JPH05210231A - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents

位相シフトマスク及びその製造方法

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JPH05210231A
JPH05210231A JP1678592A JP1678592A JPH05210231A JP H05210231 A JPH05210231 A JP H05210231A JP 1678592 A JP1678592 A JP 1678592A JP 1678592 A JP1678592 A JP 1678592A JP H05210231 A JPH05210231 A JP H05210231A
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JP
Japan
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silver salt
phase shift
gelatin layer
gelatin
phase
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JP1678592A
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English (en)
Inventor
文夫 ▲吉▼村
Fumio Yoshimura
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相シフター作成工程を簡単にすることと、
位相シフト効果を向上すること。 【構成】 位相シフターを、透明基板上の未露光部領域
に設けられた銀成分を含まないゼラチン層と、未露光部
領域に隣接した露光部領域に上記ゼラチン層とは段差を
有して設けられた銀塩含有ゼラチン層からなるで構成し
た。 【効果】 位相シフトマスクの複雑な作成工程が簡略化
されるとともに、位相シフターの表面汚染を防止でき
る。また、ゼラチンの優れた透過率のためi線以下の短
波長の光にも対応でき、位相差を自在に調節できて位相
シフト効果の幅を拡大できる効果がある。さらに、パタ
ーン部の露光部領域にある銀塩含有のゼラチン層が還元
されて黒化した銀塩の濃度も自在に調節できる利点を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は銀塩含有ゼラチン層と銀
成分を含まないゼラチン層とからなる位相シフターを有
する位相シフトマスク及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】16M(メガ)から64MDRAMにか
けてのリソグラフィー技術として近年光の位相差を利用
してコントラストを上げる位相シフト法が注目を浴びて
いる。この光の位相差を反転する位相シフターの材料で
あるシフタ材は、従来EBレジストであるPMMA等の
電子ビームレジスト膜やSOG膜あるいはCr膜等が用
いられて来た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、位相シフトマ
スクにおいて、g線やi線さらにはエキシマレーザ等の
露光光に対する透過率やガラス基板との屈折率の差が重
要なファクターとなっており、PMMA等のEBレジス
トやSOGあるいはCr等の従来のシフタ材では位相シ
フターとして充分な効果を得ることができなかった。
【0004】また、位相シフトマスクにおける位相シフ
ターの加工面においても、露光光の位相を制御良く反転
するためには垂直な加工面が必要となるためRIE等に
よるドライエッチング技術が必要であった。しかし、こ
のドライエッチング技術は位相シフター作成工程を複雑
にするばかりでなく位相シフターの表面汚染の原因にな
る恐れがある。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、露
光光に対して透明な透明基板と、その上に形成される光
の位相を反転させる位相シフターからなり、その位相シ
フターは、透明基板上の未露光部領域に設けられた銀成
分を含まないゼラチン層と、未露光部領域に隣接した露
光部領域に上記ゼラチン層とは段差を有して設けられた
銀塩含有ゼラチン層からなる位相シフトマスクである。
【0006】また、この発明は、別の観点から、露光光
に対して透明な透明基板上に、銀塩含有のゼラチン乳化
液を塗布し、マスクを用いて露光することにより未露光
部領域と露光部領域とを形成し、次いで、現像液で処理
して未露光部領域から銀塩を除去することにより、露光
部領域に対して段差を有し、かつ銀成分を含有しないゼ
ラチン層を形成することからなる位相シフトマスクの製
造方法が提供される。
【0007】すなわち、この発明は、位相シフターの材
料として銀をゼラチンに含んでなる銀塩含有のゼラチン
乳化液を用いたものである。具体的には、この発明は、
