(57)【要約】【課題】多層コーティング層や回折格子をフォトマスクに形成することなく、変形照明法を用いていない通常の露光装置を使用しても、変形照明法を用いた露光装置と同等の高解像のパターニングが可能となるフォトマスクを提供すること。【解決手段】透明基板のおもて面には露光パターンが形成されており、裏面には前記露光パターンに対して、光源から垂直入射する光線を遮光する遮光性パターンが形成されていることを特徴とするフォトマスク。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板のおもて面には露光パターンが形成されており、裏面には前記露光パターンに対して、光源から垂直入射する光線を遮光する遮光性パターンが形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクの製造方法であって、
露光パターンの描画データに対して、プラスまたは０のリサイズ処理をしたのち、白黒反転して遮光性パターンの描画データを作成する描画データ作成工程と、
前記描画データ作成工程で得た遮光性パターンの描画データを使用して、前記露光パターンが形成された面の裏面に、前記露光パターンとアラインメントして遮光性パターンを形成する遮光性パターン形成工程と、を備えていることを特徴とするフォ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、半導体製造工程やフラットパネルディスプレイの製造工程で使用されるフォトマスクおよびフォトリソグラフィー技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
形成するパターンの微細化の進展に伴い、半導体製造工程の一つであるフォトリソグラフィー工程で使用される露光装置には変形照明法を用いたものが使用されている。
【０００３】
例えば、変形照明法の一つである輪帯照明法を用いた露光装置では、フォトマスクにはほぼ垂直に入射する、解像に寄与しない光を遮蔽し、パターンを解像させる斜めからのみの光を入射させることにより、像面での光強度分布のコントラストの低下を防ぐことができ、解像力を向上させている。
【０００４】
すなわち、フォトマスクの露光対象物側の表面に形成された露光パターンが微細になるほど、露光パターンの解像に寄与しないノイズ成分である垂直入射する光を遮光し、回折光の０次回折光、＋１次回折光、−１次回折光を集めて、露光する。
【０００５】
図１（Ａ）は、従来の通常照明を用いた場合であり、光源から垂直入射する光線が主体である為に露光パターンの解像に寄与しないノイズ成分が多いが、図１（Ｂ）に示す変形照明法の１つである輪帯照明法では、絞りによってフォトマスクに垂直入射する光線を遮光し、斜め入射する光線による０次回折光と１次回折光をレンズで集光し、露光する為に解像度が上がる。
【０００６】
また、露光装置の照明系のＮＡ値と投影レンズ系のＮＡ値の比である、有効光源の大きさに相当するコヒーレントファクターσ値を、フォトマスクのパターンの種類によって選択する必要がある。σは通常、０．３〜０．７程度の値が選択される。コンタクトホールのような孤立したパターンでは小さい方が良く、微細な周期的な直線パターンでは大きい方が良いとされている。
【０００７】
この様な露光装置の条件を設定する為には、原理的には露光装置の光学系の構成要素を機械的に交換することが考えられるが、実際には、その様なことは不可能である。なぜならば、光学系の構成要素を交換すると、ダストが光学系に入ってしまう問題の他に、光学系の再調整に時間がかかるためであり、その間生産ラインを止めることは生産上、大きな損失となるからである。また高価な装置を余分に備えることも考えられるが、コストの上昇を招くため、事実上実施することは困難である。
【０００８】
そこで、露光装置の光学系の条件設定を機械的な操作無しに実現する方法として、特許文献１には、フォトマスクのパターンが形成された面またはその裏面の全面に、多層コーティング層を形成したフォトマスクが開示されている。また、特許文献２には、フォトマスクのパターンが形成された面の裏面の全面に、回折格子を形成したフォトマスクが開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示された技術では、フォトマスクの表面またはその裏面に多層コーティング層である多層干渉膜を形成する必要があり、またパターンの種類によっては効果が小さいという問題点がある。また特許文献２に開示された技術では、フォトマスクの裏面に、回折格子を全面に形成する必要があり、またパターンの種類によっては効果が小さいという問題点がある。更には、変形照明法では、フォトマスクに形成されるあらゆる種類のパターンに対する最適化を行う事ができないという根本的な問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第２７８５７５７号
【特許文献２】特開平９−５０１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
多層コーティング層や回折格子をフォトマスクに形成することなく、変形照明法を使用した露光装置と同等の解像度が、通常の露光装置を用いても得られるフォトマスクを提供すること。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、透明基板のおもて面には露光パターンが形成されており、裏面には前記露光パターンに対して、光源から垂直入射する光線を遮光する遮光性パターンが形成されていることを特徴とするフォトマスクである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフォトマスクの製造方法であって、
