JP2002303967A - Mask for exposure, method for producing the same and exposure method using the same - Google Patents

Mask for exposure, method for producing the same and exposure method using the same

Info

Publication number
JP2002303967A
JP2002303967A JP2002069525A JP2002069525A JP2002303967A JP 2002303967 A JP2002303967 A JP 2002303967A JP 2002069525 A JP2002069525 A JP 2002069525A JP 2002069525 A JP2002069525 A JP 2002069525A JP 2002303967 A JP2002303967 A JP 2002303967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
pattern
mask
exposure
translucent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002069525A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3410089B2 (en
Inventor
Hiroaki Hazama
博顕 間
Shinichi Ito
信一 伊藤
Takashi Kamo
隆 加茂
Hideki Kanai
秀樹 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2002069525A priority Critical patent/JP3410089B2/en
Publication of JP2002303967A publication Critical patent/JP2002303967A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3410089B2 publication Critical patent/JP3410089B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask for exposure which satisfies conditions of amplitude transmittance and phase contrast with a single layer film and can show its phase shift effect to the fullest extent because the deterioration of image quality at edge parts of a phase shift pattern can be more effectively suppressed as compared with the existing light shielding masks. SOLUTION: A translucent film whose refractive index and extinction coefficient satisfy a desired condition is formed by sputtering on a quarts substrate. An electron beam negative resist is applied on the substrate, an electrically conductive resin film is further formed and pattern formation with electron beams and development are carried out to form a resist pattern. Chemical ion etching is then carried out with gaseous CF4 through the resist pattern as a mask to remove the disclosed translucent film. The resist is removed with a mixed solution of sulfuric acid and a hydrogen peroxide solution to form the objective translucent film mask.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置の製造工
程のリソグラフィー工程に用いられる露光用マスクの製
造方法に係わり、特にリソグラフィーのマスクにおいて
半透明膜からなる位相シフタを形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an exposure mask used in a lithography process of a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a method for forming a phase shifter made of a translucent film in a lithography mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体技術の進歩と共に半導体装置ひい
ては半導体素子は高集積化、微細化の一途を辿ってい
る。この半導体素子の製造に際し、リソグラフィー技術
は加工の要として特に重要である。
2. Description of the Related Art Along with the advance of semiconductor technology, semiconductor devices and semiconductor devices are becoming more highly integrated and finer. In manufacturing this semiconductor device, lithography technology is particularly important as a key to processing.

【0003】現在のリソグラフィー技術ではマスクパタ
ーンを縮小光学系を介してLSI基板上に投影露光する
方法が主に用いられている。このリソグラフィー技術に
おける微細化は露光波長の制約を大きく受け、波長以下
のパターンを形成するのは非常に困難であった。これは
波長とほぼ同寸法のパターンでは隣接するパターンで干
渉が生じ、本来暗部として形成したい領域で光強度を有
し、暗部と明部の光量差がほとんど生じないことが原因
となっている。このため、任意の波長を用いてLSI基
板上にパターン形成を行う場合、最小線幅を波長に対し
1.4倍程度の寸法に止めざるを得なかった。
In the current lithography technique, a method of projecting and exposing a mask pattern onto an LSI substrate via a reduction optical system is mainly used. The miniaturization in this lithography technique is greatly restricted by the exposure wavelength, and it is very difficult to form a pattern having a wavelength equal to or less than the wavelength. This is because in a pattern having the same size as the wavelength, interference occurs in an adjacent pattern, the light intensity is in a region that is originally desired to be formed as a dark portion, and the light amount difference between the dark portion and the bright portion hardly occurs. Therefore, when a pattern is formed on an LSI substrate using an arbitrary wavelength, the minimum line width has to be reduced to a size of about 1.4 times the wavelength.

【0004】しかし近年のLSIに要求される最小線幅
は64MDRAMで0.35μm、更に256MDRA
Mでは0.25μmとされている。これらの寸法を従来
のリソグラフィー技術で実現するためには最小線幅0.
35μmについては露光光源をKrFレーザ、最小線幅
0.25μmについてはArFレーザで対処する必要が
出てくる。しかし、これらの光源を用いた場合には対応
するレジストの開発が必要となるが、これらのレジスト
は依然研究過程にあり実用化にはなおかなりの時期を必
要とする。露光光源をEBに置き換えることも不可能で
はないが、光を用いた露光と比較しスループットが大幅
に低下し実用性にそぐわない。
[0004] However, the minimum line width required for recent LSIs is 0.35 μm for 64 MDRAM and 256 MDRA.
M is 0.25 μm. In order to realize these dimensions by the conventional lithography technology, a minimum line width of 0.1 mm is required.
For 35 μm, it is necessary to cope with the exposure light source using a KrF laser, and for the minimum line width of 0.25 μm using an ArF laser. However, the use of these light sources requires the development of corresponding resists, but these resists are still in the process of research and require a considerable time for practical use. Although it is not impossible to replace the exposure light source with EB, the throughput is greatly reduced as compared with the exposure using light, which is not practical.

【0005】これらの理由から、従来の露光光源の短波
長化に代わり、露光波長を変えることなく微細化を促進
させる手法について考えられるようになった。
[0005] For these reasons, instead of shortening the wavelength of the conventional exposure light source, a method for promoting miniaturization without changing the exposure wavelength has been considered.

【0006】露光波長を変えず微細化を促進する手法は
レジスト面の改良と、光学面の改良の2つに大きくわけ
ることができる。レジスト面の改良としては材料自体の
改良或いはレジストの利用面での改良、すなわちCEL
プロセス、多層レジストプロセス等が考えられている
が、いずれの手法に於いても露光波長より大きい寸法の
パターンで効果があるものの露光波長以下のパターンに
ついては効果は期待できない。なぜならこれらの技術は
光学系を介して得られる像コントラストに依存してしま
うためである。従って、本質的に微細化を行うためには
像コントラストの改善、即ち光学面の改良が必要とされ
る。
[0006] Techniques for promoting miniaturization without changing the exposure wavelength can be broadly classified into two methods: improvement of a resist surface and improvement of an optical surface. As the improvement of the resist surface, the improvement of the material itself or the improvement of the use of the resist, that is, CEL
Although a process and a multi-layer resist process are considered, any of the methods is effective for a pattern having a dimension larger than the exposure wavelength, but an effect cannot be expected for a pattern having a wavelength smaller than the exposure wavelength. This is because these techniques depend on the image contrast obtained via the optical system. Therefore, improvement of image contrast, that is, improvement of an optical surface is essentially required for miniaturization.

【0007】光学面の改良としては結像角の改善効果を
目的としたものと、パターン間干渉の低減を目的とした
ものが有るが、従来の手法により微細化が大幅に促進さ
れることが見込まれる、特公昭62−50811号によ
れば露光マスク上の隣接する開口部の少なくとも一方に
位相部材を設け、双方の開口部を透過する光の干渉を低
減する手法が述べられている。この手法を用いることで
空間周波数が1/2となり解像性能が大幅に向上し、従
来より得られていた解像寸法の約1/2の寸法のパター
ンまで解像させることが可能である。
[0007] There are two types of optical surface improvement, one for the purpose of improving the image formation angle and the other for the purpose of reducing the interference between patterns. However, the conventional method greatly promotes miniaturization. According to Japanese Patent Publication No. Sho 62-50811, a technique is disclosed in which a phase member is provided in at least one of adjacent openings on an exposure mask to reduce interference of light passing through both openings. By using this method, the spatial frequency is reduced to 1 /, and the resolution performance is greatly improved, and it is possible to resolve a pattern having a size of about の of the resolution obtained conventionally.

【0008】しかしこの手法に於いては3つ以上のパタ
ーンが隣接する場合効果を発揮することは難しい。即ち
2つのパターンの光位相差を180°とした場合、もう
一つのパターンは先の2つのパターンのうち一方と同位
相となり、その結果、位相差180°のパターン同志は
解像するが、位相差0°のパターンでは非解像となると
いう問題点がある。この問題を解決するためには、デバ
イス設計を根本から見直す必要があり、直ちに実用化す
るのにかなりの困難を要する。
However, in this method, it is difficult to exhibit the effect when three or more patterns are adjacent. That is, when the optical phase difference between the two patterns is 180 °, the other pattern has the same phase as one of the two patterns. As a result, the patterns having a phase difference of 180 ° are resolved, but the phase difference is 180 °. There is a problem that a pattern having a phase difference of 0 ° is not resolved. In order to solve this problem, it is necessary to fundamentally review the device design, and it is quite difficult to immediately put it into practical use.

【0009】この技術に対し位相シフト法を用い、且つ
デバイス設計変更を必要としない手法としてハーフトー
ン型位相シフトマスクがある。この位相シフト法の効果
を最大限に生かすには透明部分と半透明膜を透過した光
の位相差と両者の振幅透過率比を最適化することが重要
である。各々の位相差と両者の振幅透過率比はこれらの
膜の光学定数(複素屈折率n−ik:ここでiは虚数単
位)と膜厚により一意的に決まる。つまり所望の位相差
と振幅透過率を得るためには光学定数と膜厚とが、ある
関係を満足する必要がある。しかしながら光学定数は物
質に固有の値であるため所望の条件を単層膜で満足させ
ることは難しい。
There is a halftone type phase shift mask as a technique that uses a phase shift method for this technique and does not require a change in device design. In order to make the most of the effect of the phase shift method, it is important to optimize the phase difference between the light transmitted through the transparent portion and the translucent film and the amplitude transmittance ratio between the two. Each phase difference and the amplitude transmittance ratio between them are uniquely determined by the optical constants (complex refractive index n-ik: i is an imaginary unit) and the film thickness of these films. That is, in order to obtain a desired phase difference and amplitude transmittance, it is necessary that the optical constant and the film thickness satisfy a certain relationship. However, since the optical constant is a value specific to the substance, it is difficult to satisfy a desired condition with a single-layer film.

【0010】図26は特願平3−294540号で述べ
た理想的な従来の半透明位相膜の構造を示したものであ
る。この手法で形成されたマスクは、透光性基板110
1上の光透過部1101aと、光半透過膜1101bと
から成り、光半透過膜1101bを光透過部1101a
に対する振幅透過率比を10〜30%で形成し、かつこ
こを通過する光の位相を、光透過部に対し180°変化
させるものである。これらの目的を満足させるため振幅
透過率を調整するための第一の層1102と第一の層1
102によって生じた位相差を合わせて180°となる
ように調整する第二の層1103との2層構造によって
半透過膜1101bを構成している。
FIG. 26 shows the structure of an ideal conventional translucent phase film described in Japanese Patent Application No. 3-294540. The mask formed by this method is used for the light-transmitting substrate 110.
1 and a light transmissive film 1101b, and the light transmissive film 1101b is
Is formed at an amplitude transmittance ratio of 10% to 30%, and the phase of light passing therethrough is changed by 180 ° with respect to the light transmitting portion. A first layer 1102 and a first layer 1 for adjusting the amplitude transmittance to satisfy these objects.
A semi-transmissive film 1101b is formed by a two-layer structure including a second layer 1103 that adjusts the phase difference generated by the phase difference 102 to 180 °.

【0011】また特願平3−294540号では露光光
に対し透明な樹脂材料で位相シフタを作成し開口部に対
する位相差を180°とし、また樹脂中に色素を導入す
ることで開口部に対する振幅透過率比を調整する手法に
ついても述べられている。この場合、振幅透過率比を色
素により調整し、この色素と透明な樹脂材料で位相差を
180°となるように透明な樹脂材料を位相調整層とし
て用いている。
In Japanese Patent Application No. 3-294540, a phase shifter is made of a resin material which is transparent to exposure light to make the phase difference to the opening 180 °, and a dye is introduced into the resin to make the amplitude to the opening larger. A technique for adjusting the transmittance ratio is also described. In this case, the amplitude transmittance ratio is adjusted by a dye, and a transparent resin material is used as a phase adjustment layer so that the dye and the transparent resin material have a phase difference of 180 °.

【0012】この様に従来の半透明型位相シフトマスク
では、単層膜、多層膜にかかわらず複数の物質を用い、
振幅透過率を調整する物質、位相を調整する物質として
相異なる物質を積層膜或いは混合した単層膜として用い
ることで所望の振幅透過率と位相を得ようとしていた。
As described above, in the conventional translucent phase shift mask, a plurality of substances are used irrespective of a single layer film or a multilayer film.
A desired amplitude transmittance and phase are intended to be obtained by using a different material as a material for adjusting the amplitude transmittance and a material for adjusting the phase as a laminated film or a mixed single layer film.

【0013】ところで露光工程ではマスク上のパターン
領域以外に存在アライメント用乃至は検査用マークから
露光光が漏れるのを防ぐためブラインドが投影露光装置
に設けられ、パターン領域外の光をカットしている。な
おブラインドの像はウエハ上で100μm程度の像の惚
けを生じるため、ウエハ上でパターン領域を区切る役割
は無い。このためパターン領域を区切ることを従来マス
ク上でパターン領域外周辺に存在する遮光パターンで行
ってきた。
By the way, in the exposure step, a blind is provided in the projection exposure apparatus to prevent exposure light from leaking from the alignment or inspection mark other than the pattern area on the mask, and cuts off light outside the pattern area. . In addition, since the image of the blind causes an image of about 100 μm to fall on the wafer, it does not play a role of dividing the pattern area on the wafer. For this reason, the pattern area is conventionally divided by a light-shielding pattern existing around the pattern area on the mask.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の半透
明型位相シフトマスクの一つでは、半透明部を二層構造
とし、第1の層1102で振幅透過率を調整し、第2の
層1103で第1の層1102によって生じた位相差と
併せて180°となるように調整しているが、2層構造
とした場合、パターン転写が必要で、かつ第1の層と第
2の層が同一寸法で加工されることが要求されるため、
加工が極めて困難であるという問題がある。
As described above, in one of the conventional translucent phase shift masks, the translucent portion has a two-layer structure, the amplitude transmittance is adjusted by the first layer 1102, and the second In the layer 1103, the angle is adjusted so as to be 180 ° together with the phase difference generated by the first layer 1102. However, in the case of a two-layer structure, pattern transfer is required, and the first layer and the second layer Because the layers are required to be machined to the same dimensions,
There is a problem that processing is extremely difficult.

【0015】また、第1の層と第2の層のうち、例えば
図27に示すように下層1102に欠陥1105が生じ
た場合、修正が非常に難しいという問題がある。
Further, when a defect 1105 occurs in the lower layer 1102 of the first layer and the second layer, as shown in FIG. 27, there is a problem that it is very difficult to correct the defect.

【0016】また半透明型位相シフトマスクのもう一つ
の手法は、透明な樹脂材料中に振幅透過率を調整するこ
とを目的とした色素を導入するものである。この方法は
相異なる二つの物質を混合し単層の半透明膜を得ようと
するもので、位相を調整する材料として透明膜を用いる
ため製法は容易である。しかし露光波長に対し透明性を
有する膜はその波長に於ける屈折率が1.2乃至2.0
と小さく位相シフタの膜厚は厚くなる。通常の露光装置
では図12に示すように、投影露光用基板1001上
に、基板の垂線に対し約3°の角度で露光光1003が
入射する。そして基板上のマスクパターンエッジ100
5近傍では照明光1004の一部が半透明パターンにか
かり、像質劣化を引き起こす原因となっていた。
Another method of the translucent phase shift mask is to introduce a dye into a transparent resin material for the purpose of adjusting the amplitude transmittance. In this method, two different substances are mixed to obtain a single-layer translucent film. Since a transparent film is used as a material for adjusting the phase, the production method is easy. However, a film that is transparent to the exposure wavelength has a refractive index at that wavelength of 1.2 to 2.0.
And the film thickness of the phase shifter increases. In an ordinary exposure apparatus, as shown in FIG. 12, exposure light 1003 is incident on a projection exposure substrate 1001 at an angle of about 3 ° with respect to a perpendicular to the substrate. Then, the mask pattern edge 100 on the substrate
In the vicinity of 5, a part of the illumination light 1004 is applied to the translucent pattern, causing image quality deterioration.

【0017】本発明では前記実情に鑑みて成されてもの
で、単層膜で振幅透過率と位相差の条件を満足し、且つ
位相シフトパターンのエッジ部分に於ける像質劣化を現
状の遮光マスク以上に抑えることで、位相シフト効果を
最大限に発揮することのできる露光用マスクを提供する
ことを目的とする。
According to the present invention, a single layer film satisfies the conditions of the amplitude transmittance and the phase difference, and the image quality deterioration at the edge portion of the phase shift pattern is prevented by the current light shielding. An object of the present invention is to provide an exposure mask capable of maximizing the phase shift effect by suppressing the exposure mask to a value larger than the mask.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】そこで第1の発明では、
露光用マスクに、マスクパターンとして露光光に対する
光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように構成され
たシリコン、ゲルマニウムまたはガリウム砒素のうち少
なくとも一種類からなる半透明膜パターンを含むように
している。
Means for Solving the Problems Therefore, in the first invention,
The exposure mask includes, as a mask pattern, a translucent film pattern made of at least one of silicon, germanium, and gallium arsenide configured such that an optical path length for exposure light differs from a transparent portion by a predetermined amount.

【0019】望ましくは水銀ランプのg線を露光光源と
した投影露光用に用いるようにしている。
Preferably, it is used for projection exposure using the g-line of a mercury lamp as an exposure light source.

【0020】第2の発明ではシリコン、ゲルマニウムま
たはガリウム砒素をターゲットとし、スパッタリング法
により振幅透過率と位相を同時に調整しつつ成膜するこ
とにより振幅透過率と位相を同時に調整しつつ成膜して
半透明位相シフトパターンを得るようにしている。
According to a second aspect of the present invention, a film is formed by simultaneously adjusting the amplitude transmittance and the phase by simultaneously adjusting the amplitude transmittance and the phase by sputtering, using silicon, germanium or gallium arsenide as a target. A translucent phase shift pattern is obtained.

【0021】第3の発明ではマスクパターンとして露光
光に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるよう
に構成されたシリコン乃至はゲルマニウム乃至はガリウ
ム砒素乃至はCr、Ti、Al等金属の、酸化物、窒化
物またはハロゲン化物のうち少なくとも一種類からなる
半透明膜パターンを含むようにしている。
In the third aspect of the present invention, silicon, germanium, gallium arsenide, or an oxide of a metal such as Cr, Ti, or Al is used as a mask pattern so that the optical path length for exposure light differs from that of the transparent portion by a predetermined amount. And a translucent film pattern made of at least one of a material, a nitride and a halide.

