JP3095063B2

JP3095063B2 - フォトマスクの製造方法

Info

Publication number: JP3095063B2
Application number: JP24063697A
Authority: JP
Inventors: 直生安里; 伸二石田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: JPH1184627A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投影露光装置用の
フォトマスク、特に半導体製造工程で微細パターン形成
のために用いられるフォトマスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体素子の製造工程において
は、半導体基板上にパターンを形成するために、主に光
リソグラフィ技術を用いている。光リソグラフィでは、
縮小投影露光装置によりフォトマスク（透明領域と遮光
領域からなるパターンが形成された露光用原板であり、
縮小率が１：１でない場合は特にレチクルとも呼ばれる
が、ここではいずれもフォトマスクと呼ぶ。）のパター
ンを感光性樹脂の塗布された半導体基板上に転写し、現
像により感光性樹脂の所定のパターンを得ることができ
る。これまでの光リソグラフィ技術においては、主に露
光装置の開発、とりわけ投影レンズ系の高ＮＡ化により
半導体素子パターンの微細化へ対応してきた。ここでＮ
Ａ（開口数）とはレンズがどれだけ広がった光を集めら
れるかに対応し、この値が大きい程より広がった光を集
められ、レンズの性能は良いことになる。また、一般に
レーレー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）の式としてよく知られて
いるように、限界解像度Ｒ（解像できる限界の微細パタ
ーンの寸法）とＮＡには、Ｒ＝Ｋ１×λ／ＮＡ（ここ
で、Ｋ１は感光性樹脂の性能等のプロセスに依存する定
数、λは光の波長）の関係があり、ＮＡを大きくするほ
ど限界解像度はより微細になってきていた。

【０００３】また最近では様々な超解像手法が検討さ
れ、光リソグラフィの限界は露光波長以下まで向上して
いる。一般に超解像手法とは、照明光学系、フォトマス
ク、並びに投影レンズ系瞳面における透過率及び位相を
制御することにより結像面での光強度分布を改善する手
法である。

【０００４】ここでハーフトーン方式位相シフトマスク
について簡単に説明する。位相シフトマスクは、マスク
上の隣接部透過領域の透過光に互いに１８０度の位相差
を生じさせ、その位相の１８０度異なる光同士の干渉に
より結像面（半導体基板）上に急峻な像を形成する手法
である。そして、ハーフトーン方式とは、通常マスクの
遮光膜の代わりに半透明膜を用い、半透明膜を透過する
光とその周辺の透明領域を透過する光に１８０度の位相
差が生じるように設定した位相シフトマスクである。以
下この半透明でかつ位相差１８０度を生じさせる膜をハ
ーフトーン膜と呼ぶ。ハーフトーン膜の材料としては、
酸化窒化クロム、酸化窒化モリブデンシリサイド、又は
フッ化クロム等が用いられ、その透過率は４％〜２０％
の範囲が一般的である。ただし、マスク全面で光が漏れ
ると、隣合う露光領域の境界でその漏れた光により感光
性樹脂に膜べり（レジスト膜厚の減小）が生じるという
問題がある。そこで、半透明膜上に遮光膜を成膜し、不
要な部分には光が漏れないようにしている。マスク製造
においては、ハーフトーン膜と遮光膜を順次成膜した２
層構造マスク基板を用いる。そして、１回目の描画で遮
光膜及びハーフトーン膜を加工し、続いて２回目の描画
により所定の部分の遮光膜を除去しハーフトーン膜を露
出させている。

【０００５】このような超解像手法により光リソグラフ
ィの限界は延長されてきたが、解像限界付近では光近接
効果によるパターン形状の変形が顕著になってきた。光
近接効果とは、ある感光性樹脂パターンの寸法及び形状
がその周辺のパターンの影響で変化する現象をいう。例
えば、１）ラインアンドスペースパターンと孤立パター
ンの寸法差、２）ライン先端の縮み、３）コーナー部の
丸まり等の問題が生じる。

