JP2000267255A - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents
位相シフトマスク及びその製造方法Info
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- 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
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より高い解像度を有する位相シフトマスクを
提供する。 【解決手段】 透明基板上に、半透明膜からなる所定パ
ターンを有し、このパターンの両側壁側に沿う２つの基
板領域をそれぞれ透過する露光光の位相が相互に１８０
°反転するように、一方の基板領域に凹部を有し、かつ
前記パターンが、その一方の基板領域側と一方の基板領
域自体、及びその他方の基板領域側と他方の基板領域自
体をそれぞれ透過する露光光の位相が１８０°反転する
ように、２つの基板領域側で厚さを異にすることを特徴
とする位相シフトマスク。
提供する。 【解決手段】 透明基板上に、半透明膜からなる所定パ
ターンを有し、このパターンの両側壁側に沿う２つの基
板領域をそれぞれ透過する露光光の位相が相互に１８０
°反転するように、一方の基板領域に凹部を有し、かつ
前記パターンが、その一方の基板領域側と一方の基板領
域自体、及びその他方の基板領域側と他方の基板領域自
体をそれぞれ透過する露光光の位相が１８０°反転する
ように、２つの基板領域側で厚さを異にすることを特徴
とする位相シフトマスク。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、位相シフトマス
ク及びその製造方法に関し、特に半導体装置の製造に際
してウエハ上に高解像度でパターンを結像させることが
できる位相シフトマスクの構造及びその製造方法に関す
るものである。
ク及びその製造方法に関し、特に半導体装置の製造に際
してウエハ上に高解像度でパターンを結像させることが
できる位相シフトマスクの構造及びその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、位相シフトマスクの従来の技術に
ついて詳細に説明する。図３は従来のレベンソン型位相
シフトマスク（露光すべき光の位相をシフトさせる部分
を有するマスク、以下、「レベンソンマスク」と称す
る）の製造工程を示す工程図である。図３において、レ
ベンソンマスクの製造に使用されるブランクマスク（パ
タ−ンのない、クロムのみのマスク）２は、透明基板１
上に遮光膜３を形成した２層構造である。ブランクマス
ク２に使用される透明基板１の材料は主に石英が用いら
れており、遮光膜３の材料は主にクロムが用いられてい
る。ブランクマスク２に適用されるクロム膜厚は通常約
１１０ｎｍであり、真空蒸着法やスパッタリング法によ
り形成されている。
ついて詳細に説明する。図３は従来のレベンソン型位相
シフトマスク（露光すべき光の位相をシフトさせる部分
を有するマスク、以下、「レベンソンマスク」と称す
る）の製造工程を示す工程図である。図３において、レ
ベンソンマスクの製造に使用されるブランクマスク（パ
タ−ンのない、クロムのみのマスク）２は、透明基板１
上に遮光膜３を形成した２層構造である。ブランクマス
ク２に使用される透明基板１の材料は主に石英が用いら
れており、遮光膜３の材料は主にクロムが用いられてい
る。ブランクマスク２に適用されるクロム膜厚は通常約
１１０ｎｍであり、真空蒸着法やスパッタリング法によ
り形成されている。
【０００３】ブランクマスク２からレベンソンマスクへ
の加工に必要な保護膜材料には主にＥＢ（Electron-Bea
m）レジストを適用する。レジスト４の膜厚は通常約５
００ｎｍであり、スピンオン法によりブランクマスク２
に塗布される（図３（ａ））。レジスト４はＥＢ描画と
現像によりパターニングされる。このレジストマスクに
基づき、遮光膜３はドライエッチングによりパターニン
グされる（図３（ｂ））。遮光膜３をエッチングした
後、レジスト４を剥離する（図３（ｃ））。レジスト４
を剥離した後、マスクを洗浄し、レジスト４ｄを約５０
０ｎｍの膜厚で再塗布し、導電膜５を約２０ｎｍの膜厚
で塗布（図３（ｄ））し、アライメントＥＢ描画を行う
（図３（ｅ））。導電膜５の水洗除去と現像により、透
明基板１の掘込み領域のレジスト４ｄを選択的に除去す
る（図３（ｆ））。隣り合う透明パターンを透過する露
光光の位相に対して１８０度反転する位相に制御できる
深さとなるようにエッチングし、透明基板１の堀込み部
分（凹部）６を形成する（図３（ｇ））。残存したレジ
スト４ｄを剥離する（図３（ｈ））。以上の工程を経
て、遮光パターン７に隣接する一対の透明パターン（透
明基板）のうち、一方に堀込み部分（凹部）６を形成し
た位相シフトマスク、つまりレベンソンマスクは完成す
る。
の加工に必要な保護膜材料には主にＥＢ（Electron-Bea
m）レジストを適用する。レジスト４の膜厚は通常約５
００ｎｍであり、スピンオン法によりブランクマスク２
に塗布される（図３（ａ））。レジスト４はＥＢ描画と
現像によりパターニングされる。このレジストマスクに
基づき、遮光膜３はドライエッチングによりパターニン
グされる（図３（ｂ））。遮光膜３をエッチングした
後、レジスト４を剥離する（図３（ｃ））。レジスト４
を剥離した後、マスクを洗浄し、レジスト４ｄを約５０
