JPH0431858A - マスクの製作方法 - Google Patents

マスクの製作方法

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JPH0431858A
JPH0431858A JP2248344A JP24834490A JPH0431858A JP H0431858 A JPH0431858 A JP H0431858A JP 2248344 A JP2248344 A JP 2248344A JP 24834490 A JP24834490 A JP 24834490A JP H0431858 A JPH0431858 A JP H0431858A
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JP
Japan
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mask
phase inversion
photoresist film
etching
substrate
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JP2248344A
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English (en)
Inventor
Yong-Hyon Kim
金 容顯
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G—PHYSICS
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    • G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマスクの製作方法に関し、特に、パターン(p
attern)の解像力を向上させる位相反転領域を有
するマスクの製作方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般的に、半導体装置の製造において、フォトリソグラ
フィ(Photolithography)方法を利用
してウェーハ(Wafer)の表面に集積回路のパター
ンを形成する。
フォトリソグラフィ一方法は、マスク(Mask)に紫
外線(LlltrIIViolet ;以下、UVと称
する)などを照射してウェーハの表面に塗布されている
感光膜(Photoresist)に所望のパターンを
選択的に複写する露光(Expose)工程を含む。
露光方法にはコンタクト(Contact)方法、近接
(Proximity)方法、及び、プロジェクション
(Projection)方法などがあったが、近年、
半導体装置の超高集積化が進むにつれて、回路の線幅が
微細になり、前述した方法の利用は限界がある。
また、他の露光方法として、ウェーハステッピング(W
afer Stepping)方法がある。前記ウェー
ハステッピング方法はチップ(ch i p)パターン
の5〜10倍程度の大きさを有するマスクを使用してス
テップアンドリピート(Step−and−repea
t)方法で露光するもので、微細な線幅が得られる。
ところが、ウェーハステッピング方法は照射されるUV
などがマスクパターンを通過する際に回折(dtffr
action)され、感光膜に複写されるパターンの解
像力(Resolution)を低下させるので、16
M DRAM以上の集積度を有する半導体装置の製造に
適用できなかった。
このため、マスクに光が照射されて所定パターンを通過
する際に隣接パターンを通過する光を180°位相反転
(Phase 5hift)させて光の回折を防止する
ことにより、パターンの解像力を向上させる方法が提示
されている。すなわち、位相反転層(或いは領域)を有
するマスクは所定パターンの形成された部分以外の部分
に照射される光を180°位相反転させるので、光の明
るさ(Intensfty)がゼロ(Zero)の点を
得ることができる。
第5図Aから第5図りは、従来の位相反転層を有するマ
スクの製作工程図である。
第5図Aに示すように、ガラス基板1上にマスク平板(
Mask plate) 3と、感光M5を順次に形成
する。前記マスク平板3はCr、エマルジョン(Emu
lsion)または酸化鉄などより形成されている。
第5図Bに示すように、UVを利用して感光膜5に焦点
板(Reticle)のパターンを複写(露光)する。
その後、感光膜5を現像(DevelopIlent)
 L、この感光膜5の露光された部分を除去する。そし
て、蝕刻マスクとして前記感光膜5を利用して前記マス
ク平板3の露出された部分を蝕刻してパターンを形成す
る。
第5図Cに示すように、前記感光膜5を除去してマスク
平板3を露出させた後、ガラス基板に形成されたマスク
平板3を検査して欠陥を修理(repatr)する、続
