JP2002040625A - Mask for exposure, resist pattern forming method and method for producing substrate for the mask - Google Patents
Mask for exposure, resist pattern forming method and method for producing substrate for the maskInfo
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光リソグラフィ技術に
用いられる露光用マスクに係わり、特に半透明膜パタ―
ンからなる位相シフタを形成した露光用マスク、露光マ
スク用基板、及び露光用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 an exposure mask used in photolithography, and more particularly to a translucent film pattern.
The present invention relates to an exposure mask having a phase shifter formed of a mask, an exposure mask substrate, and a method of manufacturing an exposure mask.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路は、高集積化、微
細化の一途を辿っている、このような半導体集積回路の
製造に際し、リソグラフィ技術は加工の要として特に重
要である。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have continued to be highly integrated and miniaturized. In manufacturing such semiconductor integrated circuits, lithography is particularly important as a key to processing.
【0003】現在のリソグラフィ技術では、マスクパタ
―ンを縮小光学系を介してLSI基板上に投影露光する
方法が主に用いられているが、高圧水銀ランプを光源と
するなら最小線幅0.5μm程度が限度である。0.5μ
m以下のパタ―ン寸法にはKrFエキシマレ―ザ或いは
電子線を用いた直接描画技術や、X線等倍露光技術の開
発が進められているが、量産性、プロセスの多用性等の
理由から、光リソグラフィに対する期待は非常に大きく
なっている。In the current lithography technology, a method of projecting and exposing a mask pattern onto an LSI substrate via a reduction optical system is mainly used. If a high-pressure mercury lamp is used as a light source, the minimum line width is 0.5 μm. The degree is the limit. 0.5μ
For pattern dimensions of less than m, the development of direct drawing technology using a KrF excimer laser or electron beam, and X-ray equal-magnification exposure technology has been promoted, but due to reasons such as mass productivity and process versatility. Expectations for optical lithography have become very high.
【0004】このような状況の中で光源に対しては、g
線、i線、エキシマレ―ザ、X線等種々の光源の採用が
検討されており、またレジストに対しても新レジストの
開発やRELのような新レジスト処理が検討され、さら
には多層レジストプロセス、CEL、イメ―ジリバ―ス
法等も研究が進められている。In such a situation, for the light source, g
Various light sources such as X-rays, i-rays, excimer lasers, and X-rays are being studied. New resists are being developed for resists and new resist treatments such as REL are being studied. , CEL, image reverse method, etc. are also being studied.
【0005】一方、最近では露光光源を変えずに微細化
をはかる試みがなされている。その1つの手法として、
位相シフト法がある。位相シフト法とは、光透過部に位
相反転層を設け隣接するパタ―ンからの光の回折の影響
を除去し、パタ―ン精度の向上をはかるものである。On the other hand, recently, attempts have been made to miniaturize without changing the exposure light source. As one of the methods,
There is a phase shift method. The phase shift method is to improve the pattern accuracy by providing a phase inversion layer in a light transmitting portion to remove the influence of diffraction of light from an adjacent pattern.
【0006】この位相シフト法の中でも、隣接する2つ
の光透過部に対し交互に180度の位相差を設けるよう
にしたレベンソン型位相シフトマスクがある。この方法
では3つ以上のパタ―ンが隣接する場合に効果を発揮す
るのは難しい。即ち、2つのパタ―ンの光位相差を18
0度とした場合、もう1つのパタ―ンは先の2つのパタ
―ンのうち一方と同位相となる。その結果、位相差18
0度のパタ―ン同士は解像するが、位相差0度のパタ―
ン同士では非解像となるという問題がある。この問題を
解決するためには、デバイス設計を根本から見直す必要
があり、直ちに、実用化するにはかなりの困難を有す
る。Among the phase shift methods, there is a Levenson-type phase shift mask in which two adjacent light transmitting portions are alternately provided with a phase difference of 180 degrees. In this method, it is difficult to exhibit an effect when three or more patterns are adjacent. That is, the optical phase difference between the two patterns is 18
When the angle is set to 0 degrees, the other pattern has the same phase as one of the above two patterns. As a result, the phase difference 18
Patterns with 0 degrees are resolved but patterns with 0 degree phase difference are
There is a problem in that the resolution is not resolved between the cameras. In order to solve this problem, it is necessary to fundamentally review the device design, and there is considerable difficulty in putting it to practical use immediately.
【0007】そこで位相シフト法を用い、かつデバイス
設計変更を必要としない手法としてハーフトーン型位相
シフトマスクがある。この位相シフト法の効果を最大限
に生かすには、透明部分と光半透過膜を透過した光の位
相差と両者の振幅透過率比を最適化することが重要であ
る。この位相差と振幅透過率比は、これらの膜の光学定
数(複素屈折率n−ik:ここではiは単位虚数)と膜
厚により一意的に決まる。つまり、所望の位相差と振幅
透過率比とを得るためには光学定数と膜厚とがある関係
を満足する必要がある。しかしながら、光学定数は物質
に固有の値であるため、所望の条件を単層膜で満足させ
ることは難しい。Therefore, there is a halftone type phase shift mask as a technique that uses the phase shift method and does not require a change in device design. In order to maximize the effect of the phase shift method, it is important to optimize the phase difference between the light transmitted through the transparent portion and the light semi-transmissive film and the amplitude transmittance ratio between the two. The phase difference and the amplitude transmittance ratio are uniquely determined by the optical constants (complex refractive index n-ik, where i is a unit imaginary number) and the film thickness of these films. That is, in order to obtain a desired phase difference and an amplitude transmittance ratio, it is necessary to satisfy a certain relationship between the optical constant and the film thickness. However, since the optical constant is a value specific to a substance, it is difficult to satisfy a desired condition with a single-layer film.
【0008】図19は理想的なハーフトーン位相シフト
膜の構造を示したものである。この手法で形成されたマ
スクは、透光性基板1上に光透過部1aと光半透過膜1
bとを形成してなり、光半透明膜1bを光透過部1aに
対する振幅透過率10〜40%で形成し、かつここを透
過する光の位相を光透過部に対し180度変化させるも
のである。これらの目的を満足させるための第1の層2
と第1の層2により生じた位相差を併せて180度とな
るように調整する第2の層3との2層構造によって光半
透過膜1bを構成している。FIG. 19 shows the structure of an ideal halftone phase shift film. The mask formed by this method includes a light transmitting portion 1a and a light translucent film 1 on a light transmitting substrate 1.
b, the light translucent film 1b is formed with an amplitude transmittance of 10 to 40% with respect to the light transmitting portion 1a, and the phase of light transmitted therethrough is changed by 180 degrees with respect to the light transmitting portion. is there. First layer 2 for satisfying these objects
The light semi-transmissive film 1b is configured by a two-layer structure of the first layer 2 and the second layer 3 that adjusts the phase difference generated by the first layer 2 to 180 degrees.
【0009】このように従来のハーフトーン型位相シフ
トマスクでは、ハーフトーン部を2層構造とし第1の層
2で振幅透過率を調整し、第2の層3で第1の層2によ
って生じた位相差と併せて180℃となるように調整し
ているが、これらの層に用いる材料として従来は第1の
層にCr、MoSi等を用い、第2の層にSiO2、M
gF2、CaF2、Al2O3等を用いている。従っ
て、ハーフトーン部を形成するために、2種類の異なっ
た環境により膜形成を行う必要がある。例えば、第1の
膜作成のためにスパッタ装置を用いてCrを成膜し、第
2の膜作成のためにCVD法を用いてSiO2を成膜す
る方法などである。As described above, in the conventional halftone type phase shift mask, the halftone portion has a two-layer structure, the amplitude transmittance is adjusted by the first layer 2, and the halftone portion is generated by the first layer 2 by the second layer 3. The temperature is adjusted so as to be 180 ° C. together with the retardation. However, as a material used for these layers, conventionally, Cr, MoSi, or the like is used for the first layer, and SiO 2 , M
gF 2 , CaF 2 , Al 2 O 3 or the like is used. Therefore, it is necessary to form a film in two different environments in order to form a halftone portion. For example, there is a method in which a Cr film is formed using a sputtering device for forming a first film, and a SiO 2 film is formed using a CVD method for forming a second film.
【0010】しかしながら、この種の方法では成膜を2
回に別けて行うため、搬送時のごみの付着等が生じ、欠
陥が増大するなどの問題が生じる。また、加工に際して
も、加工する元素が異なるため複数種の異質のガス(例
えばCr/SiO2膜で半透明膜が構成されている場
合、Crを塩素系のガスで、SiO2を弗素系のガスで
加工する)を用いてエッチングを行わなくてはならない
等の問題がある。また、第2の層に透明膜を用いている
が、透明膜は屈折率が小さいため位相シフタの膜厚は厚
くなる。このため、加工精度が悪いという問題もある。[0010] However, in this type of method, the film is formed by two times.
Since the cleaning is performed separately, there is a problem that dust adheres during transportation and the number of defects increases. Also, at the time of processing, since elements to be processed are different, a plurality of kinds of foreign gases (for example, when a translucent film is composed of a Cr / SiO 2 film, Cr is a chlorine-based gas and SiO 2 is a fluorine-based gas). Etching using a gas). Further, although a transparent film is used for the second layer, the transparent film has a small refractive index, so that the thickness of the phase shifter is large. For this reason, there is also a problem that processing accuracy is poor.
【0011】また、露光工程ではマスク上のパターン領
域以外に存在するアライメント用あるいは検査用マーク
から露光光が漏れるのを防ぐため、ブラインドが投影露
光装置に設けられ、パターン領域外の光をカットしてい
る。なおブラインドの像はウェハ上で100μm程度の
像のぼやけを生じるため、ウェハ上でパターン領域を区
切る役割はない。このため従来は図20(a)に示すよ
うにマスク上でパターン領域外周辺を覆うように遮光パ
ターン101を形成していた。しかしながら半透明膜の
みで露光用マスクを形成した場合、従来、パターン領域
を区切ることを目的としていた、パターン領域外周辺部
に存在する遮光パターンの代わりに図20(b)に示す
ように半透明パターン201を用いることになる。この
ときパターン領域境界に存在する半透明膜を通過した光
は、ウェハ上で隣接するパターンに対し半透明膜の透過
率×露光量だけ照射することになる。このため図21に
示すように照射領域では、実質的に露光量が過剰となり
パターン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不
足するという問題が生じていた。In the exposure step, a blind is provided in the projection exposure apparatus to prevent exposure light from leaking from an alignment or inspection mark existing outside the pattern area on the mask, and cuts light outside the pattern area. ing. In addition, since the image of the blind causes blurring of the image of about 100 μm on the wafer, it does not play a role of dividing the pattern area on the wafer. For this reason, conventionally, as shown in FIG. 20A, a light-shielding pattern 101 is formed so as to cover the periphery outside the pattern area on the mask. However, when the exposure mask is formed only of the translucent film, instead of the light-shielding pattern existing in the peripheral area outside the pattern area, which is conventionally intended to separate the pattern area, as shown in FIG. The pattern 201 will be used. At this time, the light that has passed through the translucent film existing on the boundary of the pattern region irradiates the adjacent pattern on the wafer by the amount of the transmittance of the translucent film × the exposure amount. For this reason, as shown in FIG. 21, in the irradiation area, the amount of exposure is substantially excessive, and the pattern area becomes thinner, and furthermore, the depth of focus becomes insufficient.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】このように従来、ハー
フトーン型位相シフトマスクにおいては、半透明膜の形
成に際して工程数が多くなると共に、ごみの付着、欠陥
の発生が生じるという問題があり、位相シフト効果を最
大限に発揮させることは困難であった。As described above, in the conventional halftone type phase shift mask, there are problems that the number of steps is increased in forming a translucent film, and that dust adheres and defects occur. It was difficult to maximize the phase shift effect.
【0013】また、半透明膜のみで露光用マスクを形成
した場合、従来パターン領域を区切ることを目的として
いたパターン領域外周辺分でも半透明パターンを用いる
ことになるため、パターン領域境界に存在する半透明膜
を通過した光は、ウェハ上で隣接するパターンに対し半
透明膜の透過率×露光量だけ照射することになる。この
ため照射領域では、実質的に露光量が過剰となりパター
ン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不足する
という問題があった。Further, when the exposure mask is formed only of the translucent film, the translucent pattern is used even in the peripheral area outside the pattern area, which has conventionally been intended to divide the pattern area, and therefore exists at the boundary of the pattern area. The light that has passed through the translucent film irradiates an adjacent pattern on the wafer by an amount equal to the transmittance of the translucent film × the amount of exposure. For this reason, in the irradiation area, there has been a problem that the exposure amount is substantially excessive and the pattern area is narrowed, and furthermore, the depth of focus is insufficient.
【0014】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ごみの付着や欠陥の発生
を招くことなく複数層の半透明膜を容易に積層すること
ができ、工程の簡略化をはかり得て、かつ位相シフト効
果を最大限に発揮させることのできる露光マスク及びそ
の製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to enable a plurality of translucent films to be easily laminated without causing adhesion of dust and generation of defects. An object of the present invention is to provide an exposure mask and a method for manufacturing the same, which can simplify the steps and can maximize the phase shift effect.
【0015】また本発明では、半透明膜のみで露光用マ
スクを形成した場合にも、パターン領域の細りが生じた
り、さらには焦点深度が不足するというような問題のな
い露光マスクを提供することを目的とする。Further, the present invention provides an exposure mask which does not cause problems such as a thinning of a pattern area and a lack of depth of focus even when an exposure mask is formed only of a translucent film. With the goal.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の露光用マスク
は、透光性基板上に、前記透光性基板の透明部との位相
差が、180±10度の範囲で異なりかつ振幅透過率1
0乃至40%となるように調整された単層の半透明層ま
たは少なくとも1層の半透明層と透明層の多層の第1の
半透明膜からなる半透明パターンと、前記半透明パター
ンの一部の領域にさらに積層され、該領域の振幅透過率
が5%以下となるように調整された遮光層あるいは振幅
透過率10乃至40%の第2の半透明膜とを具備したこ
とを特徴とする。According to the present invention, there is provided an exposure mask, wherein a phase difference between a transparent portion of the light transmitting substrate and a transparent portion of the light transmitting substrate is different within a range of 180 ± 10 degrees and an amplitude transmittance. 1
A translucent pattern composed of a single translucent layer or at least one translucent layer and a first translucent multilayer of transparent layers adjusted to be 0 to 40%; A light-shielding layer or a second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40%, which is further laminated on the region of the portion and adjusted so that the amplitude transmittance of the region is 5% or less. I do.
【0017】また、本発明の露光用マスクは、前記一部
の領域が、少なくともウェハ上に転写されたとき半導体
素子として寄与する領域の外側周辺領域を含むことを特
徴とする。Further, the exposure mask of the present invention is characterized in that the partial region includes at least a peripheral region outside a region that contributes as a semiconductor element when transferred onto a wafer.
【0018】次に、本発明のレジストパターン形成方法
は、請求項1記載の露光用マスクを介してレジストが塗
布された基板上に露光を行いレジストパターンを形成す
ることを特徴とする。Next, a method of forming a resist pattern according to the present invention is characterized in that a substrate coated with a resist is exposed to light through a mask for exposure according to claim 1 to form a resist pattern.
【0019】本発明の露光用マスク基板の製造方法は、
透光性基板上に、前記透光性基板の透明部との位相差が
180±10度の範囲で異なりかつ振幅透過率10乃至
40%となるように調整された単層の半透明膜層または
少なくとも1層の半透明層と透明層とからなる第一の半
透明膜を形成する工程と、前記第1の半透明膜上全体ま
たは部分的に更に積層され、該領域の振幅透過率が5%
以下となるように調整された遮光層あるいは振幅透過率
10乃至40%の第2の半透明膜を形成する工程を具備
した露光用マスク基板の製造方法であって、前記第1の
半透明膜と第2の半透明膜との間に、前記遮光層あるい
は振幅透過率10乃至40%の第2の半透明膜の加工に
おいて酸化膜、窒化膜、水素化膜、炭化膜またはハロゲ
ン化膜のいずれかより構成された第3の膜を形成する工
程とを具備したことを特徴とする。The method for manufacturing a mask substrate for exposure according to the present invention comprises:
A single-layer semi-transparent film layer on the light-transmitting substrate, the phase difference of which is different from the transparent part of the light-transmitting substrate in the range of 180 ± 10 degrees and the amplitude transmittance is adjusted to 10 to 40%. Or a step of forming a first translucent film comprising at least one translucent layer and a transparent layer, and further laminating the whole or part of the first translucent film, and the amplitude transmittance of the region is 5%
A method for manufacturing an exposure mask substrate, comprising: forming a light-shielding layer or a second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40% adjusted to be as follows. Between the oxide film, the nitride film, the hydrogenated film, the carbonized film and the halogenated film in the processing of the light-shielding layer or the second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40%. Forming a third film made of any one of the above.
