JPH10123695A - Phase shift mask and its manufacture, manufacture of semiconductor device using this phase shift mask, and semiconductor device - Google Patents

Phase shift mask and its manufacture, manufacture of semiconductor device using this phase shift mask, and semiconductor device

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JPH10123695A
JPH10123695A JP16864597A JP16864597A JPH10123695A JP H10123695 A JPH10123695 A JP H10123695A JP 16864597 A JP16864597 A JP 16864597A JP 16864597 A JP16864597 A JP 16864597A JP H10123695 A JPH10123695 A JP H10123695A
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JP
Japan
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etching
phase shift
mask
light
shift mask
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JP16864597A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Nakao
修治 中尾
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently manufacture a multistage phase shift mask by forming a light shielding thin film pattern in a prescribed part of the boundary part between the non-phase shift area and phase shift area of a light permeable base, forming a transition part changed stepwise on the boundary part having no light shielding thin film pattern applied thereto by a plurality of etchings of different quantities. SOLUTION: In the first etching, an etching mask 11 is used, the width is set to once, with the step width of a transition part as unit, and the etching quantity is set to once with the height of one step as unit. In the second and third etchings, etching masks 12, 13 are used, respectively, the etching widths are set to 2 times and 4 times the unit width of the steps, and the etching quantities are also set to 2 times and 4 times the unit height of the steps. When such three etchings are repeated, a smooth stair-like transition part 4 having 8 steps (2<3> ). Namely, the etching mask can have 2<n> (n represents an integer exceeding 2) steps with the step width of the transition part as unit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体集積回路の
製造において、微細回路パターンを転写する光リソグラ
フィでパターン形成の原版として使用されるフォトマス
クの一種である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。また、この発明は、光学的リソグラフ
ィー技術により位相シフトマスクを用いてパターンを形
成する半導体装置の製造方法及びこの製造方法により製
造される半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift mask which is a kind of photomask used as an original for forming a pattern in photolithography for transferring a fine circuit pattern in the manufacture of a semiconductor integrated circuit, and a method of manufacturing the same. is there. The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a pattern is formed using a phase shift mask by optical lithography, and a semiconductor device manufactured by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路はその機能、性能の向上
のため、高集積化が推し進められている。この高集積化
はパターンを微細化することにより同一回路をより小さ
な面積に形成することで達成されてきた。すなわち、パ
ターンの微細化が半導体産業を支えてきたと考えてよ
い。
2. Description of the Related Art In order to improve the functions and performance of semiconductor integrated circuits, high integration is being promoted. This high integration has been achieved by forming the same circuit in a smaller area by miniaturizing the pattern. In other words, it can be considered that the miniaturization of patterns has supported the semiconductor industry.

【0003】微細パターンの形成には、パターンの原版
であるフォトマスクを等倍で、もしくは縮小し、集積回
路形成過程にある半導体基板に転写する、フォトリソグ
ラフィ技術により行われてきた。フォトリソグラフィに
おけるパターンの解像寸法Lは、ー般にL=kl×λ/
NAで与えられることが知られている。ここに、λは露
光波長、NAは投影光学系の開口数、klはプロセスに
より決定される定数であり通常0.5程度の値をとるも
のとされる。すなわち、微細なパターンの形成には露光
波長λを小さくすること、および開口数NAを大きくす
ることが有効である。
[0003] The formation of a fine pattern has been performed by a photolithography technique in which a photomask, which is an original of the pattern, is reduced in size or reduced in size and transferred to a semiconductor substrate in the process of forming an integrated circuit. Generally, the resolution dimension L of a pattern in photolithography is L = kl × λ /
It is known to be given in NA. Here, λ is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture of the projection optical system, and kl is a constant determined by the process and usually takes a value of about 0.5. That is, to form a fine pattern, it is effective to reduce the exposure wavelength λ and increase the numerical aperture NA.

【0004】このことより、より微細なパターンをフオ
トリソグラフィ技術により形成するために、露光波長の
短波長化が推進され、現在では248nmの波長のKr
Fエキシマレーザーを光源としたリソグラフィ技術が実
用化されつつある。一方、転写における焦点深度DOF
は、ー般にDOF=k2×λ/NA2で与えられること
が知られており、短波長化とともに焦点深度DOFが小
さくなってゆく。以上のことより、短波長化による解像
性の向上に加え、さらに解像性を改善し焦点深度DOF
を改善することが、フォトリソグラフィ技術に要求され
ている。
For this reason, in order to form a finer pattern by photolithography, the exposure wavelength has been shortened. At present, Kr having a wavelength of 248 nm is used.
Lithography technology using an F excimer laser as a light source is being put to practical use. On the other hand, DOF in the transfer
Is generally given by DOF = k2 × λ / NA 2 , and the depth of focus DOF becomes smaller as the wavelength becomes shorter. As described above, in addition to the improvement of the resolution by shortening the wavelength, the resolution is further improved and the DOF is improved.
There is a demand for improved photolithography technology.

【0005】上記のフォトリソグラフィ技術の性能向上
のための手段として、いわゆる超解像技術が有望視され
ており、変形照明技術、位相シフト露光技術がその代表
的なものである。中でも所謂レベンソン位相シフトマス
クによる露光技術は、解像性、および焦点深度DOFの
大幅な改善が可能であり、最も有望なものと考えられて
いる。レベンソン位相シフトマスクは、隣合う遮光膜開
口の透過光の位相を相互に反位相となるように変調を与
えるようにするフォトマスクである。
As a means for improving the performance of the photolithography technique, a so-called super-resolution technique is considered promising, and a modified illumination technique and a phase shift exposure technique are typical examples. Above all, an exposure technique using a so-called Levenson phase shift mask is considered to be the most promising, because it can significantly improve the resolution and the DOF. The Levenson phase shift mask is a photomask that modulates the phases of the transmitted lights of adjacent light-shielding film openings so that the phases are opposite to each other.

【0006】このレベンソン位相シフトマスクによる露
光における特性の改善を図について説明する。まず、従
来のマスクによる転写における像の形成について説明す
る。図21は、従来のフォトマスクにより照明光が変調
を受ける様子を示すものである。図21(a)は、従来
のフォトマスク200の断面構造を示し、201は遮光
膜パターン、202は遮光膜開口パターンを示す。図2
1(b)は、遮光膜直後の電界振幅を示す。これらの図
に示すように、フォトマスクのーつの遮光膜開口直後の
電界は開口により変調されたものとなる。また隣り合う
開口によっても電界は同様の変調を受ける。
The improvement of characteristics in exposure by the Levenson phase shift mask will be described with reference to the drawings. First, formation of an image in transfer using a conventional mask will be described. FIG. 21 shows how illumination light is modulated by a conventional photomask. FIG. 21A shows a cross-sectional structure of a conventional photomask 200, in which 201 indicates a light-shielding film pattern, and 202 indicates a light-shielding film opening pattern. FIG.
1 (b) shows the electric field amplitude immediately after the light shielding film. As shown in these figures, the electric field immediately after the opening of one light shielding film of the photomask is modulated by the opening. The electric field is similarly modulated by the adjacent openings.

【0007】図22は、図21のフォトマスクの転写パ
ターンが形成される、半導体ウェハ上での投影像の電界
を示すものである。図22(a)は、ウェハ上の電界振
幅を示し、204は個々の開口による電界、205は合
成電界を示す。図22(b)は、ウェハ上の電界強度を
示す。結像系の開口数NAは1未満であるためフォトマ
スク直後の変調情報の内、空間的に細かく変化する成分
が取り除かれ、緩やかな変動をもつ電界が形成される。
隣り合う開口により変調された電界も同様に緩やかな変
動をもつものとなる。その結果形成される電界は隣り合
う開口間でも相当の強度をもつものとなり、2つの開口
は分離されないものとなる。
FIG. 22 shows an electric field of a projected image on a semiconductor wafer on which a transfer pattern of the photomask of FIG. 21 is formed. FIG. 22A shows the electric field amplitude on the wafer, 204 denotes the electric field due to each aperture, and 205 denotes the combined electric field. FIG. 22B shows the electric field strength on the wafer. Since the numerical aperture NA of the image forming system is less than 1, spatially minutely changing components are removed from the modulation information immediately after the photomask, and an electric field having a gradual change is formed.
The electric field modulated by adjacent openings also has a gradual fluctuation. The resulting electric field has considerable strength between adjacent openings, and the two openings are not separated.

【0008】図23は、レベンソン位相シフトマスクに
より照明光が変調を受ける様子を示すものである。図2
3(a)は、レベンソン位相シフトマスク300の断面
構造を示し、301は遮光膜パターン、302は位相シ
フト加工をしていない遮光膜開口パターン、303は位
相シフト加工をした遮光膜開口パターンを示す。図23
(b)は、遮光膜直後の電界振幅を示す。これらの図に
示すように、一つの遮光膜開口による電界の変調は、従
来マスクによるものと同様であるが、隣り合う開口によ
り変調された電界はレベンソン位相シフトマスクの作用
により位相が反転したものとなる。
FIG. 23 shows how illumination light is modulated by a Levenson phase shift mask. FIG.
3 (a) shows a cross-sectional structure of the Levenson phase shift mask 300, where 301 is a light-shielding film pattern, 302 is a light-shielding film opening pattern that has not undergone phase shift processing, and 303 is a light-shielding film opening pattern that has undergone phase shift processing. . FIG.
(B) shows the electric field amplitude immediately after the light shielding film. As shown in these figures, the modulation of the electric field by one light-shielding film opening is the same as that by the conventional mask, but the electric field modulated by the adjacent openings has a phase inverted by the action of the Levenson phase shift mask. Becomes

【0009】図24は、図23のレベンソン位相シフト
マスクにより転写パターンが形成される、半導体ウエハ
上でのレベンソン位相シフトマスクの投影像の電界を示
すものである。図24(a)は、ウェハ上の電界振幅を
示し、304は個々の開口による電界、305は合成電
界を示す。一つーつの遮光膜開口の像は従来と同様の開
口数NAの光学系で形成されるため、従来のマスクのも
のと同様に緩やかな変動をもつものとなる。図24
(b)は、ウェーは上の電界強度を示す。従来のマスク
のものとは異なり隣り合う開口の位相が反転しており、
開口間の電界は相互に打ち消しあい、二つの開口は分離
されて形成される。すなわち、従来のマスクによる結像
に比べ高解像の結像が可能となる。
FIG. 24 shows an electric field of a projected image of the Levenson phase shift mask on a semiconductor wafer on which a transfer pattern is formed by the Levenson phase shift mask of FIG. FIG. 24A shows the electric field amplitude on the wafer, 304 denotes the electric field due to each aperture, and 305 denotes the combined electric field. Since the image of one light-shielding film aperture is formed by an optical system having the same numerical aperture NA as that of the conventional mask, the image has a gradual fluctuation similarly to that of the conventional mask. FIG.
(B) shows the electric field strength above the way. Unlike those of conventional masks, the phases of adjacent openings are inverted,
The electric fields between the openings cancel each other out, and the two openings are formed separately. That is, it is possible to form a high-resolution image as compared with an image formed by a conventional mask.

