JP2004077808A

JP2004077808A - Manufacturing method of phase shift reticle

Info

Publication number: JP2004077808A
Application number: JP2002238136A
Authority: JP
Inventors: Megumi Hirota; 廣田　恵; Haruo Kokubo; 小久保　晴夫; Hiroyuki Inomata; 猪股　博之; Shiho Sasaki; 佐々木　志保; Yasutaka Morikawa; 森川　泰考
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a phase shift reticle by which an overlap positional precision between a light shielding film of the phase shift reticle and a phase shifter can be evaluated highly precisely, and a overlap plotting is conducted again when the overlapped positional precision is judged to be insufficient. <P>SOLUTION: In the manufacturing method, a first layer pattern is formed on the surface of a transparent substrate, resist is applied on the surface of the substrate which includes the first layer pattern, a plotting and a developing are conducted while a second layer pattern is overlapped, a second layer resist pattern is formed, a positional precision is measured for the overlapped plotting using an overlap position precision evaluation mark, in which the edge of the first layer pattern is covered by the second layer resist pattern, and a second layer pattern is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフトレチクルの製造方法に関し、さらに詳しくは、重ね合わせ位置精度の高い位相シフトレチクルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の素子の微細化に伴い、リソグラフィ工程での露光波長の短波長化とともに、位相シフトレチクル（位相シフトマスクあるいは位相シフトフォトマスクとも言う）を用いた位相シフト露光法が広く使われるようになってきている。位相シフトレチクルは転写すべきパタ−ンを形成したマスクに、光の位相を変化させる位相シフタ−と呼ばれる透明膜を設け、位相シフタ−を通って位相が変わった光と、位相シフタ−を通らずに位相が変わっていない光との干渉を利用して、解像力を向上させる技術である。位相シフト露光法は同じ投影露光装置を使用しても、マスクを従来のレチクルから位相シフトレチクルに代えることにより、レチクルからウェ−ハ上に転写されるデバイスパタ−ンの解像度を上げることができると共に、焦点深度を深くすることができるという大きな特長を有する。
【０００３】
位相シフトレチクルにはレベンソン型、ハ−フト−ン型、補助パタ−ン型等の各種方式があり、さらにそれぞれの方式において、位相シフタ−を遮光膜パタ−ンを介して合成石英ガラス等の透明基板の上側に設ける構造（シフタ−上置き型と呼ばれる）と、合成石英ガラス等の透明基板をエッチングにより掘り込んで位相シフタ−部とする構造（基板掘り込み型、あるいは基板彫り込み型と呼ばれる）等がある。
【０００４】
位相シフトレチクルの製造には、クロム等の遮光膜パタ−ンの形成と位相シフトパタ−ンの形成を別々に分けて行なうため、２層のパタ−ン描画工程が必要となる。第１層目に遮光膜パタ−ンを形成した場合には、位相シフトパタ−ンを形成する第２層目では、先に形成してある遮光膜パタ−ンとの重ね合わせ描画を行うが、１回の重ね合わせ描画で高度な位置精度を得ることは必ずしも容易ではない。特に、微細なパタ−ンの場合は、遮光膜パタ−ンと位相シフトパタ−ンとの高度な重ね合わせ精度が必要になり、さらにその重ね合わせ精度の測定さえ非常に困難になっている。また、近年のＬＳＩパタ−ンの微細化に伴い、位相シフトレチクルには高度な重ね合わせ位置精度が要求されてきている。
【０００５】
従来の位相シフトレチクルの製造方法では、この重ね合わせ位置精度の測定を、例えば、特開平７−３３３１６４号公報の実施例４に記載されているように、位相シフトレチクルの完成後に、遮光膜パタ−ンと位相シフタ−との描画位置の合わせ精度を測定するものであった。
しかしながら、特開平７−３３３１６４号公報が開示するように、位相シフトレチクルの完成後に重ね合わせ位置精度の測定をする方法では、位置精度が良くない場合には、その位相シフトレチクルは不良品となり、遮光膜パタ−ンの形成から再度製造せざるを得なかった。従来の製造方法では、位相シフトレチクルの製造段階から描画位置の合わせ精度を確認する位相シフトレチクルの製造方法が無かったからである。そのために、位相シフトレチクルの納期、コストの点で問題となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、位相シフトレチクルの製造段階から遮光膜パタ−ンと位相シフトパタ−ンとの精度の良い重ね合わせ位置精度の評価が可能で、仮に重ね合わせ位置精度が良くない場合には、レチクル製造の途中の工程を繰り返すことにより、重ね合わせ描画のやり直しができる位相シフトレチクルの製造方法と、位相シフトレチクルが完成してからも精度の良い重ね合わせ評価のできる位相シフトレチクルの製造方法に関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、非転写領域の透明基板表面に遮光膜パタ−ンと位相シフトパタ−ンの重ね合わせ位置精度を評価することができる検査マ−クを有する位相シフトレチクルの製造方法において、前記透明基板表面に第１層目パタ−ンを形成後、該第１層目パタ−ンを含む基板表面にレジストを塗布し、第２層目パタ−ンを重ね合わせ描画して現像し、第２層目レジストパタ−ンを形成した後に、第１層目パタ−ンのエッジが第２層目レジストパタ−ンに覆われている重ね合わせ位置精度評価マ−クを用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定し、次に第２層目パタ−ンを形成することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、前記の重ね合わせ位置精度評価マ−クを用い、該評価マ−クの第１層目パタ−ンと第２層目レジストパタ−ンの両方のエッジをレチクル表面側からマスク用微小寸法計測装置を用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、前記の重ね合わせ位置精度評価マ−クを用い、該評価マ−クの第１層目パタ−ンと第２層目レジストパタ−ンの両方のエッジをレチクル裏面側からマスク用微小寸法計測装置を用いて重ね合わせ描画の位置精度を測定することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、前記第１層目パタ−ンと第２層目レジストパタ−ンとの重ね合わせ描画の位置精度を測定し、不良と判断された場合、第２層目レジストパタ−ンを剥離し、再度第１層目パタ−ンを含む基板上にレジストを塗布し、第２層目パタ−ンの重ね合わせ描画を行うことを特徴とするものである。本発明によれば、重ね合わせ描画のやり直しが可能となり、マスク製造期間の短縮と製造コストを削減する位相シフトレチクルの製造方法が提供される。
【００１１】
請求項５の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、前記重ね合わせ位置精度評価マ−クもしくは該評価マ−クを基に形成されるパタ−ンを、位相シフトレチクル製造途中あるいは位相シフトレチクル完成後の位相差検査に使用することを特徴とするものである。転写用の本パタ−ンを用いずとも、上記の非転写領域のパタ−ンを測定することにより、位相シフトレチクルとしての位相差検査を可能とする製造方法が提供される。
【００１２】