写真用フィルムで利用されている銀塩含有のゼラチン乳
化層を用いたリソグラフィー方法を利用したもので銀塩
含有のゼラチン乳化液を露光光に対して透明な透明基板
膜上に塗布し、塗布された銀塩含有のゼラチン乳化層の
露光後、続いて行われる現像・定着の両処理により未露
光部の銀塩含有のゼラチン乳化層からそこの銀粒子が脱
離し、それによって銀塩含有のゼラチン乳化層の露光・
現像の両処理により形成される、還元されて黒化した銀
塩である露光膜と、銀塩含有のゼラチン乳化層から銀塩
を脱離した未露光膜との間に露光部領域に対して段差が
生じるという現象をもとに開発されたものである。この
現象を利用して従来より提唱されているEBレジストや
SOGやCr等のシフター材だけからなる位相シフトマ
スクや光吸収型の位相シフトマスクをシフタ材の断面形
状良く、かつ容易に作成できる。
【0008】又、ゼラチン乳化液の優れた透過率のため
i線以下の短波長の光にも対応でき、位相差を自在に調
節できて位相シフト効果の幅を拡大できる。すなわち、
一般に、ゼラチン乳化液の透過率曲線から、i線(36
5nm)付近でも99.5%の高い透過率を示し、一
方、PMMA等のEBレジストやSOGでは透過率が略
90%程度であることによる。
【0009】さらに、パターン部の露光部領域にある、
銀塩含有のゼラチン乳化層が還元されて黒化した銀塩の
濃度も自在に調節できる利点を有する。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図1を参照して説明す
る。図1は銀塩含有のゼラチン乳化液を利用して形成し
た位相シフターを有するハーフトーン型位相シフトマス
クを示す。図1において、位相シフトマスクは、露光光
に対して透明なガラス基板3と、位相シフターからな
り、その位相シフターは、ガラス基板上の未露光部領域
Mに設けられた膜厚Aが3μmの銀成分を含まないゼラ
チン層1と、ガラス基板上の未露光部領域Mに隣接した
露光部領域Nに設けられた、膜厚Bが3.5μmで、略
16%に透過率が制御された、ゼラチン層4が還元され
て黒化した銀塩2とで構成される。
【0011】更に、銀成分を含まないゼラチン層1と銀
塩2との間にはゼラチン層1に対して高さdが0.5μ
mの段差Dが存在する。本実施例では、ゼラチン層の屈
折率nがn=1.3〜1.4であることから、この段差
Dの高さdをλを露光光の波長とした時にd=λ/〔2
(nー1)〕に制御することで位相差を生じさせること
ができる。以下製造方法について説明する。
【0012】図4〜図6は、銀塩含有のゼラチン乳化液
を使った位相シフターを有するハーフトーン型位相シフ
トマスクの作成方法を示す。図4に示すように、露光光
に対して透明な透明基板3上に、銀塩含有のゼラチン乳
化液を塗布し、マスク(図示せず)を用いて露光するこ
とにより未露光部領域Mと露光部領域Nとを形成する。
【0013】この際、銀塩含有のゼラチン乳化液を塗布
して膜厚Cが4μmに調整された銀塩含有のゼラチン層
4を形成し、次いで、光源としてg線フィルタを使用
し、露光光5を、露光量として150Lxで2秒間照射
し、銀塩含有のゼラチン層4を露光する。次いで、現像
液で処理した後定着を行う(図5、図6参照)。
【0014】この際、まず、原液(コニカ製のハイドロ
キノンを主成分とするCDH100を使用):純水=
1:4のHRP(ハイ・レゾリューション・プレート)
現像液を用いて、20℃、210秒間のディップ現像を
行った後停止を純水を用いた状態で20℃、180秒間
行い、続いて、HRP定着液を用いて、20℃、180
秒間定着を行い、その後、20℃、180秒間純水を用
いて水洗いを行った。また、露光光5を上記のように設
定した結果、銀塩含有のゼラチン層4が還元されて黒化
した銀塩2の透過率が16%になるように調節できる。
この露光部領域Nにある銀塩含有のゼラチン層4が還元
されて黒化される程度は、図4の露光光5の露光量に比
例する。
【0015】このようにして、図6に示すように、銀成
分を含まないゼラチン層1とゼラチン層4が還元されて
黒化した銀塩2との間に銀塩2に対して高さがdの段差
Dが形成される。この高さdをd=λ/〔2(nー
1)〕に設定することでπの位相差を生じさせることが
できる。このように銀塩含有のゼラチン層4の露光部と
未露光部との間に形成される段差Dを形成するために
は、現像・定着の両処理時に未露光部の銀が除去され後
退するという性質を利用している。
【0016】このようにして銀塩含有のゼラチン乳化液
を使った位相シフターを有するハーフトーン型位相シフ
トマスクが形成される。このハーフトーン型位相シフト
マスクおいては、図2のマスク上の光の振幅分布の形状
や、図3のウエハ上の光強度分布の形状から、ゼラチン
の優れた透過率のためi線以下の短波長の光にも対応で
き、位相シフト効果の幅を拡大できることが分かる。
【0017】すなわち、図2から、未露光部領域Mにあ
る銀成分を含まないゼラチン層1における光の振幅の方
