JPH04284618A - 光学マスクの製造方法 - Google Patents

光学マスクの製造方法

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JPH04284618A
JPH04284618A JP3049297A JP4929791A JPH04284618A JP H04284618 A JPH04284618 A JP H04284618A JP 3049297 A JP3049297 A JP 3049297A JP 4929791 A JP4929791 A JP 4929791A JP H04284618 A JPH04284618 A JP H04284618A
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JP
Japan
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resist
light
mask
film
manufacturing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3049297A
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English (en)
Inventor
Mitsuji Nunokawa
満次 布川
Isamu Hairi
勇 羽入
Satoru Asai
了 浅井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,光学マスクの製造方法
,特に半導体装置の製造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。「マスク」は,マスタ
マスク(原寸マスク)およびレチクル(拡大マスク)の
総称として用いる。
【0002】近年,半導体集積回路装置の高集積化に伴
い,リソグラフィ工程の微細化が要求されている。この
ため,露光装置においては,縮小投影露光装置(ステッ
パ)の高NA化および光源の短波長化が進められ,レジ
ストにおいても高解像度化が図られてきた。また,光学
マスクの分野では,位相シフト法を用いた光学マスクの
開発が進められている。
【0003】
【従来の技術】図5および図6は,従来例を示す図であ
り,従来の位相シフトマスクの製造方法の各工程を示し
ている。以下,工程順に説明する。 [工程1,図5(a)]石英基板51上にクロム(Cr
)膜52を付着させる。
【0004】[工程2,図5(b)]全面にレジスト5
3を塗布した後,パターニングを行う。 [工程3,図5(c)]レジスト53をマスクとし,ク
ロム(Cr)膜52および石英基板51をエッチングし
て開口部54a,54bを形成する。
【0005】[工程4,図5(c),図6(d)]開口
部54a,54bの側壁に露出したクロム(Cr)膜5
2をサイドエッチングして所定の幅だけ除去する。 [工程5,図6(d),(e)]レジスト53を剥離す
る。
【0006】以上の各工程を経て位相シフトマスクが完
成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】位相シフトマスクは,
露光用放射光が図6(e)に示す開口部54a,54b
を透過するとき,部分Aを透過した光と部分Bを透過し
た光との位相差が180度となるようにして解像度を高
めるものである。この条件を満たすためには,開口部5
4a,54bの部分Aのエッチング深さtを次式で表さ
れる値にする必要がある。
【0008】t=λ/2(n−1) ここで,λは露光波長,nは石英の屈折率したがって,
開口部54a,54bの部分Aのエッチング深さがマス
ク面内において均一であることが要求される。また,開
口部54a,54bの部分Bの幅も解像度の点で重要で
あり,マスク面内において均一であることが要求される
【0009】従来,開口部54a,54bの部分Aのエ
ッチング,すなわち石英基板51のエッチングには,反
応性イオンエッチング(RIE)を使用していた。また
,開口部54a,54bの部分Bを形成するためのクロ
ム(Cr)膜52のサイドエッチングには,ウエットエ
ッチングを使用していた。エッチング量は,RIE時お
よびウエットエッチング時の環境ないし雰囲気,および
エッチングに要する時間を制御して決めていた。
【0010】ところが,エッチング時の環境ないし雰囲
気,およびエッチング時間を予め定めた通りに制御する
ことは難しい。このため,エッチング時に環境ないし雰
囲気が予め定めたものと異なったり,エッチング時間の
制御性が悪かったりすると,エッチング量は,所定の値
からずれたものとなる。その結果,開口部54a,54
bの部分Aのエッチング深さおよび部分Bの幅がマスク
面内において不均一になってしまう。また,マスクを製
造する毎に異なったものができてしまい,再現性が悪い
【0011】以上のように,従来の位相シフトマスクの
製造方法には,透過部をマスク面内に均一に形成するこ
とができない,再現性が悪い,という問題があった。本