【0020】また、本発明の露光用マスクの製造方法
は、透光性基板上に、前記透光性基板の透明部との位相
差が、180±10度の範囲で異なりかつ振幅透過率1
0乃至40%となるように調整された単層の半透明層ま
たは少なくとも1層の半透明層と透明層とからなる第1
の半透明膜を形成する第1の半透明膜形成工程と、前記
第1の半透明膜上に第3の膜を形成する第3の膜形成工
程とさらにこの上層に、全体としての振幅透過率が5%
以下となるように調整された遮光層あるいは振幅透過率
10乃至40%の第2の半透明膜を形成する第2の半透
明膜形成工程と、前記第3の膜をエッチングストッパー
として前記第2の半透明膜を選択的に除去するエッチン
グ工程とを含むことを特徴とする。Further, in the method of manufacturing an exposure mask according to the present invention, the phase difference between the transparent portion of the light transmitting substrate and the transparent portion of the light transmitting substrate may be different within a range of 180 ± 10 degrees and the amplitude transmittance may be one.
A first layer composed of a single translucent layer or at least one translucent layer and a transparent layer adjusted to be 0 to 40%.
A first translucent film forming step of forming a semi-transparent film, a third film forming step of forming a third film on the first semi-transparent film, and an amplitude transmission as a whole 5% rate
A second translucent film forming step of forming a light-shielding layer or a second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40% adjusted as follows, and the second film using the third film as an etching stopper. And an etching step for selectively removing the translucent film.
【0021】[0021]
【作用】本発明によれば、半透明膜を少なくとも2層で
形成し、各層の一部の元素を共通にしているので、半透
明膜を同一の装置で作成することができ、さらにそのパ
ターニングに際しても同種のエッチャントでエッチング
することができる。従って、半透明膜を形成するための
工程の簡略化をはかることが可能となる。また、半透明
膜として所望の振幅透過率と位相差を得る単一層の組成
が分かったとしても、その組成の物質を実現するのは難
しい場合がある。このとき、上記単一層の組成と、一部
組成が異なる複数の層の全体としての組成が等しくなる
ように設定すれば、作り易い安定な複数の層で結果とし
て単一層と等価な層を形成することができる。つまり、
本発明のように同一元素を含む複数種の層で半透明膜を
形成することにより、製造工程の簡略化をはかることが
できると共に、位相シフト効果を最大限に発揮させるこ
とが可能となる。According to the present invention, a translucent film is formed of at least two layers, and some elements of each layer are made common, so that the translucent film can be formed by the same apparatus, and furthermore, its patterning is performed. At this time, etching can be performed with the same type of etchant. Therefore, it is possible to simplify the process for forming the translucent film. Further, even if the composition of a single layer that achieves the desired amplitude transmittance and phase difference as a translucent film is known, it may be difficult to realize a material having that composition. At this time, if the composition of the single layer is set to be equal to the overall composition of the plurality of layers partially different in composition, a layer equivalent to the single layer is formed by the stable plurality of easy-to-create layers. can do. That is,
By forming a translucent film with a plurality of layers containing the same element as in the present invention, the manufacturing process can be simplified and the phase shift effect can be maximized.
【0022】本発明の第3によれば、半透明パターンを
含むマスクにおいてパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、パターンの細りや焦点深度不足
を防ぐことができる。例えば、強度透過率2%を有する
i線用半透明マスクを用いたポジレジストに対する露光
結果では、0.55μmライン・アンド・スペースパタ
ーンで適性露光量で所望の寸法に改造したパターンがさ
らに露光量×マスクの強度透過率に相当する光を1度照
射されることでパターン寸法が0.49μmと所望の値
に対して約10%寸法が細るという結果となっていた。
しかしながら上記構成によればパターン領域外のうち少
なくとも転写によりウェハ上に光が到達する領域で露光
光を遮光することができる。なお、この遮光のための半
透明膜はパターン領域外を遮光する他に、パターン領域
内に用いることも可能である。すなわち、複数回の露光
により半透明マスクパターンにより形成されたウェハ上
のレジストパターンパターンが膜厚の現象を著しく生じ
た場合、半透明パターンのエッジ部分を除く領域に半透
明膜を積層させることが可能で、これによりレジストパ
ターンの膜減の低減をはかることも可能である。According to the third aspect of the present invention, since the exposure light is shielded at least in the area of the mask including the translucent pattern that reaches the wafer by the transfer outside the pattern area, the Thinning and lack of depth of focus can be prevented. For example, in the exposure result of a positive resist using an i-line translucent mask having an intensity transmittance of 2%, a pattern obtained by modifying a 0.55 μm line and space pattern to a desired size with an appropriate exposure amount is further exposed. X: Irradiation once with light corresponding to the intensity transmittance of the mask resulted in a pattern dimension of 0.49 μm, which is about 10% smaller than the desired value.
However, according to the above configuration, the exposure light can be shielded at least in a region outside the pattern region where the light reaches the wafer by transfer. Note that this translucent film for shielding light can be used inside the pattern region in addition to shielding the outside of the pattern region. In other words, when the resist pattern pattern on the wafer formed by the translucent mask pattern by the multiple exposures causes a significant film thickness phenomenon, the translucent film may be laminated in a region excluding the edge portion of the translucent pattern. It is possible to reduce the thickness of the resist pattern.
【0023】本発明の第4によれば、位相シフト層を構
成する第1の半透明膜と、第2の半透明膜との間に酸化
膜または導電性膜を介在させるようにしているため、こ
の酸化膜または導電性膜がエッチングストッパーとして
として働くため、位相シフト層を良好に維持したまま選
択的に除去することができるため、容易にパターンの細
りや焦点深度不足のない良好な露光マスクを形成するこ
とが可能となる。According to the fourth aspect of the present invention, an oxide film or a conductive film is interposed between the first translucent film and the second translucent film constituting the phase shift layer. Since the oxide film or the conductive film functions as an etching stopper, the phase shift layer can be selectively removed while maintaining the good condition, so that a good exposure mask without easily narrowing of the pattern and lack of depth of focus can be obtained. Can be formed.
【0024】また酸化膜を用いる場合は同一チャンバー
内で表面酸化を行うのみでよく、形成が極めて容易であ
る。When an oxide film is used, it is only necessary to oxidize the surface in the same chamber, and the formation is extremely easy.
【0025】さらに導電性膜を用いる場合は、チャージ
アップを防ぐことが可能となる。Further, when a conductive film is used, charge-up can be prevented.
【0026】本発明の第6によれば、水酸化膜、窒化
膜、炭化膜、ハロゲン化膜、酸化膜、導電性膜等の第3
の膜がエッチングストッパーとしてとして働くため、位
相シフト層を良好に維持したまま選択的に除去すること
ができるため、容易にパターンの細りや焦点深度不足の
ない良好な露光マスクを形成することが可能となる。According to the sixth aspect of the present invention, the third film such as a hydroxide film, a nitride film, a carbonized film, a halogenated film, an oxide film, or a conductive film is formed.
Film acts as an etching stopper, so it can be selectively removed while maintaining the phase shift layer in good condition, making it possible to easily form a good exposure mask without narrowing of the pattern and lack of depth of focus Becomes
【0027】[0027]
【実施例】まず、実施例を説明する前に、本発明の基本
原理について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing the embodiments, the basic principle of the present invention will be described.
【0028】半透明膜を単層で用いようとした場合、半
透明膜を透過する光の位相を透明な部分を透過する光の
位相に対し180度±10%で制御することが必要で、
かつ半透明膜の透過率を所望の値にすることが必要であ
る。この±10%という値はシミュレ―ションにより位
相差を180度からずらしていき、その場合の焦点深度
の劣化が10%以内に収まる範囲は、180度±10%
程度であることから定めたものである。When an attempt is made to use a translucent film as a single layer, it is necessary to control the phase of light transmitted through the translucent film at 180 degrees ± 10% with respect to the phase of light transmitted through the transparent portion.
In addition, it is necessary to set the transmittance of the translucent film to a desired value. The value of ± 10% shifts the phase difference from 180 degrees by simulation. In this case, the range in which the deterioration of the depth of focus falls within 10% is 180 degrees ± 10%.
It is determined from the degree.
【0029】半透明膜の位相シフトマスクで最大の解像
度を得るためには、半透明膜の光学定数は次の条件を満
たす必要がある。入射光の複素電界ベクトルをEO、透
明領域を透過した光の複素電界ベクトルをE1とし、半
透明膜領域を透過した光の複素電界ベクトルをE2とす
ると、それらの関係は、 E1=t1・E0……(1) E2=t2・E0……(2) となる。但し、t1、t2は振幅透過率とする。In order to obtain the maximum resolution with a translucent film phase shift mask, the optical constant of the translucent film must satisfy the following conditions. Assuming that the complex electric field vector of the incident light is EO, the complex electric field vector of the light transmitted through the transparent region is E1, and the complex electric field vector of the light transmitted through the semi-transparent film region is E2, the relationship is as follows: E1 = t1 · E0 ... (1) E2 = t2 · E0 (2) Here, t1 and t2 are amplitude transmittances.
【0030】また、位相シフトマスクで最大の効果を得
るためには、透過光の振幅透過率比及び位相差の間の関
係は、下記の(3)式及び(4)式で表され、 0.1≦|E1|/|E2|≦0.4……(3) 170度≦|δ1−δ2|≦190度……(4) となる。但し、 E1=|E1|exp(δ1) E2=|E2|exp(δ2) である。(1)、(2)式における半透明膜領域及び透
過領域の光の振幅透過率t1、t2は、これらの領域を
構成する物質と他の媒体との界面における反射率、透過
率及び膜の吸光度を考慮した該物質の膜厚Tにおける多
重反射を考えることで容易に求めることができる。物質
の反射率、透過率は、屈折率n及び消衰係数kより求め
られる。また、膜の吸光度は消衰係数kより求めること
ができる。In order to obtain the maximum effect with the phase shift mask, the relationship between the amplitude transmittance ratio of transmitted light and the phase difference is expressed by the following equations (3) and (4). .1 ≦ | E1 | / | E2 | ≦ 0.4 (3) 170 degrees ≦ | δ1−δ2 | ≦ 190 degrees (4) Here, E1 = | E1 | exp (δ1) E2 = | E2 | exp (δ2) The amplitude transmittances t1 and t2 of the light in the translucent film region and the transmission region in the expressions (1) and (2) are the reflectance, the transmittance, and the film transmittance at the interface between the material constituting these regions and another medium. It can be easily obtained by considering multiple reflection at the film thickness T of the substance in consideration of the absorbance. The reflectance and transmittance of a substance can be obtained from the refractive index n and the extinction coefficient k. The absorbance of the film can be obtained from the extinction coefficient k.
【0031】ところで、今問題とする半透明膜は位相シ
フタ層であるので開孔部に対し位相差180度を考慮す
ると、膜厚Tは物質の屈折率nより T=λ/2(n−1)……(5) となる。以上の変数から実測値として得られる透過率t
は、 t=F(n1,k1,n0,k0,T)……(6) により得られる。ここでn0、k0は媒体の屈折率、消
衰係数を示しており特定の値であるから、(6)式をn
1、k1の関係として振幅透過率tを一意的に求めるこ
とができる。Since the translucent film in question is a phase shifter layer, considering the phase difference of 180 degrees with respect to the aperture, the film thickness T is given by T = λ / 2 (n− 1)... (5) The transmittance t obtained as an actual measurement value from the above variables
Is obtained by t = F (n1, k1, n0, k0, T) (6). Here, n0 and k0 indicate the refractive index and extinction coefficient of the medium and are specific values.
The amplitude transmittance t can be uniquely obtained as the relationship between 1, k1.
【0032】前述の考え方に基づき、例えば波長436
nmのg線露光を想定して、位相を180±10°、振
幅透過率を15±5%とし、屈折率nを変化させて、対
応するkを求めると図12中に実線及び破線で示すカ―
ブが描ける。図5において、縦軸は消衰係数k、横軸は
屈折率nを示し、破線(a)は振幅透過率10%、位相
170度の時のkとnの関係を示す曲線、破線(b)は
振幅透過率20%、位相190度の時のkとnの関係を
示す曲線、破線(c)は振幅透過率15%、位相180
度の時のkとn関係を示す曲線である。破線(a)及び
(b)の間の領域がこの時の許容範囲となり、ある物質
の屈折率n及び消衰係数kで定まる点が破線に挟まれた
範囲内であれば、その物質は単層膜でハーフトーン型位
相シフト膜の機能を持つことになる。Based on the above concept, for example, the wavelength 436
Assuming a g-line exposure of nm, the phase is set to 180 ± 10 °, the amplitude transmittance is set to 15 ± 5%, the refractive index n is changed, and the corresponding k is obtained. Car
Can draw. In FIG. 5, the vertical axis indicates the extinction coefficient k, the horizontal axis indicates the refractive index n, and the broken line (a) indicates a relationship between k and n when the amplitude transmittance is 10% and the phase is 170 degrees. ) Is a curve showing the relationship between k and n when the amplitude transmittance is 20% and the phase is 190 degrees.
It is a curve which shows k and n relation at the time of a degree. The region between the broken lines (a) and (b) is the allowable range at this time, and if the point determined by the refractive index n and the extinction coefficient k of a certain material is within the range between the broken lines, the material is simply The layer film has the function of a halftone type phase shift film.
【0033】g線の場合この条件を満たす膜として図1
2中にポイントで示したアモルファスSiがある。しか
し、波長365nmのi線露光を考えた場合、図13に
示すように、アモルファスSi(N2ガス0%のポイン
ト)は許容範囲外の値を取る。従って、i線露光ではア
モルファスSiを用いた単層ハーフトーン位相シフト膜
の形成が不可能であることが分かる。In the case of g-line, a film satisfying this condition is used as shown in FIG.
2 includes amorphous Si indicated by points. However, when considering i-line exposure wavelength 365 nm, as shown in FIG. 13, amorphous Si (N 2 gas 0% point) takes a value outside the allowed range. Therefore, it is understood that it is impossible to form a single-layer halftone phase shift film using amorphous Si by i-line exposure.
【0034】ところで、SiをN2化したSi3N
4(N2ガス80%のポイント)について同様の検討を
行うとやはり許容範囲外となる。しかし、アモルファス
SiとSi3N4の2点を任意の曲線で結んだ場合、必
ず破線間に挟まれた領域を得ることが分かる。即ち、ア
モルファスSiとSi3N4の中間的な物性を持つ物質
が在れば許容範囲内に入ることになる。この膜の作成に
ついては、SiとN2による反応性スパッタが有効であ
る。このとき、N2の反応比を変えることで任意の物性
の膜を得ることができる。このときの物性値を黒丸で示
す。また、黒丸を通る曲線を描くと破線間の領域を通
り、ここで得られた最適条件は、スパッタリング時の窒
素ガスの流量が15%の時のn=3.30、k=1.19
であり、膜厚をS3.5nmにすることにより振幅透過
率比が0.142、位相差が180度となる。このよう
に反応比を変えたSi3N4膜を形成することで、所望
の単層ハーフトーン型位相シフト膜を形成することがで
きる。By the way, Si 3 N obtained by converting Si into N 2
4 (point of 80% of N 2 gas) is also out of the allowable range when the same examination is performed. However, it can be seen that when the two points of amorphous Si and Si 3 N 4 are connected by an arbitrary curve, a region sandwiched between the broken lines is always obtained. That is, if there is a substance having an intermediate property between amorphous Si and Si 3 N 4 , the substance falls within the allowable range. For forming this film, reactive sputtering using Si and N 2 is effective. At this time, a film having any physical properties can be obtained by changing the reaction ratio of N 2 . The physical property values at this time are indicated by black circles. When a curve passing through a black circle is drawn, the curve passes through a region between dashed lines. The optimum conditions obtained here are as follows: n = 3.30, k = 1.19 when the flow rate of nitrogen gas during sputtering is 15%.
