JPH10104817A - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents
位相シフトマスク及びその製造方法Info
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- JPH10104817A JPH10104817A JP25797096A JP25797096A JPH10104817A JP H10104817 A JPH10104817 A JP H10104817A JP 25797096 A JP25797096 A JP 25797096A JP 25797096 A JP25797096 A JP 25797096A JP H10104817 A JPH10104817 A JP H10104817A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位相シフトマスク及びその製造方法に関し、
簡単な構造及び製造工程によって、高精度の位相精度を
有する位相シフトマスクを製造する。 【解決手段】 透明基板１上に、シフター層２を直接設
けると共に、シフター層２上に遮光膜パターン３を設け
る。
簡単な構造及び製造工程によって、高精度の位相精度を
有する位相シフトマスクを製造する。 【解決手段】 透明基板１上に、シフター層２を直接設
けると共に、シフター層２上に遮光膜パターン３を設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位相シフトマスク及
びその製造方法に関するものであり、特に、高精度な位
相差を有し、微細パターンの形成を可能にする下シフタ
ー式のレベンソン型位相シフトマスク及びその製造方法
に関するものである。
びその製造方法に関するものであり、特に、高精度な位
相差を有し、微細パターンの形成を可能にする下シフタ
ー式のレベンソン型位相シフトマスク及びその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置等の製造工程において
は、絶縁膜或いは導電膜のパターニングの際に、フォト
マスクを用いてフォトレジストを露光したのち現像し、
この現像されたフォトレジストパターンをマスクとして
用いて絶縁膜或いは導電膜をエッチングによりパターニ
ングしている。
は、絶縁膜或いは導電膜のパターニングの際に、フォト
マスクを用いてフォトレジストを露光したのち現像し、
この現像されたフォトレジストパターンをマスクとして
用いて絶縁膜或いは導電膜をエッチングによりパターニ
ングしている。
【０００３】この様な、フォトマスクとしては各種のマ
スクが使用されているが、近年における半導体装置の集
積度の向上或いは微細化に伴って、フォトマスク或いは
レチクルの高精度化が要請されており、その様な要請に
応えるためにレベンソン型位相シフトマスクやハーフト
ーン位相シフトマスク等の開発が行なわれている。
スクが使用されているが、近年における半導体装置の集
積度の向上或いは微細化に伴って、フォトマスク或いは
レチクルの高精度化が要請されており、その様な要請に
応えるためにレベンソン型位相シフトマスクやハーフト
ーン位相シフトマスク等の開発が行なわれている。
【０００４】この内、最も効果の大きいのがレベンソン
型位相シフトマスクで、このレベンソン型位相シフトマ
スクは、位相シフター領域を透過した露光光と非位相シ
フター領域を透過した露光光との間の位相を互いに反転
させることにより、解像度を向上させるものであるが、
その効果を十分に発揮させるためには非常に厳しい位相
の精度が要求される。
型位相シフトマスクで、このレベンソン型位相シフトマ
スクは、位相シフター領域を透過した露光光と非位相シ
フター領域を透過した露光光との間の位相を互いに反転
させることにより、解像度を向上させるものであるが、
その効果を十分に発揮させるためには非常に厳しい位相
の精度が要求される。
【０００５】ここで、図４を参照して、従来のレベンソ
ン型位相シフトマスクの製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、合成石英ガラス基板２１上に遮光膜となるＣｒ膜
２２を設けたのち、Ｃｒ膜２２上にレジストを塗布し、
電子ビームリソグラフィープロセスによってパターニン
グすることによって第１のレジストパターン２３を形成
する。
ン型位相シフトマスクの製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、合成石英ガラス基板２１上に遮光膜となるＣｒ膜
２２を設けたのち、Ｃｒ膜２２上にレジストを塗布し、
電子ビームリソグラフィープロセスによってパターニン
グすることによって第１のレジストパターン２３を形成
する。
【０００６】図４（ｂ）参照 次いで、第１のレジストパターン２３をマスクとしてＣ
ｒ膜２２をドライ・エッチングすることによってＣｒ膜
パターン２４を形成する。
ｒ膜２２をドライ・エッチングすることによってＣｒ膜
パターン２４を形成する。
【０００７】図４（ｃ）参照 次いで、第１のレジストパターン２３を除去したのち、
第２のレジストを塗布し、電子ビームリソグラフィープ
ロセスによって位相シフター領域２５に相当する開口部
が露出するようにパターニングして第２のレジストパタ
ーン２６を形成する。
第２のレジストを塗布し、電子ビームリソグラフィープ
ロセスによって位相シフター領域２５に相当する開口部
が露出するようにパターニングして第２のレジストパタ
ーン２６を形成する。
【０００８】図４（ｄ）参照 次いで、この第２のレジストマスク２６及びＣｒ膜パタ
