダミーエッチングパタ
ーンは、転写用のパターンの面積及び粗密に応じて変え
ることが望ましい。特に、パターン周辺部と中央部の遮
光部と開口部の面積比である開口率を略同じにすること
が望ましい。なお、その理由は次の通りである。
ーンは、転写用のパターンの面積及び粗密に応じて変え
ることが望ましい。特に、パターン周辺部と中央部の遮
光部と開口部の面積比である開口率を略同じにすること
が望ましい。なお、その理由は次の通りである。
【００２２】通常、クロム等のドライエッチングは、パ
ターン依存性が大きく、大きなパターンと小さなパター
ンとでは、エッチングされる速度が変わる。また、周囲
に大きな抜けのパターン等があると、エッチングに寄与
する活性種がその部分で大量に消費されるため、その近
傍のパターンのエッチング速度が低下する。そのため、
例えば後記の図４のように、パターン周辺部と中央部の
開口率に大きな差があると、面内でエッチングされる時
間に差が出てしまい、その結果として、面内に寸法分布
が出てしまう。そこで、ダミーエッチングパターンを設
け、パターン周辺部と中央部の開口率（開口面積）を略
同等にしてやることにより、面内でエッチングに要する
時間を均一化し、結果として、面内寸法分布が良くなる
ものである。
ターン依存性が大きく、大きなパターンと小さなパター
ンとでは、エッチングされる速度が変わる。また、周囲
に大きな抜けのパターン等があると、エッチングに寄与
する活性種がその部分で大量に消費されるため、その近
傍のパターンのエッチング速度が低下する。そのため、
例えば後記の図４のように、パターン周辺部と中央部の
開口率に大きな差があると、面内でエッチングされる時
間に差が出てしまい、その結果として、面内に寸法分布
が出てしまう。そこで、ダミーエッチングパターンを設
け、パターン周辺部と中央部の開口率（開口面積）を略
同等にしてやることにより、面内でエッチングに要する
時間を均一化し、結果として、面内寸法分布が良くなる
ものである。
【００２３】なお、本発明の位相シフトフォトマスク
は、材料及び膜厚を最適化することにより、ｇ線、ｉ
線、ＤｅｅｐＵＶ（２５０ｎｍ付近）の露光用に適用す
ることができる。
は、材料及び膜厚を最適化することにより、ｇ線、ｉ
線、ＤｅｅｐＵＶ（２５０ｎｍ付近）の露光用に適用す
ることができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の位相シフトフォトマスク及び
位相シフトフォトマスクドライエッチング方法の実施例
について説明する。 ＜実施例１＞この実施例は、酸化窒化クロム（１３０ｎ
ｍ厚）／窒化クロム（１０ｎｍ厚）２層構造のｉ線ハー
フトーン型位相シフトフォトマスクに、ドライエッチン
グ速度補正用のダミーパターンを適用した実施例であ
る。
位相シフトフォトマスクドライエッチング方法の実施例
について説明する。 ＜実施例１＞この実施例は、酸化窒化クロム（１３０ｎ
ｍ厚）／窒化クロム（１０ｎｍ厚）２層構造のｉ線ハー
フトーン型位相シフトフォトマスクに、ドライエッチン
グ速度補正用のダミーパターンを適用した実施例であ
る。
【００２５】レチクル上のパターンは１６ＭＤＲＡＭの
３チップ構成であり、適用レイヤーはビットラインであ
る。このマスクのエッチング用マスクとして、ノボラッ
ク系フォトレジストＮＰＲ８９５ｉ（長瀬産業
（株））、レジストパターン露光には、ＣＯＲＥ−２５
６４（Ｅｔｅｃ ｓｙｓｔｅｍｓ）を用い、無機アルカ
リ現像液でフォトレジストを現像し、レジストパターン
から露出した酸化窒化クロム及び窒化クロムを、ジクロ
ロメタン（ＣＨ2 Ｃｌ2 ）と酸素の混合ガスを用いて、
リアクティブイオンエッチングにてドライエッチングを
行った。
３チップ構成であり、適用レイヤーはビットラインであ
る。このマスクのエッチング用マスクとして、ノボラッ
ク系フォトレジストＮＰＲ８９５ｉ（長瀬産業
（株））、レジストパターン露光には、ＣＯＲＥ−２５
６４（Ｅｔｅｃ ｓｙｓｔｅｍｓ）を用い、無機アルカ
リ現像液でフォトレジストを現像し、レジストパターン
から露出した酸化窒化クロム及び窒化クロムを、ジクロ
ロメタン（ＣＨ2 Ｃｌ2 ）と酸素の混合ガスを用いて、
リアクティブイオンエッチングにてドライエッチングを
行った。
【００２６】ドライエッチング速度補正用ダミーパター
ンの配置前後の図を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図中、
７はハーフトーンクロム部、８はフィデシャルマーク
（アライメントマーク）、９は中心部に設けた本パター
ン、１０は本パターン９外周のガラス部、１２は本パタ
ーン９外周にある遮光枠であり、この遮光枠１２は、ウ
エーハ転写時の多重露光により周辺の光が本パターン９
領域へ漏れて障害を与える問題を避けるため、露光波長
による解像限界以下のパターンを配置して、そのパター
ン部と周囲のハーフトーンクロム部を透過した光同士を