By setting the film thickness to S3.5 nm, the amplitude transmittance ratio becomes 0.142 and the phase difference becomes 180 degrees. By forming the Si 3 N 4 film with the changed reaction ratio in this manner, a desired single-layer halftone type phase shift film can be formed.
【0035】また、波長248nmのKrFエキシマレ
―ザによる露光を考えた場合、i線露光の場合と同様
に、図14に示すように、アモルファスSi及びSi3
N4の物性値は、許容範囲外となるが、これらの中間的
な物性をもつ物質は許容範囲内に入ることが分かった。Further, KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm - when considering the exposure by The, as in the case of i-line exposure, as shown in FIG. 14, amorphous Si and Si 3
Physical properties of the N 4 is an unacceptable, materials with these intermediate properties were found to fall within the allowable range.
【0036】なお、境界条件の設定は位相を180度に
固定し、振幅透過率に余裕を持たせて設定したり、振幅
透過率を固定し位相に余裕を持たせて設定することも可
能である。また、許容とされる数値もレジストプロセス
等への影響及び効果を考え、本説明で述べた値を変更し
ても構わない。The boundary condition can be set by fixing the phase to 180 degrees and giving a margin to the amplitude transmittance, or by setting the amplitude transmittance to have a margin to the phase. is there. Further, the allowable values may be changed from the values described in this description in consideration of the effects and effects on the resist process and the like.
【0037】上記の条件を満たす材料として我々が鋭意
研究を行った結果、シリコン、シリコンを含む混合物、
シリコンを含む混合物、ゲルマニウム、ゲルマニウムを
含む化合物、ゲルマニウムを含む混合物のいずれか1種
或いは2種以上の混合物で形成される物質、又はCr、
Al、Ti、Sn、In、Co或いは他の金属元素、金
属化合物及びこれらの酸化物、窒化物、水素化物、炭化
物、ハロゲン化物のうちいずれか1種或いは2種以上の
混合物で形成される物質について上述の2条件を満たす
ことが分かった。とりわけシリコンについてはg線領
域、SiNはi線、KrF領域で非常に有効な半透明膜
であるといえる。これらの物質の特性について表1に示
す。As a result of our intensive studies as materials satisfying the above conditions, silicon, a mixture containing silicon,
A mixture of silicon, germanium, a compound containing germanium, a substance formed of any one or a mixture of two or more of mixtures containing germanium, or Cr,
Al, Ti, Sn, In, Co, or other metal elements, metal compounds, and oxides, nitrides, hydrides, carbides, and halides formed of any one or a mixture of two or more thereof Was found to satisfy the above two conditions. In particular, silicon can be said to be a very effective translucent film in the g-line region and SiN in the i-line and KrF regions. Table 1 shows the properties of these substances.
【0038】 なお、半透明膜に対し、As、P、Bなどのイオンを注
入することにより、形成された膜質の若干の調整、例え
ば光学定数の調整をはかることができる。[0038] By implanting ions such as As, P, and B into the translucent film, it is possible to slightly adjust the quality of the formed film, for example, adjust the optical constant.
【0039】また、シリコンに対しては500℃以上に
加熱することにより、アモルファス状態を多結晶へ、ま
た多結晶から単結晶へと連続的或いは断続的に変化させ
ることができ、所望の物性状態が得られる。Further, by heating silicon to 500 ° C. or more, the amorphous state can be changed to polycrystal, or from polycrystal to single crystal, continuously or intermittently. Is obtained.
【0040】さて、今までは単一の半透明膜作成のため
の基本概念について述べたが、単一の半透明膜を作成し
ようとした場合、膜によっては化合物の組成比が難しい
場合もある。例えば、i線単層半透明膜をシリコンと窒
素の組成比を調整して作成する場合、位相差と透過率が
最適とされる屈折率nと消衰係数kを満たすときのシリ
コンと窒素の組成比は、シリコン:窒素=1:0.60
程度でなくてはならない。これは、通常シリコンを窒素
化して得られるSi3N4膜の組成比(シリコン:窒素
=1:1.33)と比べ窒素の割合が小さく窒素流量の
微調整が必要となってくる。The basic concept for producing a single translucent film has been described so far. However, when a single translucent film is to be produced, the composition ratio of the compound may be difficult depending on the film. . For example, when an i-line single-layer semi-transparent film is formed by adjusting the composition ratio of silicon and nitrogen, the phase difference and transmittance satisfy the refractive index n and the extinction coefficient k at which silicon and nitrogen satisfy the optimum extinction coefficient k. The composition ratio is silicon: nitrogen = 1: 0.60.
Must be about. This is because the composition ratio of nitrogen is smaller than the composition ratio of the Si 3 N 4 film (silicon: nitrogen = 1: 1.33) usually obtained by nitrogenating silicon, and fine adjustment of the nitrogen flow rate is required.
【0041】このように微調整が必要な場合、単層の半
透明膜を作成するよりも2つの組成比を変化させた2種
以上の半透明膜、例えばSi(シリコン:窒素=1:
0)とSi3N4(シリコン:窒素=1:1.33)を
用いた多層膜で形成した方が望ましい。このとき、Si
分子のスパッタ量1に対するSi3N4分子のスパッタ
量を求めると0.042が得られ、この条件下でスパッ
タを2回に別けて行えば多層の場合と同等の所望の半透
明位相シフト膜が得られる。また、KrF用半透明膜を
i線と同様にSi3N4膜に別けて行うと、シリコン:
窒素=1:0.9とすることが必要で、そのためにはS
i分子のスパッタ量1に対してSi3N4分子のスパッ
タ量0.74とすることで、SiとSi3N4膜からな
る2種の半透明膜により所望の半透明膜位相シフトを得
ることができる。When fine adjustment is required, two or more kinds of semi-transparent films having two different composition ratios, for example, Si (silicon: nitrogen = 1: 1) are formed, rather than forming a single-layer semi-transparent film.
0) and Si 3 N 4 (silicon: nitrogen = 1: 1.33). At this time, Si
When the sputter amount of Si 3 N 4 molecules with respect to the sputter amount 1 of molecules is obtained, 0.042 is obtained. If the sputter is performed twice under these conditions, a desired translucent phase shift film equivalent to that of a multilayer is obtained. Is obtained. When the KrF translucent film is separated from the Si 3 N 4 film in the same manner as the i-line, silicon:
It is necessary that nitrogen = 1: 0.9, and for that, S
By setting the sputtering amount of Si 3 N 4 molecules to 0.74 with respect to the sputtering amount of i molecules of 1, a desired translucent film phase shift can be obtained by two types of translucent films composed of Si and Si 3 N 4 films. be able to.
【0042】なお、これらの膜ではSiを共通元素と考
えて成膜しており、タ―ゲットにシリコンを用い、これ
をスパッタした後、窒素を流しながらシリコンをスパッ
タすることでSi3N4膜を堆積している。このスパッ
タの工程ではタ―ゲットを1種類に固定しているため、
同一の装置を使用でき、また加工の際も共通元素Siに
対する加工のみで済むため、弗素系のガスを用いた反応
エッチングにより一度に加工することが可能である。C
rとSiO2という異なった元素からなる2層半透明位
相シフト膜と比べ、成膜、加工のそれぞれにおいて工程
の省略化ができる。Note that these films are formed by considering Si as a common element. Silicon is used as a target, which is sputtered, and then sputtered with flowing nitrogen to obtain Si 3 N 4. Deposit the film. In this sputtering process, the target is fixed to one type,
Since the same apparatus can be used and only the processing for the common element Si is required for the processing, the processing can be performed at once by reactive etching using a fluorine-based gas. C
Compared with a two-layer semi-transparent phase shift film made of different elements of r and SiO 2 , the steps of film formation and processing can be omitted.
【0043】また、半透明膜を形成する材料としてはS
iとSi3N4に限るものではなく、種々の材料を選択
して使用することができる。図15〜図18に、各種材
料における屈折率と消衰係数との関係を示す。図15は
Cr−CrO2、図16はAl−Al2O3、図17は
Ti−TiO、図18はGaAs−GaAsOである。
また、これらの図において、上図はi線(波長365n
m)、下図はKrF線(波長248nm)の場合を示し
ている。これらの図において、上側の破線と下側の破線
との間の領域(許容範囲)に入るように各材料組成を決
定すればよい。ここで得られる組成は、本発明の場合だ
けでなく組成比を反応条件によりコントロ―ルして単層
の半透明膜形成する場合に適用できる。The material for forming the translucent film is S
The material is not limited to i and Si 3 N 4 , and various materials can be selected and used. 15 to 18 show the relationship between the refractive index and the extinction coefficient of various materials. 15 Cr-CrO 2, 16 Al-Al 2 O 3, 17 Ti-TiO, FIG. 18 is a GaAs-GaAsO.
In these figures, the upper figure shows the i-line (wavelength 365n).
m), the lower figure shows the case of KrF line (wavelength 248 nm). In these figures, each material composition may be determined so as to fall within a region (allowable range) between the upper broken line and the lower broken line. The composition obtained here can be applied not only to the case of the present invention but also to the case where a composition ratio is controlled according to reaction conditions to form a single-layer semi-transparent film.
【0044】ここで、例えばKrF露光条件のTi−T
iO遷移に見られるように、許容範囲と交わらない場合
には、本発明によるハーフトーン位相シフト膜を形成で
きないことも考えられる。また、i線露光条件のCr−
CrO遷移に見られるように許容範囲内境界に終点物質
が存在する場合、露光時に振幅透過率20%、位相差1
90度を許容範囲と見なすことが可能であれば、終点物
質をそのまま使用することができる。Here, for example, Ti-T under KrF exposure conditions
As seen in the iO transition, if the value does not cross the allowable range, it may be considered that the halftone phase shift film according to the present invention cannot be formed. In addition, the Cr-
When the end-point substance exists at the boundary within the allowable range as seen in the CrO transition, the amplitude transmittance is 20% and the phase difference is 1 during exposure.
If 90 degrees can be regarded as an allowable range, the end point substance can be used as it is.
【0045】実施例1 図1は、本発明の第1の実施例に係わる露光用マスクの
製造工程を示す断面図である。この露光用マスクは、半
透明膜パタ―ンとしてスパッタリング法で形成したS
i、Si3N4の2層の半透明膜からなるパタ―ンを用
いたことを特徴とし、i線投影露光用マスクとして用い
られるものである。Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view showing a process for manufacturing an exposure mask according to a first embodiment of the present invention. This exposure mask was formed by sputtering as a translucent film pattern.
It is characterized by using a pattern consisting of a two-layer semi-transparent film of i and Si 3 N 4 and is used as a mask for i-line projection exposure.
【0046】まず、図1(a)に示すように、酸化シリ
コン基板10上にスパッタリング法により膜厚71nm
のシリコン膜11を作成する。引き続き窒素ガスを導入
しながらSi3N4膜12を19nm作成した。このと
き、2層からなる半透明位相シフト膜は、酸化シリコン
基板10に対する位相差180度、振幅透過率22.4
%であった。First, as shown in FIG. 1A, a film having a thickness of 71 nm is formed on a silicon oxide substrate 10 by a sputtering method.
Is formed. Subsequently, a 19 nm thick Si 3 N 4 film 12 was formed while introducing nitrogen gas. At this time, the two-layer semi-transparent phase shift film has a phase difference of 180 degrees with respect to the silicon oxide substrate 10 and an amplitude transmittance of 22.4.
%Met.
【0047】次いで、図1(b)に示すように、電子線
用レジスト13を膜厚0.5μmで堆積した後、さらに
導電性膜14を0.2μm程度に形成する。Next, as shown in FIG. 1B, after a resist 13 for electron beam is deposited to a thickness of 0.5 μm, a conductive film 14 is further formed to a thickness of about 0.2 μm.
【0048】次いで、図1(c)に示すように、導電性
膜14上から電子線により3μC/cm2で描画し、さ
らに現像を行ってレジスト13のパタ―ンを形成する。
ここで、導電性膜14を形成するのはレジスト13が絶
縁性であるとき電子線のチャ―ジアップを防ぐためであ
る。Next, as shown in FIG. 1C, a pattern is formed on the conductive film 14 with an electron beam at 3 μC / cm 2 and further developed to form a pattern of the resist 13.
Here, the formation of the conductive film 14 is for preventing the charge-up of the electron beam when the resist 13 is insulative.
【0049】次いで、図1(d)に示すように、レジス
トパタ―ンをマスクとしてCF4とO2との混合ガスに
よる反応性イオンエッチングにより、レジストパタ―ン
から露出するSi3N4膜12及びシリコン膜11を順
次除去する。そして、最後にレジストパタ―ンを除去す
ることにより、図1(e)に示すように、Si3N4膜
12とシリコン膜11からなる位相シフタを得ることが
できる。Next, as shown in FIG. 1D, the Si 3 N 4 film 12 exposed from the resist pattern is formed by reactive ion etching with a mixed gas of CF 4 and O 2 using the resist pattern as a mask. The silicon film 11 is sequentially removed. Then, by finally removing the resist pattern, a phase shifter including the Si 3 N 4 film 12 and the silicon film 11 can be obtained as shown in FIG.
【0050】なお、この例ではシリコン膜及びSi3N
4膜の形成をスパッタリングにより行ったが、CVD法
によりそれぞれの膜を作成してもよい。さらに、シリコ
ン膜及びSi3N4膜の加工をCDE(ケミカルドライ
エッチング)、ウェツトエッチングにより行っても構わ
ない。In this example, a silicon film and Si 3 N
Although the four films were formed by sputtering, each film may be formed by a CVD method. Further, the processing of the silicon film and the Si 3 N 4 film may be performed by CDE (chemical dry etching) or wet etching.
【0051】このようにして形成された露光用マスクを
介して、PFR7750(日本合成ゴム製)と称されて
いるレジストを1.54μm塗布した基板に、g線で1
/5縮小露光(NA=0.54、σ=0.5)を行ってパ
タ―ンを形成した。このときの露光量は300mJ/c
m2であった。従来0.45μmパタ―ンでフォ―カス
マ―ジン0μmで解像していたものを、本実施例のマス
クを用いることにより0.7μmで解像することができ
た。Through the exposure mask thus formed, a substrate called PFR7750 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) coated with 1.54 μm of resist was exposed to a g-line at 1 g.
/ 5 reduction exposure (NA = 0.54, σ = 0.5) was performed to form a pattern. The exposure amount at this time is 300 mJ / c.
It was m 2. What was conventionally resolved with a focus margin of 0 μm using a pattern of 0.45 μm can be resolved at 0.7 μm by using the mask of this embodiment.
【0052】コンタクトホ―ルパタ―ン関しても従来の
露光で解像されなかった0.50μmパタ―ンがフォ―
カスマ―ジン1.5μmで解像することが確認された。
また、このマスクを用いて転写し形成されたレジストパ
タ―ンをマスクとして基板の加工を行うことにより、よ
り良好な加工形状を得ることが可能となる。Even with respect to the contact hole pattern, a 0.50 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was formed.
It was confirmed that the resolution was 1.5 μm.
Further, by processing the substrate using the resist pattern transferred and formed using this mask as a mask, a better processed shape can be obtained.
【0053】実施例2 次に、第2の実施例について説明する。Embodiment 2 Next, a second embodiment will be described.
【0054】この露光用マスクは、半透明膜パタ―ンと
してスパッタリング法により形成したシリコンとSi3
N4膜からなるパタ―ンを用いたことを特徴とし、Kr
F用のマスクとして用いられるものである。ここでは、
酸化シリコン基板上10に膜厚74nmのシリコン膜1
1を作成する。引き続き窒素ガスを導入しながらSi 3
N4膜12を70nm作成した。このときの2層からな
る半透明位相シフト膜は、酸化シリコン基板10に対す
る位相差180度、振幅透過率21.5%であった。This exposure mask has a semi-transparent film pattern.
And Si formed by sputtering3
N4Kr is characterized by using a film pattern.
It is used as a mask for F. here,
74 nm thick silicon film 1 on silicon oxide substrate 10
Create 1. While continuously introducing nitrogen gas, 3
N4The film 12 was formed to a thickness of 70 nm. At this time from two layers
The semi-transparent phase shift film corresponds to the silicon oxide substrate 10.