【0010】以上に示したように、レベンソン位相シフ
トマスクによる露光は、解像性の向上が可能であるが、
通常のレベンソン位相シフトマスクは遮光膜の開口に対
して0°もしくは180°の2種の位相のいづれかを与
える様に構成されるため以下に示す欠点をもっている。
すなわち、微細暗線を含む暗パターンを形成する場合、
この暗パターンは必ず環状に形成され、開いた線として
の形成は不可能であることである。言葉を換えれば、暗
パターンは必ずーつもしくは複数の短連結明領域をその
内部に含む多重連結領域としてのみ形成することが可能
であるということである。
As described above, the exposure using the Levenson phase shift mask can improve the resolution,
An ordinary Levenson phase shift mask has the following disadvantages because it is configured to give one of two phases of 0 ° or 180 ° to the opening of the light shielding film.
That is, when forming a dark pattern including fine dark lines,
This dark pattern is always formed in an annular shape and cannot be formed as an open line. In other words, a dark pattern can only be formed as a multiple-connected region that always includes one or more short-connected bright regions.

【0011】このことを図について説明する。図25〜
図28は、石英基板をエッチングすることで位相シフタ
を形成した、従来の2種の位相をもつ、レベンソン位相
シフトマスクを示す図、図29〜図31は、このレベン
ソン位相シフトマスクによる微細暗線パターンの形成を
示す図である。図25は、従来の位相シフトマスク40
0の斜視図、図26は位相シフトマスク400の平面図
である。図27は図26に示したA−A線における位相
シフトマスクの断面図である。図28は図26に示した
B−B線における位相シフトマスクの断面図である。
This will be described with reference to the drawings. FIG. 25-
FIG. 28 is a view showing a conventional Levenson phase shift mask having two types of phases in which a phase shifter is formed by etching a quartz substrate, and FIGS. 29 to 31 are fine dark line patterns by the Levenson phase shift mask. FIG. FIG. 25 shows a conventional phase shift mask 40.
FIG. 26 is a plan view of the phase shift mask 400. FIG. 27 is a sectional view of the phase shift mask taken along line AA shown in FIG. FIG. 28 is a sectional view of the phase shift mask taken along line BB shown in FIG.

【0012】微細暗線パターンの形成では、石英基板4
01に形成された、暗線を形成するための遮光膜パター
ン405は、透過光の位相が相互に反位相となる2つの
遮光膜開口パターン402,403により挟まれる様に
形成されることが前記した原理より必要となる。このと
き、前記の暗線が、マスクが形成される全体領域を規定
する境界上の2点を結ぶものでない限り、すなわち、マ
スクの端から端を結ぶ線でない限り、前記の2つの遮光
膜開口パターン402,403の少なくともー方は閉じ
た図形であることが必要である。図25〜図28のシフ
タ加工の施された遮光膜開口部403は前記の閉じた図
形として形成される。また、図25でシフタ加工を施さ
れていない遮光膜開口部402はシフタ加工の施された
遮光膜開口部403を取り囲む様に形成される。必要と
する暗線に対応する遮光膜パターン405は2種の遮光
膜開口パターン402,403の間に形成される。
In forming the fine dark line pattern, the quartz substrate 4
The light-shielding film pattern 405 for forming a dark line formed in No. 01 is formed so as to be sandwiched between two light-shielding film opening patterns 402 and 403 in which the phases of transmitted light are opposite to each other. Required by principle. At this time, as long as the dark line does not connect two points on the boundary that defines the entire area where the mask is formed, that is, unless it is a line connecting the ends of the mask, the two light-shielding film opening patterns At least one of 402 and 403 needs to be a closed figure. The light-shielding film openings 403 subjected to the shifter processing in FIGS. 25 to 28 are formed as the closed figures. In FIG. 25, the light-shielding film opening 402 that has not been subjected to the shifter processing is formed so as to surround the light-shielding film opening 403 that has been subjected to the shifter processing. A light-shielding film pattern 405 corresponding to a required dark line is formed between the two types of light-shielding film opening patterns 402 and 403.

【0013】図29、図30は、このような位相シフト
マスクに垂直に照明光を当てたときの透過の様子を示
す。図29(a)は、位相シフトマスクの暗線形成用の
遮光膜405の部分の断面を示すが、この断面を通過し
た光の強度は、図29(b)に示すように遮光膜405
による暗線部を生じる。図30(a)は、位相シフトマ
スクの位相シフト領域の境界部分の断面を示すが、この
断面を通過した光の強度は、図30(b)に示すように
暗線部を生じてしまう。
FIG. 29 and FIG. 30 show how the phase shift mask is transmitted when illumination light is applied vertically. FIG. 29A shows a cross section of a portion of the light-shielding film 405 for forming a dark line of the phase shift mask. The intensity of light passing through this cross-section is, as shown in FIG.
To produce dark lines. FIG. 30A shows a cross section at the boundary of the phase shift region of the phase shift mask. The intensity of light passing through this cross section results in a dark line portion as shown in FIG. 30B.

【0014】この位相シフトマスク400によりウェハ
上のポジレジストに形成されるレジストパターンを示し
たものが図31である。遮光膜パターン405に対応す
る部分は遮光膜パターンにより暗線像が形成され、ポジ
レジストは現像により溶解しないので、レジストパター
ン406が形成される。必要とするパターンはこの40
6であるが、遮光膜パターン405が存在しない、遮光
膜開口パターン402と遮光膜開口パターン403との
境界部においても、境界を挟んで透過光の位相が反転し
ているため、原理的に暗線像が形成され、ウェハにおい
てはレジストバターン407が形成される。すなわち、
開いた線状のパターンは形成されず、不要なパターン4
07を含めた閉じたパターンが形成されてしまう。
FIG. 31 shows a resist pattern formed on the positive resist on the wafer by the phase shift mask 400. A dark line image is formed in the portion corresponding to the light-shielding film pattern 405 by the light-shielding film pattern, and the positive resist is not dissolved by development, so that the resist pattern 406 is formed. The required pattern is this 40
6, even at the boundary between the light-shielding film opening pattern 402 and the light-shielding film opening pattern 403 where the light-shielding film pattern 405 does not exist, the phase of the transmitted light is inverted across the boundary. An image is formed, and a resist pattern 407 is formed on the wafer. That is,
An open linear pattern is not formed and unnecessary pattern 4
A closed pattern including the pattern 07 is formed.

【0015】このため、一般に開いた線の形成を行うこ
とが必要な配線パターンの形成には、ポシレジストを使
用することが不可能であり、一般的には解像性がポジレ
ジストに比べて劣る、ネガレジストによることが必要
で、十分な解像性が得られないという不都合があった。
For this reason, it is impossible to use a positive resist for forming a wiring pattern which generally needs to form an open line, and the resolution is generally inferior to that of a positive resist. However, it is necessary to use a negative resist, and there is an inconvenience that sufficient resolution cannot be obtained.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
の欠点を補う方法として、一つの遮光膜開口の内部で、
透過光の位相を実質的に連続的に変化させることで、線
状の遮光膜パターンを挟んだ両側の遮光膜開口部の透過
光の位相差が180°であり、かつ前記の線状の遮光膜
パターンを取り囲む領域の全てが明領域となるようにす
る方法が提案されている。(この方法の一例がPro
c.SPIE 2440 p515 に記載されてい
る。)この例では、一つの遮光膜開口の内部で、透過光
の位相を実質的に連続的に変化させるために、0°、4
5°、90°、135°、180°の5階調の位相差を
持つ部分を同一遮光膜開口部内に階段状に形成すること
で、0°部と180°部の隣接による暗線像の発生を回
避している。しかし、この例では、この実質連続位相変
化部を形成するためにレジストパターン形成工程とエッ
チング工程を各々4回ずつ行っており、このような方法
ではn+1位相階調をもつマスクを作製するためには、
各々n回のレジストパターン形成工程とエッチング工程
が必要であり、多くの描画、エッチング工程を要し、生
産コストが高くなると共に、歩留りも低くなるという欠
点があった。
As a method for compensating for such a disadvantage of the prior art, there is a method in which one light-shielding film opening is provided.
By changing the phase of the transmitted light substantially continuously, the phase difference of the transmitted light between the light-shielding film openings on both sides of the linear light-shielding film pattern is 180 °, and the linear light-shielding is performed. A method has been proposed in which the entire region surrounding the film pattern is a bright region. (An example of this method is Pro
c. SPIE 2440 p515. In this example, in order to change the phase of the transmitted light substantially continuously inside one light-shielding film opening, 0 °, 4 °
By forming a portion having a phase difference of 5 gradations of 5 °, 90 °, 135 °, and 180 ° in the same light-shielding film opening, a dark line image is generated due to the adjacency between the 0 ° portion and the 180 ° portion. Have been around. However, in this example, the resist pattern forming step and the etching step are performed four times each in order to form the substantially continuous phase change portion. In such a method, a mask having n + 1 phase gradation is required. Is
Each of them requires a resist pattern forming process and an etching process n times, requires many drawing and etching processes, and has a drawback that the production cost increases and the yield decreases.

