JP2003315978A - ウェーブガイド型交互位相反転マスク及びその製造方法 - Google Patents
ウェーブガイド型交互位相反転マスク及びその製造方法Info
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- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーブガイド型交互位相反転マスクを提供
する。 【解決手段】 露光源に対して透明な基板(102)及び基
板上に形成されて規則的に配された複数の光透過領域を
定義するウェーブガイドパターン(104)を含むウェーブ
ガイド型交互位相反転マスクである。ウェーブガイドパ
ターンにより定義される複数の光透過領域は、基板内の
リセス領域(108)よりなる複数の反転光透過領域と前記
反転光透過領域と各々交互に配された複数の非反転光透
過領域とを含む。これにより、ΔＣＤ及びＸ−現象が生
じないか、あるいは最小化され、製造工程時の工程マー
ジンが広くなり、かつ不透明欠陥源が生じなくなる。
する。 【解決手段】 露光源に対して透明な基板(102)及び基
板上に形成されて規則的に配された複数の光透過領域を
定義するウェーブガイドパターン(104)を含むウェーブ
ガイド型交互位相反転マスクである。ウェーブガイドパ
ターンにより定義される複数の光透過領域は、基板内の
リセス領域(108)よりなる複数の反転光透過領域と前記
反転光透過領域と各々交互に配された複数の非反転光透
過領域とを含む。これにより、ΔＣＤ及びＸ−現象が生
じないか、あるいは最小化され、製造工程時の工程マー
ジンが広くなり、かつ不透明欠陥源が生じなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造に
使われる交互位相反転マスク及びこれを製造する方法に
係り、特にウェーブガイド型位相反転マスク及びその製
造方法に関する。
使われる交互位相反転マスク及びこれを製造する方法に
係り、特にウェーブガイド型位相反転マスク及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の容量が１ギガビット級以上
の素子においてはデザインルールがサブミクロン以下の
パターンサイズが要求される。しかし、パターンサイズ
が小さくなるほど隣接するパターン間に近接効果（ｐｒ
ｏｘｉｍｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔ）が生じてパターンの解
像度が低下する。このような解像度の低下を解決するた
めにマスクを透過した光の位相を反転して消滅干渉させ
る原理の位相反転マスク（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｍａ
ｓｋ、以下、ＰＳＭ）が開発されて使われている。
の素子においてはデザインルールがサブミクロン以下の
パターンサイズが要求される。しかし、パターンサイズ
が小さくなるほど隣接するパターン間に近接効果（ｐｒ
ｏｘｉｍｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔ）が生じてパターンの解
像度が低下する。このような解像度の低下を解決するた
めにマスクを透過した光の位相を反転して消滅干渉させ
る原理の位相反転マスク（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｍａ
ｓｋ、以下、ＰＳＭ）が開発されて使われている。
【０００３】図１は、従来の交互ＰＳＭ１０を示す断面
図であり、図２は図１のＰＳＭを使用する場合に現れる
実際の光度分布を示すグラフである。
図であり、図２は図１のＰＳＭを使用する場合に現れる
実際の光度分布を示すグラフである。
【０００４】図１のように、交互ＰＳＭ１０は、マスク
基板１２、例えば石英基板上に形成された遮光パターン
１４、例えばクロムパターンにより複数の光透過領域
Ａ、Ｂが定義される。光透過領域Ａ、Ｂは入射光の位相
が変化しない非反転領域Ａと基板１０を所定深さにエッ
チングして入射光の位相を反転させる反転領域Ｂとで構
成される。非反転領域Ａを通過した光と反転領域Ｂを通
過した光とが相互逆位相となって干渉するのでマスクか
ら転写されたパターンの解像度が増加する。この際、Ｐ
ＳＭを通過した光度の分布は非反転領域Ａと反転領域Ｂ
