(57)【要約】【課題】  リフトオフマスクを形成する際の下層膜のアンダーカット量を正確に評価できるフォトマスクを提供する。【解決手段】  エッチング可能な非感光性材料からなる下層膜２と、ポジ型フォトレジストからなる上層膜３とを有するリフトオフマスクを形成する際のエッチング評価用のフォトマスクであって、独立に、かつ間隔をおいて形成された複数の非透光部１３を備え、これら非透光部１３の間が透光部１４とされ、非透光部１３のうち少なくとも２つは、互いに幅が異なるように形成され、隣り合う非透光部１３の間隔は互いに等しくされている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング可能な非感光性材料からなる下層膜と、ポジ型フォトレジストからなる上層膜とを有するリフトオフマスクを形成する際のエッチング評価用のフォトマスクであって、
独立に、かつ間隔をおいて形成された複数の非透光部を備え、これら非透光部の間が透光部とされ、
前記非透光部のうち少なくとも２つは、互いに幅が異なるように形成され、
隣り合う非透光部の間隔が互いに等しいことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記非透光部は、互いに平行な直線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記非透光部は、多重環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項４】
エッチング可能な非感光性材料からなる下層膜と、ネガ型フォトレジストからなる上層膜とを有するリフトオフマスクを形成する際のエッチング評価用のフォトマスクであって、
独立に、かつ間隔をおいて形成された複数の透光部を備え、これら透光部の間が非透光部とされ、
前記透光部のうち少なくとも２つは、互いに幅が異なるように形成され、
隣り合う透光部の間隔が互いに等しいことを特徴とするフォトマスク。
【請求項５】
前記透光部は、互いに平行な直線状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記透光部は、多重環状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置などの製造において、エッチング可能な下層膜と、フォトレジストからなる上層膜とを有するリフトオフマスクを形成する際のエッチング評価用のフォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
リフトオフにより配線パターンを形成する際には、バリや欠陥のない、良好な配線パターンを形成するため、オーバーハング形状のリフトオフマスクが用いられる（特許文献１、２を参照）。以下、リフトオフにより配線パターンを形成する方法の一例を説明する。
図７（ａ）に示すように、基板１の表面に、非感光性材料からなる下層膜２が形成され、その上にフォトレジストからなる上層膜２５が形成された積層体を用意する。
次いで、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、フォトマスク１０１を介して上層膜２５を露光し、現像する。
次いで、図７（ｄ）に示すように下層膜２をエッチングする。この際、下層膜２がアンダーカットとなるようにエッチングを行う。これによって、オーバーハング形状（上層膜２５の縁部が下層膜２の縁部より張り出した形状）のリフトオフマスク１０２が得られる。
【０００３】
図７（ｅ）に示すように、スパッタ、蒸着などにより、下層膜２および上層膜２５に形成された開口部１０４内の基板１上に、配線パターンをなす金属膜１０３を形成する。
リフトオフマスク１０２がオーバーハング形状であるため、下層膜２には金属が付着せず、付着金属がバリとして残ることがない。また、リフトオフマスク１０２を剥離させる際に、リフトオフマスク１０２と金属膜１０３との間に溶媒が流入しやすくなるため、リフトオフマスク１０２を確実に除去することができる。
【０００４】
バリや欠陥のない金属膜１０３を得るには、リフトオフマスク１０２が適切なオーバーハング形状となっている必要があるが、エッチング条件によっては、下層膜２のアンダーカット量が不足または過剰となり、これを原因として所望の形状の金属膜１０３が得られなくなることがある。
これを防ぐには、予めリフトオフマスク１０２の形状を確認するのが好ましいが、非接触・非破壊検査、例えば顕微鏡による観察によって下層膜２のアンダーカット量を確認するのは難しかった。
【０００５】