【0022】第4の発明では透明基板上にシリコン乃至
はゲルマニウム乃至はガリウム砒素乃至は金属の、酸化
物乃至は窒化物乃至はハロゲン化物のうち少なくとも一
種類を含み、化合物の元素組成比を制御して半透明膜パ
ターンを形成するようにしている。
According to a fourth aspect of the present invention, the transparent substrate contains at least one of silicon, germanium, gallium arsenide, or metal, oxide, nitride, or halide, and controls the element composition ratio of the compound. To form a translucent film pattern.

【0023】望ましくはスパッタリング環境においてタ
ーゲットまたは反応ガス中の酸素、窒素またはハロゲン
量を調整し半透明膜の元素組成比を制御することで振幅
透過率と位相差を同時に制御しつつ酸化膜、窒化膜また
はハロゲン化膜を得るようにしている。
Preferably, in a sputtering environment, the amount of oxygen, nitrogen or halogen in the target or the reaction gas is adjusted to control the elemental composition ratio of the translucent film, thereby simultaneously controlling the amplitude transmittance and the phase difference while simultaneously controlling the oxide film and the nitride. A film or a halogenated film is obtained.

【0024】また、ターゲットの部分的あるいは全面に
燐、ボロンまたは砒素をイオン注入して、半透明膜の振
幅透過率を調整しても良い。
Further, the amplitude transmissivity of the translucent film may be adjusted by ion-implanting phosphorus, boron or arsenic partially or entirely on the target.

【0025】さらに、この半透明膜として原料ガス中の
酸素または窒素の組成比を調整しつつCVD法を用いて
酸化シリコン膜または窒化シリコン膜を形成しても良
い。酸化シリコン膜を形成する際には原料ガスとしてシ
ラン類とCO2 、O2 またはN 2 Oを用いる。また、窒
化シリコン膜を形成する際には原料ガスとしてシラン類
とNH3 、N2 を用いる。
Further, as this translucent film,
Using the CVD method while adjusting the composition ratio of oxygen or nitrogen
Silicon oxide film or silicon nitride film may be formed
No. When forming a silicon oxide film, silicon
Orchids and COTwo, OTwoOr N TwoO is used. Also,
Silanes as a source gas when forming a silicon nitride film
And NHThree, NTwoIs used.

【0026】ところで第1乃至は第4の発明で用いられ
る半透明膜は望ましくは透光性基板上の開口部に対する
半透明膜パターンの振幅透過率比として10%乃至は3
0%を満たし且つ開口部に対する位相差を180°±1
0°となるようにしている。
The translucent film used in the first to fourth aspects of the present invention desirably has an amplitude transmittance ratio of 10% to 3 of the translucent film pattern to the opening on the translucent substrate.
0% and the phase difference with respect to the opening is 180 ° ± 1.
It is set to 0 °.

【0027】また、望ましくは前記半透明膜は単層で形
成するようにしている。また、単層膜として使用雰囲気
による表面の僅かに酸化された領域も含むようにしてい
る。
Preferably, the translucent film is formed as a single layer. In addition, a slightly oxidized region on the surface due to the use atmosphere is included as a single-layer film.

【0028】また、第1乃至第4の発明で用いられる半
透明膜の屈折率は2.03以上となることが望ましい。
The refractive index of the translucent film used in the first to fourth inventions is desirably 2.03 or more.

【0029】さらに、半透明膜を露光波長248nm以
上で用いる場合、前記半透明膜は露光波長を240nm
で除した後に1を加えて得られる値以上の屈折率を有す
るようにしている。
When the translucent film is used at an exposure wavelength of 248 nm or more, the translucent film has an exposure wavelength of 240 nm.
, And has a refractive index equal to or higher than the value obtained by adding 1.

【0030】[0030]

【作用】特願平3−294540号によればシミュレー
ションにより、シフタ透過率を変化させてウエハ上に投
影される光像強度分布を調べた結果、遮光膜パターンの
代わりに、所定の透過率を有する半透明膜パターンを用
いることにより、コントラストが向上することが述べら
れている。
According to Japanese Patent Application No. 3-294540, as a result of examining the light image intensity distribution projected on the wafer by changing the shifter transmittance by simulation, a predetermined transmittance is obtained instead of the light shielding film pattern. It is described that the use of a semi-transparent film pattern improves the contrast.

【0031】本発明はこの点に鑑みてなされたもので、
上記構成を採ることにより、微細パターンの解像が容易
となる。また、半透明膜のパターニングを遮光膜と同様
に1回で形成できるためパターン制御が容易である。
The present invention has been made in view of this point.
With the above configuration, the resolution of the fine pattern is facilitated. Further, since the patterning of the translucent film can be performed at one time similarly to the case of the light-shielding film, the pattern control is easy.

【0032】以下本発明の第1から第4に関し、透光性
基板の開口部に対し所望の振幅透過率比と位相差を得る
ことのできる単層半透明膜を得る条件及び具体的手法に
ついて述べる。
Regarding the first to fourth aspects of the present invention, the conditions and specific method for obtaining a single-layer semi-transparent film capable of obtaining a desired amplitude transmittance ratio and a phase difference with respect to the opening of the light-transmitting substrate will be described. State.

【0033】半透明膜を単層で用いようとした場合、半
透明膜を透過する光の位相を透明な部分を透過する光の
位相に対し180°±10°で制御することが必要で、
かつ半透明膜の透過率を所望の値にすることが必要であ
る。この10°という値はシミュレーションにより位相
差180°に於ける焦点深度をまず求め、位相差を18
0°からずらしていき、その場合の焦点深度の劣化が位
相差180°に於ける焦点深度と比較し10%以内にお
さまる範囲として定めたものである。
When an attempt is made to use a translucent film as a single layer, it is necessary to control the phase of light passing through the translucent film by 180 ° ± 10 ° with respect to the phase of light passing through the transparent portion.
In addition, it is necessary to set the transmittance of the translucent film to a desired value. The value of 10 ° is first determined by simulation to determine the depth of focus at a phase difference of 180 °, and the phase difference is set to 18 °.
The angle is shifted from 0 °, and the deterioration of the depth of focus in that case is determined as a range within 10% as compared with the depth of focus at a phase difference of 180 °.

【0034】半透明膜の位相シフトマスクで最大の解像
度を得るためには、半透明膜の光学定数は次の条件を満
たす必要がある。
In order to obtain the maximum resolution with a translucent film phase shift mask, the optical constant of the translucent film must satisfy the following conditions.

【0035】入射光の複素電界ベクトルをE0、透明領
域を透過した光の複素電界ベクトルをE1とし、半透明
膜を透過した光の複素電界ベクトルをE2とするとそれ
らの関係は
Assuming that the complex electric field vector of the incident light is E0, the complex electric field vector of the light transmitted through the transparent region is E1, and the complex electric field vector of the light transmitted through the translucent film is E2, the relationship between them is as follows.

【0036】[0036]

【数1】 (Equation 1)

【0037】となる。Is as follows.

【0038】また、位相シフトマスクで最大の効果を得
るためには、透過光の振幅透過率比および位相差の間の
関係式は式3および式4で表され、
In order to obtain the maximum effect with the phase shift mask, the relational expression between the amplitude transmittance ratio of transmitted light and the phase difference is expressed by Expressions 3 and 4.

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】となる。式1および式2における半透明膜
領域および透過領域の光の振幅透過率t1、t2はこれ
らの領域を構成する物質と他の媒体との界面に於ける反
射率、透過率及び膜の吸光度を考慮した該物質の膜厚T
に於ける多重反射を考えることで容易に求めることがで
きる。物質の反射率、透過率は屈折率n及び消衰係数k
より求められる。また、膜の吸光度は消衰係数kより求
めることができる。
## EQU4 ## In Equations 1 and 2, the amplitude transmittances t1 and t2 of the light in the translucent film area and the transmission area are the reflectance, the transmittance, and the absorbance of the film at the interface between the material constituting these areas and another medium. Considered film thickness T of the substance
Can be easily obtained by considering the multiple reflection in the above. The reflectance and transmittance of the substance are the refractive index n and the extinction coefficient k
More required. The absorbance of the film can be obtained from the extinction coefficient k.

【0041】ところで今問題とする半透明膜は位相シフ
タ層であるので開孔部に対し位相差180°を考慮する
と、膜厚T1は物質の屈折率nより
Since the translucent film in question is a phase shifter layer, considering the phase difference of 180 ° with respect to the opening, the film thickness T1 is smaller than the refractive index n of the substance.

【0042】[0042]

【数3】 (Equation 3)

【0043】となる。以上の変数から実測値として得ら
れる透過率tは
Is as follows. The transmittance t obtained as an actual measurement value from the above variables is

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】により得られる。ここでn0、k0は媒体
の屈折率、消衰係数、膜厚を示しており特定の値であ
る。またT1は(式5)の関係を満足しているから(式
6)をn1、k1の関係として開口部に対する任意の位
相差が与えられた場合の振幅透過率tを一位的に求める
ことができる。
Is obtained. Here, n0 and k0 indicate the refractive index, extinction coefficient, and film thickness of the medium, and are specific values. In addition, since T1 satisfies the relationship of (Equation 5), (Equation 6) is defined as the relationship of n1 and k1, and the amplitude transmittance t when an arbitrary phase difference with respect to the aperture is given is determined first. Can be.

【0046】前述の考え方に基づき、例えば波長436
nmのg線露光を想定し、位相を180±10°、振幅
透過率を15±5%とし、屈折率nを変化させて、対応
するkを求めると図中実線および破線で示すカーブが描
ける(図8)。図8において、縦軸は消衰係数k、横軸
は屈折率nを示し、破線(a)は振幅透過率10%、位
相170°の時のkとnとの関係を示す曲線、破線
(b)は振幅透過率20%、位相190°の時のkとn
との関係を示す曲線、実線(c)は振幅透過率15%、
位相180°の時のkとnとの関係を示す曲線である。
破線(a)及び(b)の間の領域がこの時の許容範囲と
なり、ある物質の屈折率n及び消衰係数kで定まる破線
に挟まれた範囲内であればその物質は単層膜で半透明膜
の機能を持つことになる。
Based on the above concept, for example, the wavelength 436
Assuming a g-line exposure of nm, the phase is set to 180 ± 10 °, the amplitude transmittance is set to 15 ± 5%, the refractive index n is changed, and the corresponding k is determined. (FIG. 8). In FIG. 8, the vertical axis indicates the extinction coefficient k, the horizontal axis indicates the refractive index n, and the broken line (a) indicates a curve indicating the relationship between k and n when the amplitude transmittance is 10% and the phase is 170 °. b) is k and n when the amplitude transmittance is 20% and the phase is 190 °.
The solid line (c) shows the amplitude transmittance of 15%,
It is a curve which shows the relationship between k and n at the time of a phase of 180 degrees.
The region between the dashed lines (a) and (b) is an allowable range at this time. If the region is between the dashed lines determined by the refractive index n and the extinction coefficient k of a certain material, the material is a single-layer film. It has the function of a translucent film.

【0047】g線の場合この条件を満たす膜として図8
中にポイントで示したアモルファスSiがある。また、
ゲルマニウム(図15)、ガリウム砒素(図16)にお
いても許容範囲内であることがわかる。この場合単一の
物質で単層の半透明膜を得ることができる。
In the case of the g-line, a film satisfying this condition is used as shown in FIG.
There is amorphous Si indicated by a point in it. Also,
It can be seen that germanium (FIG. 15) and gallium arsenide (FIG. 16) are also within the allowable range. In this case, a single-layer translucent film can be obtained with a single substance.

【0048】一方波長365nmのi線露光を与えた場
合アモルファスSi(N2 ガス0%のポイント)は許容
範囲外の値を取る(図9)。従ってi線露光ではアモル
ファスSiを用いた単層半透明膜の形成が不可能である
ことがわかる。また、Siを窒素化したSi3 4 (N
2 ガス80%のポイント)について同様の検討を行うと
やはり許容範囲外となる(図9)。しかしアモルファス
SiとSi3 4の2点を任意の曲線で結んだ場合必ず
破線間に挟まれた領域を得ることがわかる。即ちアモル
ファスSiとSi3 4の中間的な物性を持つ物質があ
れば許容範囲内に入ることになる。この膜の作成につい
てはSiとN2による反応性スパッタが有効である。こ
のときN2の反応比を変えることで任意の物性の膜を得
ることができる。この時の物性値を黒丸で示す。また、
黒丸を通る曲線を描くと破線間の領域を通り、ここで得
られた最適条件は、スパッタリング時の窒素ガスの流量
が15%の時のn=3.30、k=1.19であり、膜
厚を83.5nmにすることにより振幅透過率比が0.
142、位相差が180°となる。この様に元素組成比
を変えたSiNβ膜(0<β<1.33)を形成するこ
とで所望の単層半透明膜を形成することができる。
On the other hand, when i-line exposure with a wavelength of 365 nm is given, amorphous Si (point of N 2 gas 0%) takes a value outside the allowable range (FIG. 9). Therefore, it is understood that it is impossible to form a single-layer translucent film using amorphous Si by i-line exposure. Further, Si 3 N 4 (N
If the same examination is performed for 2 gas 80% point), the result is also out of the allowable range (FIG. 9). However, it can be seen that when two points of amorphous Si and Si 3 N 4 are connected by an arbitrary curve, an area sandwiched between the broken lines is always obtained. That is, if there is a substance having an intermediate property between amorphous Si and Si 3 N 4 , the substance falls within the allowable range. For the formation of this film, reactive sputtering using Si and N 2 is effective. At this time, a film having any physical properties can be obtained by changing the reaction ratio of N 2 . The physical property values at this time are indicated by black circles. Also,
When the curve passing through the black circle is drawn, it passes through the region between the broken lines, and the optimum conditions obtained here are n = 3.30 and k = 1.19 when the flow rate of the nitrogen gas during sputtering is 15%, By setting the film thickness to 83.5 nm, the amplitude transmittance ratio is set to 0.4.
142, the phase difference becomes 180 °. By forming a SiNβ film (0 <β <1.33) in which the element composition ratio is changed in this way, a desired single-layer semitransparent film can be formed.

【0049】また、波長248nmのエキシマレーザに
よる露光を考えた場合、i線露光の場合と同様に、アモ
ルファスSi及びSiNβ′(0<β′<1.33)の
物性値は許容範囲外となるが、これらの中間的な物性を
持つ物質は、許容範囲内となることがわかった。(図1
0)。
Also, when exposure with an excimer laser having a wavelength of 248 nm is considered, the physical property values of amorphous Si and SiNβ ′ (0 <β ′ <1.33) are out of the allowable range, as in the case of i-line exposure. However, it was found that substances having these intermediate physical properties were within the allowable range. (Figure 1
0).

【0050】なお元素組成比β=(N/Si)はi線露
光用マスクの場合およそ0.3〜0.8とすることが好
ましい。また、KrFレーザ露光用の場合およそβ′=
0.7〜1.2とすると良い。
The elemental composition ratio β = (N / Si) is preferably about 0.3 to 0.8 in the case of an i-line exposure mask. In the case of KrF laser exposure, approximately β ′ =
It is good to be 0.7-1.2.

【0051】なお、g線の場合において、成膜条件によ
っては所望の範囲に膜質が入らない場合もある。この場
合、成膜時の圧力,温度等をコントロールすることで、
屈折率,消衰係数を変化させ、所望の膜とすることがで
きる。
In the case of the g-line, the film quality may not be in a desired range depending on the film forming conditions. In this case, by controlling the pressure, temperature, etc. during film formation,
By changing the refractive index and the extinction coefficient, a desired film can be obtained.

【0052】なお、境界条件の設定は位相差180°に
固定し、振幅透過率に余裕を持たせて設定したり、振幅
透過率を固定し、位相に余裕を持たせ設定することも可
能である。また、許容とされる数値もレジストプロセス
等への影響及び効果を考え本説明で述べた値を変更して
も構わない。
The boundary condition can be set with a phase difference fixed at 180 ° so that the amplitude transmittance has a margin, or the amplitude transmittance can be fixed and the phase can be set with a margin. is there. Also, the allowable values may be changed from the values described in this description in consideration of the effects and effects on the resist process and the like.

【0053】上記の条件を満たす材料として我々が鋭意
研究を行った結果、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム
砒素または金属の、酸化物、窒化物またはハロゲン化物
のうち、いずれか一種あるいは二種以上で形成される物
質について上述の2条件を満たすことがわかった。
As a result of our intensive research as a material satisfying the above conditions, it has been found that silicon, germanium, gallium arsenide or metal oxides, nitrides or halides are formed of one or more of them. It was found that the above-mentioned two conditions were satisfied for the substance.

【0054】なお、半透明膜に対し、As、P、B等の
イオンを注入することにより、形成された膜質の若干の
調整、例えば光学定数の調整をはかることができる。
By implanting ions such as As, P, and B into the translucent film, the quality of the formed film can be slightly adjusted, for example, the optical constant can be adjusted.

【0055】またSiに対しては500℃以上に加熱す
ることにより、アモルファス状態を多結晶へ、また多結
晶から単結晶へと連続的あるいは断続的に変化させるこ
とができ、所望の物性状態が得られる。
By heating Si to 500 ° C. or higher, the amorphous state can be continuously or intermittently changed from a polycrystalline state to a polycrystalline state or from a polycrystalline state to a single crystal state. can get.

【0056】そこで第4の発明では組成比を制御するこ
とにより所望の値を得ることができる。ここで、光学定
数は物質固有の値であるため、任意の値を設定すること
は不可能である。そこで例えば化合物の組成比を変化さ
せる等の方法で光学定数の最適化を図ることができる。
Therefore, in the fourth invention, a desired value can be obtained by controlling the composition ratio. Here, since the optical constant is a value inherent to the substance, it is impossible to set an arbitrary value. Therefore, the optical constant can be optimized by, for example, changing the composition ratio of the compound.

【0057】前述した条件を満たすことにより、単層の
半透明膜で所望の位相差および透過率を得ることが可能
である。
By satisfying the above conditions, it is possible to obtain a desired retardation and transmittance with a single-layer semi-transparent film.

【0058】ところで、ハーフトーン型位相シフトマス
クにおいては、通常のマスクに於けるCrなどからなる
遮光膜の代わりに半透明パターンを設けている。この半
透明膜を位相シフタとすることで、エッジ部分での光の
干渉作用を利用し遮光効果を高めることができる。
Incidentally, in a halftone type phase shift mask, a translucent pattern is provided instead of a light shielding film made of Cr or the like in a normal mask. By using this translucent film as a phase shifter, the light shielding effect can be enhanced by utilizing the light interference at the edge portion.

