【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、一般にフォトマスクの製造方法に関するものであり、より特定的には、高精度のフォトマスクを得ることができるように改良されたフォトマスクの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a photomask manufacturing method, and more specifically,
The present invention relates to a photomask manufacturing method improved so that a highly accurate photomask can be obtained.

【０００２】この発明は、また、そのような方法によって得られたフォトマスクに関する。この発明は、さらに、電子ビーム描画時のフォギング（Fogging）効果に起因する現像後の疎密の違いによるレジストパターンでの寸法差を小さくし、より高精度のフォトマスクを得ることができるようにする、マスクパターン寸法の疎密差改善方法に関する。The invention also relates to a photomask obtained by such a method. The present invention further reduces the dimensional difference in the resist pattern due to the difference in density after development due to the fogging effect during electron beam writing, and makes it possible to obtain a more accurate photomask. The present invention relates to a method for improving the density difference of mask pattern dimensions.

【０００３】[0003]

【従来の技術】まず、半導体素子の製造に用いられる、従来のフォトマスクの製造方法について説明する。2. Description of the Related Art First of all, used in the manufacture of semiconductor elements,
A conventional method of manufacturing a photomask will be described.

【０００４】図１０を参照して、合成石英基板１の上に、Ｃｒ金属膜２を形成する。Ｃｒ金属膜２の上にレジスト層３を形成する。レジスト層３に向けて電子ビーム４を照射し、パターン描画を行なう。Referring to FIG. 10, Cr metal film 2 is formed on synthetic quartz substrate 1. A resist layer 3 is formed on the Cr metal film 2. An electron beam 4 is irradiated toward the resist layer 3 to draw a pattern.

【０００５】図１１を参照して、レジスト層３を現像し、レジストパターン５を形成する。図１２を参照して、レジストパターン５を用いて、Ｃｒ金属膜２をエッチングし、マスクパターン６を形成する。Referring to FIG. 11, resist layer 3 is developed to form resist pattern 5. Referring to FIG. 12, using resist pattern 5, Cr metal film 2 is etched to form mask pattern 6.

【０００６】図１３を参照して、レジストパターン５を除去すると、フォトマスクが完成する。Referring to FIG. 13, when resist pattern 5 is removed, a photomask is completed.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体素子の製造に用いられるフォトマスクでは、マスク面内に密なパターン（レジストの被覆面積が小さいパターン）と疎なパターン（レジストの被覆面積が大きいパターン）とが共存している場合がある。このようなマスクを得るために、上述の電子ビーム描画プロセス、現像プロセス、ドライエッチングプロセスを行なうと、電子ビーム描画プロセス時のフォギング効果による密なパターン部での抜きパターンでは寸法の太りが生ずる。このフォギング効果について説明する。By the way, in a photomask used for manufacturing a semiconductor device, a dense pattern (a pattern having a small resist coating area) and a sparse pattern (a pattern having a large resist coating area) are formed in the mask surface. )
And may coexist. When the electron beam writing process, the developing process, and the dry etching process described above are performed to obtain such a mask, the punched pattern in the dense pattern portion is thickened by the fogging effect in the electron beam writing process. This fogging effect will be described.

【０００８】図１４を参照して、電子ビーム（ＥＢ）描画において、レジスト層３あるいは基板に突入した電子は、散乱により、一部がレジスト層３中から飛び出してくるものがある。このような電子は、電子ビーム描画装置内の構成部品に突入し、再度散乱により、レジスト層３の面に到達するものがある。当然、このような電子により、レジスト層３がうっすらと感光し、ポジレジストを使用している場合、抜きパターンにおいてはレジスト寸法は太る傾向がある。このような現象を、この分野では、フォギング（Ｆｏｇｇｉｎｇ）効果と呼んでいる。Referring to FIG. 14, in the electron beam (EB) writing, some of the electrons that have entered the resist layer 3 or the substrate may fly out of the resist layer 3 due to scattering. Some of these electrons enter the components in the electron beam drawing apparatus and are scattered again to reach the surface of the resist layer 3. Of course, such an electron causes the resist layer 3 to be slightly exposed to light, and when a positive resist is used, the resist dimension tends to be thick in the blank pattern. Such a phenomenon is called a fogging effect in this field.

【０００９】また、従来の方法では、ドライエッチング時のエッチング速度の違い（密なパターン部は速く、疎なパターン部は遅い）による寸法差の発生により、密なパターン部での寸法と疎なパターン部での寸法との間に１００ｎｍ程度の差が発生していた。上記ドライエッチングでの寸法差改善方法としては、たとえば、特願平１０−２２４８４５号に記載されている方法を選択することにより、改善されることがわかっている。Further, in the conventional method, a dimension difference occurs due to a difference in etching rate during dry etching (a dense pattern portion is fast, and a sparse pattern portion is slow). There was a difference of about 100 nm from the dimension in the pattern portion. As a method for improving the dimensional difference in the dry etching, for example, Japanese Patent Application No.
It has been found to be improved by selecting the method described in 0-224845.