【０００６】そこで、光近接効果補正（以下ＯＰＣと呼
ぶ。これはオプティカルプロキシミティコレクショ
ン、ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｘｉｍｉｔｙＣｏｒｒｅ
ｃｔｉｏｎの略語である。）の検討が盛んに行われてい
る。これは、感光性樹脂パターンの変形とは逆にあらか
じめマスクパターンを変形させておくことにより所望の
感光性樹脂パターンを得る手法である。図２３にライン
先端の丸まり及び縮みを防止するためのＯＰＣマスクの
例を示す。図２３（ａ）は、補正なしの通常パターン３
１である。図２３（ｂ）に示すものがコーナー先端を局
所的に太らすハット（ｈａｔ）と呼ばれる補正パターン
３２であり、同図（ｃ）は微細な突起を設けるセリフ
（ｓｅｒｉｆ）と呼ばれる補正パターン３３である。ま
た、これらとは異なる目的で用いられることもあるが、
図２３（ｄ）に示す補助パターン３４と呼ばれる手法も
ある。補助パターン３４は、寸法の制御のほかにも孤立
パターンの焦点深度拡大のために用いられる。セリフ、
ハット及び補助パターンのように、それ自体は解像しな
い微細パターンをパターンコーナーに配置することによ
り、得られる感光性樹脂パターンの形状を改善すること
ができる。

【０００７】また、このようなＯＰＣマスクの設計を自
動的に行うプログラムも市販され、半導体素子製造に徐
々に利用されるようになってきた。一方、マスク製造方
法においてもこのような微細パターンを描画するための
技術開発が行われている。

【０００８】マスク製造に用いられる描画装置は、電子
線描画装置又はレーザー直描装置である。これらのマス
ク描画装置は、マスク上１μｍ以下でリニアリティ（設
計寸法と得られたマスク寸法の関係）が低下することが
知られている。電子線描画装置は半導体素子製造にも用
いられるが、半導体装置描画では５０ｋｅＶ以上の高加
速を用い０．２μｍ程度の微細パターンまで良好なリニ
アリティが得られている。しかし、マスク基板は合成石
英（ＳｉＯ₂）であり、チャージアップが激しく、半導
体素子描画のような高加速での描画は適用できなかっ
た。現状では特にマスク上１μｍ以下でのリニアリティ
が極端に低下し、異なる形状及び寸法のパターンが混在
した場合には、寸法制御が困難になっている。よって、
ＯＰＣ手法としてセリフ等の微細パターンを用いると、
メインのパターン寸法に露光量を合わせたときにセリフ
パターンの寸法が極端に小さくなり、パターン形状改善
効果が得られなくなる。

【０００９】そこで、ＯＰＣマスクを設計どおりに作成
するためのマスク製造方法の開発も行われた。例えば、
パターンごとに露光量を変化させる方法がある。すなわ
ち、パターンの細る部分を露光量を低くすることで太ら
せる。このようにパターンごとに露光量を変化させれ
ば、リニアティを改善できる。また、遮光膜のエッチン
グ方法の検討も行われた。通常、遮光膜（クロム）の加
工にはウエットエッチングが用いられる。ウエットエッ
チングではサイドエッチングが生じるため、どうしても
コーナー部は丸くなり、セリフ等の微細パターンを形成
することはできない。そこで、遮光膜の加工をドライエ
ッチングにし、サイドエッチングを押さえることでＯＰ
Ｃマスクの加工精度が向上する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のＯＰＣマスクの製造方法においては、半導体素子
パターン（以下メインパターンと呼ぶ）とセリフ等の付
加パターン（以下ＯＰＣパターンと呼ぶ）を同時に形成
していたので、ＯＰＣパターンの形状及び寸法を設計ど
おりに加工することが困難であった。すなわち、セリフ
等のＯＰＣパターンはメインパターンに接触しているの
で、ＯＰＣパターンの寸法を露光量により調節すると、
メインパターンの寸法も変化させてしまった。メインパ
ターンの寸法が変化してしまうと、半導体素子の特性に
影響する。そのため、メインパターンの寸法を変化させ
ないで、セリフ等のＯＰＣパターンの寸法及び形状を設
計に近づけるマスク製造方法が必要とされていた。

