JP2000258890A - 位相シフトマスクの製造方法および位相差測定方法 - Google Patents
位相シフトマスクの製造方法および位相差測定方法Info
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- JP2000258890A JP2000258890A JP5839799A JP5839799A JP2000258890A JP 2000258890 A JP2000258890 A JP 2000258890A JP 5839799 A JP5839799 A JP 5839799A JP 5839799 A JP5839799 A JP 5839799A JP 2000258890 A JP2000258890 A JP 2000258890A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ハーフトーン・マスクの製造におい
て、ハーフトーン膜の位相差を実パターンにより正確に
測定できるようにすることを最も主要な特徴とする。 【解決手段】たとえば、ハーフトーン・マスクを仕上げ
る前に、マスク本体の遮光膜パターン13’の一部を除
去し、ハーフトーン膜マスク部10aと遮光膜マスク部
10bとが混在する位相差測定用マスクを作成する。そ
して、このマスクの光学像を取得し、遮光膜マスク部1
0bのフォーカスの中心を原点としたときの、ハーフト
ーン膜マスク部10aのフォーカスの中心からのベスト
フォーカス位置のシフト量を導出して、実パターンでの
位相差の評価を行う。一方、光学像を取得した後に、マ
スク本体の遮光膜パターン13’をすべて除去すること
で、ハーフトーン膜12の位相差が明らかなハーフトー
ン・マスクを製造できる。
て、ハーフトーン膜の位相差を実パターンにより正確に
測定できるようにすることを最も主要な特徴とする。 【解決手段】たとえば、ハーフトーン・マスクを仕上げ
る前に、マスク本体の遮光膜パターン13’の一部を除
去し、ハーフトーン膜マスク部10aと遮光膜マスク部
10bとが混在する位相差測定用マスクを作成する。そ
して、このマスクの光学像を取得し、遮光膜マスク部1
0bのフォーカスの中心を原点としたときの、ハーフト
ーン膜マスク部10aのフォーカスの中心からのベスト
フォーカス位置のシフト量を導出して、実パターンでの
位相差の評価を行う。一方、光学像を取得した後に、マ
スク本体の遮光膜パターン13’をすべて除去すること
で、ハーフトーン膜12の位相差が明らかなハーフトー
ン・マスクを製造できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、位相シフトマス
クの製造方法および位相差測定方法に関するもので、特
に、ハーフトーン型の位相シフトマスク(以下、単にハ
ーフトーン・マスクと略記する)の製造に用いられるも
のである。
クの製造方法および位相差測定方法に関するもので、特
に、ハーフトーン型の位相シフトマスク(以下、単にハ
ーフトーン・マスクと略記する)の製造に用いられるも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、クロム(Cr)・マスク(Chrome
On Glass マスク)に代わるものとして、ハーフトーン
・マスクが注目されている。ハーフトーン・マスクは、
遮光パターンの寸法以外に、ハーフトーン膜の透過率と
位相差とを精度よく制御する必要がある。ハーフトーン
膜の透過率や位相差を所望の値に制御できていないハー
フトーン・マスクでは、ステッパの露光性能が著しく悪
化する可能性がある。特に、位相差が180度からずれ
ると、ステッパ露光時にレンズの収差の影響が、Cr・
マスクよりも増幅される場合がある。
On Glass マスク)に代わるものとして、ハーフトーン
・マスクが注目されている。ハーフトーン・マスクは、
遮光パターンの寸法以外に、ハーフトーン膜の透過率と
位相差とを精度よく制御する必要がある。ハーフトーン
膜の透過率や位相差を所望の値に制御できていないハー
フトーン・マスクでは、ステッパの露光性能が著しく悪
化する可能性がある。特に、位相差が180度からずれ
ると、ステッパ露光時にレンズの収差の影響が、Cr・
マスクよりも増幅される場合がある。
【0003】ハーフトーン・マスクにおけるハーフトー
ン膜の透過率は、分光光度計などで直に測定することが
可能である。しかし、位相差は、ハーフトーン膜の膜厚
や光学定数によって決定され、さらには、下地の石英基
板がRIE(Reactive Ion Etching)加工の際などに掘
り込まれる場合には、その掘り込みの量によっても変化
する。このため、クオリティ・チェック(QC)として
の正確な位相差を求めることは困難であった。
ン膜の透過率は、分光光度計などで直に測定することが
可能である。しかし、位相差は、ハーフトーン膜の膜厚
や光学定数によって決定され、さらには、下地の石英基
板がRIE(Reactive Ion Etching)加工の際などに掘
り込まれる場合には、その掘り込みの量によっても変化
する。このため、クオリティ・チェック(QC)として
の正確な位相差を求めることは困難であった。
【0004】ハーフトーン・マスクにおけるハーフトー
ン膜の位相差については、遮光パターン(実パターン)
の寸法が10μm程度の場合には、位相差測定装置を用
いることによって測定することが可能である。しかし、
寸法が1.5μm以下の遮光パターン(実パターン)の
場合には、たとえ、位相差測定装置を用いたとしても、
装置の構造上、不可能であった。
ン膜の位相差については、遮光パターン(実パターン)
の寸法が10μm程度の場合には、位相差測定装置を用
いることによって測定することが可能である。しかし、
寸法が1.5μm以下の遮光パターン(実パターン)の