【００１０】しかし、電子ビーム描画時のフォギング効果による現像後のレジスト寸法での線幅変動を改善する方法がなく、上記ドライエッチングの改善方法を選択しても、４０ｎｍ程度の差が発生していた。However, there is no method for improving the line width variation in the resist dimension after development due to the fogging effect during electron beam writing, and even if the dry etching improving method is selected, a difference of about 40 nm occurs. It was

【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、微細なパターンを形成する手段としてのフォトマスクプロセスにおいて、電子ビーム描画時のフォギング効果に起因する現像後の疎密の違いによるレジストパターンでの寸法差を小さくし、より高精度のフォトマスクを得ることが可能になるように改良されたフォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and in a photomask process as a means for forming a fine pattern, after the development due to the fogging effect at the electron beam writing. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photomask improved so that a dimensional difference in a resist pattern due to a difference in sparseness and denseness can be reduced and a more accurate photomask can be obtained.

【００１２】この発明の他の目的は、このようなプロセス手法を利用して得られたフォトマスクを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a photomask obtained by utilizing such a process technique.

【００１３】この発明の他の目的は、疎の部分におけるマスクパターンの寸法と密の部分におけるマスクパターンの寸法の差を改善することができるように改良されたマスクパターン寸法の疎密差改善方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for improving the sparse / dense difference in mask pattern size, which is improved so as to improve the difference between the size of the mask pattern in the sparse part and the size of the mask pattern in the dense part. To provide.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明に係るフォトマスクの製造方法においては、まず、基板の上に、金属膜、レジスト層を順次形成する。上記レジスト層の上に導電膜を形成する。上記レジスト層に向けて電子ビームを照射し、パターン描画を行なう。上記導電膜を剥離する。上記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する。上記レジストパターンを用いて、上記金属膜をエッチングし、マスクパターンを形成する。In the method of manufacturing a photomask according to the present invention, first, a metal film and a resist layer are sequentially formed on a substrate. A conductive film is formed on the resist layer. A pattern is drawn by irradiating the resist layer with an electron beam. The conductive film is peeled off. The resist layer is developed to form a resist pattern. The metal film is etched using the resist pattern to form a mask pattern.

【００１５】この発明の好ましい実施態様によれば、上記導電膜は水溶性導電膜を含む。この発明のさらに好ましい実施態様によれば、上記水溶性導電膜は、ポリアニリンスルフォン酸膜を含む。According to a preferred embodiment of the present invention, the conductive film includes a water-soluble conductive film. According to a further preferred embodiment of the present invention, the water-soluble conductive film includes a polyaniline sulfonic acid film.

【００１６】上記水溶性導電膜の剥離は、炭酸ガスを添加した純水を用いて行なうのが好ましい。The water-soluble conductive film is preferably peeled off using pure water containing carbon dioxide.

【００１７】また、上記水溶性導電膜の剥離は、機能水を用いて行なってもよい。この発明に係るフォトマスクは、上述の方法によって得られたフォトマスクに係る。The water-soluble conductive film may be peeled off using functional water. The photomask according to the present invention relates to the photomask obtained by the above method.

【００１８】この発明の他の局面に従う方法は、電子ビーム描画時のフォギング（Fogging）効果に起因する現像後の疎密の違いによるレジストパターンでの寸法差を小さくする方法に係る。まず、基板の上に、金属膜、レジスト層を順次形成する。上記レジスト層の上に導電膜を形成する。上記レジスト層に向けて電子ビームを照射し、パターン描画を行なう。上記導電膜を剥離する。上記レジスト層を現像し、レジストパターンを形成する。上記レジストパターンを用いて、上記金属膜をエッチングし、マスクパターンを形成する。A method according to another aspect of the present invention relates to a method for reducing a dimensional difference in a resist pattern due to a difference in density after development due to a fogging effect during electron beam writing. First, a metal film and a resist layer are sequentially formed on the substrate. A conductive film is formed on the resist layer. A pattern is drawn by irradiating the resist layer with an electron beam. The conductive film is peeled off. The resist layer is developed to form a resist pattern.
The metal film is etched using the resist pattern to form a mask pattern.