請求項６の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、第１層目パタ−ンが遮光膜パタ−ンであり第２層目パタ−ンが位相シフトパタ−ンであることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１およびそれに続く図２は本発明の実施形態に係わる位相シフトレチクルの製造工程を示す断面図である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、光学研磨された超高純度合成石英ガラス等の透明基板１上に、例えば、クロム薄膜と低反射クロム薄膜の２層構造クロム遮光膜２を成膜したマスクブランクス３を形成する。本製造工程では遮光膜２として２層構造クロムで説明するが、本発明は単層または３層構造のクロム、あるいは他の遮光膜材料等、マスク製造に通常用いられるマスクブランクスが適用できる。
【００１５】
次に、上記のマスクブランクス３上に、電子線露光装置あるいはレ−ザ露光装置等の露光装置に対応した電子線レジストもしくは感光性レジストを塗布し、塗布後に所定時間ベ−ク（プリベ−ク）し、図１（ｂ）に示すように、均一な厚さの遮光膜用レジスト薄膜４を形成する。
【００１６】
次に、上記の基板に常法に従って、図１（ｃ）に示すように、電子線露光装置あるいはレ−ザ露光装置により、電子線もしくはレ−ザ光等のエネルギ−線でクロム遮光膜用のパタ−ン描画５を行なう。この描画時に、図３（ａ）に示すような位相シフトパタ−ンの描画位置精度確認用の第１の重ね合わせ位置精度評価マ−クＡを複数個、マスク基板の非転写領域に描画配置する。
また、この描画時に、描画用アライメントマ−クを非転写領域に複数個描画配置する。このアライメントマ−クの形状は制約されないが、２層目描画時に、このアライメントマ−クを検出し位置合わせを行なう各描画機の推奨しているパタ−ンが好ましい。
【００１７】
続いて、使用するレジストの特性上、必要ならば露光後ベ−ク（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｂａｋｅ）工程を入れて、レジスト所定の現像液で現像し、リンスして、図１（ｄ）に示すように、クロム遮光膜用レジストパタ−ン６を形成する。
【００１８】
続いて、遮光膜用レジストパタ−ン６の開口部より露出したクロム遮光膜をエッチングして、図１（ｅ）に示すように、第１層目パタ−ンであるクロム遮光膜パタ−ン７を形成し、次に、クロム上に残存するレジストを除去し、図２（ｆ）に示すように、クロム遮光膜のレチクル８を形成する。クロム遮光膜のエッチングは、公知のウエットエッチングもしくはドライエッチング方法が適用され、レジストは所定のレジスト除去方法が用いられる。なお、この場合、非転写領域には、図３（ａ）に示す第１の重ね合わせ位置精度評価用マ−クＡが複数個形成されている。
【００１９】
続いて、このクロムレチクル８を検査し、必要によってはパタ−ンに修正を加え、洗浄した後、クロム遮光膜パタ−ンを含む基板上に第２層目の位相シフタ−形成用のレジストを塗布し、加熱処理（プリベ−ク）して、図２（ｇ）に示すように、均一な厚さの位相シフタ−用レジスト薄膜９を形成する。
【００２０】
次に、上記のレジスト塗布レチクル上にクロム遮光膜で既に形成されている描画用アライメントマ−クを複数個検出し、クロム遮光膜パタ−ン７との位置合せを行なった後、図２（ｈ）に示すように、常法に従って露光装置により第２層目パタ−ンとして位相シフトパタ−ンの描画１０を行なう。位相シフトパタ−ン描画においては、図３（ｂ）に示すように、位相シフトパタ−ン描画位置精度確認用の第２の重ね合わせ位置精度評価マ−クＢを、マスク基板の非転写領域に複数個配置された各々の位置精度評価マ−クＡの所定の位置に配置する。
【００２１】
続いて、レジスト所定の現像液で現像し、リンスして、図２（ｉ）に示すように、第２層目レジストパタ−ンである位相シフタ−用レジストパタ−ン１１を形成する。本説明では、ポジ型レジストを用いた例を図示してあり、図２（ｉ）において、非転写領域には第１層目の遮光膜パタ−ン７と第２層目レジストパタ−ン１１により重ね合わせ位置精度評価マ−ク１４が形成されており、その拡大平面図を図３（ｃ）に示す。非転写領域の第１層目パタ−ンのエッジ１２と第２層目レジストパタ−ンのエッジ１３を測定して重ね合わせ位置精度を求める。
【００２２】
本発明において、非転写領域に形成する第２層目レジストパタ−ンは図２（ｈ）に示すように、第１層目パタ−ン７のエッジ１２を避けて描画される。位置精度評価マ−ク１４の描画時の拡大断面図を図４（ａ）、現像後を図４（ｂ）に模式的に示す。図４（ａ）に拡大して示すように、位相シフタ−用パタ−ン描画１０が遮光膜パタ−ン７のエッジ１２を避けるため、本発明の製造方法による位置精度評価マ−ク１４は、以下に述べる図５に示すような他の製造方法による位置精度評価マ−クに比べ、高精度となる。
【００２３】
図４（ｂ）に示す本発明の位置精度評価マ−ク１４に対し、位置精度評価マ−クとして図５（ｂ）に示すように、第１層目パタ−ンの評価マ−クのエッジ５４が第２層目パタ−ンから露出している位置精度評価マ−ク５９もある。しかしながら、図５（ｂ）に示す評価マ−ク５９は、ポジ型レジストを用いた場合を例にとると、第１層目パタ−ンのエッジが第２層目パタ−ンから露出する形状にパタ−ン描画するには、図５（ａ）に示すように第１層目パタ−ンのエッジ５４にも位相シフタ−パタ−ン描画のエネルギ−線５５を照射する必要があり、このエッジ５４におけるエネルギ−線５５の乱反射５６の影響で、評価マ−クとして形成されたレジストパタ−ン５８の形状が精度の低いものとなってしまうことがある。
【００２４】
続いて、位置精度評価マ−ク１４を用いて、図３（ｃ）に示すＸ座標、Ｙ座標の描画位置精度を確認する。重ね合わせ位置精度の測定は、レ−ザ反射光を用いるマスク用微小寸法計測装置で行ない、マスク用微小寸法計測装置はレチクル表面側およびレチクル裏面側の両方から測定できる。
【００２５】
本発明においては、図２（ｉ）および図３（ｃ）に示すように、描画位置精度評価マ−クの第１層目の遮光膜パタ−ンのエッジ１２は第２層目レジストパタ−ン１１に覆われているが、レジストがレ−ザ光に透明性があるために、レチクル表面からのレ−ザ光を用いたマスク用微小寸法計測装置により、遮光膜パタ−ンとレジストパタ−ンの両方のエッジ検出が可能である。
【００２６】
さらに、本発明においては、２層目重ね合わせ描画、現像後の重ね合わせ位置精度評価マ−クにおいて、マスク用微小寸法計測装置によるレチクル裏面からの重ね合わせ位置精度の測定ができる。裏面からの測定では、エッジ面が同一平面であることにより焦点が合わせやすく、遮光膜クロムの反射率が高く、レジストの反射率が低いため、位置精度評価マ−クのコントラストの高い画像を得ることができる。
【００２７】
また、遮光膜に金属窒化膜を用いた場合、化学増幅型レジストはレジスト露光時に発生した酸が金属窒化膜に拡散して、遮光膜上のレジスト形状が裾引きになる傾向があるが、本発明の位置精度評価マ−クをなすレジストパタ−ンのエッジはガラス基板上であるので、上記の現象は生じず、レジスト形状は良好である。そのため、レジストエッジのシャ−プな観察が可能となり、高精度な検出ができる。このように画像解析装置による第１層目パタ−ンと第２層目レジストパタ−ンの両方のエッジ検出が容易なため、特に基板裏面からのレ−ザ光を用いたマスク用微小寸法計測装置による測定精度が高くなり、高精度に検出できる。
【００２８】
位置精度検査用のレ−ザ光による測定の結果、重ね合わせ描画位置精度が良好な場合は次のプロセスへ進める。また、もしも重ね合わせ描画位置精度が不良と判断された場合は、レジストを剥膜し、洗浄後、製造工程を図２（ｆ）に戻し、クロムレチクル８の上に再度上記のシフタ−用レジストを塗布し、描画し、現像を繰り返し、重ね合わせ描画位置精度が良くなるまで描画装置を調整し、やり直す。
【００２９】
重ね合わせ描画位置精度の良い場合は、図２（ｊ）に示すように、レジストパタ−ン１１とクロムパタ−ン７の開口部より露出した合成石英ガラス基板をフッ化カ−ボン系のガスを主成分とするエッチングガスにて所定の深さにまでドライエッチングし、基板掘り込み型の位相シフタ−１５を形成する。例えば、ＫｒＦエキシマレ−ザ（波長２４８ｎｍ）を使用する場合において１８０°位相をシフトさせるため、基板エッチング深さは約２４４ｎｍとする。
【００３０】
位相シフトレチクルにおいては、正確なエッチング深さの位相シフタ−層を形成するために、位相シフタ−完成後だけでなく、位相シフタ−をエッチングによる製造中も位相シフタ−としての位相差を測定管理して加工することが求められる。本発明の重ね合わせ位置精度評価マ−クまたはその評価マ−クを基にして形成される検査マ−クは、検査マ−ク形成の途中段階を含めて、製造中あるいは完成した位相シフトレチクルの位相差検査に使用することができる。
【００３１】
次に、残存するレジスト１１を酸素プラズマにより灰化する等の方法により除去し、図２（ｋ）に示すように、転写用パタ−ン１８を有する位相シフトレチクル１９を完成させる。
