JP3166812B2 - Halftone phase shift mask - Google Patents
Halftone phase shift maskInfo
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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
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主に投影露光装置にお
いて使用されるパターンを備えたフォトマスクであっ
て、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスクに関する。また特に、透明基板上に希望パ
ターンのハーフトーン材料膜を形成して成るハーフトー
ン型位相シフトマスクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask having a pattern mainly used in a projection exposure apparatus, and more particularly to a photomask having a high resolution by giving a phase difference to projection exposure light passing through the photomask. The present invention relates to a phase shift mask that enables pattern transfer. More particularly, the present invention relates to a halftone type phase shift mask formed by forming a halftone material film having a desired pattern on a transparent substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】位相シフトマスクとして、従来より、種
々の形式のものが提案されている。例えば、マスク上の
開口部の隣り合う一方に位相を反転させるような透明膜
を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスクや、形成
すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相シフター
を形成した構造の補助パターン付き位相シフトマスク
や、基板上にクロムパターンを形成した後にオーバーエ
ッチングによって位相シフターのオーバーハングを形成
した構造の自己整合型位相シフトマスク等がある。2. Description of the Related Art Various types of phase shift masks have been conventionally proposed. For example, a Levenson-type phase shift mask having a structure in which a transparent film is provided so as to invert the phase on one side adjacent to the opening on the mask, or a phase shifter having a resolution equal to or less than the resolution limit is formed around the pattern to be formed. There are a phase shift mask with an auxiliary pattern having a structure, a self-aligned phase shift mask having a structure in which a chromium pattern is formed on a substrate, and an overhang of a phase shifter is formed by overetching, or the like.
【0003】以上の各構造の位相シフトマスクは、基板
上にクロムパターンとシフターパターンを設けたもので
あるが、この構造とは別に、シフターパターンのみによ
って形成された位相シフトマスクとして、透過型位相シ
フトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスク等も知
られている。透過型位相シフトマスクというのは、透明
部を透過した光と位相シフターを透過した光との境界部
において光強度がゼロとなることを利用してパターンを
分離するようにした位相シフトマスクであって、シフタ
ーエッジ利用型位相シフトマスクとも呼ばれる。The phase shift mask of each of the above structures is provided with a chromium pattern and a shifter pattern on a substrate. Apart from this structure, a phase shift mask formed of only a shifter pattern is used as a transmission type phase shift mask. Shift masks and halftone phase shift masks are also known. A transmissive phase shift mask is a phase shift mask that separates patterns by utilizing the fact that light intensity becomes zero at a boundary between light transmitted through a transparent part and light transmitted through a phase shifter. Therefore, it is also called a shifter edge-based phase shift mask.
【0004】また、ハーフトーン型位相シフトマスクと
いうのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、い
わゆる半透明な位相シフターパターンを基板上に形成し
て、その位相パターンの境界部に形成される光強度がゼ
ロの部分でパターンの解像度を向上するようにした位相
シフトマスクである。透過型位相シフトマスクや、ハー
フトーン型位相シフトマスクはその層構造が単純である
ため、製造工程が容易であり、しかもマスク上の欠陥も
少ないという長所を有している。A halftone type phase shift mask is formed by forming a so-called semi-transparent phase shifter pattern having partial transparency with respect to projection exposure light on a substrate and forming the pattern at a boundary of the phase pattern. This is a phase shift mask that improves the resolution of a pattern in a portion where the light intensity is zero. Since the transmission type phase shift mask and the halftone type phase shift mask have a simple layer structure, the manufacturing steps are easy and the defects on the mask are few.
【0005】ハーフトーン型位相シフトマスクは、例え
ば図7に示すように、透明基板1にハーフトーン材料膜
2を積層することによって形成される。図6に示すよう
に、ハーフトーン材料膜2によって囲まれる透明基板1
の上にメインパターン3が形成される。そして、メイン
パターン3の内部に所望のパターン、実施例では文字
「A」、が形成される。A halftone type phase shift mask is formed by laminating a halftone material film 2 on a transparent substrate 1 as shown in FIG. 7, for example. As shown in FIG. 6, a transparent substrate 1 surrounded by a halftone material film 2
The main pattern 3 is formed on the substrate. Then, a desired pattern, in this embodiment, the letter “A” is formed inside the main pattern 3.
