JPH05100408A - Production of photomask having phase shift layer - Google Patents
Production of photomask having phase shift layerInfo
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- JPH05100408A JPH05100408A JP26227891A JP26227891A JPH05100408A JP H05100408 A JPH05100408 A JP H05100408A JP 26227891 A JP26227891 A JP 26227891A JP 26227891 A JP26227891 A JP 26227891A JP H05100408 A JPH05100408 A JP H05100408A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相シフター層の上にレジストを均一に塗布
可能にし、レジストパターン形成後にパターン脱落や断
面形状異常が発生しないようにする。
【構成】 透明層19を形成した基板上にレジスト薄膜
21を塗布し、このレジスト薄膜21に電離放射線22
でパターン描画露光を行い、パターン描画露光後、レジ
スト薄膜21を現像してレジストパターン23を形成
し、このレジストパターン23をマスクとして露出した
透明層19をエッチングし、エッチング終了後、残存し
たレジストを除去して位相シフトフォトマスクを形成す
る。この際、透明層19の表面をぬれ性向上のための表
面処理20を施した後に、レジスト薄膜21を塗布して
密着性を向上させる。
(57) [Abstract] [Purpose] To make it possible to apply a resist uniformly on the phase shifter layer so that the pattern does not fall off or the cross-sectional shape is abnormal after the resist pattern is formed. [Structure] A resist thin film 21 is applied onto a substrate on which a transparent layer 19 is formed, and the resist thin film 21 is ionized with radiation 22
After the pattern drawing exposure, the resist thin film 21 is developed to form a resist pattern 23, and the exposed transparent layer 19 is etched using the resist pattern 23 as a mask. After the etching is completed, the remaining resist is removed. Then, it is removed to form a phase shift photomask. At this time, the surface of the transparent layer 19 is subjected to a surface treatment 20 for improving the wettability, and then a resist thin film 21 is applied to improve the adhesion.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、LSI、超LSI等の
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクの製造
方法に関し、特に、微細なパターンを高精度に形成する
際に用いられる位相シフト層を有するフォトマスクの製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask manufacturing method used for manufacturing high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, and more particularly to a phase shift used for forming a fine pattern with high accuracy. A method for manufacturing a photomask having a layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】IC、LSI、超LSI等の半導体集積
回路は、シリコンウェーハ等の被加工基板上にレジスト
を塗布し、ステッパー等により所望のパターンを露光し
た後、現像、エッチング等のいわゆるリソグラフィー工
程を繰り返すことにより製造されている。2. Description of the Related Art A semiconductor integrated circuit such as an IC, an LSI, a super LSI and the like is coated with a resist on a substrate to be processed such as a silicon wafer, and after exposing a desired pattern by a stepper or the like, so-called lithography such as development and etching. It is manufactured by repeating the process.
【0003】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度化が要求
される傾向にあり、例えば、代表的なLSIであるDR
AMを例にとると、1MビットDRAM用の5倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの5倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のずれは、平均値±3σ(σは
標準偏差)をとった場合においても、0.15μmの精
度が要求され、同じように、4MビットDRAM用の5
倍レチクルは、0.1〜0.15μmの寸法精度が、1
6MビットDRAM用5倍レチクルは、0.05〜0.
1μmの寸法精度が要求されている。Photomasks called reticles used in such lithography processes tend to be required to have higher precision as semiconductor integrated circuits have higher performance and higher integration. DR that is a simple LSI
Taking AM as an example, when the average value ± 3σ (σ is a standard deviation) is taken as a dimensional deviation in a 5 × reticle for a 1 Mbit DRAM, that is, a reticle having a size 5 × that of a pattern to be exposed. Accuracy of 0.15 μm is also required.
The double reticle has a dimensional accuracy of 0.1 to 0.15 μm of 1
The 5 × reticle for 6 Mbit DRAM is 0.05-0.
A dimensional accuracy of 1 μm is required.
【0004】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、1MビットDRAM
で1.2μm、4MビットDRAMでは0.8μm、1
6MビットDRAMでは0.6μmと、ますます微細化
が要求されている。このような要求に応えるために様々
な露光方法が活発に研究されている。Further, the line width of the device pattern formed by using these reticles is 1 Mbit DRAM.
1.2 μm, 0.8 μm for 4M bit DRAM, 1
For 6 Mbit DRAM, further miniaturization of 0.6 μm is required. Various exposure methods have been actively studied to meet such demands.
【0005】ところが、例えば64MビットDRAMク
ラスの次世代のデバイスパターンになると、これまでの
レチクルを用いたステッパー露光方式では、レジストパ
ターンの解像限界となり、この限界を乗り越えるものと
して、例えば、特公昭58−173744号公報、特公
昭62−59296号公報等に示されているような、位
相シフトマスクという新しい考え方のレチクルが提案さ
れてきている。位相シフトレチクルを用いる位相シフト
リソグラフィーは、レチクルを透過する光の位相を操作
することによって、投影像の分解能及びコントラストを
向上させる技術である。However, when a next-generation device pattern of, for example, a 64-Mbit DRAM class, the conventional stepper exposure method using a reticle reaches the resolution limit of the resist pattern. A reticle of a new concept called a phase shift mask has been proposed as disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-173744, Japanese Patent Publication No. 62-59296, and the like. Phase shift lithography using a phase shift reticle is a technique for improving the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light passing through the reticle.
