JPH03200149A - 位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクの製造方法Info
- Publication number
- JPH03200149A JPH03200149A JP1338583A JP33858389A JPH03200149A JP H03200149 A JPH03200149 A JP H03200149A JP 1338583 A JP1338583 A JP 1338583A JP 33858389 A JP33858389 A JP 33858389A JP H03200149 A JPH03200149 A JP H03200149A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- etching
- phase
- diffraction grating
- phase shifter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体装置の製造に必要な露光工程において使用される
位相シフトマスクの製造方法に関し、石英基板のエツチ
ング深さを正確に制御することを可能にして、位相シフ
ト膜を使用することなく位相シックを形成し、安定した
露光を可能にする位相シフトマスクの製造方法を提供す
ることを目的とし、 透光性基板の一部領域に不透光領域を形成し、前記の透
光性基板の前記の不透光領域の形成された領域を除く透
光領域の一部領域をエツチングして、照射光の位相を反
転する位相シフタを形成する工程を有する位相シフトマ
スクの製造方法において、前記の位相シフタの形成と平
行して、前記の透光性基板の前記の透光領域の残余の領
域に回折格子を形成し、この回折格子に単波長光を照射
し、この回折格子（４）から反射する回折光強度を測定
して前記の位相シックを形成するに必要な前記のエツチ
ングの深さを制御するように構成す［産業上の利用分野
］ 本発明は、半導体装置の製造に必要な露光工程において
使用される位相シフトマスクの製造方法に関する。
位相シフトマスクの製造方法に関し、石英基板のエツチ
ング深さを正確に制御することを可能にして、位相シフ
ト膜を使用することなく位相シックを形成し、安定した
露光を可能にする位相シフトマスクの製造方法を提供す
ることを目的とし、 透光性基板の一部領域に不透光領域を形成し、前記の透
光性基板の前記の不透光領域の形成された領域を除く透
光領域の一部領域をエツチングして、照射光の位相を反
転する位相シフタを形成する工程を有する位相シフトマ
スクの製造方法において、前記の位相シフタの形成と平
行して、前記の透光性基板の前記の透光領域の残余の領
域に回折格子を形成し、この回折格子に単波長光を照射
し、この回折格子（４）から反射する回折光強度を測定
して前記の位相シックを形成するに必要な前記のエツチ
ングの深さを制御するように構成す［産業上の利用分野
］ 本発明は、半導体装置の製造に必要な露光工程において
使用される位相シフトマスクの製造方法に関する。
従来、半導体装置の製造工程の一つであるフォトリソグ
ラフィー工程において使用されている露光方法には、紫
外線または遠紫外線を使用する等倍投影露光法、レンズ
縮小投影露光法、コンタクト露光法、プロキシミティー
露光法等がある。これらの露光法の中、特に、レンズを
使用する投影露光法においては、レンズの口径比を増大
することと露光光の波長を短波長化すること−によって
露光解像度を向上させてきた。しかしながら、露光する
パターンの大きさが、露光光の波長とはり同程度あるい
は２倍の大きさに縮小化されてくると、ウェーハ上に正
確にパターンを転写することが困難になってきた。
ラフィー工程において使用されている露光方法には、紫
外線または遠紫外線を使用する等倍投影露光法、レンズ
縮小投影露光法、コンタクト露光法、プロキシミティー
露光法等がある。これらの露光法の中、特に、レンズを
使用する投影露光法においては、レンズの口径比を増大
することと露光光の波長を短波長化すること−によって
露光解像度を向上させてきた。しかしながら、露光する
パターンの大きさが、露光光の波長とはり同程度あるい
は２倍の大きさに縮小化されてくると、ウェーハ上に正
確にパターンを転写することが困難になってきた。
上記の問題を解決する手段として、レチクルまたはマス
クの透光領域の一部領域に露光光の位相を反転する位相
シフタを形成し、残余の透光領域を透過する露光光との
間に干渉を起こさせ、露光領域における露光エネルギー
を強めて解像度を向上する位相シフト露光法が開発され
た。
クの透光領域の一部領域に露光光の位相を反転する位相
シフタを形成し、残余の透光領域を透過する露光光との