【0006】今、このようなハーフトーン型位相シフト
マスクを用いて、シリコンウエハの表面に設けたレジス
トにステッパーによってパターンを転写する場合を考え
る。この場合には、図6に示すように、メインパターン
3の周囲をアパーチャ4で囲み、さらに、図7に示すよ
うに、メインパターン3を通過した光Rをウエハ5上に
照射する。通常は、例えば1/5の縮小像をウエハ5上
に形成する。このとき、メインパターン3を囲むアパー
チャ4は、ウエハ5の所定露光領域以外の領域に光が当
たらないように作用する。Now, consider a case where a pattern is transferred to a resist provided on the surface of a silicon wafer by a stepper using such a halftone type phase shift mask. In this case, as shown in FIG. 6, the periphery of the main pattern 3 is surrounded by an aperture 4, and further, as shown in FIG. 7, the light R passing through the main pattern 3 is irradiated onto the wafer 5. Usually, for example, a 1/5 reduced image is formed on the wafer 5. At this time, the aperture 4 surrounding the main pattern 3 acts so that light does not shine on an area other than the predetermined exposure area of the wafer 5.
【0007】しかしながら、メインパターン3とアパー
チャ4との間には1〜2mmの間隔が形成されるので、
メインパターン3の外周縁に位置するハーフトーン材料
膜2に当たった光は、ハーフトーン材料膜2に固有の光
透過性に対応した光量の光を通過させる。このため図7
において、例えば矢印Aのように露光光の照射位置をず
らせてウエハ5上に順次多数の転写像を形成するとき、
図8に示すように、相隣り合う2個のメインパターン3
の間の部分Pが2重に露光されたり、4個のメインパタ
ーンに囲まれた部分Qが4重に露光されたりしてしま
う。However, since a gap of 1 to 2 mm is formed between the main pattern 3 and the aperture 4,
The light that has hit the halftone material film 2 located on the outer peripheral edge of the main pattern 3 passes light of an amount corresponding to the light transmittance inherent to the halftone material film 2. Therefore, FIG.
For example, when a plurality of transfer images are sequentially formed on the wafer 5 by shifting the irradiation position of the exposure light as shown by an arrow A,
As shown in FIG. 8, two adjacent main patterns 3
Are exposed twice, and the portion Q surrounded by the four main patterns is exposed four times.
【0008】メインパターン3の外周部分は、本来、レ
ジストが感光してはならない部分であって、そのために
その部分にハーフトーン材料膜2が設けられるわけであ
るが、その部分が2重に露光されたり、あるいは4重に
露光されたりすると、レジストが感光してしまう。The outer peripheral portion of the main pattern 3 is a portion where the resist should not be exposed to light. For this reason, the halftone material film 2 is provided on that portion. If the resist is exposed or exposed four times, the resist is exposed.
【0009】このような問題を解消するため、図9に示
すように、メインパターン3の外周部分に位置するハー
フトーン材料膜に枠状の遮光帯6を形成した位相シフト
マスクが知られている。この遮光帯6は、図10に示す
ように、ハーフトーン材料膜の中に、例えば、約1μm
のピッチで縦横に正方形状の開口部分7を設けることに
よって形成される。これらの開口部分7は、透明基板が
直接に露出している部分である。この遮光帯6は、開口
部分7を通過した光とハーフトーン材料膜を通過して位
相が反転した光との干渉により、光の通過を遮断しよう
とするものである。In order to solve such a problem, as shown in FIG. 9, a phase shift mask in which a frame-shaped light-shielding band 6 is formed on a halftone material film located on the outer peripheral portion of a main pattern 3 is known. . As shown in FIG. 10, the light-shielding band 6 has a thickness of, for example, about 1 μm in a halftone material film.
It is formed by providing square opening portions 7 vertically and horizontally at a pitch of. These openings 7 are portions where the transparent substrate is directly exposed. The light-shielding band 6 is intended to block the passage of light by interference between light passing through the opening 7 and light having a phase inverted after passing through the halftone material film.