【0006】位相シフトリソグラフィーを図4の従来法
と位相シフト法の対比図に従って簡単に説明する。図4
(A)〜(D)は位相シフト法の原理を示し、図4
(a)〜(d)は従来法を示しており、図4(A)及び
(a)は、レチクルの断面図、図4(B)及び(b)
は、レチクル上の光の振幅、図4(C)及び(c)は、
ウェーハ上の光の振幅、図4(D)及び(d)は、ウェ
ーハ上の光強度をそれぞれ示し、1は基板、2は遮光
膜、3は位相シフター、4は入射光を示す。Phase shift lithography will be briefly described with reference to the conventional method and the phase shift method in FIG. Figure 4
4A to 4D show the principle of the phase shift method, and FIG.
4A to 4D show a conventional method, and FIGS. 4A and 4A are cross-sectional views of the reticle, and FIGS. 4B and 4B.
Is the amplitude of the light on the reticle, and FIGS. 4C and 4C are
Amplitudes of light on the wafer, FIGS. 4D and 4D respectively show light intensities on the wafer, 1 is a substrate, 2 is a light-shielding film, 3 is a phase shifter, and 4 is incident light.
【0007】従来法において、フォトマスクは、図4
(a)に示すように、ガラス等からなる基板1にクロム
等からなる遮光膜2が形成されて、所定のパターンの光
透過部が形成されているだけであるが、位相シフトリソ
グラフィーでは、図4(A)に示すように、レチクル上
の隣接する光透過部の一方に位相を反転(位相差180
度)させるための透過膜からなる位相シフター3が設け
られている。したがって、従来法においては、レチクル
上の光の振幅は、図4(b)に示すように、隣接する光
透過部間で同位相となるので、その結果、図4(d)の
ように、ウェーハ上のパターンを分解することができな
いのに対して、位相シフトリソグラフィーにおいては、
位相シフターを透過した光は、図4(B)に示すよう
に、隣接するパターンの間で互いに逆位相になされるた
め、パターンの境界部で光強度が零になり、図4(D)
に示すように、隣接するパターンを明瞭に分離すること
ができる。このように、位相シフトリソグラフィーにお
いては、従来法では分離できなかったパターンも分解可
能となり、解像度を向上させることができるものであ
る。In the conventional method, the photomask is formed as shown in FIG.
As shown in (a), a light-shielding film 2 made of chrome or the like is formed on a substrate 1 made of glass or the like, and a light transmitting portion having a predetermined pattern is formed. As shown in FIG. 4A, the phase is inverted to one of the adjacent light transmitting portions on the reticle (with a phase difference of 180 °).
There is provided a phase shifter 3 made of a transparent film for adjusting the degree. Therefore, in the conventional method, the amplitude of the light on the reticle has the same phase between the adjacent light transmitting portions as shown in FIG. 4B, and as a result, as shown in FIG. Whereas the pattern on the wafer cannot be resolved, in phase shift lithography,
As shown in FIG. 4 (B), the light transmitted through the phase shifter has opposite phases to each other between adjacent patterns, so that the light intensity becomes zero at the boundary portion of the patterns, and FIG.
Adjacent patterns can be clearly separated, as shown in FIG. As described above, in phase shift lithography, a pattern that could not be separated by the conventional method can be decomposed, and the resolution can be improved.
【0008】次に、このような位相シフトレチクルの製
造工程の1例を図5を参照して説明する。図5は従来の
位相シフトレチクルの製造工程を示す断面図であり、同
図(a)に示すように、基板5上にクロムパターン6が
設けられたクロムレチクルを準備し、次に、同図(b)
に示すように、クロムパターン6の上にSiO2 等から
なる透明膜7を形成する。次いで、同図(c)に示すよ
うに、透明膜7上にクロロメチル化ポリスチレン等の電
離放射線レジスト層8を形成し、同図(d)に示すよう
に、レジスト層8に常法に従ってアライメントを行い、
電子線露光装置等の電離放射線9によって所定のパター
ンを描画し、現像、リンスして、同図(e)に示すよう
に、レジストパターン10を形成する。次に、必要に応
じて加熱処理及びデスカム処理を行った後、同図(f)
に示すように、レジストパターン10の開口部より露出
する透明膜7部分をエッチングスプラマ11によりドラ
イエッチングし、位相シフターパターン12を形成す
る。なお、この位相シフターパターン12の形成は、ド
ライエッチングに代えてウェトエッチングにより行って
もよいものである。次に、残存したレジストを、同図
(g)に示すように、酸素プラズマ13により灰化除去
する。以上の工程により、同図(h)に示すような位相
シフター12を有する位相シフトマスクが完成する。Next, one example of the manufacturing process of such a phase shift reticle will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional phase shift reticle. As shown in FIG. 5 (a), a chrome reticle having a chrome pattern 6 provided on a substrate 5 is prepared, and then the same figure is used. (B)
As shown in, a transparent film 7 made of SiO 2 or the like is formed on the chrome pattern 6. Next, as shown in FIG. 6C, an ionizing radiation resist layer 8 such as chloromethylated polystyrene is formed on the transparent film 7, and as shown in FIG. And then
A predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 9 such as an electron beam exposure device, developed and rinsed to form a resist pattern 10 as shown in FIG. Next, after performing heat treatment and descum treatment as needed, FIG.