【0017】この発明はこのような従来の欠点を解決す
るためになされたものであり、位相が実質連続的に変化
するような、多位相階調の位相シフトマスクを従来に比
べ飛躍的に少ないレジストバターニング及びエッチング
の回数で実現する位相シフトマスクの製造方法と、この
製造方法によって製造した多位相階調の位相シフトマス
クを提供するものである。
The present invention has been made in order to solve such a conventional drawback, and the number of phase shift masks of multi-phase gradation in which the phase changes substantially continuously is dramatically reduced as compared with the conventional one. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a phase shift mask realized by the number of times of resist patterning and etching, and a multi-phase gradation phase shift mask manufactured by the manufacturing method.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明の位相シフトマ
スクの製造方法は、光透過性基板の位相シフトを生じな
い非位相シフト領域と位相シフトを生じる位相シフト領
域の境界部の所定部分に遮光性薄膜パターンを形成する
工程と、前記遮光性薄膜パターンが施されない前記境界
部において、開口部と非開口部とを有する異なるエッチ
ングマスクパターンにより異なるエッチング量のn回
(nは2を超える一定の整数)のエッチングを施すこと
により、エッチング深さが2のn乗の種類に段階的に変
化する遷移部を形成する工程とを含むことを特徴とする
ものである。
According to a method of manufacturing a phase shift mask of the present invention, light is shielded at a predetermined portion of a boundary between a non-phase shift area where a phase shift does not occur and a phase shift area where a phase shift occurs where a phase shift occurs. Forming a conductive thin film pattern and, at the boundary where the light-shielding thin film pattern is not applied, using a different etching mask pattern having an opening portion and a non-opening portion for n times (n is a predetermined number exceeding 2) (Integral) etching to form a transition portion in which the etching depth changes stepwise into 2 n -th power types.

【0019】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、光透過性基板に形成された遮光性薄膜をパターニン
グして前記遮光性薄膜パターンを形成した後、前記位相
シフト領域と前記遷移部とを形成したことを特徴とする
ものである。
In the method for manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the light-shielding thin film formed on the light-transmitting substrate is patterned to form the light-shielding thin film pattern, and then the phase shift region and the transition portion are formed. It is characterized by having done.

【0020】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記位相シフト領域と前記遷移部とを形成した後、
前記遮光膜パターンを形成したことを特徴とするもので
ある。
In the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, after forming the phase shift region and the transition portion,
The light shielding film pattern is formed.

【0021】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記エッチングのマスクを、遮光性及び導電性を有
する材料を用いて形成し、電子ビームレジストを塗布し
て電子ビーム露光してパターニングすることを特徴とす
るものである。
According to a method of manufacturing a phase shift mask of the present invention, the etching mask is formed by using a material having a light-shielding property and a conductive property, and is coated with an electron beam resist and patterned by electron beam exposure. It is a feature.

【0022】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記光透過性基板のエッチングをウエットエッチン
グで行い、前記エッチングマスクを前記ウエットエッチ
ングに使用する薬液に対する耐蝕性をする材料で形成し
たことを特徴とするものである。
In the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the light transmitting substrate is etched by wet etching, and the etching mask is formed of a material having corrosion resistance to a chemical used for the wet etching. It is assumed that.

【0023】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記ウエットエッチングにおけるエッチングマスク
をリンもしくは硼素をドープした非晶質シリコン薄膜で
形成し、前記ウエットエッチングに少なくとも弗化水素
を含む薬液を用いることを特徴とするものである。
In the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the etching mask in the wet etching is formed of an amorphous silicon thin film doped with phosphorus or boron, and a chemical containing at least hydrogen fluoride is used in the wet etching. It is characterized by the following.

【0024】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記エッチングマスクパターンを、光透過性基板の
ドライエッチングに対するレジストにより形成すること
を特徴とするものである。
The method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention is characterized in that the etching mask pattern is formed of a resist for dry etching of a light transmitting substrate.

【0025】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記n回のエッチングの任意回目エッチングのエッ
チング量が、mをn以下の自然数として、単位量の2の
(m−1)乗のいずれかであることを特徴とするもので
ある。
In the method for manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the etching amount of the n-th etching may be any one of unit powers of 2 to the power of (m-1), where m is a natural number of n or less. It is characterized by being.

【0026】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記n回のエッチングのm回目のエッチングのエッ
チング量が、mをn以下の自然数として、単位量の2の
(m−1)乗であることを特徴とするものである。
In the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the etching amount of the m-th etching of the n-th etching is unit power of 2 (m-1), where m is a natural number of n or less. It is characterized by the following.

【0027】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記n回のエッチングの任意回目エッチングのエッ
チングマスクのマスクパターンが、長矩形を含み、前記
長矩形の小さい方の幅が、mをn以下の自然数として、
単位幅の2の(m−1)乗でのいずれかであることを特
徴とするものである。
In the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the mask pattern of the etching mask of the n-th etching includes an elongated rectangle, and the smaller width of the elongated rectangle is such that m is equal to or less than n. As a natural number of
It is one of the unit width and the power of 2 (m-1).

【0028】この発明の位相シフトマスクの製造方法
は、前記n回のエッチングのm回目エッチングのエッチ
ングマスクのマスクパターンが、長矩形を含み、前記長
矩形の小さい側の幅が、mをn以下の自然数として、単
位幅の2の(m−1)乗であることを特徴とするもので
ある。
In the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, the mask pattern of the etching mask of the m-th etching of the n-times etching includes a long rectangle, and the width of the small side of the long rectangle is m less than or equal to n or less. Is a unit width of 2 to the power of (m-1) as a natural number.

【0029】この発明の位相シフトマスクは、前記それ
ぞれの位相シフトマスクの製造方法により製造したこと
を特徴とするものである。また、この発明の半導体装置
の製造方法は、前記いずれかの製造方法で製造された位
相シフトマスクを用いて光レジスト膜などにパターンを
転写することを特徴とするものである。また、この発明
の半導体装置は、前記いずれかの製造方法で形成された
位相シフトマスクを用いて光レジスト膜などにパターン
を転写して製造されたことを特徴とするものである。
[0029] The phase shift mask of the present invention is characterized in that it is manufactured by the method of manufacturing each of the phase shift masks. Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that a pattern is transferred to a photo resist film or the like using a phase shift mask manufactured by any one of the manufacturing methods described above. Further, a semiconductor device according to the present invention is manufactured by transferring a pattern to a photo resist film or the like using a phase shift mask formed by any one of the above manufacturing methods.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1〜図6は、この発明の一実施の形態
として、この発明により製造した位相シフトマスクを説
明するための図である。図1は、この発明により製造し
た位相シフトマスク100の斜視図、図2はその平面
図、図3はその断面図を示し、図3(a)は図2のA−
A線に沿った断面図、図3(b)は図2のB−B線に沿
った断面図である。図4および図5は、この位相シフト
マスクの作用を説明するための図、図6はこの位相シフ
トマスクの変形例を示す図である。
Embodiment 1 FIG. 1 to 6 are views for explaining a phase shift mask manufactured according to the present invention as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a phase shift mask 100 manufactured according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a sectional view thereof, and FIG.
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along a line BB in FIG. 2. 4 and 5 are views for explaining the operation of the phase shift mask, and FIG. 6 is a view showing a modification of the phase shift mask.

【0031】図1〜図3において、1は位相シフトマス
ク100の基板としての石英板、2は垂直な透過光に対
して位相シフトの基準となる面であり、この面を位相シ
フトが生じない面とする。これは遮光膜に覆われておら
ず、遮光膜の開口している領域である。3は、位相シフ
ト面あるいは位相シフト領域であり、この領域の透過光
が基準面2の透過光に対して位相シフトを生じるよう
に、凹部として形成されており、基板1の垂直方向の厚
み、すなわち透過光の透過方向での厚みがこの領域では
薄く形成されている。この領域も遮光膜は形成されてお
らず、遮光膜の開口している領域である。4は、位相シ
フトの生じない基準面と2位相シフトを生じる位相シフ
ト面3との間の遷移領域であり、基準面2から位相シフ
ト面3へとその厚みが階段状に変化するように形成され
ている。5は、位相シフトの生じない基準面(非位相シ
フト領域)2と位相シフトを生じる位相シフト面(位相
シフト領域)3との境界に形成された遮光膜パターンで
ある。この遮光膜パターン5は、例えばクローム(C
r)膜で形成される。遮光膜パターン5の形状は、この
例では微細な暗線を形成するための線パターンである。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a quartz plate as a substrate of the phase shift mask 100, and 2 denotes a surface serving as a reference for a phase shift with respect to perpendicularly transmitted light. Face. This is a region that is not covered with the light-shielding film and has an opening in the light-shielding film. Reference numeral 3 denotes a phase shift surface or a phase shift region, which is formed as a concave portion so that transmitted light of this region causes a phase shift with respect to transmitted light of the reference surface 2. That is, the thickness in the transmission direction of the transmitted light is thin in this region. This region is also a region where no light-shielding film is formed and the light-shielding film is open. Reference numeral 4 denotes a transition region between a reference plane where no phase shift occurs and a phase shift plane 3 where two phase shifts occur. The transition area 4 is formed such that its thickness changes stepwise from the reference plane 2 to the phase shift plane 3. Have been. Reference numeral 5 denotes a light-shielding film pattern formed at a boundary between a reference plane (non-phase shift area) 2 where no phase shift occurs and a phase shift plane (phase shift area) 3 where a phase shift occurs. This light-shielding film pattern 5 is made of, for example, chrome (C
r) A film is formed. In this example, the shape of the light-shielding film pattern 5 is a line pattern for forming a fine dark line.

【0032】このように微細暗線パターンの形成では、
暗線を形成するための遮光膜パターン5は、透過光の位
相が相互に反位相となる2つの遮光膜開口パターン2,
3により挟まれる様に形成される。シフタ加工の施され
た遮光膜開口部3は閉じた図形として形成される。ま
た、シフタ加工を施されていない遮光膜開口部2はシフ
タ加工の施された遮光膜開口部3を取り囲む様に形成さ
れる。必要とする暗線に対応する遮光膜パターン5は2
種の遮光膜開口パターン2,3の間に形成される。
As described above, in forming a fine dark line pattern,
The light-shielding film pattern 5 for forming a dark line includes two light-shielding film opening patterns 2 in which the phases of transmitted light are opposite to each other.
3 are formed. The light-shielding film opening 3 subjected to the shifter processing is formed as a closed figure. The light-shielding film opening 2 that has not been subjected to the shifter processing is formed so as to surround the light-shielding film opening 3 that has been subjected to the shifter processing. The light-shielding film pattern 5 corresponding to the required dark line is 2
The light shielding film is formed between the opening patterns 2 and 3 of the light shielding film.

【0033】このように、基準面2と位相シフト面3と
の間の透過光の位相シフトは、逆相すなわち180°と
なるように形成される。これは透過光の波長に応じて設
定されるが、例えばi線(365nm)を用いる場合は、
位相シフト面3は、約4,325Åの深さに形成され
る。
As described above, the phase shift of the transmitted light between the reference plane 2 and the phase shift plane 3 is formed so as to be the opposite phase, that is, 180 °. This is set according to the wavelength of the transmitted light. For example, when using the i-line (365 nm),
The phase shift surface 3 is formed at a depth of about 4,325 °.