【００３２】
こうして完成した本発明の位相シフトレチクル１９は、転写用パタ−ン１８と同時に形成した位相シフトレチクルの検査マ−ク１７を、マスク用微小寸法計測装置もしくは走査型電子顕微鏡により測定することで、高性能な描画位置精度の品質保証が可能となる。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
図１および図２に示す製造方法にて位相シフトレチクルを製造した。図１（ａ）に示すように、光学研磨された６インチ角の超高純度合成石英ガラス基板１上に、約８００ｎｍ厚のクロム薄膜と、約４００ｎｍ厚の低反射クロム薄膜の２層構造クロム遮光膜２を形成したブランクス３を用意した。
【００３４】
次に、上記のブランクス３上に、電子線レジストとして化学増幅型レジスト（東京応化工業（株）製ＣＡＰ２０９）をスピンコ−ティング法により塗布し、１３０℃で２０分間の塗布後ベ−ク（プリベ−ク）し、図１（ｂ）に示すように、厚さ０．３μｍの均一なレジスト薄膜４を得た。
【００３５】
次に、上記の基板に常法に従って、電子線露光装置（（株）日立製作所製ＨＬ−８００Ｍ）によりパタ−ン描画５を行った（図１（ｃ））。この描画時に、図３（ａ）に示すような位相シフトパタ−ンの描画位置精度を確認するための第１の重ね合わせ位置精度評価マ−クＡを、マスク基板の非転写領域に１２個描画配置した。評価マ−クＡの大きさは、１５×１５μｍの正方形とした。露光時の加速電圧は２０ｋＶで、露光量は２．０μＣ／ｃｍ^２で露光した。
【００３６】
続いて、１３０℃にて２０分間の露光後ベ−ク（ＰＥＢ）を行なった後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、図１（ｄ）に示すように、レジストパタ−ン６を形成した。
【００３７】
続いて、レジストパタ−ン６の開口部より露出したクロム遮光膜を、ドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）で塩素ガスを主成分とするエッチングガスにてドライエッチングし（図１（ｅ））、次に、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、第１層目パタ−ンであるクロム遮光膜のレチクル８を形成した（図２（ｆ））。なお、この場合、非転写領域には、図３（ａ）に示す第１の重ね合わせ位置精度評価用マ−クＡが１２個形成されている。
【００３８】
続いて、このクロムレチクル８を検査し、必要によってはパタ−ンに修正を加え、洗浄した後、クロムパタ−ンを含む基板上にｉ線レジスト（東京応化工業（株）ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）をスピンコ−ティング法により塗布し、９０℃で３０分加熱処理して、厚さ約０．４μｍの均一なレジスト薄膜９を得た（図２（ｇ））。
【００３９】
次に、上記のレジスト塗布レチクル上に既に形成されている位相シフトパタ−ン描画用アライメントマ−クを６個検出し、クロム遮光膜パタ−ンとの位置合せを行なった後、常法に従ってレ−ザ露光装置（Ｅ−ＴＥＣ社製ＡＬＴＡ−３０００）により第２層目パタ−ンである位相シフトパタ−ンの描画１０を行なった（図２（ｈ））。この時、アライメントマ−クの検出においてはどれもエラ−の発生はなく、精度よく検出できた。位相シフトパタ−ン描画においては、図３（ｂ）に示すように、位相シフトパタ−ン描画位置精度確認用の第２の重ね合わせ位置精度評価マ−クＢを、マスク基板の非転写領域に１２個配置された各位置精度評価マ−ク（図３（ａ））Ａの所定の位置に配置した。評価マ−クＢは５×５μｍの正方形とした。この際の露光量は１００ｍＪ／ｃｍ^２で露光した。
【００４０】
続いて、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、図２（ｉ）に示すように、第２層目レジストパタ−ンである位相シフタ−用レジストパタ−ン１１を形成した。この段階で、重ね合わせ位置精度評価マ−ク１２の拡大平面図は図３（ｃ）に示す状態となっている。なお、位置精度評価マ−ク図３（ｂ）は、評価マ−ク図３（ａ）のエッジ部１２を避けて描画されていることから、エッジ部描画をする場合の方法に比べて、描画エネルギ−線の乱反射の影響を受けない高精度のマ−クが得られた。
【００４１】
続いて、図２（ｉ）および図３（ｃ）に示す状態で、本発明の重ね合わせ位置精度評価マ−ク１２でＸ座標、Ｙ座標の描画位置精度を確認した。マスク用微小寸法計測装置（ＯＡＩ社／石川島播磨重工業（株）製ＳｉＳＣＡＮＩＩ　Ｍ−７３２５ＴＱ）による裏面からの重ね合わせ位置精度測定を行ない、倍率８０００倍で計測し、これらの重ね合わせ位置精度の再現性が良いことを確認した。この結果、重ね合わせ描画位置精度が良好な場合は次のプロセスへ進めた。本実施例では位置制度は良好であったが、仮に、重ね合わせ描画位置精度が不良と判断された場合は、レジストを剥膜し、洗浄後、クロムパタ−ンの上に再度上記ｉ線レジストを塗布し、描画し、現像をし、重ね合わせ描画位置精度が良くなるまで描画装置を調整し、やり直せばよい。
【００４２】
重ね合わせ描画位置精度が良かったので、次に図２（ｊ）に示すように、位相シフタ−用レジストパタ−ン１１とクロム遮光膜パタ−ン７の開口部より露出した合成石英ガラス基板をフッ化カ−ボン系のガスを主成分とするエッチングガスにてドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でドライエッチングし、ＫｒＦエキシマレ−ザ（波長２４８ｎｍ）を使用する場合において１８０°位相をシフトさせるため、ガラス基板エッチング深さを約２４４ｎｍとして位相シフタ−１３を形成した。続いて、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、検査マ−ク１５と転写用パタ−ン１６を有する位相シフトレチクル１７を完成させた（図１（ｋ））。
【００４３】
こうして完成した本発明の位相シフトレチクル１７は、検査マ−ク１５を用いることにより、マスク用微小寸法計測装置（ＯＡＩ社／石川島播磨重工業（株）製）もしくは走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による描画位置精度測定において、高性能な描画位置精度の品質保証が可能であり、位相シフタ−部の位置検出精度が最大０．０２μｍという高精度なものであった。
【００４４】
さらに、検査マ−ク１５を用いて位相差測定装置（レ−ザ−テック（株）製ＭＰＭ−２４８）で位相を測定し、所定の位相差が得られていることを確認した。
【００４５】
（実施例２）
上記実施例１では、第２層目の重ね合わせ描画を行い、現像後、ガラス基板エッチング前の重ね合わせ位置精度評価マ−クをマスク用微小寸法計測装置を使用して裏面から測定した場合について説明したが、マスク用微小寸法計測装置を使用して表面から測定することも可能である。以下、マスク用微小寸法計測装置を使用し、基板表面から測定した場合についての実施例を説明する。重ね合わせ描画位置精度評価パタ−ンの形成までの工程は上記実施例１と同じである。重ね合わせ位置精度評価マ−クとしては、図６に示すマ−クを用いた。図６（ａ）は平面模式図、図６（ｂ）は断面模式図である。
【００４６】
合成石英ガラス基板上にクロム遮光膜とｉ線レジストにより重ね合わせ描画位置精度評価マ−ク６６を形成した後、マスク用微小寸法計測装置（ＯＡＩ社／石川島播磨重工業（株）製ＳｉＳＣＡＮＩＩ　Ｍ−７３２５）によりレ−ザ反射光を用いてレジスト膜面から重ね合わせ位置精度測定を行ない、これらの重ね合わせ位置精度の再現性が良いことを確認した。この結果、重ね合わせ描画位置精度が良好な場合は次のプロセスへ進めた。また、もしも重ね合わせ描画位置精度が不良と判断された場合は、レジストを剥膜し、洗浄後、クロムパタ−ンの上に再度上記ｉ線レジストを塗布し、描画し、現像をし、重ね合わせ描画位置精度が良くなるまで描画装置を調整し、やり直した。
【００４７】
重ね合わせ描画位置精度の良い場合は、続いてレジストパタ−ンとクロムパタ−ンの開口部より露出した合成石英ガラス基板をドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でドライエッチングし、ＫｒＦエキシマレ−ザ用として、基板エッチング深さを約２４４ｎｍとした後、残存レジストを灰化除去し、レチクルを完成させた。図７に位相シフトレチクルの検査マ−クを模式的に示す。図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は断面図である。
【００４８】
こうして完成した本発明の位相シフトレチクルは、位相シフタ−加工されたガラス基板とクロム遮光膜パタ−ンで構成された位相シフトレチクルの検査マ−ク７３を、マスク用微小寸法計測装置（ＯＡＩ社／石川島播磨重工業（株）製ＳｉＳＣＡＮＩＩ　Ｍ−７３２５）もしくは走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による描画位置精度測定で、高性能な描画位置精度の品質保証が可能であり、位相シフト部の位置検出精度が最大０．０２μｍという高精度なものであった。