As shown in FIG. 5, the transparent film 7 portion exposed from the opening of the resist pattern 10 is dry-etched by the etching spatterer 11 to form the phase shifter pattern 12. The phase shifter pattern 12 may be formed by wet etching instead of dry etching. Next, the remaining resist is ashed and removed by oxygen plasma 13 as shown in FIG. Through the above steps, the phase shift mask having the phase shifter 12 as shown in FIG.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、位相
シフトマスクの製造において、位相シフターを加工する
際に、主としてドライエッチングを用いて位相シフター
パターンを形成させるので、レジストの断面形状はでき
るだけ垂直であるのが望ましい。As described above, in manufacturing a phase shift mask, when the phase shifter is processed, the phase shifter pattern is formed mainly by using dry etching. Is desirable.
【0010】しかしながら、現状では、位相シフター層
の上層にスピンコーティング法によってレジストを塗布
する場合、レジストははじかれてしまい、均一に塗布で
きないという問題がある。また、レジストが均一に塗布
できたとしても、レジストパターン形成後に、パターン
脱落や断面形状異常が発生してしまうという問題があ
る。ここで、断面形状異常とは、図6に示すように、位
相シフター層16とレジスト14との界面に食い込み部
15が生じるというもの、あるいは、後加工の際、著し
い寸法シフトを伴う逆台形形状のものである。However, at present, there is a problem that when the resist is applied to the upper layer of the phase shifter layer by the spin coating method, the resist is repelled and cannot be applied uniformly. Further, even if the resist can be applied uniformly, there is a problem that after the resist pattern is formed, the pattern may drop off or the cross-sectional shape may be abnormal. Here, as shown in FIG. 6, the abnormal cross-sectional shape means that a biting portion 15 is formed at the interface between the phase shifter layer 16 and the resist 14, or an inverted trapezoidal shape with a significant dimensional shift during post-processing. belongs to.
【0011】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、位相シフトマスクの製造にお
いて、位相シフター層の上に塗布するレジストを均一に
塗布可能にし、レジストパターン形成後にパターン脱落
や断面形状異常が発生しない方法を提供することであ
る。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to make it possible to uniformly apply a resist to be applied onto a phase shifter layer in the manufacture of a phase shift mask, and after forming a resist pattern. It is an object of the present invention to provide a method in which a pattern is not dropped or a sectional shape is not abnormal.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
に鑑み、超微細フォトリソグラフィーを可能とする位相
シフトマスクを得るべく研究した結果、製造工程におい
て位相シフター層の上層にレジストを塗布する際、位相
シフター層に表面処理を施すことにより、レジストの密
着性を高めて、レジストの均一塗布を可能にし、垂直な
断面形状を有するレジストパターンを得ることができ、
高精度の位相シフトマスクを製造することができること
を見い出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた
ものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention has been studied to obtain a phase shift mask that enables ultrafine photolithography, and as a result, a resist is applied to the upper layer of the phase shifter layer in the manufacturing process. At that time, by applying a surface treatment to the phase shifter layer, the adhesiveness of the resist is enhanced, the resist can be uniformly applied, and a resist pattern having a vertical cross-sectional shape can be obtained.
It was found that a highly accurate phase shift mask can be manufactured, and the present invention has been completed based on such findings.
【0013】図1に本発明による位相シフターパターン
形成工程を示す。図1は位相シフトレチクルの製造工程
を示す断面図であり、同図(a)に示すように、基板1
8上にクロムパターン17が設けられて完成されたクロ
ムレチクルを準備し、次に、同図(b)に示すように、
クロムパターン17の上にSiO2 等からなる透明膜1
9を形成する。次に、同図(c)に示すように、透明膜
19表面にオゾン処理20を施してその表面を親水化さ
せ、次いで、同図(d)に示すように、電離放射線レジ
スト層21を塗布し、同図(e)に示すように、レジス
ト層21に常法に従ってアライメントを行い、電子線露
光装置等の電離放射線22によって所定のパターンを描
画し、現像、リンスして、同図(f)に示すように、レ
ジストパターン23を形成する。FIG. 1 shows a phase shifter pattern forming process according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the phase shift reticle. As shown in FIG.