【0034】遮光マスク5は、例えばこのマスクにより
1μm以下のレベルの暗線を形成しようとする場合は、
その幅は1μm程度に形成される。基準面2と位相シフ
面3の間の遷移領域は、両側の透過光が干渉しあわない
程度にその幅がとられるが、通常遮光マスク5と同程度
の幅でよい。
The light-shielding mask 5 is used, for example, when forming a dark line of a level of 1 μm or less using this mask.
Its width is formed to about 1 μm. The width of the transition region between the reference plane 2 and the phase shift plane 3 is set so that the transmitted light on both sides does not interfere with each other.

【0035】図4および図5は、このような位相シフト
マスクに垂直に照明光を当てたときの透過の様子を示
す。図4(a)は、位相シフトマスクの暗線形成用の遮
光膜5の部分の断面を示すが、この断面を通過した光の
強度は、図4(b)に示すように遮光膜5による暗線部
を生じる。図5(a)は、位相シフトマスクの遷移領域
の部分の断面を示すが、この断面を通過した光の強度
は、図5(b)に示すように暗線部を生じない。
FIG. 4 and FIG. 5 show how light is transmitted when illumination light is applied vertically to such a phase shift mask. FIG. 4A shows a cross section of a portion of the light-shielding film 5 for forming a dark line of the phase shift mask. The intensity of light passing through this cross-section is, as shown in FIG. Part. FIG. 5A shows a cross section of a transition region portion of the phase shift mask. The intensity of light passing through this cross section does not produce a dark line portion as shown in FIG. 5B.

【0036】図6は、図1〜図3に示した位相シフトマ
スク100による透過光のパターンである。遮光マスク
5による暗線6のみが形成されている。破線7は、従来
の位相シフトマスクで形成されていた不必要な暗線の位
置を示すが、この発明の位相シフトマスクではこれは形
成されない。
FIG. 6 shows a pattern of transmitted light by the phase shift mask 100 shown in FIGS. Only the dark lines 6 formed by the light shielding mask 5 are formed. The broken line 7 indicates the position of an unnecessary dark line formed by the conventional phase shift mask, but is not formed by the phase shift mask of the present invention.

【0037】図7は、遮光膜5の変形例を示す。これ
は、基準面2と位相シフト面3の境界の全周に遷移部4
を形成した後、その一部に遮光膜5を形成したものであ
る。遮光という機能の上からは、遮光膜5の必要な平面
形状が維持されれば、このようにあるいは他の形状に変
形されてもよい。
FIG. 7 shows a modification of the light shielding film 5. This is because the transition section 4 is located all around the boundary between the reference plane 2 and the phase shift plane 3.
Is formed, and a light shielding film 5 is formed on a part thereof. From the viewpoint of the light shielding function, the light shielding film 5 may be deformed in this way or another shape as long as the required planar shape is maintained.

【0038】実施の形態2.図8〜図12に、この発明
の他の実施の形態として、i線露光用の位相シフトマス
クの製造工程を示す。先ず、図8に示すように、石英基
板1の上に遮光膜として導電性を有するクローム(C
r)膜8が形成され、その上に電子ビーム(EB)レジ
スト膜9が形成されたフォトマスクブランク10を用意
する。次に、図9を参照すると、図8のフォトマスクブ
ランク10に対して、電子ビーム描画技術により、クロ
ーム膜8がエッチング除去される領域Aに対応した電子
ビームレジスト膜9の部分を除去するように、電子ビー
ムレジスト膜をパターニングする。次に、この電子ビー
ムレジスト膜9のパターンをマスクとしてクローム膜8
をエッチングし、然る後に電子ビームレジスト膜9を剥
離し、クローム膜8のパターンの検査、修正を行なう。
Embodiment 2 8 to 12 show a manufacturing process of a phase shift mask for i-line exposure as another embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 8, chrome (C
r) A photomask blank 10 having a film 8 formed thereon and an electron beam (EB) resist film 9 formed thereon is prepared. Next, referring to FIG. 9, with respect to the photomask blank 10 of FIG. 8, a portion of the electron beam resist film 9 corresponding to the region A where the chrome film 8 is etched away is removed by an electron beam drawing technique. Next, the electron beam resist film is patterned. Next, using the pattern of the electron beam resist film 9 as a mask, the chrome film 8 is used.
Is etched, and thereafter, the electron beam resist film 9 is peeled off, and the pattern of the chrome film 8 is inspected and corrected.

【0039】このように形成した図9の中間マスク体に
対して、次に図10を参照すると、電子ビームレジスト
膜9を全面に塗布し、1回目の石英基板エッチングによ
りエッチングされるべき領域Bに対応した電子ビームレ
ジスト膜9の部分を除去するようにEB描画を行い、C
HF3/CO/Arガスによる反応性イオンエッチング
(RIE)により、基板石英1を270Åドライエッチ
ングし、その後電子ビームレジスト膜9を剥離する。
Next, referring to FIG. 10, with respect to the intermediate mask body of FIG. 9 formed in this way, an electron beam resist film 9 is applied to the entire surface, and a region B to be etched by the first quartz substrate etching is applied. EB writing is performed so as to remove the portion of the electron beam resist film 9 corresponding to
The substrate quartz 1 is dry-etched by 270 ° by reactive ion etching (RIE) using HF 3 / CO / Ar gas, and then the electron beam resist film 9 is peeled off.

【0040】図10に示した中間マスク体に対して、次
に図11を参照すると、その全面に電子ビームレジスト
膜9を塗布し、2回目の石英基板エッチングで除去すべ
き領域Cに対応したEB描画を行なって電子ビームレジ
スト膜9のパターンを形成し、基板石英1を540Åエ
ッチングする。さらに、3回目の石英基板エッチングと
して、同様の工程を行い、基板石英1を1,081Åエ
ッチングする。さらに、4回目の石英基板エッチングと
して、同様の工程を行い、基板石英1を2,163Åの
エッチングを行う。(透過光の波長にあわせて、エッチ
ングの最大量を4325Åにするためエッチング量を少
し調整している。)
Referring now to FIG. 11, an electron beam resist film 9 is applied to the entire surface of the intermediate mask shown in FIG. 10, and corresponds to the region C to be removed by the second quartz substrate etching. The pattern of the electron beam resist film 9 is formed by EB drawing, and the substrate quartz 1 is etched by 540 °. Further, as a third quartz substrate etching, a similar process is performed to etch the substrate quartz 1 by 1,081 °. Further, the same process is performed as the fourth quartz substrate etching, and the substrate quartz 1 is etched by 2,163 °. (According to the wavelength of the transmitted light, the amount of etching is slightly adjusted to make the maximum amount of etching 4325 °.)

【0041】例えば、4回のエッチングの全てによりエ
ッチングが行われた部分は、約4,325Åのエッチン
グが行われ、エッチングが行われないCr開口の透過光
に対して、i線(365nm)で180°位相差のあるシ
フタとして働く。
For example, a portion etched by all four etchings is etched by about 4,325 °, and is irradiated with i-line (365 nm) with respect to light transmitted through a Cr opening where etching is not performed. Works as a shifter with a 180 ° phase difference.

【0042】この様に4回のレジストパターニングを
し、石英基板1のエッチングをすることで、エッチング
されていない部分も含めて、遷移部4が16階調(すな
わち、2の4乗)の位相階調をもつ位相シフトマスクを
形成することが可能である。図12は、このようにして
形成された位相シフトマスクの断面を示す。図11のク
ローム膜8が遮光膜パターン5として残されている。そ
の側に、非位相シフト領域2と位相シフト領域3との間
の遷移部4が形成され、光透過方向での光路長を、光透
過方向と直交する面内で多段に変調するように動作する
位相マスクが製造されている。また、この製造方法によ
れば、この製造方法により作製したときの特徴となる多
段構造を持った位相シフトマスク100が得られる。
By performing the resist patterning four times and etching the quartz substrate 1 as described above, the transition portion 4 including the unetched portion has a phase of 16 gradations (that is, 2 to the fourth power). It is possible to form a phase shift mask having a gradation. FIG. 12 shows a cross section of the phase shift mask thus formed. The chrome film 8 of FIG. 11 is left as the light shielding film pattern 5. A transition portion 4 between the non-phase shift region 2 and the phase shift region 3 is formed on that side, and operates so as to modulate the optical path length in the light transmission direction in multiple steps in a plane orthogonal to the light transmission direction. Are manufactured. Further, according to this manufacturing method, a phase shift mask 100 having a multi-stage structure, which is a characteristic when manufactured by this manufacturing method, can be obtained.

【0043】以上説明したこの実施の形態の位相シフト
マスクの製造方法は、次のようにまとめることができ
る。すなわち、光透過性基板とこの光透過性基板の一つ
の主面上に形成された遮光薄膜を具えたフォトマスクブ
ランクを材料として用意する。次に、この遮光薄膜をエ
ッチングして必要な遮光膜パターンを形成する。次に、
遮光薄膜に形成された開口部(遮光薄膜が除去された領
域)の所定領域(位相シフト領域)に位置する光透過性
基板をエッチングにより加工する工程を、少なくとも2
回以上であるn回行う。このn回のエッチング工程にお
ける各回のエッチングマスクパターン及びエッチング量
は、相互に異なるものであり、このn回のエッチング工
程により最大2のn乗種類のエッチング深さを持つよう
に前記光透過性基板を加工する。
The method of manufacturing the phase shift mask according to this embodiment described above can be summarized as follows. That is, a photomask blank including a light transmitting substrate and a light shielding thin film formed on one main surface of the light transmitting substrate is prepared as a material. Next, the light-shielding thin film is etched to form a necessary light-shielding film pattern. next,
At least two steps of processing the light-transmitting substrate located in a predetermined region (phase shift region) of the opening (region from which the light-shielding thin film is removed) formed in the light-shielding thin film by etching.
N or more times. The etching mask pattern and the etching amount in each of the n etching steps are different from each other, and the light-transmitting substrate is formed so as to have a maximum of 2 n etching depths by the n etching steps. To process.