The phase difference was 180 degrees and the amplitude transmittance was 21.5%.
【0055】そして、第1の実施例と同様にして電子線
用レジスト13を膜厚1.5μmで堆積した後、さらに
導電性膜14を0.2μm程度に形成する。この導電性
膜上から電子線により6μC/cm2で描画し、さらに
現像を行ってレジストパタ―とする。After the electron beam resist 13 is deposited to a thickness of 1.5 μm in the same manner as in the first embodiment, a conductive film 14 is further formed to a thickness of about 0.2 μm. Drawing is performed on the conductive film with an electron beam at 6 μC / cm 2 , and further developed to form a resist pattern.
【0056】このレジストパタ―ンをマスクとしてCF
4とO2との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するSi3N4膜12及
びシリコン膜11を順次除去する。そして、最後にレジ
ストパタ―ンを除去しSi3N4膜12とシリコン膜1
1からなる位相シフタを得ることができる。Using this resist pattern as a mask, CF
The Si 3 N 4 film 12 and the silicon film 11 exposed from the resist pattern are sequentially removed by reactive ion etching using a mixed gas of O 4 and O 2 . Finally, the resist pattern is removed to remove the Si 3 N 4 film 12 and the silicon film 1.
1 can be obtained.
【0057】このようにして形成された露光用マスクを
介して、XP8843(シプレ―社製)と称されている
KrF用レジストを1.0μm塗布した基板に、KrF
エキシマレ―ザで1/5縮小露光(NA=0.4、σ=
0.5)を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光
量は40mJ/cm2であった。従来0.30μmパタ
―ンでフォ―カスマ―ジン=0μmで解像していたもの
を、本実施例のマスクを用いることにより0.7μmで
解像することができた。コンタクトホ―ルパタ―ンに関
しても従来の露光で解像されなかった0.30μmパタ
―ンがフォ―カスマ―ジン−1.2μmで解像すること
が確認された。A KrF resist, referred to as XP8843 (manufactured by Shipley Co., Ltd.), having a thickness of 1.0 μm, was applied through the exposure mask thus formed to KrF
1/5 reduction exposure using excimer laser (NA = 0.4, σ =
0.5) to form a pattern. The exposure amount at this time was 40 mJ / cm 2 . What was conventionally resolved at a focus margin of 0 .mu.m with a 0.30 .mu.m pattern can be resolved at 0.7 .mu.m by using the mask of this embodiment. Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.30 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was resolved by the focus margin of 1.2 μm.
【0058】なお、この例では位相シフタとしての窒化
シリコン膜の形成をタ―ゲットとして、シリコンを用い
窒素ガス量を制御しながらスパッタリングにより行った
が、シリコンと窒化シリコンのモザイクタ―ゲットを用
いたスパッタリンク或いはガス比を制御したCVD法等
を用いてもよい。また、膜厚を本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲において適当な厚さにしてもよい。さらに、屈折
率と振幅透過率との微調整を行うためにイオン注入や熱
処理を行い、表面の改質を行うようにしてもよい。In this example, the formation of the silicon nitride film as the phase shifter was performed by sputtering while controlling the amount of nitrogen gas using silicon, but a mosaic target of silicon and silicon nitride was used. A sputtering method or a CVD method in which the gas ratio is controlled may be used. Further, the film thickness may be set to an appropriate thickness without departing from the spirit of the present invention. Further, in order to finely adjust the refractive index and the amplitude transmittance, ion implantation or heat treatment may be performed to modify the surface.
【0059】実施例3 次に、第3の実施例について説明する。Embodiment 3 Next, a third embodiment will be described.
【0060】この実施例は、CrとCrO2を用いて作
成したi線露光用マスクに関する。Crを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Cr元素に対
し酸素元素の組成比を約1.8とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。This embodiment relates to an i-line exposure mask formed using Cr and CrO 2 . When Cr is formed as a single-layer translucent film by reactive sputtering, a desired translucency can be obtained by adjusting the flow rate of oxygen gas so as to provide an environment in which the composition ratio of oxygen element to Cr element is about 1.8. It was confirmed that a phase shift film was obtained.
【0061】次いで、この条件をCrとCrO2の2層
膜で作成することを考えると、それぞれの分子組成比を
Cr:CrO2=1:0.567とすることで酸化シリ
コン基板に対し位相差180度、振幅透過率18%を得
ることができる。Next, considering that this condition is formed by a two-layer film of Cr and CrO 2 , by setting the molecular composition ratio of each to Cr: CrO 2 = 1: 0.567, the position relative to the silicon oxide substrate is improved. A phase difference of 180 degrees and an amplitude transmittance of 18% can be obtained.
【0062】まず、図2(a)に示すように、酸化シリ
コン基板10上にスパッタリング法により膜厚70nm
のCr膜21を作成する。引き続き酸素ガスを導入しな
がらCrO2膜22を42nm作成した。First, as shown in FIG. 2A, a film having a thickness of 70 nm is formed on a silicon oxide substrate 10 by a sputtering method.
Is formed. Subsequently, a 42 nm thick CrO 2 film 22 was formed while introducing oxygen gas.
【0063】次いで、第1の実施例と同様に、電子線レ
ジストを膜厚1.0μmで形成し、電子線により6μC
/cm2で描画し、さらに現像を行いレジストパタ―ン
とする。Next, as in the first embodiment, an electron beam resist is formed to a thickness of 1.0 μm, and 6 μC
/ Cm 2 , and further developed to obtain a resist pattern.
【0064】このレジストパタ―ンをマスクとしてCl
2とO2との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するCr膜21及びC
rO 2膜22を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去することにより、図2(b)に示すよう
なCr膜21とCrO2膜22からなる位相シフタを得
ることができる。Using this resist pattern as a mask, Cl
2And O2For reactive ion etching with mixed gas
The Cr film 21 and C exposed from the resist pattern
rO 2The film 22 is sequentially removed. And finally resist
By removing the pattern, as shown in FIG.
Cr film 21 and CrO2Obtain phase shifter consisting of film 22
Can be
【0065】なお、本実施例において所望の振幅透過率
が26%程度である場合にはCrO 2膜を単層膜で用
い、膜厚130nmに制御すればCrO2膜のみからな
る位相シフタを得ることもできる。In this embodiment, the desired amplitude transmittance
Is about 26%, CrO 2Use a single-layer film
If the film thickness is controlled to 130 nm, CrO2Only from the membrane
Phase shifter can be obtained.
【0066】i線用レジスト(PFRIX500(日本
合成ゴム社製))を1.3μmの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのi線で1/5縮小露光(NA=0.5、σ
=0.6)を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は300mJ/cm2であった。ライン&ス
ペ―スパタ―ンに関しては、従来の露光において0.3
5μmパタ―ンでフォ―カスマ―ジン=0μmで解像し
ていたものが、本実施例のマスクによりフォ―カスマ―
ジン=0.9μmで解像することが可能になった。A substrate coated with an i-line resist (PFRIX500 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)) having a thickness of 1.3 μm was exposed to i-line of a mercury lamp through a projection exposure mask formed in this embodiment. / 5 reduction exposure (NA = 0.5, σ
= 0.6) to form a pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 . For line & space patterns, 0.3 in conventional exposure
What was resolved at a focus margin of 0 μm with a pattern of 5 μm was changed to a focus margin by the mask of this embodiment.
It was possible to resolve with gin = 0.9 μm.
【0067】コンタクトホ―ルパタ―ン関しても、従来
の露光で解像されなかった0.40μmパタ―ンがフォ
―カスマ―ジン1.5μmで解像することが確認され
た。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレジ
ストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、よ
り良好な加工形状を得ることが可能である。As for the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.40 μm pattern, which was not resolved by the conventional exposure, was resolved by the focus margin of 1.5 μm. Further, by transferring the substrate using this mask and processing the substrate using the formed resist pattern as a mask, a better processed shape can be obtained.
【0068】本実施例において、CrOXからなるシフ
タ膜の形成を雰囲気ガスの組成比を制御したCVD等に
より成膜してもよい。また、本実施例でCr及びCrO
2のエッチングをケミカルエッチング(CDE)又はウ
ェットエッチング(硝酸第2セリウムアンモニウム溶液
を使用)を用いても構わない。[0068] In the present embodiment, it may be formed by CVD or the like to control the composition ratio of the atmosphere gas formation shifter film made of CrO X. In this embodiment, Cr and CrO were used.
Using chemical etching the second etching (CDE) or wet etching (using ceric ammonium nitrate solution) may be.
【0069】実施例4 次に、第4の実施例について説明する。Embodiment 4 Next, a fourth embodiment will be described.
【0070】本実施例は、AlとAl2O3を用いて作
成したi線露光用マスクに関する。Alを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Al元素に対
し酸素元素の組成比を約1.40とする環境となるよう
に酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト
膜が得られることを確認した。This embodiment relates to an i-line exposure mask formed using Al and Al 2 O 3 . When Al is formed as a single-layer translucent film by reactive sputtering, a desired translucency can be obtained by adjusting the flow rate of the oxygen gas so as to provide an environment in which the composition ratio of the oxygen element to the Al element is about 1.40. It was confirmed that a phase shift film was obtained.
【0071】次いで、この条件をAlとAl2O3の2
層膜で形成することを考えると、それぞれの分子組成比
をAl:Al2O3=1:18.3とすることで酸化シ
リコン基板に対し位相差180度、振幅透過率15%を
得ることができる。Next, this condition was changed to 2 for Al and Al 2 O 3 .
Considering the formation of a layer film, it is possible to obtain a phase difference of 180 degrees and an amplitude transmittance of 15% with respect to a silicon oxide substrate by setting each molecular composition ratio to Al: Al 2 O 3 = 1: 18.3. Can be.
【0072】まず、図3(a)に示すように、酸化シリ
コン基板10上にスパッタリング法により膜厚23nm
のAl膜31を作成する。引き続き酸素ガスを導入しな
がらAl2O3膜32を248nm作成した。First, as shown in FIG. 3A, a film having a thickness of 23 nm is formed on a silicon oxide substrate 10 by a sputtering method.
Is formed. Subsequently, an Al 2 O 3 film 32 was formed at 248 nm while introducing oxygen gas.
【0073】次いで、第1の実施例と同様に電子線レジ
ストを膜圧1.0μmで形成し、電子線により6μC/
cm2で描画し、さらに現像を行ってレジストパタ―ン
とする。Next, an electron beam resist is formed at a film pressure of 1.0 μm in the same manner as in the first embodiment.
Drawing is performed in cm 2 , and development is performed to obtain a resist pattern.
【0074】このレジストパタ―ンをマスクとしてCl
2とO2との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するAl及びAl2O
3膜を順次除去する。そして、最後にレジストパタ―ン
を除去することにより、図3(b)に示すようなAl膜
31とAl2O3膜32からなる位相シフタを得ること
ができる。Using this resist pattern as a mask, Cl
Al and Al 2 O exposed from the resist pattern by reactive ion etching using a mixed gas of O 2 and O 2
The three films are sequentially removed. Finally, by removing the resist pattern, a phase shifter composed of the Al film 31 and the Al 2 O 3 film 32 as shown in FIG. 3B can be obtained.
【0075】i線用レジスト(PERIX500(日本
合成ゴム社製))を1.3μmの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのi線で1/5縮小露光(NA=0.5、σ
=0.6)を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は300mJ/xm2であった。A substrate coated with an i-line resist (PERIX500 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)) having a thickness of 1.3 μm was exposed to i-line of a mercury lamp through a projection exposure mask formed in this embodiment. / 5 reduction exposure (NA = 0.5, σ
= 0.6) to form a pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / xm 2 .
【0076】ライン&スペ―スパタ―ンに関しては、従
来の露光において0.35μmパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン0μmで解像していたものが、本実施例のマスク
によりフォ―カスマ―ジン0.9μmで解像することが
可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関しても、
従来の露光で解像されなかった0.40μmパタ―ンが
フォ―カスマ―ジン1.5μmで解像することが確認さ
れた。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレ
ジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、
より良好な加工形状を得ることが可能である。With respect to the line & space pattern, the focus margin was resolved at 0.35 μm pattern and the focus margin was reduced to 0 μm by the conventional exposure. It became possible to resolve at 0.9 μm. Regarding contact hole patterns,
It was confirmed that a 0.40 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was resolved at a focus margin of 1.5 μm. Also, by transferring using this mask and processing the substrate using the formed resist pattern as a mask,
It is possible to obtain a better processed shape.
【0077】実施例5 次に、第5の実施例について説明する。Embodiment 5 Next, a fifth embodiment will be described.
【0078】本実施例は、AlとAl2O3を用いて作
成したKrF線露光用マスクに関する。Alを反応性ス
パッタにより単層の半透明で形成する場合、Al元素に
対し酸素元素の組成比を約1.43とする環境となるよ
うに酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフ
ト膜が得られることを確認した。This embodiment relates to a KrF-ray exposure mask formed by using Al and Al 2 O 3 . When Al is formed as a single layer semi-transparent by reactive sputtering, a desired translucent phase can be obtained by adjusting the flow rate of oxygen gas so as to provide an environment in which the composition ratio of oxygen element to Al element is about 1.43. It was confirmed that a shift film was obtained.
【0079】この条件をAlとAl2O3の2層膜で作
成することを考えると、それぞれの分子組成比をAl:
Al2O3=1:10とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差180度、振幅透過率15%を得ることがで
きる。Considering that these conditions are formed by a two-layer film of Al and Al 2 O 3 , the respective molecular composition ratios are set to Al:
By setting Al 2 O 3 = 1: 10, a phase difference of 180 degrees and an amplitude transmittance of 15% with respect to the silicon oxide substrate can be obtained.
【0080】まず、酸化シリコン基板上10にスパッタ
リング法により膜厚14nmのAl膜31を作成する。
引き続き酸素ガスを導入しながらAl2O3膜32を1
61nm作成した。次いで、電子線レジストを膜厚1.
0μm形成し、電子線により6μC/cm2で描画し、
さらに現像を行いレジストパタ―ンとする。First, an Al film 31 having a thickness of 14 nm is formed on a silicon oxide substrate 10 by a sputtering method.
The Al 2 O 3 film 32 is removed by one while continuously introducing oxygen gas.
61 nm was created. Next, an electron beam resist was applied to a thickness of 1.
0 μm, and drawn with an electron beam at 6 μC / cm 2 ,
Further development is performed to obtain a resist pattern.
【0081】このレジストパタ―ンをマスクとしてCl
2とO2との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するAl膜31及びAl
2O 3膜32を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去しAl膜31とAl2O3膜32からな
る位相シフタを得ることができる。Using this resist pattern as a mask, Cl
2And O2For reactive ion etching with mixed gas
Al film 31 and Al more exposed from the resist pattern
2O 3The film 32 is sequentially removed. And finally resist
The pattern is removed and the Al film 31 and Al2O3From membrane 32
Phase shifter can be obtained.
【0082】このようにして形成された露光用マスクを
介して、XP8843(シプレ―社製)と称されている
KrF用レジストを1.0μm塗布した基板に、KrF
エキシマレ―ザ1/5縮小露光(NA=0.4、σ=0.
5)を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光量は
40mJ/cm2であった。そして、従来0.30μm
パタ―ンでフォ―カスマ―ジン=0μmで解像していた
ものを、本実施例のマスクを用いることにより、フォ―
カスマ―ジン=0.7μmで解像することができた。A KrF resist, referred to as XP8843 (manufactured by Shipley Co., Ltd.), having a thickness of 1.0 μm, was applied through the exposure mask thus formed to KrF.
Excimer laser 1/5 reduction exposure (NA = 0.4, σ = 0.
5) was performed to form a pattern. The exposure amount at this time was 40 mJ / cm 2 . And 0.30 μm
The pattern that was resolved at the focus margin of 0 μm by using the pattern of the present embodiment can be changed to the focus margin by using the mask of this embodiment.
It was possible to resolve the image at a customer margin of 0.7 μm.
【0083】また、コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった0.30μmパタ―
ンが、フォ―カスマ―ジン=1.2μmで解像すること
が確認された。Also, regarding the contact hole pattern, a 0.30 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was used.
Was confirmed to be resolved at a focus margin of 1.2 μm.