【0010】しかしながらこの方法では、開口部分7を
正確に正方形状に形成するのが非常に難しく、希望する
十分な遮光性が得られない場合が多かった。遮光性を向
上させるために、不正確な形状の開口部分7を修正する
ことも考えられるが、その修正作業は非常に難しく、ま
た、不正確な形状の開口部分を探し出すことは、さらに
難しかった。However, in this method, it is very difficult to form the opening portion 7 accurately in a square shape, and in many cases, a desired sufficient light-shielding property cannot be obtained. In order to improve the light-shielding property, it is conceivable to correct the opening 7 having an incorrect shape. However, it is very difficult to correct the opening 7, and it is more difficult to find the opening having the incorrect shape. .
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するためになされたものであって、ハーフトー
ン型位相シフトマスクのメインパターンの周囲に、露光
光を確実に遮光できる遮光帯を設けることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a light-shielding device capable of reliably blocking exposure light around a main pattern of a halftone type phase shift mask. The purpose is to provide a belt.
【0012】[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、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクは、
透明基板の上にハーフトーン材料膜を積層して成るハー
フトーン型位相シフトマスクにおいて、ハーフトーン材
料膜の膜厚方向の全域に対して選択的にエッチングが可
能な遮光性を有する金属膜をハーフトーン材料膜の上層
であってメインパターンの外周部に枠状に設け、前記メ
インパターンの外周部に設けた前記金属膜のエッジは、
前記メインパターンの外周部に設けた前記ハーフトーン
材料膜のエッジよりも外側に設けられることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a halftone type phase shift mask according to the present invention comprises:
In a halftone type phase shift mask formed by laminating a halftone material film on a transparent substrate, a metal film having a light-shielding property that can be selectively etched over the entire thickness direction of the halftone material film is formed by half. An upper layer of the tone material film, provided in a frame shape on the outer periphery of the main pattern, an edge of the metal film provided on the outer periphery of the main pattern,
It is provided outside the edge of the halftone material film provided on the outer peripheral portion of the main pattern.
【0013】ハーフトーン材料膜としては、例えばMo
・Si系の材料、より具体的には、例えば化学記号Mo
SiOXNX(X,Yは整数)で表される材料を用いるこ
とができる。As a halftone material film, for example, Mo
Si-based materials, more specifically, for example, the chemical symbol Mo
A material represented by SiO X N X (X and Y are integers) can be used.
【0014】金属膜に関して「選択エッチングが可能で
ある」ということは、ハーフトーン材料膜をエッチング
によって除去することなしに、金属膜だけをエッチング
によって除去できる性質を有するということである。こ
のような選択エッチングが可能な金属としては、例え
ば、ハーフトーン材料膜がMo・Si系材料で形成され
るとすれば、Cr(クロム)、CrO(酸化クロム)、
CrN(窒化クロム)、CrON(窒化酸化クロム)又
はこれらを積層した複合膜を採用できる。複合膜を採用
する場合は、図11及び図12に示すような2層構造又
は図13に示すような3層構造とすることができる。The phrase "selective etching is possible" with respect to the metal film means that the metal film has a property that only the metal film can be removed by etching without removing the halftone material film by etching. As a metal capable of such selective etching, for example, if a halftone material film is formed of a Mo.Si-based material, Cr (chromium), CrO (chromium oxide),
CrN (chromium nitride), CrON (chromium nitride oxide), or a composite film in which these are laminated can be employed. When a composite film is employed, a two-layer structure as shown in FIGS. 11 and 12 or a three-layer structure as shown in FIG. 13 can be used.
【0015】金属膜の厚さは、例えば、300〜150
0Å程度に設定する。但し、金属膜は比較的薄い厚さに
形成することが望ましい。金属膜が厚すぎると、この金
属膜自体をエッチングによってパターニングする際、い
わゆるサイドエッチの影響で金属膜それ自体を正確な形
状に仕上げることができなくなるおそれがあるからであ
る。金属膜が薄ければ、サイドエッチの影響を小さく抑
えることができるので、精密なパターニングを行うこと
ができる。The thickness of the metal film is, for example, 300 to 150.
Set to about 0 °. However, it is desirable that the metal film be formed to have a relatively small thickness. If the metal film is too thick, when the metal film itself is patterned by etching, it may not be possible to finish the metal film itself into an accurate shape due to the influence of so-called side etching. If the metal film is thin, the influence of side etching can be suppressed to a small degree, so that precise patterning can be performed.