【００１１】また、ウエットエッチングからドライエッ
チングへの変更はＯＰＣパターンの加工精度を向上させ
たが、これだけではまだ不十分であった。すなわち、ド
ライエッチングに変更し、遮光膜のサイドエッチングを
防止すれば、エッチングマスクである感光性樹脂パター
ンどおりに遮光膜を加工できる。しかし、マスク描画時
の電子線露光にける光近接効果及び感光性樹脂の現像時
の効果により感光性樹脂パターンが変形しているので、
ドライエッチングの使用だけでは設計どうりのＯＰＣパ
ターンを形成することはできなかった。

【００１２】ＯＰＣマスクパターンが変形（寸法細り又
は丸まり）していると、十分な効果が得られないだけで
なく、検査工程で問題を生じさせていた。すなわち、マ
スク検査装置において、このＯＰＣパターンの丸まりが
すべて疑似欠陥として検出されてしまっていた。そのた
め、実際には検査装置の検出感度を下げ、ＯＰＣパター
ンの変形が検出されないようにして検査するしかなく、
マスクの信頼性が極端に低下してしまっていた。

【００１３】本発明の目的は、設計どうりのＯＰＣパタ
ーンを有するフォトマスクを製造することにより、半導
体基板上に所望の感光性樹脂パターンを得ることであ
る。また、本発明の目的は、ＯＰＣパターンの丸まりを
改善することにより、マスク検査における疑似欠陥の検
出を防止することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用する。

【００１５】（１）結像面に転写するメインパターンと
前記メインパターンの形状を改善するためのＯＰＣパタ
ーンを有するフォトマスクの製造方法において、前記メ
インパターンと前記ＯＰＣパターンを別の描画工程にて
形成するフォトマスクの製造方法。

【００１６】（２）透明基板上に第１の遮光膜と第２の
遮光膜を順次成膜したマスク基板を用い、前記マスク基
板上に感光性樹脂を塗布する工程と、メインパターンの
描画を行う工程と、現像後に感光性樹脂パターンをマス
クとして第２の遮光膜をエッチングする工程と、一旦感
光性樹脂を剥離し再び塗布する工程と、ＯＰＣパターン
を描画する工程と、現像後感光性樹脂パターンと前記第
２の遮光膜をマスクとして前記第１の遮光膜をエッチン
グする工程を有する前記（１）記載のフォトマスクの製
造方法。

【００１７】（３）透明基板上に第１の遮光膜と第２の
遮光膜を順次成膜したマスク基板を用い、前記マスク基
板上に感光性樹脂を塗布する工程と、ＯＰＣパターンの
描画を行う工程と、現像後に感光性樹脂パターンをマス
クとして第２の遮光膜をエッチングする工程と、一旦感
光性樹脂を剥離し再び塗布する工程と、メインパターン
を描画する工程と、現像後感光性樹脂パターンと前記第
２の遮光膜をマスクとして前記第１の遮光膜をエッチン
グする工程を有する前記（１）記載のフォトマスクの製
造方法。

【００１８】（４）透明基板上に遮光膜と前記遮光膜の
エッチングマスク層を順次成膜したマスク基板を用い、
前記マスク基板上に感光性樹脂を塗布する工程と、メイ
ンパターンの描画を行う工程と、現像後感光性樹脂パタ
ーンをマスクとしてエッチングマスク層をエッチングす
る工程と、一旦感光性樹脂を剥離し再び塗布する工程
と、ＯＰＣパターンを描画する工程と、現像後感光性樹
脂パターンと前記エッチングマスク層をマスクとして前
記遮光膜をエッチングする工程を有する前記（１）記載
のフォトマスクの製造方法。

【００１９】（５）透明基板上に遮光膜と前記遮光膜の
エッチングマスク層を順次成膜したマスク基板を用い、
前記マスク基板上に感光性樹脂を塗布する工程と、ＯＰ
Ｃパターンの描画を行う工程と、現像後感光性樹脂パタ
ーンをマスクとしてエッチングマスク層をエッチングす
る工程と、一旦感光性樹脂を剥離し再び塗布する工程
と、メインパターンを描画する工程と、現像後感光性樹
脂パターンと前記エッチングマスク層をマスクとして前
記遮光膜をエッチングする工程を有する前記（１）記載
のフォトマスクの製造方法。