０ｎｍの膜厚で再塗布し、導電膜５を約２０ｎｍの膜厚
で塗布（図３（ｄ））し、アライメントＥＢ描画を行う
（図３（ｅ））。導電膜５の水洗除去と現像により、透
明基板１の掘込み領域のレジスト４ｄを選択的に除去す
る（図３（ｆ））。隣り合う透明パターンを透過する露
光光の位相に対して１８０度反転する位相に制御できる
深さとなるようにエッチングし、透明基板１の堀込み部
分（凹部）６を形成する（図３（ｇ））。残存したレジ
スト４ｄを剥離する（図３（ｈ））。以上の工程を経
て、遮光パターン７に隣接する一対の透明パターン（透
明基板）のうち、一方に堀込み部分（凹部）６を形成し
た位相シフトマスク、つまりレベンソンマスクは完成す
る。
【０００４】次に、レベンソンマスクの原理について述
べる。図４はレベンソンマスクの原理を説明する説明図
である。レベンソンマスクは、図４に示すように、一方
の露光光透過領域にシフタ（露光光の位相を１８０°変
化させる部分）を設ける。図４の場合、シフタは透明基
板１の掘込み部分（凹部）６である。シフタのない領域
ｃを通った光と、シフタのある領域ｄを通った光とは、
光強度は同じであるが、光の位相が１８０°ずれてい
る。各透過領域からの光の波は互いに重なりあった裾の
部分で振幅が逆方向となり、打ち消し合うことになる。
この結果、パタ−ン間に光強度の零となる部分ができ、
解像度を向上させることが可能になる。以上の構成の透
明基板掘り込み型レベンソン位相シフトマスクは特開平
２−２１１４５０号公報に記載されている。
べる。図４はレベンソンマスクの原理を説明する説明図
である。レベンソンマスクは、図４に示すように、一方
の露光光透過領域にシフタ（露光光の位相を１８０°変
化させる部分）を設ける。図４の場合、シフタは透明基
板１の掘込み部分（凹部）６である。シフタのない領域
ｃを通った光と、シフタのある領域ｄを通った光とは、
光強度は同じであるが、光の位相が１８０°ずれてい
る。各透過領域からの光の波は互いに重なりあった裾の
部分で振幅が逆方向となり、打ち消し合うことになる。
この結果、パタ−ン間に光強度の零となる部分ができ、
解像度を向上させることが可能になる。以上の構成の透
明基板掘り込み型レベンソン位相シフトマスクは特開平
２−２１１４５０号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】フォトリソグラフィ
（写真平板）の微細加工限界は露光光波長に依存する。
しかし、露光光波長が小さいステッパ（露光装置）ほど
非常に高価であり、準備が困難であるため、露光光波長
はそのままにして、安価な手法としての微細加工限界を
超える手段としてレベンソンマスクが適用されている。
しかし露光光波長をそのままで更なる微細加工を行うた
めには、ここで述べたレベンソンマスクでは不十分であ
り、更に解像度向上が可能な新規フォトマスクの適用が
必要となってきた。
（写真平板）の微細加工限界は露光光波長に依存する。
しかし、露光光波長が小さいステッパ（露光装置）ほど
非常に高価であり、準備が困難であるため、露光光波長
はそのままにして、安価な手法としての微細加工限界を
超える手段としてレベンソンマスクが適用されている。
しかし露光光波長をそのままで更なる微細加工を行うた
めには、ここで述べたレベンソンマスクでは不十分であ
り、更に解像度向上が可能な新規フォトマスクの適用が
必要となってきた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、透明基板上
に、半透明膜からなる所定パターンを有し、このパター
ンの両側壁側に沿う２つの基板領域をそれぞれ透過する
露光光の位相が相互に１８０°反転するように、一方の
基板領域に凹部を有し、かつ前記パターンが、その一方
の基板領域側と一方の基板領域自体、及びその他方の基
板領域側と他方の基板領域自体をそれぞれ透過する露光
光の位相が１８０°反転するように、２つの基板領域側
で厚さを異にすることを特徴とする位相シフトマスクを
提供する。
に、半透明膜からなる所定パターンを有し、このパター
ンの両側壁側に沿う２つの基板領域をそれぞれ透過する
露光光の位相が相互に１８０°反転するように、一方の
基板領域に凹部を有し、かつ前記パターンが、その一方
の基板領域側と一方の基板領域自体、及びその他方の基
板領域側と他方の基板領域自体をそれぞれ透過する露光
光の位相が１８０°反転するように、２つの基板領域側
で厚さを異にすることを特徴とする位相シフトマスクを
提供する。
【０００７】すなわち、透明基板上に半透明膜からなる
所定パターンを有し、このパターンの両側壁側に沿う２
つの基板領域をそれぞれ透過する露光光の位相が相互に
１８０°反転するように、一方の基板領域に凹部を有
し、かつ前記パターンが、その２つの基板領域側とこれ
らに対応する各基板領域自体とをそれぞれ透過する露光
光の位相が対応関係同士で相互に１８０°反転するよう
に、２つの基板領域側で厚さを異にしているので、厚さ
が異なる両側の半透明膜を透過する露光光は、光の位相
が隣接する基板領域のそれに対し１８０°ずれ、従って
互いに重なりあった裾の部分の振幅が逆方向となって打
ち消し合い、更に解像度を向上させることができるわけ
である。
所定パターンを有し、このパターンの両側壁側に沿う２
つの基板領域をそれぞれ透過する露光光の位相が相互に
１８０°反転するように、一方の基板領域に凹部を有
し、かつ前記パターンが、その２つの基板領域側とこれ
らに対応する各基板領域自体とをそれぞれ透過する露光
光の位相が対応関係同士で相互に１８０°反転するよう