【0016】枠状の金属膜とハーフトーン材料膜との位
置関係に関しては、例えば、次の2通りが考えられる。
1つは、図1、図3(i)及び図5(i)に示すよう
に、メインパターン3の外周部の金属膜8の内周エッジ
と、メインパターン3の外周部のハーフトーン材料膜2
の内周エッジとが、メインパターン3に対して直角の方
向(図1の紙面垂直方向、図3及び図5の上下方向)に
一致するように両者の位置関係を設定する。他の1つ
は、図2及び図4(i’)に示すように、メインパター
ン3の外周部の金属膜8の内周エッジが、メインパター
ン3の外周部のハーフトーン材料膜2の内周エッジより
も外側に設けられるように両者の位置関係を設定する。
この場合の両エッジ間のずれ量δは、例えば0.05μ
m程度に設定される。また、金属膜8の幅は、例えば、
1.5mm〜3mmに設定される。With respect to the positional relationship between the frame-shaped metal film and the halftone material film, for example, the following two cases can be considered.
One is, as shown in FIGS. 1, 3 (i) and 5 (i), the inner peripheral edge of the metal film 8 on the outer peripheral portion of the main pattern 3 and the halftone material film on the outer peripheral portion of the main pattern 3. 2
Are set so that the inner peripheral edge of the main pattern 3 coincides with the direction perpendicular to the main pattern 3 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 and the vertical direction of FIGS. 3 and 5). The other one is, as shown in FIGS. 2 and 4 (i ′), the inner peripheral edge of the metal film 8 on the outer peripheral portion of the main pattern 3 is formed inside the halftone material film 2 on the outer peripheral portion of the main pattern 3. The positional relationship between the two is set so as to be provided outside the peripheral edge.
In this case, the shift amount δ between both edges is, for example, 0.05 μ
m. The width of the metal film 8 is, for example,
It is set to 1.5 mm to 3 mm.
【0017】[0017]
【作用】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
では、枠状に形成された金属膜によって光の通過が確実
に遮断される。よって、この位相シフトマスクを使って
ウエハ等といった露光対象物に転写像を連続して形成す
るとき、転写像のまわりを誤って感光させることがな
い。また、金属膜はそれ自体が遮光性を有する材料によ
って形成されるので、ハーフトーン材料膜と開口部分と
の組み合わせによって遮光帯を形成した場合に比べて、
高い遮光性を有する遮光帯を形成することができる。ま
た、金属膜をハーフトーン材料膜に対して選択的にエッ
チングが可能な材料によって構成するので、金属膜及び
ハーフトーン材料膜は、それぞれ、個別にエッチングさ
れる。一方の膜のエッチングの際に他方の膜がエッチン
グされてしまうことがないので、金属膜及びハーフトー
ン材料膜の両方の形状を希望の形状に正確に形成でき
る。In the halftone type phase shift mask according to the present invention, the passage of light is reliably blocked by the metal film formed in a frame shape. Therefore, when a transfer image is continuously formed on an exposure target such as a wafer using the phase shift mask, the area around the transfer image is not erroneously exposed. Further, since the metal film itself is formed of a material having a light-shielding property, compared with a case where a light-shielding band is formed by a combination of a halftone material film and an opening portion,
A light-shielding band having high light-shielding properties can be formed. In addition, since the metal film is made of a material that can be selectively etched with respect to the halftone material film, the metal film and the halftone material film are individually etched. Since the other film is not etched when one of the films is etched, the shapes of both the metal film and the halftone material film can be accurately formed in a desired shape.
【0018】[0018]
【実施例】(比較例1) 比較例として、図1に示すハーフトーン型位相シフトマ
スクの製造方法の一例を説明する。図3(a)に示すよ
うに、石英によって形成された透明基板1の上に、周知
の成膜方法を用いて、Mo・Si系ハーフトーン材料膜
2、金属膜としてのCr膜18、そしてレジスト膜13
を形成した。各膜の厚さは、ハーフトーン材料膜2を1
200〜2000Å、Cr膜18を300〜1500
Å、そしてレジスト膜13を3000〜6000Åとし
た。EXAMPLES (Comparative Example 1) As a comparative example, an example of a method of manufacturing the halftone type phase shift mask shown in FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 3A, on a transparent substrate 1 formed of quartz, a Mo / Si-based halftone material film 2, a Cr film 18 as a metal film, and a known film forming method. Resist film 13
Was formed. The thickness of each film is one halftone material film 2
200 to 2000 °, Cr film 18 is 300 to 1500
Å, and the thickness of the resist film 13 was 3000 to 6000Å.