【００１９】[0019]

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２０】 図１を参照して、合成石英基板１の上に、Ｃｒ金属膜２と、ポジ型のレジスト層３を形成する。レジスト層３には、ポリアクリレート系樹脂である日本ゼオン製ＺＥＰ７０００（登録商標）を用いた。レジスト層３の上に導電膜７を形成する。導電膜７としては、三菱レイヨン製の水溶性導電材料（ポリアニリンスルフォン酸（（Ｃ ＨＯＮＳ）ｎ）：商品名：ａｑｕａＳＡＶＥ（登録商標））を使用した。導電膜７の膜厚は、８０ｎｍであった。 Embodiment 1 Referring to FIG. 1, a Cr metal film 2 is formed on a synthetic quartz substrate 1.
Then, a positive resist layer 3 is formed. As the resist layer 3, ZEP manufactured by Nippon Zeon, which is a polyacrylate resin, is used.
7000 (registered trademark) was used. A conductive film 7 is formed on the resist layer 3. As the conductive film 7, a water-soluble conductive material (polyaniline sulfonic acid ((C _{7
H 4.5 O 4 NS) n)} : Product Name: aquaSAVE (registered trademark)) was used. The film thickness of the conductive film 7 was 80 nm.

【００２１】その後、レジスト層３に向けて電子ビームを照射し、パターン描画を行なった。After that, the resist layer 3 was irradiated with an electron beam to draw a pattern.

【００２２】図２と図３を参照して、電子ビーム描画後、マスク上に炭酸ガスを添加した純水をかけることにより、導電膜７を完全に除去した。Referring to FIGS. 2 and 3, after the electron beam drawing, the conductive film 7 was completely removed by spraying pure water containing carbon dioxide gas on the mask.

【００２３】図４を参照して、レジスト層３を現像し、レジストパターン５を形成する。図５を参照して、レジストパターン５をマスクに用いて、金属膜２をエッチングし、マスクパターン６を形成する。Referring to FIG. 4, the resist layer 3 is developed,
A resist pattern 5 is formed. Referring to FIG. 5, using resist pattern 5 as a mask, metal film 2 is etched to form mask pattern 6.

【００２４】図６を参照して、レジストパターン５を除去すると、フォトマスクが完成する。Referring to FIG. 6, when resist pattern 5 is removed, the photomask is completed.

【００２５】さて、図７に示すパターンを用いて、実施例に係るフローでマスクを形成した。その後、図８に示す密パターン（Ａ−Ａ′部）と疎パターン（Ｂ−Ｂ′部）での寸法差の評価を行なった。寸法評価パターンは、現像後にはマスク左半分（密部）中央部に設けられた、内部に孤立抜きパターンを多数含む寸法評価パターン（約６．５ｍｍ×３５ｍｍ）と、それを取囲む全面抜きパターン（Ｃｒが露出した４６ｍｍ×５４ｍｍのパターン）と、右半分（疎部）中央部に設けられた寸法評価パターンとからなるものである。A mask was formed using the pattern shown in FIG. 7 according to the flow of the example. Then, the dense pattern (AA 'portion) and the sparse pattern (BB') shown in FIG.
(Part) was evaluated for dimensional difference. The dimension evaluation pattern is a dimension evaluation pattern (about 6.5 mm × 35 mm) provided in the center of the left half (dense portion) of the mask after development and including a large number of isolated removal patterns inside, and a full removal pattern surrounding it. (A pattern of 46 mm × 54 mm with exposed Cr) and a dimension evaluation pattern provided in the central part of the right half (a sparse part).

【００２６】得られた結果を、従来の方法で行ったものと対比して、表１にまとめる。なお、表１には、図７に示すパターンを用いて従来フロー（図１０〜図１３に示す工程）でマスクを処理した場合の結果についても示している。描画条件は次の通りである。The results obtained are summarized in Table 1 in comparison with those performed by the conventional method. Table 1 also shows the results when the mask is processed by the conventional flow (steps shown in FIGS. 10 to 13) using the pattern shown in FIG. 7. The drawing conditions are as follows.

【００２７】描画条件１：加速電圧１０ｋＶ, ＥＢドーズ量３．５μＣ/ｃｍ 描画条件２：加速電圧１０ｋＶ, ＥＢドーズ量３．７μＣ/ｃｍ Drawing condition 1: acceleration voltage 10 kV, EB dose 3.5 μC / cm ² drawing condition 2: acceleration voltage 10 kV, EB dose 3.7
μC / cm ²

【００２８】[0028]

【表１】 [Table 1]

【００２９】表１から明らかなように、疎部と密部との寸法差は、実施例で処理したマスクの場合、改善されることがわかった。このように、寸法差が改善されるのは、「フォギング効果」によってうっすらと感光するレジスト部に、導電膜をおくことにより、レジストが「フォギング」により感光していないと考えられる。したがって、現像前に導電膜を剥離し、レジストを現像液により現像することにより、導電膜がない従来のプロセスと比較して、パターンの疎密による寸法差が改善されるものと考えられる。As is apparent from Table 1, it was found that the dimensional difference between the sparse portion and the dense portion was improved in the case of the masks processed in the examples. It is considered that the reason why the dimensional difference is improved is that the resist is not exposed by "fogging" because the conductive film is placed on the resist portion that is slightly exposed by the "fogging effect". Therefore, by peeling the conductive film before development and developing the resist with a developing solution, it is considered that the dimensional difference due to the density of the pattern is improved as compared with the conventional process in which the conductive film is not provided.