干渉させて光強度が露光に問題ない程度に低下させる遮
光帯であり、ハーフトーン位相シフトフォトマスクの特
徴的パターンである。この遮光枠１２より内側が転写時
のパターン露光領域となる。また、図４（ｂ）の遮光枠
１２の外側に設けたドライエッチング速度補正用ダミー
パターン１３は、本発明により設けたもので、遮光枠１
２外側に配置したベタのヌキパターン（エッチングされ
るパターン）である。
ンの配置前後の図を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図中、
７はハーフトーンクロム部、８はフィデシャルマーク
（アライメントマーク）、９は中心部に設けた本パター
ン、１０は本パターン９外周のガラス部、１２は本パタ
ーン９外周にある遮光枠であり、この遮光枠１２は、ウ
エーハ転写時の多重露光により周辺の光が本パターン９
領域へ漏れて障害を与える問題を避けるため、露光波長
による解像限界以下のパターンを配置して、そのパター
ン部と周囲のハーフトーンクロム部を透過した光同士を
干渉させて光強度が露光に問題ない程度に低下させる遮
光帯であり、ハーフトーン位相シフトフォトマスクの特
徴的パターンである。この遮光枠１２より内側が転写時
のパターン露光領域となる。また、図４（ｂ）の遮光枠
１２の外側に設けたドライエッチング速度補正用ダミー
パターン１３は、本発明により設けたもので、遮光枠１
２外側に配置したベタのヌキパターン（エッチングされ
るパターン）である。
【００２７】図４（ａ）のように、ドライエッチング速
度補正用ダミーパターンを設けない場合の寸法分布のσ
（寸法の標準偏差）は、０．０４μｍと大きな値を示
す。これに対し、同図（ｂ）のように、補正用のパター
ン１３を適用した場合の寸法分布のσは、０．０２μｍ
と小さくなり、本発明により、面内寸法分布を改善する
ことができることが確認できた。
度補正用ダミーパターンを設けない場合の寸法分布のσ
（寸法の標準偏差）は、０．０４μｍと大きな値を示
す。これに対し、同図（ｂ）のように、補正用のパター
ン１３を適用した場合の寸法分布のσは、０．０２μｍ
と小さくなり、本発明により、面内寸法分布を改善する
ことができることが確認できた。
【００２８】＜実施例２＞本実施例は、石英基板彫り込
み型のｉ線用位相シフトフォトマスクに、ドライエッチ
ング速度補正用のダミーパターンを適用した実施例であ
る。
み型のｉ線用位相シフトフォトマスクに、ドライエッチ
ング速度補正用のダミーパターンを適用した実施例であ
る。
【００２９】レチクル上のパターンは６４ＭＤＲＡＭの
２チップ構成であり、適用レイヤーはワードラインであ
る。このマスクのエッチング用マスクとして、ノボラッ
ク系フォトレジストＮＰＲ８９５ｉ（長瀬産業
（株））、レジストパターン露光には、ＣＯＲＥ−２５
６４（Ｅｔｅｃ ｓｙｓｔｅｍｓ）を用い、無機アルカ
リ現像液でフォトレジストを現像し、レジストパターン
から露出した石英を、ＣＦ4 ガスを用いてリアクティブ
イオンエッチングにてドライエッチングを行った。
２チップ構成であり、適用レイヤーはワードラインであ
る。このマスクのエッチング用マスクとして、ノボラッ
ク系フォトレジストＮＰＲ８９５ｉ（長瀬産業
（株））、レジストパターン露光には、ＣＯＲＥ−２５
６４（Ｅｔｅｃ ｓｙｓｔｅｍｓ）を用い、無機アルカ
リ現像液でフォトレジストを現像し、レジストパターン
から露出した石英を、ＣＦ4 ガスを用いてリアクティブ
イオンエッチングにてドライエッチングを行った。
【００３０】ドライエッチング速度補正用ダミーパター
ンの配置前後の図を図５（ａ）、（ｂ）に示す。図中、
７’はクロム部、８はフィデシャルマーク（アライメン
トマーク）、９は中心部に設けた本パターン、１４はド
ライエッチング速度補正用ダミーパターンであり、この
本パターン９の周辺に設けたドライエッチング速度補正
用ダミーパターン１４は、本パターン９とほぼ同等の開
口率の１．７５μｍのライン・アンド・スペースであ
る。補正用のパターン１４がない場合とある場合を、エ
ッチング深さの分布のσを測定することにより比較する
と、ない場合では、６ｎｍであったのに対して、ある場
合では、４ｎｍとなり、位相差に換算して３°から２°
に向上し、本発明により、面内位相差分布を改善するこ
とができることが確認できた。
ンの配置前後の図を図５（ａ）、（ｂ）に示す。図中、
７’はクロム部、８はフィデシャルマーク（アライメン
トマーク）、９は中心部に設けた本パターン、１４はド
ライエッチング速度補正用ダミーパターンであり、この
本パターン９の周辺に設けたドライエッチング速度補正
用ダミーパターン１４は、本パターン９とほぼ同等の開
口率の１．７５μｍのライン・アンド・スペースであ
る。補正用のパターン１４がない場合とある場合を、エ
ッチング深さの分布のσを測定することにより比較する
と、ない場合では、６ｎｍであったのに対して、ある場
合では、４ｎｍとなり、位相差に換算して３°から２°