場合には、たとえ、位相差測定装置を用いたとしても、
装置の構造上、不可能であった。
【0005】この場合、マスク上に10μm程度の寸法
のパターン(位相差QCパターン)を形成しておき、そ
の位相差を位相差測定装置で測定することによって、寸
法が1.5μm以下の遮光パターン(実パターン)での
位相差を間接的に測定することが考えられる。
のパターン(位相差QCパターン)を形成しておき、そ
の位相差を位相差測定装置で測定することによって、寸
法が1.5μm以下の遮光パターン(実パターン)での
位相差を間接的に測定することが考えられる。
【0006】しかしながら、ハーフトーン膜をRIE法
により加工する場合、10μm程度の寸法のパターンに
おける下地の石英基板の掘り込み量と、1.5μm以下
の寸法のパターンにおける下地の石英基板の掘り込み量
とが、必ずしも一致するとは限らない。したがって、位
相差QCパターンでの位相差と実パターンでの位相差と
で、測定の結果に違いが生じている可能性があった。
により加工する場合、10μm程度の寸法のパターンに
おける下地の石英基板の掘り込み量と、1.5μm以下
の寸法のパターンにおける下地の石英基板の掘り込み量
とが、必ずしも一致するとは限らない。したがって、位
相差QCパターンでの位相差と実パターンでの位相差と
で、測定の結果に違いが生じている可能性があった。
【0007】また、ハーフトーン・マスクにおいては、
シフタの位相差が180度からずれると、ステッパ露光
時のベストフォーカス位置がフォーカスの中心からずれ
るという性質を利用して、ハーフトーン膜の位相差を見
積もることが可能である。ステッパ露光時のベストフォ
ーカス位置のずれは、像質検査装置によって観測するこ
とができる。
シフタの位相差が180度からずれると、ステッパ露光
時のベストフォーカス位置がフォーカスの中心からずれ
るという性質を利用して、ハーフトーン膜の位相差を見
積もることが可能である。ステッパ露光時のベストフォ
ーカス位置のずれは、像質検査装置によって観測するこ
とができる。
【0008】しかしながら、シフタの位相差が180度
のときの、ハーフトーン・マスクにおけるベストフォー
カス位置、いわば原点のフォーカス位置(フォーカスの
原点)がどこにあるのかがわからなければ、シフタの位
相差が180度からずれたときの、フォーカスの中心の
変化量(フォーカスの中心からのベストフォーカス位置
のシフト量)を求めることはできない。
のときの、ハーフトーン・マスクにおけるベストフォー
カス位置、いわば原点のフォーカス位置(フォーカスの
原点)がどこにあるのかがわからなければ、シフタの位
相差が180度からずれたときの、フォーカスの中心の
変化量(フォーカスの中心からのベストフォーカス位置
のシフト量)を求めることはできない。
【0009】特に、ベストフォーカス位置のシフト量
は、たとえば図6に示すように、0.2(×4)μm付
近と0.3(×4)μm付近のマスク寸法では、ベスト
フォーカス位置のシフト量から、ハーフトーン膜の位相
差を導出することは困難であった。
は、たとえば図6に示すように、0.2(×4)μm付
近と0.3(×4)μm付近のマスク寸法では、ベスト
フォーカス位置のシフト量から、ハーフトーン膜の位相
差を導出することは困難であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、実パターンよりもパターンの大きな位相差
QCパターンを測定することによって、または、ステッ
パ露光時のベストフォーカス位置のずれを観測すること
によって、ハーフトーン・マスクにおけるハーフトーン
膜の位相差を測定することが可能であるものの、いずれ
の場合も、実パターンにおける位相差を測定するもので
はなかったため、正確性にかけるという問題があった。
においては、実パターンよりもパターンの大きな位相差
QCパターンを測定することによって、または、ステッ
パ露光時のベストフォーカス位置のずれを観測すること
によって、ハーフトーン・マスクにおけるハーフトーン
膜の位相差を測定することが可能であるものの、いずれ
の場合も、実パターンにおける位相差を測定するもので
はなかったため、正確性にかけるという問題があった。
【0011】そこで、この発明は、位相シフト膜の位相
差を実パターンにより正確に測定でき、特に、微小な実
パターンでの位相差の正確な測定が可能な、位相シフト
マスクの製造方法および位相差測定方法を提供すること
を目的としている。
差を実パターンにより正確に測定でき、特に、微小な実
パターンでの位相差の正確な測定が可能な、位相シフト
マスクの製造方法および位相差測定方法を提供すること
を目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の位相シフトマスクの製造方法にあって
は、基板上に位相シフト膜および遮光膜を順次積層形成
させる工程と、前記位相シフト膜および前記遮光膜をパ
ターニングする工程と、前記基板上の一部領域におい
て、前記位相シフト膜のパターン上の前記遮光膜を除去
し、遮光膜マスク部および位相シフト膜マスク部を形成
する工程と、前記遮光膜マスク部および前記位相シフト
膜マスク部の光学像を取得した後、前記遮光膜を除去す
る工程とを備えてなる。
めに、この発明の位相シフトマスクの製造方法にあって
は、基板上に位相シフト膜および遮光膜を順次積層形成
させる工程と、前記位相シフト膜および前記遮光膜をパ
ターニングする工程と、前記基板上の一部領域におい
て、前記位相シフト膜のパターン上の前記遮光膜を除去
し、遮光膜マスク部および位相シフト膜マスク部を形成
する工程と、前記遮光膜マスク部および前記位相シフト
膜マスク部の光学像を取得した後、前記遮光膜を除去す
る工程とを備えてなる。
【0013】また、この発明の位相シフトマスクの位相
差測定方法にあっては、同一基板上に形成された、遮光