A chrome reticle completed by providing a chrome pattern 17 on 8 is prepared, and then, as shown in FIG.
Transparent film 1 made of SiO 2 or the like on the chrome pattern 17
9 is formed. Next, as shown in FIG. 6C, the surface of the transparent film 19 is subjected to ozone treatment 20 to make the surface hydrophilic, and then an ionizing radiation resist layer 21 is applied as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 6E, alignment is performed on the resist layer 21 according to a conventional method, a predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 22 such as an electron beam exposure device, and development and rinsing are performed. ), A resist pattern 23 is formed.
【0014】次に、必要に応じて加熱処理及びデスカム
処理を行った後、同図(g)に示すように、レジストパ
ターン23の開口部より露出する透明膜19部分をエッ
チングガスプラマ24よりドライエッチングし、同図
(h)に示すような位相シフターパターン25を形成す
る。次に、残存したレジストを酸素プラズマにより灰化
除去し、同図(i)に示すような位相シフター12を有
する位相シフトマスクが完成する。Next, after performing heat treatment and descum treatment as needed, the transparent film 19 portion exposed from the opening of the resist pattern 23 is dried by an etching gas plasma 24 as shown in FIG. Etching is performed to form a phase shifter pattern 25 as shown in FIG. Next, the remaining resist is ashed and removed by oxygen plasma, and the phase shift mask having the phase shifter 12 as shown in FIG.
【0015】ここでの表面処理は、主に位相シフター層
19を親水化させ、ぬれ性を向上させるということであ
る。ぬれ性を向上させるためには、(1)分散力相互作
用を大きくする、(2)極性力相互作用を大きくする、
という方法がある。ここで、例えば、分散力相互作用を
大きくするためには、位相シフター材料の表面層の密度
を高めてやればよい。また、極性力相互作用を大きくす
るには、水素結合等の相互作用を増やしてやればよい。The surface treatment here is mainly to make the phase shifter layer 19 hydrophilic and improve the wettability. In order to improve the wettability, (1) increase the dispersion force interaction, (2) increase the polar force interaction,
There is a method. Here, for example, in order to increase the dispersion force interaction, the density of the surface layer of the phase shifter material may be increased. Further, in order to increase the polar force interaction, the interaction such as hydrogen bond may be increased.
【0016】本発明の方法を適用することのできる位相
シフター材料は、ガラス、石英、スピンオングラス、ス
パッタSiO2 、CaF2 、MgF2 、SiN、Al2
O3 、その他の金属酸化物、金属窒化物、フッ素樹脂、
合成樹脂等の短波長の透過性の高い多くの位相シフター
材料である。Phase shifter materials to which the method of the present invention can be applied include glass, quartz, spin-on-glass, sputtered SiO 2 , CaF 2 , MgF 2 , SiN and Al 2.
O 3 , other metal oxides, metal nitrides, fluororesins,
Many phase shifter materials such as synthetic resins having high short-wavelength transparency.
【0017】また、本発明で使用されるレジストの種類
は問わないが、断面形状異常現象は化学増幅系レジスト
で多くみられるので、これらのレジストに対しては、本
発明の方法は特に実用的な手法である。なお、断面形状
異常現象が生じる理由は、現在のところ定かでない。Although the type of resist used in the present invention is not limited, the phenomenon of abnormal cross-sectional shape is often observed in chemically amplified resists. Therefore, the method of the present invention is particularly practical for these resists. It is a technique. The reason why the abnormal cross-sectional shape phenomenon occurs is currently unknown.
【0018】本発明において用いる表面処理を説明する
と、 (1)基板をアルカリ溶液中に浸漬する。又は、基板ア
ルカリ液を塗布する。The surface treatment used in the present invention will be described. (1) The substrate is immersed in an alkaline solution. Alternatively, the substrate alkaline solution is applied.
【0019】(2)基板を酸素プラズマ、紫外線、遠紫
外線、オゾン、紫外線及びオゾンによって処理する。 (3)基板をヘキサメチルジシラザン(HMDS)で処
理する。 (4)基板を有機溶媒中に浸漬あるいは基板に有機溶媒
を塗布する。 (5)基板を有機溶媒中でリフラックスする。 (6)基板を酸性溶液中に浸漬又は基板に酸性溶液を塗
布する。(2) The substrate is treated with oxygen plasma, ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, ozone, ultraviolet rays and ozone. (3) Treat the substrate with hexamethyldisilazane (HMDS). (4) Immerse the substrate in an organic solvent or apply the organic solvent to the substrate. (5) Reflux the substrate in an organic solvent. (6) Immerse the substrate in the acidic solution or apply the acidic solution to the substrate.