に、２つの基板領域側で厚さを異にしているので、厚さ
が異なる両側の半透明膜を透過する露光光は、光の位相
が隣接する基板領域のそれに対し１８０°ずれ、従って
互いに重なりあった裾の部分の振幅が逆方向となって打
ち消し合い、更に解像度を向上させることができるわけ
である。
【０００８】さて、本発明に係る位相シフトマスクは、
透明基板上に半透明膜の所定パターンを形成し、その半
透明膜のパターンの（パターンの長手方向に直交する断
面の）両側壁側に沿う２つの基板領域（透明基板）を透
明パターンとしている。そして２つの基板領域のうち、
一方にはその基板領域を堀込んで露光光の位相を１８０
°反転させる凹部を、いわゆる“シフタ”として形成す
る。ここで凹部の深さＣは、露光光の位相を１８０°反
転させるために、 Ｃ＝λ／２ （ｎ１−１） 但し、λ：露光光波長、ｎ１：半透明膜の屈折率 とされる。
透明基板上に半透明膜の所定パターンを形成し、その半
透明膜のパターンの（パターンの長手方向に直交する断
面の）両側壁側に沿う２つの基板領域（透明基板）を透
明パターンとしている。そして２つの基板領域のうち、
一方にはその基板領域を堀込んで露光光の位相を１８０
°反転させる凹部を、いわゆる“シフタ”として形成す
る。ここで凹部の深さＣは、露光光の位相を１８０°反
転させるために、 Ｃ＝λ／２ （ｎ１−１） 但し、λ：露光光波長、ｎ１：半透明膜の屈折率 とされる。
【０００９】一方、半透明膜のパターンは、上述のごと
く凹部を形成した一方の基板領域側を、その一方の基板
領域側と一方の基板領域自体を透過する露光光の位相が
相互に１８０°反転する膜厚に、他方の透明基板側を、
その他方の基板領域側と他方の基板領域自体を透過する
露光光の位相を相互に１８０°反転する膜厚にそれぞれ
構成される。すなわち、他方の基板領域側の膜厚ａ（図
３参照、以下同様）は、他方の基板領域を透過する露光
光との位相差が１８０°にするために、 ａ＝λ／２ （ｎ１−１） 但し、λ：露光光波長、ｎ１：半透明膜の屈折率 に設定され、一方、凹部を形成した一方の基板領域側の
膜厚ｂは、他方の基板領域を透過する露光光との位相差
を１８０°にするために、 ｂ＝２ａ に設定されるのが好ましい。また、半透明膜の線幅ｄ、
ｅは、 ｆ：ｇ＝ｈ：ｉ になるように設定されるのが好ましい。
く凹部を形成した一方の基板領域側を、その一方の基板
領域側と一方の基板領域自体を透過する露光光の位相が
相互に１８０°反転する膜厚に、他方の透明基板側を、
その他方の基板領域側と他方の基板領域自体を透過する
露光光の位相を相互に１８０°反転する膜厚にそれぞれ
構成される。すなわち、他方の基板領域側の膜厚ａ（図
３参照、以下同様）は、他方の基板領域を透過する露光
光との位相差が１８０°にするために、 ａ＝λ／２ （ｎ１−１） 但し、λ：露光光波長、ｎ１：半透明膜の屈折率 に設定され、一方、凹部を形成した一方の基板領域側の
膜厚ｂは、他方の基板領域を透過する露光光との位相差
を１８０°にするために、 ｂ＝２ａ に設定されるのが好ましい。また、半透明膜の線幅ｄ、
ｅは、 ｆ：ｇ＝ｈ：ｉ になるように設定されるのが好ましい。
【００１０】本発明において、半透明膜は、露光光との
透過率を１０％以下とするのが好ましく、具体的にはシ
リサイドやクロムなどの金属に窒素や酸素を適量含有さ
せて透過率を上げ、吸収係数（Ｋ）を下げて使用するの
がより好ましい。シリサイドとしてはモリブデンシリサ
イドのほかに、タングステンシリサイド（ＷＳｉＯＮ、
Ｎ又はＯで調整）、ジルコン（ＺｎＳｉＯＮ、Ｎ又はＯ
で調整）、クロムフロライド（ＣｒＦＯ、Ｏのみで調
整）などが使用できる。
透過率を１０％以下とするのが好ましく、具体的にはシ
リサイドやクロムなどの金属に窒素や酸素を適量含有さ
せて透過率を上げ、吸収係数（Ｋ）を下げて使用するの
がより好ましい。シリサイドとしてはモリブデンシリサ
イドのほかに、タングステンシリサイド（ＷＳｉＯＮ、
Ｎ又はＯで調整）、ジルコン（ＺｎＳｉＯＮ、Ｎ又はＯ
で調整）、クロムフロライド（ＣｒＦＯ、Ｏのみで調
整）などが使用できる。
【００１１】本発明において透明基板は、石英、ソーダ
ライムガラス、低膨張ガラス、などで構成され、好まし
くは露光波長３００ｎｍ以下の領域で透過率が９０％以
上得られる石英で構成される。
ライムガラス、低膨張ガラス、などで構成され、好まし
くは露光波長３００ｎｍ以下の領域で透過率が９０％以
上得られる石英で構成される。
【００１２】本発明は、別の観点からすれば、透明基板
上に半透明膜及び遮光膜をこの順に成膜し、次いで厚膜
部分と薄膜部分とからなるレジスト膜のパターンを形成
する工程と、前記レジスト膜のパターンの両側壁側に沿
う２つの遮光膜領域をエッチングするとともに、露出し
た半透明膜をそれぞれエッチングして２つの基板領域を
形成する工程と、前記レジスト膜の薄膜部分を除去して
下地の遮光膜をエッチングし、露出した半透明膜を浅く
エッチングして、エッチングされた半透明膜とこの半透
明膜の側壁側に沿う一方の基板領域とを透過する露光光
の位相が相互に１８０°反転するような厚さにする工程
と、得られた透明基板上にレジスト膜のパターンを形成
し、所定パターンを有する半透明膜の両側壁側に沿う他
方の基板領域を露出させる工程と、この他方の基板領域
と、一方の基板領域及び半透明膜のパターンのエッチン
グしていない部分とを透過する露光光の位相が相互に１
８０°反転するように露出した他方の基板領域をエッチ
ングして凹部を形成し、請求項１に記載の位相シフトマ