【００２０】

【００２１】（６）透明基板上にハーフトーン位相シフ
ト膜及び遮光膜が順次成膜されたマスク基板に感光性樹
脂を塗布する工程と、前記マスク基板にメインパターン
描画を行う工程と、現像後感光性樹脂パターンをマスク
として前記遮光膜をエッチングする工程と、一旦感光性
樹脂を剥離し再び塗布しＯＰＣパターンの描画を行う工
程と、現像後感光性樹脂パターンと前記遮光膜をマスク
としてハーフトーン位相シフトマスクをエッチングする
工程を有する前記（１）記載のフォトマスクの製造方
法。

【００２２】（７）透明基板上にハーフトーン位相シフ
ト膜及び遮光膜が順次成膜されたマスク基板に感光性樹
脂を塗布する工程と、前記マスク基板にＯＰＣパターン
描画を行う工程と、現像後感光性樹脂パターンをマスク
として前記遮光膜をエッチングする工程と、一旦感光性
樹脂を剥離し再び塗布しメインパターンの描画を行う工
程と、現像後感光性樹脂パターンと前記遮光膜をマスク
としてハーフトーン位相シフトマスクをエッチングする
工程を有する前記（１）記載のフォトマスクの製造方
法。

【００２３】

【作用】本発明では、メインパターンとＯＰＣパターン
を別々の工程で加工するので、それぞれに最適な条件で
加工することができ、ＯＰＣパターンの形状を改善する
ことができる。また、特にそのために、本発明において
は選択的にエッチング可能な異なる材料を用いて２層の
遮光膜を成膜したマスク基板を用いている。そして、メ
インパターンとＯＰＣパターンをそれぞれ別の層に形成
しているので、メインパターンとＯＰＣパターンの接続
部のコーナー部の丸まりをなくし、欠陥検査を容易にす
ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明のフォトマスクの製造方法
の３つの実施の形態例について図面を参照して説明す
る。

【００２５】本発明の第１実施の形態例について図１〜
図７を参照して説明する。図１〜図６は、主な製造工程
におけるフォトマスクを示し、各図の（ａ）は平面図、
また（ｂ）は断面図である。

【００２６】まず、図１に示すように合成石英からなる
透明基板１上には、第１の遮光膜２ａと第２の遮光膜２
ｂを順次成膜したマスク基板を作製する。ここで、第１
の遮光膜２ａと第２の遮光膜２ｂは、選択的にエッチン
グ可能である必要がある。ここでは、第１の遮光膜２ａ
の材料には通常のタングステンシリサイド（ＷＳｉ：１
００ｎｍ）を用いている。そして、第２の遮光膜２ｂの
材料にクロム系材料（Ｃｒ／ＣｒｘＯｙ：１００ｎｍ）
を用いている。

【００２７】そして、図２に示すようにこの２層マスク
基板に感光性樹脂２１を塗布し、メインパターン１１の
電子線描画を行う。

【００２８】次に、図３に示すように現像処理を行い、
感光性樹脂２１のパターンを形成した後、第２の遮光膜
２ｂのエッチングを行う。ここでは、第２の遮光膜２ｂ
にクロム系材料を用いているので、そのエッチングには
塩素を主成分とするガスを用いたドライエッチングを行
う。

【００２９】次に、図４に示すように、一旦感光性樹脂
２１を剥離し、再び感光性樹脂２１を塗布し、今度はセ
リフパターン（ＯＰＣパターン）１２の描画を行う。こ
こでセリフパターン１２ａ〜ｄは、メインパターン１１
の４コーナーに配置されている。

【００３０】そして、図５に示すように、現像により感
光性樹脂２１のパターンを形成した後、第１の遮光膜２
ａのエッチングを行う。ここで、第１の遮光膜２ａの材
料には高融点金属シリサイドを用いているので、そのエ
ッチングにはフッ素を主成分とするガスを用いたドライ
エッチングを行う。このとき、第２の遮光膜２ｂにはク
ロムを用いているので、このドライエッチングではエッ
チングされない。