発明は,この問題点を解決して,面内の均一性を高め,
再現性を良好にし,解像度を高くすることのできる光学
マスクの製造方法,特に半導体装置の製造工程において
使用される位相シフトマスクの製造方法を提供すること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明は,次のように構成する。 (1)半導体装置の製造工程において使用される位相シ
フトマスクの製造方法であって,透明ガラス基板の全面
に遮光膜を付着させる工程と,全面にレジストを塗布し
た後,該レジストを露光・現像して選択的に開口を形成
する工程と,レジストをマスクとし,遮光膜をエッチン
グして開口部を形成する工程と,開口部の側壁に露出し
た遮光膜を酸化して透過膜に変化させる工程と,レジス
トを剥離する工程とを含むように構成する。
【0013】(2)半導体装置の製造工程において使用
される位相シフトマスクの製造方法であって,透明ガラ
ス基板の全面に遮光膜を付着させる工程と,全面に遮光
膜を構成する物質の酸化物から成る透過膜を付着させる
工程と,全面にレジストを塗布した後,該レジストを露
光・現像して選択的に開口を形成する工程と,レジスト
をマスクとし,前記透過膜および遮光膜をエッチングし
て開口部を形成する工程と,開口部の側壁に露出した遮
光膜を酸化して透過膜に変化させる工程と,レジストを
剥離する工程とを含むように構成する。
【0014】
【作用】本発明では,透明ガラス基板の全面に遮光膜を
付着させた後,遮光膜を選択的に酸化して透過膜に変化
させることにより,位相シフト部を形成している。これ
により,従来のように制御の困難なエッチングを行うこ
となく,面内均一で再現性良好な位相シフトマスクを製
造することが可能になる。したがって,本発明は,容易
に酸化することができ,かつ酸化することによって透過
率が向上する物質を遮光膜として用いることがポイント
になる。
【0015】以上の条件を満たす物質として,ポリシリ
コン,アルミニウム(Al),チタン(Ti),マグネ
シウム(Mg)などがある。これらの物質は容易に酸化
することができ,酸化すると,それぞれSiO2 ,A
l2O3 ,TiO2 ,MgOと成る。
【0016】
【実施例】(第1実施例)図1および図2は,本発明の
第1の実施例の各工程を示す図である。以下,工程順に
説明する。
【0017】[工程1,図1(a)]石英基板11上に
,スパッタ法を用いて,ポリシリコン12を全面に付着
させた。 [工程2,図1(b)]全面にレジスト13を塗布した
後,EB(電子ビーム)露光法を用いて,パターニング
を行った。
【0018】[工程3,図1(c)]レジスト13をマ
スクとし,ポリシリコン膜12をRIE法を用いてエッ
チングして開口部14a,14bを形成した。 [工程4,図1(c),図2(d)]開口部14a,1
4bの側壁に露出したポリシリコン膜12を陽極酸化し
てSiO2 15a,15b,15c,15dに変化さ
せた。
【0019】[工程5,図2(d),(e)]レジスト
13を剥離した。 以上の各工程を経て完成した位相シフトマスクは,ポリ
シリコン膜12から成る遮光部,開口部14a,14b
から成る透過部,およびSiO2 膜15a,15b,
15c,15dから成る位相シフト部から構成される。
【0020】本実施例において,位相シフト部(SiO
2 膜15a,15b,15c,15d)の厚さtが,
t=λ/2(n−1) ここで,λは露光波長,nはSiO2 の屈折率を満足
するとき,透過部を透過した光と位相シフト部を透過し
た光の位相差が180度となるので,パターン部の光強
度が最も強くなる。
【0021】位相シフト部の厚さtは,ポリシリコン膜
12の厚さと同一であるから,上記の条件を満たすため
には,工程1〔図1(a)〕において,石英基板11上
に付着させるポリシリコン膜12の厚さをtにすればよ
い。一例として,g線(波長λ=436nm)による露
光の場合,SiO2 の屈折率n≒1.45であるから
,ポリシリコン膜12の厚さt≒4800Åとなる。
【0022】(第2実施例)図3および図4は,本発明
の第2の実施例の各工程を示す図である。以下,工程順
に説明する。 [工程1,図3(a)]石英基板21上に,スパッタ法
を用いて,ポリシリコン膜22を全面に付着させた。
【0023】全面に,スパッタ法を用いて,SiO2 
膜23を付着させた。 [工程2,図3(b)]全面にレジスト24を塗布した
後,EB露光法を用いて,パターニングを行った。
【0024】[工程3,図3(c)]レジスト24をマ
スクとし,SiO2膜23およびポリシリコン膜22を
RIE法を用いてエッチングして開口部25a,25b
を形成した。 [工程4,図3(c),図4(d)]開口部25a,2
5bの側壁に露出したポリシリコン膜22を陽極酸化し
てSiO2 26a,26b,26c,26dに変化さ
せた。
【0025】[工程5,図4(d),(e)]レジスト
24を剥離した。以上の各工程を経て完成した位相シフ
トマスクは,ポリシリコン膜22から成る遮光部,開口
部25a,25bから成る透過部,および開口部25a
,25bの側壁に形成されたSiO2 膜26a,26