ーン２４をマスクとして、合成石英ガラス基板２１をエ
ッチングして、位相シフター領域２５に溝を形成したの
ち、この第２のレジストパターンを除去することによっ
て、レベンソン型位相シフトマスクが完成する。
ーン２４をマスクとして、合成石英ガラス基板２１をエ
ッチングして、位相シフター領域２５に溝を形成したの
ち、この第２のレジストパターンを除去することによっ
て、レベンソン型位相シフトマスクが完成する。
【０００９】この位相シフトマスクにおいては、合成石
英ガラス基板２１に設けた段差をシフターとして利用す
るものであり、位相シフター領域２５を透過した露光光
と非位相シフター領域２７を透過した露光光の位相差が
１８０°（＝π）となるように、即ち、位相が反転する
ような深さの溝を形成する必要がある。
英ガラス基板２１に設けた段差をシフターとして利用す
るものであり、位相シフター領域２５を透過した露光光
と非位相シフター領域２７を透過した露光光の位相差が
１８０°（＝π）となるように、即ち、位相が反転する
ような深さの溝を形成する必要がある。
【００１０】続いて、図５を参照して、従来の他のレベ
ンソン型位相シフトマスクの製造工程を説明する（必要
ならば、特開平７−７２６１２号公報参照）。 図５（ａ）参照 まず、透明基板３１上に、タンタル等からなるエッチン
グストップ層３２、ＳｉＯ2 膜３３、及び、遮光膜とな
るＣｒ膜３４を順次堆積させたのち、Ｃｒ膜３４上にレ
ジストを塗布し、電子ビームリソグラフィープロセスに
よってパターニングすることによって第１のレジストパ
ターン３５を形成する。
ンソン型位相シフトマスクの製造工程を説明する（必要
ならば、特開平７−７２６１２号公報参照）。 図５（ａ）参照 まず、透明基板３１上に、タンタル等からなるエッチン
グストップ層３２、ＳｉＯ2 膜３３、及び、遮光膜とな
るＣｒ膜３４を順次堆積させたのち、Ｃｒ膜３４上にレ
ジストを塗布し、電子ビームリソグラフィープロセスに
よってパターニングすることによって第１のレジストパ
ターン３５を形成する。
【００１１】図５（ｂ）参照 次いで、第１のレジストパターン３５をマスクとしてＣ
ｒ膜３３を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸
との混合溶液によってウェット・エッチングしてＣｒ膜
パターン３６を形成したのち、第１のレジストパターン
３５を除去して、新たな第２のレジストを塗布し、電子
ビームリソグラフィープロセスによって位相シフター領
域３７に相当する開口部が露出するようにパターニング
して第２のレジストパターン３８を形成する。
ｒ膜３３を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸
との混合溶液によってウェット・エッチングしてＣｒ膜
パターン３６を形成したのち、第１のレジストパターン
３５を除去して、新たな第２のレジストを塗布し、電子
ビームリソグラフィープロセスによって位相シフター領
域３７に相当する開口部が露出するようにパターニング
して第２のレジストパターン３８を形成する。
【００１２】図５（ｃ）参照 次いで、この第２のレジストマスク３８及びＣｒ膜パタ
ーン３６をマスクとして、ＣＦ4 等を利用したドライ・
エッチングによってシフター層３３をエッチングする。
ーン３６をマスクとして、ＣＦ4 等を利用したドライ・
エッチングによってシフター層３３をエッチングする。
【００１３】図５（ｄ）参照 次いで、ＫＯＨやＮａＯＨを用いてウェット・エッチン
グを施すことによって、エッチングストップ層３２とシ
フター層３３とのエッチングレートの差を利用して、位
相シフター領域３７に露出しているエッチングストップ
層３２を除去したのち、第２のレジストパターン３８を
除去することによって、レベンソン型位相シフターが完
成する。
グを施すことによって、エッチングストップ層３２とシ
フター層３３とのエッチングレートの差を利用して、位
相シフター領域３７に露出しているエッチングストップ
層３２を除去したのち、第２のレジストパターン３８を
除去することによって、レベンソン型位相シフターが完
成する。
【００１４】この様なレベンソン型位相シフトマスクに
おいては、シフター層３３及びエッチングストップ層３
２をシフターとして利用するものであり、位相シフター
領域３７を透過した露光光と非位相シフター領域３９を
透過した露光光の位相差が１８０°（＝π）となるよう
に、シフター層３３及びエッチングストップ層３２の厚
さを制御する必要がある。
おいては、シフター層３３及びエッチングストップ層３
２をシフターとして利用するものであり、位相シフター
領域３７を透過した露光光と非位相シフター領域３９を
透過した露光光の位相差が１８０°（＝π）となるよう
に、シフター層３３及びエッチングストップ層３２の厚
さを制御する必要がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示した
位相シフトマスクの場合には、エッチングストップ層を
用いていないので、位相精度、即ち、シフターの加工精
度が、使用するエッチング装置の性能に大きく依存する
ことから、１回のエッチング工程によって十分な精度を
得ることは困難であった。
位相シフトマスクの場合には、エッチングストップ層を
用いていないので、位相精度、即ち、シフターの加工精
度が、使用するエッチング装置の性能に大きく依存する
ことから、１回のエッチング工程によって十分な精度を
得ることは困難であった。
【００１６】また、一旦出来上がったマスクに追加工を
施して位相を合わせこもうとする場合、再度同じプロセ
