JPH10326008A - 位相反転マスク及びその製造方法 - Google Patents

位相反転マスク及びその製造方法

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JPH10326008A
JPH10326008A JP29080997A JP29080997A JPH10326008A JP H10326008 A JPH10326008 A JP H10326008A JP 29080997 A JP29080997 A JP 29080997A JP 29080997 A JP29080997 A JP 29080997A JP H10326008 A JPH10326008 A JP H10326008A
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JP
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light
layer
phase inversion
mask
shielding layer
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JP29080997A
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English (en)
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Byon Chan Kim
ビョン・チャン・キム
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SK Hynix Inc
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LG Semicon Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/30Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相反転層の厚さの変化をなくし、それによ
って位相の部分的な変化をなくした位相反転マスク及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の位相反転マスクは、遮光層の表
面と基板の表面とを同一となるようにしたことを特徴と
するものである。すなわち、本発明は遮光層を透光性基
板内に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を製造
する際に使用する位相反転マスクに係り、特に位相反転
層の厚さを一定にして、部分的な位相変化を最小化する
ことができる位相反転マスク及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体素子の製造工程で多く使
われるフォトリソグラフィ工程は、半導体素子を作ろう
とする形状に光を透過させる部分と光を遮断させる部分
とに分けられたフォトマスクを多く使用する。即ち、一
般的なフォトマスクは、遮光パターンと透光パターンと
で構成され、選択的な露光ができるようになっている。
しかし、パターンの密度の増加に従って光の回折現象に
よって解像度の向上に制限があった。従って、位相反転
マスクを用いて解像度を増加させる工程が多方面に研究
されている。位相反転マスクを用いる技術は、光をその
ままに透過させる透光領域と、光を180゜反転させて
透過させる反転透光領域とを組み合わせて使用する技術
であり、遮光パターンと透光領域との間で解像度が減少
するのを防止するものである。そして、このようなマス
クは、マスク製造技術の発達により光の位相差を応用し
た変形マスクが登場して、より光学解像度を向上させる
ことができるようになった。位相反転マスクは、レベン
ソンの位相反転マスクを始めとして、ニタヤマなどがコ
ンタクトホールの解像限界を向上させるために提案した
リム型位相反転マスクなどが出現した。
【0003】以下、添付した図面に基づき従来の位相反
転マスクの製造方法の一例を説明する。図1〜図3は、
従来の位相反転マスクの製造工程を示す断面図である。
まず、図1(a)に示すように、透光性基板1上に遮光
層2及び第1感光膜PR1 を順次に形成する。遮光層2
としてはCr25を使用する。図1(b)に示すよう
に、露光及び現像工程で遮光領域を定めるように一定間
隙に第1感光膜PR1 をパターニングする。
【0004】図1(c)に示すように、第1感光膜PR
1 をマスクに用いたエッチング工程で遮光層2を選択的
に除去して遮光層パターン2aを形成する。この遮光層
パターン2aの両側に露出される透光性基板1は光を透
過させるオープン領域3である。図2(d)に示すよう
に、遮光層パターン2a上に残した第1感光膜PR1