【0059】しかし、ハーフトーン型位相シフトマスク
では、この半透明パターンの寸法と、このマスクを用い
て実際にウエハ上に露光されるパターンとの間に従来の
マスクに比べて比較的大きい寸法変換差が生じることが
判っており、特に位相シフトマスクを用いて微細パター
ンを形成する際には無視できない値となる。この変換差
量はパターンの寸法、形状などにより異なるが、シミュ
レーションまたは実験により予めマスクのパターン寸法
をどの様に補正すれば良いかを知ることができる。
However, in the halftone type phase shift mask, the dimension conversion between the dimension of the semi-transparent pattern and the pattern actually exposed on the wafer using this mask is relatively larger than that of the conventional mask. It is known that a difference occurs, and this value cannot be ignored particularly when a fine pattern is formed using a phase shift mask. The amount of the conversion difference varies depending on the size, shape, etc. of the pattern, but it is possible to know in advance how to correct the pattern size of the mask by simulation or experiment.

【0060】そこで、この寸法変換差を考慮して半透明
膜パターンを形成するようにする。また、ハーフトーン
型位相シフトマスクでは、半透明膜の側壁部が丸みを帯
びていると、エッジ部分での光の干渉により位相シフト
効果が低減することがシミュレーションにより確かめら
れている。
Therefore, a translucent film pattern is formed in consideration of the dimensional conversion difference. Further, in the halftone type phase shift mask, it has been confirmed by simulation that when the side wall portion of the translucent film is rounded, the phase shift effect is reduced due to interference of light at an edge portion.

【0061】そこで、半透明膜パターン形成プロセスに
おいて、等方性エッチングにより生じた側壁部の丸みを
サイドエッチングを行うことで垂直にし、この時のサイ
ドエッチング量を調整することで、寸法変換差を考慮し
た寸法の半透明膜を形成するようにしている。この場
合、等方性エッチングを行った際の半透明膜パターンの
寸法は大きめに形成することが必要である。
Therefore, in the translucent film pattern forming process, the roundness of the side wall caused by isotropic etching is made vertical by performing side etching, and the amount of side etching at this time is adjusted to reduce the dimensional conversion difference. A semi-transparent film having a dimension considered is formed. In this case, the dimensions of the translucent film pattern when the isotropic etching is performed need to be formed relatively large.

【0062】また、半透明膜パターン形成プロセスにお
いて、異方性エッチングを行うため、半透明膜パターン
側壁部は比較的垂直に形成される。この場合、異方性エ
ッチングを行った際の半透明膜パターンの寸法は寸法変
換差を考慮した寸法に形成しておくことが必要である。
In the translucent film pattern forming process, since the anisotropic etching is performed, the translucent film pattern side wall is formed relatively vertically. In this case, it is necessary to form the dimensions of the translucent film pattern when performing the anisotropic etching in a size in consideration of the dimensional conversion difference.

【0063】また、予め寸法変換差を考慮した半透明膜
パターンと等しい寸法の感光性樹脂パターンを透光性基
板上に形成しており、この感光性樹脂パターンの側壁部
を除く領域に半透明膜をスパッタなどにより形成する。
この時、感光性樹脂パターンを逆テーパ状に形成してお
くと、突出したパターンコーナー部のために感光性樹脂
パターンの側壁部の半透明膜形成を防ぐことができる。
Further, a photosensitive resin pattern having the same size as the translucent film pattern in consideration of the dimensional conversion difference is formed on the translucent substrate, and the region of the photosensitive resin pattern excluding the side wall is translucent. A film is formed by sputtering or the like.
At this time, if the photosensitive resin pattern is formed in a reverse taper shape, it is possible to prevent the formation of a translucent film on the side wall of the photosensitive resin pattern due to the protruding pattern corner.

【0064】ところで図11に規格化寸法0.74μm
パターンの寸法変換差に対する焦点深度を示す。ここで
の焦点深度とは、所望寸法に対し±10%以内におさま
るディフォーカス量を示している。図11より寸法変換
差をウエハ上で0.074μm半透明パターンを細らせ
る、即ち露光装置の露光倍率をaとするとマスク上で半
透明パターンを0.074a細らせた場合最大の焦点深
度が得られることがわかる。また、規格寸法0.45μ
mパターンについては寸法変換差に対する焦点深度を求
めたところ寸法変換差をウエハ上で0.040μm半透
明パターンを細らせる、即ち露光装置の露光倍率をaと
するとマスク上で半透明パターンを0.040a細らせ
た場合最大の焦点深度が得られることがわかった。この
様に最大の焦点深度を得るためには所望寸法bに対しウ
エハ上で0.1b即ちマスク上で0.1b/aだけ半透
明パターンを細らせればよいことがわかる。
FIG. 11 shows a standardized size of 0.74 μm.
4 shows the depth of focus with respect to the dimensional conversion difference of the pattern. Here, the depth of focus indicates a defocus amount within ± 10% of a desired dimension. From FIG. 11, the difference in dimensional conversion is to make the translucent pattern of 0.074 μm thin on the wafer, that is, assuming that the exposure magnification of the exposure apparatus is a, the maximum depth of focus is obtained when the translucent pattern is made 0.074 a thin on the mask. Is obtained. In addition, standard size 0.45μ
For the m pattern, the depth of focus with respect to the dimensional conversion difference was determined. The dimensional conversion difference narrowed the translucent pattern by 0.040 μm on the wafer. That is, when the exposure magnification of the exposure apparatus was a, the translucent pattern was reduced to 0 on the mask. It has been found that the maximum depth of focus is obtained when the focal length is reduced by 0.040a. It can be seen that in order to obtain the maximum depth of focus, the translucent pattern should be narrowed by 0.1 b on the wafer, ie, 0.1 b / a on the mask, with respect to the desired dimension b.

【0065】この様に所望寸法bに対し、寸法変換差を
露光装置の露光倍率をaとしたとき回路設計寸法に対し
0乃至0.1b/aだけ半透明からなるパターンを細ら
せることが好ましい。
As described above, when the dimensional conversion difference is set to the exposure magnification a of the exposure apparatus with respect to the desired dimension b, the translucent pattern can be narrowed by 0 to 0.1 b / a relative to the circuit design dimension. preferable.

【0066】さらに第1から第4の発明における半透明
膜に屈折率2.03以上の物質を用いることで焦点深度
に裕度を持ったパターンを形成することができる。
Further, by using a substance having a refractive index of 2.03 or more for the translucent film in the first to fourth inventions, a pattern having a sufficient depth of focus can be formed.

【0067】また、望ましくは露光波長が248nm以
上の場合に用いる半透明膜に対しては露光波長を240
nmで除した後1を加えて得られる値以上の屈折率を有
する半透明膜を用いることで、像質劣化を現在用いてい
る遮光マスクと同程度以上に抑えることができる。
Preferably, the exposure wavelength is set to 240 for a translucent film used when the exposure wavelength is 248 nm or more.
By using a translucent film having a refractive index equal to or greater than the value obtained by adding 1 after dividing by nm, image quality degradation can be suppressed to the same level or more as that of a currently used light-shielding mask.

【0068】照明光の劣化を説明するため、図12にマ
スクパターンのエッジ部に於ける照射光の反射について
示す。投影露光用基板1001上に半透明マスクパター
ン1002が配置されている。エッジ近傍に結像する照
明光1003は基板の垂線に対し角度θで結像する。こ
の場合照明光は、反射等の影響を受けること無くマスク
パターン面で結像する。しかしこの照明光1003より
更にエッジ側で結像する光1004では、照明光の一部
が半透明パターンにかかり像質劣化を生じることが予想
される。
FIG. 12 shows the reflection of the irradiation light at the edge of the mask pattern to explain the deterioration of the illumination light. A translucent mask pattern 1002 is arranged on a projection exposure substrate 1001. The illumination light 1003 that forms an image in the vicinity of the edge forms an image at an angle θ with respect to a perpendicular to the substrate. In this case, the illumination light forms an image on the mask pattern surface without being affected by reflection or the like. However, in the light 1004 that forms an image on the edge side than the illumination light 1003, it is expected that a part of the illumination light will be applied to the translucent pattern and image quality will deteriorate.

【0069】像質劣化を生じる領域xは次の手順により
求めることができる。以下順を追ってxを求めることに
する。露光装置の開口数NA、コヒーレントファクター
σ、露光倍率aを用い、投影露光基板上での照明光の結
像角度θのsinを求めると
The area x where image quality degradation occurs can be obtained by the following procedure. Hereinafter, x will be determined in order. Using the numerical aperture NA of the exposure apparatus, the coherent factor σ, and the exposure magnification a, the sin of the imaging angle θ of the illumination light on the projection exposure substrate is obtained.

【0070】[0070]

【数5】 (Equation 5)

【0071】と現すことができる。領域xは半透明膜の
膜厚T及び結像角θを用い
Can be expressed as follows. The region x uses the thickness T of the translucent film and the image formation angle θ.

【0072】[0072]

【数6】 (Equation 6)

【0073】更にこの半透明膜は単層でしかも位相差1
80°を満足していることから(式5)を(式8)に代
入して
Further, this translucent film is a single layer and has a retardation of 1
Since 80 ° is satisfied, (Equation 5) is substituted into (Equation 8)

【0074】[0074]

【数7】 (Equation 7)

【0075】を得る。ここでnは半透明膜の屈折率であ
る。次にこのxを、波長とNAに依存しない値とするた
めλ/NAで除して規格化し、更にウエハ上の寸法Xに
直すと
Is obtained. Here, n is the refractive index of the translucent film. Next, this x is normalized by dividing it by λ / NA in order to obtain a value independent of the wavelength and NA, and further converted into a dimension X on the wafer.

【0076】[0076]

【数8】 (Equation 8)

【0077】を得る。Is obtained.

【0078】ところで半透明膜シフタを用いる場合、所
望されるパターンとそれを達成するための露光波長、及
び露光装置のNAと、λ/NAにより規格化した寸法を
表1に示す。この様に半透明マスクで所望とされる解像
寸法は規格化寸法で約0.45μmであると言える。
When a translucent film shifter is used, Table 1 shows desired patterns, exposure wavelengths for achieving the desired patterns, NA of the exposure apparatus, and dimensions standardized by λ / NA. Thus, it can be said that the desired resolution dimension of the translucent mask is about 0.45 μm in standardized dimension.

【0079】この規格化寸法に対する像質劣化を生じる
領域Xの占める割合εを求める。ここで領域Xはパター
ンの両エッジ部分に存在するから、
The ratio ε occupied by the area X causing the image quality degradation with respect to the standardized size is obtained. Here, since the region X exists at both edges of the pattern,

【0080】[0080]

【表1】 [Table 1]

【0081】[0081]

【数9】 (Equation 9)

【0082】を得る。Is obtained.

【0083】ところで露光実験により許容とされるεを
求めたのが図13である。この結果は振幅透過率15%
のマスクを用い、i線を露光光源に用いNA=0.5の
露光装置により、0.325μmパターンを転写した特
性を示したもので、横軸に像質劣化領域ε、縦軸に焦点
深度を最大焦点深度で規格化して示している。このパタ
ーンに対し焦点深度の低下を10%まで許容とすると、
εを0.013以下にすることが必要で、この値を図1
4に当てはめると、半透明膜の屈折率nに要求される値
FIG. 13 shows the allowable ε obtained by an exposure experiment. The result is an amplitude transmittance of 15%
Shows the characteristics of a 0.325 μm pattern transferred by an exposure apparatus with an NA of 0.5 using an i-line as an exposure light source using a mask shown in FIG. Are normalized by the maximum depth of focus. Assuming that the depth of focus can be reduced to 10% for this pattern,
It is necessary to make ε 0.013 or less.
Applying to 4, the value required for the refractive index n of the translucent film is

【0084】[0084]

【数10】 (Equation 10)

【0085】となる。## EQU10 ##

【0086】以上述べたように焦点深度の裕度を考慮し
た場合、波長に依存せず、半透明膜の屈折率が2.03
以上であることが望ましい。
As described above, when the latitude of the depth of focus is considered, the refractive index of the translucent film is 2.03 regardless of the wavelength.
It is desirable that this is the case.

【0087】ところで、この像質劣化はマスクパターン
が膜厚を持つ限り必ず生じ、当然のことながら現状の遮
光マスクでも生じている。半透明膜でパターンを形成す
る際には、少なくとも像質劣化を従来の遮光膜以下にす
ることが必要である。従来のマスクでは例えば両面反射
防止膜を施したマスク基板の膜厚は120nm程度であ
る。像質劣化をこのマスク以下に抑えようとした場合、
この膜厚と(式5)より
Incidentally, this image quality deterioration always occurs as long as the mask pattern has a film thickness, and naturally occurs even with the current light shielding mask. When forming a pattern with a translucent film, it is necessary to at least reduce the image quality degradation to less than the conventional light-shielding film. In a conventional mask, for example, the thickness of a mask substrate provided with a double-sided antireflection film is about 120 nm. When trying to suppress image quality degradation below this mask,
From this film thickness and (Equation 5)

【0088】[0088]

【数11】 [Equation 11]

【0089】の関係が得られる。この時(式13)に見
られる様に、半透明膜の屈折率の許容値は露光波長λ
(nm)に依存し、各露光波長の許容度は表2のように
なる。
The following relationship is obtained. At this time, as can be seen from (Equation 13), the allowable value of the refractive index of the translucent film is the exposure wavelength λ.
(Nm), and the tolerance of each exposure wavelength is as shown in Table 2.

【0090】[0090]

【表2】 [Table 2]

【0091】表2で示されるように各露光波長を光源と
して用いる場合、半透明膜の屈折率をg線(436n
m)の場合2.81以上に、i線(365nm)の場合
2.52以上にすることで像質劣化を少なくとも現状の
遮光マスクと同程度に抑えることができる。また、表2
と(式12)の結果から、露光波長248nm以下の場
合には焦点深度の裕度を考慮して屈折率を定めることが
好ましく、その場合、半透明膜の屈折率を屈折率2.0
3以上とすることが好ましい。
As shown in Table 2, when each exposure wavelength is used as a light source, the refractive index of the translucent film is set to the g-line (436n
By setting it to 2.81 or more in the case of m) and to 2.52 or more in the case of the i-line (365 nm), it is possible to suppress image quality deterioration at least to the same extent as the current light-shielding mask. Table 2
From the results of (Expression 12) and (Expression 12), when the exposure wavelength is 248 nm or less, it is preferable to determine the refractive index in consideration of the depth of focus margin. In this case, the refractive index of the translucent film is set to 2.0.
It is preferable that the number be 3 or more.

【0092】ところで物質中の透過率t′は消衰係数
k、波長λ、膜厚Tにより
The transmittance t 'in a substance is determined by the extinction coefficient k, the wavelength λ, and the film thickness T.

【0093】[0093]

【数12】 (Equation 12)

【0094】と現すことができる。両辺の対数を取り、
また、(式5)を(式14)に代入し、kについて求め
ると
Can be expressed as follows. Take the logarithm of both sides,
Further, by substituting (Equation 5) into (Equation 14), and obtaining about k,

【0095】[0095]

【数13】 (Equation 13)

【0096】と現すことができる。半透明膜の強度透過
率t′/tO の範囲としては0.01<t′/tO <
0.09となるがいま強度透過率0.09以下を満足さ
せるためには
Can be expressed as follows. The range of the intensity transmittance t '/ to of the translucent film is 0.01 <t' / to <
0.09, but to satisfy the intensity transmittance of 0.09 or less now

【0097】[0097]

【数14】 [Equation 14]

【0098】であることが必要である。(式16)と
(式12)より所望とするkは
It is necessary that From Equations 16 and 12, the desired k is

【0099】[0099]

【数15】 (Equation 15)

【0100】となる。なお上の考察は多重反射を考慮し
ていないが、多重反射を考慮した場合にはkは(式1
7)より大きな値をとる。
Is obtained. Although the above considerations do not take into account multiple reflections, when multiple reflections are taken into account, k is (Equation 1).
7) Take a larger value.

【0101】前記単層半透明膜及び屈折率の条件を満足
する物質の物性について表3に示す。表3で示した適性
は、屈折率、振幅透過率により判断したもので、開口部
に対し振幅透過率比10%乃至30%の範囲を満たし、
且つ焦点深度の裕度を考慮して算出される屈折率の条件
を満たすものを○で、さらに現状の遮光マスク以上に像
質劣化を抑えることができるものを◎で、屈折率の条件
を満足しているが振幅透過率の条件を満足していないも
のについては△で記した。
Table 3 shows the physical properties of the single-layer semi-transparent film and the substance satisfying the condition of the refractive index. The suitability shown in Table 3 is determined based on the refractive index and the amplitude transmittance, and satisfies the range of the amplitude transmittance ratio of 10% to 30% with respect to the opening.
Satisfies the condition of the refractive index calculated in consideration of the depth of focus margin, and ○ satisfies the condition of the refractive index, and ◎ satisfies the condition of the image quality which can be suppressed more than the current light shielding mask. However, those that do not satisfy the condition of the amplitude transmittance are indicated by Δ.

【0102】とりわけシリコンについてはg線領域、S
iNβについてはi線、KrF領域において非常に有効
な半透明膜であるといえる。また、SiOαについて
は、表には示していないがi線、KrF、ArF領域で
有効な半透明膜であることがわかっている。
In particular, for silicon, the g-line region, S
It can be said that iNβ is a very effective translucent film in the i-line and KrF regions. Although not shown in the table, SiOα is a translucent film that is effective in the i-line, KrF, and ArF regions.

【0103】本発明は光を殆ど透過させない半透明膜に
関するものであるが、この半透明膜は別の使用法があ
る。従来のマスクではマスクパターンの密度によりウエ
ハ上に到達する光強度に差が生じていた。この場合現像
時にパターン寸法差が生じてしまうという問題があった
が、光強度に差が生じないよう、比較的大きい開口パタ
ーンで透過する光強度を押さえるため膜に吸収を持たす
という手法が成されている。位相シフトマスクにおいて
もマスクパターン密度の差を押さえるため比較的大きい
開口パターンで振幅透過率を90%程度として、露光量
のバランスを取る手法が成されている。この手法は主に
透光性基板と異なる屈折率の物質を位相シフタとして用
い、この位相シフタと透光性基板界面の反射を利用し、
位相シフタの透過光を実質低下させることで行ってき
た。例えばg線領域で膜自体に全く吸収がないTiO2
膜を用いた場合、膜の吸収は消衰係数が0.01以下で
あることからほぼ100%透過するが、膜の屈折率が
2.8であるため、透光性基板から入射した光はTiO
2 膜との界面で10%程度が反射するため、実質この部
分の透過率が低下し90%の光が透過させることが可能
となる。また、Si3 4膜はi線領域で消衰係数が
0.01以下であることからほぼ100%透過するが、
膜の屈折率が2.0であるため、透光性基板から入射し
た光はSi3 4 膜との界面で3%程度が反射するた
め、実質この部分の透過率が低下し97%の光が透過さ
せることが可能となる。
Although the present invention relates to a translucent film that transmits little light, the translucent film has another use. In the conventional mask, the intensity of light reaching the wafer varies depending on the density of the mask pattern. In this case, there was a problem that a pattern dimension difference occurred at the time of development.However, in order to prevent a difference in light intensity, a technique of absorbing light in a film to suppress light intensity transmitted through a relatively large aperture pattern has been made. ing. Even in a phase shift mask, in order to suppress the difference in the mask pattern density, a method is used in which the amplitude transmittance is set to about 90% with a relatively large aperture pattern and the exposure amount is balanced. This method mainly uses a material with a different refractive index from the translucent substrate as the phase shifter, and utilizes the reflection at the interface between the phase shifter and the translucent substrate,
This has been done by substantially reducing the transmitted light of the phase shifter. For example, TiO 2 which has no absorption in the film itself in the g-line region
When a film is used, almost 100% of the absorption of the film is transmitted because the extinction coefficient is 0.01 or less. However, since the refractive index of the film is 2.8, light incident from the light-transmitting substrate is TiO
Since about 10% of the light is reflected at the interface with the two films, the transmittance of this portion is substantially reduced, and 90% of the light can be transmitted. Although the Si 3 N 4 film has an extinction coefficient of 0.01 or less in the i-line region, it transmits almost 100%.
Since the refractive index of the film is 2.0, about 3% of the light incident from the light-transmitting substrate is reflected at the interface with the Si 3 N 4 film. Light can be transmitted.