スクを得る工程とからなる位相シフトマスクの製造方法
を提供する。
上に半透明膜及び遮光膜をこの順に成膜し、次いで厚膜
部分と薄膜部分とからなるレジスト膜のパターンを形成
する工程と、前記レジスト膜のパターンの両側壁側に沿
う２つの遮光膜領域をエッチングするとともに、露出し
た半透明膜をそれぞれエッチングして２つの基板領域を
形成する工程と、前記レジスト膜の薄膜部分を除去して
下地の遮光膜をエッチングし、露出した半透明膜を浅く
エッチングして、エッチングされた半透明膜とこの半透
明膜の側壁側に沿う一方の基板領域とを透過する露光光
の位相が相互に１８０°反転するような厚さにする工程
と、得られた透明基板上にレジスト膜のパターンを形成
し、所定パターンを有する半透明膜の両側壁側に沿う他
方の基板領域を露出させる工程と、この他方の基板領域
と、一方の基板領域及び半透明膜のパターンのエッチン
グしていない部分とを透過する露光光の位相が相互に１
８０°反転するように露出した他方の基板領域をエッチ
ングして凹部を形成し、請求項１に記載の位相シフトマ
スクを得る工程とからなる位相シフトマスクの製造方法
を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】（１）まず、本発明に係る位相シ
フトマスクの作動原理を図１を用いて説明する。本発明
に係る位相シフトマスクは、フォトマスク内の露光光透
過領域に配置されている、遮光パターンを介して隣り合
う透明基板（基板領域）を透過する露光光の位相が、一
方の透明基板を透過する露光光の位相に対して他方のそ
れでは１８０°反転するように、一方の透明基板を掘込
んで凹部を形成したレベンソンマスクの遮光パターンを
特定の半透明膜としたものである。すなわち、本発明の
位相シフトマスクは、図１に示すように、隣接する２つ
の透明基板（基板領域）の一方を掘込んだレベンソンマ
スクの遮光パターン（図３の７）を、厚膜部（領域）１
３と薄膜部（領域）１１とからなる２段構造の半透明膜
とする。厚膜部１３はシフタである透明基板１５の掘込
み凹部１２に対して光の位相が１８０°ずれている。各
部からの光の波は互いに重なりあった部分で振幅が逆方
向となり、打ち消し合うことになる。その結果、光強度
が零に近くなる部分ができ、解像度を更に向上させるこ
とが可能になる。また、薄膜部１１は他方の透明基板１
４に対して光の位相が１８０°ずれている。各部からの
光の波は互いに重なりあった部分で振幅が逆方向とな
り、打ち消し合うことになる。その結果、光強度が零に
近くなる部分ができ、解像度を更に向上させることが可
能になる。
フトマスクの作動原理を図１を用いて説明する。本発明
に係る位相シフトマスクは、フォトマスク内の露光光透
過領域に配置されている、遮光パターンを介して隣り合
う透明基板（基板領域）を透過する露光光の位相が、一
方の透明基板を透過する露光光の位相に対して他方のそ
れでは１８０°反転するように、一方の透明基板を掘込
んで凹部を形成したレベンソンマスクの遮光パターンを
特定の半透明膜としたものである。すなわち、本発明の
位相シフトマスクは、図１に示すように、隣接する２つ
の透明基板（基板領域）の一方を掘込んだレベンソンマ
スクの遮光パターン（図３の７）を、厚膜部（領域）１
３と薄膜部（領域）１１とからなる２段構造の半透明膜
とする。厚膜部１３はシフタである透明基板１５の掘込
み凹部１２に対して光の位相が１８０°ずれている。各
部からの光の波は互いに重なりあった部分で振幅が逆方
向となり、打ち消し合うことになる。その結果、光強度
が零に近くなる部分ができ、解像度を更に向上させるこ
とが可能になる。また、薄膜部１１は他方の透明基板１
４に対して光の位相が１８０°ずれている。各部からの
光の波は互いに重なりあった部分で振幅が逆方向とな
り、打ち消し合うことになる。その結果、光強度が零に
近くなる部分ができ、解像度を更に向上させることが可
能になる。
【００１４】（２）以下、図に示す実施の形態に基づい
て、本発明について詳細に説明する。図２は、本発明の
１つの実施の形態である位相シフトマスクの製造工程を
示す工程図である。図２において、まず、透明基板１上
にスパッタや真空蒸着などにより半透明膜２を成膜し、
その上に遮光膜３を成膜し、更にレジスト４を塗布する
（図２（ａ））。なお、半透明膜２としては、露光光の
透過率が１０％以下（フォトレジストのゴーストパター
ンを発生させない透過率値）で、かつ露光光の位相を１
８０°反転させることが可能なモリブデンシリサイドな
どの材質を適用する。遮光膜３としては、露光光の透過
率が０．５％以下（露光光を完全に遮光できる）である
クロムなどの材質を適用する。レジスト４としては、半
透明膜２と遮光膜３のエッチングの際に、エッチング耐
性の優れた、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチ
ル）のような材料が通常使用される。
て、本発明について詳細に説明する。図２は、本発明の
１つの実施の形態である位相シフトマスクの製造工程を
示す工程図である。図２において、まず、透明基板１上
にスパッタや真空蒸着などにより半透明膜２を成膜し、
その上に遮光膜３を成膜し、更にレジスト４を塗布する
（図２（ａ））。なお、半透明膜２としては、露光光の
透過率が１０％以下（フォトレジストのゴーストパター
ンを発生させない透過率値）で、かつ露光光の位相を１
８０°反転させることが可能なモリブデンシリサイドな
どの材質を適用する。遮光膜３としては、露光光の透過