【0020】まず、アルカリ処理について説明すると、
アルカリ液としては、例えば、水酸化ナトリウム、ある
いは、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物等の水
溶液、あるいは、メタノール等のアルコール溶液、アン
モニア水、テトラメチルアンモニウムオキサイド等の有
機アルカリがある。First, the alkali treatment will be described.
Examples of the alkaline liquid include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alcohol solutions such as methanol, aqueous ammonia, and organic alkalis such as tetramethylammonium oxide.
【0021】アルカリによる処理方法は、アルカリ液へ
の浸漬方法、刷毛等による塗布方法、スプレイ法等によ
って行うことができる。アルカリ液による処理の温度
は、10°Cないし80°C、処理時間は、10秒ない
し20分間が適当である。The treatment method with an alkali can be carried out by an immersion method in an alkaline solution, a coating method using a brush or the like, a spray method and the like. It is suitable that the temperature of the treatment with the alkaline solution is 10 ° C. to 80 ° C. and the treatment time is 10 seconds to 20 minutes.
【0022】アルカリ液による処理後は、純水によるリ
ンス洗浄、あるいは、高圧洗浄やスクラブ洗浄を行うこ
とにより、基板表面からアルカリ液を除去する。After the treatment with the alkaline solution, the alkaline solution is removed from the substrate surface by rinsing with pure water, high-pressure cleaning or scrub cleaning.
【0023】酸素プラズマ、紫外線、遠紫外線、オゾ
ン、紫外線及びオゾン処理について説明すると、基板を
洗浄後、酸素プラズマ、紫外線、遠紫外線、オゾン、又
は、紫外線及びオゾンで処理し、基板表面の酸化物及び
有機物を分解することにより、親水化するというもので
ある。Oxygen plasma, ultraviolet ray, far ultraviolet ray, ozone, ultraviolet ray and ozone treatment will be described. After cleaning the substrate, it is treated with oxygen plasma, ultraviolet ray, far ultraviolet ray, ozone, or ultraviolet ray and ozone, and the oxide on the substrate surface is treated. And, by decomposing organic matter, it becomes hydrophilic.
【0024】有機溶媒処理について説明すると、基板を
有機溶媒に浸漬、基板に有機溶媒を塗布、あるいは、基
板を有機溶媒中でリフラックスして洗浄し、表面に付着
した油分等を除去することにより、表面を親水化させる
方法である。ここで用いられる有機溶媒には、アセト
ン、MIBK等のケトン類、メタノール、エタノール等
のアルコール類、ベンゼン、キシレン等の芳香族類、エ
チルセルソルブ等がある。Explaining the organic solvent treatment, the substrate is immersed in the organic solvent, the substrate is coated with the organic solvent, or the substrate is refluxed in the organic solvent for cleaning to remove oil and the like adhering to the surface. The method is to make the surface hydrophilic. Examples of the organic solvent used here include ketones such as acetone and MIBK, alcohols such as methanol and ethanol, aromatics such as benzene and xylene, and ethyl cellosolve.
【0025】HMDS処理法について説明すると、基板
を洗浄後、HMDS雰囲気中にさらすか、あるいは、ス
ピンコーティングによりHMDSを塗布することによ
り、基板とレジストの密着性を高める方法である。The HMDS treatment method is a method of enhancing the adhesion between the substrate and the resist by cleaning the substrate and then exposing it to an HMDS atmosphere or applying HMDS by spin coating.
【0026】酸処理方法について説明すると、酸溶液と
しては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、蟻酸、ふっ
化水素溶液、あるいは、それらの混酸等である。Explaining the acid treatment method, the acid solution is, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid, hydrogen fluoride solution, or a mixed acid thereof.
【0027】酸による処理方法は、酸溶液への浸漬方
法、刷毛等によると塗布方法、スプレイ法等によって行
うことができる。酸溶液による処理の温度は、5°Cな
いし80°C、処理時間は、10秒ないし30分間が適
当である。この酸処理を基板表面にスピンコーティング
あるいはラングミュアー・ブロージェット法により、親
水基である酸を並べることによって行ってもよい。表面
処理後は、純水によるリンス洗浄、あるいは、高圧洗浄
やスクラブ洗浄を行うことにより、基板表面から余分な
酸溶液を除去する。The treatment method with an acid can be carried out by a dipping method in an acid solution, a coating method using a brush or the like, and a spray method. The temperature of the treatment with the acid solution is 5 ° C. to 80 ° C., and the treatment time is 10 seconds to 30 minutes. This acid treatment may be performed by arranging the acid which is a hydrophilic group on the substrate surface by spin coating or the Langmuir-Blodgett method. After the surface treatment, rinsing cleaning with pure water, high-pressure cleaning or scrub cleaning is performed to remove excess acid solution from the substrate surface.