【００３１】そして、図６に示すように、感光性樹脂２
１を剥離し、ＯＰＣパターンを有するフォトマスクを製
造する。

【００３２】図７（ｂ）に本発明のフォトマスクの製造
方法で作製した場合のセリフ部分の形状を示す。本発明
ではメインパターンとセリフパターンを別の描画で加工
しているので、その接続部のコーナーを完全に直角に形
成できる。図７（ａ）に示す従来の技術では、電子線描
画時の光近接効果により、特に凹コーナー４１は凸コー
ナー４２に比べ極端に丸まってしまう。本発明の方法
は、特にこの凹コーナーを精度良く形成できる利点を有
する。また、先にも述べたように、メインパターンとセ
リフパターンを別々の描画で形成しているので、それぞ
れに最適な条件で描画を行うことができ、セリフパター
ンの寸法精度を向上させることができる。

【００３３】なお、第１の遮光膜２ａのエッチングにお
いてサイドエッチングが生じなければ、第２の遮光膜２
ｂはマスクの露光特性には影響を及ぼさないので、最後
に第２の遮光膜の剥離を行い、第１の遮光膜２ａのみに
しても良い。ここでは、硝酸第２セリウムアンモニウム
を用いたウエットエッチングにより第２の遮光膜２ｂの
みを容易に除去できる。

【００３４】また、第１および第２の遮光膜の材料には
上記以外にも組み合わせがあり、例えば第１の遮光膜と
第２の遮光膜の組み合わせは、シリコンとクロム又はク
ロムとルテニウム等の組み合わせを用いても良い。

【００３５】また、メインパターンとＯＰＣパターンの
描画順序は、上記実施の形態例の反対にすることも可能
である。

【００３６】本発明の第２実施の形態例について図８〜
図１３を参照して説明する。これらの図は、主な製造工
程におけるフォトマスクを示しており、各図面の（ａ）
は平面図、また（ｂ）は断面図である。

【００３７】まず、図８に示すように合成石英からなる
透明基板１上には、遮光膜２とこの遮光膜２のエッチン
グマスク層３を順次成膜したマスク基板を作製する。こ
こで、エッチングマスク層３は、遮光膜２のエッチング
に耐える材料である必要がある。ここでは、第１の遮光
膜２には通常のクロム系材料を用いている（クロム７０
ｎｍ膜厚と反射防止膜として酸化クロム３０ｎｍの多層
膜）。そして、第２の遮光膜（エッチングマスク層３）
の材料には酸化ルテニウム（２０ｎｍ）を用いている。
本発明のフォトマスクにおいては、第２の遮光膜は露光
光を遮光する必要はなく、薄い程加工精度は向上するの
で望ましい。しかし、第２の遮光膜は薄すぎると、ピン
ホール等の欠陥が生じるので、ここではピンホールの生
じない膜厚として２０ｎｍとした。

【００３８】そして、図９に示すようにこの２層マスク
基板に感光性樹脂２１を塗布し、ＯＰＣパターン１２ａ
〜ｄの描画を行う。ここで、これらのＯＰＣパターンは
メインパターンの４コーナーに配置されている。

【００３９】次に、図１０に示すように現像処理を行
い、感光性樹脂２１のパターンを形成した後、エッチン
グマスク層３のエッチングを行う。ここでは、エッチン
グマスク層３に酸化ルテニウムを用いているので、その
エッチングには酸素を主成分とするガスを用いたドライ
エッチングを行う。

【００４０】次に、図１１に示すように、一旦感光性樹
脂２１を剥離し、再び感光性樹脂２１を塗布し、今度は
メインパターン１１の描画を行う。

【００４１】そして、図１２に示すように、現像により
感光性樹脂２１のパターンを形成した後、遮光膜２のエ
ッチングを行う。ここで、遮光膜２の材料にはクロム系
材料を用いているので、そのエッチングには塩素を主成
分とするガスを用いたドライエッチングを行う。このと
き、エッチングマスク層３には酸化ルテニウムを用いて
いるので、このドライエッチングではエッチングされな
い。