【0019】次いで、電子線露光及び現像により所望パ
ターンのレジスト膜13’を形成した(工程b)。さら
に、そのレジスト膜13’をマスクとして、硝酸第2セ
リウムアンモニウムに過塩素酸を加えて製造したエッチ
ング液を用いた常法のウエットエッチングにより、又は
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、Cr金属
膜18を所望のパターンのCr金属膜18’へとパター
ニングした(工程c)。このとき、ハーフトーン材料膜
2は上記の各エッチング剤によってはエッチングされな
い。Next, a resist film 13 'having a desired pattern was formed by electron beam exposure and development (step b). Further, using the resist film 13 ′ as a mask, a conventional method of wet etching using an etching solution prepared by adding perchloric acid to ceric ammonium nitrate or dry etching using a chlorine-based gas is used to form the Cr metal. The film 18 was patterned into a Cr metal film 18 'having a desired pattern (step c). At this time, the halftone material film 2 is not etched by each of the above-mentioned etching agents.
【0020】その後、CF4、C2F6等のフッ素ガスを
用いたドライエッチングによってハーフトーン材料膜2
を所望パターンのハーフトーン材料膜2’へとパターニ
ングした(工程d)。これにより、位相シフトマスク上
に所望のメインパターン3が形成される。このとき、マ
スクとして働くCr金属膜18’はエッチングされない
ので、ハーフトーン材料膜2’のパターンが極めて高精
度な寸法精度で得られた。Thereafter, the halftone material film 2 is subjected to dry etching using a fluorine gas such as CF 4 , C 2 F 6 or the like.
Was patterned into a halftone material film 2 ′ having a desired pattern (step d). Thus, a desired main pattern 3 is formed on the phase shift mask. At this time, since the Cr metal film 18 'serving as a mask was not etched, the pattern of the halftone material film 2' was obtained with extremely high dimensional accuracy.
【0021】次いで、酸素プラズマや硫酸を用いてレジ
スト膜13’を剥離し(工程e)、さらに、あらためてレ
ジスト23を塗布し(工程f)、そして電子線露光及び
現像により、図1の金属膜8の枠形状に一致した枠形状
パターンのレジスト膜23’を形成した(g)。そし
て、そのレジスト膜23’をマスクとして、常法のウエ
ットエッチング又は塩素系ガスを用いたドライエッチン
グにより、Cr金属膜18’を所望の枠形状パターンの
Cr金属膜8へとパターニングした(工程h)。このと
きも、ハーフトーン材料膜2’はエッチングされない。Next, the resist film 13 'is peeled off using oxygen plasma or sulfuric acid (step e), a resist 23 is applied again (step f), and the metal film shown in FIG. A resist film 23 ′ having a frame pattern corresponding to the frame shape of No. 8 was formed (g). Then, using the resist film 23 'as a mask, the Cr metal film 18' is patterned into the Cr metal film 8 having a desired frame shape pattern by ordinary wet etching or dry etching using a chlorine-based gas (step h). ). Also at this time, the halftone material film 2 'is not etched.
【0022】その後、酸素プラズマや硫酸を用いてレジ
スト膜23’を剥離し、これにより、所望パターンのハ
ーフトーン材料膜2’及び枠形状の金属膜8を備えたハ
ーフトーン型の位相シフトマスクを得た(工程i)。こ
の位相シフトマスクでは、メインパターン3の外周部の
金属膜8の内周面エッジと、メインパターン3の外周部
のハーフトーン材料膜2’の内周面エッジとが、メイン
パターン3に対して直角の方向(図3の上下方向)に一
致している。Thereafter, the resist film 23 'is peeled off using oxygen plasma or sulfuric acid, thereby forming a halftone type phase shift mask provided with a halftone material film 2' having a desired pattern and a metal film 8 having a frame shape. Obtained (step i). In this phase shift mask, the inner peripheral edge of the metal film 8 on the outer peripheral portion of the main pattern 3 and the inner peripheral edge of the halftone material film 2 ′ on the outer peripheral portion of the main pattern 3 The direction coincides with the direction at right angles (the vertical direction in FIG. 3).