【0084】実施例6 次に、第6の実施例について説明する。Embodiment 6 Next, a sixth embodiment will be described.
【0085】本実施例は、TiとTiO2を用いて作成
したi線露光用マスクに関する。Tiを反応性スパッタ
により単層の半透明膜で作成する場合、Ti元素に対し
酸素元素の組成比を約0.61とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。This embodiment relates to a mask for i-line exposure made using Ti and TiO 2 . When Ti is formed as a single-layer translucent film by reactive sputtering, a desired translucency can be obtained by adjusting the flow rate of oxygen gas so as to provide an environment in which the composition ratio of oxygen element to Ti element is about 0.61. It was confirmed that a phase shift film was obtained.
【0086】この条件をTiとTiO2の2層膜で作成
することを考えると、それぞれの分子組成比をTi:T
iO2=1:0.43とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差180度、振幅透過率15.4%を得ること
ができる。Considering that these conditions are formed with a two-layer film of Ti and TiO 2 , the respective molecular composition ratios are Ti: T
By setting iO 2 = 1: 0.43, a phase difference of 180 ° and an amplitude transmittance of 15.4% can be obtained with respect to the silicon oxide substrate.
【0087】まず、図4(a)に示すように、酸化シリ
コン基板10上にスパッタリング法により膜厚196n
mのTi膜41を作成する。引き続き酸素ガスを導入し
ながらTiO2膜42を84nm作成した。First, as shown in FIG. 4A, a film having a thickness of 196 nm is formed on a silicon oxide substrate 10 by a sputtering method.
An m-th Ti film 41 is formed. Subsequently, a TiO 2 film 42 was formed to a thickness of 84 nm while introducing oxygen gas.
【0088】次いで、電子線レジストを膜厚1.0μm
で形成し、電子線により6μC/cm2で描画し、さら
に現像を行いレジストパタ―ンとする。このレジストパ
タ―ンをマスクとして弗素系のガスによる反応性イオン
エッチングにより、レジストパタ―ンから露出するTi
膜41及びTiO2膜42を順次除去する。Next, an electron beam resist is applied to a thickness of 1.0 μm.
Is formed at 6 μC / cm 2 with an electron beam, and further developed to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, Ti exposed from the resist pattern is formed by reactive ion etching using a fluorine-based gas.
The film 41 and the TiO 2 film 42 are sequentially removed.
【0089】そして、最後にレジストパタ―ンを除去す
ることにより、図4(b)に示すようなTi膜41とT
iO2膜42からなる位相シフトを得ることができる。Finally, by removing the resist pattern, the Ti film 41 and the T film as shown in FIG.
A phase shift composed of the iO 2 film 42 can be obtained.
【0090】i線用レジスト(PFRIX500(日本
合成ゴム社製))を1.3μmの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのi線で1/5縮小露光(NA=0.5、σ
=0.6)を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は300mJ/cm2であった。A substrate coated with an i-line resist (PFRIX500 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)) having a thickness of 1.3 μm was exposed to i-line of a mercury lamp through a projection exposure mask formed in this embodiment. / 5 reduction exposure (NA = 0.5, σ
= 0.6) to form a pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 .
【0091】ライン&スペ―スパタ―ンに関しては、従
来の露光において0.35μmパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン=0μmで解像していたものが、本実施例のマス
クによりフォ―カスマ―ジン=0.9μmで解像するこ
とが可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった0.40μmパタ―
ンがフォ―カスマ―ジン1.5μmで解像することが確
認された。また、このマスクを用いて転写し、形成され
たレジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うこと
で、より良好な加工形状を得ることが可能である。Regarding the line & space pattern, the conventional exposure, which has been resolved at 0.35 μm pattern and focus margin = 0 μm, has been focused by the mask of this embodiment. It was possible to resolve with gin = 0.9 μm. Regarding the contact hole pattern, the 0.40 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure
It was confirmed that the image was resolved at a focus margin of 1.5 μm. Further, by transferring the substrate using this mask and processing the substrate using the formed resist pattern as a mask, a better processed shape can be obtained.
【0092】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。例えば、各実施例において、第1の
半透明膜と第2の半透明膜の材料を入れ替えても構わな
い。また、実施例では2種類の半透明膜を用いている
が、3種類以上の半透明膜を用いてもよい。さらに、同
一の半透明膜(2種類以上)を複数回積層するようにし
てもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施することができる。The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each embodiment, the materials of the first translucent film and the second translucent film may be exchanged. Further, in the embodiment, two types of translucent films are used, but three or more types of translucent films may be used. Further, the same translucent film (two or more types) may be laminated plural times. In addition, without departing from the gist of the present invention,
Various modifications can be made.
【0093】実施例7 図5は、本発明の第7の実施例の露光マスク用基板の製
造工程を示す断面図である。この露光マスク用基板は、
g線用位相シフトマスクを作成するための基板であり、
透明基板60上に、半透明膜としてスパッタリング法で
アモルファスシリコン膜61を形成し、表面酸化を行い
酸化シリコン膜62を形成し、この上層にさらにシリコ
ンをターゲットとして第2のアモルファスシリコン膜6
3を形成したものである。Embodiment 7 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask substrate according to a seventh embodiment of the present invention. This exposure mask substrate is
a substrate for forming a g-line phase shift mask,
On a transparent substrate 60, an amorphous silicon film 61 is formed as a translucent film by a sputtering method, surface oxidation is performed to form a silicon oxide film 62, and a second amorphous silicon film 6 is further formed on the upper layer using silicon as a target.
3 is formed.
【0094】すなわちまず、図5(a)に示すように、
厚さ2.5mmの石英基板60上にスパッタリング法に
より膜厚59nmのアモルファスシリコン膜61を作成
する。このアモルファスシリコン膜61の屈折率n=
4.93で石英基板に対する振幅透過率は17.4%であ
った。That is, first, as shown in FIG.
An amorphous silicon film 61 having a thickness of 59 nm is formed on a quartz substrate 60 having a thickness of 2.5 mm by a sputtering method. The refractive index n =
At 4.93, the amplitude transmittance for the quartz substrate was 17.4%.
【0095】引き続き図5(b)に示すようにこのアモ
ルファスシリコン膜61の表面を酸素元素を含むプラズ
マ中で酸化して酸化シリコン膜62を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 5B, the surface of the amorphous silicon film 61 is oxidized in a plasma containing an oxygen element to form a silicon oxide film 62.
【0096】さらにこの上に図5(c)に示すように、
シリコンをターゲットとしたスパッタリング法により第
2のアモルファスシリコン膜63を59nm堆積した。
この様にして得られた2層膜の振幅透過率は酸化シリコ
ン膜も含めて3.0%であった。このようにして露光マ
スク用基板が得られるが、第2の半透明膜としてのアモ
ルファスシリコン膜の膜厚は振幅透過率が第1のアモル
ファスシリコン膜および酸化シリコン膜も含めて5.0
%以下になるような値であれば良い。Further, as shown in FIG.
A second amorphous silicon film 63 was deposited to a thickness of 59 nm by a sputtering method using silicon as a target.
The amplitude transmittance of the thus obtained two-layer film was 3.0% including the silicon oxide film. The substrate for the exposure mask is obtained in this manner. The thickness of the amorphous silicon film as the second translucent film has an amplitude transmittance of 5.0 including the first amorphous silicon film and the silicon oxide film.
%.
【0097】次に、この露光マスク用基板を用い露光用
マスクを形成する方法について説明する。Next, a method of forming an exposure mask using this exposure mask substrate will be described.
【0098】まず、図6(a)に示すように前記図5
(a)乃至図5(c)に示す工程で得られた露光マスク
用基板表面に電子線レジスト64を膜厚500nmで形
成し、さらに塗布性導電膜65を膜厚200nmとなる
ように形成する。First, as shown in FIG.
An electron beam resist 64 is formed to a thickness of 500 nm on the surface of the exposure mask substrate obtained in the steps shown in FIGS. 5A to 5C, and a coatable conductive film 65 is formed to a thickness of 200 nm. .
【0099】次いで、図6(b)に示すように電子線に
よりデバイスパターンとデバイスパターン外領域を含む
データにより描画を行い、現像しレジストパターン64
aを形成する。ここでも、塗布性導電膜65上から電子
線によりで描画し、さらに現像を行ってレジストパタ―
ン64aを形成する。ここで、塗布性導電膜65を形成
するのはレジスト64が絶縁性であるとき電子線のチャ
―ジアップを防ぐためである。また図中Bはパターン領
域とパターン外領域の境界を示す。Next, as shown in FIG. 6B, drawing is performed by an electron beam using data including a device pattern and a region outside the device pattern, developed, and developed.
a is formed. Also in this case, the pattern is drawn with an electron beam from above the coatable conductive film 65, further developed, and a resist pattern is formed.
Forming a gate 64a. Here, the coating conductive film 65 is formed in order to prevent the charge-up of the electron beam when the resist 64 is insulative. B in the figure indicates the boundary between the pattern area and the non-pattern area.
【0100】次いで、図6(c)に示すように、レジス
トパタ―ンをマスクとしてCF4ガスによる反応性イオ
ンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する第
2のアモルファスシリコン膜63をエッチング除去した
のち、ガスを切り換えCF4とO2との混合ガスによる
反応性イオンエッチングにより、酸化シリコン膜62の
エッチングを行いさらにガスを切り換えCF4にして第
1のアモルファスシリコン膜61をエッチング除去し
た。Next, as shown in FIG. 6C, the second amorphous silicon film 63 exposed from the resist pattern is etched and removed by reactive ion etching using CF 4 gas using the resist pattern as a mask. The gas was switched to etch the silicon oxide film 62 by reactive ion etching with a mixed gas of CF 4 and O 2, and the gas was switched to CF 4 to remove the first amorphous silicon film 61 by etching.
【0101】この後、図6(d)に示すように、レジス
トパタ―ンを除去する。Thereafter, as shown in FIG. 6D, the resist pattern is removed.
【0102】このようにして図6(e)に示すように第
1のアモルファスシリコンおよび第2のアモルファスシ
リコンからなる2層構造の位相シフトパターンを形成し
た後、電子線レジスト66を膜厚500nmで形成し、
さらに塗布性導電膜67を膜厚200nmとなるように
形成する。After forming a phase shift pattern having a two-layer structure composed of the first amorphous silicon and the second amorphous silicon as shown in FIG. 6E, the electron beam resist 66 is formed to a thickness of 500 nm. Forming
Further, a coatable conductive film 67 is formed to have a thickness of 200 nm.
【0103】次いで、図6(f)に示すように電子線に
よりデバイスパターン外領域にレジスト膜が残るように
作成されたデータにより描画を行い、現像しレジストパ
ターン66aを形成する。ここでも、塗布性導電膜67
上から電子線により描画し、さらに現像を行ってレジス
トパタ―ン66aを形成する。Next, as shown in FIG. 6 (f), drawing is performed by using an electron beam so as to leave a resist film in a region outside the device pattern, and development is performed to form a resist pattern 66a. Again, the coatable conductive film 67
An electron beam is drawn from above, and further developed to form a resist pattern 66a.
【0104】次いで、図6(g)に示すように、このレ
ジストパタ―ンをマスクとしてCF 4ガスによる反応性
イオンエッチングにより、酸化シリコン膜62をエッチ
ングストッパーとしてパタ―ン領域内の第2のアモルフ
ァスシリコン膜63をエッチング除去し、さらにこの酸
化シリコン膜62をエッチング除去する。Next, as shown in FIG.
CF with distaste pattern as mask 4Reactivity by gas
Etching the silicon oxide film 62 by ion etching
Second amorphous member in the pattern area as an operating stopper
The silicon film 63 is removed by etching.
The silicon nitride film 62 is removed by etching.
【0105】最後に、図6(h)に示すように、このレ
ジストパタ―ンを除去した。Finally, as shown in FIG. 6H, the resist pattern was removed.
【0106】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では第1のアモルファスシリ
コン膜のみよりなる振幅透過率17.4%の半透明膜、
デバイスパターン領域外では振幅透過率3%の遮光膜と
なっている。The exposure mask thus formed is composed of a semi-transparent film having an amplitude transmittance of 17.4% made of only the first amorphous silicon film in the device pattern region.
Outside the device pattern region, the light shielding film has an amplitude transmittance of 3%.
【0107】従ってパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、複数回の露光を行う場合にもパ
ターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができる。Therefore, since the exposure light is shielded at least in the area outside the pattern area where the light reaches the wafer by transfer, the pattern becomes thin and the depth of focus becomes insufficient even when exposure is performed a plurality of times. Can be prevented.
【0108】実施例8 なお、前記実施例ではg線用の露光マスクについて説明
したが、ここではi線用の露光マスクについて説明す
る。Embodiment 8 In the above embodiment, the exposure mask for g-line was described, but here, the exposure mask for i-line will be described.
【0109】図5(a)乃至(c)に示した実施例6と
同様に、厚さ2.5mmの石英基板上にシリコンをター
ゲットとし、窒素雰囲気中でスパッタリング法により膜
厚80nmの第1の窒化シリコン膜SiNβ(0.6≦
β≦0.8)を作成する。この窒化シリコン膜の屈折率
はn=3.40で石英基板に対する振幅透過率は15.1
%であった。As in the case of the sixth embodiment shown in FIGS. 5A to 5C, a first substrate having a thickness of 80 nm is formed on a 2.5 mm-thick quartz substrate by sputtering in a nitrogen atmosphere. Silicon nitride film SiN β (0.6 ≦
β ≦ 0.8). The refractive index of this silicon nitride film is n = 3.40, and the amplitude transmittance to the quartz substrate is 15.1.
%Met.
【0110】引き続きこの窒化シリコン膜の表面を酸素
元素を含むプラズマ中で酸化して酸化シリコン膜を形成
する。Subsequently, the surface of the silicon nitride film is oxidized in a plasma containing an oxygen element to form a silicon oxide film.
【0111】さらにこの上に、シリコンをターゲットと
したスパッタリング法により膜厚80nmの第2の窒化
シリコン膜SiNβ(0.6≦β≦0.8)を作成する。
この様にして得られた2層膜の振幅透過率は酸化シリコ
ン膜も含めて2.2%であった。なお、第2の窒化シリ
コン膜にかえてシリコン膜を用いるようにしてもよい。
また第2の窒化シリコン膜あるいはシリコン膜の膜厚は
2層膜の振幅透過率として5%以下となるような値であ
ればどのような値でもよい。Further, a second silicon nitride film SiN β (0.6 ≦ β ≦ 0.8) having a thickness of 80 nm is formed thereon by a sputtering method using silicon as a target.
The amplitude transmittance of the thus obtained two-layer film was 2.2% including the silicon oxide film. Note that a silicon film may be used instead of the second silicon nitride film.
The thickness of the second silicon nitride film or the silicon film may be any value as long as the amplitude transmittance of the two-layer film is 5% or less.
【0112】次に、この露光マスク用基板を用い露光用
マスクを形成する方法について説明する。Next, a method for forming an exposure mask using this exposure mask substrate will be described.
【0113】まず、図6(a)乃至図6(h)に示した
のと同様に、前記工程で得られた露光マスク用基板に電
子線レジストを膜厚500nmで形成し、さらに塗布性
導電膜65を膜厚200nmとなるように形成する。First, as shown in FIGS. 6A to 6H, an electron beam resist is formed to a thickness of 500 nm on the exposure mask substrate obtained in the above step, The film 65 is formed to have a thickness of 200 nm.
【0114】次いで、電子線によりデバイスパターンと
デバイスパターン外領域を含むデータにより描画を行
い、現像しレジストパターンを形成する。ここでも、塗
布性導電膜上から電子線によりで描画し、さらに現像を
行ってレジストパタ―ンを形成する。Next, drawing is performed by an electron beam using data including a device pattern and a region outside the device pattern, and development is performed to form a resist pattern. Also in this case, a resist pattern is formed by drawing with an electron beam from the coatable conductive film, and further developing.