b,26c,26dおよびその上のSiO2 膜23か
ら成る位相シフト部から構成される。ポリシリコン膜2
2上のSiO2 膜23は,保護膜として機能する。
【0026】本実施例において,位相シフト部(SiO
2 膜26a,26b,26c,26dおよびその上の
SiO2 膜23)の厚さtが, t=λ/2(n−1) ここで,λは露光波長,nはSiO2 の屈折率を満足
するとき,透過部を透過した光と位相シフト部を透過し
た光の位相差が180度となるので,パターン部の光強
度が最も強くなる。
【0027】位相シフト部の厚さtは,SiO2 膜2
6a,26b,26c,26dの厚さをt1 ,SiO
2 膜23の厚さをt2 とすると, t=t1 +t2  と表される。SiO2 膜26a,26b,26c,2
6dの厚さは,ポリシリコン膜22の厚さと同一である
から,この条件を満たすためには,工程1〔図3(a)
〕において,石英基板21上に付着させるポリシリコン
膜22の厚さをt1 とし,SiO2 膜23の厚さを
t2 にすればよい。一例として,g線(波長λ=43
6nm)による露光の場合,SiO2 の屈折率n≒1
.45であるから,ポリシリコン膜22の厚さt1 ,
SiO2 膜23の厚さt2 とすると,t=t1 +
t2 ≒4800Åとなるように,ポリシリコン膜22
およびSiO2 膜23の厚さを制御すればよい。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば,面内均一性が高く,再
現性が良好で,解像度の高い,位相シフトマスクを製造
することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例(その1)を示す図である。
【図2】第1実施例(その2)を示す図である。
【図3】第2実施例(その1)を示す図である。
【図4】第2実施例(その2)を示す図である。
【図5】従来例(その1)を示す図である。
【図6】従来例(その2)を示す図である。
【符号の説明】
11  石英基板 12  ポリシリコン膜 13  レジスト 14  開口部 15  SiO2 膜 21  石英基板 22  ポリシリコン膜 23  SiO2 膜 24  レジスト 25  開口部 26  SiO2 膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体装置の製造工程において使用さ
    れる位相シフトマスクの製造方法であって,透明ガラス
    基板の全面に遮光膜を付着させる工程と,全面にレジス
    トを塗布した後,該レジストを露光・現像して選択的に
    開口を形成する工程と,レジストをマスクとし,遮光膜
    をエッチングして開口部を形成する工程と,開口部の側
    壁に露出した遮光膜を酸化して透過膜に変化させる工程
    と,レジストを剥離する工程とを含むことを特徴とする
    光学マスクの製造方法。
  2. 【請求項2】  半導体装置の製造工程において使用さ
    れる位相シフトマスクの製造方法であって,透明ガラス
    基板の全面に遮光膜を付着させる工程と,全面に遮光膜
    を構成する物質の酸化物から成る透過膜を付着させる工
    程と,全面にレジストを塗布した後,該レジストを露光
    ・現像して選択的に開口を形成する工程と,レジストを
    マスクとし,前記透過膜および遮光膜をエッチングして
    開口部を形成する工程と,開口部の側壁に露出した遮光
    膜を酸化して透過膜に変化させる工程と,レジストを剥
    離する工程とを含むことを特徴とする光学マスクの製造
    方法。
JP3049297A 1991-03-14 1991-03-14 光学マスクの製造方法 Withdrawn JPH04284618A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030023453A (ko) * 2001-06-20 2003-03-19 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 하프톤 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법
JP2013254098A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Dainippon Printing Co Ltd フォトマスクおよびその製造方法
JP2016181008A (ja) * 2016-07-09 2016-10-13 大日本印刷株式会社 フォトマスク
US11194245B2 (en) * 2020-02-14 2021-12-07 Powerchip Semiconductor Manufacturing Corporation Method of manufacturing phase-shifting photomask

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Effective date: 19980514