JPH03211554A - Production of phase shift mask - Google Patents
Production of phase shift maskInfo
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- JPH03211554A JPH03211554A JP2006465A JP646590A JPH03211554A JP H03211554 A JPH03211554 A JP H03211554A JP 2006465 A JP2006465 A JP 2006465A JP 646590 A JP646590 A JP 646590A JP H03211554 A JPH03211554 A JP H03211554A
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- Japan
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- film
- transparent
- phase shift
- resist layer
- transparent film
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体装置の製造工程の中の露光工程において使用され
るマスクの製造方法、特に、光の干渉性を利用して解像
度を向上する干渉露光法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、位相シフト膜を形成するとき
の位相シフト膜のパターンの位1ずれを防止し、デバイ
スパターンと位相シフト族とを同一の膜を使用して形成
しつるようにし、さらには、電子ビームリソグラフィー
工程を1回ですませるようにする位相シフトマスクの製
造方法を掟供することを目的とし、下記いずれかの手段
をもって構成される。[Detailed Description of the Invention] [Summary] A method for manufacturing a mask used in an exposure step in the manufacturing process of a semiconductor device, particularly used in an interference exposure method that improves resolution by utilizing the coherence of light. Regarding a method for manufacturing a phase shift mask, it is possible to prevent a phase shift film pattern from being shifted by one position when forming a phase shift film, and to form a device pattern and a phase shift group using the same film, Furthermore, the present invention aims to provide a method for manufacturing a phase shift mask that requires only one electron beam lithography process, and is configured using any of the following means.
第1の手段は、透光性基板上に、アルミニウム、クロー
ム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等不透光性
膜を、この不透光性膜が酸化されて形成される透光性酸
化膜の厚さが照射光の位相を反転するのに適する厚さと
なる厚さに形成し、レジスト層を形成し、このレジスト
層をパターニングして位相シフト膜形成領域から除去し
て不透光性膜を表出させ、前記のレジスト層が除去され
た前記の位相シフト膜形成領域に対応する前記の不透光
性膜を酸化して透光性酸化膜に転換して位相シフト膜を
形成し、前記のレジスト層を除去し、例えば電解エツチ
ング法を使用して、前記の透光性酸化膜に囲まれた領域
を除く領域の前記の不透光性膜を選択的に除去して前記
の位相シフト膜に囲まれた領域に前記の不透光性膜を残
留してデバイスパターンを形成する工程をもって構成さ
れる。The first method is to place a non-transparent film such as aluminum, chrome, tin, zinc, tantalum, or silicon on a transparent substrate, and then oxidize the non-transparent film to form a transparent film. The oxide film is formed to a thickness suitable for inverting the phase of the irradiated light, a resist layer is formed, and this resist layer is patterned and removed from the phase shift film forming area to make it opaque. the non-transparent film corresponding to the phase shift film forming region from which the resist layer has been removed is oxidized to convert into a transparent oxide film to form a phase shift film; Then, the resist layer is removed, and the non-transparent film is selectively removed in an area excluding the area surrounded by the transparent oxide film using, for example, an electrolytic etching method. The device pattern is formed by leaving the light-opaque film in a region surrounded by the phase shift film to form a device pattern.
第2の手段は、透光性基板上に、アルミニウム、クロー
ム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等不透光性
膜を、この不透光性膜が酸化されて形成される透光性酸
化膜の厚さが照射光の位相を反転するのに適する厚さと
なる厚さに形成し、レジスト層を形成し、このレジスト
層と前記の不透光性膜とをパターニングして、前記の不
透光性膜と前記のレジスト層とをデバイスパターン形成
領域を除く領域から除去して前記の不透光性膜を表出さ
せ、前記の不透光性膜の周縁領域を酸化して透光性酸化
膜に転換して位相シフト膜を形成する工程をもって構成
される。第3の手段は、透光性基板上に、アルミニウム
、クローム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等
不透光性膜を、この不透光性膜が酸化されて形成される
透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反転するのに適す
る厚さとなる厚さに形成し、この不透光性膜をパターニ
ングして、デバイスパターン形成領域を除く領域から除
去し、レジスト層を形成し、このレジスト層をパターニ
ングして、位相シフトM形成領域から除去して前記の不
透光性膜を表出させ、前記のレジスト層の除去された前
記の位相シフト膜形成頭載に対応する前記の不透光性膜
を酸化して透光性酸化膜に転換して位相シフ)Illを
形成する工程をもって構成される。第4の手段は、透光
性基板上に金属膜を形成し、この金属膜をパターニング
してデバイスパターン形成領域を除<sI域から除去し
、アルミニウム、クローム、錫、亜鉛、タンタル、また
は、シリコン等不透光性膜を、この不透光性膜が酸化さ
れて形成される透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反
転するのに適する厚さとなる厚さに形成し、この不透光
性膜をパターニングして、位相シフト膜形成領域に残留
し、前記の位相シフト膜形成領域に残留する前記の不透
光性膜を酸化して透光性酸化膜に転換して位相シフト腰
を形成する工程をもって構成される。The second method is to apply a non-transparent film made of aluminum, chrome, tin, zinc, tantalum, or silicon on a transparent substrate, and to form a non-transparent film by oxidizing the non-transparent film. The oxide film is formed to a thickness suitable for inverting the phase of the irradiated light, a resist layer is formed, and this resist layer and the above-mentioned non-transparent film are patterned to form the above-mentioned oxide film. The non-transparent film and the resist layer are removed from the area excluding the device pattern forming area to expose the non-transparent film, and the peripheral area of the non-transparent film is oxidized to make the non-transparent film transparent. It consists of a step of converting into a photosensitive oxide film to form a phase shift film. The third method is to form a non-transparent film such as aluminum, chrome, tin, zinc, tantalum, or silicon on a transparent substrate, and to form a non-transparent film by oxidizing the non-transparent film. The oxide film is formed to a thickness suitable for inverting the phase of the irradiated light, and this non-transparent film is patterned and removed from areas other than the device pattern forming area, and the resist layer is removed. forming the resist layer, patterning the resist layer, and removing it from the phase shift M formation region to expose the light-opaque film, corresponding to the phase shift film formation head from which the resist layer is removed. The method includes a step of oxidizing the non-transparent film to convert it into a transparent oxide film to form a phase shift (Ill). A fourth method is to form a metal film on a light-transmitting substrate, pattern the metal film to remove the device pattern formation region from <sI region, and remove aluminum, chrome, tin, zinc, tantalum, or Forming a non-transparent film such as silicon to a thickness such that the thickness of a transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film is suitable for inverting the phase of irradiated light, This non-transparent film is patterned to remain in the phase shift film forming area, and the non-transparent film remaining in the phase shift film forming area is oxidized to convert it into a transparent oxide film. The method includes a step of forming a phase shift waist.