膜のパターンを有する遮光膜マスク部、および、位相シ
フト膜のパターンを有する位相シフト膜マスク部の光学
像を取得する工程と、前記光学像より、前記位相シフト
膜マスク部の、前記位相シフト膜のパターンの、露光時
のフォーカスの中心からのシフト量を算出する工程と、
前記シフト量にもとづく、デフォーカス時のパターンの
寸法変化量から、前記位相シフト膜のパターンの位相差
を評価する工程とを備えてなる。
差測定方法にあっては、同一基板上に形成された、遮光
膜のパターンを有する遮光膜マスク部、および、位相シ
フト膜のパターンを有する位相シフト膜マスク部の光学
像を取得する工程と、前記光学像より、前記位相シフト
膜マスク部の、前記位相シフト膜のパターンの、露光時
のフォーカスの中心からのシフト量を算出する工程と、
前記シフト量にもとづく、デフォーカス時のパターンの
寸法変化量から、前記位相シフト膜のパターンの位相差
を評価する工程とを備えてなる。
【0014】この発明の位相シフトマスクの製造方法お
よび位相差測定方法によれば、同一基板上に遮光膜マス
ク部と位相シフト膜マスク部とを混在できるようにな
る。これにより、位相シフト膜の位相差を実パターンに
よって直接的に測定することが可能となるものである。
よび位相差測定方法によれば、同一基板上に遮光膜マス
ク部と位相シフト膜マスク部とを混在できるようにな
る。これにより、位相シフト膜の位相差を実パターンに
よって直接的に測定することが可能となるものである。
【0015】より具体的には、遮光膜マスク部では位相
シフト量(シフタの位相差)がなく、ステッパ露光時の
ベストフォーカス位置がフォーカスの中心からずれるこ
とはない。そこで、同一基板上に混在する遮光膜マスク
部および位相シフト膜マスク部の光学像をもとに、遮光
膜マスク部のフォーカスの中心をフォーカスの原点とし
たときの、このフォーカスの原点からの、位相シフト膜
マスク部のフォーカスの中心のずれ量(フォーカスの中
心からのベストフォーカス位置のシフト量)を導出する
ことで、実パターンでの位相差の測定が可能となる。
シフト量(シフタの位相差)がなく、ステッパ露光時の
ベストフォーカス位置がフォーカスの中心からずれるこ
とはない。そこで、同一基板上に混在する遮光膜マスク
部および位相シフト膜マスク部の光学像をもとに、遮光
膜マスク部のフォーカスの中心をフォーカスの原点とし
たときの、このフォーカスの原点からの、位相シフト膜
マスク部のフォーカスの中心のずれ量(フォーカスの中
心からのベストフォーカス位置のシフト量)を導出する
ことで、実パターンでの位相差の測定が可能となる。
【0016】しかも、遮光膜マスク部および位相シフト
膜マスク部の光学像を取得した後に、位相シフトマスク
の本体部分の遮光膜のパターンを除去することによっ
て、実パターンでの位相差が明らかな位相シフトマスク
を製造できる。
膜マスク部の光学像を取得した後に、位相シフトマスク
の本体部分の遮光膜のパターンを除去することによっ
て、実パターンでの位相差が明らかな位相シフトマスク
を製造できる。
【0017】なお、光学像の取得は、σ=0.6以下の
低σの照明条件で行うことで、より大きなシフト量を得
ることができる。また、デフォーカスした際のパターン
寸法の変化量(ΔCD/Δフォーカス)は180度から
の位相差のずれ量に比例するため、位相差を導出する際
の測定量として適している。
低σの照明条件で行うことで、より大きなシフト量を得
ることができる。また、デフォーカスした際のパターン
寸法の変化量(ΔCD/Δフォーカス)は180度から
の位相差のずれ量に比例するため、位相差を導出する際
の測定量として適している。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【0019】図1は、本発明の実施の一形態にかかる、
ハーフトーン・マスクの製造方法を概略的に示すもので
ある。なお、ここでは、DUV(Deep Ultra Violet ex
pose)ステッパ用のハーフトーン・マスクにおける、コ
ンタクトホールの形成について説明する。
ハーフトーン・マスクの製造方法を概略的に示すもので
ある。なお、ここでは、DUV(Deep Ultra Violet ex
pose)ステッパ用のハーフトーン・マスクにおける、コ
ンタクトホールの形成について説明する。
【0020】先ず、ハーフトーン・マスクを形成するた
めのブランクス(マスク材)10を用意する。ブランク
ス10は、たとえば、石英基板11上に、ハーフトーン
膜(位相シフト膜)12および遮光膜13を介して、レ
ジスト膜14aが積層されてなる構成とされている(同
図(a)参照)。
めのブランクス(マスク材)10を用意する。ブランク
ス10は、たとえば、石英基板11上に、ハーフトーン
膜(位相シフト膜)12および遮光膜13を介して、レ
ジスト膜14aが積層されてなる構成とされている(同
図(a)参照)。
【0021】上記ハーフトーン膜12としては、たとえ
ば、モリブデン・シリサイド(MoSi)の窒化物また
は酸化物または窒化酸化物、クロム・オキシ・ナイトラ
イド(CrON)、Crのフッ化物またはCrのフッ化
酸化物、シリコン・ナイトライド(SiN)、または、
タングステン・シリサイド(WSi)の窒化物または酸
化物または窒化酸化物などが用いられる。
ば、モリブデン・シリサイド(MoSi)の窒化物また
は酸化物または窒化酸化物、クロム・オキシ・ナイトラ
イド(CrON)、Crのフッ化物またはCrのフッ化
酸化物、シリコン・ナイトライド(SiN)、または、
タングステン・シリサイド(WSi)の窒化物または酸
化物または窒化酸化物などが用いられる。
【0022】上記遮光膜13は、ステッパ露光時の漏れ
光を防止するためのもので、たとえば、Crと酸化Cr
との積層膜からなり、550オングストローム程度の膜
厚(500〜1100オングストローム厚程度が適当)