【００４２】そして、図１３に示すように、感光性樹脂
２１を剥離し、続いてエッチングマスク層３を除去して
ＯＰＣパターンを有するフォトマスクを製造する。ここ
では、酸素プラズマの剥離により、エッチングマスク層
３は容易に除去できる。

【００４３】なお、エッチングマスク層は、マスクの露
光特性に影響を及ぼさなければ除去しなくとも良い。例
えば、この酸化ルテニウムは表面の反射率が低いので、
特にエッチングマスク層を除去せずとも問題はない。し
かし、シリコン等の反射率の高い材料を用いた場合はエ
ッチングマスク層を除去しないと、半導体基板で反射し
た露光光がフォトマスクで反射され再び半導体基板にも
どるという不具合を生じるので、エッチングマスク層を
除去する必要がある。

【００４４】遮光膜とそのエッチングマスク層の材料に
は上記以外にも組み合わせがあり、例えば、モリブデン
シリサイドとクロム、又はクロムと窒化シリコン等を用
いても良い。

【００４５】また、メインパターンとＯＰＣパターンの
描画順序は、上記実施の形態例の反対にすることも可能
である。

【００４６】次に、本発明の第３実施の形態例について
図１４〜図１９を参照して説明する。これらの図は、主
な製造工程におけるフォトマスクを示しており、各図面
の（ａ）は平面図、また（ｂ）は断面図である。

【００４７】まず、本マスク製造方法においては図１４
に示すように透明基板１上にハーフトーン位相シフト膜
４及び遮光膜２が成膜された基板を用いる。これは従来
のハーフトーン方式位相シフトマスクのマスク基板を用
いている。ハーフトーン位相シフト膜４には酸化窒化モ
リブデンシリサイドを用い、膜厚１２０ｎｍでＫｒＦエ
キシマレーザー光に対する透過率は６％で、１８０度の
位相差を生じさせている。また、遮光膜２には通常のク
ロム膜（クロム７０ｎｍと反射防止用酸化クロム３０ｎ
ｍ）を用いている。次に、図１５に示すようにこのマス
ク基板上に感光性樹脂２１を塗布し、メインパターン１
１の描画を行う。そして、図１６に示すように現像処理
により感光性樹脂２１のパターンを形成した後、遮光膜
２を塩素系ガスを用いたドライエッチングにより加工す
る。次に、図１７に示すようにいったん感光性樹脂２１
を剥離した後、再び感光性樹脂２１を塗布し、今度はＯ
ＰＣパターン１２ａ〜１２ｄ及び遮光パターン１３の描
画を行う。ここで、遮光パターンは、従来から用いられ
ていた不要な光の漏れを防止するためのもので、図示し
ないが露光領域周辺にも５００μｍ程度の幅の遮光領域
の枠が形成されている。そして、図１８に示すように現
像処理により感光性樹脂２１のパターンを形成した後、
フッ素を主成分とするガス（例えばＣＨＦ₃，ＣＦ₄，
ＳＨＦ₆）を用いたドライエッチングによりハーフトー
ン位相シフト膜４を加工する。そして、図１９に示すよ
うに感光性樹脂２１を剥離する。

【００４８】ハーフトーン方式位相マスクにおいては、
従来よりハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の２層構造
のマスク基板が用いられ、遮光パターンの形成のため２
回描画が行われていた。本発明においては、その１回目
の描画と２回目の描画にメインパターンとＯＰＣパター
ンを分けることによりＯＰＣパターンの描画精度を向上
させている。

【００４９】本マスク製造方法においてもこの後、ＯＰ
Ｃパターンの上の遮光膜２を除去することも可能であ
る。ただし、ＯＰＣパターン上の遮光膜を除去しない場
合と除去した場合ではＯＰＣパターンの効果が異なる。
ＯＰＣパターン上の遮光膜を除去しハーフトーン領域と
すると、ＯＰＣパターン部の光強度がさらに低下し、見
かけ上ＯＰＣパターンを大きくしたのと同じ効果が得ら
れる。