に向上し、本発明により、面内位相差分布を改善するこ
とができることが確認できた。
【００３１】
【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及び位相シフトフォトマスク
ドライエッチング方法によると、パターン露光領域外に
ドライエッチング速度補正用のダミーエッチングパター
ンを、又は、パターン露光領域内に転写による解像限界
以下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエ
ッチングパターンを配置したので、位相シフトフォトマ
スクをドライエッチングする際のパターンの粗密に起因
するエッチングの分布を低減することが可能となり、高
精度の位相シフトフォトマスクを提供することが可能と
なる。
の位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスク
ドライエッチング方法によると、パターン露光領域外に
ドライエッチング速度補正用のダミーエッチングパター
ンを、又は、パターン露光領域内に転写による解像限界
以下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミーエ
ッチングパターンを配置したので、位相シフトフォトマ
スクをドライエッチングする際のパターンの粗密に起因
するエッチングの分布を低減することが可能となり、高
精度の位相シフトフォトマスクを提供することが可能と
なる。
【００３２】なお、本発明は、位相シフトフォトマスク
のドライエッチングのみならず、ドライエッチングによ
る他の微細加工の分野において幅広く応用可能である。
のドライエッチングのみならず、ドライエッチングによ
る他の微細加工の分野において幅広く応用可能である。
【図１】本発明の対象とするハーフトーン及び石英基板
彫り込み型位相シフトフォトマスクの構成を示す断面図
である。
彫り込み型位相シフトフォトマスクの構成を示す断面図
である。
【図２】位相シフトフォトマスクのドライエッチングに
おいて面内の寸法分布にパターン依存性が有ることを説
明するための図である。
おいて面内の寸法分布にパターン依存性が有ることを説
明するための図である。
【図３】パターン露光領域内にドライエッチング速度補
正用のダミーエッチングパターンを設ける場合の実例を
示すための概略図である。
正用のダミーエッチングパターンを設ける場合の実例を
示すための概略図である。
【図４】実施例１のドライエッチング速度補正用のダミ
ーエッチングパターンを設ける前と後の位相シフトフォ
トマスクの概略図である。
ーエッチングパターンを設ける前と後の位相シフトフォ
トマスクの概略図である。
【図５】実施例２のドライエッチング速度補正用のダミ
ーエッチングパターンを設ける前と後の位相シフトフォ
トマスクの概略図である。
ーエッチングパターンを設ける前と後の位相シフトフォ
トマスクの概略図である。
１…透明基板 ２…位相シフト層兼ハーフトーン層 ３…ハーフトーン遮光層 ４…位相シフト層 ５…遮光層 ６…スペース部 ７…ハーフトーンクロム ７’…クロム部 ８…フィデシャルマーク（アライメントマーク） ９…本パターン ９’…多面付けのチップ １０…エッチング領域（ガラス部） １１…ダミーパターン １２…遮光枠 １３…ドライエッチング速度補正用ダミーパターン １４…ドライエッチング速度補正用ダミーパターン
Claims (12)
- 【請求項１】 他の領域に比べて実質的に位相をずらす
位相シフト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマ
スクにおいて、パターン露光領域外に、ドライエッチン
グ速度補正用のダミーエッチングパターンを配置したこ
とを特徴とする位相シフトフォトマスク。 - 【請求項２】 他の領域に比べて実質的に位相をずらす
位相シフト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマ
スクにおいて、パターン露光領域内に、転写による解像
限界以下のサイズのドライエッチング速度補正用のダミ
ーエッチングパターンを配置したことを特徴とする位相
シフトフォトマスク。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、該位相シフト
フォトマスクが、モリブデンシリサイド化合物を主成分
とする単層あるいは多層のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクであることを特徴とする位相シフトフォトマス
ク。 - 【請求項４】 請求項１又は２において、該位相シフト
フォトマスクが、クロム化合物を主成分とする単層ある
いは多層のハーフトーン位相シフトフォトマスクである
ことを特徴とする位相シフトフォトマスク。 - 【請求項５】 請求項１又は２において、該位相シフト
フォトマスクが、石英基板彫り込み型位相シフトフォト
マスクであることを特徴とする位相シフトフォトマス