スを踏む必要があり、非常に工程数がかかってしまうと
いう問題があった。
施して位相を合わせこもうとする場合、再度同じプロセ
スを踏む必要があり、非常に工程数がかかってしまうと
いう問題があった。
【００１７】一方、図５に示した位相シフトマスクの場
合には、エッチングストップ層を用いているので、エッ
チング工程における加工精度には問題がないものの、高
精度の位相精度を得るためには、シフター層及びエッチ
ングストップ層の厚さを高精度に制御する必要がある。
合には、エッチングストップ層を用いているので、エッ
チング工程における加工精度には問題がないものの、高
精度の位相精度を得るためには、シフター層及びエッチ
ングストップ層の厚さを高精度に制御する必要がある。
【００１８】また、このエッチングストップ層を位相シ
フトのためではなく、製造工程だけのために余分に必要
とし、エッチングストップ層の堆積工程及びエッチング
工程の２工程が余分に必要になるいう問題があり、さら
に、このエッチングストップ層における光吸収、即ち、
非位相シフター領域を透過する露光光の減衰も問題とな
る。
フトのためではなく、製造工程だけのために余分に必要
とし、エッチングストップ層の堆積工程及びエッチング
工程の２工程が余分に必要になるいう問題があり、さら
に、このエッチングストップ層における光吸収、即ち、
非位相シフター領域を透過する露光光の減衰も問題とな
る。
【００１９】したがって、本発明は、簡単な構造及び製
造工程によって、高精度の位相精度を有する位相シフト
マスクを提供することを目的とする。
造工程によって、高精度の位相精度を有する位相シフト
マスクを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、位相シフトマスクにおいて、透明基板
１上に、シフター層２を直接設けると共に、シフター層
２上に遮光膜パターン３を設けたことを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、位相シフトマスクにおいて、透明基板
１上に、シフター層２を直接設けると共に、シフター層
２上に遮光膜パターン３を設けたことを特徴とする。
【００２１】シフター層２として、透明基板１に対して
選択エッチング性の高い透明絶縁層を用いることによ
り、シフター層２を透明基板１上に直接設けることがで
きるので、エッチングストップ層による不所望な光の吸
収をさけることができ、且つ、高精度のエッチングを行
なうことができる。
選択エッチング性の高い透明絶縁層を用いることによ
り、シフター層２を透明基板１上に直接設けることがで
きるので、エッチングストップ層による不所望な光の吸
収をさけることができ、且つ、高精度のエッチングを行
なうことができる。
【００２２】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、シフター層２が塗布型ＳｉＯ2膜からなることを特
徴とする。
て、シフター層２が塗布型ＳｉＯ2膜からなることを特
徴とする。
【００２３】この様な透明基板１に対する選択エッチン
グ性に優れた透明絶縁膜としては、塗布型ＳｉＯ2 膜が
望ましい。
グ性に優れた透明絶縁膜としては、塗布型ＳｉＯ2 膜が
望ましい。
【００２４】（３）また、本発明は、上記（２）におい
て、塗布型ＳｉＯ2 膜が、Ｒ1 ，Ｒ 2 ，Ｒ3 をそれぞ
れ、水素原子、或いは、炭素原子数が１〜８のアルキル
基であるとした場合、下記の一般式
て、塗布型ＳｉＯ2 膜が、Ｒ1 ，Ｒ 2 ，Ｒ3 をそれぞ
れ、水素原子、或いは、炭素原子数が１〜８のアルキル
基であるとした場合、下記の一般式
【化３】 で表される繰り返し単位を少なくとも有する１種以上の
ポリシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られ
る改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から燃成
されたものであることを特徴とする。
ポリシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られ
る改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から燃成
されたものであることを特徴とする。
【００２５】この様に、塗布型ＳｉＯ2 膜として、改質
ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から燃成された
ものを用いることによって、シフター層２の平坦性、耐
薬品性、耐クラック性を高めることができる。
ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から燃成された
ものを用いることによって、シフター層２の平坦性、耐
薬品性、耐クラック性を高めることができる。
【００２６】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、遮光膜パターン３の下のシ
フター層２の厚さが、λを露光波長、ｎをシフター層２
の屈折率とした場合、λ／２（ｎ−１）より厚いことを
特徴とする。
（３）のいずれかにおいて、遮光膜パターン３の下のシ
フター層２の厚さが、λを露光波長、ｎをシフター層２
の屈折率とした場合、λ／２（ｎ−１）より厚いことを
特徴とする。
【００２７】この様に、シフター層２の成膜時の厚さを
λ／２（ｎ−１）より厚くすることによって、シフター
層２を成膜する際に、厳密な膜厚制御性を必要としない
ので、成膜工程が楽になり、且つ、位相調整工程も簡単