で設けられる。
光を防止するためのもので、たとえば、Crと酸化Cr
との積層膜からなり、550オングストローム程度の膜
厚(500〜1100オングストローム厚程度が適当)
で設けられる。
【0023】次いで、上記レジスト膜14aを、たとえ
ば、1.0μm程度のホールパターンを形成すべくパタ
ーニングした後、そのレジスト膜14aをマスクに上記
遮光膜13をエッチングして、遮光膜パターン13’を
形成する(同図(b)参照)。
ば、1.0μm程度のホールパターンを形成すべくパタ
ーニングした後、そのレジスト膜14aをマスクに上記
遮光膜13をエッチングして、遮光膜パターン13’を
形成する(同図(b)参照)。
【0024】次いで、上記レジスト膜14aおよび上記
遮光膜パターン13’をマスクに上記ハーフトーン膜1
2をエッチングして、ハーフトーン膜パターン12’を
形成する(同図(c)参照)。
遮光膜パターン13’をマスクに上記ハーフトーン膜1
2をエッチングして、ハーフトーン膜パターン12’を
形成する(同図(c)参照)。
【0025】次いで、上記レジスト膜14aを剥離した
後、再度、レジスト膜14bを全面に塗布する。そし
て、マスク本体の一部に対応する部分の、上記レジスト
膜14bを、レーザリペア装置などを用いて露光を行
い、その後、現像する(同図(d)参照)。
後、再度、レジスト膜14bを全面に塗布する。そし
て、マスク本体の一部に対応する部分の、上記レジスト
膜14bを、レーザリペア装置などを用いて露光を行
い、その後、現像する(同図(d)参照)。
【0026】次いで、上記レジスト膜14bをマスク
に、上記遮光膜パターン13’の一部、つまり、マスク
本体の一部に対応する部分の、上記遮光膜13をウェッ
トエッチングなどにより除去する。また、上記遮光膜1
3を除去した後、さらに、上記レジスト膜14bをすべ
て除去する(同図(e)参照)。
に、上記遮光膜パターン13’の一部、つまり、マスク
本体の一部に対応する部分の、上記遮光膜13をウェッ
トエッチングなどにより除去する。また、上記遮光膜1
3を除去した後、さらに、上記レジスト膜14bをすべ
て除去する(同図(e)参照)。
【0027】これにより、同一の石英基板11上に、上
記ハーフトーン膜パターン(実パターン)12’からな
るハーフトーン膜マスク部(位相シフト膜マスク部)1
0aと、上記遮光膜パターン(実パターン)13’から
なる遮光膜マスク部10bとを混在させて形成すること
ができる。
記ハーフトーン膜パターン(実パターン)12’からな
るハーフトーン膜マスク部(位相シフト膜マスク部)1
0aと、上記遮光膜パターン(実パターン)13’から
なる遮光膜マスク部10bとを混在させて形成すること
ができる。
【0028】こうして、ハーフトーン膜マスク部10a
と遮光膜マスク部10bとが形成されたブランクス10
を位相差測定用のマスクとし、ステッパ露光をシミュレ
ートする顕微鏡により、このマスクに対する空間光学像
を直に取得することによって、上記ハーフトーン膜パタ
ーン12’での位相差の評価が行われる。評価の具体的
な方法については、後述する。
と遮光膜マスク部10bとが形成されたブランクス10
を位相差測定用のマスクとし、ステッパ露光をシミュレ
ートする顕微鏡により、このマスクに対する空間光学像
を直に取得することによって、上記ハーフトーン膜パタ
ーン12’での位相差の評価が行われる。評価の具体的
な方法については、後述する。
【0029】上記空間光学像を取得した後においては、
再度、レジスト膜14cを全面に塗布する。そして、遮
光枠を描画した後に、現像処理を施すことにより、マス
ク本体に対応する部分の、上記レジスト膜14cを除去
する(同図(f)参照)。
再度、レジスト膜14cを全面に塗布する。そして、遮
光枠を描画した後に、現像処理を施すことにより、マス
ク本体に対応する部分の、上記レジスト膜14cを除去
する(同図(f)参照)。
【0030】次いで、上記レジスト膜14cをマスク
に、マスク本体に対応する部分の、上記遮光膜パターン
13’をウェットエッチングなどによりすべて除去する
(同図(g)参照)。この場合、上記遮光枠の部分に遮
光膜パターン13’(または、遮光膜13)を残すこと
で、ステッパにおいて、ショット範囲を決定する際の機
械的な精度の不良による、マスク本体外からの漏れ光を
も防止できる。
に、マスク本体に対応する部分の、上記遮光膜パターン
13’をウェットエッチングなどによりすべて除去する
(同図(g)参照)。この場合、上記遮光枠の部分に遮
光膜パターン13’(または、遮光膜13)を残すこと
で、ステッパにおいて、ショット範囲を決定する際の機
械的な精度の不良による、マスク本体外からの漏れ光を
も防止できる。
【0031】次いで、上記レジスト膜14cを剥離する
とともに、洗浄処理を行うことにより、上記ハーフトー
ン膜パターン12’での位相差が明らかな、1.0μm
程度のコンタクトホールパターンを有する、ハーフトー
ン・マスクが完成する(同図(h)参照)。
とともに、洗浄処理を行うことにより、上記ハーフトー
ン膜パターン12’での位相差が明らかな、1.0μm
程度のコンタクトホールパターンを有する、ハーフトー
ン・マスクが完成する(同図(h)参照)。
【0032】次に、上記ハーフトーン膜パターン12’
での位相差の評価の方法について、説明する。
での位相差の評価の方法について、説明する。
【0033】図2は、ハーフトーン膜マスク部10aと
遮光膜マスク部10bとが形成されたブランクス10を
位相差測定用のマスク(図1(e)参照)とし、直接、
ステッパ露光をシミュレートする顕微鏡により取得され
た空間光学像(マスクの光強度プロファイル(フォーカ
ス依存性))を概略的に示すものである。
遮光膜マスク部10bとが形成されたブランクス10を
位相差測定用のマスク(図1(e)参照)とし、直接、