本発明は、半導体装置の製造工程の中の露光工程におい
て使用されるマスクの製造方法の改良に関する。特に、
光の干渉性を利用して解像度を向上する干渉露光法にお
いて使用される位相シフトマスクの製造方法の改良に関
する。The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a mask used in an exposure step in a semiconductor device manufacturing process. especially,
The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a phase shift mask used in interference exposure method that improves resolution by utilizing the coherence of light.
〔従来の技術]
半導体メモリに見られるごとく、LSIデバイスの集積
度は、3〜4年の間に4倍にも向上するというように、
急速に高集積化が進んでいる。集積度を向上するために
はデバイスの寸法を縮小することが必要であり、このデ
バイス寸法の縮小を可能にする微細パターンの形成法の
開発が重要な1!#!になっている。[Prior Art] As seen in semiconductor memory, the degree of integration of LSI devices has increased fourfold in three to four years.
High integration is progressing rapidly. In order to improve the degree of integration, it is necessary to reduce the dimensions of devices, and it is important to develop a method for forming fine patterns that makes it possible to reduce device dimensions. #! It has become.
従来は、石英等の透光性基板上にクローム等の金属膜を
形成し、この金属膜をパターニングし、その上にデバイ
スパターンが形成されている透光性基板をマスクまたは
レチクルとして使用している。このマスクまたはレチク
ルを使用してウェーハ上にパターンを転写する場合には
、紫外線または遠紫外線を照射することが多い、しかし
昨今、ウェーハ上に形成されるデバイスパターンの大き
さが紫外線または遠紫外線の波長と同等またはその約2
倍の大きさにまで縮小されてきたため、十分な解像度を
もってウェーハ上にパターンを転写することは極めて困
難になってきた。この困難な課題を解決するために、露
光装置の開口比(NA)を大きくしたり、露光波長をさ
らに短波長化したりする対策が講じられてきたが、いづ
れも技術的な限界に近づきつ−ある。Conventionally, a metal film such as chrome is formed on a transparent substrate such as quartz, this metal film is patterned, and the transparent substrate with a device pattern formed on it is used as a mask or reticle. There is. When using this mask or reticle to transfer a pattern onto a wafer, ultraviolet or deep ultraviolet rays are often used. Equal to or about 2 wavelengths
As the size has been doubled, it has become extremely difficult to transfer patterns onto wafers with sufficient resolution. In order to solve this difficult problem, measures have been taken to increase the aperture ratio (NA) of the exposure equipment and shorten the exposure wavelength, but these measures are approaching their technical limits. be.
そこで、第5図(a)と第5図(b)(第5図(a)は
第5図(b)のA−A断面図である。)とに示すように
、石英基板l上に形成された遮光膜よりなるデバイスパ
ターン4を囲んで、露光光の位相を反転する位相シフト
膜5を形成し、露光する紫外線または遠紫外線の光のフ
レネル回折量を抑制して解像度を同上する位相シフトマ
スクが開発された。Therefore, as shown in FIGS. 5(a) and 5(b) (FIG. 5(a) is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 5(b)), A phase shift film 5 that inverts the phase of the exposure light is formed surrounding the formed device pattern 4 made of a light shielding film, and a phase shift film 5 that inverts the phase of the exposure light suppresses the amount of Fresnel diffraction of the exposed ultraviolet or far ultraviolet light and improves the resolution. A shift mask was developed.