間に干渉を起こさせ、露光領域における露光エネルギー
を強めて解像度を向上する位相シフト露光法が開発され
た。
従来、位相シフト露光法に使用される位相シフトマスク
は、透光性基板に不透光性物質よりなるデバイスパター
ンを形成した後、レジスト等の位相シフト膜を全面に塗
布し、位相シフタ形成領域を除く領域からこの位相シフ
ト膜を除去することによって形成されている。
は、透光性基板に不透光性物質よりなるデバイスパター
ンを形成した後、レジスト等の位相シフト膜を全面に塗
布し、位相シフタ形成領域を除く領域からこの位相シフ
ト膜を除去することによって形成されている。
ところで、レジスト等よりなる位相シフト膜は、１．５
００〜３，０００人の波長を有する遠紫外線露光光の照
射によって変質し、カラー・センターが形成されて透明
性を失うことが多い、この現象は、位相シフト膜が均質
・安定なものでなく、高いフォトン・エネルギーによっ
て化学的結合が切断されるために発生することが知られ
ている。
００〜３，０００人の波長を有する遠紫外線露光光の照
射によって変質し、カラー・センターが形成されて透明
性を失うことが多い、この現象は、位相シフト膜が均質
・安定なものでなく、高いフォトン・エネルギーによっ
て化学的結合が切断されるために発生することが知られ
ている。
−Ｃに、マスクに使用される透光性基板としては、不純
物の混入が極めて少ない合成石英が使用される。そこで
、位相シフタ形成領域の石英基板をエツチングして所定
の深さに堀り込めば、位相シフト膜を形成する場合と同
様に、露光光の位相を反転することができ、しかも、遠
紫外線の照射によってカラー・センターが形成されるこ
とがなく、安定した露光が可能になる筈である。
物の混入が極めて少ない合成石英が使用される。そこで
、位相シフタ形成領域の石英基板をエツチングして所定
の深さに堀り込めば、位相シフト膜を形成する場合と同
様に、露光光の位相を反転することができ、しかも、遠
紫外線の照射によってカラー・センターが形成されるこ
とがなく、安定した露光が可能になる筈である。
しかしながら、石英基板を所定の深さにエツチングする
場合には、シリコン基板上に形成された絶縁膜あるいは
導電膜等をエツチングする場合と異なり、適切なエツチ
ングストッパーを使用することができず、また、生成ガ
スをモニターすることによってエツチング終点を検出す
る方法を使用することもできないため、エツチングの深
さを正確に制御することができない、したがって、石英
基板をエツチングして位相シフタを形成することは困難
であった。
場合には、シリコン基板上に形成された絶縁膜あるいは
導電膜等をエツチングする場合と異なり、適切なエツチ
ングストッパーを使用することができず、また、生成ガ
スをモニターすることによってエツチング終点を検出す
る方法を使用することもできないため、エツチングの深
さを正確に制御することができない、したがって、石英
基板をエツチングして位相シフタを形成することは困難
であった。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、石英
基板のエツチング深さを正確に制御することを可能にし
て、位相シフト膜を使用することなく位相シフタを形成
し、安定した露光を可能にする位相シフトマスクの製造
方法を提供することにある。
基板のエツチング深さを正確に制御することを可能にし
て、位相シフト膜を使用することなく位相シフタを形成
し、安定した露光を可能にする位相シフトマスクの製造
方法を提供することにある。
上記の目的は、透光性基板（１）の一部領域に不透光領
域（２）を形成し、前記の透光性基板（１）の前記の不
透光領域（２）の形成された領域を除く透光領域の一部
領域をエツチングして、照射光の位相を反転する位相シ
フタ（３）を形成する工程を有する位相シフトマスクの
製造方法において、前記の位相シック（３）の形成と平
行して、前記の透光性基板（１）の前記の透光領域の残
余の領域に回折格子（４）を形成し、この回折格子（４
）に単波長光を照射し、この回折格子（４）から反射す
る回折光強度を測定して前記の位相シフタ（３）を形成
するに必要な前記のエッチングの深さを制御する工程を
有する位相シフトマスクの製造方法によって達成される
。
域（２）を形成し、前記の透光性基板（１）の前記の不
透光領域（２）の形成された領域を除く透光領域の一部
領域をエツチングして、照射光の位相を反転する位相シ
フタ（３）を形成する工程を有する位相シフトマスクの
製造方法において、前記の位相シック（３）の形成と平
行して、前記の透光性基板（１）の前記の透光領域の残
余の領域に回折格子（４）を形成し、この回折格子（４
）に単波長光を照射し、この回折格子（４）から反射す
る回折光強度を測定して前記の位相シフタ（３）を形成