ク。 - 【請求項６】 請求項１又は２において、前記ダミーエ
ッチングパターンを配置した領域とそれ以外のエッチン
グ領域の開口率が略同等であることを特徴とする位相シ
フトフォトマスク。 - 【請求項７】 他の領域に比べて実質的に位相をずらす
位相シフト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマ
スク製造工程中のドライエッチング工程において、パタ
ーン露光領域外に、ドライエッチング速度補正用のダミ
ーエッチングパターンを配置してドライエッチングを行
うことを特徴とする位相シフトフォトマスクドライエッ
チング方法。 - 【請求項８】 他の領域に比べて実質的に位相をずらす
位相シフト層を設けた領域を有する位相シフトフォトマ
スク製造工程中のドライエッチング工程において、パタ
ーン露光領域内に、転写による解像限界以下のサイズの
ドライエッチング速度補正用のダミーエッチングパター
ンを配置してドライエッチングを行うことを特徴とする
位相シフトフォトマスクドライエッチング方法。 - 【請求項９】 請求項７又は８において、該位相シフト
フォトマスクが、モリブデンシリサイド化合物を主成分
とする単層あるいは多層のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクであることを特徴とする位相シフトフォトマス
クドライエッチング方法。 - 【請求項１０】 請求項７又は８において、該位相シフ
トフォトマスクが、クロム化合物を主成分とする単層あ
るいは多層のハーフトーン位相シフトフォトマスクであ
ることを特徴とする位相シフトフォトマスクドライエッ
チング方法。 - 【請求項１１】 請求項７又は８において、該位相シフ
トフォトマスクが、石英基板彫り込み型位相シフトフォ
トマスクであることを特徴とする位相シフトフォトマス
クドライエッチング方法。 - 【請求項１２】 請求項７又は８において、前記ダミー
エッチングパターンを配置した領域とそれ以外のエッチ
ング領域の開口率を略同等にしたことを特徴とする位相
シフトフォトマスクドライエッチング方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3967795A JPH08234410A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法 |
| KR1019960004394A KR100758052B1 (ko) | 1995-02-28 | 1996-02-23 | 위상시프트포토마스크및위상시프트포토마스크드라이에칭방법 |
| US08/608,065 US5723234A (en) | 1995-02-28 | 1996-02-28 | Phase shift photomask and phase shift photomask dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3967795A JPH08234410A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08234410A true JPH08234410A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12559737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3967795A Pending JPH08234410A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスクドライエッチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5723234A (ja) |
| JP (1) | JPH08234410A (ja) |
| KR (1) | KR100758052B1 (ja) |
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| US6558853B1 (en) | 1999-09-17 | 2003-05-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing exposure mask, exposure apparatus and semiconductor device |
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| KR100464385B1 (ko) * | 1997-06-03 | 2005-02-28 | 삼성전자주식회사 | 패턴의변형이발생되는부분주위에더미패턴이형성된포토마스크 |
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