【0044】なお、図8〜図12の例では、完成した位
相シフトマスク100において遮光膜パターン5となる
部分を、始めにクローム膜8をパターニングして形成し
た。しかし、遮光膜パターン5は、石英基板1のエッチ
ングが完了してから、最後の工程として形成してもよ
い。図7に示したものは、石英基板1に位相シフト領域
3と遷移領域4を形成した後に、遷移領域の一部に遮光
膜パターン5を形成したものである。
In the examples shown in FIGS. 8 to 12, the portion to be the light-shielding film pattern 5 in the completed phase shift mask 100 is formed by first patterning the chrome film 8. However, the light-shielding film pattern 5 may be formed as the last step after the etching of the quartz substrate 1 is completed. In FIG. 7, after forming the phase shift region 3 and the transition region 4 on the quartz substrate 1, a light shielding film pattern 5 is formed on a part of the transition region.

【0045】実施の形態3.図13〜図16は、この発
明の他の実施の形態による位相シフトマスクの製造方法
を示す。先ず、図13に示すように、石英基板1の上
に、この石英基板1に対するエッチングマスクとして用
いるクローム(Cr)膜8を形成する。このように、こ
の製法におけるエッチングマスクとしてしては、遮光性
と導電性を有する膜を用いる。次に、その上に、電子ビ
ームレジスト膜9を形成する。次に、電子ビーム(E
B)描画技術により、クローム膜8がエッチング除去さ
れる領域Aに対応した電子ビームレジスト膜9の部分を
除去するように、電子ビームレジスト膜9をパターニン
グする。次に、この電子ビームレジスト膜9のパターン
をマスクとしてクローム膜8をエッチングする。次に、
電子ビームレジスト膜9を除去し、パターニングされた
クローム膜8の欠陥検査をし、必要な場合は欠陥を修正
する。
Embodiment 3 13 to 16 show a method of manufacturing a phase shift mask according to another embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 13, a chrome (Cr) film 8 used as an etching mask for the quartz substrate 1 is formed on the quartz substrate 1. As described above, a film having a light-shielding property and a conductive property is used as an etching mask in this manufacturing method. Next, an electron beam resist film 9 is formed thereon. Next, the electron beam (E
B) The electron beam resist film 9 is patterned by a drawing technique so as to remove a portion of the electron beam resist film 9 corresponding to the region A where the chrome film 8 is removed by etching. Next, the chrome film 8 is etched using the pattern of the electron beam resist film 9 as a mask. next,
The electron beam resist film 9 is removed, a defect inspection of the patterned chrome film 8 is performed, and a defect is corrected if necessary.

【0046】次に、図14を参照すると、クローム膜8
のパターンにより石英基板1を所定の深さにウェットエ
ッチングする。しかる後、クローム膜8を除去する。
Next, referring to FIG.
The quartz substrate 1 is wet-etched to a predetermined depth by the above pattern. Thereafter, the chrome film 8 is removed.

【0047】次に図15を参照すると、石英基板1の全
面にクローム膜8を再び形成する。次に、その上に、全
面に電子ビームレジスト膜9を形成する。次に、電子ビ
ーム描画技術により、クローム膜8がエッチング除去さ
れる領域Bに対応した電子ビームレジスト膜9の部分を
除去するように、電子ビームレジスト膜9をパターニン
グする。次に、この電子ビームレジスト膜9のパターン
をマスクとしてクローム膜8をエッチングする。次に、
電子ビームレジスト膜9を除去し、パターニングされた
クローム膜8の欠陥検査をし、必要な場合は欠陥を修正
する。
Next, referring to FIG. 15, a chrome film 8 is formed again on the entire surface of the quartz substrate 1. Next, an electron beam resist film 9 is formed on the entire surface. Next, the electron beam resist film 9 is patterned by an electron beam drawing technique so as to remove a portion of the electron beam resist film 9 corresponding to the region B where the chromium film 8 is removed by etching. Next, the chrome film 8 is etched using the pattern of the electron beam resist film 9 as a mask. next,
The electron beam resist film 9 is removed, a defect inspection of the patterned chrome film 8 is performed, and a defect is corrected if necessary.

【0048】次に、図16参照すると、クローム膜8の
パターンにより石英基板1の領域Bを所定の深さにウェ
ットエッチングする。しかる後、クローム膜8を除去す
る。以上のようなエッチング工程を繰り返して、実施の
形態2と同様に、石英基板の所定の領域に所定のエッチ
ングを行い、位相シフトマスクを形成する。
Next, referring to FIG. 16, the region B of the quartz substrate 1 is wet-etched to a predetermined depth by the pattern of the chrome film 8. Thereafter, the chrome film 8 is removed. By repeating the above etching process, a predetermined etching is performed on a predetermined region of the quartz substrate as in the second embodiment to form a phase shift mask.

【0049】石英基板1をエッチングするためのマスク
としては、導電性と遮光性をもつ材料を用いることにつ
いては既にのべた。導電性が必要であるのは、電子ビー
ムレジストを電子ビーム露光してパターニングをする
際、帯電しないようにするためである。遮光性が必要な
のは、パターニングされたマスクにピンホールなどの欠
陥がないかを光照射して検査するためである。このよう
な必要性を満しエッチングマスクとして適する材料は、
クロームの外に不純物ドープしたシリコンがある。ま
た、エッチングにはフッ酸などを用い、ウェットエッチ
ングを行う。
The use of a material having conductivity and light-shielding properties as a mask for etching the quartz substrate 1 has already been described. The reason why the conductivity is necessary is to prevent the electron beam resist from being charged when the electron beam resist is patterned by electron beam exposure. The light-shielding property is required in order to inspect the patterned mask for defects such as pinholes by light irradiation. Materials satisfying such a need and suitable as an etching mask are:
There is silicon doped with impurities outside of chrome. In addition, wet etching is performed using hydrofluoric acid or the like.

【0050】繰り返しの工程は次のとおりである。先
ず、石英基板1に対して、クローム膜8(石英エッチン
グ用マスク)を形成し、その上に、電子ビームレジスト
膜9を形成し、これを電子ビーム露光して現像し、電子
ビームレジスト膜9のパターン形成を行う。次に、この
電子ビームレジスト膜9のパターンによりクローム膜8
をエッチングしてパターニングする。その後、電子ビー
ムレジスト膜9を除去して、クローム膜8のパターンの
欠陥検査と修正を行う。しかる後、クローム膜8のパタ
ーンをマスクとして石英基板1のエッチングをおこな
う。その後に、クローム膜8のパターンを除去する。こ
の工程を繰り返す。
The repetition steps are as follows. First, a chromium film 8 (a mask for etching quartz) is formed on the quartz substrate 1, and an electron beam resist film 9 is formed thereon. Is formed. Next, the chromium film 8 is formed by the pattern of the electron beam resist film 9.
Is patterned by etching. After that, the electron beam resist film 9 is removed, and the pattern inspection of the chrome film 8 is inspected and corrected. Thereafter, the quartz substrate 1 is etched using the pattern of the chrome film 8 as a mask. After that, the pattern of the chrome film 8 is removed. This step is repeated.

【0051】この場合、石英基板1のエッチングが完了
した位相シフトマスク100における遮光膜パターン5
は、石英基板1のエッチングを始める前に、最初に形成
しておく方法と、石英基板1のエッチングが完了してた
後から形成する方法との両方がある。図7に示したもの
は、石英基板1に位相シフト領域3と遷移領域4を形成
した後に、遷移領域の一部に遮光膜パターン5を形成し
たものである。
In this case, the light-shielding film pattern 5 in the phase shift mask 100 after the etching of the quartz substrate 1 is completed.
There are both a method in which the quartz substrate 1 is formed before the etching is started and a method in which the quartz substrate 1 is formed after the etching of the quartz substrate 1 is completed. In FIG. 7, after forming the phase shift region 3 and the transition region 4 on the quartz substrate 1, a light shielding film pattern 5 is formed on a part of the transition region.

【0052】以上説明したこの実施の形態の位相シフト
マスクの製造方法は、次のようにまとめることができ
る。すなわち、光透過性基板を材料とし、この光透過性
基板をエッチングにより加工する工程を、少なくとも2
回以上であるn回行う。このn回のエッチング工程にお
ける各回のエッチングマスクパターン及びエッチング量
は相互に異なるものであり、このn回のエッチング工程
により、最大2のn乗種類のエッチング深さを持つよう
に光透過性基板を加工する。その後、光透過性基板に遮
光性薄膜を形成しこれをパターニングする。
The method of manufacturing the phase shift mask of this embodiment described above can be summarized as follows. That is, the step of processing the light-transmitting substrate by etching using the light-transmitting substrate as a material includes at least two steps.
N or more times. The etching mask pattern and the etching amount in each of the n etching steps are different from each other, and the light-transmitting substrate is formed so as to have a maximum of 2 n types of etching depths by the n etching steps. Process. Thereafter, a light-shielding thin film is formed on the light-transmitting substrate and is patterned.

【0053】また、前記のn回の透明基板のエッチング
における各回のエッチングがウエットエッチングによる
ものであり、n回のエッチングにおける各回のエッチン
グマスクがウエットエッチングに使用する薬液に対する
耐蝕性を具備し、さらに、導電性及び遮光性を具備する
材料で形成されるものである。
Further, each of the n times of etching of the transparent substrate is performed by wet etching, and the etching mask of each of the n times of etching has corrosion resistance to a chemical solution used for wet etching. It is formed of a material having conductivity and light shielding properties.

【0054】また、前記のウエットエッチングにおける
エッチングマスクがリンもしくは硼素をドープした非晶
質シリコン薄膜で形成され、ウエットエッチングに使用
する薬液は少なくとも弗化水素を含む薬液が用いられ
る。
Further, the etching mask in the above wet etching is formed of an amorphous silicon thin film doped with phosphorus or boron, and a chemical containing at least hydrogen fluoride is used for the wet etching.