【0104】この様に、高透過率を有する位相シフタは
消衰係数0.01以下の物質を用い、所望の反射率が得
られるような屈折率を有する膜をもちいることで対処す
ることが可能であった。この様に露光量差をコントロー
ルする半透明膜においても、本手法は有効でg線領域に
おけるTiO2 膜、或いはi線領域に於けるSi3 4
膜を用いた場合においても、スパッタ時の酸素乃至は窒
素の組成比を制御することにより反射率を考慮した所望
の透過率を有する半透明膜を得ることができる。
As described above, the phase shifter having a high transmittance is
Use a substance with an extinction coefficient of 0.01 or less to obtain a desired reflectance.
By using a film with a refractive index
Was possible. Controlling the exposure difference in this way
This method is effective for translucent films that
TiOTwoSi in film or i-line regionThreeN Four
Even when a film is used, oxygen or nitrogen during sputtering may be used.
Desired considering reflectivity by controlling elemental composition ratio
Can be obtained.

【0105】[0105]

【表3】 [Table 3]

【0106】[0106]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0107】(実施例1)本実施例は第1の発明の露光
用マスクおよび第2の発明の露光用マスクの製造方法に
関する。図1は本実施例の露光用マスクの製造工程を示
す図である。
Example 1 This example relates to a method for manufacturing an exposure mask according to the first invention and a method for manufacturing an exposure mask according to the second invention. FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of the exposure mask of this embodiment.

【0108】この露光用マスクは半透明パターンとして
スパッタリング法で形成したシリコンパターンを用いた
ことを特徴とし、g線用投影露光用マスクとして用いら
れるものである。
This exposure mask is characterized by using a silicon pattern formed by a sputtering method as a semi-transparent pattern, and is used as a g-line projection exposure mask.

【0109】まず酸化シリコン基板101上にスパッタ
リング法によりアモルファスSi膜102を形成する
(図1(a))。このシリコン膜102の水銀ランプの
g線に対する屈折率はn=4.93であり、位相差18
0°となる膜厚は59nmであった。この時の振幅透過
率は、透明部である酸化シリコン基板101の振幅透過
率に対し17.4%であった。
First, an amorphous Si film 102 is formed on a silicon oxide substrate 101 by a sputtering method (FIG. 1A). The refractive index of the silicon film 102 with respect to the g-line of the mercury lamp is n = 4.93, and the phase difference is 18
The film thickness at which the angle was 0 ° was 59 nm. At this time, the amplitude transmittance was 17.4% with respect to the amplitude transmittance of the silicon oxide substrate 101 as a transparent portion.

【0110】次いで電子線用レジスト103を膜厚0.
5μmで堆積した後さらに導電性膜104を0.2μm
程度に形成する(図1(b))。
Next, an electron beam resist 103 is applied to a thickness of 0.
After deposition at 5 μm, the conductive film 104 is further
(FIG. 1B).

【0111】そしてこの導電性膜104上から電子線に
より3μC/cm2 で描画しさらに現像を行ってレジス
トパターン103を形成する(図1(c))。ここで導
電性膜104を形成するのは酸化シリコン基板およびア
モルファスSi膜が絶縁性であり、電子線露光時のチャ
ージアップを防ぐためである。
Then, drawing is performed on the conductive film 104 with an electron beam at 3 μC / cm 2 , and further development is performed to form a resist pattern 103 (FIG. 1C). Here, the conductive film 104 is formed because the silicon oxide substrate and the amorphous Si film are insulative and prevent charge-up during electron beam exposure.

【0112】このレジストパターン103をマスクとし
てCF4 とO2 との混合ガスによるケミカルイオンエッ
チング(CDE)により、レジストパターンから露出し
ているアモルファスSi膜102をエッチング除去する
(図1(d))。
Using the resist pattern 103 as a mask, the amorphous Si film 102 exposed from the resist pattern is removed by chemical ion etching (CDE) using a mixed gas of CF 4 and O 2 (FIG. 1D). .

【0113】そして最後にレジストパターン103を除
去しアモルファスSiパターン102を得ることができ
る(図1(e))。
Finally, the resist pattern 103 is removed to obtain the amorphous Si pattern 102 (FIG. 1E).

【0114】なお、この例では位相シフタとしてアモル
ファスSi膜の形成をスパッタリングにより行ったが、
CVD法を用いても良い。またアモルファスSi膜の膜
厚を本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適当な厚さ
にしても良い。
In this example, an amorphous Si film was formed as a phase shifter by sputtering.
A CVD method may be used. Further, the thickness of the amorphous Si film may be set to an appropriate thickness without departing from the scope of the present invention.

【0115】更にシリコン膜の加工を異方性エッチング
で行うようにしてもよい。
Furthermore, the processing of the silicon film may be performed by anisotropic etching.

【0116】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 、A
2 3 等を用いても構わない。
[0116] In the present invention SiO 2 as a light-transmitting substrate
It was used MgF 2 instead of SiO 2, CaF 2, A
l 2 O 3 or the like may be used.

【0117】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整するこが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate transmittance without departing from the spirit of the present invention.
Note that the optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0118】またSiO2 基板の代わりに透光性基板上
に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電膜
は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光で
行うと導電膜を無くすことが可能である。
When a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coatable conductive film becomes unnecessary. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0119】この様にして形成された露光用マスクを介
して、PFR7750(日本合成ゴム社製)と称される
レジストを1.5μm塗布した基板に、g線で1/5縮
小露光(NA=0.54、σ=0.5)を行なってライ
ン&スペースパターンを形成した。この時要した露光量
は300mJ/cm2 であった。従来露光で、0.45
μmパターンでフォーカスマージン0μmで解像してい
たものを本発明のマスクによりフォーカスマージン0.
7μmで解像することができた。
Through a mask for exposure formed in this way, a substrate called PFR7750 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) coated with 1.5 μm of resist was exposed to g-line at 1/5 reduction exposure (NA = 0.54, σ = 0.5) to form a line & space pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 . 0.45 with conventional exposure
What has been resolved with a focus margin of 0 μm in a pattern of μm is replaced by a mask of the present invention.
Resolution was possible at 7 μm.

【0120】コンタクトホールパターンに関しても、従
来の露光で解像されなかった0.50μmパターンが本
発明のマスクによりフォーカスマージン1.5μmで解
像することが確認された。
Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.50 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was resolved with the focus margin of 1.5 μm by the mask of the present invention.

【0121】また、このマスクを用いて転写し、形成さ
れたレジストパターンをマスクとし基板の加工を行なう
ことにより、より良好な加工形状を得ることが可能とな
る。
Further, by transferring using this mask and processing the substrate using the formed resist pattern as a mask, it becomes possible to obtain a better processed shape.

【0122】尚、半透明膜の表面が自然酸化されていた
としても、本願の効果は失われることはない。
Even if the surface of the translucent film is naturally oxidized, the effect of the present invention is not lost.

【0123】(実施例2)本実施例は第1の発明の露光
用マスクおよび第2の発明の露光用マスクの製造方法に
関する。
(Embodiment 2) This embodiment relates to a method for manufacturing an exposure mask according to the first invention and a mask for exposure according to the second invention.

【0124】この露光用マスクは半透明パターンとして
スパッタリング法で形成したGeパターンを用いたこと
を特徴とし、g線用投影露光用マスクとして用いられる
ものである。
This exposure mask is characterized by using a Ge pattern formed by a sputtering method as a translucent pattern, and is used as a g-line projection exposure mask.

【0125】まず酸化シリコン基板上にスパッタリング
法によりGe膜を形成する。このGe膜の水銀ランプの
g線に対する屈折率はn=4.10であり、位相差18
0°となる膜厚は70.3nmであった。この時の振幅
透過率は、透明部である酸化シリコン基板の振幅透過率
に対し10.8%であった。
First, a Ge film is formed on a silicon oxide substrate by a sputtering method. The refractive index of this Ge film with respect to the g-line of the mercury lamp is n = 4.10, and the phase difference is 18
The film thickness at which the angle was 0 ° was 70.3 nm. The amplitude transmittance at this time was 10.8% with respect to the amplitude transmittance of the silicon oxide substrate as the transparent portion.

【0126】そして実施例1と同様に電子線用レジスト
を膜厚0.5μmで堆積した後さらに導電性膜を0.2
μm程度に形成する。そしてこの導電性膜上から電子線
により3μC/cm2 で描画しさらに現像を行ってレジ
ストパターンを形成する。このパターンをマスクとして
Cl2 ガスによるケミカルイオンエッチング(CDE)
により、レジストパターンから露出しているGe膜をエ
ッチング除去する。そして最後にレジストパターンを除
去しGeパターンを得ることができる。
Then, in the same manner as in Example 1, a resist for electron beam was deposited to a thickness of 0.5 μm, and a conductive film was further
It is formed to about μm. Then, drawing is performed on the conductive film at 3 μC / cm 2 with an electron beam, followed by development to form a resist pattern. Using this pattern as a mask, chemical ion etching (CDE) using Cl2 gas
As a result, the Ge film exposed from the resist pattern is removed by etching. Finally, the Ge pattern can be obtained by removing the resist pattern.

【0127】この様にして単層で所望の半透明膜からな
る位相シフタを得ることができる。
In this way, a single-layer phase shifter made of a desired translucent film can be obtained.

【0128】なお、この例では位相シフタとしてGe膜
の形成をスパッタリングにより行ったが、蒸着法を用い
ても良い。また、Ge膜の膜厚を本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において適当な厚さにしても良い。
In this example, a Ge film was formed as a phase shifter by sputtering, but an evaporation method may be used. The Ge film may have an appropriate thickness without departing from the scope of the present invention.

【0129】更にGe膜の加工を異方性エッチングで行
うようにしても良く、弗素系ガス例えばCF4 、C2
6 などを用いることも可能である。
Further, the Ge film may be processed by anisotropic etching, and a fluorine-based gas such as CF 4 , C 2 F
It is also possible to use 6 or the like.

【0130】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 、A
2 3 等を用いても構わない。
In the present invention, SiO 2 is used as the light-transmitting substrate.
It was used MgF 2 instead of SiO 2, CaF 2, A
l 2 O 3 or the like may be used.

【0131】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整することが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate transmittance without departing from the gist of the present invention.
The optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0132】また、SiO2 基板の代わりに透光性基板
上に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電
膜は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光
で行うと導電膜を無くすことが可能である。
When a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coating conductive film becomes unnecessary. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0133】この様にして形成された露光用マスクを介
して、PFR7750(日本合成ゴム社製)と称される
レジストを1.5μm塗布した基板に、g線で1/5縮
小露光(NA=0.54、σ=0.5)を行なってライ
ン&スペースパターンを形成した。この時要した露光量
は300mJ/cm2 であった。従来露光で、0.45
μmパターンでフォーカスマージン0μmで解像してい
たものを本発明のマスクによりフォーカスマージン0.
7μmで解像することができた。
Through the exposure mask thus formed, a substrate called PFR7750 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) coated with 1.5 μm of resist was exposed to g-line at 1/5 reduction exposure (NA = 0.54, σ = 0.5) to form a line & space pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 . 0.45 with conventional exposure
What has been resolved with a focus margin of 0 μm in a pattern of μm is replaced by a mask of the present invention.
Resolution was possible at 7 μm.

【0134】コンタクトホールパターンに関しても、従
来の露光で解像されなかった0.50μmパターンが本
発明のマスクによりフォーカスマージン1.5μmで解
像することが確認された。
Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.50 μm pattern, which was not resolved by the conventional exposure, was resolved by the mask of the present invention with a focus margin of 1.5 μm.

【0135】尚、半透明膜の表面が、わずかに自然酸化
されたとしても、本願の効果が失われることはない。
The effect of the present invention is not lost even if the surface of the translucent film is slightly oxidized naturally.

【0136】(実施例3)本実施例は第3の発明の露光
用マスクおよび第4の発明の露光用マスクの製造方法、
とりわけi線を露光光源に用いた場合の露光マスクおよ
びその製造方法に関する。
(Embodiment 3) This embodiment relates to a method of manufacturing an exposure mask of the third invention and a method of manufacturing an exposure mask of the fourth invention.
More particularly, the present invention relates to an exposure mask using i-line as an exposure light source and a method for manufacturing the same.

【0137】本露光用マスクは半透明パターンとしてス
パッタリング法で反応ガス中の窒素の組成比を制御しな
がら形成した窒化シリコンパターンを用いたことを特徴
とした投影露光用マスクに関するものである。
The present exposure mask relates to a projection exposure mask characterized by using a silicon nitride pattern formed as a translucent pattern by controlling the composition ratio of nitrogen in a reaction gas by a sputtering method.

【0138】まず酸化シリコン基板上201にスパッタ
リング法によりシリコンをターゲットとし窒素とアルゴ
ンとの混合ガス(窒素含有量15%)を所定量添加しつ
つ窒化シリコン膜202を形成する(図2(a))。こ
の窒化シリコン膜のKrFに対する屈折率はn=3.4
0であり、位相差180°となる膜厚は80nmであっ
た。また透明部に対する振幅透過率比は15.1%であ
った。
First, a silicon nitride film 202 is formed on a silicon oxide substrate 201 by a sputtering method using silicon as a target and adding a predetermined amount of a mixed gas of nitrogen and argon (nitrogen content: 15%) (FIG. 2A). ). The refractive index of this silicon nitride film with respect to KrF is n = 3.4.
0, and the film thickness at which the phase difference was 180 ° was 80 nm. The amplitude transmittance ratio to the transparent portion was 15.1%.

【0139】そして実施例1乃至2と同様に電子線用レ
ジスト203を膜厚0.5μmで堆積した後さらに導電
性膜204を0.2μm程度に形成する(図2
(b))。そしてこの導電性膜上から電子線により3μ
C/cm2 で描画しさらに現像を行ってレジストパター
ン203を形成する(図2(c))。このレジストパタ
ーンをマスクとしてCF4 とO2 との混合ガスによるケ
ミカルイオンエッチング(CDE)により、レジストパ
ターンから露出している窒化シリコン膜202をエッチ
ング除去する(図2(d))。そして最後に硫酸と過酸
化水素水の混合溶液中に浸漬しレジストパターン203
を除去し窒化シリコンパターン202を得ることができ
る(図2(e))。
Then, in the same manner as in Examples 1 and 2, an electron beam resist 203 is deposited to a thickness of 0.5 μm, and then a conductive film 204 is formed to a thickness of about 0.2 μm (FIG. 2).
(B)). Then, from the conductive film, 3 μm
The resist pattern 203 is formed by drawing at C / cm 2 and further developing (FIG. 2C). Using this resist pattern as a mask, the silicon nitride film 202 exposed from the resist pattern is etched away by chemical ion etching (CDE) using a mixed gas of CF 4 and O 2 (FIG. 2D). Finally, the resist pattern 203 is immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to form a resist pattern 203.
Is removed to obtain a silicon nitride pattern 202 (FIG. 2E).

【0140】なお、この例では位相シフタとして窒化シ
リコン膜の形成をシリコンをターゲットとしたスパッタ
リングにより行ったが、予め面積比が調整されたシリコ
ンと窒化シリコンのモザイクターゲットを用いたスパッ
タリングあるいはアンモニアとシラン系ガスを用いたC
VD法を用いても良い。また窒化シリコン膜の膜厚を本
発明の趣旨を逸脱しない範囲において適当な厚さにして
も良い。
In this example, a silicon nitride film was formed as a phase shifter by sputtering using silicon as a target. However, sputtering using a mosaic target of silicon and silicon nitride whose area ratio was adjusted in advance, or ammonia and silane C using system gas
The VD method may be used. Further, the thickness of the silicon nitride film may be set to an appropriate thickness without departing from the spirit of the present invention.

【0141】更にシリコン膜の加工を異方性エッチング
で行うようにしてもよい。
Further, the silicon film may be processed by anisotropic etching.

【0142】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 、A
2 3 等を用いても構わない。
In the present invention, SiO 2 is used as the light-transmitting substrate.
It was used MgF 2 instead of SiO 2, CaF 2, A
l 2 O 3 or the like may be used.

【0143】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整することが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate value without departing from the spirit of the present invention.
The optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0144】また、SiO2 基板の代わりに透光性基板
上に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電
膜は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光
で行うと導電膜を無くすことが可能である。
When a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coating conductive film becomes unnecessary. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0145】また本実施例ではマスク作成の際の描画に
電子線を用いて行ったが、電子線の代わりに光を用いて
もかまわない。また、光を用いた場合感光性樹脂材料及
び透光性基板上に設けた導電膜は不要となる。
Further, in this embodiment, electron beam is used for drawing at the time of making a mask, but light may be used instead of electron beam. When light is used, a photosensitive resin material and a conductive film provided over a light-transmitting substrate are not required.

【0146】この様にして形成された露光用マスクを介
して、PERIX500(日本合成ゴム社製)と称され
るi線様レジストを1.5μm塗布した基板に、i線で
1/5縮小露光(NA=0.5、σ=0.6)を行なっ
てライン&スペースパターンを形成した。この時要した
露光量は300mJ/cm2 であった。従来露光で、
0.35μmパターンでフォーカスマージン0μmで解
像していたものを本発明のマスクによりフォーカスマー
ジン0.8μmで解像することができた。
Through the exposure mask thus formed, a substrate coated with an i-line-like resist, referred to as PERIX500 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), 1.5 μm, was subjected to 1/5 reduction exposure with i-line. (NA = 0.5, σ = 0.6) to form a line & space pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm2. With conventional exposure,
What had been resolved with a focus margin of 0 μm using a 0.35 μm pattern could be resolved with a focus margin of 0.8 μm using the mask of the present invention.