位相シフトマスクの従来の製造方法は、第6図(a)に
示すように、石英基板l上に遮光膜として例えばクロー
ム膜7を形成し、これをパターニングして、第6図(b
)に示すように、デバイスパターン4を形成し、次いで
、全面に透光性の膜、例えばSOG (スピンオングラ
ス)膜9を、厚さがλ/2(n−1)(但し、λは露光
光の波長であり、nはSOG膜の屈折率である。)とな
るように形成し、これをパターニングして、第6図(C
)に示すように、クローム膜7よりなるデバイスパター
ン4上とデバイスパターン4を囲む領域とに5OGI1
9を残留する方法であり、デバイスパターン4を囲む領
域に形成されたSOG膜9を位相シフト膜として使用す
ること−されている。As shown in FIG. 6(a), the conventional method for manufacturing a phase shift mask is to form, for example, a chrome film 7 as a light-shielding film on a quartz substrate l, and to pattern this, as shown in FIG. 6(b).
) as shown in FIG. is the wavelength of the light, and n is the refractive index of the SOG film.
), 5OGI1 is formed on the device pattern 4 made of the chrome film 7 and in the area surrounding the device pattern 4.
In this method, the SOG film 9 formed in the region surrounding the device pattern 4 is used as a phase shift film.
ところで、位相シフト膜を有する位相シフトマスクを製
造する従来技術に係る方法には、以下に示す問題点があ
る。By the way, the conventional method of manufacturing a phase shift mask having a phase shift film has the following problems.
(イ)位相シフト膜の材料には、多くの場合絶縁物が使
用されているため、この絶縁物の膜をパターニングして
位相シフトMを形成する工程において実行される電子ビ
ームhT画に際し、電子のチャージアップ現象が発生し
、電子ビームをもってiii!される位相シフトaのパ
ターンの位置が正規の位置からずれてしまう。(b) Since an insulator is often used as the material for the phase shift film, electron beam hT imaging performed in the step of patterning this insulator film to form the phase shift M A charge-up phenomenon occurs, and the electron beam iii! The position of the pattern of the phase shift a shifted from the normal position.
(ロ)クローム等の金属膜よりなるデバイスパターンを
形成した後に、位相シフトHを形成するための絶縁物等
の膜を、別途に形成しなければならない。(b) After forming a device pattern made of a metal film such as chrome, a film such as an insulator for forming the phase shift H must be separately formed.
(ハ)デバイスパターンのパターニング工程と位相シフ
ト膜のパターニング工程とに、高価な電子ビームリソグ
ラフィー法を2回使用しなければならない。(c) Expensive electron beam lithography must be used twice in the device pattern patterning process and the phase shift film patterning process.
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
下記の三つの目的を有する。The purpose of the present invention is to eliminate these drawbacks,
It has the following three purposes.
第1の目的は、位相シフト膜を形成するときに位相シフ
)1]1]のパターンの位置ずれが発生しないように改
良されている位相シフトマスクの製造方法を提供するこ
とである。The first object is to provide a method for manufacturing a phase shift mask that is improved so that the positional shift of the pattern of phase shift) 1] 1] does not occur when forming a phase shift film.
第2の目的は、デバイスパターンと位相シフト膜とを同
一の膜を使用して形成しうるように改良されている位相
シフトマスクの製造方法を提供することである。A second object is to provide a method for manufacturing a phase shift mask that is improved so that a device pattern and a phase shift film can be formed using the same film.
第3の目的は、電子ビームリソグラフィー工程を1回実
行するのみで位相シフトマスクを製造することができる
ように改良されている位相シフトマスクの製造方法を提
供することである。A third object is to provide a method for manufacturing a phase shift mask that is improved so that the phase shift mask can be manufactured by performing an electron beam lithography process only once.
上記三つの目的のうちの第1の目的は、下記の第1、第
2、第3、および、第4の手段のいづれによっても達成
され、上記三つの目的のうちの第2の目的は、下記の第
1]第2、および、第3の手段のいづれによっても達成
され、上記三ツの目的のうちの第3の目的は、下記の第
1および第2の手段のいづれによっても達成される。The first of the above three objectives is achieved by any of the following first, second, third and fourth means, and the second of the above three objectives is: The third objective of the above three objectives can be achieved by any of the first and second means below. Ru.
第1の手段は、透光性基板(1)上に、アルミニウム、
クローム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等不
透光性膜(2)を、この不透光性膜(2)が酸化されて
形成される透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反転す
るのに適する厚さとなる厚さに形成し、レジスト層(3
)を形成し、このレジスト層(3)をパターニングして
位相シフト膜形成領域から除去して不透光性膜l(2)
を表出させ、前記のレジスト層(3)が除去された前記
の位相シフト膜形成sI域に対応する前記の不透光性膜
(2)を酸化して透光性酸化膜(21)に転換して位相
シフトM(5)を形成し、前記のレジスト層(3)を除
去し、例えば電解エツチング法を使用して、前記の透光
性酸化膜(21)に囲まれた領域を除く領域の前記の不
透光性膜(2)を選択的に除去し、前記の位相シフトl
!1(5)に囲まれた領域に前記の不透光性膜1(2)
を残留してデバイスパターン(4)を形成する工程を有
する位相シフトマスクの製造方法である。The first means is to place aluminum on a transparent substrate (1),
The thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) such as chromium, tin, zinc, tantalum, or silicon is determined by the irradiation light. The resist layer (3) is formed to a thickness suitable for phase inversion.
) is formed, and this resist layer (3) is patterned and removed from the phase shift film formation region to form a non-transparent film l(2).