【0023】こうして得られたハーフトーン方位相シフ
トマスクのハーフトーン材料膜2’のパターンは極めて
高精度の寸法精度に仕上げられていた。また、図3の工
程(a)から工程(i)に至る製造プロセスに関して
は、適宜の工程において、酸やアルカリ等を用いた洗浄
処理が行われる。この洗浄の際、Cr金属膜18の存在
によりハーフトーン材料膜2が酸やアルカリ等の影響に
より特性変化を生じることが防止される。The pattern of the halftone material film 2 'of the halftone phase shift mask thus obtained has been finished with extremely high dimensional accuracy. Further, in the manufacturing process from the step (a) to the step (i) in FIG. 3, a cleaning process using an acid, an alkali, or the like is performed in an appropriate step. At the time of this cleaning, the presence of the Cr metal film 18 prevents the halftone material film 2 from being changed in characteristics due to the influence of an acid, an alkali, or the like.
【0024】(実施例1) 図2に示すハーフトーン型位相シフトマスクをその製造
方法の一例を例示しながら説明する。図4はその製造方
法の一例を示している。この製造方法は、基本的には、
図3に示した製造方法と同じである。異なっている点
は、工程(f)から工程(g’)にかけてレジスト23
を所望の枠形状パターンのレジスト23’へと形成する
際に、レジスト23’の内周面エッジが、メインパター
ン3の外周部のハーフトーン材料膜2’のエッジよりも
外側に位置するようにすることである。これにより、工
程(i’)において最終的に得られる位相シフトマスク
に関しては、メインパターン3の外周部の枠形状の金属
膜8の内周面エッジが、メインパターン3の外周部のハ
ーフトーン材料膜2’の内周面エッジよりも外側に位置
する。Embodiment 1 The halftone phase shift mask shown in FIG. 2 will be described with reference to an example of a method of manufacturing the same. FIG. 4 shows an example of the manufacturing method. This manufacturing method is basically
This is the same as the manufacturing method shown in FIG. The difference is that the resist 23 is used from the step (f) to the step (g ′).
Is formed on the resist 23 ′ having a desired frame-shaped pattern such that the inner peripheral edge of the resist 23 ′ is located outside the edge of the halftone material film 2 ′ on the outer peripheral portion of the main pattern 3. It is to be. Thereby, in the phase shift mask finally obtained in the step (i ′), the inner peripheral surface edge of the frame-shaped metal film 8 on the outer peripheral portion of the main pattern 3 is It is located outside the inner peripheral edge of the film 2 '.
【0025】この位相シフトマスクによれば、メインパ
ターン3と枠形状金属膜8との間に位置するハーフトー
ン材料膜2’を通過する光の位相がメインパターン3を
通過する光の位相に対して反転するというハーフトーン
材料膜の本来的な作用により、メインパターン3の外周
部のハーフトーン材料膜2’のエッジの所において、光
振幅が0(ゼロ)になる。従って、メインパターン3と
外周部の境界線がより鮮明に露光対象物、例えばシリコ
ンウエハ上に転写されるという効果が得られる。According to this phase shift mask, the phase of light passing through the halftone material film 2 ′ located between the main pattern 3 and the frame-shaped metal film 8 is different from the phase of light passing through the main pattern 3. The light amplitude becomes 0 (zero) at the edge of the halftone material film 2 ′ at the outer peripheral portion of the main pattern 3 due to the inherent effect of the halftone material film that the halftone material film is inverted. Therefore, an effect is obtained that the boundary line between the main pattern 3 and the outer peripheral portion is more clearly transferred onto the exposure object, for example, a silicon wafer.
【0026】(比較例2) 図5は、図1に示す位相シフトマスクを製造するため
の、別の製造方法を示している。この製造方法では、工
程(a)から工程(c)までは、図3に示す先の実施例
と同じ処理が実行され、透明基板1上に所望パターンの
金属膜18’が形成される。Comparative Example 2 FIG. 5 shows another manufacturing method for manufacturing the phase shift mask shown in FIG. In this manufacturing method, the same processing as in the previous embodiment shown in FIG. 3 is performed from step (a) to step (c), and a metal film 18 ′ having a desired pattern is formed on the transparent substrate 1.