【0055】実施の形態4.図17および図18は、こ
の発明の他の実施の形態の位相シフトマスクの製造方法
を説明するための図である。これらの図は、位相シフト
マスクにおいて、位相シフト領域と非位相シフト領域の
境界部に滑らかな遷移部を形成する場合の、エッチング
マスクパターンのパターン配置の概念、ならびにこのエ
ッチングマスクにより形成された位相シフトマスクの遷
移部の構造を示す平面図および断面図である。図17に
おいて、(A)は、石英基板1の平面図であり、(B)
は、複数のエッチングマスク11〜13の部分平面図で
ある。(C)は、エッチングマスク11〜13と2進数
との関係を示す図である。また、図18において、
(A)は、石英基板1の断面図であり、これは図17の
(A)におけるAーA断面を示すものである。図18の
(B)は、複数のエッチングマスク11〜13の断面図
であり、図17の(B)のエッチングマスクと対応す
る。(C)は、エッチングマスク11〜13と2進数と
の関係を示す図である。
Embodiment 4 17 and 18 are views for explaining a method of manufacturing a phase shift mask according to another embodiment of the present invention. These figures show the concept of the pattern arrangement of the etching mask pattern when a smooth transition is formed at the boundary between the phase shift region and the non-phase shift region in the phase shift mask, and the phase shift formed by this etching mask. It is the top view and sectional drawing which show the structure of the transition part of a shift mask. 17A is a plan view of the quartz substrate 1 and FIG.
Is a partial plan view of a plurality of etching masks 11 to 13. FIG. (C) is a diagram showing a relationship between the etching masks 11 to 13 and binary numbers. Also, in FIG.
(A) is a cross-sectional view of the quartz substrate 1, which shows an AA cross section in (A) of FIG. FIG. 18B is a cross-sectional view of the plurality of etching masks 11 to 13 and corresponds to the etching mask of FIG. (C) is a diagram showing a relationship between the etching masks 11 to 13 and binary numbers.

【0056】図17および図18を参照して、エッチン
グのプロセスを説明する。先ず、位相シフトマスクとな
る石英基板1の1回めのエッチングは、図17および図
18におけるエッチングマスク11を用いる。このマス
クは、位相シフトマスクの遷移部の階段の幅を単位とし
て、その1倍(すなわち、2の0乗倍)の幅で、交互
に、すなわち縞状に開口部11aと非開口部11bが配
列されている。このマスクを用いた1回目のエッチング
量は、位相シフトマスクの階段の1段の高さ(段差)を
単位として、その1倍(すなわち、2の0乗倍)とす
る。
Referring to FIGS. 17 and 18, the etching process will be described. First, the etching mask 11 in FIGS. 17 and 18 is used for the first etching of the quartz substrate 1 serving as a phase shift mask. In this mask, the opening 11a and the non-opening 11b are alternately, that is, striped in a width that is one time (that is, 2 to the power of 0) in units of the width of the step at the transition part of the phase shift mask. Are arranged. The first etching amount using this mask is set to one time (that is, 2 to the power of 0) in units of the height (step) of one step of the phase shift mask.

【0057】次に、石英基板1の2回めのエッチング
は、図17および図18におけるエッチングマスク12
を用いる。このマスクは、位相シフトマスクの遷移部の
階段の幅を単位として、その2倍(すなわち、2の1乗
倍)の幅で、交互にエッチング開口部12aと非開口部
12bが配列されている。このマスクを用いた2回目の
エッチング量は、位相シフトマスクの階段の1段の高さ
(段差)を単位として、その2倍(すなわち、2の1乗
倍)とする。
Next, the second etching of the quartz substrate 1 is performed by using the etching mask 12 shown in FIGS.
Is used. In this mask, the etching opening portions 12a and the non-opening portions 12b are alternately arranged in a width twice (ie, a power of 2) twice a unit of the width of the step of the transition portion of the phase shift mask. . The amount of the second etching using this mask is set to twice (that is, 2 to the power of 2) a unit of the height (step) of one step of the phase shift mask.

【0058】次に、石英基板1の3回めのエッチング
は、図17および図18におけるエッチングマスク13
を用いる。このマスクは、位相シフトマスクの遷移部の
階段の幅を単位として、その4倍(すなわち、2の2乗
倍)の幅で、交互にエッチング開口部13aと非開口部
13bが配列されている。このマスクを用いた3回目の
エッチング量は、位相シフトマスクの遷移部の階段の1
段の高さ(段差)を単位として、その4倍(すなわち、
2の2乗倍)とする。
Next, the third etching of the quartz substrate 1 is performed by using the etching mask 13 shown in FIGS.
Is used. In this mask, the etching openings 13a and the non-openings 13b are alternately arranged in a width of four times (ie, twice the square of two) a unit of the width of the step of the transition portion of the phase shift mask. . The third etching amount using this mask is one step of the transition part of the phase shift mask.
The height of the step (step) as a unit, four times that (ie,
2 times the power of 2).

【0059】このようにして石英基板1の3回のエッチ
ングを繰り返すと、そのエッチング結果は、図18
(A)の断面図のように、滑らかな8段階(すなわち、
2の3乗の段階)の階段状の遷移部4となる。すなわ
ち、光の透過方向での光路長が、光の透過方向と直交す
る面内で多段の変調階調を有する形での多段位相シフト
マスクが形成されている。
When etching of the quartz substrate 1 is repeated three times in this manner, the result of the etching is as shown in FIG.
As shown in the cross-sectional view of FIG.
A step-like transition portion 4 of (2 to the third power stage) is obtained. That is, a multi-stage phase shift mask is formed in which the optical path length in the light transmission direction has multiple modulation gradations in a plane orthogonal to the light transmission direction.

【0060】以上のことを、一般化して言うと次のとお
りとなる。すなわち、エッチングマスクは、完成する位
相シフトマスクの遷移部の階段幅を単位として(その幅
をWとする)、その2の(n−1)乗倍の幅で(W×2
n-1)、開口部と非開口部が縞状になって配列された状
態にする。ここで、nは1から始まる整数であり、各整
数ごとのエッチングマスクを形成する。nをどこで止め
るかは、完成する位相シフトマスクの階段を何段にする
かによって決まる。階段数は、2のn乗だけできる。
The above is generalized as follows. That is, the etching mask has a width (W × 2) times (n−1) times the unit of the step width of the transition portion of the completed phase shift mask (the width is defined as W).
n-1 ) The openings and non-openings are arranged in stripes. Here, n is an integer starting from 1, and an etching mask is formed for each integer. Where n is stopped depends on the number of steps of the completed phase shift mask. The number of steps can be as high as 2 n.

【0061】次に、エッチング量について考察すると、
エッチング量は、完成する位相シフトマスクの遷移部の
階段の段差を単位として(その段差をHとする)、各回
のエッチングで、その2の(n−1)乗倍の深さ(H×
n-1)をエッチング除去する。ここで、nとしての整
数は、上記のエッチングマスクにおけるnとしての整数
に一致させたものとする。このようにして、n回のエッ
チングで、遷移部が2のn乗(2n)の位相階調をもつ
多段位相シフトマスクを製造することができる。例えば
8階調の位相をもつ位相シフトマスクならば従来法では
7回のエッチングを必要としたが、本方法では3回で可
能となる。
Next, considering the etching amount,
The etching amount is defined as the unit of the step of the transition portion of the completed phase shift mask (the step is defined as H), and the depth (H × 2) times (n × 1) times of each etching.
2n-1 ) is removed by etching. Here, it is assumed that the integer as n matches the integer as n in the above etching mask. In this manner, a multi-stage phase shift mask having a transition portion having a phase gradation of 2 n (2 n ) can be manufactured by n times of etching. For example, in the case of a phase shift mask having a phase of eight gradations, seven etchings are required in the conventional method, but three etchings are possible in the present method.

【0062】なお、エッチングマスクの使用の順序、従
ってまた、エッチング量の大きさの順序は、整数nを1
から始めて順次増加するようにとるのが効果的である。
しかし、この順序はそのように限定されるものではな
く、異なる順序でエッチングを行っても、理論的には結
果として同じ位相シフトマスクが形成できる。もっとも
マスクの位置は、端部を整合させる必要はある。
The order of the use of the etching mask, that is, the order of the magnitude of the etching amount is such that the integer n is 1
It is effective to start from and increase sequentially.
However, this order is not so limited, and even if etching is performed in a different order, the same phase shift mask can theoretically be formed as a result. However, the position of the mask needs to be aligned at the ends.

【0063】次に、以上のことを、図17(C)および
図18(C)に示す2進数で考察すると次のとおりであ
る。この図17(C)および図18(C)の2進数は、
位相シフトマスクの遷移部4の階段幅ごとに、エッチン
グ量の少ない階段から大きい階段へと対応させたもので
ある。この2進数の数値は、階段の1段の段差を単位と
して、その階段のエッチング量と対応する。また、この
2進数の1桁めに数字1が立っている階段は、1回目の
エッチングでエッチングされることを示している。ま
た、この2進数の2桁めに数字1が立っている階段は、
2回目のエッチングでエッチングされることを示してい
る。同様に、この2進数の3桁めに数字1が立っている
階段は、3回目のエッチングでエッチングされることを
示している。
Next, the above description will be described with reference to the binary numbers shown in FIGS. 17C and 18C. The binary numbers in FIGS. 17C and 18C are
Each step width of the transition section 4 of the phase shift mask corresponds to a step having a small etching amount and a step having a large etching amount. This binary number corresponds to the etching amount of the stairs in units of one step of the stairs. Also, the stairs in which the numeral 1 stands in the first digit of the binary number indicates that the etching is performed in the first etching. Also, the stairs where the number 1 stands in the second digit of this binary number,
This indicates that etching is performed in the second etching. Similarly, the step in which the number 1 stands in the third digit of the binary number indicates that the step is etched by the third etching.

【0064】このことを言い換えれば、完成すべき位相
シフトマスクの遷移部の階段幅ごとに、エッチングの浅
いほうから深い方へ単調に増加する2進数を置き、その
n桁めに数字1が立っている場合は、その部分が開口さ
れたエッチングマスクを使用成し、階段の段差を単位と
して、その2の(n−1)乗の深さをエッチング除去す
る。これと同様のことを、置かれた2進数の各桁につい
て行えば、エッチング深さが順番に深くなった位相シフ
トマスクを形成することができる。なお、位相シフトマ
スクの階段の幅と段差の大きさは、使用する光線の波長
や、この位相マスクを用いて形成しようとする線のパタ
ーンにより決められるものである。
In other words, for each step width of the transition portion of the phase shift mask to be completed, a binary number that monotonically increases from the shallower etching to the deeper etching is set, and the number 1 is set at the nth digit. In this case, an etching mask having an opening in the portion is used, and the depth of the power of 2 (n-1) is removed by etching in steps of steps. If the same operation is performed for each digit of the placed binary number, a phase shift mask in which the etching depth is gradually increased can be formed. The width of the step and the size of the step of the phase shift mask are determined by the wavelength of the light beam to be used and the pattern of the line to be formed using the phase mask.