このため、下層膜２のアンダーカット量を、フォトマスクを用いてチェックすることが行われている。
図８に示すフォトマスク１１１は、ガラスなどからなるマスク本体１１２の一方の面に、フォトマスクパターン１１０を構成する複数の非透光部１１３が形成されており、これら非透光部１１３の間は透光部１１４となっている。
透光部１１４は、配列方向（図８における左右方向）に、順次幅が狭くなるように形成されている。
図９および図１０に示すように、フォトマスク１１１を用いてネガ型フォトレジストからなる上層膜２５を露光、現像し、次いでアンダーカットとなるように下層膜２をエッチングする。
非透光部１１３に相当する位置は開口部１１５となり、透光部１１４に相当する位置は線状部１１６となる。線状部１１６は、透光部１１４に相当する位置に形成されるため、配列方向に順次幅が狭くなる。
幅が異なる複数の線状部１１６の状態を調べることによって、下層膜２のアンダーカット量を確認することができる。  
【特許文献１】特開平８−２６２６９１号公報
【特許文献２】特公平７−６０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のフォトマスク１１１では、エッチング時の下層膜２の溶解速度などにばらつきが生じ、これを原因としてアンダーカット量を正確に評価するのが難しくなることがある。
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、リフトオフマスクを形成する際の下層膜のアンダーカット量を正確に評価できるフォトマスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るフォトマスクは、エッチング可能な非感光性材料からなる下層膜と、ポジ型フォトレジストからなる上層膜とを有するリフトオフマスクを形成する際のエッチング評価用のフォトマスクであって、独立に、かつ間隔をおいて形成された複数の非透光部を備え、これら非透光部の間が透光部とされ、前記非透光部のうち少なくとも２つは、互いに幅が異なるように形成され、隣り合う非透光部の間隔が互いに等しいことを特徴とする。
本発明の請求項２に係るフォトマスクは、請求項１において、前記非透光部が、互いに平行な直線状に形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に係るフォトマスクは、請求項１において、前記非透光部が、多重環状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係るフォトマスクは、エッチング可能な非感光性材料からなる下層膜と、ネガ型フォトレジストからなる上層膜とを有するリフトオフマスクを形成する際のエッチング評価用のフォトマスクであって、独立に、かつ間隔をおいて形成された複数の透光部を備え、これら透光部の間が非透光部とされ、前記透光部のうち少なくとも２つは、互いに幅が異なるように形成され、隣り合う透光部の間隔が互いに等しいことを特徴とする。
本発明の請求項５に係るフォトマスクは、請求項４において、前記透光部が、互いに平行な直線状に形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項６に係るフォトマスクは、請求項４において、前記透光部が、多重環状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のフォトマスクでは、独立に形成され、互いに幅が異なる非透光部または透光部を有するので、これら非透光部または透光部によって上層膜に形成される線状部の剥離の有無を確認することによって、エッチングの際の下層膜のアンダーカット量を、容易かつ正確に評価することができる。
また、本発明のフォトマスクでは、非透光部または透光部の間隔が互いに等しいので、これら非透光部または透光部によって形成される線状部の間隔も互いに等しくなる。
このため、線状部の間におけるエッチング液の流動条件が均一になり、いずれの線状部においても、エッチング液の下層膜に対する作用は均等になる。よって、エッチング速度のばらつきが少なくなる。
従って、下層膜のアンダーカット量を正確に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の例）
図１は、本発明に係るフォトマスクの第１の例を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
フォトマスク１１は、ガラスなどの透光性材料からなる板状のマスク本体１２の一方の面に、フォトマスクパターン１０を構成する複数の非透光部１３が形成されており、隣り合う非透光部１３の間は透光部１４となっている。