【0028】すなわち、本発明の位相シフト層を有する
フォトマスクの製造方法は、位相シフター用透明層を形
成した基板上にレジスト薄膜を塗布し、このレジスト薄
膜に電離放射線等にてパターン描画露光を行い、パター
ン描画露光後、レジスト薄膜を現像してレジストパター
ンを形成し、このレジストパターンをマスクとして露出
した位相シフター用透明層をエッチングし、エッチング
終了後、残存したレジストを除去する位相シフト層を有
するフォトマスクの製造方法において、前記の位相シフ
ター用透明層の表面をぬれ性向上のための表面処理を施
した後に、前記レジスト薄膜を塗布することを特徴とす
る方法である。That is, in the method for producing a photomask having a phase shift layer according to the present invention, a resist thin film is applied onto a substrate having a transparent layer for phase shifter formed thereon, and the resist thin film is subjected to pattern drawing exposure with ionizing radiation or the like. After the pattern drawing exposure, the resist thin film is developed to form a resist pattern, and the exposed transparent layer for the phase shifter is etched by using this resist pattern as a mask. After the etching is completed, the remaining resist is removed to form a phase shift layer. In the method for manufacturing a photomask having the above, the resist thin film is applied after the surface of the transparent layer for phase shifter is subjected to a surface treatment for improving wettability.
【0029】この場合、前記の位相シフター用透明層
は、スピンオングラス、SiO2 、CaF2 、Mg
F2 、SiN、Al2 O3 、その他の金属酸化物、金属
窒化物、又は、フッ素樹脂から形成するのが望ましい。In this case, the transparent layer for the phase shifter is made of spin-on glass, SiO 2 , CaF 2 , Mg.
It is preferably formed from F 2 , SiN, Al 2 O 3 , other metal oxides, metal nitrides, or fluororesins.
【0030】また、前記の表面処理は、基板をアルカリ
溶液中に浸漬又はアルカリ液の塗布によって行うか、基
板を酸素プラズマ、紫外線、遠紫外線、オゾン、紫外線
及びオゾンによる処理によって行うか、基板をヘキサメ
チルジシラザン又はシリコン化合物で処理することによ
って行うか、基板を有機溶媒中に浸漬あるいは塗布する
ことによって行うか、基板を有機溶媒中でリフラックス
することによって行うか、又は、基板を酸性溶液中に浸
漬又は酸性溶液の塗布によって行う、のが望ましい。The above-mentioned surface treatment is carried out by immersing the substrate in an alkaline solution or applying an alkaline solution, by treating the substrate with oxygen plasma, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, ozone, ultraviolet rays and ozone, or by treating the substrate. Treatment with hexamethyldisilazane or a silicon compound, by dipping or coating the substrate in an organic solvent, by refluxing the substrate in an organic solvent, or by treating the substrate with an acidic solution. Desirably, it is done by dipping in or applying an acidic solution.
【0031】[0031]
【作用】スピンオングラス等の位相シフター材料層上に
レジストを塗布する場合、ほとんどの種類のレジストを
はじいてしまい、均一に塗布することは困難である。ま
た、レジストに化学増幅系レジストを用いた場合、密着
不良や断面形状異常という問題がある。そこで、本発明
により、位相シフター用透明層の表面をぬれ性向上のた
めの表面処理を施し、レジストに対するぬれ性を高める
ことにより、レジストのはじきをなくして密着性を高
め、レジストを均一に塗布することができ、パターン形
成後も、パターン脱落がなく、密着性のよい垂直な断面
形状を有するレジストパターンを形成することができ
る。そのため、高精度の位相シフトレチクルを安価に効
率的に製造することができる。When the resist is applied on the phase shifter material layer such as spin-on glass, most kinds of resist are repelled, and it is difficult to apply the resist uniformly. Further, when a chemically amplified resist is used as the resist, there are problems such as poor adhesion and abnormal cross-sectional shape. Therefore, according to the present invention, the surface of the transparent layer for phase shifter is subjected to a surface treatment for improving the wettability, and by improving the wettability with respect to the resist, the repellency of the resist is eliminated and the adhesiveness is improved, and the resist is uniformly applied. It is possible to form a resist pattern having a vertical cross-sectional shape with good adhesion and without pattern dropping even after pattern formation. Therefore, a highly accurate phase shift reticle can be efficiently manufactured at low cost.
【0032】[0032]
実施例1 クロム層とSOG(スピンオングラス)からなる位相シ
フト層を有するフォトマスク基板を、テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水
溶液であるシプレイ社製MF321中に、温度21°C
で5分間浸漬した後に、純水で洗浄し、スピン乾燥さ
せ、親水面表面を有する基板を得た。Example 1 A photomask substrate having a phase shift layer composed of a chromium layer and SOG (spin on glass) was placed in MF321 manufactured by Shipley Co., which is an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component, at a temperature of 21 ° C.
After soaking for 5 minutes, the substrate was washed with pure water and spin-dried to obtain a substrate having a hydrophilic surface.