【0115】次いで、レジストパタ―ンをマスクとして
CF4+O2+N2の混合ガスによる反応性イオンエッ
チングにより、レジストパタ―ンから露出する第2の窒
化シリコン膜をエッチング除去したのち、ガスを切り換
えCF4とO2との混合ガスによる反応性イオンエッチ
ングにより、酸化シリコン膜のエッチングを行いさらに
ガスを切り換えCF4+O2+N2の混合ガスにして第
1の窒化シリコン膜をエッチング除去し、レジストパタ
―ンを除去する。Next, after the second silicon nitride film exposed from the resist pattern is removed by reactive ion etching using a mixed gas of CF 4 + O 2 + N 2 using the resist pattern as a mask, the gas is switched to CF 4 and O by reactive ion etching using a mixed gas of 2, a first silicon nitride film is removed by etching with a mixed gas of switching the further gas etched CF 4 + O 2 + N 2 of the silicon oxide film, resist pattern - down Is removed.
【0116】このようにして第1および第2の窒化シリ
コンからなる2層構造の位相シフトパターンを形成した
後、電子線レジストを膜厚500nmで形成し、さらに
塗布性導電膜を膜厚200nmとなるように形成する。After forming a two-layer phase shift pattern composed of the first and second silicon nitrides in this manner, an electron beam resist is formed to a thickness of 500 nm, and a coatable conductive film is formed to a thickness of 200 nm. It forms so that it may become.
【0117】次いで、電子線によりデバイスパターン外
領域にレジスト膜が残るように作成されたデータにより
描画を行い、現像しレジストパターンを形成する。Next, drawing is performed using data created so that a resist film remains in a region outside the device pattern by an electron beam, and development is performed to form a resist pattern.
【0118】さらに、このレジストパタ―ンをマスクと
してCF4+O2+N2の混合ガスによる反応性イオン
エッチングにより、酸化シリコン膜をエッチングストッ
パーとしてパタ―ン領域内の第2の窒化シリコン膜をエ
ッチング除去し、さらにこの酸化シリコン膜をエッチン
グ除去する。Further, the second silicon nitride film in the pattern region is removed by reactive ion etching using a mixed gas of CF 4 + O 2 + N 2 using the resist pattern as a mask and the silicon oxide film as an etching stopper. Then, the silicon oxide film is removed by etching.
【0119】最後に、このレジストパタ―ンを除去し
た。Finally, the resist pattern was removed.
【0120】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では第1の窒化シリコン膜の
みよりなる振幅透過率15.1%の半透明膜、デバイス
パターン領域外では振幅透過率2.2%の遮光膜となっ
ている。The exposure mask thus formed is a translucent film having an amplitude transmittance of 15.1% made of only the first silicon nitride film in the device pattern region, and an amplitude transmittance of 2.15 outside the device pattern region. It is a 2% light shielding film.
【0121】この場合も実施例7の場合と同様、パター
ン領域外の内少なくとも転写によるウェハ上に光が到達
する領域で、露光光を遮光するようにしているため、複
数回の露光を行う場合にもパターンの細りや焦点深度不
足を防ぐことができる。In this case, as in the case of the seventh embodiment, the exposure light is shielded at least in the area outside the pattern area where the light reaches the wafer by transfer. Also, it is possible to prevent the pattern from becoming thin and the depth of focus from being insufficient.
【0122】実施例9 図7は、本発明の第9の実施例の露光マスク用基板の製
造工程を示す断面図である。この露光マスク用基板は、
i線用位相シフトマスクを作成するための基板であり、
透明基板70上に、半透明膜としてスパッタリング法で
Cr膜71を形成し、この上層に塗布硝子層72を形成
し、この上層にさらにCrをターゲットとしてスパッタ
リング法でCr膜73を形成したものである。Ninth Embodiment FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask substrate according to a ninth embodiment of the present invention. This exposure mask substrate is
a substrate for forming a phase shift mask for i-line,
A Cr film 71 is formed as a translucent film on a transparent substrate 70 by a sputtering method, a coated glass layer 72 is formed on the upper layer, and a Cr film 73 is formed on the upper layer by a sputtering method using Cr as a target. is there.
【0123】すなわちまず、図7(a)に示すように、
厚さ2.5mmの石英基板70上にスパッタリング法に
より膜厚35nmの第1のCr膜71を作成する。この
第1のCr膜71の屈折率はn=1.98で石英基板に
対する振幅透過率は20.2%であった。That is, first, as shown in FIG.
A first Cr film 71 having a thickness of 35 nm is formed on a quartz substrate 70 having a thickness of 2.5 mm by a sputtering method. The refractive index of the first Cr film 71 was n = 1.98, and the amplitude transmittance with respect to the quartz substrate was 20.2%.
【0124】引き続き図7(b)に示すようにこのCr
膜71の上層に塗布硝子72を膜厚329nmで形成す
る。このとき位相差はCr膜と塗布硝子のそれぞれの位
相差を考慮し180度とした。Subsequently, as shown in FIG.
A coating glass 72 is formed on the film 71 with a thickness of 329 nm. At this time, the phase difference was set to 180 degrees in consideration of the respective phase differences between the Cr film and the coated glass.
【0125】さらにこの上に図7(c)に示すように、
Crをターゲットとしたスパッタリング法により第2の
Cr膜73を35nm堆積した。この様にして得られた
2層膜の振幅透過率は塗布硝子膜も含めて4.0%であ
った。Further, as shown in FIG. 7C,
A second Cr film 73 was deposited to a thickness of 35 nm by a sputtering method using Cr as a target. The amplitude transmittance of the thus obtained two-layer film was 4.0% including the coated glass film.
【0126】次に、この露光マスク用基板を用い露光用
マスクを形成する方法について説明する。Next, a method of forming an exposure mask using the exposure mask substrate will be described.
【0127】まず、図8(a)に示すように前記図7
(a)乃至図7(c)に示す工程で得られた露光マスク
用基板表面に電子線レジスト74を膜厚500nmで形
成する。First, as shown in FIG.
An electron beam resist 74 having a thickness of 500 nm is formed on the surface of the exposure mask substrate obtained in the steps shown in FIGS.
【0128】次いで、図8(b)に示すように電子線に
よりデバイスパターンとデバイスパターン外領域を含む
データにより描画を行い、現像しレジストパターン74
aを形成する。ここで図中Bはパターン領域とパターン
外領域の境界を示す。Next, as shown in FIG. 8B, drawing is performed by an electron beam using data including a device pattern and a region outside the device pattern, developed, and developed.
a is formed. Here, B in the figure indicates the boundary between the pattern region and the non-pattern region.
【0129】次いで、図8(c)に示すように、レジス
トパタ―ンをマスクとしてCCl4ガスによる反応性イ
オンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する
第2のCr膜73をエッチング除去したのち、ガスを切
り換えCF4とO2との混合ガスによる反応性イオンエ
ッチングにより、酸化シリコン膜72のエッチングを行
いさらにガスを切り換えCCl4にして第1のCr膜7
1をエッチング除去した。この後、図8(d)に示すよ
うに、レジストパタ―ンを除去する。Next, as shown in FIG. 8C, the second Cr film 73 exposed from the resist pattern is etched and removed by reactive ion etching using CCl 4 gas using the resist pattern as a mask. The silicon oxide film 72 is etched by reactive ion etching using a mixed gas of CF 4 and O 2, and the gas is switched to CCl 4 to form the first Cr film 7.
1 was removed by etching. Thereafter, as shown in FIG. 8D, the resist pattern is removed.
【0130】このようにして図8(e)に示すように第
1のCrおよび第2のCrからなる2層構造の位相シフ
トパターン75を形成した後、電子線レジスト76、導
電性膜77を膜厚500nmで形成する。After forming a two-layer phase shift pattern 75 composed of the first Cr and the second Cr as shown in FIG. 8E, the electron beam resist 76 and the conductive film 77 are formed. It is formed with a thickness of 500 nm.
【0131】次いで、図8(f)に示すように電子線に
よりデバイスパターン外領域にレジスト膜が残るように
作成されたデータにより描画を行い、現像しレジストパ
ターン76aを形成する。Next, as shown in FIG. 8 (f), drawing is performed by using data created so that a resist film remains in a region outside the device pattern by an electron beam, and development is performed to form a resist pattern 76a.
【0132】次いで、図8(g)に示すように、このレ
ジストパタ―ンをマスクとしてCCl4ガスによる反応
性イオンエッチングにより、塗布硝子72をエッチング
ストッパーとしてパタ―ン領域内の第2のCr膜73を
エッチング除去し、さらにこの塗布硝子膜72をエッチ
ング除去する。Then, as shown in FIG. 8 (g), the second Cr film in the pattern region is formed by reactive ion etching with CCl 4 gas using the resist pattern as a mask and the coating glass 72 as an etching stopper. 73 is removed by etching, and the coated glass film 72 is further removed by etching.
【0133】最後に、図8(h)に示すように、このレ
ジストパタ―ンを除去した。Finally, as shown in FIG. 8H, the resist pattern was removed.
【0134】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では第1のCr膜のみよりな
る振幅透過率20.2%の半透明膜、デバイスパターン
領域外では振幅透過率4%の遮光膜となっている。The exposure mask thus formed has a translucent film having an amplitude transmittance of 20.2% made of only the first Cr film in the device pattern area and an amplitude transmittance of 4% outside the device pattern area. It is a light shielding film.
【0135】従ってパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、複数回の露光を行う場合にもパ
ターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができる。Therefore, since the exposure light is shielded at least in the area outside the pattern area where the light reaches the wafer by the transfer, the pattern becomes thinner and the focal depth becomes insufficient even when the exposure is performed a plurality of times. Can be prevented.
【0136】実施例10 次に、本発明の第10の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例ではパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
図9は、本発明の第10の実施例の露光マスク用基板の
製造工程を示す断面図である。この露光マスク用基板
は、i線用位相シフトマスクを作成するための基板であ
り、透明基板80上に、位相シフタとなる半透明膜とし
て窒化シリコン膜SiN0.681を形成し、この上層
に遮光膜としてCr膜82を形成しさらにこの上層を反
射防止層としてのCrO膜83で被覆したことを特徴と
するものである。Embodiment 10 Next, another exposure mask substrate will be described as a tenth embodiment of the present invention. In this example, the substrate is an exposure mask substrate on which a light shielding film can be formed outside the pattern region.
FIG. 9 is a sectional view showing a manufacturing process of the exposure mask substrate according to the tenth embodiment of the present invention. This exposure mask substrate is a substrate for forming an i-line phase shift mask, and a silicon nitride film SiN 0.681 is formed on a transparent substrate 80 as a translucent film serving as a phase shifter. A Cr film 82 is formed as a light shielding film, and an upper layer thereof is covered with a CrO film 83 as an antireflection layer.
【0137】すなわちまず、図9(a)に示すように、
厚さ2.5mmの酸化シリコン基板80上に、シリコン
をターゲットとした窒素雰囲気下で反応性スパッタリン
グを行い、Si1モルに対し窒素0.6モルの均一な窒
化シリコン膜SiN0.6を膜厚75nmとなるように
堆積する。ここで窒化シリコン膜SiN0.6は水銀ラ
ンプのi線に対しその膜内で光の位相が254度であ
り、75nmの空気中を進む光の位相74度に対し18
0度位相が遅れるように設計されている。このSiN
0.6膜81のi線に対する振幅透過率は3%であっ
た。That is, first, as shown in FIG.
Reactive sputtering is performed on a silicon oxide substrate 80 having a thickness of 2.5 mm in a nitrogen atmosphere with silicon as a target, and a uniform silicon nitride film SiN 0.6 having a thickness of 0.6 mol per mol of Si is formed. Deposit to a thickness of 75 nm. Here, the silicon nitride film SiN 0.6 has a light phase of 254 degrees in the film with respect to the i-line of the mercury lamp, and a light phase of
It is designed so that the phase is delayed by 0 degrees. This SiN
The amplitude transmittance of the 0.6 film 81 with respect to the i-line was 3%.
【0138】引き続き図9(b)に示すようにこの窒化
シリコン膜SiN0.681の上層に遮光膜として膜厚
75nmのCr膜82をスパッタリング法により形成す
る。[0138] Continuing the Cr film 82 as a light shielding film on the upper layer of thickness 75nm shown in FIG. 9 (b) silicon This nitride as shown in film SiN 0.6 81 formed by a sputtering method.
【0139】そしてさらにこの上に図9(c)に示すよ
うに、酸素雰囲気中でCrをターゲットとしたスパッタ
リング法により反射防止層としてCrO膜83を30n
m堆積した。Then, as shown in FIG. 9C, a CrO film 83 was formed as an antireflection layer by a sputtering method using Cr as a target in an oxygen atmosphere.
m.
【0140】次に、この露光マスク用基板を用い前述し
た例と同様の方法で露光用マスクを形成する。Next, an exposure mask is formed using this exposure mask substrate in the same manner as in the above-described example.
【0141】実施例11 次に、本発明の第11の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、KrFエキシマレーザ用位相
シフトマスクを作成するための基板であり、厚さ2.5
mmの酸化シリコン基板上に、位相シフタとなる半透明
膜として窒化シリコン膜SiN0.9を形成し、この上
層に遮光膜としてCr膜を形成しさらにこの上層を反射
防止層としてのCrO膜で被覆したことを特徴とするも
のである。Embodiment 11 Next, another exposure mask substrate will be described as an eleventh embodiment of the present invention. This example is also an exposure mask substrate on which a light shielding film can be formed outside the pattern region.
This exposure mask substrate is a substrate for forming a KrF excimer laser phase shift mask and has a thickness of 2.5.
A silicon nitride film SiN 0.9 is formed as a semi-transparent film serving as a phase shifter on a silicon oxide substrate having a thickness of 0.2 mm, a Cr film is formed thereon as a light-shielding film, and the upper layer is formed of a CrO film as an anti-reflection layer. It is characterized by being coated.
【0142】すなわちまず、厚さ2.5mmの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Si1モルに対し窒
素0.9モルの均一な窒化シリコン膜SiN0.9を膜厚
80nmとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
SiN0.9はKrFエキシマレーザの248nmの光
に対しその膜内で光の位相が296度であり、80nm
の空気中を進む光の位相116度に対し180度位相が
遅れるように設計されている。このSiN0. 9膜のK
rFエキシマレーザの248nmの光に対する振幅透過
率は4%であった。That is, first, on a 2.5 mm-thick silicon oxide substrate, reactive sputtering is performed in a nitrogen atmosphere with silicon as a target, and a uniform silicon nitride film SiN 0 having a nitrogen concentration of 0.9 mol per mol of Si. .9 is deposited to a thickness of 80 nm. Here, the silicon nitride film SiN 0.9 has a light phase of 296 degrees in the film with respect to the light of 248 nm of the KrF excimer laser, and is 80 nm.
Is designed such that the phase of light traveling in the air is delayed by 180 degrees with respect to the phase of 116 degrees. K of this SiN 0. 9 film
The amplitude transmittance of the rF excimer laser for light of 248 nm was 4%.
【0143】引き続きこの窒化シリコン膜SiN0.9
の上層に遮光膜として膜厚79nmのCr膜をスパッタ
リング法により形成する。Subsequently, this silicon nitride film SiN 0.9
A Cr film having a thickness of 79 nm is formed as a light shielding film on the upper layer by a sputtering method.
【0144】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でC
rをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてCrO膜を30nm堆積した。Further, on top of this, C
A 30 nm CrO film was deposited as an anti-reflection layer by sputtering using r as a target.
【0145】なお、ここでSiNとCrとの間に導電性
膜であるSnOを介在させて他は前記実施例12と同様
の構成としても同様の結果となる。Here, the same result as that of the twelfth embodiment is obtained except that the conductive film SnO is interposed between SiN and Cr.
【0146】実施例12 次に、本発明の第12の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、KrFエキシマレーザ用位相
シフトマスクを作成するための基板であり、厚さ2.5
mmの酸化シリコン基板上に、位相シフタとなる半透明
膜として窒化シリコン膜SiN1.8を形成し、この上
層に遮光膜としてCr膜を形成しさらにこの上層を反射
防止層としてのCrO膜で被覆したことを特徴とするも
のである。Embodiment 12 Next, another exposure mask substrate will be described as a twelfth embodiment of the present invention. This example is also an exposure mask substrate on which a light shielding film can be formed outside the pattern region.
This exposure mask substrate is a substrate for forming a KrF excimer laser phase shift mask and has a thickness of 2.5.
A silicon nitride film SiN 1.8 is formed as a translucent film serving as a phase shifter on a silicon oxide substrate having a thickness of 2 mm, a Cr film is formed thereon as a light shielding film, and the upper layer is formed of a CrO film as an anti-reflection layer. It is characterized by being coated.
