(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相シフト層からなる領域と位相シフト層の上に遮光層からなる領域とを有するハーフトーン型位相シフトマスクであって、
位相シフト層の上に遮光層からなる領域では、遮光層の有無により生じる位相シフト層と遮光層との間での反射率の差に起因して認識されるパターンを当該マスクの識別マークとして形成されてなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項２】
フォトマスクの管理情報を表示する識別マークは、フォトマスクのメインパターンとは同時に形成せずに、遮光帯パターンの形成と同一のフォトリソグラフィー工程で同時に行う工程を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製品の製造に使用するハーフトーン型位相シフトマスクに関し、特には、ハーフトーン型位相シフトマスクを識別するためのマークの構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製品の製造には多数のフォトマスクを必要とする。１種類の半導体を作るための露光工程においては、トランジスタ、キャパシタ、抵抗、配線等の回路形成に２０枚程のフォトマスクが使用される。フォトマスクの在庫の中から必要な物を選び出して、実際の使用に供する前に所望のマスクであることを確認する必要があり、そのための識別用のマークがフォトマスクに付される。
【０００３】
この識別マークは、フォトマスクの製造番号、ロット番号、製造年月日等の管理情報を表示するものとして、それ自体もしくはコード化されて、フォトマスク基板の回路形成に使用されない外周部分に付設される。これらの識別マークは、バーコード方式で光学的に読み取れるか又は直接顕微鏡で観察できる程度のパターンサイズで十分である（特許文献１）。
【０００４】
一方、フォトマスクは、石英基板上に、回路パターンもしくはその反転パターンを、遮光性の金属クロム（以下、Ｃｒと記す）で形成したものである。このフォトマスクをウエハー上に塗工された感光性レジストから離間してセットし、露光装置により紫外線を照射して、写真のネガフィルムと同様の作用により、回路パターンを感光性レジストに転写してエッチング法で製造するものである。
【０００５】
しかしながら、形成すべき回路パターンは、半導体の高集積化と高速化によって、微細化が進んでおり、上記のような単純なＣｒの遮光膜と石英基板からなるフォトマスク構成では、光の回折限界（光では、その波長の半分以下の解像度は到達できない）のため、微細なパターンを感光性レジストに転写することが困難となってきた。そこで、回折限界を引き下げる手法として位相シフト法が開発され、それに対応する構造のフォトマスクが位相シフトマスクとして提供された。
【０００６】
位相シフトマスクには、ハーフトーン型あるいはレベンソン型等あるが、前者は、マスク基板上に光の位相を変化させる部分（以下、シフター層と記す）を敷設し、シフターを透過して位相が変化した光と、シフターを透過せず位相の変化し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。位相差を１８０度になるようにすると、シフター開口境界で、光の振幅は互いに打ち消しあって、光強度が低下する効果を利用するものである。
【０００７】
したがって、標準的なハーフトーン型位相シフトマスクは、遮光牲Ｃｒのパターンの代わりに、一定程度の透過性を有するシフターのパターンが石英基板上に形成されることになる。シフターは、位相を調整するために、単一材料からだけでなく複数の材料を積層して形成することもある。転写エリアの周りには、余計な感光を防ぐため、遮光帯が必要である。遮光層はシフター層の上に形成され、必要に応じて除去される。一般に、除去される遮光層のパターン（以下、遮光帯パターンと記す）には、高い寸法精度、位置精度、解像精度は要求されない。また、遮光層の遮光材料についても複数の膜が積層された構造の場合がある。
【０００８】
シフター層のパターンの形成は、寸法精度、位置精度、解像精度などの関係から、一般に高加速電圧の電子描画装置が用いられるが、遮光帯パターンの形成には、高い精度が必要ないので、一般に、レーザー描画機や、精度の低い電子描画機などの低コストの描画機が用いられる。
【０００９】
以下に公知文献を示す。
【特許文献１】特開２０００―９９６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
フォトマスクの転写エリア外に付設される識別マークは、パターンの解像度及び精度を要しないラフなパターンである。それにも関わらず、これまで、高コストな電子線描画装置を長時間用いて、半導体回路に相当するメインパターンと同時に、過剰とも言える精度で描画がなされている。
【００１１】
ベクター型の電子線描画装置において、電流密度が高い場合、電子間のクーロン反発の影響を避けるため、電子ビームの最大ショットサイズは小さい。その結果、描画すべき面積の大きな識別マークがあると、電子ビームのショット数が増え描画時間が増大し、フォトマスクの生産性が低下するという問題がある。フォトマスクの作製期間が長いと短納期が困難になるという問題にもなっている。
【００１２】
また、識別マークのような開口部の大きなパターンは、散乱電子やローディング効果などにより回路パターンのような微細なパターンの寸法精度に影響を与えるという問題がある。
【００１３】