【００４９】
（実施例３）
上記実施例では、２層目描画にｉ線レジストを使用した場合について説明したが、電子線レジストを使用してもよい。以下、２層目描画に電子線レジストを使用した場合についての実施例を説明する。クロムレチクルの形成までは実施例１と同じである。
【００５０】
クロムレチクルを形成した後、このレチクルを検査し、必要によりパタ−ンに修正を加えた後、洗浄し、クロムパタ−ンの上に電子線レジストとして化学増幅型レジスト（東京応化工業（株）ＣＡＰ２０９）を塗布し、塗布後ベ−ク（プリベ−ク）し、厚さ約０．３μｍの均一なレジスト薄膜を得た。
【００５１】
次に、この基板上に既に形成された位相シフトパタ−ン描画用アライメントマ−クを６個検出し、クロム層パタ−ンとの位置合せを行なった後、常法に従って電子線露光装置（（株）日立製作所製ＨＬ−８００Ｍ）により位相シフトパタ−ン描画を行なった。この時、アライメントマ−クの検出においてはどれもエラ−の発生はなく、精度よく検出できた。位相シフトパタ−ン描画においては、図３に示すように、位相シフトパタ−ン描画位置精度確認用の第２の重ね合わせ位置精度評価マ−クＢ（図３（ｂ））をマスク基板の非転写領域に１２個配置された各位置精度評価マ−クＡ（図３（ａ））の所定の位置に配置した。この際の加速電圧は２０ｋＶ、露光量は２．０μＣ／ｃｍ^２で露光した。
【００５２】
続いて、露光後ベ−ク（ＰＥＢ）後、アルカリ水溶液で現像し、純水リンスし、レジストパタ−ンを形成した。
【００５３】
続いて、本発明の重ね合わせ位置精度評価マ−クでＸ座標、Ｙ座標の描画位置精度を確認した。マスク用微小寸法計測装置（ＯＡＩ社／石川島播磨重工業（株）製ＳｉＳＣＡＮＩＩ　Ｍ−７３２５ＴＱ）による裏面からの重ね合わせ位置精度測定を行ない、これらの重ね合わせ位置精度の再現性が良いことが確認された。この結果、重ね合わせ描画位置精度が良好な場合は次のプロセスへ進めた。また、重ね合わせ描画位置精度が不良と判断された場合は、レジストを剥膜し、洗浄後、クロムパタ−ンを含む基板上に再度上記電子線レジストを塗布し、描画し、現像をし、重ね合わせ描画位置精度が良くなるまで描画装置を調整し、やり直した。
【００５４】
重ね合わせ描画位置精度の良い場合は、続いてドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でレジストパタ−ンとクロムの開口部より露出した合成石英ガラス基板をドライエッチングし、基板エッチング深さを約２４４ｎｍとした後、残存レジストを灰化除去し、レチクルを完成させた。
【００５５】
こうして完成した本発明の位相シフトレチクルは、位相シフトレチクルの検査マ−クをマスク用微小寸法計測装置（ＯＡＩ社／石川島播磨重工業（株）製ＳｉＳＣＡＮＩＩ　Ｍ−７３２５）もしくは走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による描画位置精度測定で、高性能な描画位置精度の品質保証が可能であり、位相シフタ−部の位置検出精度が最大０．０２μｍという高精度なものであった。
【００５６】
（実施例４）
上記実施例では、第１層目パタ−ンを電子線描画で形成した場合について説明したが、第１層目、第２層目ともにレ−ザ露光装置でパタ−ン形成してもよい。
【００５７】
実施例１と同じの２層構造クロム遮光膜を形成したブランクス上に、ｉ線レジスト（東京応化工業（株）ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）をスピンコ−ティング法により塗布し、９０℃で３０分加熱処理して、厚さ約０．４μｍの均一なレジスト薄膜を得た。
【００５８】
次に、レ−ザ露光装置（Ｅ−ＴＥＣ社製ＡＬＴＡ−３０００）により、上記の基板に転写用パタ−ンと位置合わせ精度評価マ−クのパタ−ン描画を行い、現像した後、レジストパタ−ンの開口部より露出したクロム遮光膜をエッチングし、次にレジストを除去してクロム遮光膜のレチクルを形成した。この場合、非転写領域には、重ね合わせ位置精度評価マ−クのクロム部分が１２個形成されている。
【００５９】
続いて、このクロムレチクルを検査し、必要によってはパタ−ンに修正を加え、洗浄した後、クロムパタ−ンの上に再びｉ線レジスト（東京応化工業（株）ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）を塗布し、レジスト薄膜を形成した。
【００６０】
次に、上記のレジスト塗布レチクル上に既に形成されている位相シフトパタ−ン描画用アライメントマ−クを６個検出し、クロム遮光膜パタ−ンとの位置合せを行なった後、レ−ザ露光装置により位相シフトパタ−ンの描画を行ない、現像し、第２層目のレジストパタ−ンを形成した。非転写領域には遮光膜パタ−ンとレジストパタ−ンよりなる重ね合わせ位置精度評価マ−ク９４が形成されている。
【００６１】
以後、マスク用微小寸法計測装置で基板表面から重ね合わせ位置精度を測定し、合成石英基板をエッチングし、レジストを除去して、位相シフトレチクルを完成させた。
【００６２】
完成した位相シフトレチクルは、検査マ−クを計測することにより高精度の描画位置精度の品質保証が可能である。
【００６３】
（実施例５）
実施例４において、２層目レジストとして電子線レジストを使用し、本発明の製造方法により位相シフトレチクルを製造した。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位相シフトレチクルの製造方法においては、第１層目パタ−ンを形成後、第２層目を重ね合わせ描画し、レジスト現像後の重ね合わせ位置精度評価マ−クの第１層目パタ−ンのエッジが第２層目レジストパタ−ンに覆われており、位置精度評価マ−クの第２層目レジストパタ−ンのエッジはレチクル表面側から見て露出している。第２層目レジストパタ−ンの描画の際に、第１層目パタ−ンに基づく乱反射の影響がなく、特にポジ型レジストを用いた場合にはレジスト形状が良好なため、裏面からのエッジ検出が容易で、重ね合わせ測定値の再現性が良く高精度測定ができる。本発明の位相シフトレチクルの製造方法を用いることで、信頼性の高い重ね合わせ位置描画精度の評価が可能となり、高精度の位相シフトレチクルを製造することができる。
【００６５】
さらに、重ね合わせ描画のやり直しが可能なことにより、重ね合わせ描画不良による位相シフトレチクルの不良率を低減させることができ、マスク製造納期およびコストを削減することができる。
【００６６】
また、本発明の製造方法による位相シフトレチクルの検査マ−クは、マスク用微小寸法計測装置もしくは走査型電子顕微鏡の、高性能な重ね合わせ描画位置精度測定による品質保証が可能であり、重ね合わせ描画位置精度の確認が高精度にでき、品質保証用マ−クとして使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相シフトレチクルの製造工程を示す断面図
【図２】図１に続く位相シフトレチクルの製造工程を示す断面図
【図３】本発明に関する重ね合わせ位置精度評価マ−クの一例を示す平面図
【図４】本発明に関する重ね合わせ位置精度評価マ−クのレジスト形状
【図５】本発明と異なる他の重ね合わせ位置精度評価マ−クのレジスト形状
【図６】実施例２における本発明の位相シフトレチクルの重ね合わせ位置精度評価用マ−ク
【図７】実施例２における本発明の位相シフトレチクルの検査マ−ク
【符号の説明】
Ａ　第１の重ね合わせ位置精度評価マ−ク
Ｂ　第２の重ね合わせ位置精度評価マ−ク
１　透明基板
２　遮光膜
３　マスクブランクス
４　遮光膜用レジスト薄膜
５　遮光膜用パタ−ン描画
６　遮光膜用レジストパタ−ン
７　遮光膜パタ−ン
８　クロムレチクル
９　位相シフタ−用レジスト薄膜
１０　位相シフタ−用パタ−ン描画
１１　位相シフタ−用レジストパタ−ン
１２　遮光膜パタ−ンのエッジ
１３　位相シフタ−用レジストパタ−ンのエッジ
１４　重ね合わせ位置精度評価マ−ク
１５　基板掘り込み型位相シフタ−
１６　位相シフタ−形成透明基板
１７　検査マ−ク
１８　転写用パタ−ン
１９　位相シフトレチクル
５１、６１　ガラス基板
５２、６２、７２　遮光膜パタ−ン
５３　レジスト
５４、６４　遮光膜パタ−ンのエッジ
５５　パタ−ン描画のエネルギ−線
５６　乱反射したエネルギ−線
５７、６３　第２層目レジストパタ−ン
５８　評価マ−クのレジストパタ−ン
５９、６６　重ね合わせ位置精度評価マ−ク
７１　位相シフタ−を形成したガラス基板
７３　検査マ−ク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a phase shift reticle, and more particularly, to a method for manufacturing a phase shift reticle with high overlay position accuracy.