になる。
λ／２（ｎ−１）より厚くすることによって、シフター
層２を成膜する際に、厳密な膜厚制御性を必要としない
ので、成膜工程が楽になり、且つ、位相調整工程も簡単
になる。
【００２８】（５）また、本発明は、上記（４）におい
て、非位相シフター領域５におけるシフター層２の厚さ
が、λ／２（ｎ−１）の条件を満たすように窪んでいる
ことを特徴とする。
て、非位相シフター領域５におけるシフター層２の厚さ
が、λ／２（ｎ−１）の条件を満たすように窪んでいる
ことを特徴とする。
【００２９】この様に、最終的に位相調整を行なうため
には、非位相シフター領域５に窪みを設けて、非位相シ
フター領域５におけるシフター層２の厚さをλ／２（ｎ
−１）にする必要がある。
には、非位相シフター領域５に窪みを設けて、非位相シ
フター領域５におけるシフター層２の厚さをλ／２（ｎ
−１）にする必要がある。
【００３０】（６）また、本発明は、位相シフトマスク
の製造方法において、透明基板１上にシフター層２を直
接設けたのち、シフター層２上に遮光膜パターン３を設
ける工程、エッチングマスクを利用して遮光膜パターン
３から露出したシフター層２を透明基板１が露出するま
でエッチングして位相シフター領域４を形成する工程、
及び、エッチングマスクを除去したのち全面エッチング
を行なって、位相シフター領域４と非位相シフター領域
５との間の位相の調整を行なう工程を有することを特徴
とする。
の製造方法において、透明基板１上にシフター層２を直
接設けたのち、シフター層２上に遮光膜パターン３を設
ける工程、エッチングマスクを利用して遮光膜パターン
３から露出したシフター層２を透明基板１が露出するま
でエッチングして位相シフター領域４を形成する工程、
及び、エッチングマスクを除去したのち全面エッチング
を行なって、位相シフター領域４と非位相シフター領域
５との間の位相の調整を行なう工程を有することを特徴
とする。
【００３１】この様に、シフター層２として、透明基板
１に対して選択エッチング性の高い透明絶縁層を用いる
ことにより、位相調整のためのエッチング工程が、マス
クレスの全面エッチング工程によって可能になるので、
位相調整のためのエッチング工程が非常に簡単になる。
１に対して選択エッチング性の高い透明絶縁層を用いる
ことにより、位相調整のためのエッチング工程が、マス
クレスの全面エッチング工程によって可能になるので、
位相調整のためのエッチング工程が非常に簡単になる。
【００３２】（７）また、本発明は、上記（６）におい
て、シフター層２の厚さが、λを露光波長、ｎをシフタ
ー層２の屈折率とした場合、λ／２（ｎ−１）より厚く
なるように設けたことを特徴とする。
て、シフター層２の厚さが、λを露光波長、ｎをシフタ
ー層２の屈折率とした場合、λ／２（ｎ−１）より厚く
なるように設けたことを特徴とする。
【００３３】位相調整のために全面エッチングを行なう
ためには、成膜時のシフター層２の厚さをλ／２（ｎ−
１）より厚くしておく必要がある。
ためには、成膜時のシフター層２の厚さをλ／２（ｎ−
１）より厚くしておく必要がある。
【００３４】（８）また、本発明は、上記（６）または
（７）において、シフター層２が、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 を
それぞれ、水素原子、或いは、炭素原子数が１〜８のア
ルキル基であるとした場合、下記の一般式
（７）において、シフター層２が、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 を
それぞれ、水素原子、或いは、炭素原子数が１〜８のア
ルキル基であるとした場合、下記の一般式
【化４】 で表される繰り返し単位を少なくとも有する１種以上の
ポリシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られ
る改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から形成
されることを特徴とする。
ポリシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られ
る改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から形成
されることを特徴とする。
【００３５】この様に、シフター層２を改質ポリシラザ
ンを含有するシリカ系塗布液から形成することによっ
て、透明基板１との選択エッチング性を大きくすること
ができると共に、シフター層２の平坦性、耐薬品性、耐
クラック性を高めることができる。
ンを含有するシリカ系塗布液から形成することによっ
て、透明基板１との選択エッチング性を大きくすること
ができると共に、シフター層２の平坦性、耐薬品性、耐
クラック性を高めることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の製造工程を
図２及び図３を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、合成石英ガラス基板１１上に、シリカ系塗布液
（触媒化成製商品名ＢＬＱ）を塗布したのち、燃成炉を
用いて、常圧で酸素を１００００ｓｃｃｍ（内水分含有
量０．０３％）流した状態で、４００〜８００℃、例え
ば、４５０℃の温度で、３０〜１２０分、例えば、６０
分燃成することによって、シフター層となる厚さ２７０
ｎｍの塗布型ＳｉＯ2 膜１２を形成する。
図２及び図３を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、合成石英ガラス基板１１上に、シリカ系塗布液