【００５０】次に、本発明の参考例について図２０〜図
２２を参照して説明する。

【００５１】図２０に示すように、本参考例では、透明
基板１上に遮光膜を成膜したマスク基板を２枚用い、メ
インパターン１１とＯＰＣパターン１２（セリフパター
ン）を別々のマスク基板上に形成している。このように
２枚に分けることにより、メインパターン１１及びＯＰ
Ｃパターン１２ａ〜ｄをそれぞれ最適条件でマスク描画
を行なうことができる。よって、ＯＰＣパターンの寸法
精度を向上することができる。

【００５２】本製造方法にて作製したフォトマスクは、
図２１に示すように、露光時に重ねて使用することによ
り、通常のＯＰＣマスクと同様の効果が得られる。ま
た、図２２に示すように、レンズ系１０１を通してＯＰ
Ｃパターン１２の像をメインパターン１１を形成された
マスク上に転写し、その重なった像を投影レンズ系１０
２により半導体基板１０３上に結像させても元の１枚の
ＯＰＣマスクと同様の効果が得られる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフォトマ
スクの製造方法は、メインパターンとＯＰＣパターンを
別々の描画により形成しているので、メインパターンの
寸法及び形状に影響を与えることなくＯＰＣパターンを
正確に形成することができる。したがって、半導体素子
の性能が安定し、良品率が向上する。

【００５４】また、本発明のフォトマスクの製造方法
は、ＯＰＣパターンの丸まりを改善するから、マスク検
査における疑似欠陥の検出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態例におけるフォトマス
クの第１工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図２】本発明の第１実施の形態例におけるフォトマス
クの第２工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図３】本発明の第１実施の形態例におけるフォトマス
クの第３工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図４】本発明の第１実施の形態例におけるフォトマス
クの第４工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図５】本発明の第１実施の形態例におけるフォトマス
クの第５工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図６】本発明の第１実施の形態例により製造したフォ
トマスクを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図であ
る。

【図７】セリフパターン（ＯＰＣパターン）の形状であ
り、（ａ）は従来のフォトマスクの製造方法によるも
の、（ｂ）は本発明のフォトマスクの製造方法によるも
のを、それぞれ示す。

【図８】本発明の第２実施の形態例におけるフォトマス
クの第１工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図９】本発明の第２実施の形態例におけるフォトマス
クの第２工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図１０】本発明の第２実施の形態例におけるフォトマ
スクの第３工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１１】本発明の第２実施の形態例におけるフォトマ
スクの第４工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１２】本発明の第２実施の形態例におけるフォトマ
スクの第５工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１３】本発明の第２実施の形態例により製造したフ
ォトマスクを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図で
ある。

【図１４】本発明の第３実施の形態例におけるフォトマ
スクの第１工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１５】本発明の第３実施の形態例におけるフォトマ
スクの第２工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１６】本発明の第３実施の形態例におけるフォトマ
スクの第３工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１７】本発明の第３実施の形態例におけるフォトマ
スクの第４工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１８】本発明の第３実施の形態例におけるフォトマ
スクの第５工程を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。

【図１９】本発明の第３実施の形態例により製造したフ
ォトマスクを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図で
ある。

【図２０】本発明の参考例のフォトマスクの工程を示す
平面図であり、（ａ）はメインパターンを形成されたマ
スク基板、（ｂ）はＯＰＣパターンを形成されたマスク
基板を、それぞれ示す。

【図２１】本発明の参考例により製造したフォトマスク
を露光時に重ねて使用した状態を示す断面図である。

【図２２】本発明の参考例により製造したフォトマスク
を露光時にレンズ系を使用して半導体基板上に投影した
状態を示す断面図である。

【図２３】従来のＯＰＣマスクのパターンであり、
（ａ）は補正なしの通常パターン、（ｂ）はハットと呼
ばれる補正パターン、（ｃ）はセリフと呼ばれる補正パ
ターン、（ｄ）は補助パターンを、それぞれ示す。