【0147】すなわちまず、厚さ2.5mmの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Si1モルに対し酸
素1.8モルの均一な窒化シリコン膜SiO1.8を膜厚
94nmとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
SiO1.8はKrFエキシマレーザの248nmの光
に対しその膜内で光の位相が355度であり、94nm
の空気中を進む光の位相175度に対し180度位相が
遅れるように設計されている。このSiO1. 8膜のK
rFエキシマレーザの248nmの光に対する振幅透過
率は4%であった。That is, first, on a 2.5 mm-thick silicon oxide substrate, reactive sputtering was performed in a nitrogen atmosphere with silicon as a target, and a uniform silicon nitride film SiO 1 of 1.8 mol oxygen to 1 mol Si was used. .8 is deposited to a thickness of 94 nm. Here, the silicon nitride film SiO 1.8 has a light phase of 355 degrees within the film of 248 nm of the KrF excimer laser and is 94 nm.
Is designed such that the phase of light traveling in the air is delayed by 180 degrees with respect to the phase of 175 degrees. K of this SiO 1. 8 film
The amplitude transmittance of the rF excimer laser for light of 248 nm was 4%.
【0148】引き続きこの窒化シリコン膜SiO1.8
の上層に遮光膜として膜厚70nmのCr膜をスパッタ
リング法により形成する。Subsequently, the silicon nitride film SiO 1.8
A Cr film having a thickness of 70 nm is formed as a light shielding film on the upper layer by a sputtering method.
【0149】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でC
rをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてCrO膜を30nm堆積した。Further, on top of this, C was added in an oxygen atmosphere.
A 30 nm CrO film was deposited as an anti-reflection layer by sputtering using r as a target.
【0150】実施例13 次に、本発明の第13の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、水銀ランプのi線用位相シフ
トマスクを作成するための基板であり、厚さ2.5mm
の酸化シリコン基板上に、位相シフタとなる半透明膜と
して窒化シリコン膜SiN0.6を形成し、この上層に
導電性膜としてSnOを10nm堆積した後遮光膜とし
てCr膜を形成しさらにこの上層を反射防止層としての
CrO膜で被覆したことを特徴とするものである。Embodiment 13 Next, another exposure mask substrate will be described as a thirteenth embodiment of the present invention. This example is also an exposure mask substrate on which a light shielding film can be formed outside the pattern region.
This exposure mask substrate is a substrate for forming a phase shift mask for i-line of a mercury lamp, and has a thickness of 2.5 mm.
A silicon nitride film SiN 0.6 is formed as a translucent film serving as a phase shifter on the silicon oxide substrate, and SnO is deposited thereon as a conductive film to a thickness of 10 nm, and then a Cr film is formed as a light shielding film. Is coated with a CrO film as an antireflection layer.
【0151】すなわちまず、厚さ2.5mmの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Si1モルに対し窒
素1.8モルの均一な窒化シリコン膜SiN0.6を膜厚
75nmとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
SiN0.6はi線に対しその膜内で光の位相が254
度であり、75nmの空気中を進む光の位相74度に対
し180度位相が遅れるように設計されている。このS
iN0.6膜のi線に対する振幅透過率は3%であっ
た。引き続きこの窒化シリコン膜SiN0.6の上層に
導電性膜としてスパッタリングによりSnOを10nm
堆積した後、遮光膜として膜厚70nmのCr膜をスパ
ッタリング法により形成する。First, on a 2.5 mm-thick silicon oxide substrate, reactive sputtering is performed in a nitrogen atmosphere with silicon as a target, and a uniform silicon nitride film SiN 0 having 1.8 moles of nitrogen per mole of Si. .6 is deposited to a thickness of 75 nm. Here, the silicon nitride film SiN 0.6 has a light phase of 254 in the film with respect to the i-line.
It is designed so that the phase of light traveling in air of 75 nm is delayed by 180 degrees with respect to the phase of 74 degrees. This S
The amplitude transmittance for the i-line of the iN 0.6 film was 3%. Subsequently, a 10 nm thick SnO film was formed as a conductive film on the silicon nitride film SiN 0.6 by sputtering.
After the deposition, a 70 nm-thick Cr film is formed as a light-shielding film by a sputtering method.
【0152】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でC
rをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてCrO膜を30nm堆積した。Further, on top of this, C
A 30 nm CrO film was deposited as an anti-reflection layer by sputtering using r as a target.
【0153】なお、この導電性膜SnOは透明基板上に
直接形成し、この上層に窒化シリコン膜を形成し他は前
記実施例13と同様の構成としても同様の結果となる。This conductive film SnO is formed directly on a transparent substrate, and a silicon nitride film is formed thereon to produce the same result as in the thirteenth embodiment.
【0154】実施例14 次に、本発明の第14の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、KrFエキシマレーザの24
8nmの光用位相シフトマスクを作成するための基板で
あり、厚さ2.5mmの酸化シリコン基板上に、位相シ
フタとなる半透明膜として窒化シリコン膜SiN0.9
を膜厚80nmに形成し、この上層に導電性膜としてS
nOを10nm堆積した後、この上層に遮光膜としてC
r膜を形成しさらにこの上層を反射防止層としてのCr
O膜で被覆したことを特徴とするものである。Embodiment 14 Next, another exposure mask substrate will be described as a fourteenth embodiment of the present invention. This example is also an exposure mask substrate on which a light shielding film can be formed outside the pattern region.
This exposure mask substrate is made of a KrF excimer laser.
A substrate for forming an 8 nm optical phase shift mask, a silicon nitride film SiN 0.9 as a translucent film serving as a phase shifter on a 2.5 mm thick silicon oxide substrate.
Is formed to a film thickness of 80 nm, and S
After depositing nO to a thickness of 10 nm, C
An upper layer is formed of Cr as an anti-reflection layer.
It is characterized by being coated with an O film.
【0155】すなわちまず、厚さ2.5mmの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Si1モルに対し窒
素0.9モルの均一な窒化シリコン膜SiN0.9を膜厚
80nmとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
SiN0.9はKrFエキシマレーザの248nmの光
に対しその膜内で光の位相が296度であり、80nm
の空気中を進む光の位相116度に対し180度位相が
遅れるように設計されている。このSiN0. 9膜のK
rFエキシマレーザの248nmの光に対する振幅透過
率は4%であった。First, on a 2.5 mm-thick silicon oxide substrate, reactive sputtering is performed in a nitrogen atmosphere with silicon as a target, and a uniform silicon nitride film SiN 0 of 0.9 mol of nitrogen per mol of Si. .9 is deposited to a thickness of 80 nm. Here, the silicon nitride film SiN 0.9 has a light phase of 296 degrees in the film with respect to the light of 248 nm of the KrF excimer laser, and is 80 nm.
Is designed such that the phase of light traveling in the air is delayed by 180 degrees with respect to the phase of 116 degrees. K of this SiN 0. 9 film
The amplitude transmittance of the rF excimer laser for light of 248 nm was 4%.
【0156】引き続きこの窒化シリコン膜SiN0.9
の上層に導電性膜としてスパッタリングによりSnOを
8nm堆積した後、遮光膜として膜厚70nmのCr膜
をスパッタリング法により形成する。Subsequently, the silicon nitride film SiN 0.9
After depositing 8 nm of SnO by sputtering as a conductive film on the upper layer, a Cr film having a thickness of 70 nm is formed by a sputtering method as a light shielding film.
【0157】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でC
rをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてCrO膜を30nm堆積した。Further, on top of this, C was added in an oxygen atmosphere.
A 30 nm CrO film was deposited as an anti-reflection layer by sputtering using r as a target.
【0158】実施例15 次に、本発明の第15の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、水銀ランプのi線用位相シフ
トマスクを作成するための基板であり、厚さ2.5mm
の酸化シリコン基板上に、導電性膜としてSnOを10
nm堆積したのち、位相シフタとなる半透明膜として酸
化シリコン膜SiO2とシリコン膜との2層膜を形成し
た後、、この上層に遮光膜としてCr膜を形成しさらに
この上層を反射防止層としてのCrO膜で被覆したこと
を特徴とするものである。Embodiment 15 Next, another exposure mask substrate will be described as a fifteenth embodiment of the present invention. This example is also an exposure mask substrate on which a light shielding film can be formed outside the pattern region.
This exposure mask substrate is a substrate for forming a phase shift mask for i-line of a mercury lamp, and has a thickness of 2.5 mm.
Of SnO as a conductive film on a silicon oxide substrate of
After depositing nm, a two-layer film of a silicon oxide film SiO 2 and a silicon film is formed as a translucent film serving as a phase shifter, and then a Cr film is formed thereon as a light-shielding film. Characterized in that it is covered with a CrO film.
【0159】すなわちまず、厚さ2.5mmの酸化シリ
コン基板上に、スパッタリング法によりSnOを10n
m堆積し、この上層にCVD法により膜厚150nmの
酸化シリコン膜を形成した後膜厚37nmのシリコン膜
をスパッタリング法で形成する。ここでこの2層膜を透
過した光はi線に対しその膜内で光の位相が364度で
あり、187nmの空気中を進む光の位相184度に対
し180度位相が遅れるように設計されている。この2
層膜のi線に対する振幅透過率は2.5%であった。That is, first, 10 nm of SnO was deposited on a 2.5 mm thick silicon oxide substrate by sputtering.
Then, a silicon oxide film having a thickness of 150 nm is formed thereon by a CVD method, and then a silicon film having a thickness of 37 nm is formed by a sputtering method. Here, the light transmitted through the two-layer film is designed so that the phase of the light in the film is 364 degrees with respect to the i-line, and the phase of the light traveling in the air of 187 nm is 180 degrees behind the phase of 184 degrees. ing. This 2
The amplitude transmittance of the layer film with respect to the i-line was 2.5%.
【0160】引き続きこの2層膜の上層に、遮光膜とし
て膜厚70nmのCr膜をスパッタリング法により形成
する。Subsequently, a Cr film having a thickness of 70 nm is formed as a light shielding film on the two-layer film by a sputtering method.
【0161】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でC
rをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてCrO膜を30nm堆積した。Further, on top of this, C
A 30 nm CrO film was deposited as an anti-reflection layer by sputtering using r as a target.
【0162】なお、この導電性膜SnOは透明基板上に
直接形成したが、2層膜の上層に形成してもよい。Although the conductive film SnO is formed directly on the transparent substrate, it may be formed on a two-layer film.
【0163】実施例16 次に、この露光マスク用基板を用い前述した例と同様の
方法で露光用マスクを形成する。ここでは前記実施例1
1で作成した露光マスク用基板を用いる。この露光マス
ク用基板は、KrFエキシマレーザ用位相シフトマスク
を作成するための基板であり、厚さ2.5mmの酸化シ
リコン基板90上に、位相シフタとなる半透明膜として
窒化シリコン膜SiN0.991を形成し、この上層に
遮光膜としてCr膜92を形成しさらにこの上層を反射
防止層としてのCrO膜93で被覆して構成されてい
る。Embodiment 16 Next, an exposure mask is formed using this exposure mask substrate in the same manner as in the above-described example. Here, the first embodiment is used.
The substrate for the exposure mask prepared in 1 is used. This exposure mask substrate is a substrate for forming a phase shift mask for a KrF excimer laser, and is formed on a silicon oxide substrate 90 having a thickness of 2.5 mm as a semi-transparent film serving as a phase shifter . 9 91 is formed, it is configured by covering the upper layer further forms a Cr film 92 as a light shielding film in the upper layer in the CrO film 93 as an antireflection layer.
【0164】まず、図10(a)に示すように露光マス
ク用基板表面に電子線レジスト94を膜厚500nmで
形成し、さらに塗布性導電膜95を膜厚200nmとな
るように形成する。First, as shown in FIG. 10A, an electron beam resist 94 is formed to a thickness of 500 nm on the surface of an exposure mask substrate, and a coatable conductive film 95 is formed to a thickness of 200 nm.
【0165】次いで、図10(b)に示すように電子線
により4μC/cm2でデバイスパターンとデバイスパ
ターン外領域を含むデータにより描画を行い、現像しレ
ジストパターン94aを形成する。ここでも、塗布性導
電膜95上から電子線により描画し、さらに現像を行っ
てレジストパタ―ン94aを形成する。また図中Bはパ
ターン領域とパターン外領域の境界を示す。Next, as shown in FIG. 10B, drawing is performed with an electron beam at 4 μC / cm 2 using a device pattern and data including a region outside the device pattern, and developed to form a resist pattern 94a. Also in this case, the resist pattern 94a is formed by drawing with an electron beam from the coatable conductive film 95 and further developing. B in the figure indicates the boundary between the pattern area and the non-pattern area.
【0166】次いで、図10(c)に示すように、レジ
ストパタ―ンをマスクとしてCl2ガスによる反応性イ
オンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する
Cr膜およびCrO膜をエッチング除去したのち、ガス
を切り換えCF4とO2との混合ガスによる反応性イオ
ンエッチングにより、露出している窒化シリコン膜Si
N0.991をエッチング除去する。Then, as shown in FIG. 10C, the Cr film and the CrO film exposed from the resist pattern are removed by reactive ion etching with Cl 2 gas using the resist pattern as a mask. Switching silicon nitride film Si exposed by reactive ion etching with a mixed gas of CF 4 and O 2
N 0.991 is removed by etching.
【0167】この後、図10(d)に示すように、硫酸
と過酸化水素水の混合溶液によりレジストパタ―ンを除
去する。これにより遮光膜と半透明膜からなる位相シフ
トパターンが形成されるが、この際同時に不要な遮光膜
を除去するための露光を行うためのアライメントマーク
Mが形成される。Thereafter, as shown in FIG. 10D, the resist pattern is removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. As a result, a phase shift pattern including a light-shielding film and a translucent film is formed. At this time, an alignment mark M for performing exposure for removing an unnecessary light-shielding film is formed at the same time.
【0168】このようにして図10(e)に示すように
遮光膜と半透明膜からなる位相シフトパターンを形成し
た後、電子線レジスト96を膜厚500nmで形成し、
さらに塗布性導電膜97を膜厚200nmとなるように
形成する。After forming a phase shift pattern comprising a light-shielding film and a translucent film as shown in FIG. 10E, an electron beam resist 96 is formed to a thickness of 500 nm.
Further, a coatable conductive film 97 is formed to have a thickness of 200 nm.
【0169】次いで、図10(f)に示すように電子線
により4μC/cm2でデバイスパターン外領域にレジ
スト膜が残るように作成されたデータにより描画を行
い、現像しレジストパターン96aを形成する。ここで
も、塗布性導電膜97上から電子線により描画し、さら
に現像を行ってレジストパタ―ン96aを形成する。Next, as shown in FIG. 10 (f), drawing is performed with an electron beam at 4 μC / cm 2 using data created so that a resist film remains in a region outside the device pattern, and developed to form a resist pattern 96a. . Also in this case, the resist pattern 96a is formed by drawing an electron beam on the coatable conductive film 97 and further developing the resist pattern 96a.
【0170】次いで、図10(g)に示すように、この
レジストパタ―ンをマスクとしてCl2ガスによる反応
性イオンエッチングにより、CrO膜93/Cr膜92
をエッチング除去する。[0170] Then, as shown in FIG. 10 (g), the resist pattern - by reactive ion etching using Cl 2 gas in as a mask, CrO film 93 / Cr film 92
Is removed by etching.
【0171】最後に、図10(h)に示すように、硫酸
と過酸化水素水の混合溶液によりこのレジストパタ―ン
を除去した。Finally, as shown in FIG. 10H, the resist pattern was removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide.
【0172】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では窒化シリコンとシリコン
との2層膜よりなる半透明膜、デバイスパターン領域外
ではCr膜を含む遮光膜となっている。The exposure mask thus formed is a translucent film composed of a two-layer film of silicon nitride and silicon in the device pattern region, and a light-shielding film including a Cr film outside the device pattern region.
【0173】従ってパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、複数回の露光を行う場合にもパ
ターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができる。Therefore, since the exposure light is shielded at least in the area outside the pattern area where the light reaches the wafer by the transfer, the pattern becomes thinner and the depth of focus becomes insufficient even when the exposure is performed a plurality of times. Can be prevented.