率が０．５％以下（露光光を完全に遮光できる）である
クロムなどの材質を適用する。レジスト４としては、半
透明膜２と遮光膜３のエッチングの際に、エッチング耐
性の優れた、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチ
ル）のような材料が通常使用される。
【００１５】描画と現像によりレジスト厚膜領域とレジ
スト薄膜領域と無レジスト領域の３領域に分けてレジス
トをパターニングする（図２（ｂ））。描画工程におい
て、半透明膜２を透過する露光光の位相が０度となる領
域（レジスト厚膜領域）は未描画である。半透明膜２を
透過する露光光の位相が１８０°反転する領域（レジス
ト薄膜領域）は１回描画であり、レジスト膜厚は遮光膜
３と半透明膜２のドライエッチング時にレジストピンホ
ールが発生しない膜厚以上とし、厚膜領域と薄膜領域と
のレジスト段差以下とする。透過領域はレジストを完全
に除去できる必要電荷量に設定し、電子ビームを照射す
る。レジスト４はポジ型とネガ型とがあり、図２に示し
たものはポジ型レジストを適用した場合であり、電子ビ
ームの当たらなかった部分が現像工程でレジストパター
ンとして残り、電子ビームの当たった部分は現像液に溶
解し、遮光膜３が部分的に露出する。
スト薄膜領域と無レジスト領域の３領域に分けてレジス
トをパターニングする（図２（ｂ））。描画工程におい
て、半透明膜２を透過する露光光の位相が０度となる領
域（レジスト厚膜領域）は未描画である。半透明膜２を
透過する露光光の位相が１８０°反転する領域（レジス
ト薄膜領域）は１回描画であり、レジスト膜厚は遮光膜
３と半透明膜２のドライエッチング時にレジストピンホ
ールが発生しない膜厚以上とし、厚膜領域と薄膜領域と
のレジスト段差以下とする。透過領域はレジストを完全
に除去できる必要電荷量に設定し、電子ビームを照射す
る。レジスト４はポジ型とネガ型とがあり、図２に示し
たものはポジ型レジストを適用した場合であり、電子ビ
ームの当たらなかった部分が現像工程でレジストパター
ンとして残り、電子ビームの当たった部分は現像液に溶
解し、遮光膜３が部分的に露出する。
【００１６】現像した後、遮光膜３と半透明膜２とをエ
ッチングする（図２（ｃ））。まず、露出した遮光膜３
をドライエッチングする。ドライエッチングは平行平板
式反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を適用する。遮
光膜３がクロム膜の場合、エッチングガスはＣＣｌ
4（テトラクロロメタン）とＯ2（酸素）、あるいは、Ｃ
Ｈ2Ｃｌ2（ジクロロメタン）とＯ2（酸素）を流量比２
５ｓｃｃｍ：７５ｓｃｃｍに制御して使用する。ＲＦパ
ワーは２００Ｗ（５００Ｗ以内）、圧力は０．２５Ｔｏ
ｒｒ（３３．２５Ｐａ）、放電周波数は１３．５６ＭＨ
ｚである。半透明膜がモリブデンシリサイド膜の場合、
クロム膜とモリブデンシリサイド膜とのエッチング選択
比は３０以上であり、十分である。レジスト４はエッチ
ングに対する保護膜として働き、レジストに覆われてい
ない部分の遮光膜３のみが除去され、半透明膜２が部分
的に露出する。クロム膜のドライエッチングに塩素系ガ
スを適用した場合、レジスト４のドライエッチング耐性
は十分である。
ッチングする（図２（ｃ））。まず、露出した遮光膜３
をドライエッチングする。ドライエッチングは平行平板
式反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を適用する。遮
光膜３がクロム膜の場合、エッチングガスはＣＣｌ
4（テトラクロロメタン）とＯ2（酸素）、あるいは、Ｃ
Ｈ2Ｃｌ2（ジクロロメタン）とＯ2（酸素）を流量比２
５ｓｃｃｍ：７５ｓｃｃｍに制御して使用する。ＲＦパ
ワーは２００Ｗ（５００Ｗ以内）、圧力は０．２５Ｔｏ
ｒｒ（３３．２５Ｐａ）、放電周波数は１３．５６ＭＨ
ｚである。半透明膜がモリブデンシリサイド膜の場合、
クロム膜とモリブデンシリサイド膜とのエッチング選択
比は３０以上であり、十分である。レジスト４はエッチ
ングに対する保護膜として働き、レジストに覆われてい
ない部分の遮光膜３のみが除去され、半透明膜２が部分
的に露出する。クロム膜のドライエッチングに塩素系ガ
スを適用した場合、レジスト４のドライエッチング耐性
は十分である。
【００１７】次に、露出した半透明膜２をドライエッチ
ングする。ドライエッチングは平行平板式反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）法を適用する。半透明膜３がモリ
ブデンシリサイド膜の場合、エッチングガスはＣＦ
4（テトラフルオロメタン）とＯ2（酸素）とＮ2を流量
比１００ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ：１８ｓｃｃｍに制御し
て使用する。ＲＦパワーは１００Ｗ（５００Ｗ以内）、
圧力は０．０１５Ｔｏｒｒ（２Ｐａ）、放電周波数は１
３．５６ＭＨｚである。透明基板１が石英の場合、モリ
ブデンシリサイド膜と石英基板とのエッチング選択比は
３０以上であり、十分である。レジスト４はエッチング
に対する保護膜として働き、レジストに覆われていない
部分の半透明膜３のみが除去され、石英の透明基板１が
部分的に露出する。モリブデンシリサイド膜のドライエ
ッチングにテトラフルオロメタンガスを適用した場合、
レジスト４のドライエッチング耐性は十分である。
ングする。ドライエッチングは平行平板式反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）法を適用する。半透明膜３がモリ