The non-transparent film (2) corresponding to the phase shift film formation sI region from which the resist layer (3) has been removed is oxidized to become a transparent oxide film (21). converting to form a phase shift M (5) and removing said resist layer (3), for example using an electrolytic etching method, excluding the area surrounded by said transparent oxide film (21); selectively removing said non-transparent film (2) in the region and changing said phase shift l.
! The above-mentioned non-transparent film 1(2) is placed in the area surrounded by 1(5).
This is a method for manufacturing a phase shift mask, which includes a step of forming a device pattern (4) by leaving a remaining portion of the phase shift mask.
第2の手段は、透光性基板(1)上に、アルミニウム、
クローム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等不
透光性膜(2)を、この不透光性膜(2)が酸化されて
形成される透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反転す
るのに適する厚さとなる厚さに形成し、レジスト層(3
)を形成し、このレジスト層(3)と前記の不透光性H
(2)とをパターニングして、前記の不透光性膜(2)
と前記のレジスト層(3)とをデバイスパターン形成領
域を除く領域から除去して前記の不透光性膜(2)を表
出させ、前記の不透光性膜(2)の周縁領域を酸化して
透光性酸化膜(21)に転換して位相シフトII(5)
を形成する工程を有する位相シフトマスクの製造方法で
ある。The second means is to place aluminum on a transparent substrate (1).
The thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) such as chromium, tin, zinc, tantalum, or silicon is determined by the irradiation light. The resist layer (3) is formed to a thickness suitable for phase inversion.
), and this resist layer (3) and the above-mentioned non-transparent H
(2) and patterned to form the above-mentioned non-transparent film (2).
and the resist layer (3) are removed from the area excluding the device pattern forming area to expose the non-transparent film (2), and the peripheral area of the non-transparent film (2) is removed. It is oxidized and converted into a transparent oxide film (21) to form a phase shift II (5).
This is a method for manufacturing a phase shift mask, which includes a step of forming a phase shift mask.
第3の手段は、透光性基板(1)上に、アルミニウム、
クローム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等不
透光性1! (2)を、この不透光性膜(2)が酸化さ
れて形成される透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反
転するのに適する厚さとなる厚さに形成し、この不透光
性膜(2)をパターニングして、デバイスパターン形成
領域を除く領域から除去し、レジスト層(6)を形成し
、このレジスト層(6)をパターニングして、位相シフ
ト膜形成領域から除去して前記の不透光性膜(2)を表
出させ、前記のレジスト層(6)の除去された前記の位
相シフトa形成領域に対応する前記の不透光性膜(2)
を酸化して透光性酸化膜(21)に転換して位相シフト
膜(5)を形成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である。The third means is to place aluminum on a transparent substrate (1).
Opaque to chrome, tin, zinc, tantalum, or silicone 1! (2) is formed to a thickness such that the thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) is suitable for inverting the phase of the irradiated light. The non-transparent film (2) is patterned and removed from the region excluding the device pattern formation region, a resist layer (6) is formed, and this resist layer (6) is patterned to remove it from the phase shift film formation region. The non-transparent film (2) is removed to expose the non-transparent film (2), and the non-transparent film (2) corresponds to the removed phase shift a formation region of the resist layer (6).
This method of manufacturing a phase shift mask is characterized by comprising a step of oxidizing and converting the phase shift film (21) into a transparent oxide film (21) to form a phase shift film (5).
第4の手段は、透光性基板(1)上に金属膜(7)を形
成し、この金属膜(7)をパターニングしてデバイスパ
ターン形成領域を除(N城から除去し、アルミニウム、
クローム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコン等不
透光性膜(2)を、この不透光性膜(2)が酸化されて
形成される透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反転す
るのに適する厚さとなる厚さに形成し、この不透光性膜
(2)をパターニングして、位相シフト膜形成領域に残
留し、前記の位相シフト膜形成領域に残留する前記の不
透光性膜(2)を酸化して透光性酸化1]9 (21)
に転換して位相シフト膜(5)を形成する工程を有する
位相シフトマスクの製造方法である。The fourth method is to form a metal film (7) on a transparent substrate (1), pattern this metal film (7) to remove the device pattern formation area (remove from the N castle,
The thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) such as chromium, tin, zinc, tantalum, or silicon is determined by the irradiation light. The non-light-transmitting film (2) is formed to a thickness suitable for inverting the phase, and is patterned to remain in the phase shift film formation region, and the non-transparent film (2) remains in the phase shift film formation region. Oxidize the non-transparent film (2) to make it transparent oxidation 1]9 (21)
This is a method for manufacturing a phase shift mask, which includes a step of forming a phase shift film (5).
第1、第2、第3、および、第4の手段は、デバイスパ
ターンが形成される不透光性膜の一部頭域を酸化して形
成される透光性酸化膜を位相シフト膜として使用してい
るため、位相シフト膜を形成するときには、酸化する前
の導電性の不透光性膜上に形成されたレジスト層に電子
ビーム描画をすればよいので、電子ビームl′1ii1
時に電子のチャージアップがなくなり、位相シフト膜の
パターンの位置ずれは防止される。The first, second, third, and fourth means use a transparent oxide film, which is formed by oxidizing a partial head region of a non-transparent film on which a device pattern is formed, as a phase shift film. Therefore, when forming a phase shift film, it is sufficient to perform electron beam writing on the resist layer formed on the conductive non-transparent film before oxidation.