【0147】コンタクトホールパターンに関しても、従
来の露光で解像されなかった0.40μmパターンが本
発明のマスクによりフォーカスマージン1.3μmで解
像することが確認された。
Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.40 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was resolved with the focus margin of 1.3 μm by the mask of the present invention.

【0148】尚、半透明膜の表面がわずかに自然酸化さ
れたとしても本発明の効果が失われることはない。
The effect of the present invention is not lost even if the surface of the translucent film is slightly naturally oxidized.

【0149】(実施例4)本実施例は第3の発明の露光
用マスクおよび第4の発明の露光用マスクの製造方法、
とりわけKrFレーザを露光光源に用いた場合の露光用
マスクおよびその製造方法に関する。
(Embodiment 4) This embodiment relates to a method for manufacturing an exposure mask according to the third invention and a method for manufacturing an exposure mask according to the fourth invention.
In particular, the present invention relates to an exposure mask using a KrF laser as an exposure light source and a method for manufacturing the same.

【0150】この露光用マスクは半透明パターンとして
スパッタリング法で形成した窒化シリコンパターンを用
いたことを特徴としたKrF(248nm)用投影露光
用マスクに関するものである。
This exposure mask relates to a projection exposure mask for KrF (248 nm), wherein a silicon nitride pattern formed by a sputtering method is used as a translucent pattern.

【0151】まず酸化シリコン基板上にスパッタリング
法によりシリコンをターゲットとしアルゴンと窒素の混
合ガスを所定量添加しつつ窒化シリコン膜を形成する。
この窒化シリコン膜のKrFに対する屈折率はn=2.
68であり、位相差180°となる膜厚は76nmであ
った。この時の振幅透過率は、透明部である酸化シリコ
ン基板の振幅透過率に対し15%であった。
First, a silicon nitride film is formed on a silicon oxide substrate by sputtering using silicon as a target and adding a predetermined amount of a mixed gas of argon and nitrogen.
The refractive index of this silicon nitride film with respect to KrF is n = 2.
The film thickness at which the phase difference was 180 ° was 76 nm. The amplitude transmittance at this time was 15% with respect to the amplitude transmittance of the silicon oxide substrate as the transparent portion.

【0152】そして実施例1乃至2と同様に電子線用レ
ジストを膜厚0.5μmで堆積した後さらに導電性膜を
0.2μm程度に形成する。そしてこの導電性膜上から
電子線により3μC/cm2 で描画しさらに現像を行っ
てレジストパターンを形成する。このレジストパターン
をマスクとしてCF4 とO2 との混合ガスによるケミカ
ルイオンエッチング(CDE)により、レジストパター
ンから露出している窒化シリコン膜をエッチング除去す
る。そして最後にレジストパターンを除去し窒化シリコ
ンパターンを得ることができる。
Then, in the same manner as in Examples 1 and 2, an electron beam resist is deposited to a thickness of 0.5 μm, and then a conductive film is formed to a thickness of about 0.2 μm. Then, drawing is performed on the conductive film with an electron beam at 3 μC / cm 2 , and development is performed to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, the silicon nitride film exposed from the resist pattern is removed by chemical ion etching (CDE) using a mixed gas of CF 4 and O 2 . Finally, the resist pattern is removed to obtain a silicon nitride pattern.

【0153】なお、この例では位相シフタとして窒化シ
リコン膜の形成をスパッタリングにより行ったが、アン
モニアとシラン系ガスを用いたCVD法を用いても良
い。また窒化シリコン膜の膜厚を本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において適当な厚さにしても良い。
In this example, a silicon nitride film is formed as a phase shifter by sputtering, but a CVD method using ammonia and a silane-based gas may be used. Further, the thickness of the silicon nitride film may be set to an appropriate thickness without departing from the spirit of the present invention.

【0154】更にシリコン膜の加工を異方性エッチング
で行うようにしてもよい。
Further, the silicon film may be processed by anisotropic etching.

【0155】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 、A
2 3 等を用いても構わない。
In the present invention, SiO 2 is used as the light-transmitting substrate.
It was used MgF 2 instead of SiO 2, CaF 2, A
l 2 O 3 or the like may be used.

【0156】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整することが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate value without departing from the spirit of the present invention.
The optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0157】また、SiO2 基板の代わりに透光性基板
上に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電
膜は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光
で行うと導電膜を無くすことが可能である。
In the case where a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coatable conductive film becomes unnecessary. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0158】また本実施例ではマスクの作成の際の描画
に電子線を用いて行ったが、電子線の代わりに光を用い
てもかまわない。また、光を用いた場合感光性樹脂材料
及び透光性基板上に設けた導電膜は不要となる。
Further, in this embodiment, electron beams are used for drawing at the time of forming a mask, but light may be used instead of electron beams. When light is used, a photosensitive resin material and a conductive film provided over a light-transmitting substrate are not required.

【0159】この様にして形成された露光用マスクを介
して、SNR(シプレー社製)と称されるKrF用レジ
ストを1.0μm塗布した基板に、KrF線で1/5縮
小露光(NA=0.4、σ=0.5)を行なってライン
&スペースパターンを形成した。この時要した露光量は
40mJ/cm2 であった。従来露光で、0.30μm
パターンでフォーカスマージン0μmで解像していたも
のを本発明のマスクによりフォーカスマージン0.7μ
mで解像することができた。
Through a mask for exposure formed in this way, a substrate coated with a 1.0 μm KrF resist called SNR (manufactured by Shipley Co.) was subjected to 1/5 reduction exposure (NA = 0.4, σ = 0.5) to form a line & space pattern. The exposure required at this time was 40 mJ / cm 2 . 0.30μm with conventional exposure
What was resolved with a focus margin of 0 μm in the pattern was changed to a focus margin of 0.7 μm by the mask of the present invention.
m could be resolved.

【0160】コンタクトホールパターンに関しても、従
来の露光で解像されなかった0.30μmパターンが本
発明のマスクによりフォーカスマージン1.2μmで解
像することが確認された。
Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.30 μm pattern, which was not resolved by the conventional exposure, was resolved by the mask of the present invention with a focus margin of 1.2 μm.

【0161】尚、半透明膜の表面がわずかに自然酸化さ
れたとしても、本発明の効果が失われることはない。
The effect of the present invention is not lost even if the surface of the translucent film is slightly oxidized naturally.

【0162】(実施例5)本実施例は第3の発明の露光
用マスクおよび第4の発明の露光用マスクの製造方法、
とりわけi線を露光光源に用いた場合の露光用マスクお
よびその製造方法に関する。
(Embodiment 5) This embodiment is directed to a method for manufacturing an exposure mask according to the third invention and a method for manufacturing an exposure mask according to the fourth invention.
More particularly, the present invention relates to an exposure mask when i-line is used as an exposure light source and a method of manufacturing the same.

【0163】この露光用マスクは半透明パターンとして
スパッタリング法で酸素の組成比を制御しながら形成し
た酸化クロムパターンを用いたことを特徴としたi線用
投影露光用マスクに関するものである。
This exposure mask relates to an i-line projection exposure mask characterized by using a chromium oxide pattern formed as a translucent pattern by controlling the composition ratio of oxygen by a sputtering method.

【0164】まず酸化シリコン基板上にスパッタリング
法によりクロムをターゲットとし酸素とアルゴンとの混
合ガスを所定量添加しつつ酸化クロム膜を形成する。こ
の酸化クロム膜のi線に対する屈折率は図17に示すよ
うにn=2.40であり、位相差180°となる膜厚は
130nmであった。この時の振幅透過率は、透明部で
ある酸化シリコン基板の振幅透過率に対し26.1%で
あった。
First, a chromium oxide film is formed on a silicon oxide substrate by sputtering using chromium as a target and adding a predetermined amount of a mixed gas of oxygen and argon. As shown in FIG. 17, the refractive index of this chromium oxide film with respect to the i-line was n = 2.40, and the thickness at which the phase difference was 180 ° was 130 nm. At this time, the amplitude transmittance was 26.1% with respect to the amplitude transmittance of the silicon oxide substrate as the transparent portion.

【0165】そして実施例3と同様に電子線用レジスト
を膜厚0.5μmで堆積した後さらに導電性膜を0.2
μm程度に形成する。そしてこの導電性膜上から電子線
により3μC/cm2 で描画しさらに現像を行ってレジ
ストパターンを形成する。このレジストパターンをマス
クとしてCl2 によるケミカルイオンエッチング(CD
E)により、レジストパターンから露出している酸化ク
ロム膜をエッチング除去する。そして最後に硫酸と過酸
化水素水の混合溶液中に浸漬しレジストパターンを除去
し酸化クロムパターンを得ることができる。
Then, in the same manner as in Example 3, an electron beam resist was deposited to a thickness of 0.5 μm, and then a conductive film was further
It is formed to about μm. Then, drawing is performed on the conductive film with an electron beam at 3 μC / cm 2 , and development is performed to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, chemical ion etching (CD
E), the chromium oxide film exposed from the resist pattern is removed by etching. Finally, the resist pattern is immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove the resist pattern, thereby obtaining a chromium oxide pattern.

【0166】なお、酸化クロム膜の厚さを、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において適当な厚さにしても良い。
また、酸化クロムの加工をリアクティブイオンエッチン
グ(RIE)で行うことも可能である。
The chromium oxide film may have an appropriate thickness without departing from the spirit of the present invention.
Further, the processing of chromium oxide can be performed by reactive ion etching (RIE).

【0167】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 、A
2 3 等を用いても構わない。
In the present invention, SiO 2 is used as the light-transmitting substrate.
It was used MgF 2 instead of SiO 2, CaF 2, A
l 2 O 3 or the like may be used.

【0168】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整することが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate value without departing from the spirit of the present invention.
The optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0169】また、SiO2 基板の代わりに透光性基板
上に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電
膜は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光
で行うと導電膜を無くすことが可能である。
When a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coating conductive film becomes unnecessary. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0170】また本実施例ではマスク作成の際の描画に
電子線を用いて行ったが、電子線の代わりに光を用いて
もかまわない。また、光を用いた場合感光性樹脂材料及
び透光性基板上に設けた導電膜は不要となる。
Further, in this embodiment, electron beams are used for drawing at the time of mask formation, but light may be used instead of electron beams. When light is used, a photosensitive resin material and a conductive film provided over a light-transmitting substrate are not required.

【0171】この様にして形成された露光用マスクを介
して、PFRIX500(日本合成ゴム社製)と称され
るi線用レジストを1.2μm塗布した基板に、i線で
1/5縮小露光(NA=0.5、σ=0.6)を行なっ
てコンタクトホールパターンに関しても、従来の露光で
解像されなかった0.40μmパターンが本発明のマス
クによりフォーカスマージン1.5μmで解像すること
が確認された。なおこの露光用マスクは透過率が高いた
めライン&スペースパターンの形成に対してはレジスト
の残膜率が低下する等不適であった。ライン&スペース
パターン作成には振幅透過率を10%乃至は20%とす
ることが好ましく酸化クロムマスクの場合振幅透過率を
約20%で作成することができた。この振幅透過率が2
0%の露光用マスクを用いライン&スペースパターンを
形成した。この時要した露光量は300mJ/cm2
あった。従来露光で、0.35μmパターンフォーカス
マージン0μmで解像していたものを本発明のマスクに
よりフォーカスマージン0.6μmで解像することがで
きた。
[0171] A 1/5 reduction exposure with i-line was performed on a substrate coated with a 1.2 μm i-line resist called PFRIX500 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co.) through the exposure mask thus formed. (NA = 0.5, σ = 0.6), the 0.40 μm pattern not resolved by the conventional exposure is resolved with the focus margin of 1.5 μm by the mask of the present invention. It was confirmed that. This exposure mask was unsuitable for forming a line & space pattern, such as a decrease in the residual film ratio of the resist, because of high transmittance. The line and space pattern is preferably formed with an amplitude transmittance of 10% to 20%. In the case of a chromium oxide mask, the amplitude transmittance can be formed at about 20%. This amplitude transmittance is 2
A line & space pattern was formed using a 0% exposure mask. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 . What had been resolved with a 0.35 μm pattern focus margin of 0 μm by conventional exposure could be resolved with a focus margin of 0.6 μm using the mask of the present invention.

【0172】ところで酸化クロム膜をi線用半透明膜と
して用いた場合、従来マスクで用いている遮光膜と比較
し膜厚が若干厚く像質劣化が生じている。この様に酸化
クロム膜の半透明膜への適用は不可能ではないが、その
性能を最大限に発揮することは難しい。
When the chromium oxide film is used as the translucent film for i-line, the film quality is slightly thicker than that of the light-shielding film used in the conventional mask, and the image quality is deteriorated. As described above, it is not impossible to apply a chromium oxide film to a translucent film, but it is difficult to maximize its performance.

【0173】また、酸化クロム膜は図18に示すように
g線の露光用マスクに於いても適用可能である。しかし
この場合も従来マスクで用いている遮光膜と比較し膜厚
が若干厚く像質劣化が生じていおり、酸化クロム膜の半
透明膜への適用は不可能ではないが、その性能を最大限
発揮することは難しい。
The chromium oxide film is also applicable to a g-line exposure mask as shown in FIG. However, even in this case, the image quality has deteriorated because the film thickness is slightly thicker than the light-shielding film used in the conventional mask, and it is not impossible to apply the chromium oxide film to the translucent film. It is difficult to demonstrate.

【0174】一方、KrFレーザに対し用いる場合、C
r、CrO2 のいずれも消衰係数が許容範囲外となるた
め適用不可能である。しかし図19では振幅透過率の下
限を10%にしているが、所望とする焦点深度があまり
大きくない場合には振幅透過率を10%以下にも設定す
ることができこの場合KrFレーザに対しても適用する
ことができる。
On the other hand, when used for a KrF laser, C
Neither r nor CrO 2 is applicable because the extinction coefficient is out of the allowable range. However, in FIG. 19, the lower limit of the amplitude transmittance is set to 10%. However, if the desired depth of focus is not so large, the amplitude transmittance can be set to 10% or less. Can also be applied.

【0175】(実施例6)本実施例は第3の発明の露光
用マスクおよび第4の発明の露光用マスクの製造方法、
とりわけi線を露光光源に用いた場合の露光用マスクお
よびその製造方法に関する。
(Embodiment 6) This embodiment relates to a method for manufacturing an exposure mask according to the third invention and a method for manufacturing an exposure mask according to the fourth invention,
More particularly, the present invention relates to an exposure mask when i-line is used as an exposure light source and a method of manufacturing the same.

【0176】この露光用マスクは半透明パターンとして
スパッタリング法で酸素の組成比を制御しながら形成し
た酸化チタンパターンを用いたことを特徴としたi線用
投影露光用マスクに関するものである。
This exposure mask relates to an i-line projection exposure mask characterized by using a titanium oxide pattern formed as a translucent pattern by controlling the composition ratio of oxygen by sputtering.

【0177】まず酸化シリコン基板上にスパッタリング
法によりチタンをターゲットとし酸素とアルゴンとの混
合ガスを所定量添加しつつ酸化チタン膜を形成する。こ
の酸化チタン膜のi線に対する屈折率は図20に示す様
にn=2.70であり、位相差180°となる膜厚は1
07nmであった。この時の振幅透過率は、透明部であ
る酸化シリコン基板の振幅透過率に対し15%であっ
た。
First, a titanium oxide film is formed on a silicon oxide substrate by sputtering using a target of titanium and adding a predetermined amount of a mixed gas of oxygen and argon. The refractive index of this titanium oxide film with respect to the i-line is n = 2.70 as shown in FIG.
07 nm. The amplitude transmittance at this time was 15% with respect to the amplitude transmittance of the silicon oxide substrate as the transparent portion.

【0178】そして実施例3と同様に電子線用レジスト
を膜厚0.5μmで堆積した後さらに導電性膜を0.2
μm程度に形成する。そしてこの導電性膜上から電子線
により3μC/cm2 で描画しさらに現像を行ってレジ
ストパターンを形成する。このレジストパターンをマス
クとしてCF4 ガスによるケミカルイオンエッチング
(CDE)により、レジストパターンから露出している
酸化チタン膜をエッチング除去する。そして最後に硫酸
と過酸化水素水の混合溶液中に浸漬しレジストパターン
を除去し酸化チタンパターンを得ることができる。
Then, in the same manner as in Example 3, a resist for electron beam was deposited to a thickness of 0.5 μm, and then a conductive film was further
It is formed to about μm. Then, drawing is performed on the conductive film with an electron beam at 3 μC / cm 2 , and development is performed to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, the titanium oxide film exposed from the resist pattern is etched away by chemical ion etching (CDE) using CF 4 gas. Finally, the resist pattern is removed by immersion in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution to obtain a titanium oxide pattern.

【0179】なお、この例では、位相シフタとして酸化
チタン膜の形成をチタンをターゲットとしたスパッタリ
ングにより行ったが、予め面積比が調整されたチタンと
酸化チタンの混合ターゲットを用いたスパッタリングを
用いても良い。また酸化チタン膜の膜厚を本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な厚さにしても良い。
In this example, a titanium oxide film was formed as a phase shifter by sputtering using titanium as a target. However, sputtering was performed using a mixed target of titanium and titanium oxide whose area ratio was adjusted in advance. Is also good. Further, the thickness of the titanium oxide film may be set to an appropriate thickness without departing from the spirit of the present invention.

【0180】更に酸化チタン膜の加工を異方性エッチン
グで行うようにしてもよい。
The processing of the titanium oxide film may be performed by anisotropic etching.

【0181】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 、A
2 3 等を用いても構わない。
In the present invention, SiO 2 is used as the light-transmitting substrate.
It was used MgF 2 instead of SiO 2, CaF 2, A
l 2 O 3 or the like may be used.

【0182】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整することが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate value without departing from the scope of the present invention.
The optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0183】また、SiO2 基板の代わりに透光性基板
上に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電
膜は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光
で行うと導電膜を無くすことが可能である。
When a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coating conductive film is not required. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0184】また本実施例ではマスク作成の際の描画に
電子線を用いて行ったが、電子線の代わりに光を用いて
もかまわない。また、光を用いた場合感光性樹脂材料及
び透光性基板上に設けた導電膜は不要となる。
In the present embodiment, electron beams are used for drawing at the time of mask production, but light may be used instead of electron beams. When light is used, a photosensitive resin material and a conductive film provided over a light-transmitting substrate are not required.