ブデンシリサイド膜の場合、エッチングガスはＣＦ
4（テトラフルオロメタン）とＯ2（酸素）とＮ2を流量
比１００ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ：１８ｓｃｃｍに制御し
て使用する。ＲＦパワーは１００Ｗ（５００Ｗ以内）、
圧力は０．０１５Ｔｏｒｒ（２Ｐａ）、放電周波数は１
３．５６ＭＨｚである。透明基板１が石英の場合、モリ
ブデンシリサイド膜と石英基板とのエッチング選択比は
３０以上であり、十分である。レジスト４はエッチング
に対する保護膜として働き、レジストに覆われていない
部分の半透明膜３のみが除去され、石英の透明基板１が
部分的に露出する。モリブデンシリサイド膜のドライエ
ッチングにテトラフルオロメタンガスを適用した場合、
レジスト４のドライエッチング耐性は十分である。
【００１８】残存するレジスト薄膜領域のレジスト４を
全面アッシングすることで、薄い方のレジスト層を除去
し、厚い方のレジスト層を膜減りした厚さのまま維持し
ておき、下地の遮光膜をドライエッチングし、露出した
半透明膜を、隣接する透明基板を透過する露光光の位相
に対して１８０°反転する位相に制御できる膜厚の薄膜
部１１となるようにドライエッチングする（図２
（ｄ））。残存するレジスト４を剥離し、同様のレジス
ト４ｅを新たに約５００ｎｍの膜厚で再塗布し、導電膜
５を約２０ｎｍの膜厚で塗布し、アライメントＥＢ描画
を行う（図２（ｅ））。導電膜５の水洗除去と現像によ
り透明基板の掘込み凹部１２のレジスト４を選択的に除
去する（図２（ｆ））。露出した透明基板を隣接する半
透明膜１３を透過する露光光の位相に対して１８０°反
転する位相に制御できる深さの凹部１２となるようにエ
ッチングする（図２（ｇ））。残存したレジスト４を剥
離した後、更に残った遮光膜３を除去する（図２
（ｈ））。このように透明基板１上に、薄膜部１１と厚
膜部１３からなる半透明膜を形成し、かつ厚膜部１３側
の透明基板１５に堀込み凹部１２を形成した位相シフト
マスクによりレベンソンマスクの解像度を更に向上させ
ることができる。
全面アッシングすることで、薄い方のレジスト層を除去
し、厚い方のレジスト層を膜減りした厚さのまま維持し
ておき、下地の遮光膜をドライエッチングし、露出した
半透明膜を、隣接する透明基板を透過する露光光の位相
に対して１８０°反転する位相に制御できる膜厚の薄膜
部１１となるようにドライエッチングする（図２
（ｄ））。残存するレジスト４を剥離し、同様のレジス
ト４ｅを新たに約５００ｎｍの膜厚で再塗布し、導電膜
５を約２０ｎｍの膜厚で塗布し、アライメントＥＢ描画
を行う（図２（ｅ））。導電膜５の水洗除去と現像によ
り透明基板の掘込み凹部１２のレジスト４を選択的に除
去する（図２（ｆ））。露出した透明基板を隣接する半
透明膜１３を透過する露光光の位相に対して１８０°反
転する位相に制御できる深さの凹部１２となるようにエ
ッチングする（図２（ｇ））。残存したレジスト４を剥
離した後、更に残った遮光膜３を除去する（図２
（ｈ））。このように透明基板１上に、薄膜部１１と厚
膜部１３からなる半透明膜を形成し、かつ厚膜部１３側
の透明基板１５に堀込み凹部１２を形成した位相シフト
マスクによりレベンソンマスクの解像度を更に向上させ
ることができる。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、レベンソンマスクの
遮光パターンに代わって二段構造（厚膜部と薄膜部）の
半透明膜で構成されているので、従来のレベンソンマス
クに対して、半透明膜の位相シフト効果分だけ更に高解
像度のフォトレジスト形状を得ることができる。
遮光パターンに代わって二段構造（厚膜部と薄膜部）の
半透明膜で構成されているので、従来のレベンソンマス
クに対して、半透明膜の位相シフト効果分だけ更に高解
像度のフォトレジスト形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位相シフトマスクの原理を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態である位相シフトマ
スクの製造工程を示す工程図である。
スクの製造工程を示す工程図である。
【図３】従来のレベンソンマスク型位相シフトマスクの
製造工程を示す工程図である。
製造工程を示す工程図である。
【図４】従来のレベンソンマスクの原理を説明する説明
図である。
図である。
１ 透明基板 ２ 半透明膜 ３ 遮光膜 ４ レジスト ５ 導電膜 １１ 薄膜部（半透明膜） １２ 堀込み凹部 １３ 厚膜部（半透明膜）
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基板上に、半透明膜からなる所定パ
ターンを有し、このパターンの両側壁側に沿う２つの基
板領域をそれぞれ透過する露光光の位相が相互に１８０
°反転するように、一方の基板領域に凹部を有し、 かつ前記パターンが、その一方の基板領域側と一方の基
板領域自体、及びその他方の基板領域側と他方の基板領
域自体をそれぞれ透過する露光光の位相が１８０°反転
するように、２つの基板領域側で厚さを異にすることを
特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項２】 凹部を有する一方の基板領域側のパター
ンは、その膜厚が凹部を有しない他方の基板領域側のそ