除去する。
【0005】図2(e)に示すように、遮光層パターン
2aを含んだオープン領域3の透光性基板1の全面にS
OG4と第2感光膜PR2 を順次に形成する。SOG4
は位相反転層であり、基板をそのまま通る光に対して位
相が反転する厚さに形成する。このとき、第2感光膜P
2 とSOG4は、オープン領域3と遮光層パターン2
aとの段差のため、オープン領域3と遮光層パターン2
aとの境界部分Aで異なる厚さとなる。
【0006】図2(f)に示すように、露光及び現像工
程で、遮光層パターン2aの両側のオープン領域3中、
遮光層パターン2aの一方の側のオープン領域3にのみ
残るように第2感光膜PR2 をパターニングする。この
一方のオープン領域3にのみ残した第2感光膜PR2
パターンは、遮光層パターン2aの一方の側のオープン
領域3にのみSOG4を残すためのものである。すなわ
ち、この例はレベンソンタイプのものである。このよう
にSOG4は一つおきのオープン領域3にのみ形成され
ればよいため、第2感光膜PR2 は遮光層パターン2a
の上に一定の幅だけオーバーラップするように形成す
る。それにより、整列マージンを利用することができ
る。
【0007】図3(g)に示すように、パターニングさ
れた第2感光膜PR2 をマスクに用いたエッチング工程
でSOG4を選択的に除去して一つおきのオープン領域
3にのみ残す。図3(h)に示すように、第2感光膜P
2 を除去して隣接する透光領域がそれぞれ反対の位相
の光を透過させる位相反転マスクを形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の位相反転マスク
においては、上述したように遮光層とオープン領域間の
段差のため、一つのオープン領域に形成させた位相反転
層の厚さが同一でない。そのため、結果的に位相反転層
を通過した光の位相反転の誤差が発生して、位相反転マ
スクを用いた正確なパターンの転写が難しくなる。すな
わち、信頼性のある位相反転マスクを提供できないとい
う問題点があった。本発明は、従来の位相反転マスクの
問題点を解決するために案出したもので、その目的は、
位相反転層の厚さの変化をなくし、それによって位相の
部分的な変化をなくした位相反転マスク及びその製造方
法を提供することである。透光性基板と同一な高さに形
成して、位相反転層の厚さの変化と位相変化を最小化す
るのに適したにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の位相反転マスク
は、遮光層の表面と基板の表面とを同一となるようにし
たことを特徴とするものである。すなわち、本発明は遮
光層を透光性基板内に形成する。したがって、両端部が
遮光層にかかる位相反転層はオープン領域と遮光層とが
面一となるので一定の厚さとすることができる。本発明
の位相反転マスクの製造方法は、透光性基板に透光領域
と遮光領域とを定め、基板の遮光領域にトレンチを形成
し、そのトレンチ内に遮光層を形成し、透光性基板上の
各遮光層の間に位相反転層を形成することを特徴とす
る。レベンソンタイプの場合は遮光層を一定の間隔で多
数配置し、その一つおきの透光領域に位相反転層を一定
の厚さに形成する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明実施形態の位相反転
マスク及びその製造方法を添付した図面を参照して説明
する。図4は、本実施形態の位相反転マスクの構造断面
図である。この実施形態は、レベンソンタイプである
が、その他の形の位相反転層にそのまま使用できること
はいうまでもない。本発明の位相反転マスクは、図4に
示すように、遮光層12を透光性基板10に形成させた
トレンチ11内に形成させている。その際、遮光層12
の表面は透光性基板10の表面と面一とする。そして、
透光性基板10上の遮光層12間に位相反転層14を形
成させている。遮光層12は一定の間隔で配置されてお
り、一つおきの透光領域13に位相反転層14が形成さ
れている。その位相反転層14は両端部分が遮光層12
にオーバラップされる。ここで、位相反転層14の厚さ
をd、光源の波長をλ、透光性基板の屈折率をnとした
とき、位相反転層14の厚さdはd=λ/(2(n−
1))の厚さに形成される。
【0011】図5〜図7は、本実施形態の位相反転マス
クの製造工程を示す断面図である。まず、図5(a)に
示すように、透光性基板10上に第1感光膜PR10を形
成する。透光性基板10としてはガラス又は石英のいず
れか1つで形成する。図5(b)に示すように、露光及
び現像工程で遮光層形成領域の透光性基板10が露出さ
れるように第1感光膜PR10を一定の間隙でパターニン
グする。
【0012】図5(c)に示すように、第1感光膜PR
10をマスクに用いたエッチング工程で透光性基板10を
所定の深さに除去して複数個のトレンチ11を形成す