【0065】初めに説明した図1〜図3に示す位相シフ
トマスクは、以上述べたような製造方法によって得えら
れる多段位相シフトマスクを示す図である。このような
製法によれば、図1〜図3に示したように、0°透過部
から180°透過部に移行する遷移部分が細かい階段状
に形成された位相シフトマスクが得られる。このため、
例えば通常の2位相マスクの形成によった場合の0°か
ら180°への急激な変化がなく、そのような変化の結
果として、転写パターンに形成される暗パターンがなく
なり、孤立した配線をポジレジストで形成することが可
能となる。
The phase shift mask shown in FIGS. 1 to 3 described earlier is a diagram showing a multi-stage phase shift mask obtained by the manufacturing method described above. According to such a manufacturing method, as shown in FIGS. 1 to 3, a phase shift mask in which a transition portion transitioning from a 0 ° transmission portion to a 180 ° transmission portion is formed in a fine step shape is obtained. For this reason,
For example, there is no abrupt change from 0 ° to 180 ° when a normal two-phase mask is formed, and as a result of such a change, there is no dark pattern formed in the transfer pattern, and isolated wiring is positive. It can be formed with a resist.

【0066】このことを図により説明すると、図1〜図
3に示すようなこの発明の位相シフトマスクで細い配線
のパターンを形成すると、図6に示すように、必要な線
のパターン6だけとなり、従来生じていた不必要な線の
パターン7はなくなり、実質上問題になるような影響を
生じることはない。これを実現するために、8段の階調
の位相シフトマスクを製造するために従来法では7回の
エッチングが必要であったが、本方法では3回であり、
大幅な工程短縮が可能である。
This will be described with reference to the drawings. When a thin wiring pattern is formed using the phase shift mask of the present invention as shown in FIGS. 1 to 3, only a necessary line pattern 6 is formed as shown in FIG. In addition, the unnecessary line pattern 7 which has occurred in the past is eliminated, and there is no practically problematic influence. In order to realize this, seven etchings were required in the conventional method to manufacture a phase shift mask having eight gradations, but in the present method, three etchings were required.
Substantial process shortening is possible.

【0067】以上説明したこの実施の形態の位相シフト
マスクの製造方法は、次のようにまとめることができ
る。すなわち、この発明においては、光透過性基板をエ
ッチングにより加工する工程を、少なくとも2回以上で
あるn回具え、このn回のエッチング工程における各回
のエッチングマスクパターン及びエッチング量が相互に
異なるものであり、n回のエッチング工程により最大2
のn乗種のエッチング深さを持つように光透過性基板を
加工する。ことについては、すでに述べたが、さらにこ
の実施の形態においては、このn回のエッチングの任意
回目エッチングのエッチング量が、mをn以下の自然数
として、単位量の2の(m−1)乗のいずれかであるよ
うにする。
The method of manufacturing the phase shift mask according to this embodiment described above can be summarized as follows. That is, in the present invention, the step of processing the light-transmitting substrate by etching is provided at least n times, that is, at least two times, and the etching mask pattern and the etching amount in each of the n etching steps are different from each other. Yes, up to 2 with n etching steps
The light transmissive substrate is processed so as to have an etching depth of n-th power. As described above, in this embodiment, the etching amount of the n-th arbitrary etching is a unit amount of 2 to the power of (m-1), where m is a natural number of n or less. To be one of

【0068】また、前記のn回のエッチングのm回目の
エッチングのエッチング量が、mをn以下の自然数とし
て、単位量の2の(m−1)乗であるようにする。
Further, the etching amount of the m-th etching of the n-th etching is set to 2 (m-1) to the unit amount, where m is a natural number of n or less.

【0069】また、この実施の形態においては、前記の
n回のエッチングの任意回目エッチングのエッチングマ
スクのマスクパターンが、長矩形を含み、この長矩形の
小さい方の幅が、mをn以下の自然数として、単位幅の
2の(m−1)乗のいずれかであるようにする。
Also, in this embodiment, the mask pattern of the etching mask of the n-th arbitrary etching includes an elongated rectangle, and the smaller width of the elongated rectangle is such that m is n or less. As a natural number, the unit width is set to any one of 2 to the power of (m-1).

【0070】さらに、この実施の形態においては、前記
のn回のエッチングのm回目エッチングのエッチングマ
スクのマスクパターンが、長矩形を含み、前記長矩形の
小さい側の幅が、mをn以下の自然数として、単位幅の
2の(m−1)乗であるようにする。
Further, in this embodiment, the mask pattern of the etching mask of the m-th etching of the n-th etching includes a long rectangle, and the width of the small side of the long rectangle is smaller than or equal to n or less. As a natural number, the unit width is set to 2 (m−1) power.

【0071】実施の形態5.次に、この発明の位相シフ
トマスクを用いた半導体装置の製造方法について説明す
る。この発明の位相シフトマスクは、光リソグラフィー
技術を用いた半導体装置の製造プロセスにおいて、いろ
いろなステージで用いられる。たとえば、一般に光リソ
グラフィーのプロセスにおいては、半導体基板の上に光
レジスト膜を形成し、それにより導電膜あるいは絶縁膜
などの下地膜のエッチングを行ない、パターンを形成す
る。
Embodiment 5 FIG. Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the phase shift mask of the present invention will be described. The phase shift mask of the present invention is used at various stages in a semiconductor device manufacturing process using an optical lithography technique. For example, in general, in a photolithography process, a photo resist film is formed on a semiconductor substrate, and thereby a base film such as a conductive film or an insulating film is etched to form a pattern.

【0072】図19は、この発明の位相シフトマスクを
用いて、半導体ウェーハ上のレジスト膜にマスクパター
ンを露光する方法を示す図である。図19を参照して、
光リソグラフィー技術による露光について説明する。光
源501から放射された光は、コンデンサーレンズ50
2を通り、この発明の位相シフトマスクのようなマスク
503の上に照射される。マスク503を通過した光
は、縮小投影レンズ系504を通る。マスク504のパ
ターンが、半導体ウェーハ506の上の光レジスト膜の
上に、予め定められた縮小倍率で投影される。この方法
で用いられる光レジスト膜は、従来の半導体装置の製造
方法で使われているポジティブ又はネガティブのレジス
ト剤などいかなるレジスト剤をも用いることができる。
FIG. 19 is a view showing a method of exposing a mask pattern on a resist film on a semiconductor wafer using the phase shift mask of the present invention. Referring to FIG.
The exposure by the photolithography technique will be described. The light emitted from the light source 501 is transmitted to the condenser lens 50.
2, the light is irradiated onto a mask 503 such as the phase shift mask of the present invention. The light that has passed through the mask 503 passes through a reduction projection lens system 504. The pattern of the mask 504 is projected onto the photo resist film on the semiconductor wafer 506 at a predetermined reduction magnification. The resist film used in this method can use any resist agent such as a positive or negative resist agent used in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【0073】図20は、この発明の位相シフトマスクを
用いた半導体装置の製造方法の主要プロセスを示してい
る。図20に示すように、先ずステップ1でデバイスと
マスクの設計がなされる。次に、ステップ2で各種のマ
スクが用意される。この発明による位相シフトマスクも
用意される。一方、ステップ3で半導体ウェーハが準備
される。次に、ステップ4で、膜の形成、パターンの形
成、不純物ドープなどのプロセスにより、設計された構
造がウェーハに形成される。この過程で、ウェーハ上の
レジスト膜に、この発明の位相シフトマスク及びその他
のフォトマスクを用いて、光リソグラフィー技術により
パターンが形成される。続いて、ウェーハはエッチング
される。このようなプロセスにより得られた半導体チッ
プはアセンブルされて、半導体デバイスが製造される。
FIG. 20 shows a main process of a method for manufacturing a semiconductor device using the phase shift mask of the present invention. As shown in FIG. 20, first, in step 1, a device and a mask are designed. Next, in step 2, various masks are prepared. A phase shift mask according to the present invention is also provided. Meanwhile, in step 3, a semiconductor wafer is prepared. Next, in step 4, the designed structure is formed on the wafer by processes such as film formation, pattern formation, and impurity doping. In this process, a pattern is formed on the resist film on the wafer by photolithography using the phase shift mask of the present invention and another photomask. Subsequently, the wafer is etched. A semiconductor chip obtained by such a process is assembled to produce a semiconductor device.

【0074】以上のように、例えば、この発明の実施の
形態の一つによる半導体装置の製造方法は、位相シフト
領域、非位相シフト領域及びそれら両領域の間の階段状
の遷移領域と、前記位相シフト領域と非位相シフト領域
との間の所定の位置に光遮蔽膜のパターンが形成された
位相シフトマスクを形成する工程と、半導体基板に光レ
ジスト膜を形成する工程と、光リソグラフィー技術によ
り、前記位相シフトマスクから前記レジスト膜にパター
ンを転写する工程とを含んでなるものである。以上は、
この発明のいくつかの実施の形態と変形例について述べ
たが、この発明はこれらに限られるものではなく、他の
組み合わせ或いは状況においても用いられ、変形されう
るものである。
As described above, for example, a method of manufacturing a semiconductor device according to one of the embodiments of the present invention includes a phase shift region, a non-phase shift region, and a step-like transition region between both regions. A step of forming a phase shift mask in which a pattern of a light shielding film is formed at a predetermined position between the phase shift area and the non-phase shift area, a step of forming a photo resist film on the semiconductor substrate, and a photo lithography technique. Transferring a pattern from the phase shift mask to the resist film. The above is
Although some embodiments and modified examples of the present invention have been described, the present invention is not limited to these, and can be used and modified in other combinations or situations.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、多段位相シフトマスクを少ないエッチング回数で効
率よく製造することができる。また、このような製造方
法により製造した多段側壁を有する位相シフトマスクが
得られる。また、このようにして得られた位相シフトマ
スクを用いた半導体装置の製造方法が得られ、その製造
方法により製造された半導体装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a multi-stage phase shift mask can be efficiently manufactured with a small number of etchings. Further, a phase shift mask having multi-stage side walls manufactured by such a manufacturing method can be obtained. Further, a method for manufacturing a semiconductor device using the phase shift mask thus obtained can be obtained, and a semiconductor device manufactured by the manufacturing method can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスクを示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a phase shift mask according to a first embodiment manufactured by a manufacturing method of the present invention.