[0002]
[Prior art]
With the miniaturization of semiconductor integrated circuit elements, the exposure wavelength in the lithography process has been shortened, and the phase shift exposure method using a phase shift reticle (also called a phase shift mask or phase shift photomask) has been widely used. It is becoming. In the phase shift reticle, a transparent film called a phase shifter for changing the phase of light is provided on a mask on which a pattern to be transferred is formed, and light having a changed phase through the phase shifter and light passing through the phase shifter. This is a technique for improving the resolving power by utilizing interference with light whose phase has not changed. In the phase shift exposure method, even if the same projection exposure apparatus is used, the resolution of the device pattern transferred from the reticle onto the wafer can be increased by changing the mask from a conventional reticle to a phase shift reticle. In addition, there is a great feature that the depth of focus can be increased.
[0003]
There are various types of phase shift reticles, such as a Levenson type, a halftone type and an auxiliary pattern type. In each type, a phase shifter is made of synthetic quartz glass or the like via a light shielding film pattern. A structure provided above a transparent substrate (referred to as a shifter-top type) and a structure provided by etching a transparent substrate such as a synthetic quartz glass to form a phase shifter portion (referred to as a substrate digging type or a substrate engraving type) ).
[0004]
The production of the phase shift reticle requires a two-layer pattern drawing step because the formation of the light-shielding film pattern of chrome or the like and the formation of the phase shift pattern are separately performed. In the case where the light-shielding film pattern is formed on the first layer, the second layer for forming the phase shift pattern performs the superimposition drawing with the previously formed light-shielding film pattern. It is not always easy to obtain a high degree of positional accuracy by one superposition drawing. In particular, in the case of a fine pattern, a high degree of superposition accuracy of the light-shielding film pattern and the phase shift pattern is required, and even the measurement of the superposition accuracy is very difficult. Further, with the recent miniaturization of LSI patterns, a high degree of superposition position accuracy has been required for a phase shift reticle.
[0005]
In a conventional method of manufacturing a phase shift reticle, the measurement of the overlay position accuracy is performed, for example, as described in Example 4 of JP-A-7-333164, after completion of the phase shift reticle. The purpose of this method is to measure the accuracy of the alignment of the drawing position between the substrate and the phase shifter.
However, as disclosed in JP-A-7-333164, in the method of measuring the overlay position accuracy after the completion of the phase shift reticle, if the position accuracy is not good, the phase shift reticle becomes defective, The production had to be repeated from the formation of the light-shielding film pattern. This is because, in the conventional manufacturing method, there is no manufacturing method of the phase shift reticle that checks the alignment accuracy of the drawing position from the manufacturing stage of the phase shift reticle. Therefore, there have been problems in terms of delivery time and cost of the phase shift reticle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem. The purpose is to enable accurate evaluation of the overlay position accuracy of the light-shielding film pattern and the phase shift pattern from the manufacturing stage of the phase shift reticle, and to manufacture the reticle if the overlay position accuracy is not good. The method relates to a method of manufacturing a phase shift reticle that allows rewriting of overlay drawing by repeating the steps in the middle of the step, and a method of manufacturing a phase shift reticle that enables accurate overlay evaluation even after the phase shift reticle is completed. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a phase shift reticle according to the first aspect of the present invention evaluates the accuracy of the position where a light shielding film pattern and a phase shift pattern are superimposed on the surface of a transparent substrate in a non-transfer area. In a method of manufacturing a phase shift reticle having an inspection mark, a first layer pattern is formed on the surface of the transparent substrate, and then a resist is applied to the surface of the substrate including the first layer pattern. After the second layer pattern is overlaid and drawn and developed to form a second layer resist pattern, the edges of the first layer pattern are covered with the second layer resist pattern. The overlay position accuracy evaluation mark is used to measure the overlay accuracy, and then the second layer pattern is formed.
[0008]
Further, a method of manufacturing a phase shift reticle according to the present invention uses the above-described overlay position accuracy evaluation mark, and the first layer pattern and the second layer resist pattern of the evaluation mark. The method is characterized in that both edges of the mask are measured from the reticle surface side by using a micro-size measuring device for a mask to measure the positional accuracy of the overlay drawing.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a phase shift reticle, wherein the overlay position accuracy evaluation mark is used and a first layer pattern and a second layer resist pattern of the evaluation mark are used. The present invention is characterized in that both edges are measured from the back side of the reticle by using a micro-size measuring device for a mask to measure the positional accuracy of overlay drawing.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a phase shift reticle, comprising measuring the positional accuracy of the superimposed drawing of the first layer pattern and the second layer resist pattern and determining that the pattern is defective. The second-layer resist pattern is peeled off, a resist is applied again on the substrate including the first-layer pattern, and the second-layer pattern is drawn by superposition. . According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a phase shift reticle, which enables rewriting of superimposition drawing, shortens a mask manufacturing period, and reduces manufacturing cost.
[0011]
The method for manufacturing a phase shift reticle according to the invention of claim 5 is characterized in that the overlay position accuracy evaluation mark or a pattern formed on the basis of the evaluation mark is used during the manufacture of the phase shift reticle or the phase shift reticle. It is characterized in that it is used for phase difference inspection after completion. Even without using the present pattern for transfer, a manufacturing method is provided by which the phase difference reticle can be inspected by measuring the pattern in the non-transfer area.
[0012]
A method of manufacturing a phase shift reticle according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that the first layer pattern is a light-shielding film pattern and the second layer pattern is a phase shift pattern. It is.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 subsequent to FIG. 1 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing a phase shift reticle according to the embodiment of the present invention.
[0014]
As shown in FIG. 1 (a), a mask in which a two-layer chromium light-shielding film 2 of, for example, a chromium thin film and a low-reflection chromium thin film is formed on a transparent substrate 1 made of optically polished ultra-high purity synthetic quartz glass or the like The blanks 3 are formed. In the present manufacturing process, the light-shielding film 2 will be described with a two-layer chromium, but the present invention can be applied to a mask blank, such as a single-layer or three-layer chromium, or another light-shielding film material, which is generally used for manufacturing a mask.
[0015]
Next, an electron beam resist or a photosensitive resist corresponding to an exposure apparatus such as an electron beam exposure apparatus or a laser exposure apparatus is applied on the mask blanks 3, and a bake (pre-bake) is performed for a predetermined time after the application. Then, as shown in FIG. 1B, a resist film 4 for a light shielding film having a uniform thickness is formed.
[0016]
Next, as shown in FIG. 1 (c), an electron beam or a laser exposure device is used to apply an energy beam such as an electron beam or a laser beam to the chromium light-shielding film. Pattern drawing 5 is performed. At the time of this drawing, a plurality of first superposition position accuracy evaluation marks A for checking the drawing position accuracy of the phase shift pattern as shown in FIG. 3A are drawn and arranged in the non-transfer area of the mask substrate. .
At the time of drawing, a plurality of drawing alignment marks are drawn and arranged in the non-transfer area. The shape of the alignment mark is not limited, but is preferably a pattern recommended by each drawing machine that detects the alignment mark and performs positioning when drawing the second layer.
[0017]
Subsequently, if necessary, a post-exposure bake (PEB: Post Exposure Bake) step is performed, if necessary, developed with a predetermined developing solution of the resist, and rinsed, as shown in FIG. 1D. Thus, the resist pattern 6 for the chrome light-shielding film is formed.
[0018]
Subsequently, the chrome light-shielding film exposed from the opening of the light-shielding film resist pattern 6 is etched to form a first-layer chrome light-shielding film pattern 7 as shown in FIG. Then, the resist remaining on the chromium is removed, and a reticle 8 of a chrome light-shielding film is formed as shown in FIG. For the etching of the chrome light-shielding film, a known wet etching or dry etching method is applied, and a predetermined resist removing method is used for the resist. In this case, a plurality of first overlay position accuracy evaluation marks A shown in FIG. 3A are formed in the non-transfer area.
[0019]
Subsequently, the chrome reticle 8 is inspected, if necessary, the pattern is modified, and after cleaning, a resist for forming a second-layer phase shifter is formed on the substrate including the chrome light-shielding film pattern. After coating and heat treatment (prebaking), a resist thin film 9 for phase shifter having a uniform thickness is formed as shown in FIG.
[0020]
Next, after detecting a plurality of drawing alignment marks already formed of the chrome light-shielding film on the resist coating reticle, and performing alignment with the chrome light-shielding film pattern 7, FIG. As shown in h), drawing 10 of a phase shift pattern is performed as a second layer pattern by an exposure apparatus according to a conventional method. In the phase shift pattern writing, as shown in FIG. 3B, a plurality of second overlay position accuracy evaluation marks B for confirming the phase shift pattern writing position accuracy are provided on a non-transfer area of the mask substrate. The position accuracy evaluation marks A are arranged at predetermined positions.
[0021]
Subsequently, the resist is developed with a predetermined developing solution and rinsed to form a resist pattern 11 for a phase shifter, which is a second-layer resist pattern, as shown in FIG. 2 (i). In this description, an example using a positive resist is shown. In FIG. 2 (i), the non-transfer area is formed by a first-layer light-shielding film pattern 7 and a second-layer resist pattern 11. The overlay position accuracy evaluation mark 14 is formed, and its enlarged plan view is shown in FIG. The edge 12 of the first layer pattern and the edge 13 of the second layer resist pattern in the non-transfer area are measured to determine the overlay position accuracy.
[0022]
In the present invention, the second-layer resist pattern formed in the non-transfer area is drawn so as to avoid the edge 12 of the first-layer pattern 7, as shown in FIG. FIG. 4A is an enlarged sectional view of the position accuracy evaluation mark 14 at the time of drawing, and FIG. As shown in the enlarged view of FIG. 4A, in order that the pattern drawing 10 for the phase shifter avoids the edge 12 of the light shielding film pattern 7, the position accuracy evaluation mark 14 according to the manufacturing method of the present invention is used. The accuracy is higher than that of a position accuracy evaluation mark by another manufacturing method as shown in FIG.
[0023]
In contrast to the position accuracy evaluation mark 14 of the present invention shown in FIG. 4 (b), as shown in FIG. 5 (b), a position accuracy evaluation mark of the first layer pattern is obtained. There is also a position accuracy evaluation mark 59 in which the edge 54 is exposed from the second layer pattern. However, the evaluation mark 59 shown in FIG. 5B has a shape in which the edge of the first layer pattern is exposed from the second layer pattern when a positive resist is used as an example. In order to draw a pattern, it is necessary to irradiate the energy ray 55 of the phase shifter pattern drawing to the edge 54 of the first layer pattern as shown in FIG. The shape of the resist pattern 58 formed as an evaluation mark may be low in accuracy due to the irregular reflection 56 of the energy ray 55 at the edge 54.
[0024]
Subsequently, using the position accuracy evaluation mark 14, the drawing position accuracy of the X coordinate and the Y coordinate shown in FIG. The measurement of the overlay position accuracy is performed by a mask micro-size measuring device using laser reflected light, and the mask micro-size measuring device can measure from both the reticle front side and the reticle back side.
[0025]
In the present invention, as shown in FIGS. 2 (i) and 3 (c), the edge 12 of the first-layer light-shielding film pattern of the drawing position accuracy evaluation mark is the second-layer resist pattern. However, since the resist is transparent to the laser light, a light-shielding film pattern and a resist pattern are formed by a mask micro-size measuring device using the laser light from the reticle surface. Edge detection is possible.
[0026]
Further, in the present invention, in the overlay position accuracy evaluation mark after the second layer overlay drawing and development, the overlay position accuracy from the back surface of the reticle can be measured by the mask micro-size measuring device. In the measurement from the back surface, since the edge surface is on the same plane, it is easy to focus, the reflectance of the light-shielding film chrome is high, and the reflectance of the resist is low, so that an image with high contrast of the position accuracy evaluation mark is obtained. be able to.
[0027]
Also, when a metal nitride film is used for the light-shielding film, the acid generated during exposure of the resist in the chemically amplified resist tends to diffuse into the metal nitride film and the resist shape on the light-shielding film tends to be skirted. Since the edge of the resist pattern forming the mark for evaluating position accuracy of the present invention is on the glass substrate, the above phenomenon does not occur, and the resist shape is good. Therefore, sharp observation of the resist edge becomes possible, and highly accurate detection is possible. As described above, since the edges of both the first layer pattern and the second layer resist pattern can be easily detected by the image analysis apparatus, especially, a micro-size measuring apparatus for a mask using laser light from the back surface of the substrate. Measurement accuracy increases, and detection can be performed with high accuracy.
[0028]
As a result of the measurement using the laser light for position accuracy inspection, if the overlay drawing position accuracy is good, the process proceeds to the next process. If it is determined that the accuracy of the overlay writing position is poor, the resist is stripped, washed, and the manufacturing process is returned to FIG. 2 (f), and the resist for the shifter is again placed on the chrome reticle 8. Is applied, drawn, and developed repeatedly, and the drawing device is adjusted until the overlay drawing position accuracy is improved, and the process is repeated.
[0029]
In the case where the overlay drawing position accuracy is good, as shown in FIG. 2 (j), the synthetic quartz glass substrate exposed from the openings of the resist pattern 11 and the chrome pattern 7 is mainly made of carbon fluoride gas. Dry etching is performed to a predetermined depth by using an etching gas as a component to form a phase-shifter 15 of a substrate digging type. For example, when using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), the substrate etching depth is set to about 244 nm in order to shift the phase by 180 °.
[0030]
In the phase shift reticle, in order to form a phase shifter layer with an accurate etching depth, the phase difference as a phase shifter is measured and managed not only after completion of the phase shifter but also during manufacturing by etching the phase shifter. Processing is required. The overlay position accuracy evaluation mark of the present invention or the inspection mark formed based on the evaluation mark is a phase shift reticle which is being manufactured or completed, including the middle stage of the inspection mark formation. Can be used for the phase difference inspection.
[0031]
Next, the remaining resist 11 is removed by a method such as incineration with oxygen plasma or the like, and a phase shift reticle 19 having a transfer pattern 18 is completed as shown in FIG.
[0032]
The phase shift reticle 19 of the present invention thus completed is obtained by measuring the inspection mark 17 of the phase shift reticle formed simultaneously with the transfer pattern 18 by using a micro-size measuring device for a mask or a scanning electron microscope. Quality assurance of high-performance drawing position accuracy can be achieved.
[0033]
【Example】
(Example 1)
A phase shift reticle was manufactured by the manufacturing method shown in FIGS. As shown in FIG. 1A, a chromium thin film having a thickness of about 800 nm and a low-reflection chromium thin film having a thickness of about 400 nm are formed on an optically polished 6 inch square ultra-high purity synthetic quartz glass substrate 1. A blank 3 on which the light shielding film 2 was formed was prepared.
[0034]
Next, a chemically amplified resist (CAP209 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied as an electron beam resist on the blanks 3 by a spin coating method, and the coating was performed at 130 ° C. for 20 minutes. 1) to obtain a uniform resist thin film 4 having a thickness of 0.3 μm as shown in FIG.
[0035]
Next, pattern drawing 5 was performed on the substrate by an electron beam exposure apparatus (HL-800M manufactured by Hitachi, Ltd.) according to a conventional method (FIG. 1C). At the time of this drawing, 12 first superposition position accuracy evaluation marks A for confirming the drawing position accuracy of the phase shift pattern as shown in FIG. 3A are drawn on the non-transfer area of the mask substrate. Placed. The size of the evaluation mark A was a square of 15 × 15 μm. The exposure was performed at an acceleration voltage of 20 kV and an exposure amount of 2.0 μC / cm ² .
[0036]
Subsequently, a post-exposure bake (PEB) at 130 ° C. for 20 minutes was performed, followed by development with an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component, and rinsing with pure water. As shown in d), a resist pattern 6 was formed.
[0037]
Subsequently, the chrome light-shielding film exposed from the opening of the resist pattern 6 is dry-etched with a dry etching apparatus (MEPS-6025 manufactured by ULVAC, Inc.) using an etching gas mainly containing chlorine gas (FIG. 5). 1 (e)) Then, the remaining resist was ashed and removed by oxygen plasma to form a reticle 8 of a chrome light-shielding film as a first layer pattern (FIG. 2 (f)). In this case, in the non-transfer area, 12 first overlay position accuracy evaluation marks A shown in FIG. 3A are formed.
[0038]
Subsequently, the chrome reticle 8 is inspected, the pattern is modified if necessary, and after cleaning, an i-line resist (THMR-iP3500, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is spin-coated on the substrate containing the chromium pattern. The coating was applied by a coating method, and heat-treated at 90 ° C. for 30 minutes to obtain a uniform resist thin film 9 having a thickness of about 0.4 μm (FIG. 2 (g)).
[0039]
Next, six phase shift pattern drawing alignment marks already formed on the resist coating reticle are detected and aligned with the chrome light-shielding film pattern. Drawing 10 of a phase shift pattern as a second layer pattern was performed by the exposure apparatus (ALTA-3000 manufactured by E-TEC) (FIG. 2 (h)). At this time, no error was detected in any of the alignment mark detection, and the alignment mark could be detected with high accuracy. In the phase shift pattern writing, as shown in FIG. 3B, a second overlay position accuracy evaluation mark B for confirming the phase shift pattern writing position accuracy is placed on the non-transfer area of the mask substrate. Each of the arranged position accuracy evaluation marks (FIG. 3A) was arranged at a predetermined position in A. The evaluation mark B was a 5 × 5 μm square. At this time, the exposure amount was 100 mJ / cm ² .
[0040]
Subsequently, the resist film was developed with an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component, and rinsed with pure water. As shown in FIG. 2 (i), a second layer resist pattern for a phase shifter was used. A resist pattern 11 was formed. At this stage, the enlarged plan view of the overlay position accuracy evaluation mark 12 is in the state shown in FIG. In addition, since the position accuracy evaluation mark FIG. 3B is drawn avoiding the edge portion 12 of the evaluation mark FIG. 3A, the position accuracy evaluation mark FIG. A highly accurate mark which is not affected by irregular reflection of the drawing energy ray was obtained.
[0041]
Subsequently, in the state shown in FIG. 2 (i) and FIG. 3 (c), the drawing position accuracy of the X coordinate and the Y coordinate was confirmed by the overlay position accuracy evaluation mark 12 of the present invention. The overlay position accuracy is measured from the back side using a micro-size measurement device for masks (OAI / Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd. SiSCANII M-7325TQ), and measured at a magnification of 8000 times, and the repeatability of these overlay position accuracy is measured. Confirmed that it was good. As a result, when the overlay drawing position accuracy was good, the process was advanced to the next process. In this embodiment, the positional accuracy was good. However, if it was determined that the overlay drawing position accuracy was poor, the resist was stripped, washed, and then the i-line resist was again applied on the chrome pattern. Coating, drawing, developing, adjusting the drawing apparatus until the overlay drawing position accuracy is improved, and performing the processing again.
[0042]
Since the overlay drawing position accuracy was good, the synthetic quartz glass substrate exposed from the openings of the resist pattern 11 for the phase shifter and the chrome light shielding film pattern 7 as shown in FIG. Dry etching with a dry etching apparatus (MEPS-6025 manufactured by ULVAC Film Co., Ltd.) using an etching gas containing a carbonized gas as a main component, and 180 when a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) is used. In order to shift the phase, the phase shifter 13 was formed with a glass substrate etching depth of about 244 nm. Subsequently, the remaining resist was ashed and removed by oxygen plasma to complete a phase shift reticle 17 having an inspection mark 15 and a transfer pattern 16 (FIG. 1 (k)).
[0043]
By using the inspection mark 15, the phase shift reticle 17 of the present invention thus completed can be manufactured by using a micro-size measuring device for a mask (OAI / Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd.) or a scanning electron microscope (Hitachi, Ltd.). In the drawing position accuracy measurement by S6280T manufactured by Seisakusho, quality assurance of high-performance drawing position accuracy was possible, and the position detection accuracy of the phase shifter was as high as 0.02 μm at the maximum.
[0044]
Further, the phase was measured with a phase difference measuring device (MPM-248 manufactured by Laser Tech Co., Ltd.) using the inspection mark 15, and it was confirmed that a predetermined phase difference was obtained.
[0045]
(Example 2)
In the first embodiment, the overlay drawing of the second layer is performed, and after the development, the overlay position accuracy evaluation mark before the etching of the glass substrate is measured from the back surface using the micro-size measuring device for a mask. Although described, it is also possible to measure from the surface using a micro-size measuring device for a mask. Hereinafter, an example in which measurement is performed from the substrate surface using a micro-size measuring device for a mask will be described. The steps up to the formation of the overlay drawing position accuracy evaluation pattern are the same as in the first embodiment. The mark shown in FIG. 6 was used as the overlay position accuracy evaluation mark. FIG. 6A is a schematic plan view, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view.
[0046]
After forming an overlay drawing position accuracy evaluation mark 66 on a synthetic quartz glass substrate using a chrome light-shielding film and an i-line resist, a micro-size measuring device for masks (OAI / SiSCANII M-7325 manufactured by Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd.) The measurement of the overlay position accuracy was performed from the resist film surface using the laser reflected light according to (1), and it was confirmed that the reproducibility of the overlay position accuracy was good. As a result, when the overlay drawing position accuracy was good, the process was advanced to the next process. If it is judged that the accuracy of the overlay drawing position is poor, the resist is stripped, washed, coated with the above-mentioned i-line resist again on the chrome pattern, drawn, developed, and overlapped. The drawing apparatus was adjusted until the drawing position accuracy was improved, and the operation was repeated.
[0047]
If the overlay position accuracy is good, then the synthetic quartz glass substrate exposed from the opening of the resist pattern and the chrome pattern is dry-etched by a dry etching apparatus (MEPS-6025 manufactured by ULVAC Film Co., Ltd.). For a KrF excimer laser, after the substrate etching depth was set to about 244 nm, the remaining resist was ashed and removed to complete the reticle. FIG. 7 schematically shows an inspection mark of the phase shift reticle. FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a cross-sectional view.
[0048]
The phase shift reticle of the present invention completed in this manner uses a phase shift reticle inspection mark 73 composed of a phase-shifted glass substrate and a chrome light-shielding film pattern as a mask fine dimension measuring device (OAI). / High-quality drawing position accuracy can be assured by drawing position accuracy measurement using a scanning electron microscope (S6280T manufactured by Hitachi, Ltd.) or a scanning electron microscope (SiSCANII M-7325 manufactured by Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd.). The position detection accuracy of the part was as high as 0.02 μm at the maximum.
[0049]
(Example 3)
In the above embodiment, the case where the i-line resist is used for drawing the second layer has been described, but an electron beam resist may be used. Hereinafter, an example in which an electron beam resist is used for drawing the second layer will be described. The steps up to the formation of the chrome reticle are the same as those in the first embodiment.
[0050]
After forming the chrome reticle, the reticle is inspected, the pattern is modified if necessary, washed, and a chemically amplified resist as an electron beam resist is formed on the chromium pattern (CAP209, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). ) Was applied and baked (prebaked) after application to obtain a uniform resist thin film having a thickness of about 0.3 μm.
[0051]
Next, six alignment marks for drawing a phase shift pattern already formed on the substrate are detected and aligned with the chrome layer pattern, and then an electron beam exposure apparatus (( Phase shift pattern drawing was performed by HL-800M manufactured by Hitachi, Ltd.). At this time, no error was detected in any of the alignment mark detection, and the alignment mark could be detected with high accuracy. In the phase shift pattern writing, as shown in FIG. 3, the second overlay position accuracy evaluation mark B (FIG. 3B) for confirming the phase shift pattern writing position accuracy is not transferred to the mask substrate. Each of the 12 position accuracy evaluation marks A (FIG. 3A) arranged in the area was arranged at a predetermined position. At this time, the exposure was performed at an acceleration voltage of 20 kV and an exposure amount of 2.0 μC / cm ² .
[0052]
Subsequently, after a post-exposure bake (PEB), the resist was developed with an aqueous alkali solution and rinsed with pure water to form a resist pattern.
[0053]
Subsequently, the drawing position accuracy of the X coordinate and the Y coordinate was confirmed by the overlay position accuracy evaluation mark of the present invention. The overlay position accuracy was measured from the back side using a micro-size measurement device for masks (OAI / Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd., SiSCANII M-7325TQ), and it was confirmed that the repeatability of these overlay position accuracy was good. . As a result, when the overlay drawing position accuracy was good, the process was advanced to the next process. If it is determined that the overlay drawing position accuracy is poor, the resist is stripped off, washed, and then the electron beam resist is applied again on the substrate including the chromium pattern, drawn, developed, and developed. The drawing apparatus was adjusted until the alignment drawing position accuracy was improved, and the processing was repeated.
[0054]
If the overlay position accuracy is good, the synthetic quartz glass substrate exposed from the resist pattern and the opening of chromium is then dry-etched by a dry etching apparatus (MEPS-6025 manufactured by ULVAC Film Co., Ltd.). After setting the depth to about 244 nm, the remaining resist was ashed and removed to complete the reticle.
[0055]
The phase shift reticle of the present invention completed in this way can be used as a mask for inspection of the phase shift reticle using a micro-size measuring device for mask (SiSCANII M-7325 manufactured by OAI / Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd.) or a scanning electron microscope ((Co., Ltd.) 3) The drawing position accuracy measurement by S6280T manufactured by Hitachi, Ltd. enabled high quality assurance of the drawing position accuracy at a high level, and the position detection accuracy of the phase shifter portion was as high as 0.02 μm at the maximum.
[0056]
(Example 4)
In the above embodiment, the case where the first layer pattern is formed by electron beam drawing has been described. However, both the first layer and the second layer may be formed by a laser exposure apparatus.
[0057]
An i-line resist (THMR-iP3500, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on a blank having the same two-layer chromium light-shielding film as in Example 1 by spin coating, and heat-treated at 90 ° C. for 30 minutes. Thus, a uniform resist thin film having a thickness of about 0.4 μm was obtained.
[0058]
Next, the pattern for transfer and the patterning of the alignment accuracy evaluation mark were drawn on the above substrate by a laser exposure apparatus (ALTA-3000 manufactured by E-TEC), developed, and developed. The chrome light-shielding film exposed from the opening of the anode was etched, and then the resist was removed to form a reticle of the chrome light-shielding film. In this case, twelve chrome portions of the overlay position accuracy evaluation mark are formed in the non-transfer area.
[0059]
Subsequently, the chrome reticle is inspected, if necessary, the pattern is modified, and after cleaning, an i-line resist (THMR-iP3500, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied again on the chrome pattern. A resist thin film was formed.
[0060]
Next, six phase shift pattern drawing alignment marks already formed on the resist coating reticle are detected and aligned with the chrome light-shielding film pattern. A phase shift pattern was drawn by the apparatus and developed to form a second layer resist pattern. In the non-transfer area, an overlay position accuracy evaluation mark 94 composed of a light shielding film pattern and a resist pattern is formed.
[0061]
Thereafter, the overlay position accuracy was measured from the substrate surface using a micro-size measuring device for a mask, the synthetic quartz substrate was etched, the resist was removed, and a phase shift reticle was completed.
[0062]
The completed phase shift reticle can guarantee the quality of the drawing position with high accuracy by measuring the inspection mark.
[0063]
(Example 5)
In Example 4, an electron beam resist was used as a second layer resist, and a phase shift reticle was manufactured by the manufacturing method of the present invention.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, in the manufacturing method of the phase shift reticle of the present invention, after forming the first layer pattern, the second layer is overlaid and drawn, and the overlay position accuracy evaluation mark after resist development is developed. The edge of the first layer pattern of the mark is covered with the second layer resist pattern, and the edge of the second layer resist pattern of the position accuracy evaluation mark is exposed when viewed from the reticle surface side. ing. When drawing the second layer resist pattern, there is no influence of irregular reflection based on the first layer pattern. Especially when a positive resist is used, the resist shape is good, so that edge detection from the back surface is performed. Is easy, the reproducibility of the superimposed measurement value is good, and high precision measurement can be performed. By using the phase shift reticle manufacturing method of the present invention, it is possible to evaluate the overlay position drawing accuracy with high reliability, and to manufacture a high-accuracy phase shift reticle.
[0065]
Furthermore, since the rewriting of the overlay drawing is possible, the defect rate of the phase shift reticle due to the overlay drawing failure can be reduced, and the delivery time and cost of mask production can be reduced.
[0066]
In addition, the inspection mark of the phase shift reticle by the manufacturing method of the present invention can guarantee the quality by high-performance overlay drawing position accuracy measurement of a mask fine dimension measuring device or a scanning electron microscope. The accuracy of the drawing position can be checked with high accuracy, and it can be used as a mark for quality assurance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a phase shift reticle of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a phase shift reticle subsequent to FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a resist shape of an overlay position accuracy evaluation mark according to the present invention. FIG. 5 is a resist shape of another overlay position accuracy evaluation mark different from the present invention. Mark for evaluating overlay position accuracy of phase shift reticle of the present invention in Example 2 [FIG. 7] Inspection mark of phase shift reticle of the present invention in Example 2 [Description of symbols]
A first overlay position accuracy evaluation mark B second overlay position accuracy evaluation mark 1 transparent substrate 2 light shielding film 3 mask blanks 4 light shielding film resist thin film 5 light shielding film pattern drawing 6 light shielding film Resist pattern 7 light-shielding film pattern 8 chrome reticle 9 resist film for phase shifter 10 pattern drawing for phase shifter 11 resist pattern for phase shifter 12 edge 13 of light-shielding film pattern 13 for phase shifter Edge 14 of resist pattern Mark for evaluating overlaying position accuracy 15 Substrate digging type phase shifter
16 Phase shifter-formed transparent substrate 17 Inspection mark 18 Transfer pattern 19 Phase shift reticle 51, 61 Glass substrate 52, 62, 72 Light shielding film pattern 53 Resist 54, 64 Light shielding film pattern edge 55 Energy line 56 for pattern drawing Energy lines 57, 63 diffusely reflected Second-layer resist pattern 58 Resist pattern 59, 66 for evaluation mark Superposition position accuracy evaluation mark 71 Forming phase shifter Glass substrate 73 inspection mark

Claims

In a method of manufacturing a phase shift reticle having an inspection mark capable of evaluating the overlay position accuracy of a light-shielding film pattern and a phase shift pattern on a surface of a transparent substrate in a non-transfer region, After forming the layer pattern, a resist is applied to the surface of the substrate including the first layer pattern, the second layer pattern is overlaid, drawn and developed, and the second layer resist pattern is formed. Is formed, the position accuracy of the overlay drawing is measured using an overlay position accuracy evaluation mark in which the edge of the first layer pattern is covered by the second layer resist pattern, and A method for manufacturing a phase shift reticle, comprising forming a second layer pattern.

Using the overlay position accuracy evaluation mark, the edges of both the first layer pattern and the second layer resist pattern of the evaluation mark are used from the reticle surface side using a micro-size measuring device for a mask. 2. The method for manufacturing a phase shift reticle according to claim 1, wherein the position accuracy of the overlay drawing is measured by using the method.

Using the overlay position accuracy evaluation mark, the edges of both the first layer pattern and the second layer resist pattern of the evaluation mark are used from the back side of the reticle using a micro-size measuring device for a mask. 2. The method for manufacturing a phase shift reticle according to claim 1, wherein the position accuracy of the overlay drawing is measured by using the method.

The position accuracy of the overlay drawing of the first layer pattern and the second layer resist pattern is measured, and when it is determined that the pattern is defective, the second layer resist pattern is peeled off, and the first layer is again formed. 4. The method for manufacturing a phase shift reticle according to claim 1, wherein a resist is applied on a substrate including an eye pattern, and an overlay drawing of a second layer pattern is performed.

The method according to claim 1, wherein the overlay position accuracy evaluation mark or a pattern formed based on the evaluation mark is used for a phase difference inspection during the manufacture of the phase shift reticle or after the phase shift reticle is completed. Shift reticle manufacturing method.

6. The phase shift reticle according to claim 1, wherein said first layer pattern is a light-shielding film pattern and said second layer pattern is a phase shift pattern. Production method.