At times, charge-up of electrons is eliminated, and misalignment of the pattern of the phase shift film is prevented.
さらに、第1]第2、および、第3の手段においては、
デバイスパターン形成用に形成された不透光性膜の一部
が酸化されて位相シフトIIIに転換されるので、位相
シフ)Ill形成用のflillをデバイスパターン形
成用とは別に形成する必要がなく、また、第1および第
2の手段においては、高価な電子ビームリソグラフィー
工程が1回ですむため、経済的利益が大きい。Furthermore, in the first, second, and third means,
Since a part of the light-opaque film formed for device pattern formation is oxidized and converted to phase shift III, there is no need to form a flill for phase shift Ill formation separately from that for device pattern formation. Furthermore, in the first and second means, only one expensive electron beam lithography process is required, so there is a great economic benefit.
以下、図面を参照しつ一5本発明の四つの実施例に係る
位相シフトマスクの製造方法について説明する。Hereinafter, methods for manufacturing phase shift masks according to four embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
t” t・に
第1図(a)参照
厚さ1.5〜5.0閣程度の石英&@1上に、アルミニ
ウム膜2を形成する。この時、アルミニウム膜2の膜厚
は、露光に使用される紫外線または遠紫外線の透過率が
1/100−1/1000となるように選択するととも
に、このアルミニウム膜2を位相反転特性を有するアル
ミナH21に転換するために陽極酸化された後の膜厚α
が式(1)を満足するように選択する。At t'' t, an aluminum film 2 is formed on the quartz &@1 with a thickness of about 1.5 to 5.0 mm as shown in FIG. 1(a). At this time, the thickness of the aluminum film 2 is The transmittance of ultraviolet rays or deep ultraviolet rays used for Film thickness α
is selected so that it satisfies equation (1).
α=λ/2(n−1)・・・(1)
但し、
nはアルミニウムが陽極酸化されて転換されて形成され
たアルミナの屈折率であり、λは露光光の波長である。α=λ/2(n-1) (1) where n is the refractive index of alumina formed by anodizing and converting aluminum, and λ is the wavelength of exposure light.
露光光波長λが0.41mであり、アルミニウムが陽極
酸化されて転換されて形成されたアルミナの屈折率nが
1.55(λ−0,4nの場合)であるとすれば、アル
ミニウムが陽極酸化されて転換されて形成されたアルミ
ナの膜厚αは式(1)より0.31nとなり、陽極酸化
されて転換されて形成されたアルミナの膜厚αが0.3
1nになるためのアルミニウム膜の膜厚は0.2nとな
る。0.2n厚のアルミニウム膜の露光光透過率はl/
1000以下であり、十分遮光性がある。If the exposure light wavelength λ is 0.41 m and the refractive index n of alumina formed by anodizing and converting aluminum is 1.55 (in the case of λ-0.4n), then aluminum is the anode. The film thickness α of alumina formed by oxidation and conversion is 0.31n from formula (1), and the film thickness α of alumina formed by anodization and conversion is 0.3n.
The thickness of the aluminum film to become 1n is 0.2n. The exposure light transmittance of a 0.2n thick aluminum film is l/
It is 1000 or less, and has sufficient light-shielding properties.
第1図(b)参照
アルミニウム膜2上にレジスト層3を形成し、電子ビー
ムリソグラフィー法を使用し、位相シフト膜形成領域か
らレジスト層3を除去する。Referring to FIG. 1(b), a resist layer 3 is formed on the aluminum film 2, and using an electron beam lithography method, the resist layer 3 is removed from the phase shift film forming region.
第1図(c)参照
ホウ酸アンモニウムのエチレングリコール飽和溶液、2
%程度の硫酸水溶液等の電解液中に浸漬し、アルミニウ
ム膜2を陽極として通電して陽極酸化をなし、露出して
いるアルミニウム膜2を酸化してアルミナ膜21に変換
する。See Figure 1(c) Ammonium borate saturated solution in ethylene glycol, 2
% in an electrolytic solution such as an aqueous sulfuric acid solution, and conducts anodic oxidation by applying current to the aluminum film 2 as an anode, thereby oxidizing the exposed aluminum film 2 and converting it into an alumina film 21.
第1図(d)参照
レジスト層3を除去し、ホウフッ酸と水との混合液、リ
ン酸と硫酸と無水クロム酸との混合液等の電解液中に浸
漬し、前記のアルミナ821に囲まれた開城を除く領域
のアルミニウムH2を陽極として通電して電解エツチン
グをなし、アルミナ膜21に囲まれたデバイスパターン
形成領域を除く領域のアルミニウム膜2を除去し、アル
ミニウム膜2よりなるデバイスパターン4を囲んでアル
ミナ1]’121よりなる位相シフト膜5の形成された
位相シフトマスクを形成する。The resist layer 3 shown in FIG. 1(d) is removed and immersed in an electrolytic solution such as a mixture of borofluoric acid and water, a mixture of phosphoric acid, sulfuric acid, and chromic anhydride, and then surrounded by the alumina 821. Electrolytic etching is carried out by applying current to the aluminum H2 in the area excluding the open castles formed as an anode, and removing the aluminum film 2 in the area excluding the device pattern forming area surrounded by the alumina film 21, forming a device pattern 4 made of the aluminum film 2. A phase shift mask having a phase shift film 5 made of alumina 1]'121 formed around it is formed.