【0027】その後、レジスト13’が剥離され(工程
d’’)、さらに新たなレジスト23が塗布される(工
程e’’)。そして、電子線露光及び現像によって枠形
状パターンのレジスト23’が形成され(工程
f’’)、さらにレジスト23’及び金属膜18’をマ
スクとして、ハーフトーン材料膜2が所望パターンのハ
ーフトーン材料膜2’へとエッチングされる。次いで、
枠形状パターンのレジスト23’をマスクとして金属膜
18’を枠形状金属膜8へとエッチングし(工程
h’’)、そして、レジスト23’を剥離することによ
って求めるハーフトーン型位相シフトマスクが得られる
(工程i)。Thereafter, the resist 13 'is peeled off (step d''), and a new resist 23 is applied (step e''). Then, a resist 23 ′ having a frame-shaped pattern is formed by electron beam exposure and development (step f ″), and the halftone material film 2 is formed into a desired pattern using the resist 23 ′ and the metal film 18 ′ as a mask. It is etched into the film 2 '. Then
The metal film 18 'is etched into the frame-shaped metal film 8 using the frame-shaped pattern resist 23' as a mask (step h ''), and the resist 23 'is peeled off to obtain a halftone phase shift mask required. (Step i).
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明に係るハーフトーン型位相シフト
マスクによれば、枠状に形成された遮光性の金属膜によ
って光の通過が確実に遮断される。よって、このハーフ
トーン型位相シフトマスクを使ってウエハ等といった露
光対象物に転写像を連続して形成するとき、転写像のま
わりを誤って感光させることがない。また、金属膜はそ
れ自体が遮光性を有する材料によって形成されるので、
ハーフトーン材料膜と開口部分との組み合わせによって
遮光帯を形成する形式の従来の遮光帯に比べて、高い遮
光性を有する遮光帯を形成することができる。According to the halftone type phase shift mask of the present invention, the passage of light is reliably blocked by the light-shielding metal film formed in a frame shape. Therefore, when a transferred image is continuously formed on an exposure target such as a wafer using the halftone type phase shift mask, the area around the transferred image is not erroneously exposed. Also, since the metal film itself is formed of a material having a light shielding property,
A light-shielding band having a higher light-shielding property can be formed than a conventional light-shielding band in which a light-shielding band is formed by a combination of a halftone material film and an opening.
【0029】また、ハーフトーン材料膜に対して選択的
にエッチングが可能な材料によって金属膜を構成するの
で、金属膜及びハーフトーン材料膜は、それぞれ、個別
にエッチングされる。金属膜又はハーフトーン材料膜の
一方のエッチングの際に、他方の膜がエッチングされて
しまうことがないので、金属膜及びハーフトーン材料膜
の両方の形状を希望の形状に正確に形成できる。Further, since the metal film is made of a material that can be selectively etched with respect to the halftone material film, the metal film and the halftone material film are individually etched. When one of the metal film and the halftone material film is etched, the other film is not etched, so that the shapes of both the metal film and the halftone material film can be accurately formed into desired shapes.
【0030】さらに、メインパターンと枠形状金属膜と
の間に位置するハーフトーン材料膜を通過する光の位相
がメインパターンを通過する光の位相に対して反転する
というハーフトーン材料膜の本来的な作用により、メイ
ンパターンを区画形成するハーフトーン材料膜の内周面
エッジの所において、光振幅が0(ゼロ)になる。従っ
て、メインパターンとそのまわりの外周部との境界線が
より鮮明に露光対象物、例えばシリコンウエハ上に転写
される。Further, the phase of the light passing through the halftone material film located between the main pattern and the frame-shaped metal film is inverted with respect to the phase of the light passing through the main pattern. By virtue of this action, the light amplitude becomes 0 (zero) at the edge of the inner peripheral surface of the halftone material film forming the main pattern. Therefore, the boundary line between the main pattern and the peripheral portion around the main pattern is more clearly transferred onto the exposure object, for example, a silicon wafer.
【図1】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の比較例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a comparative example of a halftone phase shift mask according to the present invention.
【図2】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の一実施例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing one embodiment of a halftone type phase shift mask according to the present invention.
【図3】図1に示す比較例を製造するための製造方法の
一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a manufacturing method for manufacturing the comparative example shown in FIG.
【図4】図2に示す実施例を製造するための製造方法の
一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a manufacturing method for manufacturing the embodiment shown in FIG.
【図5】図1に示す比較例を製造するための製造方法の
他の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of a manufacturing method for manufacturing the comparative example shown in FIG.