ステッパ露光をシミュレートする顕微鏡により取得され
た空間光学像(マスクの光強度プロファイル(フォーカ
ス依存性))を概略的に示すものである。
【0034】なお、この空間光学像は、たとえば、図1
(e)に示す範囲IIの部分に略対応している。
(e)に示す範囲IIの部分に略対応している。
【0035】また、上記空間光学像は、より大きなシフ
ト量を得るために、たとえば、σ=0.3、および、N
A(レンズの開口数)=0.6の、低σ(σ=0.6以
下)の照明条件下にて取得されたものとなっている。
ト量を得るために、たとえば、σ=0.3、および、N
A(レンズの開口数)=0.6の、低σ(σ=0.6以
下)の照明条件下にて取得されたものとなっている。
【0036】図3は、上記空間光学像より算出される、
位相差が175deg、180deg、185degの
ときの、それぞれの、フォーカスとウェーハ上でのコン
タクトホール寸法(Critical Dimension)との関係(6
%,1.0μm)を概略的に示すものである。
位相差が175deg、180deg、185degの
ときの、それぞれの、フォーカスとウェーハ上でのコン
タクトホール寸法(Critical Dimension)との関係(6
%,1.0μm)を概略的に示すものである。
【0037】なお、この場合、ウェーハ上のレジスト膜
が、マスク上でのコンタクトホール寸法と同じパターン
寸法(ホールサイズ)に仕上がるように、ステッパの閾
値(マスクバイアス=0)が選択されるようになってい
る。
が、マスク上でのコンタクトホール寸法と同じパターン
寸法(ホールサイズ)に仕上がるように、ステッパの閾
値(マスクバイアス=0)が選択されるようになってい
る。
【0038】また、この場合の、ウェーハ上でのパター
ン寸法は、マスク上でのコンタクトホール寸法の略1/
4倍(×4 on Mask)となっている。
ン寸法は、マスク上でのコンタクトホール寸法の略1/
4倍(×4 on Mask)となっている。
【0039】この図からも明らかなように、ベストフォ
ーカス位置のシフト量(各曲線におけるピーク位置)
は、180度(フォーカスの原点)からの位相差のずれ
量に応じて変化する。
ーカス位置のシフト量(各曲線におけるピーク位置)
は、180度(フォーカスの原点)からの位相差のずれ
量に応じて変化する。
【0040】図4は、ウェーハ上でのコンタクトホール
寸法に対する、ΔCDとΔフォーカスとの比(ΔCD/
Δフォーカス)の依存性を概略的に示すものである。
寸法に対する、ΔCDとΔフォーカスとの比(ΔCD/
Δフォーカス)の依存性を概略的に示すものである。
【0041】なお、実線によって、位相差が170de
g、175deg、180deg、185deg、19
0degのときの計算値を、また、破線によって、30
%のオーバエッチングをかけてハーフトーン膜パターン
12’の形成を行ったときの実測値と、45%のオーバ
エッチングをかけてハーフトーン膜12’の形成を行っ
たときの実測値とを、それぞれ示している。
g、175deg、180deg、185deg、19
0degのときの計算値を、また、破線によって、30
%のオーバエッチングをかけてハーフトーン膜パターン
12’の形成を行ったときの実測値と、45%のオーバ
エッチングをかけてハーフトーン膜12’の形成を行っ
たときの実測値とを、それぞれ示している。
【0042】また、この場合の、ウェーハ上でのパター
ン寸法は、マスク上でのコンタクトホール寸法の略1/
4倍(×4 on Mask)となっている。
ン寸法は、マスク上でのコンタクトホール寸法の略1/
4倍(×4 on Mask)となっている。
【0043】この図から、デフォーカスした際のパター
ン寸法の変化量(ΔCD/Δフォーカス)は、180度
からの位相差のずれ量に比例する量となり、いずれの場
合(オーバエッチング量が30%の場合と45%の場
合)も、ハーフトーン膜パターン12’の位相差は18
0度±5度以内にあることが見て取れる。
ン寸法の変化量(ΔCD/Δフォーカス)は、180度
からの位相差のずれ量に比例する量となり、いずれの場
合(オーバエッチング量が30%の場合と45%の場
合)も、ハーフトーン膜パターン12’の位相差は18
0度±5度以内にあることが見て取れる。
【0044】このように、ステッパ露光時のベストフォ
ーカス位置がフォーカスの中心からずれることのない、
遮光膜マスク部10bのフォーカスの中心をフォーカス
の原点としたときの、このフォーカスの原点からの、ハ
ーフトーン膜マスク部10aのフォーカスの中心からの
ベストフォーカス位置のシフト量を導出することによっ
て、ハーフトーン膜パターン12’の位相差を実パター
ンにより正確に評価できる。したがって、下地の石英基
板11の掘り込みの量にかかわらず、1.0μm程度の
実パターンでの位相差の測定が容易に可能となるもので
ある。
ーカス位置がフォーカスの中心からずれることのない、
遮光膜マスク部10bのフォーカスの中心をフォーカス
の原点としたときの、このフォーカスの原点からの、ハ
ーフトーン膜マスク部10aのフォーカスの中心からの
ベストフォーカス位置のシフト量を導出することによっ
て、ハーフトーン膜パターン12’の位相差を実パター
ンにより正確に評価できる。したがって、下地の石英基
板11の掘り込みの量にかかわらず、1.0μm程度の
実パターンでの位相差の測定が容易に可能となるもので
ある。
【0045】また、空間光学像を取得した後に、マスク
本体の遮光膜パターン13’をすべて除去することによ
り、ハーフトーン膜パターン12’の位相差が明らかな
ハーフトーン・マスクを製造できるものである。
本体の遮光膜パターン13’をすべて除去することによ
り、ハーフトーン膜パターン12’の位相差が明らかな
ハーフトーン・マスクを製造できるものである。
【0046】上記したように、石英基板上に遮光膜マス