る。このとき、CHF3又はCF4のようなエッチングガ
スを用いた異方性乾式エッチング法を使用する。図5
(d)に示すように、複数個のトレンチ11内と第1感
光膜PR10の上にクロム(Cr)などの遮光物質を使用
して遮光層12を形成する。この際、物理蒸着(PV
D)を使用して遮光層12を形成すると、第1感光膜P
10の上面とトレンチ11内にのみ遮光層12が形成さ
れ、第1感光膜PR10の側面には遮光層12が形成され
ない。
【0013】図6(e)に示すように、第1感光膜PR
10を湿式ストリッピング(wet stripping)又は乾式ス
トリッピング(dry stripping)する。これにより、第
1感光膜PR10の上面に形成されていた遮光層12がリ
フトオフ法で除去される。第1感光膜PR10が除去され
て露出した透光性基板10は透光領域13である。図6
(f)に示すように、遮光層12が透光性基板10と同
一な高さになるまで平坦化工程を実施する。この平坦化
工程は研磨工程を使用する。
【0014】図6(g)に示すように、遮光層12を形
成させた基板の全面に位相反転層14及び第2感光膜P
11を順次に形成する。この位相反転層14は、透光性
物質で形成させ、その厚さはそこを通る光が直接透光性
基板を通る光に対して位相が反転する厚さdとする。物
質としてはSOGを使用する。位相反転層の厚さdは、
下記の式1に基づいて形成される。 d=λ/(2(n−1)) (1) 上記の数学式1において、λは光源の波長であり、nは
基板の屈折率である。
【0015】図7(h)に示すように、露光及び現像工
程で一つおきの透光領域に残るように第2感光膜PR11
をパターニングする。この第2感光膜PR11パターンは
両側の遮光層12の端部分にオーバーラップされるよう
に形成する。もちろん、レベンソンタイプ以外の場合は
その種類に応じた所定の位置に第2感光膜PR11を残
す。
【0016】図7(i)に示すように、第2感光膜PR
11をマスクに用いたエッチング工程で位相反転層14を
選択的に除去して位相反転領域にのみ残す。即ち、位相
を反転させない透光領域13と位相を反転させる位相反
転層14とが代わる代わる形成された位相反転マスクを
形成する。最後に図7(j)に示すように、第2感光膜
PR11を除去する。
【0017】
【発明の効果】本発明による位相反転マスクは、遮光層
表面を透光性基板表面と同一となるように形成させたの
で、位相反転層が均一な厚さに形成され、位相反転層を
通過した光の位相反転の誤差が殆ど発生しない。そのた
め、正確な転写が可能であって、信頼性のある位相反転
マスクを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の位相反転マスクの製造工程を示す断面
図。
【図2】 従来の位相反転マスクの製造工程を示す断面
図。
【図3】 従来の位相反転マスクの製造工程を示す断面
図。
【図4】 本発明実施形態の位相反転マスクの断面構造
図。
【図5】 上記実施形態の位相反転マスクの製造工程を
示す断面図。
【図6】 上記実施形態の位相反転マスクの製造工程を
示す断面図。
【図7】 上記実施形態の位相反転マスクの製造工程を
示す断面図。
【符号の説明】
10 透光性基板 11 トレンチ 12 遮光層 14 透光領域 14 位相反転層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性基板と、 前記透光性基板内に表面が基板の表面と面一となるよう
    に形成された複数の遮光層と、 透光性基板上の各遮光層間に形成された複数の位相反転
    層とからなることを特徴とする位相反転マスク。
  2. 【請求項2】 前記遮光層は、前記透光性基板にトレン
    チを形成し、前記トレンチ内に遮光層が形成されること
    を特徴とする請求項1に記載の位相反転マスク。
  3. 【請求項3】 透光性基板に透光領域と遮光領域とを定
    め、その遮光領域に複数個のトレンチを形成する段階
    と、 前記複数個のトレンチ内に複数個の遮光層を形成する段
    階と、 前記透光性基板上の前記各遮光層の間に位相反転層を形
    成する段階とを備えることを特徴とする位相反転マスク
    の製造方法。
JP29080997A 1996-12-26 1997-10-23 位相反転マスク及びその製造方法 Pending JPH10326008A (ja)

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KR72202/1996 1996-12-26
KR1019960072202A KR100215876B1 (ko) 1996-12-26 1996-12-26 위상반전 마스크 및 그 제조방법

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