【図6】従来の位相シフトマスク及びそれにアパーチャ
を被せる状態を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a conventional phase shift mask and a state in which an aperture is put on the mask.
【図7】ハーフトーン型位相シフトマスクを用いた露光
系の一例を示す側面断面図である。FIG. 7 is a side sectional view showing an example of an exposure system using a halftone type phase shift mask.
【図8】従来のハーフトーン型位相シフトマスクを用い
て露光対象物上にメインパターンを転写した状態を示す
模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a state where a main pattern is transferred onto an exposure target using a conventional halftone type phase shift mask.
【図9】従来のハーフトーン型位相シフトマスクの一例
を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an example of a conventional halftone type phase shift mask.
【図10】図9に示す従来のハーフトーン型位相シフト
マスクの遮光帯を拡大して示す図である。FIG. 10 is an enlarged view showing a light shielding zone of the conventional halftone type phase shift mask shown in FIG.
【図11】金属膜の一実施例の部分断面構造を示す図で
ある。FIG. 11 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of one embodiment of a metal film.
【図12】金属膜の他の一実施例の部分断面構造を示す
図である。FIG. 12 is a view showing a partial cross-sectional structure of another embodiment of the metal film.
【図13】金属膜のさらに他の一実施例の部分断面構造
を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of still another embodiment of the metal film.
1 透明基板 2 ハーフトーン材料膜 2’ パターニングされたハーフトーン材料
膜 3 メインパターン 4 露光時に用いる遮光用アパーチャ 5 ウエハ(露光対象物) 8 枠状金属膜 13 レジスト膜 13’ レジスト膜(ハーフトーン材料膜の
パターニング用) 18 Cr金属膜 18’ Cr金属膜(ハーフトーン材料膜の
パターニング用) 23 レジスト膜 23’ レジスト膜(遮光用金属膜のパター
ニング用)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Halftone material film 2 'Patterned halftone material film 3 Main pattern 4 Light-shielding aperture used at the time of exposure 5 Wafer (exposure target) 8 Frame-shaped metal film 13 Resist film 13' Resist film (halftone material) 18 Cr metal film 18 'Cr metal film (for patterning halftone material film) 23 Resist film 23' Resist film (for patterning light shielding metal film)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−223464(JP,A) 特開 平6−83034(JP,A) 特開 平6−282063(JP,A) 特開 平6−289589(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 1/00 - 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-223464 (JP, A) JP-A-6-83034 (JP, A) JP-A-6-282063 (JP, A) JP-A-6-230 289589 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 1/00-1/16
Claims (1)
層して成るハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、
ハーフトーン材料膜の膜厚方向の全域に対して選択的に
エッチングが可能な遮光性を有する金属膜をハーフトー
ン材料膜の上層であってメインパターンの外周部に枠状
に設け、前記メインパターンの外周部に設けた前記金属膜のエッ
ジは、前記メインパターンの外周部に設けた前記ハーフ
トーン材料膜のエッジよりも外側に設けられる ことを特
徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。1. A halftone type phase shift mask comprising a halftone material film laminated on a transparent substrate,
A metal film having a light-shielding property that can be selectively etched over the entire region in the thickness direction of the halftone material film is provided on the halftone material film in a frame shape on an outer peripheral portion of the main pattern, Edge of the metal film provided on the outer periphery of
The half is provided on the outer periphery of the main pattern.
A halftone type phase shift mask provided outside an edge of a tone material film .
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP24202194A JP3166812B2 (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Halftone phase shift mask |
Applications Claiming Priority (1)
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JP24202194A JP3166812B2 (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Halftone phase shift mask |
Publications (2)
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JPH0882916A JPH0882916A (en) | 1996-03-26 |
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Family
ID=17083095
Family Applications (1)
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JP24202194A Expired - Lifetime JP3166812B2 (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Halftone phase shift mask |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3166812B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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JP2007086368A (en) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Fujitsu Ltd | Photomask, its manufacturing method, and manufacturing method of semiconductor device |
TWI451191B (en) * | 2005-12-26 | 2014-09-01 | Hoya Corp | A manufacturing method of a mask blank and a mask, and a method of manufacturing the semiconductor device |
JP2012027237A (en) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Method for manufacturing photomask and method for manufacturing semiconductor device |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP24202194A patent/JP3166812B2/en not_active Expired - Lifetime
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