【００１１】
非透光部１３は、金属などの非透光性材料からなり、図１（ａ）における上下方向に延びる一定幅の直線状に形成されている。非透光部１３は、独立に形成され、互いにほぼ平行となっている。
非透光部１３は、所定方向（図１における左右方向）に配列され、この配列方向に間隔をおいて形成されているため、非透光部１３と、これら間の透光部１４とは交互に配列している。
【００１２】
非透光部１３は、幅が互いに異なるように形成されている。図示例では、第１〜第６非透光部１３ａ〜１３ｆの幅ｗ１〜ｗ６は、左から右にかけて順次狭くなっている。
隣り合う非透光部１３の間隔βは、互いにほぼ等しい。
【００１３】
図１に示すフォトマスク１１は、後述するように、下層膜２に必要なアンダーカット量（以下、設計値という）をαとすると、非透光部１３ａ〜１３ｆのうちひとつを、幅が２αとなるように設計するのが好ましい。図示例では、第５非透光部１３ｅの幅ｗ５が２αとなるように形成されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、基板１の表面に、下層膜２が形成され、その上に上層膜３が形成された積層体４を用意する。
下層膜２は、非感光性材料、例えばポリメチルグルタルイミド、Ａｌ、ＳｉＯ２などからなる。
上層膜３は、ポジ型のフォトレジストからなる。
【００１５】
図２に示すように、フォトマスク１１を介して上層膜３を露光し、現像する。これによって、非透光部１３に相当する位置に線状部６（残留部分）が形成される。
線状部６は、非透光部１３に相当する形状となるため、独立に、間隔をおいて形成される。図示例では、第１〜第６線状部６ａ〜６ｆは左右に配列され、その幅は、左から右にかけて順次狭くなっている。隣り合う線状部６の間隔βは互いにほぼ等しい。
上述のように、図１に示すフォトマスク１１は、下層膜２のアンダーカット量の設計値をαとすると、第５非透光部１３ｅの幅が２αとなるように形成されている。このため、非透光部１３ｅに対応する第５線状部６ｅの幅は２αとなる。
【００１６】
図３に示すように、下層膜２をエッチングする。この際、下層膜２がアンダーカットとなるようにエッチングを行う。
アンダーカット量が、ちょうど設計値であるαとなった場合には、第５線状部６ｅおよびこれより幅が狭い第６線状部６ｆは、エッチングにより下層膜２が失われるため、基板１から剥離する。
アンダーカット量が設計値αより小さくなった場合には、第５線状部６ｅにおいて下層膜２の一部が残るため、第５線状部６ｅは剥離しない。
アンダーカット量が設計値αより大幅に大きくなった場合には、第５線状部６ｅより幅が広い第４線状部６ｄにおいても下層膜２が失われるため、第５および第６線状部６ｅ、６ｆとともに、第４線状部６ｄも基板１から剥離する。
このように、線状部６ａ〜６ｆの剥離の有無を確認することによって、エッチングの際の下層膜２のアンダーカット量を容易かつ正確に評価することができる。
【００１７】
フォトマスク１１では、隣り合う非透光部１３の間隔βは互いにほぼ等しいので、形成される線状部６の間隔も互いに等しくなる。このため、線状部６の間におけるエッチング液の流動条件は均一になることから、いずれの線状部６においても、エッチング液の下層膜２に対する作用は均等になる。よって、エッチング速度のばらつきが少なくなる。
従って、下層膜２のアンダーカット量を正確に評価することができる。
【００１８】
また、非透光部１３が独立に形成されるので、線状部６も独立に形成されることから、下層膜２が失われた上層膜３は確実に基板１から剥離する。従って、アンダーカット量を精度よく評価できる。
さらには、非透光部１３が互いに平行な直線状に形成されているので、これらの間にエッチング液が流通しやすく、エッチング速度のばらつきが少なくなる。
【００１９】
（第２の例）
上記方法では、ポジ型のフォトレジストからなる上層膜３を使用したが、本発明ではこれに限らず、ネガ型のフォトレジストからなる上層膜を使用してもよい。
図４は、ネガ型のフォトレジストからなる上層膜を使用する場合に用いられるフォトマスクを示すものである。ここに示すフォトマスク２１は、図４（ａ）における上下方向に延びる直線状に形成された複数の透光部２４と、それ以外の部分である非透光部２３とを有する。非透光部２３はフォトマスクパターン２０を構成する。
透光部２４は、図１に示すフォトマスク１１における非透光部１３と同じ形状であり、非透光部２３は、フォトマスク１１における透光部１４と同じ形状である。