【0033】この位相シフトマスク基板に化学増幅ネガ
型レジストであるシプレイ社製SNR−248のレジス
ト溶液をスピンコーティングし、120°Cで30分間
プリベークして、厚さ0.5μmの均一なレジスト膜を
得た。This phase shift mask substrate was spin-coated with a resist solution of SNR-248 manufactured by Shipley Co., which is a chemically amplified negative resist, and prebaked at 120 ° C. for 30 minutes to form a uniform resist film having a thickness of 0.5 μm. Got
【0034】これに、加速電圧10kVの電子線露光装
置により1.5μC/cm2 の照射量でパターン露光し
た。露光、ポストエックスポージャベーク後、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするア
ルカリ水溶液であるシプレイ社製MF321で2分間現
像し、純水でリンスしてレジストパターンを得た。This was pattern-exposed with an irradiation amount of 1.5 μC / cm 2 by an electron beam exposure device with an acceleration voltage of 10 kV. After exposure and post-exposure bake, development was performed for 2 minutes with MF321 manufactured by Shipley Co., which is an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component, and rinsed with pure water to obtain a resist pattern.
【0035】図2に上記親水化処理を施して形成したレ
ジストパターンの走査電子顕微鏡で観察した断面形状を
示す。親水化処理を施した基板上のレジスト断面26
は、垂直でパターン脱落もなかった。図中、符号29は
フォトマスク基板、28はクロム層、27は透明層であ
る。なお、このような表面処理をしないと、レジストは
均一に塗布できなかった。FIG. 2 shows a cross-sectional shape of a resist pattern formed by applying the above-mentioned hydrophilic treatment as observed with a scanning electron microscope. Resist cross section 26 on the substrate that has been subjected to hydrophilic treatment
Was vertical and there was no pattern loss. In the figure, reference numeral 29 is a photomask substrate, 28 is a chrome layer, and 27 is a transparent layer. The resist could not be uniformly applied without such surface treatment.
【0036】実施例2 クロム層とSOGからなる位相シフト層を有するフォト
マスク基板に、紫外線及びオゾンによる処理を2分間施
し、親水表面を有する基板を得た。Example 2 A photomask substrate having a phase shift layer composed of a chromium layer and SOG was treated with ultraviolet rays and ozone for 2 minutes to obtain a substrate having a hydrophilic surface.
【0037】まず、このフォトマスク基板に化学増幅ネ
ガ型レジストであるシプレイ社製SNR−248のレジ
スト溶液をスピンコーティングし、120°Cで30分
間プリベークして、厚さ0.5μmの均一なレジスト膜
を得た。First, a resist solution of SNR-248 manufactured by Shipley Co., which is a chemically amplified negative resist, was spin-coated on this photomask substrate and prebaked at 120 ° C. for 30 minutes to form a uniform resist having a thickness of 0.5 μm. A film was obtained.
【0038】これに、加速電圧10kVの電子線露光装
置により1.5μC/cm2 の照射量でパターン露光し
た。露光、ポストエックスポージャベーク後、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするア
ルカリ水溶液であるシプレイ社製MF321で2分間現
像し、純水でリンスしてレジストパターンを得た。This was pattern-exposed with an irradiation amount of 1.5 μC / cm 2 by an electron beam exposure apparatus with an acceleration voltage of 10 kV. After exposure and post-exposure bake, development was performed for 2 minutes with MF321 manufactured by Shipley Co., which is an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component, and rinsed with pure water to obtain a resist pattern.
【0039】図3に上記親水化処理を施して形成したレ
ジストパターンの走査電子顕微鏡で観察した断面形状を
示す。親水化処理を施した基板上のレジスト断面30
は、垂直でパターン脱落もなかった。図中、符号33は
フォトマスク基板、32はクロム層、31は透明層であ
る。FIG. 3 shows a cross-sectional shape of a resist pattern formed by applying the above-mentioned hydrophilic treatment, observed with a scanning electron microscope. Resist cross section 30 on the substrate which has been subjected to hydrophilic treatment
Was vertical and there was no pattern loss. In the figure, reference numeral 33 is a photomask substrate, 32 is a chrome layer, and 31 is a transparent layer.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の本発明の
位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法により、
レジストパターン形成用のレジスト薄膜を塗布する際
に、位相シフター用透明層の表面をぬれ性向上のための
表面処理を施し、レジストに対するぬれ性を高めること
により、レジストのはじきをなくして密着性を高め、レ
ジストを均一に塗布することができ、パターン形成後
も、パターン脱落がなく、密着性のよい垂直な断面形状
を有するレジストパターンを形成することができる。そ
のため、高精度の位相シフトレチクルを安価に効率的に
製造することができる。As described above, according to the method of manufacturing a photomask having a phase shift layer of the present invention,
When applying the resist thin film for forming the resist pattern, the surface of the transparent layer for phase shifter is subjected to a surface treatment to improve the wettability, and by improving the wettability to the resist, the repellency of the resist is eliminated and the adhesiveness is improved. Therefore, the resist can be evenly applied, and even after the pattern is formed, the resist pattern can be formed with a vertical cross-sectional shape with good adhesion and no pattern falling off. Therefore, a highly accurate phase shift reticle can be efficiently manufactured at low cost.