するに必要な前記のエッチングの深さを制御する工程を
有する位相シフトマスクの製造方法によって達成される
。
〔作用］
本発明に係る位相シフトマスクの製造方法においては、
透光性基Ｆｉｌをエツチングして位相シフタ３を形成す
るときに、これと並行して透光性基板ｌの不透光領域２
を除く透光ｆｉＩ域の一部領域に、第１図に示すように
、回折格子４をエンチングして形成する。第７図に回折
格子４の詳細を示す。
透光性基Ｆｉｌをエツチングして位相シフタ３を形成す
るときに、これと並行して透光性基板ｌの不透光領域２
を除く透光ｆｉＩ域の一部領域に、第１図に示すように
、回折格子４をエンチングして形成する。第７図に回折
格子４の詳細を示す。
図において、ｄは回折格子の周期であり、ａは回折格子
の大きさであり、ｈは回折格子の高さ、すなわち、エツ
チング深さであり、θｍは回折角である。入射光６の波
長をλとすると、ｓｉｎ θｍ＝る回折角θｍの方向に
ｍ次の回折光７が反射する。
の大きさであり、ｈは回折格子の高さ、すなわち、エツ
チング深さであり、θｍは回折角である。入射光６の波
長をλとすると、ｓｉｎ θｍ＝る回折角θｍの方向に
ｍ次の回折光７が反射する。
第８図に、回折格子４のエツチング深さｈと各回折次数
の回折光強度との関係を示す、第８図を使用して、回折
光の強度を測定することによってエツチング深さｈを求
めることが可能である。すなわち、エツチング工程にお
いて、回折格子４に単波長光６を照射し、回折光７の強
度を測定しながら、エツチングを進めることによって、
透光性基板１に位相シフタ３を形成するためのエツチン
グの深さを所定の値に正確に制御することができ、露光
光の位相を正確に反転する位相シフタ３を形成すること
ができる。
の回折光強度との関係を示す、第８図を使用して、回折
光の強度を測定することによってエツチング深さｈを求
めることが可能である。すなわち、エツチング工程にお
いて、回折格子４に単波長光６を照射し、回折光７の強
度を測定しながら、エツチングを進めることによって、
透光性基板１に位相シフタ３を形成するためのエツチン
グの深さを所定の値に正確に制御することができ、露光
光の位相を正確に反転する位相シフタ３を形成すること
ができる。
〔実施例］
以下、図面を参照しつ一１本発明の一実施例に係る位相
シフトマスクの製造方法について説明する。
シフトマスクの製造方法について説明する。
第２図、第３図参照
第３図は第２図のＡ−Ａ断面図である。
石英基板１上にスパッタ法等を使用して１，０００人厚
程度のクローム膜を形成し、これをパターニングしてク
ローム膜よりなるデバイスパターン２を形成する。
程度のクローム膜を形成し、これをパターニングしてク
ローム膜よりなるデバイスパターン２を形成する。
第４図、第５図参照
第５図は第４図のＢ−Ｂ断面図である。
レジスト層５を形成し、フォトリソグラフィー法を使用
してこれをパターニングし、位相シフタ形成領域上に開
口３１を形成し、回折格子形成領域上に開口４１を形成
する。
してこれをパターニングし、位相シフタ形成領域上に開
口３１を形成し、回折格子形成領域上に開口４１を形成
する。
第１図、第６図参照
第６図は第１図のＣ−Ｃ断面図である。
フッ酸を使用してエツチングし、位相シフタ３と回折格
子４とを形成する。なお、このエツチング工程において
、回折格子４上に第７図に示すように単波長光を入射し
てその回折光強度を測定し、この回折光強度から第８図
を使用してエツチング深さｈを求め、その深さが所定の
値＜露光光の位相を反転する深さ）に到達した時点にお
いてエツチングを停止し、レジスト層５を除去すれば、
石英基Ｆｉ、１に、露光光の位相を反転する位相シフタ
３の形成された位相シフトマスクが形成される。
子４とを形成する。なお、このエツチング工程において
、回折格子４上に第７図に示すように単波長光を入射し
てその回折光強度を測定し、この回折光強度から第８図
を使用してエツチング深さｈを求め、その深さが所定の
値＜露光光の位相を反転する深さ）に到達した時点にお
いてエツチングを停止し、レジスト層５を除去すれば、
石英基Ｆｉ、１に、露光光の位相を反転する位相シフタ
３の形成された位相シフトマスクが形成される。
なお、回折格子４は、ウェーハ露光工程において支障に
ならない領域に形成しておけば、そのま−石英基板１上
に残留しておいてよい、また、エツチング方式は湿式エ
ツチング方式に限定されるものではなく、四フッ化炭素
等を使用する乾式エツチング方式を使用してもよいこと
はいうまでもない。
ならない領域に形成しておけば、そのま−石英基板１上
に残留しておいてよい、また、エツチング方式は湿式エ
ツチング方式に限定されるものではなく、四フッ化炭素
等を使用する乾式エツチング方式を使用してもよいこと
はいうまでもない。
（発明の効果）