フォトマスク２１を使用して、ネガ型のフォトレジストからなる上層膜２５を露光、現像すれば、図２および図３に示すものと同様の形状の線状部６を形成することができる。
【００２０】
（第３の例）
図５は、本発明に係るフォトマスクの第３の例を示す平面図である。
フォトマスク３１は、ガラスなどの透光性材料からなる板状のマスク本体１２の一方の面に、フォトマスクパターン３０を構成する複数の非透光部３３が形成されており、これら非透光部３３の間は透光部３４となっている。
【００２１】
非透光部３３は、同心円をなす多重環状に形成されている。非透光部３３は独立に、かつ径方向に間隔をおいて形成され、その幅は互いにほぼ等しい。
透光部３４の幅は互いに異なる。図示例では、第１〜第５透光部３４ａ〜３４ｅの幅は、外周から内周にかけて順次狭くなっている。
必要なアンダーカット量をαとすると、第１〜第５透光部３４ａ〜３４ｅのうちひとつを、幅が２αとなるように設計するのが好ましい。
【００２２】
フォトマスク３１を使用して、ネガ型のフォトレジストからなる上層膜を露光、現像すれば、第１〜第５透光部３４ａ〜３４ｅに沿う環状の線状部を形成することができる。
環状の線状部が形成されるため、多くの形成方向における線状部のエッチングの状態を評価できる。
なお、ポジ型のフォトレジストからなる上層膜を使用する場合には、非透光部が透光部３４と同じ形状であり、透光部が非透光部３３と同じ形状であるフォトマスクを用いる。
【００２３】
（第４の例）
図６は、本発明に係るフォトマスクの第３の例を示す平面図である。
ここに示すフォトマスク４１は、非透光部４３が矩形の環状である点で、図５に示すフォトマスク３１と異なる。
フォトマスク４１は、マスク本体１２の一方の面に、フォトマスクパターン４０を構成する複数の非透光部４３が形成されており、これら非透光部４３の間は透光部４４となっている。
非透光部４３は、幅が互いにほぼ等しい。第１〜第５透光部４４ａ〜４４ｅの幅は、外周から内周にかけて順次狭くなっている。
【００２４】
なお、図１に示す例では、６つの非透光部１３はすべて互いに幅が異なるように形成されているが、非透光部のうち少なくとも２つの幅が互いに異なっていればよい。また、図４に示す例では、６つの透光部２４はすべて互いに幅が異なるように形成されているが、透光部のうち少なくとも２つの幅が互いに異なっていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のフォトマスクは、半導体装置などにおいて、リフトオフにより配線パターンを形成するべき面に、配線パターンの形成位置とは異なる位置に、プロセスマージン測定用として線状部を形成するために用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るフォトマスクの第１の例を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図２】図１に示すフォトマスクによって上層膜が露光、現像された積層体を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】図２に示す積層体の下層膜をエッチングした状態を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明に係るフォトマスクの第２の例を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明に係るフォトマスクの第３の例を示す平面図である。
【図６】本発明に係るフォトマスクの第４の例を示す平面図である。
【図７】リフトオフによる金属膜形成工程を示す工程図である。
【図８】従来のフォトマスクの例を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図９】図８に示すフォトマスクによって上層膜が露光、現像された積層体を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１０】図９に示す積層体の下層膜をエッチングした状態を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２…下層膜、３、２５…上層膜、１１、２１、３１、４１…フォトマスク、１３、２３、３３、４３…非透光部、１４、２４、３４、４４…透光部、β…間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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