【００３０】なお、水溶性導電膜の除去には、炭酸ガスを添加した純水を用い場合を例示したが、この発明はこれに限られるものでなく、機能水（純水の電気分解により、酸化力、還元力を持たせた電解水をいう）を用いても、同様の効果を奏する。Although the case where pure water added with carbon dioxide gas is used to remove the water-soluble conductive film has been illustrated, the present invention is not limited to this, and functional water (by electrolysis of pure water, The same effect can be obtained by using electrolyzed water having oxidizing power and reducing power.

【００３１】 実施例１では、図８に示すテストパターンを有する測定試料を作製した場合を例示したが、この発明はこれに限られるものでなく、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すような、孤立ホール８（周囲に他のパターンがない）と密集ホール９を有する、ウェハ基板に転写すべきホール系を形成したフォトマスクを形成しても、実施例１と同様の効果が得られた。また、ホールをラインに置き換えたラインアンドスペースを有するフォトマスクを形成しても、同様の効果が得られた。 Example 2 In Example 1, the case where the measurement sample having the test pattern shown in FIG. 8 was prepared was illustrated, but the present invention is not limited to this, and FIGS. 9 (A) and 9 (B) are shown. As shown in
Even if a photomask having a hole system to be transferred to a wafer substrate, which has an isolated hole 8 (no other pattern around it) and a dense hole 9 is formed, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Also, the same effect was obtained by forming a photomask having lines and spaces in which holes were replaced with lines.

【００３２】今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順序の第１の工程における断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view in the first step of the order of the method for manufacturing the photomask according to the first embodiment.

【図２】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順序の第２の工程における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the second step of the order of the method for manufacturing the photomask according to the first embodiment.

【図３】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順序の第３の工程における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the third step of the order of the method for manufacturing the photomask according to the first embodiment.

【図４】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順序の第４の工程における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view in the fourth step of the order of the method for manufacturing the photomask according to the first embodiment.

【図５】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順序の第５の工程における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view in the fifth step of the order of the method for manufacturing the photomask according to the first embodiment.

【図６】 実施例１に係るフォトマスクの製造方法の順序の第６の工程における断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view in the sixth step of the order of the method for manufacturing the photomask according to the first embodiment.

【図７】 実施例１において用いるパターンの平面図である。7 is a plan view of a pattern used in Example 1. FIG.

【図８】 実施例１によって得られたフォトマスクのテストパターンの平面図である。FIG. 8 is a plan view of a test pattern of the photomask obtained in Example 1.

【図９】 実施例２に係るテストパターンの平面図である。FIG. 9 is a plan view of a test pattern according to a second embodiment.

【図１０】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第１の工程における断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view in the first step of the order of the conventional photomask manufacturing method.

【図１１】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第２の工程における断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view in the second step of the order of the conventional photomask manufacturing method.

【図１２】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第３の工程における断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view in the third step of the order of the conventional photomask manufacturing method.

【図１３】 従来のフォトマスクの製造方法の順序の第４の工程における断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view in a fourth step of the order of the conventional photomask manufacturing method.

【図１４】 フォギング効果を説明するための概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining a fogging effect.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 合成石英基板、２ Ｃｒ金属膜、３ レジスト層、４ 電子ビーム、５レジストパターン、６ マスクパターン。1 synthetic quartz substrate, 2 Cr metal film, 3 resist layer,
4 electron beams, 5 resist patterns, 6 mask patterns.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石塚 正彦 埼玉県秩父市大字寺尾2804番地 アルバッ ク成膜株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AB08 AC06 AD03 DA02 DA03 DA30 FA12 FA39 2H095 BB02 BB10 BB14 BB31 BC08 BC17 2H096 AA24 BA09 CA20 EA06 FA10 HA23    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masahiko Ishizuka             2804 Terao, Oita, Chichibu City, Saitama Prefecture             Ku Film Co., Ltd. F-term (reference) 2H025 AA02 AB08 AC06 AD03 DA02                       DA03 DA30 FA12 FA39                 2H095 BB02 BB10 BB14 BB31 BC08                       BC17                 2H096 AA24 BA09 CA20 EA06 FA10                       HA23