（触媒化成製商品名ＢＬＱ）を塗布したのち、燃成炉を
用いて、常圧で酸素を１００００ｓｃｃｍ（内水分含有
量０．０３％）流した状態で、４００〜８００℃、例え
ば、４５０℃の温度で、３０〜１２０分、例えば、６０
分燃成することによって、シフター層となる厚さ２７０
ｎｍの塗布型ＳｉＯ2 膜１２を形成する。
【００３７】この場合の塗布型ＳｉＯ2 膜１２の光学特
性は、２４８ｎｍ（ＫｒＦ）における屈折率ｎが１．５
０８、吸収係数ｋが０．０００５となり、ほぼ合成石英
ガラス基板１１の値と同じになる。
性は、２４８ｎｍ（ＫｒＦ）における屈折率ｎが１．５
０８、吸収係数ｋが０．０００５となり、ほぼ合成石英
ガラス基板１１の値と同じになる。
【００３８】なお、このシリカ系塗布液（触媒化成製商
品名ＢＬＱ）は、下記の構造般式
品名ＢＬＱ）は、下記の構造般式
【化５】 で表される繰り返し単位を有するポリシラザンとアルコ
ール化合物とを反応させて得られる改質ポリシラザンで
あり、ポリシラザンをアルコール化合物と反応させるこ
とによって、ポリシラザンにおけるＳｉ−Ｎ結合部がア
ルコール性水酸基と反応し、Ｓｉ−Ｎ結合部が開裂した
ポリシラザン改質物が生成する。
ール化合物とを反応させて得られる改質ポリシラザンで
あり、ポリシラザンをアルコール化合物と反応させるこ
とによって、ポリシラザンにおけるＳｉ−Ｎ結合部がア
ルコール性水酸基と反応し、Ｓｉ−Ｎ結合部が開裂した
ポリシラザン改質物が生成する。
【００３９】この改質ポリシラザンを用いることによっ
て、従来のポリシラザンを用いる場合と比較して、より
低温で、且つ、窒素が殆ど含有していないＳｉＯ2 膜、
即ち、シラザン骨格が残存していない塗布型ＳｉＯ2 膜
を得ることができる。
て、従来のポリシラザンを用いる場合と比較して、より
低温で、且つ、窒素が殆ど含有していないＳｉＯ2 膜、
即ち、シラザン骨格が残存していない塗布型ＳｉＯ2 膜
を得ることができる。
【００４０】この様な、シラザン骨格を含有しない塗布
型ＳｉＯ2 膜は、露光光によって変質することがなく、
また、平坦性、耐薬品性、或いは、耐クラック性に優れ
た膜が得られる（必要ならば、特開平７−８２５２８号
公報参照）。
型ＳｉＯ2 膜は、露光光によって変質することがなく、
また、平坦性、耐薬品性、或いは、耐クラック性に優れ
た膜が得られる（必要ならば、特開平７−８２５２８号
公報参照）。
【００４１】図２（ｂ）参照 次いで、塗布型ＳｉＯ2 膜１２上に、スパッタリング法
によって厚さ５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、例えば、１００ｎ
ｍの低反射率のＣｒ膜１３を堆積させたのち、その上
に、電子線レジスト及び有機導電性膜からなる帯電防止
層（図示せず）を設けたのち、電子ビームリソグラフィ
ープロセスによってパターニングして第１のレジストパ
ターン１４を形成する。
によって厚さ５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、例えば、１００ｎ
ｍの低反射率のＣｒ膜１３を堆積させたのち、その上
に、電子線レジスト及び有機導電性膜からなる帯電防止
層（図示せず）を設けたのち、電子ビームリソグラフィ
ープロセスによってパターニングして第１のレジストパ
ターン１４を形成する。
【００４２】図２（ｃ）参照 次いで、この第１のレジストパターン１４をマスクとし
てウェット・エッチングもしくはドライ・エッチングす
ることによって、Ｃｒ膜１３をパターニングして遮光膜
パターンとなるＣｒ膜パターン１５を形成する。
てウェット・エッチングもしくはドライ・エッチングす
ることによって、Ｃｒ膜１３をパターニングして遮光膜
パターンとなるＣｒ膜パターン１５を形成する。
【００４３】図３（ｄ）参照 次いで、第１のレジストパターン１４及び帯電防止層を
除去したのち、新たな第２の電子線レジスト及び帯電防
止層を設け、電子ビームリソグラフィープロセスによっ
てパターニングすることによって、位相シフター領域１
６に対応する部分に開口部を有する第２のレジストパタ
ーン１７を形成する。
除去したのち、新たな第２の電子線レジスト及び帯電防
止層を設け、電子ビームリソグラフィープロセスによっ
てパターニングすることによって、位相シフター領域１
６に対応する部分に開口部を有する第２のレジストパタ
ーン１７を形成する。
【００４４】図３（ｅ）参照 次いで、この第２のレジストパターン１７をマスクとし
て、ＣＦ4 用いたドライ・エッチングを施すことによっ
て、位相シフター領域１６における残存する塗布型Ｓｉ
Ｏ2 膜１２の厚さが０〜１００ｎｍ、例えば、５０ｎｍ
になるようにする。
て、ＣＦ4 用いたドライ・エッチングを施すことによっ
て、位相シフター領域１６における残存する塗布型Ｓｉ
Ｏ2 膜１２の厚さが０〜１００ｎｍ、例えば、５０ｎｍ
になるようにする。
【００４５】次いで、２２℃の常温において、ＨＦ濃度
が容量％で０．２〜２．０％、例えば、ＨＦ濃度が０．
６％の緩衝フッ酸溶液によるウェット・エッチングを施
して、位相シフター領域１６に残存している塗布型Ｓｉ
Ｏ2 膜１２を除去して、合成石英ガラス基板１１を露出
させる。
が容量％で０．２〜２．０％、例えば、ＨＦ濃度が０．
６％の緩衝フッ酸溶液によるウェット・エッチングを施
して、位相シフター領域１６に残存している塗布型Ｓｉ
Ｏ2 膜１２を除去して、合成石英ガラス基板１１を露出
させる。
【００４６】この場合、塗布型ＳｉＯ2 膜１２と合成石
英ガラス基板１１のエッチングレートの比は約１０：１