ク部とハーフトーン膜マスク部とを混在できるようにし
ている。
ク部とハーフトーン膜マスク部とを混在できるようにし
ている。
【0047】すなわち、マスク本体の遮光膜パターンの
すべてを除去してハーフトーン・マスクを仕上げる前
に、マスク本体の遮光膜パターンの一部を除去すること
により、位相差測定用のマスクとして利用できるように
している。
すべてを除去してハーフトーン・マスクを仕上げる前
に、マスク本体の遮光膜パターンの一部を除去すること
により、位相差測定用のマスクとして利用できるように
している。
【0048】これにより、位相差測定用マスク上に、遮
光膜マスク部とハーフトーン膜マスク部とを混在させる
ことが可能となるため、遮光膜マスク部のフォーカスの
中心を原点としたときの、ハーフトーン膜マスク部のフ
ォーカスの中心からのベストフォーカス位置のシフト量
を導出することによって、実パターンでの位相差の評価
が行えるようになる。
光膜マスク部とハーフトーン膜マスク部とを混在させる
ことが可能となるため、遮光膜マスク部のフォーカスの
中心を原点としたときの、ハーフトーン膜マスク部のフ
ォーカスの中心からのベストフォーカス位置のシフト量
を導出することによって、実パターンでの位相差の評価
が行えるようになる。
【0049】したがって、ハーフトーン膜の位相差を実
パターンによって直接的に測定することが可能となり、
微小な実パターンでの位相差をも正確に測定できるよう
になるものである。
パターンによって直接的に測定することが可能となり、
微小な実パターンでの位相差をも正確に測定できるよう
になるものである。
【0050】特に、位相差測定用マスクの、ウェーハ上
への転写を行うようにした場合には、たとえば、同一マ
スク上でハーフトーン膜パターンと遮光膜パターンとを
評価するのに有効である。
への転写を行うようにした場合には、たとえば、同一マ
スク上でハーフトーン膜パターンと遮光膜パターンとを
評価するのに有効である。
【0051】なお、上記した実施の形態においては、レ
ジスト膜および遮光膜パターンをマスクにハーフトーン
膜をエッチングして、ハーフトーン膜パターンを形成し
た後にレジスト膜を剥離するようにした場合を例に説明
したが、これに限らず、たとえばレジスト膜を剥離した
後に、遮光膜パターンをマスクにしてハーフトーン膜パ
ターンを形成するようにすることも可能である。
ジスト膜および遮光膜パターンをマスクにハーフトーン
膜をエッチングして、ハーフトーン膜パターンを形成し
た後にレジスト膜を剥離するようにした場合を例に説明
したが、これに限らず、たとえばレジスト膜を剥離した
後に、遮光膜パターンをマスクにしてハーフトーン膜パ
ターンを形成するようにすることも可能である。
【0052】また、位相差測定用マスク上におけるハー
フトーン膜マスク部の位置は一箇所に限らず、たとえ
ば、複数の個所にランダムに設けることが可能である。
フトーン膜マスク部の位置は一箇所に限らず、たとえ
ば、複数の個所にランダムに設けることが可能である。
【0053】さらに、ハーフトーン膜マスク部および遮
光膜マスク部のみに限らず、たとえば、位相差測定用マ
スク上に位相差QCパターンを設けて、これを位相差測
定の際に併用するようにすることも可能である。
光膜マスク部のみに限らず、たとえば、位相差測定用マ
スク上に位相差QCパターンを設けて、これを位相差測
定の際に併用するようにすることも可能である。
【0054】ここで、たとえば図5を参照して、DUV
ステッパ用のハーフトーン・マスクにおけるコンタクト
ホールパターン(位相差QCパターン)を例として、そ
の製造工程について簡単に説明する。
ステッパ用のハーフトーン・マスクにおけるコンタクト
ホールパターン(位相差QCパターン)を例として、そ
の製造工程について簡単に説明する。
【0055】先ず、たとえば、石英基板11上に、ハー
フトーン膜12および遮光膜(550オングストローム
厚程度のCrと酸化Crとの積層膜)13を介して、レ
ジスト膜14aが塗布されたブランクス10を用意し
(同図(a)参照)、該レジスト膜14aをパターニン
グして、1.0μm程度のホールパターン(本体パター
ン)15aと、フォーカスの原点を決定するためのQC
パターン(0.5μm〜2μm径程度のコンタクトホー
ル)15bとを、同時に形成する(同図(b)参照)。
フトーン膜12および遮光膜(550オングストローム
厚程度のCrと酸化Crとの積層膜)13を介して、レ
ジスト膜14aが塗布されたブランクス10を用意し
(同図(a)参照)、該レジスト膜14aをパターニン
グして、1.0μm程度のホールパターン(本体パター
ン)15aと、フォーカスの原点を決定するためのQC
パターン(0.5μm〜2μm径程度のコンタクトホー
ル)15bとを、同時に形成する(同図(b)参照)。
【0056】その後、上記レジスト膜14aをマスクに
遮光膜パターン13’を、また、上記レジスト膜14a
および上記遮光膜パターン13’(または、上記遮光膜
パターン13’のみ)をマスクにハーフトーン膜パター
ン12’を、それぞれ形成する(同図(c)参照)。
遮光膜パターン13’を、また、上記レジスト膜14a
および上記遮光膜パターン13’(または、上記遮光膜
パターン13’のみ)をマスクにハーフトーン膜パター
ン12’を、それぞれ形成する(同図(c)参照)。
【0057】次いで、上記レジスト膜14aを剥離した
後、再度、レジスト膜14bを全面に塗布する。そし
て、マスク本体の一部に対応する部分の、上記レジスト
膜14bを、レーザリペア装置などを用いて露光を行
い、その後、現像する(同図(d)参照)。
後、再度、レジスト膜14bを全面に塗布する。そし
て、マスク本体の一部に対応する部分の、上記レジスト
膜14bを、レーザリペア装置などを用いて露光を行
い、その後、現像する(同図(d)参照)。
【0058】次いで、上記レジスト膜14bをマスク