れの２倍である請求項１の位相シフトマスク。 - 【請求項３】 半透明膜は、その露光光の透過率が１０
％以下の膜で構成されてなる請求項１の位相シフトマス
ク。 - 【請求項４】 半透明膜は、窒素又は酸素を含有させた
シリサイド又はクロム膜である請求項１の位相シフトマ
スク。 - 【請求項５】 透明基板上に半透明膜及び遮光膜をこの
順に成膜し、次いで厚膜部分と薄膜部分とからなるレジ
スト膜のパターンを形成する工程と、 前記レジスト膜のパターンの両側壁側に沿う２つの遮光
膜領域をエッチングするとともに、露出した半透明膜を
それぞれエッチングして２つの基板領域を形成する工程
と、 前記レジスト膜の薄膜部分を除去して下地の遮光膜をエ
ッチングし、露出した半透明膜を浅くエッチングして、
エッチングされた半透明膜とこの半透明膜の側壁側に沿
う一方の基板領域とを透過する露光光の位相が相互に１
８０°反転するような厚さにする工程と、 得られた透明基板上にレジスト膜のパターンを形成し、
所定パターンを有する半透明膜の両側壁側に沿う他方の
基板領域を露出させる工程と、 この他方の基板領域と、一方の基板領域及び半透明膜の
パターンのエッチングしていない部分とを透過する露光
光の位相が相互に１８０°反転するように露出した他方
の基板領域をエッチングして凹部を形成し、請求項１に
記載の位相シフトマスクを得る工程とからなる位相シフ
トマスクの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7543599A JP3531666B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
| TW089101643A TW454255B (en) | 1999-03-19 | 2000-01-31 | Phase-shifting mask and process for manufacturing the same |
| US09/501,572 US6326107B1 (en) | 1999-03-19 | 2000-02-10 | Phase shift mask and process for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7543599A JP3531666B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000267255A true JP2000267255A (ja) | 2000-09-29 |
| JP3531666B2 JP3531666B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=13576160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7543599A Expired - Lifetime JP3531666B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6326107B1 (ja) |
| JP (1) | JP3531666B2 (ja) |
| TW (1) | TW454255B (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005257962A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法 |
| JP2005345920A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
| JP2006106253A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Sharp Corp | 位相シフトマスクおよびその位相シフトマスクの製造方法 |
| US7060398B2 (en) | 2001-12-26 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photomask, method for producing the same, and method for forming pattern using the photomask |
| JP2006209126A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Applied Materials Inc | フォトマスク製作に適したモリブデン層をエッチングするための方法 |
| JP2021173944A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | フォトマスクの製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004003341B4 (de) * | 2004-01-22 | 2006-12-21 | Infineon Technologies Ag | Halbtonphasenmaske mit mehreren Transmissionen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US7064078B2 (en) * | 2004-01-30 | 2006-06-20 | Applied Materials | Techniques for the use of amorphous carbon (APF) for various etch and litho integration scheme |