であるので、多少エッチング時間をオーバしても合成石
英ガラス基板１１のエッチング量が極僅かであり、エッ
チングストップ層を設けなくとも、精度の高いエッチン
グを行なうことができる。
英ガラス基板１１のエッチングレートの比は約１０：１
であるので、多少エッチング時間をオーバしても合成石
英ガラス基板１１のエッチング量が極僅かであり、エッ
チングストップ層を設けなくとも、精度の高いエッチン
グを行なうことができる。
【００４７】なお、このエッチング工程をドライ・エッ
チングとウェット・エッチングの２工程で行なう理由
は、ドライ・エッチングだけでは、塗布型ＳｉＯ2 膜１
２と合成石英ガラス基板１１のエッチングレートの比を
大きくできず、また、ウェット・エッチングだけではサ
イドエッチング量が大きくなりすぎるためである。
チングとウェット・エッチングの２工程で行なう理由
は、ドライ・エッチングだけでは、塗布型ＳｉＯ2 膜１
２と合成石英ガラス基板１１のエッチングレートの比を
大きくできず、また、ウェット・エッチングだけではサ
イドエッチング量が大きくなりすぎるためである。
【００４８】次いで、第２のレジストパターン１７及び
帯電防止層を除去したのち、位相シフター領域１６と非
位相シフター領域１８との間の位相差を測定する。この
実施の形態においては、位相差は塗布型ＳｉＯ2 膜１２
の厚さ、即ち、２７０ｎｍから求められる約２００°で
あった。
帯電防止層を除去したのち、位相シフター領域１６と非
位相シフター領域１８との間の位相差を測定する。この
実施の形態においては、位相差は塗布型ＳｉＯ2 膜１２
の厚さ、即ち、２７０ｎｍから求められる約２００°で
あった。
【００４９】図３（ｆ）参照 次いで、この位相差が１８０°になるように、上記の組
成のフッ化水素酸水溶液を用いてマスクレスによる全面
エッチングを施すことによって、非位相シフター領域１
８における塗布型ＳｉＯ2 膜１２の表面をエッチングす
る。
成のフッ化水素酸水溶液を用いてマスクレスによる全面
エッチングを施すことによって、非位相シフター領域１
８における塗布型ＳｉＯ2 膜１２の表面をエッチングす
る。
【００５０】この場合、合成石英ガラス基板１１と塗布
型ＳｉＯ2 膜１２との差が１：１０であるので、エッチ
ング時間が長いほど相対的な位相差が小さくなり、２０
°の位相差を補正するためには、塗布型ＳｉＯ2 膜１２
の表面を２２°、厚さに換算して３０ｎｍ程度エッチン
グすれば良く、同時に合成石英ガラス基板１１の露出部
は位相差２°分だけエッチングされる。
型ＳｉＯ2 膜１２との差が１：１０であるので、エッチ
ング時間が長いほど相対的な位相差が小さくなり、２０
°の位相差を補正するためには、塗布型ＳｉＯ2 膜１２
の表面を２２°、厚さに換算して３０ｎｍ程度エッチン
グすれば良く、同時に合成石英ガラス基板１１の露出部
は位相差２°分だけエッチングされる。
【００５１】この様な塗布型ＳｉＯ2 膜１２の、上記の
組成のフッ化水素酸水溶液によるエッチングレートは５
０ｎｍ／分であるので、３０ｎｍを除去するためには約
３６秒間エッチングすれば良く、その結果、位相シフタ
ー領域１６と非位相シフター領域１８における位相差は
ほぼ１８０°になった。
組成のフッ化水素酸水溶液によるエッチングレートは５
０ｎｍ／分であるので、３０ｎｍを除去するためには約
３６秒間エッチングすれば良く、その結果、位相シフタ
ー領域１６と非位相シフター領域１８における位相差は
ほぼ１８０°になった。
【００５２】この様に、本発明においては、位相差の調
整工程を、マスクレスの全面エッチングによる選択エッ
チングで行なうので、工程が簡素化されるとともに、非
常に高精度の位相調整を行なうことができる。
整工程を、マスクレスの全面エッチングによる選択エッ
チングで行なうので、工程が簡素化されるとともに、非
常に高精度の位相調整を行なうことができる。
【００５３】また、上記の実施の形態においては、塗布
型ＳｉＯ2 膜１２の燃成後の厚さを、露光波長λ＝２４
８ｎｍにおいて、位相シフター領域と非位相シフター領
域との間の位相差が１８０°になる厚さの約２４４．１
ｎｍより若干厚い２７０ｎｍにしているが、この厚さ
は、露光波長に依存するものであるので、一般には、λ
を露光波長、ｎをシフター層の屈折率とした場合、λ／
２（ｎ−１）より若干厚く、例えば、２〜２０％厚く形
成すれば良い。
型ＳｉＯ2 膜１２の燃成後の厚さを、露光波長λ＝２４
８ｎｍにおいて、位相シフター領域と非位相シフター領
域との間の位相差が１８０°になる厚さの約２４４．１
ｎｍより若干厚い２７０ｎｍにしているが、この厚さ
は、露光波長に依存するものであるので、一般には、λ
を露光波長、ｎをシフター層の屈折率とした場合、λ／
２（ｎ−１）より若干厚く、例えば、２〜２０％厚く形
成すれば良い。
【００５４】なお、このλ／２（ｎ−１）は、位相シフ
ター領域１６における位相φ1 と非位相シフター領域１
８における位相φ2 との位相差φ2 −φ1 を１８０°に
するための条件であり、シフター層の厚さをｄ、空気の
屈折率ｎ0 を１とした場合、 φ2 −φ1 ＝（２πｄｎ／λ）−（２πｄｎ0 ／λ） ＝（２πｄｎ／λ）−（２πｄ／λ）＝２πｄ（ｎ−１）／λ となり、ｄ＝λ／２（ｎ−１）にすると、φ2 −φ1 ＝
πとなるので、位相が１８０度反転することになる。
ター領域１６における位相φ1 と非位相シフター領域１
８における位相φ2 との位相差φ2 −φ1 を１８０°に
するための条件であり、シフター層の厚さをｄ、空気の
屈折率ｎ0 を１とした場合、 φ2 −φ1 ＝（２πｄｎ／λ）−（２πｄｎ0 ／λ） ＝（２πｄｎ／λ）−（２πｄ／λ）＝２πｄ（ｎ−１）／λ となり、ｄ＝λ／２（ｎ−１）にすると、φ2 −φ1 ＝