に
第2図(a)参照
石英基板l上にアルミニウムH2を1]1]例と同一の
厚さに形成する。Referring to FIG. 2(a), aluminum H2 is formed on a quartz substrate l to the same thickness as in Example 1]1].
第2図(b)参照
アルミニウムH2上にレジストN3を形成し、電子ビー
ムリソグラフィー法を使用してレジスト層3をパターニ
ングしてデバイスパターン形成領域を除く領域からレジ
スト層3を除去し、パターニングされたレジスト層3を
使用してアルミニウム膜2をエツチングし、デバイスパ
ターン形成領域を除く領域からアルミニウムH2を除去
する。Refer to FIG. 2(b) A resist N3 was formed on the aluminum H2, and the resist layer 3 was patterned using an electron beam lithography method to remove the resist layer 3 from the area excluding the device pattern forming area. The aluminum film 2 is etched using the resist layer 3, and the aluminum H2 is removed from the region excluding the device pattern forming region.
第2図(c)参照
レジスト層3を残留させた状態で、第1例と同一の方法
を使用してアルミニウム膜2を陽極酸化して、アルミニ
ウムH2の周縁領域をアルミナ膜21に転換する。Referring to FIG. 2(c) With the resist layer 3 remaining, the aluminum film 2 is anodized using the same method as in the first example to convert the peripheral region of the aluminum H2 into an alumina film 21.
第2図(d)参照
レジスト層3を除去し、アルミニウム膜2よりなるデバ
イスパターン4を囲んでアルミナ!121よりなる位相
シフト81I5の形成された位相シフトマスクを形成す
る。Referring to FIG. 2(d), the resist layer 3 is removed and the device pattern 4 made of the aluminum film 2 is surrounded by alumina! A phase shift mask in which a phase shift 81I5 of 121 is formed is formed.
第3図(a)参照
石英aEMI上にアルミニウム膜2を第1例と同一の厚
さに形成する。Referring to FIG. 3(a), an aluminum film 2 is formed on the quartz aEMI to the same thickness as in the first example.
第3図(b)参照
アルミニラ1.142上にレジスト層3を形成し、電子
ビームリソグラフィー法を使用してレジスト層3をパタ
ーニングし、パターニングされたレジスト層3を使用し
てアルミニウム膜2をエツチングし、デバイスパターン
形成領域を除く領域からアルミニウム膜2を除去する。Refer to FIG. 3(b) A resist layer 3 is formed on the aluminum film 1.142, the resist layer 3 is patterned using electron beam lithography, and the aluminum film 2 is etched using the patterned resist layer 3. Then, the aluminum film 2 is removed from the region excluding the device pattern forming region.
第3図(c)参照
レジスト層3を除去し、改めてレジスト層6を形成し、
電子ビームリソグラフィー法を使用してレジスト層6を
パターニングし、デバイスパターン形成領域に残留する
アルミニウム!l12上の位相シフト膜形成領域を除く
領域に残留する。Referring to FIG. 3(c), the resist layer 3 is removed and a resist layer 6 is formed again.
The resist layer 6 is patterned using an electron beam lithography method, and the aluminum remaining in the device pattern forming area! It remains in the region excluding the phase shift film forming region on l12.
第1例と同一の方法を使用してアルミニウム膜2を陽極
酸化して、露出する領域のアルミニウム膜2をアルミナ
膜21に転換する。The aluminum film 2 is anodized using the same method as in the first example to convert the exposed area of the aluminum film 2 into an alumina film 21.
第3図(d)参照
レジスト層6を除去し、アルミニウムM2よりなるデバ
イスパターン4を囲んでアルミナl!21よりなる位相
シフト!$5の形成された位相シフトマスクを形成する
。Referring to FIG. 3(d), the resist layer 6 is removed and the device pattern 4 made of aluminum M2 is surrounded by alumina l! Phase shift consisting of 21! Form a $5 phase shift mask.
5に
第4図(a)参照
厚さ1.5〜5.0閣程度の石英基板1上に、遮光膜と
して例えばクローム1]7を500人厚定形成する。5, a light-shielding film of, for example, chrome 1]7 is formed to a thickness of 500 on a quartz substrate 1 having a thickness of about 1.5 to 5.0 mm (see FIG. 4(a)).
第4図(b)参照
クローム1]上にレジスト層3を形成し、電子ビームリ
ソグラフィー法を使用してレジスト層3をパターニング
し、パターニングされたレジスト層3を使用してクロー
ム1II7をエツチングし、デバイスパターン形成領域
を除く領域からクローム1]!7を除去する。4(b), form a resist layer 3 on the chrome 1], pattern the resist layer 3 using electron beam lithography, and etch chrome 1II7 using the patterned resist layer 3, Chrome 1 from the area excluding the device pattern forming area]! Remove 7.