以上説明せるとおり、本発明に係る位相シフトマスクの
製造方法においては、透光性基板をエツチングして位相
シックを形成するときに、同時に回折格子を形成し、回
折格子に単波長光を照射してその回折光強度を測定し、
回折光強度が回折格子のエツチング深さに対応して変化
する特性を利用してエツチングの深さを求めることがで
きるので、位相シフタ形成のためエツチングの深さを正
確に制御することができ、露光光の位相を正確に反転す
る位相シックを有する位相シフトマスクが形成され、し
かも、位相シフト＋１を使用していないので、遠紫外線
照射によってカラー・センターが形成されることがなく
、安定した露光が可能である。
製造方法においては、透光性基板をエツチングして位相
シックを形成するときに、同時に回折格子を形成し、回
折格子に単波長光を照射してその回折光強度を測定し、
回折光強度が回折格子のエツチング深さに対応して変化
する特性を利用してエツチングの深さを求めることがで
きるので、位相シフタ形成のためエツチングの深さを正
確に制御することができ、露光光の位相を正確に反転す
る位相シックを有する位相シフトマスクが形成され、し
かも、位相シフト＋１を使用していないので、遠紫外線
照射によってカラー・センターが形成されることがなく
、安定した露光が可能である。
第１図〜第６図は、本発明の一実施例に係る位相シフト
マスクの製造方法を説明する工程図である。 第７図は、回折格子の詳細図である。 第８閏は、エツチング深さと回折光強度との関係を示す
グラフである。 透光性基板（石英基板）、 不透光領域（デバイスパターン）、 位相シフタ、 回折格子、 レジスト層、 入射光、 回折光、 位相シフトＳＮ域上の開口、 回折格子上の開口。
マスクの製造方法を説明する工程図である。 第７図は、回折格子の詳細図である。 第８閏は、エツチング深さと回折光強度との関係を示す
グラフである。 透光性基板（石英基板）、 不透光領域（デバイスパターン）、 位相シフタ、 回折格子、 レジスト層、 入射光、 回折光、 位相シフトＳＮ域上の開口、 回折格子上の開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 透光性基板（１）の一部領域に不透光領域（２）を形成
し、 前記透光性基板（１）の前記不透光領域（２）の形成さ
れた領域を除く透光領域の一部領域をエッチングして、
照射光の位相を反転する位相シフタ（３）を形成する工
程を有する位相シフトマスクの製造方法において、 前記位相シフタ（３）の形成と平行して、前記透光性基
板（１）の前記透光領域の残余の領域に回折格子（４）
を形成し、 該回折格子（４）に単波長光を照射し、該回折格子（４
）から反射する回折光強度を測定して前記位相シフタ（
３）を形成するに必要な前記エッチングの深さを制御す
る 工程を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338583A JPH03200149A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338583A JPH03200149A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03200149A true JPH03200149A (ja) | 1991-09-02 |
Family
ID=18319543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1338583A Pending JPH03200149A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03200149A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08146592A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-07 | Nec Corp | 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1338583A patent/JPH03200149A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08146592A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-07 | Nec Corp | 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 |
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