いて、前記ガラス基板1の露出された部分とマスク平板
30表面に感光膜7を塗布する。
第5図りに示すように、焦点板(Reticle)を使
用することなく前記ガラス基板1の下部表面を通じてU
Vを照射する。この際、前記マスク平板3が不透明なの
で、前記ガラス基板1の表面上に形成された感光膜7の
み露光される。続いて、前記感光膜7を現像し、露光さ
れた部分を除去する。その後、蝕刻マスクとして前記感
光膜7を利用してマスク平板3を水平にオーバーエッチ
(Overetch)する、前記感光膜7は除去されな
いで、マスクの位相反転層で利用される。
前述した方法で製作したマスクでは位相反転層で利用さ
れる感光膜の厚さがとても重要であり、二の感光膜の厚
さはスパッタリング方法として感光溶液の粘度と感光溶
液を塗布するときのスパッタリング装置の回転速度によ
り制御される。
半導体素子のフォトマスク工程で照射される光を180
°位相反転させるための感光膜の厚さは、λ (d+;感光膜の厚さ、λ;照射される光の波長、nI
;感光膜の屈折率) である。したがって、位相反転層で利用される感光膜の
厚さが前記式を充足すると、感光膜の表面に入射される
光を位相反転させて光の明るさ(Intensity)
のゼロポイントが得られてパターンの解像力は良好にな
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のマスクの製作方法によれば、検査
及び修理後に再びフォトマスキングとマスク平板をオー
バーエツチングするため、その工程が非常に複雑になる
という問題点があった。
また、感光溶液の粘度と感光溶液塗布時の回転速度を制
御することにより、位相反転層の厚さを調整するため、
位相反転層の厚さが調整しにくく、ガラス基板とマスク
平板との段差によって感光膜のトポグラフィ−(top
ography)が不良になり、位相反転層の厚さが不
均一になるという問題点もあった。
更に、位相反転層を感光膜で形成するため、マスクが損
傷し易く、マスクが損なわれた時に位相反転層を再び形
成して使えないという不都合もあった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、簡単な工
程で位相反転領域を有するマスクを製作し得ることを第
1の目的とする。
また、半永久的な位相反転領域を有するマスクを製作し
得ることを第2の目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記の目的を達成するために、位相反転領域を
有するマスクの製作方法において、透明な基板表面に不
透明なマスクプレートと感光膜を塗布する工程と、感光
膜の所定部分を露光及び現像して、マスクプレートの所
定部分を露出させる工程と、マスクプレートの露出され
た部分を蝕刻して前記基板の所定部分を露出させる工程
と、基板を所定厚さで蝕刻してパターン領域を形成する
工程と、マスクプレートを側面蝕刻して位相反転領域を
形成する工程と、感光膜を除去する工程から成るマスク
の製作方法を提供するものである。
〔作 用〕
本発明のマスクの製作方法は、透明な基板表面に不透明
なマスクプレートと感光膜を塗布し、感光膜の所定部分
を露光及び現像して、マスクプレートの所定部分を露出
させ、基板を所定厚さで蝕刻してパターン領域を形成し
、マスクプレートを側面蝕刻して位相反転領域を形成し
、その後、感光膜を除去する。
〔実施例〕
以下、添付した図面を参照して本発明の詳細な説明する
。
第1図Aから第1図りは本発明によるマスク製作の一実
施例を示した工程図である。
第1図Aに示すように、−船釣なガラスよりなる基板1
1の表面にマスク平板13と感光膜15を順次に形成す
る。前記マスク平板13はCr、酸化鉄またはエマルシ
ヨンなどを用いて約1000人の厚さで形成される。
第1図Bに示すように、前記感光膜15にUVなどで焦
点板(Reticle)のパターンを露光させる。
次に、前記感光膜15の露光された部分を現像してマス
ク平板13の所定部分を露出させる。その後、前記感光
膜15の除去されていない部分を蝕刻マスクとして前記
マスク平板13の露出された部分を蝕刻する。前記マス
ク平板13がCrより形成される場合には蝕刻溶液とし
て塩酸または硝酸などが用いられる。また、前記マスク
平板13の厚さが1000人程度色情いので、側面蝕刻
は無視できる。
第1図Cに示すように、前記感光膜15を蝕刻マスクと
してガラスエツチング液(Glass etcbant
)などで基板11の露出された部分を所定の深さで蝕刻
する。前記で基板11の蝕刻された部分と蝕刻されてい
ない部分との厚さの差dは、λ とならなければならない。
第1図りに示すように、前記感光膜15を蝕刻マスクで
利用して塩酸または硝酸などで前記マスク平板13を側
面蝕刻する。上記の工程で露出された基板1工は位相反
転領域工9となり、この位相反転領域190幅Wは0.