高面積パターンで描画時間が増大する問題に関しては、高精度を必要とする微細なパターン部分に対して、ラフなパターンの露光量、最大ショットサイズ、パス数などの描画条件を変更して効率を改善する、あるいは、描画すべきパターンも幾つかに分割し描画の条件と順序を最適化するなどの方法をとることで、描画時間を短くできるような機能が描画機に備わっているが、それだけでは、十分な効果が得られていない。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フォトマスクの識別マークのような大面積で高い精度が不要なパターンを形成するに際に、他の高精度を要する微細なパターンの形成に影響を与えることなく、且つ、短時間で容易に形成できる識別マークを有するハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明請求項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスクは、
位相シフト層からなる領域と位相シフト層の上に遮光層からなる領域とを有するハーフトーン型位相シフトマスクであって、
位相シフト層の上に遮光層からなる領域では、遮光層の有無により生じる位相シフト層と遮光層との間での反射率の差に起因して認識されるパターンを当該マスクの識別マークとして形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明は、基板上の遮光層とシフター層の反射率の差を識別マークとして利用するということである。透明基板側からであっても、シフター層上の遮光層の有無によって、反射率が異なることから両者を区別することができ、識別マークとして機能することができる。また、この時、識別マークの一部に透明基板のみの部分が含まれていたとしても、識別マークとして機能することができれば問題はない。本特許の識別マークの構造は、識別マークの一部に透明基板が含まれている構造も含むものとする。
【００１７】
本発明請求項２に記載のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法は、
フォトマスクの管理情報を表示する識別マークは、フォトマスクのメインパターンとは同時に形成せずに、遮光帯パターンの形成と同一のフォトリソグラフィー工程で同時に行う工程を含むことを特徴とする。
【００１８】
この発明は、識別パターンを、高コスト、低スループットの高精度描画機を用いる高精度が必要なメインパターンと同時に形成せずに、低コスト、高スループットの精度の低い描画機で遮光帯パターンの形成と同時に行うことで、メインパターン部分での寸法精度の低下を抑え、かつ高精度描画機の描画時間を下げられることから、描画コストの削減、生産性の向上を図ることができる。
また、遮光帯パターンの形成時と同時に識別パターンを形成するので、新たに工程を増やすことなく、識別パターンを形成することができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上、本発明によれば、シフター層上の遮光層の有無により光反射率が異なることを利用して識別マークとすることにより、遮光帯パターンと識別マーク部分の露光を同時に行うことができ、メインパターンの描画に用いる高コスト描画機の描画時間が短縮されるので、描画コストを下げることができる。また、フォトマスクの作製期間の短縮が図れ、生産性も向上させることができる。また、識別マーク等の大面積パターンと回路パターンのような微細なパターンを同時に形成しないため、微細なパターン部分の寸法精度の低下がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。
【００２１】
透明基板１上に、シフター材料としてモリブデンシリコンを用いたシフター層２、その上に遮光材料としてＣｒを用いた遮光層３、さらに、その上にポジ系の電子線描画用レジスト４をコートして、ブランクスとする（図１（ａ））。
【００２２】
次いで、メインパターン１０と重ね描画に必要なアライメントパターン５の電子線描画を行った後、ポストベーク処理を施し現像処理を行う（図１（ｂ））。
【００２３】
次いで、レジストをマスクとして、ドライエッチング加工を行い、開口部の遮光層とシフター層を除去する。続いて、レジストを剥離し、シフター層及び遮光層の二層からなるパターンを得る（図１（ｃ））。
次いで、ポジ系のi線用レジスト６をコートする（図１（ｄ））。
【００２４】
露光波長がｉ線のレーザー描画装置を用いて、遮光帯パターン９と識別マークパターン８を形成する重ね描画を行い、次いで現像処理を行った。（図１（e））。
尚、付言すれば、これらの工程は、電子線用レジストを用い、電子線描画装置を用いる重ね描画であっても構わない。
【００２５】
次いで、ドライエッチングを実施し、不要な遮光層７の除去と、識別マーク１１を形成する。最後にレジストの剥離と洗浄を行った。これらの工程により、シフター層２上に遮光層３からなる識別マーク１１を得ることができる（図１（ｆ））。
この時、作製されたマスクの上面図及び部分断面図は、図２に示すような構造になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明になるハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程を部分断面により模式的に説明する図である。
【図２】マスク識別マークの位置及び部分断面図を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１、石英基板
２、シフター層
３、遮光層
４、電子線用レジスト
５、アライメントパターン
６、感光性レジスト
７、シフターパターン上の不要な遮光層
８、識別マークパターン
９、遮光帯パターン
１０、メインパターン部分
１１、識別マーク
【図１】
0005176641.tif 000002
【図２】
0005176641.tif 000003