【符号の説明】

１透明基板２遮光膜２ａ第１の遮光膜２ｂ第２の遮光膜３エッチングマスク層４ハーフトーン位相シフト膜１１メインパターン１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄＯＰＣパタ
ーン１３遮光パターン２１感光性樹脂１０１レンズ系１０２投影レンズ系１０３半導体基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】結像面に転写するメインパターンと前記
メインパターンの形状を改善するためのＯＰＣパターン
を有するフォトマスクの製造方法において、前記メイン
パターンと前記ＯＰＣパターンを別の描画工程にて形成
することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】透明基板上に第１の遮光膜と第２の遮光
膜を順次成膜したマスク基板を用い、前記マスク基板上
に遮光性樹脂を塗布する工程と、メインパターンの描画
を行う工程と、現像後に感光性樹脂パターンをマスクと
して第２の遮光膜をエッチングする工程と、一旦感光性
樹脂を剥離し再び塗布する工程と、ＯＰＣパターンを描
画する工程と、現像後感光性樹脂パターンと前記第２の
遮光膜をマスクとして前記第１の遮光膜をエッチングす
る工程を有することを特徴とする請求項１記載のフォト
マスクの製造方法。
【請求項３】透明基板上に第１の遮光膜と第２の遮光
膜を順次成膜したマスク基板を用い、前記マスク基板上
に遮光性樹脂を塗布する工程と、ＯＰＣパターンの描画
を行う工程と、現像後に感光性樹脂パターンをマスクと
して第２の遮光膜をエッチングする工程と、一旦感光性
樹脂を剥離し再び塗布する工程と、メインパターンを描
画する工程と、現像後感光性樹脂パターンと前記第２の
遮光膜をマスクとして前記第１の遮光膜をエッチングす
る工程を有することを特徴とする請求項１記載のフォト
マスクの製造方法。
【請求項４】透明基板上に遮光膜と前記遮光膜のエッ
チングマスク層を順次成膜したマスク基板を用い、前記
マスク基板上に遮光性樹脂を塗布する工程と、メインパ
ターンの描画を行う工程と、現像後感光性樹脂パターン
をマスクとしてエッチングマスク層をエッチングする工
程と、一旦感光性樹脂を剥離し再び塗布する工程と、Ｏ
ＰＣパターンを描画する工程と、現像後感光性樹脂パタ
ーンと前記エッチングマスク層をマスクとして前記遮光
膜をエッチングする工程を有することを特徴とする請求
項１記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項５】透明基板上に遮光膜と前記遮光膜のエッ
チングマスク層を順次成膜したマスク基板を用い、前記
マスク基板上に遮光性樹脂を塗布する工程と、ＯＰＣン
パターンの描画を行う工程と、現像後感光性樹脂パター
ンをマスクとしてエッチングマスク層をエッチングする
工程と、一旦感光性樹脂を剥離し再び塗布する工程と、
メインパターンを描画する工程と、現像後感光性樹脂パ
ターンと前記エッチングマスク層をマスクとして前記遮
光膜をエッチングする工程を有することを特徴とする請
求項１記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項６】透明基板上にハーフトーン位相シフト膜
及び遮光膜が順次成膜されたマスク基板に感光性樹脂を
塗布する工程と、前記マスク基板にメインパターン描画
を行う工程と、現像後感光性樹脂パターンをマスクとし
て前記遮光膜をエッチングする工程と、一旦感光性樹脂
を剥離し再び塗布しＯＰＣパターンの描画を行う工程
と、現像後感光性樹脂パターンと前記遮光膜をマスクと
してハーフトーン位相シフトマスクをエッチングする工
程を有することを特徴とする請求項１記載のフォトマス
クの製造方法。
【請求項７】透明基板上にハーフトーン位相シフト膜
及び遮光膜が順次成膜されたマスク基板に感光性樹脂を
塗布する工程と、前記マスク基板にＯＰＣパターン描画
を行う工程と、現像後感光性樹脂パターンをマスクとし
て前記遮光膜をエッチングする工程と、一旦感光性樹脂
を剥離し再び塗布しメインパターンの描画を行う工程
と、現像後感光性樹脂パターンと前記遮光膜をマスクと
してハーフトーン位相シフトマスクをエッチングする工
程を有することを特徴とする請求項１記載のフォトマス
クの製造方法。