2〜0.3μ−の範囲が適当である。また、基板1工の
蝕刻された部分はパターン領域17となる。次に、前記
感光膜15を除去してマスクを完成する。
第2図と第3図は、前記マスクにUVなどの光を照射す
る時にパターン領域エフと位相反転領域19を通過する
光の位相状態との光の強さをそれぞれ示す図面である。
前記第2図で放物線aはパターン領域17を、放物線す
は位相反転領域19を通過する光の位相を示している。
位相反転領域19を通過する光はパターン領域17を通
過する光と180°位相反転される。
また、前記第3図で放物線a′はパターン領域17を、
放物線b′は位相反転領域19を通過する光の強さを示
している。図示の如く、放物線a゛とboは光の強さが
ゼロ(Zero)点で合う。すなわち、パターン領域1
7と位相反転領域19との間に光の強さがゼロであるゼ
ロ点(Zero Po1nt)がある。
第4図は、本発明により製作されたマスクを半導体装置
の製造工程に使った結果の一例を示した図面である。
21は半導体基板を、23は感光膜を示す。前記図面で
25は位相位相領域19を通過した光により露光及び現
像された部分である。
また、27は露光時にパターン領域17と位相反転領域
19との間の光の強さがゼロであるところと対応される
ところで、感光膜23のパターンの解像力が良好である
ことを示す。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のマスクの製作方法は、基
板に同一の感光膜を蝕刻マスクとして利用してパターン
領域と位相反転領域を形成するため、製作工程が簡単で
あり、またパターン領域と位相反転領域との厚さの差を
調整しやすい。したがって、本発明は、位相反転領域と
パターン領域との厚さの差を蝕刻により正確に調整でき
、この位相反転領域を基板の一部分で形成するため、寿
命が半永久的なマスクを手軽く製作することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図りは本発明のマスクの製作方法を示す
説明図、第2図及び第3図は光を照射する時にマスクを
通過した光の状態を示す説明図、第4図は本発明により
製作されるマスクを半導体装置の製造工程に使用した結
果の一例を示す説明図、第5図A〜第5図りは従来のマ
スクの製作方法を示す説明図である。 符号の説明 11−〜−−−−−−基板   13−・〜−−−−・
マスクプレート15−・・−−−一感光膜  17−−
−−−−−−パターン領域19−・・・−位相反転領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)位相反転領域を有するマスクの製作方法において
    、 透明な基板表面に不透明なマスクプレートと感光膜を塗
    布する工程と、 前記感光膜の所定部分を露光及び現像して、前記マスク
    プレートの所定部分を露出させる工程と、前記マスクプ
    レートの露出された部分を蝕刻して前記基板の所定部分
    を露出させる工程と、前記基板を所定厚さで蝕刻してパ
    ターン領域を形成する工程と、 前記マスクプレートを側面蝕刻して位相反転領域を形成
    する工程と、 前記感光膜を除去する工程から成ることを特徴とするマ
    スクの製作方法。
  2. (2)前記請求項1において、 前記パターン領域を形成する工程で、このパターン領域
    と位相反転領域をそれぞれ通過する光が位相反転される
    ように蝕刻することを特徴とするマスクの製作方法。
  3. (3)前記請求項2において、 前記位相反転領域を0.2〜0.3μm程度の幅で形成
    することを特徴とするマスクの製作方法。
JP2248344A 1990-05-25 1990-09-18 マスクの製作方法 Pending JPH0431858A (ja)

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