JPH1083063A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びその作成方法 - Google Patents
ハーフトーン型位相シフトマスク及びその作成方法Info
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- JPH1083063A JPH1083063A JP25784096A JP25784096A JPH1083063A JP H1083063 A JPH1083063 A JP H1083063A JP 25784096 A JP25784096 A JP 25784096A JP 25784096 A JP25784096 A JP 25784096A JP H1083063 A JPH1083063 A JP H1083063A
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- Japan
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- impurity
- photomask substrate
- transmittance
- layer
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】洗浄耐性に優れ、長期にわたって安定なハーフ
トーン型位相シフトマスク及びその製造方法の提供。 【解決手段】表面に不純物を注入することによって透過
率を制御し、開口部をエッチングで掘り下げることによ
って１８０度の奇数倍の位相シフタを形成する。その
際、エッチング深さを、注入層よりも深くすることによ
って、吸収層の影響を開口部にもたらさないようにす
る。
トーン型位相シフトマスク及びその製造方法の提供。 【解決手段】表面に不純物を注入することによって透過
率を制御し、開口部をエッチングで掘り下げることによ
って１８０度の奇数倍の位相シフタを形成する。その
際、エッチング深さを、注入層よりも深くすることによ
って、吸収層の影響を開口部にもたらさないようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハーフトーン型位相
シフトマスクの作成技術に関する。
シフトマスクの作成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハーフトーン型位相シフトマスクは、開
口部の透過光と遮光部の透過光の位相差が１８０度とな
り、しかも透過率が５−２０％程度であるような半透明
膜を遮光膜とされる。このような位相シフトマスクにお
いては、境界部分での振幅透過率が零に近くなるので、
回折効果が抑制され、限界解像度が高められる。
口部の透過光と遮光部の透過光の位相差が１８０度とな
り、しかも透過率が５−２０％程度であるような半透明
膜を遮光膜とされる。このような位相シフトマスクにお
いては、境界部分での振幅透過率が零に近くなるので、
回折効果が抑制され、限界解像度が高められる。
【０００３】従来のハーフトーン型位相シフトマスクの
構造は、石英基板上にＳＯＧ（スピンオングラス）等の
透明材料と、Ｃｒのような遮光膜と、の２層構造を有す
るものと、化合物薄膜１層のみを有するものとに大別で
きる。
構造は、石英基板上にＳＯＧ（スピンオングラス）等の
透明材料と、Ｃｒのような遮光膜と、の２層構造を有す
るものと、化合物薄膜１層のみを有するものとに大別で
きる。
【０００４】このうち２層構造のものは、透明膜の膜厚
で位相を制御し、遮光膜の膜厚で透過率を制御する。例
えば石英基板上にＣｒ等からなる光遮蔽膜パターンが形
成され、光遮蔽膜パターンの間を通り石英基板を通過す
る光の位相を１８０゜ずらせるための位相シフターが設
けられる。この位相シフターは、光遮蔽パターンを覆う
ように、石英基板上にシリコン酸化膜例えばスピンオン
グラス膜を全面塗布した後、その上に形成すべき位相シ
フターに相当する形状のレジストパターンを形成し、こ
のレジストをマスクにしてスピンオングラス膜を異方性
エッチングして形成される（例えば特開平６−８３０２
６号公報等の記載参照）。
で位相を制御し、遮光膜の膜厚で透過率を制御する。例
えば石英基板上にＣｒ等からなる光遮蔽膜パターンが形
成され、光遮蔽膜パターンの間を通り石英基板を通過す
る光の位相を１８０゜ずらせるための位相シフターが設
けられる。この位相シフターは、光遮蔽パターンを覆う
ように、石英基板上にシリコン酸化膜例えばスピンオン
グラス膜を全面塗布した後、その上に形成すべき位相シ
フターに相当する形状のレジストパターンを形成し、こ
のレジストをマスクにしてスピンオングラス膜を異方性
エッチングして形成される（例えば特開平６−８３０２
６号公報等の記載参照）。
【０００５】これに対して、１層のものは、化合物の組
成比を調整することによって最適な透過率、屈折率を得
る。
成比を調整することによって最適な透過率、屈折率を得
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のハーフトーン型位相シフトマスクの構造
では、洗浄耐性、安定性の点でいずれも不十分である。
特に、２層構造では、最表層が塗布型のＳＯＧで透明膜
の場合、洗浄等を繰り返すと剥がれ易い。塗布型でな
く、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学気相成長）等で製
膜すれば、耐性は向上するものの、装置コストが増加す
る。
たような従来のハーフトーン型位相シフトマスクの構造
では、洗浄耐性、安定性の点でいずれも不十分である。
特に、２層構造では、最表層が塗布型のＳＯＧで透明膜
の場合、洗浄等を繰り返すと剥がれ易い。塗布型でな
く、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学気相成長）等で製
膜すれば、耐性は向上するものの、装置コストが増加す
る。
【０００７】また、Ｃｒを最表層にする構造も可能だ
が、透過率を確保するには、Ｃｒは、１００ｎｍ以下の
膜厚に抑えることが必要であり、このような極薄膜は、
容易に損傷を受ける。その上、２層であるため、従来の
マスクに比べ、確実に１工程以上増加する。
が、透過率を確保するには、Ｃｒは、１００ｎｍ以下の
膜厚に抑えることが必要であり、このような極薄膜は、
容易に損傷を受ける。その上、２層であるため、従来の
マスクに比べ、確実に１工程以上増加する。
【０００８】一方、１層構造は、２層構造に比べて製作
工程が少なく、洗浄耐性の点でも優れてはいるが、最適
透過率や屈折率を得るための組成制御は容易ではなく、
仮に組成制御に成功したとしても、その組成が長期間に
わたって安定な組成であるとは限らない。
工程が少なく、洗浄耐性の点でも優れてはいるが、最適
透過率や屈折率を得るための組成制御は容易ではなく、
仮に組成制御に成功したとしても、その組成が長期間に
わたって安定な組成であるとは限らない。
【０００９】また、１層であるとはいえ、薄膜を使って
いることに変わりはないので、洗浄時に剥がれ等が生じ
ることも、長期には、発生する。
いることに変わりはないので、洗浄時に剥がれ等が生じ
ることも、長期には、発生する。
【００１０】したがって、本発明は、上記した従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、
洗浄耐性に優れ、長期にわたって安定なハーフトーン型
位相シフトマスク及びその製造方法を提供することにあ
る。
の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、
洗浄耐性に優れ、長期にわたって安定なハーフトーン型
位相シフトマスク及びその製造方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの作成方法
は、石英ガラス等から成るフォトマスク基板に露光光透
過率を５−２０％程度まで低下させる不純物を表面から
注入し、しかるのち、露光光波長において光路差が１８
０度の奇数倍となる深さで、しかも前記不純物の注入層
の厚みよりも大きい深さまで開口部をエッチングにより
掘り下げて形成することを特徴とする。
に本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの作成方法
は、石英ガラス等から成るフォトマスク基板に露光光透
過率を５−２０％程度まで低下させる不純物を表面から
注入し、しかるのち、露光光波長において光路差が１８
０度の奇数倍となる深さで、しかも前記不純物の注入層
の厚みよりも大きい深さまで開口部をエッチングにより
掘り下げて形成することを特徴とする。
【００１２】また、本発明のハーフトーン型位相シフト
マスクは、フォトマスク基板の主表面側から所定の不純
物を注入してなる所望の透過率の注入層を備え、露光光
波長において光路差が１８０度の奇数倍となり且つ前記
注入層の厚みよりも大の、所定のエッチング深さの開口
部を備えたことを特徴とする。
マスクは、フォトマスク基板の主表面側から所定の不純
物を注入してなる所望の透過率の注入層を備え、露光光
波長において光路差が１８０度の奇数倍となり且つ前記
注入層の厚みよりも大の、所定のエッチング深さの開口
部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて以下に説明する。本発明は、その好ましい実施の形
態において、石英ガラス等から成るフォトマスク基板
（図１の１）に露光光透過率を５乃至２０％程度まで低
下させる不純物を表面から注入し（図１（ａ）参照）、
このフォトマスク基板上にレジストを塗布して所望パタ
ーンに形成し（図１（ｂ）参照）、露光光波長において
光路差が１８０度の奇数倍となる深さで、しかも、不純
物の注入層（図１の２）の厚みよりも深い開口部をドラ
イエッチングにより掘り下げて形成する（図１（ｃ）参
照）。このため吸収層の影響は開口部にもたらされな
い。
いて以下に説明する。本発明は、その好ましい実施の形
態において、石英ガラス等から成るフォトマスク基板
（図１の１）に露光光透過率を５乃至２０％程度まで低
下させる不純物を表面から注入し（図１（ａ）参照）、
このフォトマスク基板上にレジストを塗布して所望パタ
ーンに形成し（図１（ｂ）参照）、露光光波長において
光路差が１８０度の奇数倍となる深さで、しかも、不純
物の注入層（図１の２）の厚みよりも深い開口部をドラ
イエッチングにより掘り下げて形成する（図１（ｃ）参
照）。このため吸収層の影響は開口部にもたらされな
い。
【００１４】上記のように構成された本発明において
は、基板内部に不純物が閉じこめられるので、安定であ
り、洗浄による劣化も生じない。
は、基板内部に不純物が閉じこめられるので、安定であ
り、洗浄による劣化も生じない。
【００１５】そして、透過率は不純物の種類、注入濃度
によって容易に制御できる。
によって容易に制御できる。
【００１６】また、開口部はドーピング層をエッチング
することで形成される。この際、ドライエッチングによ
り、好ましくは±５ｎｍの精度が保たれるので、１８０
度の位相シフト量は容易に確保される。
することで形成される。この際、ドライエッチングによ
り、好ましくは±５ｎｍの精度が保たれるので、１８０
度の位相シフト量は容易に確保される。
【００１７】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【００１８】図１は、本発明の一実施例に係るハーフト
ーン型位相シフトマスクの製造方法を製造工程順に模式
的に示す図である。
ーン型位相シフトマスクの製造方法を製造工程順に模式
的に示す図である。
【００１９】図１（ａ）を参照して、注入不純物３のＴ
ｉ、Ｃｅ、Ｐｂをイオン生成室４においてイオン化し、
引き出し電極５において５〜１０ｅＶを印加して加速す
ることによって、フォトマスク基板１の表面に向けて照
射する。
ｉ、Ｃｅ、Ｐｂをイオン生成室４においてイオン化し、
引き出し電極５において５〜１０ｅＶを印加して加速す
ることによって、フォトマスク基板１の表面に向けて照
射する。
【００２０】注入不純物３は、それぞれイオン化され
て、フォトマスク基板１の表面に注入され、３００ｎｍ
以下の波長に対して吸収を持つ半透明層２を形成する。
て、フォトマスク基板１の表面に注入され、３００ｎｍ
以下の波長に対して吸収を持つ半透明層２を形成する。
【００２１】次に、このフォトマスク基板１に塗布した
レジスト６を、所望の形状にパターニングし（図１
（ｂ）参照）、位相シフタ７を、ＣＦ4をエッチャント
とするドライエッチングにより形成する（図１（ｃ）参
照）。
レジスト６を、所望の形状にパターニングし（図１
（ｂ）参照）、位相シフタ７を、ＣＦ4をエッチャント
とするドライエッチングにより形成する（図１（ｃ）参
照）。
【００２２】レジスト６を剥離してハーフトーン型位相
シフトマスク８が完成する（図１（ｄ）参照）。
シフトマスク８が完成する（図１（ｄ）参照）。
【００２３】透過率、半透明層２の厚み、半透明層２の
屈折率は、注入不純物３の組成、注入時間、加速電圧に
よって制御できる。
屈折率は、注入不純物３の組成、注入時間、加速電圧に
よって制御できる。
【００２４】エッチング深さは、半透明層２の厚み、屈
折率から決定される。半透明層２の厚みをｔ、露光波長
λにおける屈折率をｎ、フォトマスク基板１の屈折率を
ｎ0、空気の屈折率を１とすると、エッチング深さｄは
次式（１）で表される。
折率から決定される。半透明層２の厚みをｔ、露光波長
λにおける屈折率をｎ、フォトマスク基板１の屈折率を
ｎ0、空気の屈折率を１とすると、エッチング深さｄは
次式（１）で表される。
【００２５】
【００２６】ここで、ｍは任意の自然数である。
【００２７】本実施例では、露光波長が１９３ｎｍの場
合について試み、半透明膜２の膜厚は約５０ｎｍ、透過
率１３％、屈折率１．７であったので、エッチング深さ
は約１００ｎｍであった。
合について試み、半透明膜２の膜厚は約５０ｎｍ、透過
率１３％、屈折率１．７であったので、エッチング深さ
は約１００ｎｍであった。
【００２８】注入不純物３は、必ずしも上記の３種類が
必要なわけではない。またいずれかか１つでも効果はあ
る。この場合、透過率は、上記３種類を用いた場合より
も、下がりにくくなるので、注入濃度を増加させる必要
がある。
必要なわけではない。またいずれかか１つでも効果はあ
る。この場合、透過率は、上記３種類を用いた場合より
も、下がりにくくなるので、注入濃度を増加させる必要
がある。
【００２９】なお、本実施例においては、イオン注入に
より不純物をドーピングする方法をとったが、注入の方
法はこれに限定されるものでない。例えば不純物を含む
液状化合物を基板表面に塗布し、数百度以上の温度に基
板加熱を行うことによっても不純物の注入を行うことが
できる。例えばチタン酸エステル（チタン酸テトライソ
プロピル、チタン酸テトライソブチル等）を基板に塗布
して、加熱処理を行い、その後水洗処理を施すことによ
ってもチタンの注入ができる。
より不純物をドーピングする方法をとったが、注入の方
法はこれに限定されるものでない。例えば不純物を含む
液状化合物を基板表面に塗布し、数百度以上の温度に基
板加熱を行うことによっても不純物の注入を行うことが
できる。例えばチタン酸エステル（チタン酸テトライソ
プロピル、チタン酸テトライソブチル等）を基板に塗布
して、加熱処理を行い、その後水洗処理を施すことによ
ってもチタンの注入ができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように構成したことによ
り、本発明は下記に記載するような効果を奏する。
り、本発明は下記に記載するような効果を奏する。
【００３１】すなわち、本発明によれば、半透明薄膜を
フォトマスク基板上に形成するのではなく、不純物を表
面から注入するので、洗浄による剥がれは生じず、長期
間使用しても化学的組成は安定とされるため、位相、透
過率に大きな変化は生じない。
フォトマスク基板上に形成するのではなく、不純物を表
面から注入するので、洗浄による剥がれは生じず、長期
間使用しても化学的組成は安定とされるため、位相、透
過率に大きな変化は生じない。
【図１】本発明の一実施例に係るハーフトーン型位相シ
フトマスクの作成方法を示す図である。
フトマスクの作成方法を示す図である。
１ フォトマスク基板 ２ 半透明層 ３ 注入不純物 ４ イオン生成室 ５ 引き出し電極 ６ レジスト ７ 位相シフタ ８ ハーフトーン型位相シフトマスク
Claims (3)
- 【請求項１】石英ガラス等から成るフォトマスク基板
に、露光光透過率を５乃至２０％程度まで低下させる不
純物を表面から注入し、しかるのち、露光光波長におい
て光路差が１８０度の奇数倍となる深さで、しかも、前
記不純物の注入層の厚みよりも大きい深さまで開口部を
エッチングにより掘り下げて形成する、ことを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクの作成方法。 - 【請求項２】（ａ）フォトマスク基板の主表面側から所
定の不純物を注入して該基板上に所望の露光光透過率の
注入層を形成し、 （ｂ）前記フォトマスク基板を覆うようにレジストを塗
布して所望のパターン形成し、 （ｃ）露光光波長において光路差が１８０度の奇数倍と
なり、且つ前記不純物の注入層の厚みよりも大となる、
深さの開口部をエッチングにて形成する、 上記各工程を含むことを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスクの製造方法。 - 【請求項３】フォトマスク基板の主表面側から所定の不
純物を注入してなる所望の透過率の注入層を備え、露光
光波長において光路差が１８０度の奇数倍となり且つ前
記注入層の厚みよりも大の、所定のエッチング深さの開
口部を備えたことを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25784096A JPH1083063A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25784096A JPH1083063A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083063A true JPH1083063A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17311880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25784096A Pending JPH1083063A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1083063A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005196216A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | パターンの臨界寸法の補正方法 |
| KR100514238B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2005-09-13 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 포토마스크의 제조방법 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP25784096A patent/JPH1083063A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100514238B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2005-09-13 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 포토마스크의 제조방법 |
| JP2005196216A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | パターンの臨界寸法の補正方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990525 |