| US7829471B2 (en) * | 2005-07-29 | 2010-11-09 | Applied Materials, Inc. | Cluster tool and method for process integration in manufacturing of a photomask |
| KR20150028109A (ko) * | 2013-09-05 | 2015-03-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | 노광용 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211450A (ja) | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
| US5536604A (en) * | 1992-07-17 | 1996-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure mask |
| JP2904170B2 (ja) * | 1996-12-27 | 1999-06-14 | 日本電気株式会社 | ハーフトーン位相シフトマスク及びハーフトーン位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP7543599A patent/JP3531666B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-01-31 TW TW089101643A patent/TW454255B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-02-10 US US09/501,572 patent/US6326107B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7060398B2 (en) | 2001-12-26 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photomask, method for producing the same, and method for forming pattern using the photomask |
| CN100373258C (zh) * | 2001-12-26 | 2008-03-05 | 松下电器产业株式会社 | 光掩模、光掩模的制成方法以及使用该光掩模的图案形成方法 |
| US7378198B2 (en) | 2001-12-26 | 2008-05-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photomask |
| US7449285B2 (en) | 2001-12-26 | 2008-11-11 | Panasonic Corporation | Method for forming pattern |
| US7501213B2 (en) | 2001-12-26 | 2009-03-10 | Panasonic Corporation | Method for forming generating mask data |
| JP2005257962A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法 |
| KR100825175B1 (ko) * | 2004-03-11 | 2008-04-24 | 샤프 가부시키가이샤 | 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법 |
| JP2005345920A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
| JP2006106253A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Sharp Corp | 位相シフトマスクおよびその位相シフトマスクの製造方法 |
| JP2006209126A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Applied Materials Inc | フォトマスク製作に適したモリブデン層をエッチングするための方法 |
| JP2021173944A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | フォトマスクの製造方法 |
| JP7489821B2 (ja) | 2020-04-28 | 2024-05-24 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | フォトマスクの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW454255B (en) | 2001-09-11 |
| JP3531666B2 (ja) | 2004-05-31 |
| US6326107B1 (en) | 2001-12-04 |
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