【0185】この様にして形成された露光用マスクを介
して、PFRIX500(日本合成ゴム社製)と称され
るi線用レジストを1.5μm塗布した基板に、i線で
1/5縮小露光(NA=0.5、σ=0.6)を行なっ
てライン&スペースパターンを形成した。この時要した
露光量は300mJ/cm2 であった。従来露光で、
0.35μmパターンフォーカスマージン0μmで解像
していたものを本発明のマスクによりフォーカスマージ
ン0.8μmで解像することができた。
Through a mask for exposure formed in this way, a substrate called PFRIX500 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) coated with an i-line resist of 1.5 μm was exposed by i-line to 1/5 reduction exposure. (NA = 0.5, σ = 0.6) to form a line & space pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 . With conventional exposure,
What had been resolved with a 0.35 μm pattern focus margin of 0 μm could be resolved with a focus margin of 0.8 μm using the mask of the present invention.

【0186】コンタクトホールパターンに関しても、従
来の露光で解像されなかった0.40μmパターンが本
発明のマスクによりフォーカスマージン1.3μmで解
像することが確認された。
Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.40 μm pattern which was not resolved by the conventional exposure was resolved with the focus margin of 1.3 μm by the mask of the present invention.

【0187】なお酸化チタン膜は図21に示す如くg線
マスクにも適用が可能である。元素組成比が制御された
酸化チタンのg線の屈折率は2.30であり現状の遮光
膜と比較し像質は劣化する。しかし膜厚は限りなく0と
したときの焦点深度と比較した場合の劣化は10%以内
に押さえられているため十分に適用可能である。
Note that the titanium oxide film can be applied to a g-line mask as shown in FIG. The g-line refractive index of titanium oxide whose elemental composition ratio is controlled is 2.30, and the image quality is deteriorated as compared with the current light shielding film. However, the deterioration as compared with the depth of focus when the film thickness is infinitely set to 0 is suppressed to within 10%, so that it is sufficiently applicable.

【0188】また、KrFレーザに対してはチタン、二
酸化チタンのいずれも消衰係数が大きくほとんど遮光し
てしまうため適用は不可能である(図22)。
Further, it is impossible to apply KrF laser because both titanium and titanium dioxide have large extinction coefficients and almost shield light (FIG. 22).

【0189】(実施例7)本実施例は第3の発明の露光
用マスクおよび第4の発明の露光用マスクの製造方法、
とりわけg線を露光光源に用いた場合の露光用マスクお
よびその製造方法に関する。
(Embodiment 7) This embodiment is directed to a method of manufacturing the exposure mask of the third invention and the exposure mask of the fourth invention.
In particular, the present invention relates to an exposure mask when g-ray is used as an exposure light source and a method of manufacturing the same.

【0190】この露光用マスクは半透明パターンとして
スパッタリング法で酸素の組成比を制御しながら形成し
た酸化アルミニウムパターンを用いたことを特徴とした
g線用投影露光用マスクに関するものである。
This exposure mask relates to a g-line projection exposure mask characterized by using an aluminum oxide pattern formed as a translucent pattern by controlling the composition ratio of oxygen by a sputtering method.

【0191】まず酸化シリコン基板上にスパッタリング
法によりアルミニウムをターゲットとし酸素とアルゴン
との混合ガスを所定量添加しつつ酸化アルミニウム膜を
形成する。この酸化アルミニウム膜のg線に対する屈折
率はn=1.56であり、位相差180°となる膜厚は
390nmであった。この時の振幅透過率は、透明部で
ある酸化シリコン基板の振幅透過率に対し15%であっ
た(図23)。
First, an aluminum oxide film is formed on a silicon oxide substrate by sputtering using aluminum as a target and adding a predetermined amount of a mixed gas of oxygen and argon. The refractive index of this aluminum oxide film with respect to the g-line was n = 1.56, and the thickness at which the phase difference was 180 ° was 390 nm. The amplitude transmittance at this time was 15% with respect to the amplitude transmittance of the silicon oxide substrate as the transparent portion (FIG. 23).

【0192】そして実施例3と同様に電子線用レジスト
を膜厚0.5μmで堆積した後さらに導電性膜を0.2
μm程度に形成する。そしてこの導電性膜上から電子線
により3μC/cm2 で描画しさらに現像を行ってレジ
ストパターンを形成する。このレジストパターンをマス
クとしてCl2 ガスによるケミカルイオンエッチング
(CDE)により、レジストパターンから露出している
酸化チタン膜をエッチング除去する。そして最後に硫酸
と過酸化水素水の混合溶液中に浸漬しレジストパターン
を除去し酸化アルミニウムパターンを得ることができ
る。
Then, in the same manner as in Example 3, a resist for electron beam was deposited to a thickness of 0.5 μm, and a conductive film was further formed to a thickness of 0.2 μm.
It is formed to about μm. Then, drawing is performed on the conductive film with an electron beam at 3 μC / cm 2 , and development is performed to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, the titanium oxide film exposed from the resist pattern is removed by chemical ion etching (CDE) using Cl 2 gas. Finally, the resist pattern is immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove the resist pattern, thereby obtaining an aluminum oxide pattern.

【0193】なお、この例では位相シフタとして酸化ア
ルミニウム膜の形成をアルミニウムをターゲットとした
スパッタリングにより行ったが、予め面積比が調整され
たアルミニウムと酸化アルミニウムの混合ターゲットを
用いたスパッタリングを用いても良い。また酸化アルミ
ニウム膜の膜厚を本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て適当な厚さにしても良い。
In this example, an aluminum oxide film was formed as a phase shifter by sputtering using aluminum as a target. However, sputtering using a mixed target of aluminum and aluminum oxide whose area ratio was previously adjusted may be used. good. The thickness of the aluminum oxide film may be set to an appropriate thickness without departing from the scope of the present invention.

【0194】更に酸化アルミニウム膜の加工を異方性エ
ッチングで行うようにしてもよい。
Further, the processing of the aluminum oxide film may be performed by anisotropic etching.

【0195】本発明に於いて透光性基板としてSiO2
を用いたがSiO2 の代わりにMgF2 、CaF2 等を
用いても構わない。
In the present invention, SiO 2 is used as the light-transmitting substrate.
It was used but may be used MgF 2, CaF 2, etc., instead of SiO 2.

【0196】本発明で半透明膜の透過率は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において適当な透過率にしても良い。
なお、半透明膜の光学特性は、砒素、燐、ボロン等のイ
オンを半透明膜に注入するか或いは熱を加えることで微
調整することが可能である。
In the present invention, the transmittance of the translucent film may be set to an appropriate value without departing from the scope of the present invention.
The optical characteristics of the translucent film can be finely adjusted by injecting ions such as arsenic, phosphorus, and boron into the translucent film or by applying heat.

【0197】また、SiO2 基板の代わりに透光性基板
上に導電性膜が形成された基板を用いる場合塗布性導電
膜は不要となる。また、マスクパターンの描画を光露光
で行うと導電膜を無くすことが可能である。
When a substrate in which a conductive film is formed on a light-transmitting substrate is used instead of the SiO 2 substrate, the coating conductive film is not required. When the mask pattern is drawn by light exposure, the conductive film can be eliminated.

【0198】また本実施例ではマスク作成の際の描画に
電子線を用いて行ったが、電子線の代わりに光を用いて
もかまわない。また、光を用いた場合感光性樹脂材料及
び透光性基板上に設けた導電膜は不要となる。
Further, in this embodiment, electron beam is used for drawing at the time of making a mask, but light may be used instead of electron beam. When light is used, a photosensitive resin material and a conductive film provided over a light-transmitting substrate are not required.

【0199】この様にして形成された露光用マスクを介
して、PFR7750(日本合成ゴム社製)と称される
レジストを1.5μm塗布した基板に、g線で1/5縮
小露光(NA=0.54、σ=0.5)を行なってライ
ン&スペースパターンを形成した。この時要した露光量
は300mJ/cm2 であった。従来露光で、0.45
μmパターンでフォーカスマージン0μmで解像してい
たものを本発明のマスクによりフォーカスマージン0.
4μmで解像することができた。
Through the exposure mask formed in this way, a substrate called PFR7750 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) coated with 1.5 μm of resist was exposed to a 1/5 reduction exposure (NA = 0.54, σ = 0.5) to form a line & space pattern. The exposure required at this time was 300 mJ / cm 2 . 0.45 with conventional exposure
What has been resolved with a focus margin of 0 μm in a pattern of μm is replaced by a mask of the present invention.
Resolution was possible at 4 μm.

【0200】コンタクトホールパターンに関しても、従
来の露光で解像されなかった0.50μmパターンが本
発明のマスクによりフォーカスマージン0.8μmで解
像することが確認された。
Regarding the contact hole pattern, it was confirmed that the 0.50 μm pattern, which was not resolved by the conventional exposure, was resolved by the mask of the present invention with a focus margin of 0.8 μm.

【0201】これらの焦点深度をシリコン膜を半透明膜
として作成したマスクを露光した場合の焦点深度と比較
すると、ライン&スペース、コンタクトホールのいずれ
のパターンでも焦点深度が小さくなっている。これはマ
スク上で半透明膜パターンが390nmとシリコンの場
合の59nmと比較し大変厚く、像質の低下を生じてい
るためである。
When these depths of focus are compared with the depths of focus when exposing a mask made of a silicon film as a translucent film, the depth of focus is smaller in any of the line & space and contact hole patterns. This is because the translucent film pattern on the mask is 390 nm, which is very thick compared to 59 nm in the case of silicon, which causes deterioration in image quality.

【0202】酸化アルミニウムを半透明膜として用いた
場合g線からKrFレーザのいずれの波長に於てもその
屈折率は2以下であり、像質の低下をまぬがれない。こ
の場合酸化アルミニウムを半透明膜として適用すること
はできるが位相シフトマスクとしての効果を最大限得る
ことはできない(図23)。
When aluminum oxide is used as the translucent film, the refractive index is 2 or less at any wavelength from the g-line to the KrF laser, and the image quality cannot be reduced. In this case, aluminum oxide can be applied as a translucent film, but the effect as a phase shift mask cannot be obtained to the maximum (FIG. 23).

【0203】(実施例8)図3は本実施例を説明するた
めの製造工程図である。
(Embodiment 8) FIG. 3 is a manufacturing process diagram for explaining the present embodiment.

【0204】まずクロム312と酸化クロム313から
成る膜厚1000オングストロームの遮光膜が形成され
た膜厚2.5mmの酸化シリコン基板301上に電子線
ネガレジストSAL601302を膜厚5000オング
ストロームで塗布し、ベイキングを行う(図3
(a))。
First, an electron beam negative resist SAL601302 is applied at a thickness of 5000 angstroms on a silicon oxide substrate 301 of a thickness of 2.5 mm on which a light-shielding film of a thickness of 1000 angstroms made of chromium 312 and chromium oxide 313 is formed, and baked. (Fig. 3
(A)).

【0205】さらに電子線により描画を行い現像するこ
とでレジストパターン302aを形成した(図3
(b))。このレジストパターンをマスクとして塩素ガ
スにより露出している遮光膜を除去した。更にレジスト
パターン302aをレジスト剥離液及び酸素アッシング
により除去することで遮光域313a/312aを形成
した。この時遮光膜は所望パターン領域外に配設される
ようにした(図3(c))。
Further, a resist pattern 302a was formed by drawing and developing with an electron beam (FIG. 3).
(B)). Using this resist pattern as a mask, the exposed light-shielding film was removed by chlorine gas. Further, the light-shielding regions 313a / 312a were formed by removing the resist pattern 302a with a resist stripper and oxygen ashing. At this time, the light shielding film was arranged outside the desired pattern area (FIG. 3C).

【0206】ついでこの基板上に半透明膜アモルファス
Si膜314をRF印加によるスパッタにより形成する
(図3(d))。この時のアモルファスSiの膜厚は5
7nmとする。この膜厚はウエハ露光プロセスで露光光
源にg線(436nm)を用いた場合半透明膜を透過す
る光の位相が透明部を透過する光の位相に対し180°
シフトするように調整したものである。この基板に電子
線ネガレジストSAL601304を膜厚5000オン
グストロームで塗布し、更に塗布性導電膜305を形成
した(図3(e))。さらに電子線により描画を行い現
像することでレジストパターン304aを形成する(図
3(f))。
Next, a semi-transparent amorphous silicon film 314 is formed on this substrate by sputtering by RF application (FIG. 3D). At this time, the thickness of the amorphous Si is 5
7 nm. When the g-line (436 nm) is used as an exposure light source in the wafer exposure process, the phase of light transmitted through the translucent film is 180 ° with respect to the phase of light transmitted through the transparent portion.
It is adjusted to shift. The substrate was coated with an electron beam negative resist SAL601304 at a thickness of 5000 Å, and a coatable conductive film 305 was formed (FIG. 3E). Further, a resist pattern 304a is formed by drawing and developing with an electron beam (FIG. 3 (f)).

【0207】次いでレジストパターン304aをマスク
としてCF4 ガスによるケミカルイオンエッチングを行
い露出しているアモルファスシリコン膜314を除去す
る(図3(g))。
Next, the exposed amorphous silicon film 314 is removed by performing chemical ion etching with CF4 gas using the resist pattern 304a as a mask (FIG. 3 (g)).

【0208】最後にレジストパターン304aをレジス
ト剥離液に浸たすことにより除去することで所望の半透
明パターン314aを形成することができる(図3
(h))。尚、上記のCF4 を用いたケミカルイオンエ
ッチングの代わりにNH4 F水溶液を用いたウエットエ
ッチングを行っても良い。
Finally, the desired translucent pattern 314a can be formed by removing the resist pattern 304a by immersing it in a resist stripper (FIG. 3).
(H)). Instead of chemical ion etching using CF 4 above may be performed wet etching using NH4 F solution.

【0209】本実施例では遮光膜としてクロム膜を用い
ているがこれに限るものではなくモリブデンシリサイド
膜等を用いても構わない。
In this embodiment, a chromium film is used as the light-shielding film. However, the present invention is not limited to this, and a molybdenum silicide film or the like may be used.

【0210】本実施例では半透明膜加工の際設けた電子
線レジスト上に導電膜を設けたが、酸化シリコン基板上
に導電膜を設けても構わない。また、導電膜の材質も、
金属を含むものを初め有機導電膜を用いても構わない。
In this embodiment, the conductive film is provided on the electron beam resist provided at the time of processing the translucent film. However, the conductive film may be provided on the silicon oxide substrate. Also, the material of the conductive film,
An organic conductive film may be used first, including a metal-containing material.

【0211】本実施例はg線露光用半透明膜マスクを作
成する手法であるがi線用、KrF用マスクとして、ア
モルファスSi膜スパッタ時に窒素乃至は酸素元素を含
むガスを導入し、反応させながら成膜(SiOα:0<
α<2、SiNβ:0<β<1.33)を形成し、レジ
スト塗布以下同様な手法で半透明マスクを作成すること
が可能である。
The present embodiment is a method of preparing a translucent film mask for g-line exposure. As a mask for i-line and KrF, a gas containing nitrogen or oxygen element is introduced during the sputtering of an amorphous Si film and reacted. (SiOα: 0 <
α <2, SiNβ: 0 <β <1.33), and a semi-transparent mask can be formed by a similar method after resist coating.

【0212】また本発明ではスパッタ法により成膜を行
ったが、CVD法、蒸着法等で行なうことも可能であ
る。
In the present invention, the film is formed by the sputtering method. However, the film can be formed by the CVD method, the vapor deposition method or the like.

【0213】尚、上述の工程においてはレジストパター
ンの形成を電子線描画により行ったがUV露光により行
っても良い。この場合、電子線レジスト上に導電性樹脂
膜を形成する必要はない。
In the above steps, the resist pattern is formed by electron beam lithography, but may be formed by UV exposure. In this case, it is not necessary to form a conductive resin film on the electron beam resist.

【0214】尚、本発明ではパターン領域外で遮光膜と
半透明膜が積層となっているが、パターン領域境界で、
位置精度に余裕がある場合には、パターン領域外を遮光
膜のみで形成しても構わない。
In the present invention, the light shielding film and the translucent film are laminated outside the pattern area.
If there is sufficient positional accuracy, the outside of the pattern area may be formed only by the light-shielding film.

【0215】(実施例9)図4は本実施例を説明するた
めの製造工程図である。
(Embodiment 9) FIG. 4 is a manufacturing process diagram for explaining this embodiment.

【0216】まず200オングストロームの膜厚の導電
性樹脂層(SnO2 が主成分)が形成された膜厚2.5
mmの酸化シリコン基板401上に半透明膜アモルファ
スSi膜402をRF印加によるスパッタにより形成す
る(図4(a))。この時のアモルファスSiの膜厚は
57nmで、この膜厚はウエハ露光プロセスで露光光源
にg線(436nm)を用いた場合半透明膜を透過する
光の位相が透明部を透過する光の位相に対し180°シ
フトするように調整したものである。この基板に電子線
ネガレジストSAL601403を膜厚5000オング
ストロームで塗布し、ベイキングを行う(図4
(b))。
First, a film having a thickness of 2.5 Å on which a conductive resin layer (mainly composed of SnO 2 ) having a thickness of 200 Å was formed.
A semi-transparent amorphous Si film 402 is formed on a silicon oxide substrate 401 having a thickness of 2 mm by sputtering using RF (FIG. 4A). At this time, the film thickness of the amorphous Si is 57 nm, and when the g-line (436 nm) is used as an exposure light source in the wafer exposure process, the phase of the light transmitted through the translucent film is changed to the phase of the light transmitted through the transparent portion. Are adjusted so as to be shifted by 180 °. The substrate is coated with an electron beam negative resist SAL601403 at a thickness of 5000 Å, and baked (FIG. 4).
(B)).

【0217】さらに電子線により描画を行い現像するこ
とでレジストパターン403を形成する(図4
(c))。この時の描画は設計寸法に対し5倍に拡大し
たものを用いる。
Further, a resist pattern 403 is formed by drawing and developing with an electron beam (FIG. 4).
(C)). At this time, the drawing drawn five times larger than the design size is used.

【0218】次いでレジストパターン403をマスクと
してCF4 ガスによるケミカルイオンエッチングを行い
露出しているアモルファスシリコン膜402を除去す
る。
Next, the exposed amorphous silicon film 402 is removed by performing chemical ion etching with CF 4 gas using the resist pattern 403 as a mask.

【0219】次にマスク形成時に秘帖とされる寸法変換
差0.3μm(ウエハ上0.06μm)に相当するアモ
ルファスシリコン膜402を同様の処理によるサイドエ
ッチングで除去する(図4(d))。尚、このマスクで
は0.6μmパターンを基準として作成している。
Next, the amorphous silicon film 402 corresponding to the dimensional conversion difference of 0.3 μm (0.06 μm on the wafer), which is used as a secret when forming the mask, is removed by side etching by the same processing (FIG. 4D). . Note that this mask is created based on a 0.6 μm pattern.