に、上記遮光膜パターン13’の一部、つまり、マスク
本体の一部に対応する部分の、上記遮光膜13をウェッ
トエッチングなどにより除去する。その後、上記遮光膜
13を剥離,洗浄することによって、位相差測定用のマ
スクが完成する(同図(e)参照)。
に、上記遮光膜パターン13’の一部、つまり、マスク
本体の一部に対応する部分の、上記遮光膜13をウェッ
トエッチングなどにより除去する。その後、上記遮光膜
13を剥離,洗浄することによって、位相差測定用のマ
スクが完成する(同図(e)参照)。
【0059】こうして、ブランクス10上にハーフトー
ン膜マスク部10aと遮光膜マスク部10bとが形成さ
れたを位相差測定用のマスクを用いて、それぞれの空間
光学像を取得することによって、上述したように、上記
ハーフトーン膜パターン12’での位相差の評価が同様
にして行われる。
ン膜マスク部10aと遮光膜マスク部10bとが形成さ
れたを位相差測定用のマスクを用いて、それぞれの空間
光学像を取得することによって、上述したように、上記
ハーフトーン膜パターン12’での位相差の評価が同様
にして行われる。
【0060】この場合、本体パターン外の、上記遮光枠
上の遮光膜パターン13’部分の空間光学像より求めら
れる、該遮光膜パターン13’でのフォーカスの中心を
フォーカスの原点として、ハーフトーン膜パターン1
2’部分の空間光学像の取得が行われる。
上の遮光膜パターン13’部分の空間光学像より求めら
れる、該遮光膜パターン13’でのフォーカスの中心を
フォーカスの原点として、ハーフトーン膜パターン1
2’部分の空間光学像の取得が行われる。
【0061】上記空間光学像を取得した後においては、
再度、レジスト膜14cを全面に塗布する。そして、遮
光枠を描画した後に、現像処理を施すことにより、マス
ク本体に対応する部分の、上記レジスト膜14cを選択
的に除去する(同図(f)参照)。
再度、レジスト膜14cを全面に塗布する。そして、遮
光枠を描画した後に、現像処理を施すことにより、マス
ク本体に対応する部分の、上記レジスト膜14cを選択
的に除去する(同図(f)参照)。
【0062】次いで、上記レジスト膜14cをマスク
に、マスク本体に対応する部分の、上記遮光膜パターン
13’をウェットエッチングなどによりすべて除去する
(同図(g)参照)。
に、マスク本体に対応する部分の、上記遮光膜パターン
13’をウェットエッチングなどによりすべて除去する
(同図(g)参照)。
【0063】次いで、上記レジスト膜14cを剥離する
とともに、洗浄処理を行うことにより、上記ハーフトー
ン膜パターン12’での位相差が明らかな、1.0μm
程度のコンタクトホールパターンを有する、ハーフトー
ン・マスクが完成する(同図(h)参照)。
とともに、洗浄処理を行うことにより、上記ハーフトー
ン膜パターン12’での位相差が明らかな、1.0μm
程度のコンタクトホールパターンを有する、ハーフトー
ン・マスクが完成する(同図(h)参照)。
【0064】その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。
【0065】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、位相シフト膜の位相差を実パターンにより正確に測
定でき、特に、微小な実パターンでの位相差の正確な測
定が可能な、位相シフトマスクの製造方法および位相差
測定方法を提供できる。
ば、位相シフト膜の位相差を実パターンにより正確に測
定でき、特に、微小な実パターンでの位相差の正確な測
定が可能な、位相シフトマスクの製造方法および位相差
測定方法を提供できる。
【図1】この発明の実施の一形態にかかる、ハーフトー
ン・マスクの製造方法を概略的に示す工程断面図。
ン・マスクの製造方法を概略的に示す工程断面図。
【図2】同じく、位相差測定用マスクの空間光学像を概
略的に示す光強度プロファイル。
略的に示す光強度プロファイル。
【図3】同じく、フォーカス対寸法曲線を位相差ごとに
示す概略図。
示す概略図。
【図4】同じく、ホールサイズに対する、ΔCD/Δフ
ォーカスの依存性を示す概略図。
ォーカスの依存性を示す概略図。
【図5】この発明の実施の他の形態にかかる、ハーフト
ーン・マスクの製造方法を概略的に示す工程断面図。
ーン・マスクの製造方法を概略的に示す工程断面図。
【図6】従来技術とその問題点を説明するために、ホー
ルサイズに対する、ベストフォーカス位置のシフト量を
示す概略図。
ルサイズに対する、ベストフォーカス位置のシフト量を
示す概略図。
10…ブランクス 10a…ハーフトーン膜マスク部 10b…遮光膜マスク部 11…石英基板 12…ハーフトーン膜 12’…ハーフトーン膜パターン 13…遮光膜 13’…遮光膜パターン 14a,14b,14c…レジスト膜 15a…ホールパターン(本体パターン) 15b…QCパターン
Claims (10)
- 【請求項1】 基板上に位相シフト膜および遮光膜を順
次積層形成させる工程と、 前記位相シフト膜および前記遮光膜をパターニングする
工程と、 前記基板上の一部領域において、前記位相シフト膜のパ
ターン上の前記遮光膜を除去し、遮光膜マスク部および
位相シフト膜マスク部を形成する工程と、 前記遮光膜マスク部および前記位相シフト膜マスク部の
光学像を取得した後、前記遮光膜を除去する工程とを備
えてなることを特徴とする位相シフトマスクの製造方
法。 - 【請求項2】 前記位相シフト膜をパターニングする工
程は、前記遮光膜上に形成されたレジスト、または、そ
のレジストを除去した後の前記遮光膜をマスクとして行
うことを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスク
の製造方法。 - 【請求項3】 前記遮光膜マスク部および前記位相シフ
ト膜マスク部を形成する工程は、全面に塗布したレジス