【図1】本発明による位相シフトレチクルの1実施例の
製造工程を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an embodiment of a phase shift reticle according to the present invention.
【図2】実施例1の親水化処理を施して形成したレジス
トパターンの断面形状を示す図である。FIG. 2 is a view showing a cross-sectional shape of a resist pattern formed by applying a hydrophilic treatment of Example 1.
【図3】実施例2の親水化処理を施して形成したレジス
トパターンの断面形状を示す図である。FIG. 3 is a view showing a cross-sectional shape of a resist pattern formed by applying a hydrophilic treatment of Example 2.
【図4】位相シフト法の原理を示すための従来法との対
比図である。FIG. 4 is a comparison diagram with a conventional method for showing the principle of the phase shift method.
【図5】従来の位相シフトレチクルの製造工程を示す断
面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional phase shift reticle.
【図6】レジストパターンの断面形状異常を示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an abnormal cross-sectional shape of a resist pattern.
17…クロムパターン 18…基板 19…透明膜 20…表面処理 21…レジスト層 22…電離放射線 23…レジストパターン 24…エッチングガスプラズマ 25…位相シフターパターン 17 ... Chrome pattern 18 ... Substrate 19 ... Transparent film 20 ... Surface treatment 21 ... Resist layer 22 ... Ionizing radiation 23 ... Resist pattern 24 ... Etching gas plasma 25 ... Phase shifter pattern
Claims (8)
にレジスト薄膜を塗布し、このレジスト薄膜に電離放射
線等にてパターン描画露光を行い、パターン描画露光
後、レジスト薄膜を現像してレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして露出した位相
シフター用透明層をエッチングし、エッチング終了後、
残存したレジストを除去する位相シフト層を有するフォ
トマスクの製造方法において、前記の位相シフター用透
明層の表面をぬれ性向上のための表面処理を施した後
に、前記レジスト薄膜を塗布することを特徴とする位相
シフト層を有するフォトマスクの製造方法。1. A resist thin film is applied on a substrate on which a transparent layer for phase shifter is formed, and the resist thin film is subjected to pattern drawing exposure by ionizing radiation or the like. After the pattern drawing exposure, the resist thin film is developed to form a resist pattern. Is formed, the exposed transparent layer for phase shifter is etched using this resist pattern as a mask, and after the etching is completed,
In the method for producing a photomask having a phase shift layer for removing the remaining resist, the surface of the transparent layer for phase shifter is subjected to a surface treatment for improving wettability, and then the resist thin film is applied. And a method for manufacturing a photomask having a phase shift layer.
オングラス、SiO2 、CaF2 、MgF2 、SiN、
Al2 O3 、その他の金属酸化物、金属窒化物、又は、
フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項1記載の位
相シフト層を有するフォトマスクの製造方法。2. The transparent layer for a phase shifter comprises spin-on-glass, SiO 2 , CaF 2 , MgF 2 , SiN,
Al 2 O 3 , other metal oxides, metal nitrides, or
The method of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, which is made of a fluororesin.
中に浸漬又はアルカリ液の塗布によって行われることを
特徴とする請求項1又は2記載の位相シフト層を有する
フォトマスクの製造方法。3. The method for producing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by immersing the substrate in an alkaline solution or applying an alkaline solution.
マ、紫外線、遠紫外線、オゾン、紫外線及びオゾンによ
る処理によって行われることを特徴とする請求項1又は
2記載の位相シフト層を有するフォトマスクの製造方
法。4. The photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by treating the substrate with oxygen plasma, ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, ozone, ultraviolet rays and ozone. Manufacturing method.
ジシラザン又はシリコン化合物で処理することによって
行われることを特徴とする請求項1又は2記載の位相シ
フト層を有するフォトマスクの製造方法。5. The method of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by treating the substrate with hexamethyldisilazane or a silicon compound.
浸漬あるいは塗布することによって行われることを特徴
とする請求項1又は2記載の位相シフト層を有するフォ
トマスクの製造方法。6. The method of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by immersing or coating the substrate in an organic solvent.
リフラックスすることによって行われることを特徴とす
る請求項1又は2記載の位相シフト層を有するフォトマ
スクの製造方法。7. The method of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by refluxing the substrate in an organic solvent.
浸漬又は酸性溶液の塗布によって行われることを特徴と
する請求項1又は2記載の位相シフト層を有するフォト
マスクの製造方法。8. The method for producing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the surface treatment is performed by immersing the substrate in an acidic solution or applying an acidic solution.
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|---|---|---|---|
| JP26227891A JP3179532B2 (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Method for manufacturing photomask having phase shift layer |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JPH05100408A true JPH05100408A (en) | 1993-04-23 |
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| JP2005116571A (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-28 | Nikon Corp | Exposure apparatus and device manufacturing method |
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1991
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