【0220】最後にレジストパターン403を硫酸と過
酸化水素水の混合液を浸たすことにより除去することで
所望の半透明膜パターン402を形成することができる
(図4(e))。尚、上記のCF4 を用いたケミカルイ
オンエッチングの代わりにNH4 F水溶液を用いたウエ
ットエッチングを行っても良い。
Finally, the desired translucent film pattern 402 can be formed by removing the resist pattern 403 by immersing it in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (FIG. 4E). Note that wet etching using an NH 4 F aqueous solution may be performed instead of the chemical ion etching using CF 4 .

【0221】本実施例ではレジスト膜上に導電膜を設け
たが、シリコン基板と半透明膜の界面に導電膜を設けて
も良い。また、導電膜の材質も、金属を含むものを初め
有機導電膜を用いても構わない。
In this embodiment, the conductive film is provided on the resist film. However, a conductive film may be provided on the interface between the silicon substrate and the translucent film. Further, as the material of the conductive film, an organic conductive film including a metal-containing material may be used.

【0222】本実施例はg線露光用半透明膜マスクを作
成する手法であるがi線用、KrF用マスクはアモルフ
ァスSi膜スパッタ時に窒素乃至は酸素元素を含むガス
を導入し、反応させながら成膜(SiOα:0<α<
2、SiNβ:0<β<1.33)を形成し、レジスト
塗布以下同様な手法で半透明マスクを作成することが可
能である。
In this embodiment, a method of forming a semi-transparent film mask for g-line exposure is used. For a mask for i-line and KrF, a gas containing nitrogen or oxygen element is introduced during the sputtering of an amorphous Si film and reacted. Film formation (SiOα: 0 <α <
2, SiNβ: 0 <β <1.33), and a semi-transparent mask can be formed by a similar method after resist coating.

【0223】また本発明ではスパッタ法により成膜を行
ったが、CVD法、蒸着法等で行なうことも可能であ
る。
In the present invention, the film is formed by the sputtering method, but may be formed by the CVD method, the vapor deposition method, or the like.

【0224】尚、上述の工程においてはレジストパター
ンの形成を電子線描画により行ったがUV露光により行
っても良い。この場合、透明基板上に導電性樹脂膜を形
成する必要はない。また、上記工程におていはネガ型レ
ジストを用いているが、ポジ型レジストを用いるために
は、マスク形成の際必要とされる寸法変換差よりもレジ
ストパターンが大きく形成される用データ処理等を行う
必要がある。
In the above steps, the resist pattern is formed by electron beam lithography, but may be formed by UV exposure. In this case, it is not necessary to form a conductive resin film on the transparent substrate. In the above process, a negative type resist is used. However, in order to use a positive type resist, data processing for forming a resist pattern larger than a dimensional conversion difference required in forming a mask is performed. Need to do.

【0225】本実施例においてはレジストパターン40
3をマスクとして、下層のアモルファスシリコン膜40
2のエッチングをケミカルドライエッチングにより行っ
ている。この様に等方性エッチングを行う場合、被エッ
チングパターンがテーパ形状となる。上記のアモルファ
スシリコン膜は半透明型位相シフトマスクの半透明パタ
ーンに相当し、テーパ形状となると、位相及び振幅透過
率調整の精度が低下することがシミュレーション及び実
験により確認されている。
In this embodiment, the resist pattern 40
3 as a mask, the lower amorphous silicon film 40
Etching 2 is performed by chemical dry etching. When the isotropic etching is performed as described above, the pattern to be etched has a tapered shape. The above-described amorphous silicon film corresponds to the translucent pattern of the translucent phase shift mask, and it has been confirmed by simulation and experiment that when the tapered shape is used, the precision of phase and amplitude transmittance adjustment is reduced.

【0226】そこで実験例においては寸法変換差をサイ
ドエッチングで調整し、半透明膜パターンの転写パター
ンに対する精度及び形状の改善を同時に行うようにして
いる。実際に本マスクを使用して、ウエハへの転写実験
を行った結果、寸法精度良く、良好な形状のパターンが
得らえた。
Therefore, in the experimental example, the dimensional conversion difference is adjusted by side etching so that the accuracy and shape of the translucent film pattern with respect to the transfer pattern are improved at the same time. A transfer experiment to a wafer was actually performed using this mask, and as a result, a pattern with good dimensional accuracy and a good shape was obtained.

【0227】(実施例10)まず200オングストロー
ムの膜厚の導電性樹脂層(SnO2が主成分)が形成さ
れた膜厚2.5mmの酸化シリコン基板501上に半透
明膜アモルファスSi膜502をRF印加によるスパッ
タにより形成する(図5(a))。この時のアモルファ
スSiの膜厚は57nmで、この膜厚はウエハ露光プロ
セスで露光光源にg線(436nm)を用いた場合半透
明膜を透過する光の位相が透明部を透過する光の位相に
対し180°シフトするように調整したものである。こ
の基板に電子線ネガレジストSAL601503を膜厚
5000オングストロームで塗布し、ベイキングを行う
(図5(b))。
Example 10 First, a translucent amorphous Si film 502 was formed on a 2.5 mm-thick silicon oxide substrate 501 on which a 200 Å-thick conductive resin layer (mainly composed of SnO 2 ) was formed. It is formed by sputtering by RF application (FIG. 5A). At this time, the film thickness of the amorphous Si is 57 nm, and when the g-line (436 nm) is used as an exposure light source in the wafer exposure process, the phase of the light transmitted through the translucent film is changed to the phase of the light transmitted through the transparent portion. Are adjusted so as to be shifted by 180 °. The substrate is coated with an electron beam negative resist SAL601503 with a film thickness of 5000 Å and baked (FIG. 5B).

【0228】さらに電子線により描画を行い現像するこ
とでレジストパターン503を形成する(図5
(c))。この描画データとして設計寸法からマスク形
成の際必要とされる寸法変換差0.30μm(ウエハ上
0.06μm)を引いたデータを計算機上で作成し、更
にこのデータに対し5倍に拡大したものを用いた。この
マスクでは0.6μmパターンを基準として考えてい
る。
Further, the resist pattern 503 is formed by drawing and developing with an electron beam (FIG. 5).
(C)). Data obtained by subtracting the dimension conversion difference 0.30 μm (0.06 μm on the wafer) required for mask formation from the design dimensions as the drawing data is created on a computer, and is further enlarged five times to this data. Was used. In this mask, a 0.6 μm pattern is considered as a reference.

【0229】次いでレジストパターン503をマスクと
してCF4 ガスによる磁場制御の異方性エッチングによ
り露出しているアモルファスSi膜502を除去する
(図5(d))。
Then, using the resist pattern 503 as a mask, the exposed amorphous Si film 502 is removed by anisotropic etching under magnetic field control using CF 4 gas (FIG. 5D).

【0230】最後にレジストパターン503を硫酸と過
酸化水素水の混合液を浸たすことにより除去し、所望の
半透明膜パターン502を形成することができる(図5
(e))。
Finally, the resist pattern 503 is removed by dipping a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to form a desired translucent film pattern 502 (FIG. 5).
(E)).

【0231】本実施例ではシリコン基板上に導電膜を設
けたが、レジスト膜表面或いはレジスト膜と半透明膜の
界面に導電膜を設けても良い。また、導電膜の材質も、
金属を含むものを初め有機導電膜を用いても構わない。
In this embodiment, the conductive film is provided on the silicon substrate. However, the conductive film may be provided on the surface of the resist film or on the interface between the resist film and the translucent film. Also, the material of the conductive film,
An organic conductive film may be used first, including a metal.

【0232】本実施例はg線露光用半透明膜マスクを作
成する手法であるがi線用、KrF用マスクとしてアモ
ルファスSi膜スパッタ時に窒素乃至は酸素元素を含む
ガスを導入し、反応させながら成膜(SiOα:0<α
<2、SiNβ:0<β<1.33)を形成し、レジス
ト塗布以下同様な手法で半透明マスクを作成することが
可能である。
In this embodiment, a method of forming a translucent film mask for g-line exposure is performed. As a mask for i-line and KrF, a gas containing nitrogen or oxygen element is introduced during the sputtering of an amorphous Si film, and the reaction is carried out. Film formation (SiOα: 0 <α
<2, SiNβ: 0 <β <1.33), and a semi-transparent mask can be formed by the same method after resist coating.

【0233】また本発明ではスパッタ法により成膜を行
ったが、CVD法、蒸着法等で行うことも可能である。
In the present invention, the film is formed by the sputtering method. However, the film can be formed by the CVD method, the vapor deposition method or the like.

【0234】尚、上述の工程においてはレジストパター
ンの形成を電子線描画により行ったがUV露光により行
っても良い。この場合、透明基板上に導電性樹脂膜を形
成する必要はない。また、上記工程におていはネガ型レ
ジストを用いているため、描画データは設計寸法からマ
スク形成の際必要とされる寸法変換差を引いて5倍した
ものを用いているが、ポジ型レジストを用いる場合に
は、逆にこの寸法変換差を加えて5倍したデータを用い
れば良い。
In the above steps, the resist pattern is formed by electron beam lithography, but may be formed by UV exposure. In this case, it is not necessary to form a conductive resin film on the transparent substrate. In addition, since a negative resist is used in the above process, the drawing data is obtained by subtracting the dimension conversion difference required for mask formation from the design dimension and multiplying it by five. Is used, the data obtained by adding the dimensional conversion difference and multiplying by 5 may be used.

【0235】また上記工程においては膜厚2.5mmの
透明基板を用いているが、例えば透明基板の膜厚が6.
2mmの場合、CF4 ガスによるケミカルドライエッチ
ングの際基板下部よりRF制御を行ってもSiO2 が絶
縁体であるため十分にRFが伝わらずプラズマも発生で
きない。そこでCF4 ガスを導入し、これに電子線を照
射することによりプラズマを形成し、露出している半透
明膜の除去を試みた。本手法ではイオンの制御を装置内
部に配置した磁石による磁場で制御した。
In the above process, a transparent substrate having a thickness of 2.5 mm is used.
In the case of 2 mm, even if RF control is performed from the lower part of the substrate during chemical dry etching using CF 4 gas, RF is not sufficiently transmitted and plasma cannot be generated because SiO 2 is an insulator. Therefore, a CF 4 gas was introduced, and a plasma was formed by irradiating the CF 4 gas with an electron beam, and an attempt was made to remove the exposed translucent film. In this method, the control of ions was controlled by the magnetic field of a magnet arranged inside the device.

【0236】本実施例においては、レジストパターン5
03をマスクとして、下層のアモルファスシリコン膜の
エッチングを磁場制御の異方性エッチングにより行って
いる。よって実施例9で等方性エッチングを行った場合
にはパターンがテーパ形状となったが、本実施例では垂
直なパターン形状が得られる。そこで予め寸法変換差を
組み込んだ描画データを用いて描画することにより、所
望の寸法のパターン転写が可能な、理想的な位相及び振
幅透過率の半透明パターンを得ることができる。
In this embodiment, the resist pattern 5
Using the mask 03 as a mask, the underlying amorphous silicon film is etched by magnetic field controlled anisotropic etching. Therefore, when the isotropic etching is performed in the ninth embodiment, the pattern has a tapered shape. In the present embodiment, a vertical pattern shape is obtained. Therefore, by drawing using drawing data in which a dimensional conversion difference is incorporated in advance, it is possible to obtain a translucent pattern having an ideal phase and amplitude transmittance, in which a pattern having a desired size can be transferred.

【0237】実際に本マスクを使用して、ウエハへの転
写実験を行った結果、寸法精度良く、良好な形状のパタ
ーンが得らえた。
A transfer experiment to a wafer was actually performed using this mask, and as a result, a pattern having good dimensional accuracy and a good shape was obtained.

【0238】(実施例11)200オングストロームの
膜厚の導電性樹脂層(SnO2 が主成分)が形成された
膜厚2.5mmのクオーツ基板601上に電子線ネガレ
ジストSAL601603を膜厚5000オングストロ
ームの膜厚で塗布し、ベイキングを行った(図6
(a))。
[0238] (Example 11) 200 Å of film thickness of the conductive resin layer (SnO 2 is the main component) thickness with an electron beam negative resist SAL601603 on the quartz substrate 601 having a thickness of 2.5mm was formed of 5000 Å And baked (FIG. 6).
(A)).

【0239】次に電子線により描画を行い現像すること
でレジストパターン602を形成する(図6(b))。
ここで露光量は適性露光量より少なめとし(所望露光量
の90%程度)逆テーパ形状のレジストパターンを形成
する。ここでレジストパターンを逆テーパ形状としたの
は、後のアモルファスシリコンのスパッタ成膜の際のレ
ジスト側壁部への付着を防ぐためである。この時の描画
は設計寸法からマスク形成の際必要とされる寸法変換差
0.30μm(ウエハ上0.06μm)を引いたデータ
を計算機上で作成し、更にこのデータに対し5倍に拡大
したものを用いる。尚このマスクでは0.6μmパター
ンを基準として作成している。
Next, a resist pattern 602 is formed by drawing and developing with an electron beam (FIG. 6B).
Here, the exposure amount is set to be smaller than the appropriate exposure amount (about 90% of the desired exposure amount) to form an inversely tapered resist pattern. Here, the resist pattern is formed to have an inverse tapered shape in order to prevent the amorphous silicon from being attached to the side wall of the resist at the time of sputtering film formation. At this time, data obtained by subtracting the dimension conversion difference 0.30 μm (0.06 μm on the wafer) required for mask formation from the design dimensions was created on a computer, and the data was further magnified five times. Use something. Note that this mask is created based on a 0.6 μm pattern.

【0240】次いで半透明膜アモルファスSi膜603
をRF印加によるスパッタにより形成した(図6
(c))。この時のアモルファスSiの膜厚は57nm
であった。この膜厚はウエハ露光プロセスで露光光源に
g線(436nm)を用いた場合半透明膜を透過する光
の位相が透明部を透過する光の位相に対し180°シフ
トするように調整したものである。
Next, a semi-transparent film amorphous Si film 603
Was formed by sputtering by RF application (FIG. 6).
(C)). At this time, the thickness of the amorphous Si is 57 nm.
Met. This film thickness is adjusted so that the phase of light passing through the translucent film is shifted by 180 ° with respect to the phase of light passing through the transparent portion when g-ray (436 nm) is used as an exposure light source in the wafer exposure process. is there.

【0241】次にレジストをアセトン等の有機溶剤によ
り除去し更にレジストパターン602を硫酸と過酸化水
素水の混合液に浸たすことにより除去することで所望の
半透明膜パターン603を形成することができる(図6
(e))。
Next, a desired translucent film pattern 603 is formed by removing the resist with an organic solvent such as acetone and removing the resist pattern 602 by immersing the resist pattern 602 in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. (Fig. 6
(E)).

【0242】本実施例では酸化シリコン基板上に導電膜
を設けたが、レジスト膜表面或いはレジスト膜と半透明
膜の界面に導電膜を設けても良い。また、導電膜の材質
も、金属を含むものを初め有機導電膜を用いても構わな
い。
In this embodiment, the conductive film is provided on the silicon oxide substrate. However, a conductive film may be provided on the surface of the resist film or on the interface between the resist film and the translucent film. Further, as the material of the conductive film, an organic conductive film including a metal-containing material may be used.

【0243】本実施例はg線露光用半透明膜マスクを作
成する手法であるがi線用、KrF用マスクはアモルフ
ァスSi膜スパッタ時に窒素乃至は酸素元素を含むガス
を導入し、反応させながら成膜(SiOα:0<α<
2、SiNβ:0<β<1.33)を形成し、レジスト
塗布以下同様な手法で半透明マスクを作成することが可
能である。
In this embodiment, a semi-transparent film mask for g-line exposure is prepared. For the mask for i-line and KrF, a gas containing nitrogen or oxygen element is introduced during the sputtering of the amorphous Si film and reacted. Film formation (SiOα: 0 <α <
2, SiNβ: 0 <β <1.33), and a semi-transparent mask can be formed by a similar method after resist coating.

【0244】また本発明ではスパッタ法により成膜を行
ったが、CVD法、蒸着法等で行うことも可能である。
In the present invention, the film is formed by the sputtering method. However, the film can be formed by the CVD method, the vapor deposition method or the like.

【0245】尚、上述の工程においてはレジストパター
ンの形成を電子線描画により行ったがUV露光により行
っても良い。
In the above steps, the resist pattern is formed by electron beam lithography, but may be formed by UV exposure.

【0246】本実施例においては逆テーパ形状のレジス
トパターンを形成してから、アモルファスシリコン膜を
レジストパターン側壁部以外の領域にスパッタにより形
成する。この時、レジストパターンの描画データは寸法
変換差を組み入れたものを用いる。アモルファスシリコ
ン層を除去することにより、所望の寸法のパターン転写
が可能な理想的な位相及び振幅透過率の半透明膜パター
ンを得ることができる。
In this embodiment, after a resist pattern having an inverse taper shape is formed, an amorphous silicon film is formed in a region other than the side wall of the resist pattern by sputtering. At this time, as the drawing data of the resist pattern, data incorporating a dimensional conversion difference is used. By removing the amorphous silicon layer, it is possible to obtain a translucent film pattern having an ideal phase and amplitude transmissivity on which a pattern having a desired dimension can be transferred.

【0247】実際に、本マスクを使用して、ウエハへの
転写実験を行った結果、寸法精度良く、良好な形状のパ
ターンが得られた。
Actually, a transfer experiment to a wafer was performed using this mask, and as a result, a pattern with good dimensional accuracy and a good shape was obtained.

【0248】(実施例12)膜厚2.5mmのクオーツ
(透明)基板上701にi線用ポジ型フォトレジストA
Z−5214702を5000オングストロームの膜厚
で塗布しベイキングを行う(図7(a))。
(Example 12) A positive photoresist A for i-line was formed on a quartz (transparent) substrate 701 having a thickness of 2.5 mm.
Z-5214702 is applied in a film thickness of 5000 angstroms and baking is performed (FIG. 7A).

【0249】次に水銀ランプのi線により描画を行い露
光部702b、非露光部702aを得る(図7
(b))。この時の描画は設計寸法からマスク形成の際
必要とされる寸法変換差0.30μm(ウエハ上0.0
6μm)を引いたデータを計算機上で作成し、更にこの
データに対し5倍に拡大したものを用いた。尚このマス
クでは0.6μmパターンを基準として作成している。
Next, drawing is performed using the i-line of a mercury lamp to obtain an exposed portion 702b and a non-exposed portion 702a (FIG. 7).
(B)). At this time, the drawing conversion from the design dimension to the dimension conversion difference of 0.30 μm (0.0
Data obtained by subtracting 6 μm) was created on a computer, and data obtained by magnifying the data 5 times was used. In this mask, a 0.6 μm pattern is created as a reference.