πとなるので、位相が１８０度反転することになる。
【００５５】また、上記の実施の形態においては、水素
原子のみがＳｉ及びＮに結合するポリシラザンを用いて
形成したシリカ系塗布液を用いているが、本発明は、こ
の様なシリカ系塗布液に限られるものではなく、下記の
一般式
原子のみがＳｉ及びＮに結合するポリシラザンを用いて
形成したシリカ系塗布液を用いているが、本発明は、こ
の様なシリカ系塗布液に限られるものではなく、下記の
一般式
【化６】 表される繰り返し単位を少なくとも有する１種以上のポ
リシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られる
改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液を用いても
良いものであり、この場合Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、メチル
基、エチル基、または、プロピル基であることが望まし
い。
リシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られる
改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液を用いても
良いものであり、この場合Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、メチル
基、エチル基、または、プロピル基であることが望まし
い。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、シフター膜として、透
明基板に対する選択エッチング性の大きな塗布型ＳｉＯ
2 膜を用いているので、エッチングストップ層を用いる
ことなく透明基板上に直接シフター膜を設けることが可
能になり、また、位相差の調整をマスクレスの全面エッ
チングによって行なうことができるので、製造工程が簡
素化され、且つ、高精度の位相精度を有するレベンソン
型位相シフトマスクを作製することができる。
明基板に対する選択エッチング性の大きな塗布型ＳｉＯ
2 膜を用いているので、エッチングストップ層を用いる
ことなく透明基板上に直接シフター膜を設けることが可
能になり、また、位相差の調整をマスクレスの全面エッ
チングによって行なうことができるので、製造工程が簡
素化され、且つ、高精度の位相精度を有するレベンソン
型位相シフトマスクを作製することができる。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の途中までの製造工程の説
明図である。
明図である。
【図３】本発明の実施の形態の図２以降の製造工程の説
明図である。
明図である。
【図４】従来のレベンソン型位相シフトマスクの製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図５】従来の他のレベンソン型位相シフトマスクの製
造工程の説明図である。
造工程の説明図である。
１ 透明基板 ２ シフター層 ３ 遮光膜 ４ 位相シフター領域 ５ 非位相シフター領域 １１ 合成石英ガラス基板 １２ 塗布型ＳｉＯ2 膜 １３ Ｃｒ膜 １４ 第１のレジストパターン １５ Ｃｒ膜パターン １６ 位相シフター領域 １７ 第２のレジストパターン １８ 非位相シフター領域 ２１ 合成石英ガラス基板 ２２ Ｃｒ膜 ２３ 第１のレジストパターン ２４ Ｃｒ膜パターン ２５ 位相シフター領域 ２６ 第２のレジストパターン ２７ 非位相シフター領域 ３１ 透明基板 ３２ エッチングストップ層 ３３ シフター層 ３４ Ｃｒ膜 ３５ 第１のレジストパターン ３６ Ｃｒ膜パターン ３７ 位相シフター領域 ３８ 第２のレジストパターン ３９ 非位相シフター領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 武馬 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 羽入 勇 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 透明基板上に、シフター層を直接設ける
と共に、前記シフター層上に遮光膜パターンを設けたこ
とを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項２】 上記シフター層が、塗布型ＳｉＯ2 膜か
らなることを特徴とする請求項１記載の位相シフトマス
ク。 - 【請求項３】 上記塗布型ＳｉＯ2 膜が、Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 をそれぞれ、水素原子、或いは、炭素原子数が１〜
８のアルキル基であるとした場合、下記の一般式 【化１】 で表される繰り返し単位を少なくとも有する１種以上の
ポリシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られ
る改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から燃成
されたものであることを特徴とする請求項２記載の位相
シフトマスク。 - 【請求項４】 上記遮光膜パターンの下の上記シフター
層の厚さが、λを露光波長、ｎを前記シフター層の屈折
率とした場合、λ／２（ｎ−１）より厚いことを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位相シフト