ト膜をパターニングし、このレジスト膜のパターンにし
たがって、前記遮光膜のパターンの一部を除去するもの
であることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマ
スクの製造方法。 - 【請求項4】 前記遮光膜を除去する工程は、全面に塗
布したレジスト膜をパターニングし、遮光枠部分を除
く、位相シフトマスクの本体部分に対してのみ行うもの
であることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマ
スクの製造方法。 - 【請求項5】 同一基板上に形成された、遮光膜のパタ
ーンを有する遮光膜マスク部、および、位相シフト膜の
パターンを有する位相シフト膜マスク部の光学像を取得
する工程と、 前記光学像より、前記位相シフト膜マスク部の、前記位
相シフト膜のパターンの、露光時のフォーカスの中心か
らのシフト量を算出する工程と、 前記シフト量にもとづく、デフォーカス時のパターンの
寸法変化量から、前記位相シフト膜のパターンの位相差
を評価する工程とを備えてなることを特徴とする位相シ
フトマスクの位相差測定方法。 - 【請求項6】 前記光学像を取得する工程は、ステッパ
露光をシミュレートする顕微鏡により直接なされること
を特徴とする請求項5に記載の位相シフトマスクの位相
差測定方法。 - 【請求項7】 前記光学像を取得する工程は、σ=0.
6以下の低σの照明条件にて行われることを特徴とする
請求項5に記載の位相シフトマスクの位相差測定方法。 - 【請求項8】 前記位相差を評価する工程は、フォーカ
スの原点からデフォーカスした際の、パターン寸法の変
化量により位相差を導出することによって行われること
を特徴とする請求項5に記載の位相シフトマスクの位相
差測定方法。 - 【請求項9】 前記フォーカスの原点は、前記遮光膜マ
スク部の、前記遮光膜のパターンの、露光時のフォーカ
スの中心であることを特徴とする請求項8に記載の位相
シフトマスクの位相差測定方法。 - 【請求項10】 前記光学像を取得する工程は、前記基
板の外周の遮光枠部分に形成されたコンタクトホールの
クォリティ・チェック用パターンの、露光時のフォーカ
スの中心をフォーカスの原点とし、前記位相シフト膜マ
スク部の本体パターンの光学像を取得するものであるこ
とを特徴とする請求項5に記載の位相シフトマスクの位
相差測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5839799A JP2000258890A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 位相シフトマスクの製造方法および位相差測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5839799A JP2000258890A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 位相シフトマスクの製造方法および位相差測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000258890A true JP2000258890A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13083230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5839799A Pending JP2000258890A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 位相シフトマスクの製造方法および位相差測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000258890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007226224A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-09-06 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 減衰位相シフト・マスクの位相較正の方法、試験構造、およびシステム |
| CN109307980A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | Hoya株式会社 | 光掩模检查方法、光掩模制造方法及光掩模检查装置 |
-
1999
- 1999-03-05 JP JP5839799A patent/JP2000258890A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007226224A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-09-06 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 減衰位相シフト・マスクの位相較正の方法、試験構造、およびシステム |
| CN109307980A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | Hoya株式会社 | 光掩模检查方法、光掩模制造方法及光掩模检查装置 |
| JP2019028171A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | Hoya株式会社 | フォトマスクの検査方法、フォトマスクの製造方法、及びフォトマスク検査装置 |
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