第4図(c)参照
レジスト層3を除去した後、アルミニウム1]12を第
1例と同一の厚さに形成し、その上にレジスト層8を形
成し、電子ビームリソグラフィー法を使用してレジスト
層8をパターニングし、このパターニングされたレジス
ト層8を使用してアルミニウム膜2をエツチングし、ク
ローム1]?上とクローム膜7の周縁の位相シフト膜形
成領域とを除く領域からアルミニウム膜2を除去する。Refer to FIG. 4(c) After removing the resist layer 3, aluminum 1] 12 is formed to the same thickness as in the first example, a resist layer 8 is formed thereon, and an electron beam lithography method is used to form the resist layer 8. The resist layer 8 is patterned, the patterned resist layer 8 is used to etch the aluminum film 2, and the chrome 1]? The aluminum film 2 is removed from the region excluding the top and the phase shift film formation region at the periphery of the chrome film 7.
第4図(d)参照
レジスト層8を除去し、第1例と同一の方法を使用して
アルミニウム膜2を陽極酸化して、アルミナ膜21に転
換し、クローム膜7よりなるデバイスパターン4を囲ん
でアルミナ1]1]21よりなる位相シフト膜5の形成
された位相シフトマスクを形成する。FIG. 4(d) The reference resist layer 8 is removed, and the aluminum film 2 is anodized using the same method as in the first example to convert it into an alumina film 21, and a device pattern 4 made of a chrome film 7 is formed. A phase shift mask having a phase shift film 5 made of alumina 1]1]21 formed thereon is formed.
なお、第1、第2、第3、および、第4の実施例におい
て形成したアルミニウム1t12に代えて、クローム膜
、錫膜、亜鉛膜、タンタル膜、または、シリコン膜を使
用することによっても位相シフトマスクを製造すること
ができる。Note that the phase change can also be achieved by using a chrome film, tin film, zinc film, tantalum film, or silicon film in place of the aluminum 1t12 formed in the first, second, third, and fourth embodiments. Shift masks can be manufactured.
(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、デバイスパターン形成用に形成さ
れる不透光性膜の一部領域を酸化して透光性酸化膜に転
換し、この透光性酸化膜を位相シフト膜として使用する
ので、位相シフトマスクの製造工程の中の電子ビームリ
ソグラフィー工程においては、導電性の不透光性股上に
形成されたレジスト層に電子ビーム描画をすればよいこ
とになり、電子のチャージアップがなくなって位相シフ
)llの位置ずれが防止される。さらに、デバイスパタ
ーンと位相シフ)Mとを同一の膜に形成することができ
、また、電子ビームリソグラフィー工程が1回ですむよ
うにすることができるので、経済的利益も大きい。(Effects of the Invention) As explained above, in the method for manufacturing a phase shift mask according to the present invention, a partial region of a non-transparent film formed for device pattern formation is oxidized to become a transparent oxide film. This translucent oxide film is used as a phase shift film, so in the electron beam lithography process of the phase shift mask manufacturing process, electrons are transferred to the resist layer formed on the conductive non-transparent ridge. All that is required is beam lithography, which eliminates charge-up of electrons and prevents phase shift). Furthermore, since the device pattern and the phase shift (M) can be formed on the same film, and only one electron beam lithography process is required, there is great economic benefit.
第1図〜第4図は、本発明の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5図は、位相シフトマスクの構成説明図である。
第6図は、従来技術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。
l・・・透光性基板(石英基板)、
2・・・不透光性膜(アルミニウムW4)21・・・透
光性酸化膜(アルミナm>、3・・・レジスト層、
・デバイスパターン、
・位相シフト膜、
・レジスト層、
・金属!l(クローム膜)
・レジスト層、
・透光性膜(SOGIllり1 to 4 are process diagrams illustrating a method for manufacturing a phase shift mask according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of the structure of the phase shift mask. FIG. 6 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a phase shift mask according to the prior art. 1... Transparent substrate (quartz substrate), 2... Non-transparent film (aluminum W4) 21... Transparent oxide film (alumina m>, 3... Resist layer, ・Device pattern , ・Phase shift film, ・Resist layer, ・Metal (chrome film) ・Resist layer, ・Transparent film (SOGIll)
Claims (1)
不透光性膜(2)が酸化されて形成される透光性酸化膜
の厚さが照射光の位相を反転するのに適する厚さとなる
厚さに形成し、 レジスト層(3)を形成し、該レジスト層(3)をパタ
ーニングして位相シフト膜形成領域上から該レジスト層
を除去して前記不透光性膜(2)を表出させ、 前記レジスト層(3)が除去された前記位相シフト膜形
成領域に対応する前記不透光性膜(2)を酸化して透光
性酸化膜(21)に転換して位相シフト膜(5)を形成
し、 前記レジスト層(3)を除去し、前記透光性酸化膜(2
1)に囲まれた領域を除く領域の前記不透光性膜(2)
を選択的に除去して前記位相シフト膜(5)に囲まれた
領域に前記不透光性膜(2)を残留してデバイスパター
ン(4)を形成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。 [2]前記レジスト層(3)を除去した後、電解エッチ
ング法を使用して、前記透光性酸化膜(21)に囲まれ
た領域を除く領域の前記不透光性膜(2)を選択的に除
去することを特徴とする請求項[1]記載の位相シフト
マスクの製造方法。 [3]透光性基板(1)上に、不透光性膜(2)を、該
不透光性膜(2)が酸化されて形成される透光性酸化膜
の厚さが照射光の位相を反転するのに適する厚さとなる
厚さに形成し、 レジスト層(3)を形成し、該レジスト層(3)と前記
不透光性膜(2)とをパターニングして、前記不透光性
膜(2)と前記レジスト層(3)とをデバイスパターン
形成領域を除く領域から除去して前記不透光性膜(2)
を表出させ、 前記不透光性膜(2)の周縁領域を酸化して透光性酸化
膜(21)に転換して位相シフト膜(5)を形成する 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。 [4]透光性基板(1)上に、不透光性膜(2)を、該
不透光性膜(2)が酸化されて形成される透光性酸化膜
の厚さが照射光の位相を反転するのに適する厚さとなる
厚さに形成し、 該不透光性膜(2)をパターニングして、デバイスパタ
ーン形成領域を除く領域から除去し、レジスト層(6)
を形成し、該レジスト層(6)をパターニングして、位
相シフト膜形成領域から除去して前記不透光性膜(2)
を表出させ、前記レジスト層(6)の除去された前記位
相シフト膜形成領域に対応する前記不透光性膜(2)を
酸化して透光性酸化膜(21)に転換して位相シフト膜
(5)を形成する 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。 [5]透光性基板(1)上に金属膜(7)を形成し、該
金属膜(7)をパターニングしてデバイスパターン形成
領域を除く領域から除去し、 不透光性膜(2)を、該不透光性膜(2)が酸化されて
形成される透光性酸化膜の厚さが照射光の位相を反転す
るのに適する厚さとなる厚さに形成し、 該不透光性膜(2)をパターニングして、位相シフト膜
形成領域に残留し、 前記位相シフト膜形成領域に残留する前記不透光性膜(
2)を酸化して透光性酸化膜(21)に転換して位相シ
フト膜(5)を形成する 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。 [6]前記不透光性膜(2)の材料は、アルミニウム、
クローム、錫、亜鉛、タンタル、または、シリコンであ
ることを特徴とする請求項[1]、[2]、[3]、[
4]、または、[5]記載の位相シフトマスクの製造方
法。[Scope of Claims] [1] A non-transparent film (2) is placed on a transparent substrate (1), a translucent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2). A resist layer (3) is formed, and the resist layer (3) is patterned to have a thickness suitable for inverting the phase of the irradiated light. removing the resist layer to expose the non-transparent film (2), and oxidizing the non-transparent film (2) corresponding to the phase shift film forming region from which the resist layer (3) has been removed; to form a phase shift film (5) by converting it into a transparent oxide film (21), and removing the resist layer (3) and converting it into a transparent oxide film (21).
1) The non-light-transparent film (2) in the area excluding the area surrounded by
selectively removing the non-transparent film (2) to leave the non-transparent film (2) in a region surrounded by the phase shift film (5) to form a device pattern (4). How to make a shift mask. [2] After removing the resist layer (3), electrolytic etching is used to remove the non-transparent film (2) in the area excluding the area surrounded by the transparent oxide film (21). The method for manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein the phase shift mask is selectively removed. [3] A non-transparent film (2) is placed on a transparent substrate (1), and the thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) is determined by the irradiation light. A resist layer (3) is formed, and the resist layer (3) and the light-opaque film (2) are patterned to form a resist layer (3) having a thickness suitable for reversing the phase of the light-transmitting film. The light-transmitting film (2) and the resist layer (3) are removed from the area excluding the device pattern forming area to form the non-light-transmitting film (2).
and oxidizing the peripheral region of the non-transparent film (2) to convert it into a transparent oxide film (21) to form a phase shift film (5). A method of manufacturing a phase shift mask. [4] A non-transparent film (2) is placed on the transparent substrate (1), and the thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) is determined by the irradiation light. The non-transparent film (2) is formed to a thickness suitable for reversing the phase of the resist layer (6), and the non-transparent film (2) is patterned and removed from the region excluding the device pattern forming region.
The resist layer (6) is patterned and removed from the phase shift film formation region to form the non-transparent film (2).
The non-transparent film (2) corresponding to the removed phase shift film forming region of the resist layer (6) is oxidized to convert into a transparent oxide film (21), and the phase shift film is exposed. A method for manufacturing a phase shift mask, comprising the step of forming a shift film (5). [5] Forming a metal film (7) on the transparent substrate (1), patterning the metal film (7) and removing it from the area excluding the device pattern formation area, and forming the non-transparent film (2). is formed to a thickness such that the thickness of the transparent oxide film formed by oxidizing the non-transparent film (2) is suitable for inverting the phase of the irradiated light, and patterning the transparent film (2) to remain in the phase shift film formation region, and the non-transparent film (2) remaining in the phase shift film formation region;
A method for manufacturing a phase shift mask, comprising the step of oxidizing 2) to convert it into a transparent oxide film (21) to form a phase shift film (5). [6] The material of the non-transparent film (2) is aluminum,
Claims [1], [2], [3], [ characterized in that the material is chromium, tin, zinc, tantalum, or silicon.
4] or the method for manufacturing a phase shift mask according to [5].
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006465A JPH03211554A (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Production of phase shift mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006465A JPH03211554A (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Production of phase shift mask |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211554A true JPH03211554A (en) | 1991-09-17 |
Family
ID=11639199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006465A Pending JPH03211554A (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Production of phase shift mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211554A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH043412A (en) * | 1990-04-19 | 1992-01-08 | Sharp Corp | Mask for exposure to light |
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-
1990
- 1990-01-17 JP JP2006465A patent/JPH03211554A/en active Pending
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