【0174】実施例17なお、前記実施例では露光マス
ク用基板に位相シフト層としての半透明膜と遮光膜との
両方の形成されたものを用いた場合について説明した
が、ここではCr膜92とCrO膜93の形成された露
光マスク用基板を用いて、枠部すなわちパターン領域外
の遮光膜パターンを形成した後、位相シフト層パターン
を形成する方法について説明する。Embodiment 17 In the above embodiment, a case was described in which both a translucent film as a phase shift layer and a light-shielding film were used as the exposure mask substrate. A method for forming a phase shift layer pattern after forming a light-shielding film pattern outside a frame portion, that is, a pattern region, using an exposure mask substrate on which a CrO film 93 is formed.
【0175】まず、図11(a)に示すように、厚さ
2.5mmの酸化シリコン基板90にCr膜92とCr
O膜93の形成された露光マスク用基板に電子線レジス
ト94を膜厚500nmで形成し、さらに塗布性導電膜
95を膜厚200nmとなるように形成する。First, as shown in FIG. 11A, a Cr film 92 and a Cr film 92 are formed on a silicon oxide substrate 90 having a thickness of 2.5 mm.
An electron beam resist 94 is formed to a thickness of 500 nm on the exposure mask substrate on which the O film 93 is formed, and a coatable conductive film 95 is formed to a thickness of 200 nm.
【0176】次いで、図11(b)に示すように、電子
線によりアライメントマークMおよびデバイスパターン
外領域の遮光膜形成を目的としたデータにより描画を行
い、現像しレジストパターンを形成する。ここでも、塗
布性導電膜上から電子線により描画し、さらに現像を行
ってレジストパタ―ンを形成する。Next, as shown in FIG. 11B, drawing is performed by an electron beam using data for forming an alignment mark M and a light-shielding film in a region outside the device pattern, and developed to form a resist pattern. Also in this case, a resist pattern is formed by drawing an electron beam from the coatable conductive film and further developing the resist.
【0177】次いで、図11(c)に示すように、レジ
ストパタ―ンをマスクとしてCl2ガスによる反応性イ
オンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する
CrO/Cr膜をエッチング除去し、レジストパタ―ン
を除去する。Next, as shown in FIG. 11C, the CrO / Cr film exposed from the resist pattern is etched away by reactive ion etching with Cl 2 gas using the resist pattern as a mask, and the resist pattern is removed. Remove.
【0178】このようにしてアライメントマークMおよ
びデバイスパターン外領域の遮光膜を形成した後、図1
1(d)に示すように、シリコンをターゲットとした窒
素雰囲気下で反応性スパッタリングを行い、Si1モル
に対し窒素0.6モルの均一な窒化シリコン膜SiN
0.6を膜厚75nmとなるように堆積する。ここで窒
化シリコン膜SiN0.6は水銀ランプのi線に対しそ
の膜内で光の位相が254度であり、75nmの空気中
を進む光の位相74度に対し180度位相が遅れるよう
に設計されている。このSiN0.6膜91のi線に対
する振幅透過率は3%であった。After forming the alignment marks M and the light-shielding film in the region outside the device pattern in this manner, FIG.
As shown in FIG. 1 (d), reactive sputtering is performed in a nitrogen atmosphere using silicon as a target, and a uniform silicon nitride film SiN of 0.6 mol of nitrogen per mol of Si is formed.
0.6 is deposited to a thickness of 75 nm. Here, the silicon nitride film SiN 0.6 has a light phase of 254 degrees in the film with respect to the i-line of the mercury lamp, and has a phase of 180 degrees behind the phase of light traveling in air of 75 nm of 74 degrees. Designed. The amplitude transmittance of the SiN 0.6 film 91 with respect to the i-line was 3%.
【0179】そして、図11(e)に示すように、電子
線レジスト96を膜厚500nmで形成し、さらに塗布
性導電膜97を膜厚200nmとなるように形成する。Then, as shown in FIG. 11E, an electron beam resist 96 is formed to a thickness of 500 nm, and a coatable conductive film 97 is formed to a thickness of 200 nm.
【0180】次いで、図11(f)に示すように、電子
線によりデバイスパターンおよびデバイスパターン外領
域が残るように作成されたデータにより描画を行い、現
像しレジストパターンを形成する。Next, as shown in FIG. 11 (f), drawing is performed by using an electron beam and data created so that the device pattern and the region outside the device pattern remain, and developed to form a resist pattern.
【0181】さらに、図11(g)に示すように、この
レジストパタ―ンをマスクとしてCF4+O2の混合ガ
スによる反応性イオンエッチングにより、SiN0.6
膜91をエッチングする。[0181] Further, as shown in FIG. 11 (g), the resist pattern - by reactive ion etching using a mixed gas of CF 4 + O 2 the emissions as a mask, SiN 0.6
The film 91 is etched.
【0182】最後に、図11(h)に示すように、この
レジストパタ―ンを除去した。Finally, as shown in FIG. 11H, the resist pattern was removed.
【0183】このようにして形成された露光用マスク
は、前記実施例16と同様デバイスパターン領域では窒
化シリコン膜のみよりなる半透明膜、デバイスパターン
領域外では遮光膜となっている。The exposure mask thus formed is a translucent film made of only a silicon nitride film in the device pattern region and a light-shielding film outside the device pattern region as in the case of the sixteenth embodiment.
【0184】この場合も、パターン領域外の内少なくと
も転写によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を
遮光するようにしているため、複数回の露光を行う場合
にもパターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができ
る。In this case as well, since the exposure light is shielded at least in the area outside the pattern area where the light reaches the wafer by transfer, the pattern narrows and focuses even when exposure is performed a plurality of times. Insufficient depth can be prevented.
【0185】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。また、実施例では2種類の半透明膜
を用いているが、3種類以上の半透明膜を用いてもよ
い。さらに、同一の半透明膜(2種類以上)を複数回積
層するようにしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。The present invention is not limited to the embodiments described above. Further, in the embodiment, two types of translucent films are used, but three or more types of translucent films may be used. Further, the same translucent film (two or more types) may be laminated plural times. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【0186】[0186]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光用マスクに用いられる複数の半透明膜からなるパタ
―ンについて、少なくとも1種類の同一元素を各々の膜
に含ませることで、工程の簡略化をはかり且つ位相シフ
ト効果を最大限に発揮することのできる露光用マスクを
実現することがて可能となる。As described above, according to the present invention,
For a pattern composed of a plurality of translucent films used for an exposure mask, by including at least one kind of the same element in each film, the process is simplified and the phase shift effect is maximized. It becomes possible by realizing an exposure mask that can be used.
【0187】また本発明によれば、半透明膜を透過した
光によるパターン領域外への光照射を防ぐためにパター
ン領域外で透過率が5%以下となるようにしているた
め、2重露光を防ぎ、パターン細りもなく信頼性の高い
パターン形成を行うことができる。According to the present invention, the transmittance is set to 5% or less outside the pattern region in order to prevent light transmitted to the outside of the pattern region by light transmitted through the translucent film. Thus, a highly reliable pattern can be formed without pattern thinning.
【図1】第1の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask according to a first embodiment.
【図2】第3の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask according to a third embodiment.
【図3】第4の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask according to a fourth embodiment.
【図4】第6の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask according to a sixth embodiment.
【図5】第7の実施例の露光用マスク用基板の製造工程
を示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of a substrate for an exposure mask according to a seventh embodiment.
【図6】第7の実施例の露光用マスク用基板を用いた露
光用マスクの製造工程を示す断面図FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask using the exposure mask substrate of the seventh embodiment.
【図7】第8の実施例の露光用マスク用基板の製造工程
を示す断面図FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask substrate according to an eighth embodiment.
【図8】第8の実施例の露光用マスク用基板を用いた露
光用マスクの製造工程を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask using the exposure mask substrate of the eighth embodiment.
【図9】第10の実施例の露光用マスク用基板の製造工
程を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing a manufacturing process of the exposure mask substrate according to the tenth embodiment.
【図10】第16の実施例の露光用マスクの製造工程を
示す断面図FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing process of an exposure mask according to a sixteenth embodiment.
【図11】第17の実施例の露光用マスクの製造工程を
示す断面図FIG. 11 is a sectional view showing a manufacturing process of the exposure mask of the seventeenth embodiment.
【図12】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図FIG. 12 is a characteristic diagram showing a range of optical constants to be satisfied when forming a single layer film of a translucent film pattern and actual measured values of the optical constants;
【図13】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図FIG. 13 is a characteristic diagram showing a range of optical constants to be satisfied when forming a semi-transparent film pattern single layer film and actual measured values of the optical constants.
【図14】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図FIG. 14 is a characteristic diagram showing a range of optical constants to be satisfied when forming a semi-transparent film pattern single layer film and actual measured values of the optical constants.
【図15】Cr−CrO2における屈折率と消衰係数と
の関係を示す特性図FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the refractive index and the extinction coefficient of Cr—CrO 2 .
【図16】Al−Al2O3における屈折率と消衰係数
との関係を示す特性図、FIG. 16 is a characteristic diagram showing a relationship between a refractive index and an extinction coefficient in Al—Al 2 O 3 ;
【図17】Ti−TiOにおける屈折率と消衰係数との
関係を示す特性図FIG. 17 is a characteristic diagram showing a relationship between a refractive index and an extinction coefficient in Ti—TiO.
【図18】GaAs−GaAsOにおける屈折率と消衰
係数との関係を示す特性図FIG. 18 is a characteristic diagram showing a relationship between a refractive index and an extinction coefficient in GaAs-GaAsO.
【図19】理想的なハ―フト―ン位相シフト膜の構造を
示す断面図FIG. 19 is a sectional view showing the structure of an ideal halftone phase shift film.
【図20】従来例のハ―フト―ン位相シフト膜を用いて
露光を行う場合のパターン領域外のパターンおよび露光
状態を示す図FIG. 20 is a view showing a pattern outside a pattern region and an exposure state when exposure is performed using a conventional halftone phase shift film.
【図21】従来例のハ―フト―ン位相シフト膜を用いて
露光を行った場合の露光後のパターン領域の状態を示す
図FIG. 21 is a diagram showing a state of a pattern area after exposure when exposure is performed using a conventional halftone phase shift film.
10…透光性基板、 11…シリコン膜、 12…Si3N4膜、 13…レジスト、 14…導電性膜、 21…Cr膜、 22…CrO2膜、 31…Al膜、 32…Al2O3膜、 41…Ti膜、 42…TiO膜、 60…石英基板 61…アモルファスシリコン膜 62…酸化シリコン膜 63…第2のアモルファスシリコン膜 64…レジスト 65…塗布性導電膜 66…電子線レジスト 67…塗布性導電膜 70…石英基板 71…Cr膜 72…塗布硝子層 73…Cr膜 74…電子線レジスト 80…透明基板 81…窒化シリコン膜 82…Cr膜 83…CrO膜 90…酸化シリコン基板 91…窒化シリコン膜 92…Cr膜 93…CrO膜 94…電子線レジスト 95…塗布性導電膜 96…電子線レジスト 97…塗布性導電膜10 ... light transmitting substrate, 11 ... silicon film, 12 ... Si 3 N 4 film, 13 ... resist, 14 ... conductive film, 21 ... Cr film, 22 ... CrO 2 film, 31 ... Al film, 32 ... Al 2 O 3 film, 41 Ti film, 42 TiO film, 60 quartz substrate 61 amorphous silicon film 62 silicon oxide film 63 second amorphous silicon film 64 resist 65 coatable conductive film 66 electron beam resist 67 ... Coatable conductive film 70 ... Quartz substrate 71 ... Cr film 72 ... Coated glass layer 73 ... Cr film 74 ... Electron beam resist 80 ... Transparent substrate 81 ... Silicon nitride film 82 ... Cr film 83 ... CrO film 90 ... Silicon oxide substrate 91 ... Silicon nitride film 92 ... Cr film 93 ... CrO film 94 ... Electron beam resist 95 ... Coatable conductive film 96 ... Electron beam resist 97 ... Coatable conductive film
Claims (5)
の範囲で異なりかつ振幅透過率10乃至40%となるよ
うに調整された単層の半透明層または少なくとも1層の
半透明層と透明層の多層の第1の半透明膜からなる半透
明パターンと、 前記半透明パターンの一部の領域にさらに積層され、該
領域の振幅透過率が5%以下となるように調整された遮
光層あるいは振幅透過率10乃至40%の第2の半透明
膜とを具備したことを特徴とする露光用マスク。1. A single light-transmitting substrate having a phase difference from a transparent portion of the light-transmitting substrate that is different within a range of 180 ± 10 degrees and adjusted to have an amplitude transmittance of 10 to 40%. A semi-transparent pattern composed of a semi-transparent layer or at least one semi-transparent layer and a multilayer first semi-transparent film of a transparent layer; and further laminated on a partial region of the translucent pattern, and the amplitude of the region An exposure mask, comprising: a light-shielding layer adjusted to have a transmittance of 5% or less or a second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40%.
に転写されたとき半導体素子として寄与する領域の外側
周辺領域を含むことを特徴とする請求項1記載の露光用
マスク。2. The exposure mask according to claim 1, wherein the partial region includes at least a peripheral region outside a region that contributes as a semiconductor element when transferred onto a wafer.
ジストが塗布された基板上に露光を行いレジストパター
ンを形成することを特徴とする、レジストパターン形成
方法。3. A method of forming a resist pattern, comprising exposing a substrate coated with a resist through the exposure mask according to claim 1 to form a resist pattern.
範囲で異なりかつ振幅透過率10乃至40%となるよう
に調整された単層の半透明膜層または少なくとも1層の
半透明層と透明層とからなる第一の半透明膜を形成する
工程と、 前記第1の半透明膜上全体または部分的に更に積層さ
れ、該領域の振幅透過率が5%以下となるように調整さ
れた遮光層あるいは振幅透過率10乃至40%の第2の
半透明膜を形成する工程を具備した露光用マスク基板の
製造方法であって、 前記第1の半透明膜と第2の半透明膜との間に、前記遮
光層あるいは振幅透過率10乃至40%の第2の半透明
膜の加工において酸化膜、窒化膜、水素化膜、炭化膜ま
たはハロゲン化膜のいずれかより構成された第3の膜を
形成する工程とを具備したことを特徴とする露光用マス
ク基板の製造方法。4. A single layer on a light-transmitting substrate, which is adjusted so that a phase difference from a transparent portion of the light-transmitting substrate is different within a range of 180 ± 10 degrees and an amplitude transmittance is 10 to 40%. Forming a first translucent film composed of a translucent film layer or at least one translucent layer and a transparent layer; and further laminating the whole or part of the first translucent film, A method of forming a light-shielding layer or a second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40% adjusted so that the amplitude transmittance is 5% or less. An oxide film, a nitride film, a hydrogenated film, between the first translucent film and the second translucent film in processing the light-shielding layer or the second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40%; Forming a third film made of either a carbonized film or a halogenated film Method of manufacturing an exposure mask substrate, characterized by comprising a.
部との位相差が、180±10度の範囲で異なりかつ振
幅透過率10乃至40%となるように調整された単層の
半透明層または少なくとも1層の半透明層と透明層とか
らなる第1の半透明膜を形成する第1の半透明膜形成工
程と、 前記第1の半透明膜上に第3の膜を形成する第3の膜形
成工程とさらにこの上層に、全体としての振幅透過率が
5%以下となるように調整された遮光層あるいは振幅透
過率10乃至40%の第2の半透明膜を形成する第2の
半透明膜形成工程と、 前記第3の膜をエッチングストッパーとして前記第2の
半透明膜を選択的に除去するエッチング工程とを含むこ
とを特徴とする露光用マスクの製造方法。5. A single light-transmitting substrate having a phase difference from a transparent portion of the light-transmitting substrate different in a range of 180 ± 10 degrees and adjusted to have an amplitude transmittance of 10 to 40%. A first translucent film forming step of forming a first translucent film composed of at least one translucent layer or at least one translucent layer and a transparent layer, and a third translucent film on the first translucent film. A third film forming step of forming a film, and further thereon, a light-shielding layer adjusted so that the overall amplitude transmittance is 5% or less or a second translucent film having an amplitude transmittance of 10 to 40%. A second semi-transparent film forming step of forming a mask, and an etching step of selectively removing the second semi-transparent film using the third film as an etching stopper. Method.
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