【図2】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスクを示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing the phase shift mask of the first embodiment manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図3】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスクを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a phase shift mask according to the first embodiment manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図4】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスクを示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the phase shift mask according to the first embodiment manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図5】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスクの動作を説明するための
図。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the phase shift mask according to the first embodiment manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図6】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスク動作を説明するための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the phase shift mask of the first embodiment manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図7】 この発明の製造方法によって製造した、実施
の形態1の位相シフトマスクを示す図。
FIG. 7 is a diagram showing the phase shift mask of the first embodiment manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態2による位相シフトマ
スクの製造工程を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態2による位相シフトマ
スクの製造工程を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態2による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態2による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the second embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態3による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the third embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態3による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the third embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態3による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the third embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態3による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a manufacturing step of the phase shift mask according to the third embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態3による位相シフト
マスクの製造工程を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a manufacturing process of the phase shift mask according to the third embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態4による位相シフト
マスクの製造工程を説明するための図であり、エッチン
グマスクの配置を示す平面図。
FIG. 17 is a view illustrating a step of manufacturing the phase shift mask according to the fourth embodiment of the present invention, and is a plan view showing the arrangement of the etching mask.

【図18】 この発明の実施の形態4による位相シフト
マスクの製造工程を説明するための図であり、エッチン
グマスクの配置を示す断面図。
FIG. 18 is a view for explaining a manufacturing step of the phase shift mask according to Embodiment 4 of the present invention, and is a cross-sectional view showing the arrangement of the etching mask.

【図19】 この発明の実施の形態5において半導体ウ
ェーハ上のレジスト膜にマスクパターンを露光する方法
を示す図。
FIG. 19 is a view showing a method of exposing a resist pattern on a semiconductor wafer to a mask pattern according to the fifth embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態5において半導体装
置の製造プロセスを示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device in the fifth embodiment of the present invention.

【図21】 従来の位相シフトマスクの構造と作用を説
明するための図。
FIG. 21 is a view for explaining the structure and operation of a conventional phase shift mask.

【図22】 従来の位相シフトマスクの作用を説明する
ための図。
FIG. 22 is a view for explaining the operation of a conventional phase shift mask.

【図23】 従来のレベルソン位相シフトマスクの構造
と作用を説明するための図。
FIG. 23 is a view for explaining the structure and operation of a conventional levelson phase shift mask.

【図24】 従来のレベルソン位相シフトマスクの作用
を説明するための図。
FIG. 24 is a view for explaining the operation of a conventional Resonson phase shift mask.

【図25】 従来のレベルソン位相シフトマスクを示す
斜視図。
FIG. 25 is a perspective view showing a conventional levelson phase shift mask.

【図26】 従来のレベルソン位相シフトマスクを示す
平面図。
FIG. 26 is a plan view showing a conventional levelson phase shift mask.

【図27】 従来のレベルソン位相シフトマスクを示す
断面図。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a conventional Resonson phase shift mask.

【図28】 従来のレベルソン位相シフトマスクを示す
断面図。
FIG. 28 is a sectional view showing a conventional Resonson phase shift mask.

【図29】 従来のレベルソン位相シフトマスクの動作
を説明するための図。
FIG. 29 is a view for explaining the operation of the conventional Reverson phase shift mask.

【図30】 従来のレベルソン位相シフトマスクの動作
を説明するための図。
FIG. 30 is a diagram for explaining the operation of a conventional Resonson phase shift mask.

【図31】 従来のレベルソン位相シフトマスクの動作
を説明するための図。
FIG. 31 is a diagram for explaining the operation of a conventional Resonson phase shift mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光透過性基板(石英基板)、2 非位相シフト領域
(基準面)、 3 位相シフト領域 、 4遷移領域
、 5 遮光膜パターン、 8 クローム膜(エッチ
ングマスク)、 9 電子ビームレジスト膜。
Reference Signs List 1 light-transmitting substrate (quartz substrate), 2 non-phase shift region (reference plane), 3 phase shift region, 4 transition region, 5 light shielding film pattern, 8 chrome film (etching mask), 9 electron beam resist film.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光透過性基板の位相シフトを生じない非
位相シフト領域と位相シフトを生じる位相シフト領域の
境界部の所定部分に遮光性薄膜パターンを形成する工程
と、前記遮光性薄膜パターンが施されない前記境界部に
おいて、開口部と非開口部とを有する異なるエッチング
マスクパターンにより異なるエッチング量のn回(nは
2を超える一定の整数)のエッチングを施すことによ
り、エッチング深さが2のn乗の種類に段階的に変化す
る遷移部を形成する工程とを含むことを特徴とする位相
シフトマスクの製造方法。
A step of forming a light-shielding thin film pattern at a predetermined portion of a boundary between a non-phase-shift region of the light-transmitting substrate that does not cause a phase shift and a phase-shift region that causes a phase shift; At the boundary where the etching is not performed, n times (n is a constant integer exceeding 2) of different etching amounts are performed with different etching mask patterns having openings and non-openings, so that the etching depth is 2 times. forming a transition portion that changes stepwise in the n-th power type.
【請求項2】 光透過性基板に形成された遮光性薄膜を
パターニングして前記遮光性薄膜パターンを形成した
後、前記位相シフト領域と前記遷移部とを形成したこと
を特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクの製造
方法。
2. The light-shielding thin film formed on a light-transmitting substrate is patterned to form the light-shielding thin film pattern, and then the phase shift region and the transition portion are formed. 3. The method for manufacturing a phase shift mask according to item 1.
【請求項3】 前記位相シフト領域と前記遷移部とを形
成した後、前記遮光膜パターンを形成したことを特徴と
する請求項1に記載の位相シフトマスクの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the light-shielding film pattern is formed after forming the phase shift region and the transition portion.
【請求項4】 前記エッチングのマスクを、遮光性及び
導電性を有する材料を用いて形成し、電子ビームレジス
トを塗布して電子ビーム露光してパターニングすること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれが1項に記載の
位相シフトマスクの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the etching mask is formed using a material having a light-shielding property and a conductive property, and an electron beam resist is applied and patterned by electron beam exposure. 2. A method for manufacturing a phase shift mask according to any one of the above items.
【請求項5】 前記光透過性基板のエッチングをウエッ
トエッチングで行い、前記エッチングマスクを前記ウエ
ットエッチングに使用する薬液に対する耐蝕性をする材
料で形成したことを特徴とする請求項1ないし3のいず
れか1項に記載の位相シフトマスクの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the etching of the light-transmitting substrate is performed by wet etching, and the etching mask is formed of a material having corrosion resistance to a chemical used for the wet etching. 2. The method for manufacturing a phase shift mask according to claim 1.
【請求項6】 前記ウエットエッチングにおけるエッチ
ングマスクをリンもしくは硼素をドープした非晶質シリ
コン薄膜で形成し、前記ウエットエッチングに少なくと
も弗化水素を含む薬液を用いることを特徴とする請求項
5に記載の位相シフトマスクの製造方法
6. The method according to claim 5, wherein an etching mask for the wet etching is formed of an amorphous silicon thin film doped with phosphorus or boron, and a chemical containing at least hydrogen fluoride is used for the wet etching. Method of manufacturing phase shift mask
【請求項7】前記エッチングマスクパターンを、光透過
性基板のドライエッチングに対するレジストにより形成
することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項
に記載の位相シフトマスクの製造方法。
7. The method for manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein said etching mask pattern is formed by a resist for dry etching of a light transmitting substrate.
【請求項8】 前記n回のエッチングの任意回目エッチ
ングのエッチング量が、mをn以下の自然数として、単
位量の2の(m−1)乗のいずれかであることを特徴と
する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の位相シフ
トマスクの製造方法。
8. The etching amount of an arbitrary etching of the n times of etching is any one of unit power of 2 (m−1), where m is a natural number of n or less. 8. The method for manufacturing a phase shift mask according to any one of 1 to 7.
【請求項9】 前記n回のエッチングのm回目のエッチ
ングのエッチング量が、mをn以下の自然数として、単
位量の2の(m−1)乗であることを特徴とする請求項
8に記載の位相シフトマスクの製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the etching amount of the m-th etching of the n-th etching is unit power of 2 (m−1), where m is a natural number of n or less. A manufacturing method of the phase shift mask described in the above.
【請求項10】 前記n回のエッチングの任意回目エッ
チングのエッチングマスクのマスクパターンが、長矩形
を含み、前記長矩形の小さい方の幅が、mをn以下の自
然数として、単位幅の2の(m−1)乗でのいずれかで
あることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項
に記載の位相シフトマスクの製造方法。
10. The mask pattern of an etching mask of an arbitrary etching of the n-th etching includes a long rectangle, and a smaller width of the long rectangle is defined as a unit width of 2 of m, where m is a natural number of n or less. The method for manufacturing a phase shift mask according to any one of claims 1 to 7, wherein the method is any of (m-1) th power.
【請求項11】 前記n回のエッチングのm回目エッチ
ングのエッチングマスクのマスクパターンが、長矩形を
含み、前記長矩形の小さい側の幅が、mをn以下の自然
数として、単位幅の2の(m−1)乗であることを特徴
とする請求項10に記載の位相シフトマスクの製造方
法。
11. A mask pattern of an etching mask of an m-th etching of the n-th etching includes a long rectangle, and a width of a small side of the long rectangle is defined as a unit width of 2 with m being a natural number of n or less. The method for manufacturing a phase shift mask according to claim 10, wherein the power is (m-1).
【請求項12】 前記請求項1ないし11のいずれか1
項に記載した位相シフトマスクの製造方法によって製造
したことを特徴とする位相シフトマスク。
12. The method according to claim 1, wherein
A phase shift mask manufactured by the method for manufacturing a phase shift mask described in the paragraph.
【請求項13】 前記請求項1ないし11のいずれかの
製造方法で製造された位相シフトマスクを用いてパター
ンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a pattern is transferred using a phase shift mask manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
【請求項14】 前記請求項1ないし11のいずれかの
製造方法で形成された位相シフトマスクを用いてパター
ンを転写して製造されたことを特徴とする半導体装置。
14. A semiconductor device manufactured by transferring a pattern using a phase shift mask formed by the manufacturing method according to claim 1.
JP16864597A 1996-09-02 1997-06-25 Phase shift mask and its manufacture, manufacture of semiconductor device using this phase shift mask, and semiconductor device Pending JPH10123695A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189749A (en) * 2004-12-30 2006-07-20 Hynix Semiconductor Inc Multi-transmission phase mask and method for manufacturing the same
JP2010113270A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Toppan Printing Co Ltd Method for manufacturing minute three-dimensional structure, and exposure mask used for same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189749A (en) * 2004-12-30 2006-07-20 Hynix Semiconductor Inc Multi-transmission phase mask and method for manufacturing the same
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