が露光部領域Nにある、ゼラチン層4が還元されて黒化
した銀塩2における光の振幅より突出していることが分
かる。また、図3から、未露光部領域Mにある銀成分を
含まないゼラチン層1における光強度の方が露光部領域
Nにある、ゼラチン層4が還元されて黒化した銀塩2に
おける光強度より突出していることが分かる。
【0018】なお、上記実施例ではハーフトーン型位相
シフトマスクの位相シフターに銀塩含有のゼラチン乳化
液を使ったものを示したが、従来のCrパターンの上に
この発明の方法で銀塩含有のゼラチン乳化液を塗布して
位相シフターを形成してなるレベンソン型位相シフトマ
スクを作成することも可能である。また、上記実施例の
ハーフトーン型位相シフトマスクの露光部に形成された
銀塩含有のゼラチン層が還元されて黒化した銀塩の透過
率を脱色剤を用いることにより16%から100%にす
ることで透過型の位相シフトマスクを作成することも可
能である。
【0019】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、銀塩含
有のゼラチン乳化液を位相シフターの材料として利用す
ることにより位相シフトマスクの複雑な作成工程が簡略
化されるとともに、位相シフターの表面汚染を防止でき
る。また、ゼラチンの優れた透過率のためi線以下の短
波長の光にも対応でき、位相差を自在に調節できて位相
シフト効果の幅を拡大できる効果がある。さらに、パタ
ーン部の露光部領域にある銀塩含有のゼラチン層が還元
されて黒化した銀塩の濃度も自在に調節できる利点を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図2】上記実施例のゼラチンを位相シフターの材料と
したハーフトーン型位相シフトマスクにおけるマスク上
の光の振幅分布を示す特性図である。
【図3】上記実施例のゼラチンを位相シフターの材料と
したハーフトーン型位相シフトマスクにおけるウエハ上
の光強度分布を示す特性図である。
【図4】上記実施例の形成方法の第1ステップを示す構
成説明図である。
【図5】上記実施例の形成方法の第2ステップを示す構
成説明図である。
【図6】上記実施例の形成方法の第3ステップを示す構
成説明図である。
【符号の説明】
1 銀成分を含まないゼラチン層 2 銀塩含有のゼラチン層が還元されて黒化した銀塩 3 露光光に対して透明なガラス基板 4 銀塩含有のゼラチン層 5 露光光 M 未露光部領域 N 露光部領域 D 段差

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光光に対して透明な透明基板と、その
    上に形成される光の位相を反転させる位相シフターから
    なり、 その位相シフターは、透明基板上の未露光部領域に設け
    られた銀成分を含まないゼラチン層と、未露光部領域に
    隣接した露光部領域に上記ゼラチン層とは段差を有して
    設けられた銀塩含有ゼラチン層からなる位相シフトマス
    ク。
  2. 【請求項2】 位相シフターが、Cr膜と、Cr膜上に
    形成された少なくとも銀成分を含まないゼラチン層から
    なる請求項1による位相シフトマスク。
  3. 【請求項3】 露光光に対して透明な透明基板上に、銀
    塩含有のゼラチン乳化液を塗布し、マスクを用いて露光
    することにより未露光部領域と露光部領域とを形成し、
    次いで、現像液で処理して未露光部領域から銀塩を除去
    することにより、露光部領域に対して段差を有し、かつ
    銀成分を含有しないゼラチン層を形成することからなる
    位相シフトマスクの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0876351A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Nec Corp 位相シフトマスクおよびその作製方法
US6677107B1 (en) 1999-06-30 2004-01-13 Hitacji, Ltd. Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device, optical mask used therefor, method for manufacturing the same, and mask blanks used therefor
EP2099050A3 (en) * 2002-12-27 2009-10-07 Fujifilm Corporation Method for producing a metallic silver pattern on a transparent substrate and manufacture of a light-transmitting electromagnetic wave-shielding film

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