露光パターンの描画データに対して、プラスまたは０のリサイズ処理をしたのち、白黒反転して遮光性パターンの描画データを作成する描画データ作成工程と、
前記描画データを使用して、前記露光パターンが形成された面の裏面に、前記露光パターンとアラインメントして遮光性パターンを形成する遮光性パターン形成工程と、を備えていることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
変形照明法を用いていない通常の露光装置を使用しても、変形照明法を用いた露光装置と同等の高解像のパターニングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】露光装置における照明光と照明光の一部を遮光する絞りとフォトマスクの関係を原理的に説明する図であり、（Ａ）は従来の通常照明の場合の回折光の状況を示した概念図、（Ｂ）は絞りを効かせた変形照明法の１つである輪帯照明法の例を示す概念図、（Ｃ）は、本発明の場合の回折光の状況を示した概念図。
【図２】本発明のフォトマスクの例を示す図であり、（Ａ）は、（Ｂ）に示す露光パターン（図中の下面）を反転させたパターンを、露光パターンにアラインメントして裏面（図中の上面）に形成した例を示す概念図。
【図３】本発明のフォトマスクの例を示す図であり、（Ｂ）は露光パターン（図中の下面）をリサイズしたパターンを反転させ、且つ論理演算することによって形成したパターンを裏面（図中の上面）に形成した例を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１（Ｃ）は、本発明の場合の回折光の状況を示した概念図である。
本発明のフォトマスクは、図１（Ｂ）に示した変形照明法の１つである輪帯照明法と同等に、光源から垂直入射する光線を遮光し、フォトマスクに斜め入射する光線のみを使用することで、０次回折光と１次回折光を集光し、露光することができることを原理的に示している。
【００１７】
輪帯照明法では、光源からフォトマスクに垂直入射する光線を露光装置の光学系に設けた絞りによって遮光している。一方、本発明のフォトマスクでは、図１（Ｃ）に示したように、フォトマスクの裏面（光源側）に、遮光性パターンを設けることによって、光源からフォトマスクに垂直入射する光線を遮光している。
【００１８】
このことにより、フォトマスクの露光パターンに入射する光線は斜め入射する光線のみとなり、輪帯照明法と同等の条件を実現することができる。
【００１９】
図２は、本発明のフォトマスクの例を示す図であり、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）に示す露光パターン（図中の下面）を反転させたパターンを、露光パターンにアラインメントして裏面（図中の上面）に形成した例を示す概念図である。
【００２０】
図３は、本発明のフォトマスクの例を示す図であり、図３（Ｂ）は露光パターン（図中の下面）をリサイズしたパターンを反転させ、且つ論理演算することによって形成したパターンを裏面（図中の上面）に形成した例を示す概念図である。これは、露光パターンに大面積開口部がある時に適用する。論理演算は、裏面に形成する遮光パターンが、必要の無い領域に形成されないように実施する。
【００２１】
次に、本発明のフォトマスクの製造方法について説明する。
まず、透明基板の表裏両面に、遮光性膜または半遮光性膜を形成し、一方の面に感光性レジスト層を形成する。次に、フォトマスクの露光パターンとなるパターンを描画装置を用いて描画し、現像、エッチング、レジスト剥離、洗浄、乾燥を行うことにより、露光パターンを形成する。この時、アライメントマークも形成する。以上で、露光パターンが形成されたおもて面のパターニング工程を終了する。最後に、その表面に保護膜を形成する。
【００２２】
次に、露光パターンの面に形成されたアライメントマークが形成されている領域の遮光性膜または半遮光性膜の一部をレーザー照射によって除去し、アライメントマークが裏面からも見えるようにする。これは、感光性レジスト層を形成してから、アライメントマークが形成されている領域の感光性レジスト層を除去し、遮光性膜または半遮光性膜の一部をエッチング除去する方法でも良い。
【００２３】
次に、遮光性膜または半遮光性膜の上に感光性レジスト層を形成し、アライメントマークを用いてアラインメントして、露光パターンのネガパターンを形成する。このネガパターンの形成には、ネガマスクを作製せず、描画装置によって、ネガパターンを描画する方法をとることができる。また露光パターンのネガマスクを予め作製しておき、そのネガマスクを用いて露光しても良い。
【００２４】
次に、露光パターンのネガパターンをエッチングマスクとして、遮光性膜または半遮光性膜をエッチング除去し、レジストパターンを剥離し、洗浄、乾燥することにより、裏面のパターニング工程を終了する。
【００２５】
裏面のパターニング工程で形成するパターンは、露光パターンのネガパターンだけではなく、まず、露光パターンをプラスまたは０のリサイズ処理をすることにより、露光パターンより大きくするか、同じサイズにすることが可能である。そのようにリサイズした露光パターンの反転パターンをデータ上で作成し、必要な場合は、更に露光パターンのデータと論理演算を行うことにより、裏面の遮光性パターンの描画データを作成することができる。
【００２６】
以上のようにして作製したフォトマスクは、輪帯照明法の露光装置のような高価な露光
装置を使用することなく、輪帯照明法の露光装置を使用したのと同等の解像度のパターニングを実施することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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