【0250】次いで120℃でベイキングを行い露光部
702bを不溶性の膜にした後、更に基板全面を露光す
ることにより、非露光部702aを可溶性の膜にする。
Next, baking is performed at 120 ° C. to make the exposed portion 702b an insoluble film, and then the entire surface of the substrate is exposed, so that the non-exposed portion 702a becomes a soluble film.

【0251】次に現像を行い、露光部702bに相当す
る逆テーパ形状のレジストパターン702を形成する。
ここでレジストパターンを逆テーパ形状としたのは、後
のアモルファスシリコンのスパッタ成膜の際のレジスト
側壁部への付着を防ぐためである(図7(c))。
Next, development is performed to form an inversely tapered resist pattern 702 corresponding to the exposed portion 702b.
Here, the resist pattern is formed to have an inversely tapered shape in order to prevent the amorphous silicon from adhering to the side wall of the resist at the time of sputtering film formation (FIG. 7C).

【0252】次いで、半透明膜アモルファスSi膜70
3をRF印加によるスパッタにより形成した(図7
(d))。この時のアモルファスSiの膜厚は57nm
であった。この膜厚はウエハ露光プロセスで露光光源に
g線(436nm)を用いた場合半透明膜を透過する光
の位相が透明部を透過する光の位相に対し180°シフ
トするように調整したものである。
Next, the semi-transparent film amorphous Si film 70
No. 3 was formed by sputtering by RF application (FIG. 7).
(D)). At this time, the thickness of the amorphous Si is 57 nm.
Met. This film thickness is adjusted so that the phase of light passing through the translucent film is shifted by 180 ° with respect to the phase of light passing through the transparent portion when g-ray (436 nm) is used as an exposure light source in the wafer exposure process. is there.

【0253】次にレジストをアセトン等の有機溶剤によ
り除去し更にレジストパターン702を硫酸と過酸化水
素水の混合液に浸たすことにより除去することで所望の
半透明膜パターン703を形成することができる(図7
(e))。
Next, the resist is removed with an organic solvent such as acetone, and the resist pattern 702 is removed by dipping in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to form a desired translucent film pattern 703. (Figure 7)
(E)).

【0254】本実施例では酸化シリコン基板上に導電膜
を設けたが、レジスト膜表面或いはレジスト膜の半透明
膜の界面に導電膜を設けても良い。また、導電膜の材質
も、金属を含むものを初め有機導電膜を用いても構わな
い。
In this embodiment, the conductive film is provided on the silicon oxide substrate. However, the conductive film may be provided on the surface of the resist film or at the interface of the translucent film of the resist film. Further, as the material of the conductive film, an organic conductive film including a metal-containing material may be used.

【0255】本実施例はg線露光用半透明膜マスクを作
成する手法であるがi線用、KrF用マスクはアモルフ
ァスSi膜スパッタ時に窒素乃至は酸素元素を含むガス
を導入し、反応させながら成膜(SiOα:0<α<
2、SiNβ:0<β<1.33)を形成し、レジスト
塗布以下同様な手法で半透明マスクを作成することが可
能である。
In this embodiment, a method for forming a translucent film mask for g-line exposure is used. For a mask for i-line and KrF, a gas containing nitrogen or oxygen element is introduced during the sputtering of an amorphous Si film, and the mask is reacted. Film formation (SiOα: 0 <α <
2, SiNβ: 0 <β <1.33), and a semi-transparent mask can be formed by a similar method after resist coating.

【0256】また本発明ではスパッタ法により成膜を行
ったが、CVD法、蒸着法等で行うことも可能である。
In the present invention, the film is formed by the sputtering method. However, the film can be formed by the CVD method, the vapor deposition method or the like.

【0257】尚、上述の工程においてはレジストパター
ンの形成を電子線描画により行ったがUV露光により行
っても良い。
In the above steps, the resist pattern is formed by electron beam lithography, but may be formed by UV exposure.

【0258】本実施例においては逆テーパ形状のレジス
トパターンを形成してから、アモルファスシリコン膜を
レジストパターン側壁部以外の領域にスパッタにより形
成する。この時、レジストパターンの描画データは寸法
変換差を組み入れたものを用いる。アモルファスシリコ
ン層を除去することにより、所望の寸法のパターン転写
が可能な理想的な位相及び振幅透過率の半透明膜パター
ンを得ることができる。
In this embodiment, after a resist pattern having an inverted tapered shape is formed, an amorphous silicon film is formed by sputtering in a region other than the side wall of the resist pattern. At this time, as the drawing data of the resist pattern, data incorporating a dimensional conversion difference is used. By removing the amorphous silicon layer, it is possible to obtain a translucent film pattern having an ideal phase and amplitude transmissivity capable of transferring a pattern of a desired size.

【0259】実際に、本マスクを使用して、ウエハへの
転写実験を行った結果、寸法精度良く、良好な形状のパ
ターンが得られた。
Actually, a transfer experiment to a wafer was performed using this mask, and as a result, a pattern with good dimensional accuracy and good shape was obtained.

【0260】[0260]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば露光
用マスクを最適な光学定数を有する単層膜で形成するこ
とができるため、振幅透過率及び位相差の制御が容易
で、取り分け単層膜の屈折率を所定の値以上とすること
で遮光マスクと同等の信頼性の高い露光用マスクを得る
ことが可能となる。
As described above, according to the present invention, since the exposure mask can be formed of a single-layer film having an optimum optical constant, the control of the amplitude transmittance and the phase difference is easy, and By setting the refractive index of the layer film to a predetermined value or more, a highly reliable exposure mask equivalent to a light-shielding mask can be obtained.

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

【図1】 本発明の第1の実施例の露光用マスクの製造
工程図。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第3の実施例の露光用マスクの製造
工程図。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to a third embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第8の実施例の露光用マスクの製造
工程図。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to an eighth embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第9の実施例の露光用マスクの製造
工程図。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to a ninth embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第10の実施例の露光用マスクの製
造工程図。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to a tenth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第11の実施例の露光用マスクの製
造工程図。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第12の実施例の露光用マスクの製
造工程図。
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of an exposure mask according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図8】 g線用半透明膜パターンをSi単層膜で形成
する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測
値を示す図。
FIG. 8 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when a g-line translucent film pattern is formed of a single-layer Si film and actual measured values of the optical constants.

【図9】 i線用半透明膜パターンをSiNα単層膜で
形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数の
実測値を示す図。
FIG. 9 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when forming an i-line translucent film pattern with a single-layer SiNα film, and actual measured values of the optical constants.

【図10】 KrF用半透明膜パターンをSiNα単層
膜で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定
数の実測値を示す図。
FIG. 10 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when forming a translucent film pattern for KrF with a single-layer SiNα film and actual measured values of the optical constants.

【図11】 最適寸法変換差を説明する図。FIG. 11 is a view for explaining an optimum dimensional conversion difference.

【図12】 マスク上で像質劣化が生じる部分を説明す
る図。
FIG. 12 is a diagram illustrating a portion where image quality degradation occurs on a mask.

【図13】 像質劣化領域と焦点深度の関係を説明する
図。
FIG. 13 is a view for explaining the relationship between the image quality degradation area and the depth of focus.

【図14】 像質劣化領域と半透明膜を形成する屈折率
を説明する図。
FIG. 14 is a diagram for explaining a refractive index for forming an image quality deteriorated region and a translucent film.

【図15】 g線用半透明膜パターンをGe単層膜で形
成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数の実
測値を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a range of optical constants to be satisfied when a g-line translucent film pattern is formed of a Ge single layer film and actual measured values of optical constants.

【図16】 g線用半透明膜パターンをGaAs単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 16 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when a g-line semi-transparent film pattern is formed of a GaAs single-layer film and actual measured values of the optical constants.

【図17】 i線用半透明膜パターンをCrOε単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 17 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when a semi-transparent film pattern for i-line is formed by a CrOε single layer film and actual measured values of the optical constants.

【図18】 g線用半透明膜パターンをCrOε単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a range of optical constants to be satisfied when a g-line translucent film pattern is formed of a CrOε single layer film and actual measured values of the optical constants.

【図19】 KrF用半透明膜パターンをCrOε単層
膜で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定
数の実測値を示す図。
FIG. 19 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when forming a translucent film pattern for KrF with a CrOε single-layer film and actually measured optical constants.

【図20】 i線用半透明膜パターンをTiOδ単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a range of optical constants to be satisfied when forming a translucent film pattern for i-line with a TiOδ single-layer film, and actual measured values of the optical constants.

【図21】 g線用半透明膜パターンをTiOδ単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 21 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when a g-line translucent film pattern is formed of a TiOδ single-layer film and actual measured values of the optical constants.

【図22】 KrF用半透明膜パターンをTiOδ単層
膜で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定
数の実測値を示す図。
FIG. 22 is a diagram showing a range of optical constants to be satisfied when a translucent film pattern for KrF is formed of a TiOδ single-layer film and actually measured optical constants.

【図23】 g線用半透明膜パターンをAlOγ単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 23 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when a g-line translucent film pattern is formed of an AlOγ single-layer film and actual measured values of the optical constants.

【図24】 i線用半透明膜パターンをAlOγ単層膜
で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定数
の実測値を示す図。
FIG. 24 is a view showing a range of optical constants to be satisfied when an i-line translucent film pattern is formed of an AlOγ single-layer film and actual measured values of the optical constants.

【図25】 KrF用半透明膜パターンをAlOγ単層
膜で形成する際に満足すべき光学定数の範囲及び光学定
数の実測値を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing a range of optical constants to be satisfied when a translucent film pattern for KrF is formed of an AlOγ single-layer film and actual measured values of the optical constants.

【図26】 従来の半透明型位相シフトマスクを示す
図。
FIG. 26 is a view showing a conventional translucent phase shift mask.

【図27】 従来の半透明型位相シフトマスクの問題点
を示す図。
FIG. 27 is a view showing a problem of a conventional translucent phase shift mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301、401、501、601、7
01、1101…酸化シリコン基板 102、314、402、502、603、703…シ
リコン膜 103、203、302、304、403、503、6
02、702…レジスト 104、204、305…塗布性導電膜 202…窒化シリコン膜 303…パターン領域外に形成される検査用マーク 312…クロム膜 313…酸化クロム膜 1101a…光透過部(位相=0) 1101b…半透明位相シフト部 1102…透過率調整膜 1103…位相調整膜 1105…透過率調整部に生じた欠陥
101, 201, 301, 401, 501, 601, 7
01, 1101: silicon oxide substrate 102, 314, 402, 502, 603, 703: silicon film 103, 203, 302, 304, 403, 503, 6
02, 702: resists 104, 204, 305: coatable conductive film 202: silicon nitride film 303: inspection mark formed outside the pattern region 312: chromium film 313: chromium oxide film 1101a: light transmitting portion (phase = 0) 1101b: translucent phase shift portion 1102: transmittance adjusting film 1103: phase adjusting film 1105: defect generated in transmittance adjusting portion

フロントページの続き (72)発明者 加茂 隆 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 金井 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 2H095 BA01 BB03 BB06 BC05 Continued on the front page (72) Inventor Takashi Kamo 1 Tokoba, Komukai Toshiba-cho, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba R & D Center Co., Ltd. 2H095 BA01 BB03 BB06 BC05 F-term in Toshiba R & D Center (Reference)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性基板上に、露光光に対する光路長
の位相差が透明部分とは略180°だけ異なるように構
成された半透明膜からなるマスクパターンを含む露光用
マスクであって、前記前記半透明膜の複素屈折率n−i
k(i:虚数単位)の実数部nが2.03以上であるこ
とを特徴とする露光用マスク。
An exposure mask comprising a translucent mask pattern formed on a translucent substrate such that a phase difference of an optical path length with respect to exposure light differs from a transparent portion by approximately 180 °. , The complex refractive index ni of the translucent film
An exposure mask, wherein a real part n of k (i: imaginary unit) is 2.03 or more.
【請求項2】 透光性基板上に、露光光に対する光路長
の位相差が透明部分とは略180°だけ異なるように構
成された半透明膜からなるマスクパターンを含む露光用
マスクであって、前記半透明膜の複素屈折率n−ik
(i:虚数単位)の実数部nは、露光に用いる光の波長
を240nmで除した後に1を加えて得られる値以上で
あることを特徴とする露光用マスク。
2. An exposure mask including a translucent mask pattern formed on a translucent substrate such that a phase difference of an optical path length with respect to exposure light differs from a transparent portion by approximately 180 °. , The complex refractive index n-ik of the translucent film
The exposure mask, wherein the real part n of (i: imaginary unit) is equal to or greater than a value obtained by adding 1 after dividing the wavelength of light used for exposure by 240 nm.
【請求項3】 透光性基板上に、露光光に対する光路長
の位相差が透明部分とは略180°だけ異なるように構
成された半透明膜からなるマスクパターンを含む露光用
マスクであって、前記半透明膜の複素屈折率n−ik
(i:虚数単位)の虚数部k(消衰係数)が、0.4以
上の値であることを特徴とする露光用マスク。
3. An exposure mask including a translucent mask pattern formed on a translucent substrate such that a phase difference of an optical path length with respect to exposure light differs from a transparent portion by approximately 180 °. , The complex refractive index n-ik of the translucent film
An exposure mask, wherein an imaginary part k (extinction coefficient) of (i: imaginary unit) is a value of 0.4 or more.
【請求項4】 前記半透明膜の振幅透過率が10%乃至
は30%の範囲で調整されていることを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の露光用マスクの製造方
法。
4. The method of manufacturing an exposure mask according to claim 1, wherein an amplitude transmittance of the translucent film is adjusted in a range of 10% to 30%.
【請求項5】 前記半透明膜は単層であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の露光用マスクの
製造方法。
5. The method for manufacturing an exposure mask according to claim 1, wherein the translucent film is a single layer.
【請求項6】 請求項1乃至3のいずれかに記載の露光
用マスクを用いてウエハ上に露光を行う工程を具備した
露光方法。
6. An exposure method comprising a step of exposing a wafer using the exposure mask according to claim 1. Description:
JP2002069525A 1991-11-13 2002-03-14 Exposure mask manufacturing method and exposure method Expired - Lifetime JP3410089B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002069525A JP3410089B2 (en) 1991-11-13 2002-03-14 Exposure mask manufacturing method and exposure method

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29746191 1991-11-13
JP16975492 1992-06-29
JP3-297461 1992-06-29
JP4-169754 1992-06-29
JP2002069525A JP3410089B2 (en) 1991-11-13 2002-03-14 Exposure mask manufacturing method and exposure method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32762392A Division JP3345447B2 (en) 1991-11-13 1992-11-13 Manufacturing method of exposure mask

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002303967A true JP2002303967A (en) 2002-10-18
JP3410089B2 JP3410089B2 (en) 2003-05-26

Family

ID=27323232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002069525A Expired - Lifetime JP3410089B2 (en) 1991-11-13 2002-03-14 Exposure mask manufacturing method and exposure method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3410089B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006133785A (en) * 2004-11-08 2006-05-25 Lg Micron Ltd Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display manufactured by the same
TWI417671B (en) * 2004-11-08 2013-12-01 Lg Innotek Co Ltd Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display using the same
JP2017058703A (en) * 2015-03-27 2017-03-23 Hoya株式会社 Mask blank, phase shift mask, method for manufacturing phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device
JP2018006553A (en) * 2016-06-30 2018-01-11 キヤノン株式会社 Mold, imprint method, imprint apparatus, and commodity manufacturing method
JP2020204761A (en) * 2019-03-29 2020-12-24 信越化学工業株式会社 Phase shift mask blank, method for manufacturing the same, and phase shift mask

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006133785A (en) * 2004-11-08 2006-05-25 Lg Micron Ltd Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display manufactured by the same
TWI417671B (en) * 2004-11-08 2013-12-01 Lg Innotek Co Ltd Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display using the same
TWI512410B (en) * 2004-11-08 2015-12-11 Lg Innotek Co Ltd Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display using the same
JP2017058703A (en) * 2015-03-27 2017-03-23 Hoya株式会社 Mask blank, phase shift mask, method for manufacturing phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device
JP2018006553A (en) * 2016-06-30 2018-01-11 キヤノン株式会社 Mold, imprint method, imprint apparatus, and commodity manufacturing method
JP2020204761A (en) * 2019-03-29 2020-12-24 信越化学工業株式会社 Phase shift mask blank, method for manufacturing the same, and phase shift mask
JP7264083B2 (en) 2019-03-29 2023-04-25 信越化学工業株式会社 PHASE SHIFT MASK BLANKS, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND PHASE SHIFT MASK

Also Published As

Publication number Publication date
JP3410089B2 (en) 2003-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101795335B1 (en) Mask blank, transfer mask, method for manufacturing transfer mask and method for manufacturing semiconductor device
EP0653679B1 (en) Mask, mask producing method and pattern forming method using mask
US5679484A (en) Exposure mask, exposure mask substrate, method for fabricating the same, and method for forming pattern based on exposure mask
US5411824A (en) Phase shifting mask structure with absorbing/attenuating sidewalls for improved imaging
JPH08292549A (en) Photomask and its production
JP7029423B2 (en) Manufacturing method of mask blank, transfer mask and semiconductor device
WO2019009211A1 (en) Reflective photomask blank and reflective photomask
JPH09304912A (en) Manufacture of phase shift mask, blanks for phase shift mask and phase shift mask
JP2904170B2 (en) Halftone phase shift mask and halftone phase shift mask defect repair method
JP3345447B2 (en) Manufacturing method of exposure mask
JPH0683034A (en) Exposure, mask, exposure mask substrate and its production
JP2009098611A (en) Halftone euv mask, halftone euv mask blank, manufacturing method of halftone euv mask and pattern transfer method
JP3410089B2 (en) Exposure mask manufacturing method and exposure method
US8007959B2 (en) Photomask and pattern formation method using the same
JP2002040625A (en) Mask for exposure, resist pattern forming method and method for producing substrate for the mask
EP0680624B1 (en) Phase shifting mask structure with absorbing/attenuating sidewalls for improved imaging and method of fabricating phase shifters with absorbing/attenuating sidewalls
JPH1184624A (en) Blank for halftone type phase shift mask, halftone type phase shift mask and their production
JP3485071B2 (en) Photomask and manufacturing method
JPH05257264A (en) Mask for exposing and production thereof
JP3422054B2 (en) Optical mask and method of manufacturing the same
JP3320062B2 (en) Mask and pattern forming method using the mask
JP3007846B2 (en) Mask, manufacturing method thereof and pattern forming method using mask
JP4099836B2 (en) Halftone phase shift mask blank, method of manufacturing the same, and halftone phase shift mask
JP2892753B2 (en) Photomask and method of manufacturing photomask
JPH11160853A (en) Photomask and photomask blank

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320

Year of fee payment: 10