マスク。 - 【請求項５】 上記シフター層の厚さが、非位相シフタ
ー領域において、λ／２（ｎ−１）の条件を満たすよう
に窪んでいることを特徴とする請求項４記載の位相シフ
トマスク。 - 【請求項６】 透明基板上にシフター層を直接設けたの
ち、前記シフター層上に遮光膜パターンを設ける工程、
エッチングマスクを利用して前記遮光膜パターンから露
出した前記シフター層を前記透明基板が露出するまでエ
ッチングして位相シフター領域を形成する工程、及び、
前記エッチングマスクを除去したのち全面エッチングを
行なって、前記位相シフター領域と非位相シフター領域
との間の位相の調整を行なう工程を有することを特徴と
する位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項７】 上記シフター層の厚さが、λを露光波
長、ｎをシフター層の屈折率とした場合、λ／２（ｎ−
１）より厚くなるように設けたことを特徴とする請求項
６記載の位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項８】 上記シフター層が、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 を
それぞれ、水素原子、或いは、炭素原子数が１〜８のア
ルキル基であるとした場合、下記の一般式 【化２】 で表される繰り返し単位を少なくとも有する１種以上の
ポリシラザンとアルコール化合物とを反応させて得られ
る改質ポリシラザンを含有するシリカ系塗布液から形成
されることを特徴とする請求項６または７に記載の位相
シフトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25797096A JPH10104817A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25797096A JPH10104817A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104817A true JPH10104817A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17313751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25797096A Pending JPH10104817A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10104817A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100428055C (zh) * | 2003-10-15 | 2008-10-22 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 光刻制程、掩膜版及其制造方法 |
| US7482102B2 (en) | 2003-08-27 | 2009-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photomask having a monitoring pattern with an asymmetrical diffraction grating that includes semi-transparent probing-phase shifters |
| JP2016092388A (ja) * | 2014-11-02 | 2016-05-23 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 光学素子 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25797096A patent/JPH10104817A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7482102B2 (en) | 2003-08-27 | 2009-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photomask having a monitoring pattern with an asymmetrical diffraction grating that includes semi-transparent probing-phase shifters |
| US8068213B2 (en) | 2003-08-27 | 2011-11-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photomask, method of lithography, and method for manufacturing the photomask |
| CN100428055C (zh) * | 2003-10-15 | 2008-10-22 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 光刻制程、掩膜版及其制造方法 |
| JP2016092388A (ja) * | 2014-11-02 | 2016-05-23 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 光学素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |