JP2003057802A - フォトマスクの製造方法、それによって得られたフォトマスクおよびマスクパターン寸法の疎密差改善方法 - Google Patents
フォトマスクの製造方法、それによって得られたフォトマスクおよびマスクパターン寸法の疎密差改善方法Info
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビーム描画時のフォギング（Fogging）
効果に起因する現像後の疎密の違いによるレジストパタ
ーンでの寸法差を小さくする方法を提供することを主要
な目的とする。 【解決手段】 基板１の上に、金属膜２、レジスト層３
を順次形成する。レジスト層３の上に導電膜７を形成す
る。レジスト層３に向けて電子ビームを照射し、パター
ン描画を行なう。導電膜７を剥離する。レジスト層３を
現像し、レジストパターン５を形成する。レジストパタ
ーン５を用いて、金属膜２をエッチングし、マスクパタ
ーン６を形成する。
効果に起因する現像後の疎密の違いによるレジストパタ
ーンでの寸法差を小さくする方法を提供することを主要
な目的とする。 【解決手段】 基板１の上に、金属膜２、レジスト層３
を順次形成する。レジスト層３の上に導電膜７を形成す
る。レジスト層３に向けて電子ビームを照射し、パター
ン描画を行なう。導電膜７を剥離する。レジスト層３を
現像し、レジストパターン５を形成する。レジストパタ
ーン５を用いて、金属膜２をエッチングし、マスクパタ
ーン６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般にフォトマ
スクの製造方法に関するものであり、より特定的には、
高精度のフォトマスクを得ることができるように改良さ
れたフォトマスクの製造方法に関する。
スクの製造方法に関するものであり、より特定的には、
高精度のフォトマスクを得ることができるように改良さ
れたフォトマスクの製造方法に関する。
【０００２】この発明は、また、そのような方法によっ
て得られたフォトマスクに関する。この発明は、さら
に、電子ビーム描画時のフォギング（Fogging）効果に
起因する現像後の疎密の違いによるレジストパターンで
の寸法差を小さくし、より高精度のフォトマスクを得る
ことができるようにする、マスクパターン寸法の疎密差
改善方法に関する。
て得られたフォトマスクに関する。この発明は、さら
に、電子ビーム描画時のフォギング（Fogging）効果に
起因する現像後の疎密の違いによるレジストパターンで
の寸法差を小さくし、より高精度のフォトマスクを得る
ことができるようにする、マスクパターン寸法の疎密差
改善方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】まず、半導体素子の製造に用いられる、
従来のフォトマスクの製造方法について説明する。
従来のフォトマスクの製造方法について説明する。
【０００４】図１０を参照して、合成石英基板１の上
に、Ｃｒ金属膜２を形成する。Ｃｒ金属膜２の上にレジ
スト層３を形成する。レジスト層３に向けて電子ビーム
４を照射し、パターン描画を行なう。
に、Ｃｒ金属膜２を形成する。Ｃｒ金属膜２の上にレジ
スト層３を形成する。レジスト層３に向けて電子ビーム
４を照射し、パターン描画を行なう。
【０００５】図１１を参照して、レジスト層３を現像
し、レジストパターン５を形成する。図１２を参照し
て、レジストパターン５を用いて、Ｃｒ金属膜２をエッ
チングし、マスクパターン６を形成する。
し、レジストパターン５を形成する。図１２を参照し
て、レジストパターン５を用いて、Ｃｒ金属膜２をエッ
チングし、マスクパターン６を形成する。
【０００６】図１３を参照して、レジストパターン５を
除去すると、フォトマスクが完成する。
除去すると、フォトマスクが完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体素子
の製造に用いられるフォトマスクでは、マスク面内に密
なパターン（レジストの被覆面積が小さいパターン）と
疎なパターン（レジストの被覆面積が大きいパターン）
とが共存している場合がある。このようなマスクを得る
ために、上述の電子ビーム描画プロセス、現像プロセ
ス、ドライエッチングプロセスを行なうと、電子ビーム
描画プロセス時のフォギング効果による密なパターン部
での抜きパターンでは寸法の太りが生ずる。このフォギ
ング効果について説明する。
の製造に用いられるフォトマスクでは、マスク面内に密
なパターン（レジストの被覆面積が小さいパターン）と
疎なパターン（レジストの被覆面積が大きいパターン）
とが共存している場合がある。このようなマスクを得る
ために、上述の電子ビーム描画プロセス、現像プロセ
ス、ドライエッチングプロセスを行なうと、電子ビーム
描画プロセス時のフォギング効果による密なパターン部
での抜きパターンでは寸法の太りが生ずる。このフォギ
ング効果について説明する。
【０００８】図１４を参照して、電子ビーム（ＥＢ）描
画において、レジスト層３あるいは基板に突入した電子
は、散乱により、一部がレジスト層３中から飛び出して
くるものがある。このような電子は、電子ビーム描画装
置内の構成部品に突入し、再度散乱により、レジスト層
３の面に到達するものがある。当然、このような電子に
より、レジスト層３がうっすらと感光し、ポジレジスト
を使用している場合、抜きパターンにおいてはレジスト
寸法は太る傾向がある。このような現象を、この分野で
は、フォギング（Ｆｏｇｇｉｎｇ）効果と呼んでいる。
画において、レジスト層３あるいは基板に突入した電子
は、散乱により、一部がレジスト層３中から飛び出して
くるものがある。このような電子は、電子ビーム描画装
置内の構成部品に突入し、再度散乱により、レジスト層
３の面に到達するものがある。当然、このような電子に
より、レジスト層３がうっすらと感光し、ポジレジスト
を使用している場合、抜きパターンにおいてはレジスト
寸法は太る傾向がある。このような現象を、この分野で
は、フォギング（Ｆｏｇｇｉｎｇ）効果と呼んでいる。
【０００９】また、従来の方法では、ドライエッチング
時のエッチング速度の違い（密なパターン部は速く、疎
なパターン部は遅い）による寸法差の発生により、密な
パターン部での寸法と疎なパターン部での寸法との間に
１００ｎｍ程度の差が発生していた。上記ドライエッチ
ングでの寸法差改善方法としては、たとえば、特願平１
０−２２４８４５号に記載されている方法を選択するこ
とにより、改善されることがわかっている。
時のエッチング速度の違い（密なパターン部は速く、疎
なパターン部は遅い）による寸法差の発生により、密な
パターン部での寸法と疎なパターン部での寸法との間に
１００ｎｍ程度の差が発生していた。上記ドライエッチ
ングでの寸法差改善方法としては、たとえば、特願平１
０−２２４８４５号に記載されている方法を選択するこ
とにより、改善されることがわかっている。
【００１０】しかし、電子ビーム描画時のフォギング効
果による現像後のレジスト寸法での線幅変動を改善する
方法がなく、上記ドライエッチングの改善方法を選択し
ても、４０ｎｍ程度の差が発生していた。
果による現像後のレジスト寸法での線幅変動を改善する
方法がなく、上記ドライエッチングの改善方法を選択し
ても、４０ｎｍ程度の差が発生していた。
【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、微細なパターンを形成する手
段としてのフォトマスクプロセスにおいて、電子ビーム
描画時のフォギング効果に起因する現像後の疎密の違い
によるレジストパターンでの寸法差を小さくし、より高
精度のフォトマスクを得ることが可能になるように改良
されたフォトマスクの製造方法を提供することを目的と
する。
るためになされたもので、微細なパターンを形成する手
段としてのフォトマスクプロセスにおいて、電子ビーム
描画時のフォギング効果に起因する現像後の疎密の違い
によるレジストパターンでの寸法差を小さくし、より高
精度のフォトマスクを得ることが可能になるように改良
されたフォトマスクの製造方法を提供することを目的と
する。
【００１２】この発明の他の目的は、このようなプロセ
ス手法を利用して得られたフォトマスクを提供すること
にある。
ス手法を利用して得られたフォトマスクを提供すること
にある。
【００１３】この発明の他の目的は、疎の部分における
マスクパターンの寸法と密の部分におけるマスクパター
ンの寸法の差を改善することができるように改良された
マスクパターン寸法の疎密差改善方法を提供することに
ある。
マスクパターンの寸法と密の部分におけるマスクパター
ンの寸法の差を改善することができるように改良された
マスクパターン寸法の疎密差改善方法を提供することに
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係るフォトマ
スクの製造方法においては、まず、基板の上に、金属
膜、レジスト層を順次形成する。上記レジスト層の上に
導電膜を形成する。上記レジスト層に向けて電子ビーム
を照射し、パターン描画を行なう。上記導電膜を剥離す
る。上記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成
する。上記レジストパターンを用いて、上記金属膜をエ
ッチングし、マスクパターンを形成する。
スクの製造方法においては、まず、基板の上に、金属
膜、レジスト層を順次形成する。上記レジスト層の上に
導電膜を形成する。上記レジスト層に向けて電子ビーム
を照射し、パターン描画を行なう。上記導電膜を剥離す
る。上記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成
する。上記レジストパターンを用いて、上記金属膜をエ
ッチングし、マスクパターンを形成する。
【００１５】この発明の好ましい実施態様によれば、上
記導電膜は水溶性導電膜を含む。この発明のさらに好ま
しい実施態様によれば、上記水溶性導電膜は、ポリアニ
リンスルフォン酸膜を含む。
記導電膜は水溶性導電膜を含む。この発明のさらに好ま
しい実施態様によれば、上記水溶性導電膜は、ポリアニ
リンスルフォン酸膜を含む。
【００１６】上記水溶性導電膜の剥離は、炭酸ガスを添
加した純水を用いて行なうのが好ましい。
加した純水を用いて行なうのが好ましい。
【００１７】また、上記水溶性導電膜の剥離は、機能水
を用いて行なってもよい。この発明に係るフォトマスク
は、上述の方法によって得られたフォトマスクに係る。
を用いて行なってもよい。この発明に係るフォトマスク
は、上述の方法によって得られたフォトマスクに係る。
【００１８】この発明の他の局面に従う方法は、電子ビ
ーム描画時のフォギング（Fogging）効果に起因する現
像後の疎密の違いによるレジストパターンでの寸法差を
小さくする方法に係る。まず、基板の上に、金属膜、レ
ジスト層を順次形成する。上記レジスト層の上に導電膜
を形成する。上記レジスト層に向けて電子ビームを照射
し、パターン描画を行なう。上記導電膜を剥離する。上
記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する。
上記レジストパターンを用いて、上記金属膜をエッチン
グし、マスクパターンを形成する。
ーム描画時のフォギング（Fogging）効果に起因する現
像後の疎密の違いによるレジストパターンでの寸法差を
小さくする方法に係る。まず、基板の上に、金属膜、レ
ジスト層を順次形成する。上記レジスト層の上に導電膜
を形成する。上記レジスト層に向けて電子ビームを照射
し、パターン描画を行なう。上記導電膜を剥離する。上
記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する。
上記レジストパターンを用いて、上記金属膜をエッチン
グし、マスクパターンを形成する。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
【００２０】実施例１
図１を参照して、合成石英基板１の上に、Ｃｒ金属膜２
と、ポジ型のレジスト層３を形成する。レジスト層３に
は、ポリアクリレート系樹脂である日本ゼオン製ＺＥＰ
７０００（登録商標）を用いた。レジスト層３の上に導
電膜７を形成する。導電膜７としては、三菱レイヨン製
の水溶性導電材料（ポリアニリンスルフォン酸（（Ｃ7
Ｈ4.5Ｏ4ＮＳ）ｎ）：商品名：ａｑｕａＳＡＶＥ（登録
商標））を使用した。導電膜７の膜厚は、８０ｎｍであ
った。
と、ポジ型のレジスト層３を形成する。レジスト層３に
は、ポリアクリレート系樹脂である日本ゼオン製ＺＥＰ
７０００（登録商標）を用いた。レジスト層３の上に導
電膜７を形成する。導電膜７としては、三菱レイヨン製
の水溶性導電材料（ポリアニリンスルフォン酸（（Ｃ7
Ｈ4.5Ｏ4ＮＳ）ｎ）：商品名：ａｑｕａＳＡＶＥ（登録
商標））を使用した。導電膜７の膜厚は、８０ｎｍであ
った。
【００２１】その後、レジスト層３に向けて電子ビーム
を照射し、パターン描画を行なった。
を照射し、パターン描画を行なった。
【００２２】図２と図３を参照して、電子ビーム描画
後、マスク上に炭酸ガスを添加した純水をかけることに
より、導電膜７を完全に除去した。
後、マスク上に炭酸ガスを添加した純水をかけることに
より、導電膜７を完全に除去した。
【００２３】図４を参照して、レジスト層３を現像し、
レジストパターン５を形成する。図５を参照して、レジ
ストパターン５をマスクに用いて、金属膜２をエッチン
グし、マスクパターン６を形成する。
レジストパターン５を形成する。図５を参照して、レジ
ストパターン５をマスクに用いて、金属膜２をエッチン
グし、マスクパターン６を形成する。
【００２４】図６を参照して、レジストパターン５を除
去すると、フォトマスクが完成する。
去すると、フォトマスクが完成する。
【００２５】さて、図７に示すパターンを用いて、実施
例に係るフローでマスクを形成した。その後、図８に示
す密パターン（Ａ−Ａ′部）と疎パターン（Ｂ−Ｂ′
部）での寸法差の評価を行なった。寸法評価パターン
は、現像後にはマスク左半分（密部）中央部に設けられ
た、内部に孤立抜きパターンを多数含む寸法評価パター
ン（約６．５ｍｍ×３５ｍｍ）と、それを取囲む全面抜
きパターン（Ｃｒが露出した４６ｍｍ×５４ｍｍのパタ
ーン）と、右半分（疎部）中央部に設けられた寸法評価
パターンとからなるものである。
例に係るフローでマスクを形成した。その後、図８に示
す密パターン（Ａ−Ａ′部）と疎パターン（Ｂ−Ｂ′
部）での寸法差の評価を行なった。寸法評価パターン
は、現像後にはマスク左半分（密部）中央部に設けられ
た、内部に孤立抜きパターンを多数含む寸法評価パター
ン（約６．５ｍｍ×３５ｍｍ）と、それを取囲む全面抜
きパターン（Ｃｒが露出した４６ｍｍ×５４ｍｍのパタ
ーン）と、右半分（疎部）中央部に設けられた寸法評価
パターンとからなるものである。
【００２６】得られた結果を、従来の方法で行ったもの
と対比して、表１にまとめる。なお、表１には、図７に
示すパターンを用いて従来フロー（図１０〜図１３に示
す工程）でマスクを処理した場合の結果についても示し
ている。描画条件は次の通りである。
と対比して、表１にまとめる。なお、表１には、図７に
示すパターンを用いて従来フロー（図１０〜図１３に示
す工程）でマスクを処理した場合の結果についても示し
ている。描画条件は次の通りである。
【００２７】描画条件１：加速電圧１０ｋＶ, ＥＢド
ーズ量３．５μＣ/ｃｍ2 描画条件２：加速電圧１０ｋＶ, ＥＢドーズ量３．７
μＣ/ｃｍ2
ーズ量３．５μＣ/ｃｍ2 描画条件２：加速電圧１０ｋＶ, ＥＢドーズ量３．７
μＣ/ｃｍ2
【００２８】
【表１】
【００２９】表１から明らかなように、疎部と密部との
寸法差は、実施例で処理したマスクの場合、改善される
ことがわかった。このように、寸法差が改善されるの
は、「フォギング効果」によってうっすらと感光するレ
ジスト部に、導電膜をおくことにより、レジストが「フ
ォギング」により感光していないと考えられる。したが
って、現像前に導電膜を剥離し、レジストを現像液によ
り現像することにより、導電膜がない従来のプロセスと
比較して、パターンの疎密による寸法差が改善されるも
のと考えられる。
寸法差は、実施例で処理したマスクの場合、改善される
ことがわかった。このように、寸法差が改善されるの
は、「フォギング効果」によってうっすらと感光するレ
ジスト部に、導電膜をおくことにより、レジストが「フ
ォギング」により感光していないと考えられる。したが
って、現像前に導電膜を剥離し、レジストを現像液によ
り現像することにより、導電膜がない従来のプロセスと
比較して、パターンの疎密による寸法差が改善されるも
のと考えられる。
【００３０】なお、水溶性導電膜の除去には、炭酸ガス
を添加した純水を用い場合を例示したが、この発明はこ
れに限られるものでなく、機能水（純水の電気分解によ
り、酸化力、還元力を持たせた電解水をいう）を用いて
も、同様の効果を奏する。
を添加した純水を用い場合を例示したが、この発明はこ
れに限られるものでなく、機能水（純水の電気分解によ
り、酸化力、還元力を持たせた電解水をいう）を用いて
も、同様の効果を奏する。
【００３１】実施例２
実施例１では、図８に示すテストパターンを有する測定
試料を作製した場合を例示したが、この発明はこれに限
られるものでなく、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すような、
孤立ホール８（周囲に他のパターンがない）と密集ホー
ル９を有する、ウェハ基板に転写すべきホール系を形成
したフォトマスクを形成しても、実施例１と同様の効果
が得られた。また、ホールをラインに置き換えたライン
アンドスペースを有するフォトマスクを形成しても、同
様の効果が得られた。
試料を作製した場合を例示したが、この発明はこれに限
られるものでなく、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すような、
孤立ホール８（周囲に他のパターンがない）と密集ホー
ル９を有する、ウェハ基板に転写すべきホール系を形成
したフォトマスクを形成しても、実施例１と同様の効果
が得られた。また、ホールをラインに置き換えたライン
アンドスペースを有するフォトマスクを形成しても、同
様の効果が得られた。
【００３２】今回開示された実施例はすべての点で例示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順
序の第１の工程における断面図である。
序の第１の工程における断面図である。
【図２】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順
序の第２の工程における断面図である。
序の第２の工程における断面図である。
【図３】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順
序の第３の工程における断面図である。
序の第３の工程における断面図である。
【図４】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順
序の第４の工程における断面図である。
序の第４の工程における断面図である。
【図５】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順
序の第５の工程における断面図である。
序の第５の工程における断面図である。
【図６】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順
序の第６の工程における断面図である。
序の第６の工程における断面図である。
【図７】 実施例１において用いるパターンの平面図で
ある。
ある。
【図８】 実施例１によって得られたフォトマスクのテ
ストパターンの平面図である。
ストパターンの平面図である。
【図９】 実施例２に係るテストパターンの平面図であ
る。
る。
【図１０】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第
１の工程における断面図である。
１の工程における断面図である。
【図１１】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第
２の工程における断面図である。
２の工程における断面図である。
【図１２】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第
３の工程における断面図である。
３の工程における断面図である。
【図１３】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第
４の工程における断面図である。
４の工程における断面図である。
【図１４】 フォギング効果を説明するための概念図で
ある。
ある。
１ 合成石英基板、２ Ｃｒ金属膜、３ レジスト層、
４ 電子ビーム、５レジストパターン、６ マスクパタ
ーン。
４ 電子ビーム、５レジストパターン、６ マスクパタ
ーン。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石塚 正彦
埼玉県秩父市大字寺尾2804番地 アルバッ
ク成膜株式会社内
Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AB08 AC06 AD03 DA02
DA03 DA30 FA12 FA39
2H095 BB02 BB10 BB14 BB31 BC08
BC17
2H096 AA24 BA09 CA20 EA06 FA10
HA23
Claims (7)
- 【請求項１】 基板の上に、金属膜、レジスト層を順次
形成する工程と、 前記レジスト層の上に導電膜を形成する工程と、 前記レジスト層に向けて電子ビームを照射し、パターン
描画を行なう工程と、 前記導電膜を剥離する工程と、 前記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する
工程と、 前記レジストパターンを用いて、前記金属膜をエッチン
グし、マスクパターンを形成する工程と、を備えたフォ
トマスクの製造方法。 - 【請求項２】 前記導電膜は水溶性導電膜を含む、請求
項１に記載のフォトマスクの製造方法。 - 【請求項３】 前記水溶性導電膜は、ポリアニリンスル
フォン酸膜を含む、請求項２に記載のフォトマスクの製
造方法。 - 【請求項４】 前記導電膜の剥離は、炭酸ガスを添加し
た純水を用いて行なう、請求項２に記載のフォトマスク
の製造方法。 - 【請求項５】 前記導電膜の剥離は、機能水を用いて行
なう、請求項２に記載のフォトマスクの製造方法。 - 【請求項６】 基板の上に、金属膜、レジスト層を順次
形成する工程と、 前記レジスト層の上に導電膜を形成する工程と、 前記レジスト層に向けて電子ビームを照射し、パターン
描画を行なう工程と、 前記導電膜を剥離する工程と、 前記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する
工程と、 前記レジストパターンを用いて、前記金属膜をエッチン
グし、マスクパターンを形成する工程と、を備えた方法
により得られたフォトマスク。 - 【請求項７】 電子ビーム描画時のフォギング（Foggin
g）効果に起因する現像後の疎密の違いによるレジスト
パターンでの寸法差を小さくする方法であって、 基板の上に、金属膜、レジスト層を順次形成する工程
と、 前記レジスト層の上に導電膜を形成する工程と、 前記レジスト層に向けて電子ビームを照射し、パターン
描画を行なう工程と、 前記導電膜を剥離する工程と、 前記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する
工程と、 前記レジストパターンを用いて、前記金属膜をエッチン
グし、マスクパターンを形成する工程と、を備えたマス
クパターン寸法の疎密差改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001248037A JP2003057802A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | フォトマスクの製造方法、それによって得られたフォトマスクおよびマスクパターン寸法の疎密差改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001248037A JP2003057802A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | フォトマスクの製造方法、それによって得られたフォトマスクおよびマスクパターン寸法の疎密差改善方法 |
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|---|---|
| JP2003057802A true JP2003057802A (ja) | 2003-02-28 |
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ID=19077263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001248037A Withdrawn JP2003057802A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | フォトマスクの製造方法、それによって得られたフォトマスクおよびマスクパターン寸法の疎密差改善方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003057802A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2001
- 2001-08-17 JP JP2001248037A patent/JP2003057802A/ja not_active Withdrawn
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