とに亙って同じ光度を示すべきである。しかし、実際に
は図２の場合のように反転領域Ｂの光度Ｉ Bが非反転領
域Ａの光度ＩＡより小さい（ＩB＜ＩA）。これは反転領
域Ｂを基板１２をエッチングして形成するからである。
エッチングにより表面に微細な損傷を受けた反転領域Ｂ
を光が通過すれば光の散乱が起こって光度が減少する。
特に四角のコーナー部分での散乱が光度減少の主な原因
となる。このような光度の差は結果的にウェーハ上に転
写された隣接パターン間の臨界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、以下、ＣＤ）差（ΔＣＤ）を生
じる。また、ΔＣＤがなくても適正位相差である１８０
°を形成できない場合にフォーカスによってＣＤが逆転
されるＸ−現象（図２のデフォーカス０．３ｎｍの場
合）が生じる。
基板１２、例えば石英基板上に形成された遮光パターン
１４、例えばクロムパターンにより複数の光透過領域
Ａ、Ｂが定義される。光透過領域Ａ、Ｂは入射光の位相
が変化しない非反転領域Ａと基板１０を所定深さにエッ
チングして入射光の位相を反転させる反転領域Ｂとで構
成される。非反転領域Ａを通過した光と反転領域Ｂを通
過した光とが相互逆位相となって干渉するのでマスクか
ら転写されたパターンの解像度が増加する。この際、Ｐ
ＳＭを通過した光度の分布は非反転領域Ａと反転領域Ｂ
とに亙って同じ光度を示すべきである。しかし、実際に
は図２の場合のように反転領域Ｂの光度Ｉ Bが非反転領
域Ａの光度ＩＡより小さい（ＩB＜ＩA）。これは反転領
域Ｂを基板１２をエッチングして形成するからである。
エッチングにより表面に微細な損傷を受けた反転領域Ｂ
を光が通過すれば光の散乱が起こって光度が減少する。
特に四角のコーナー部分での散乱が光度減少の主な原因
となる。このような光度の差は結果的にウェーハ上に転
写された隣接パターン間の臨界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、以下、ＣＤ）差（ΔＣＤ）を生
じる。また、ΔＣＤがなくても適正位相差である１８０
°を形成できない場合にフォーカスによってＣＤが逆転
されるＸ−現象（図２のデフォーカス０．３ｎｍの場
合）が生じる。
【０００５】これを解決するために従来の他の交互ＰＳ
Ｍマスクは、まず図３のように遮光パターン１４が形成
されている基板１２の一部を透過光の位相が１８０°以
下になるようにエッチングして予備反転領域Ｂ’を形成
した後、図４のように、等方性ウェットエッチングを進
めてアンダーカット形態の反転領域Ｂ’’を形成して交
互ＰＳＭマスク１０’を完成する。散乱の主な原因をア
ンダーカットにより除去したので光度の減少を防止でき
る。
Ｍマスクは、まず図３のように遮光パターン１４が形成
されている基板１２の一部を透過光の位相が１８０°以
下になるようにエッチングして予備反転領域Ｂ’を形成
した後、図４のように、等方性ウェットエッチングを進
めてアンダーカット形態の反転領域Ｂ’’を形成して交
互ＰＳＭマスク１０’を完成する。散乱の主な原因をア
ンダーカットにより除去したので光度の減少を防止でき
る。
【０００６】しかし、このように形成された交互ＰＳＭ
マスク１０’の場合、図５のように、遮光パターン１４
の一部が基板１２により支持されなくなって折れる現象
（チッピング）１６が生じ、折れた遮光パターンの割れ
が不透明欠陥源１８として作用する。また、パターンサ
イズが次第に小さくなりつつウェットエッチング工程の
マージンが減少するだけでなく、遮光パターン１４のチ
ッピング現象がさらに激しくなる。また、エッチングス
トッパーなしにウェットエッチング時間の調節だけでエ
ッチング量を調節すべきなので位相調節マージンが非常
に小さい。
マスク１０’の場合、図５のように、遮光パターン１４
の一部が基板１２により支持されなくなって折れる現象
（チッピング）１６が生じ、折れた遮光パターンの割れ
が不透明欠陥源１８として作用する。また、パターンサ
イズが次第に小さくなりつつウェットエッチング工程の
マージンが減少するだけでなく、遮光パターン１４のチ
ッピング現象がさらに激しくなる。また、エッチングス
トッパーなしにウェットエッチング時間の調節だけでエ
ッチング量を調節すべきなので位相調節マージンが非常
に小さい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ΔＣ
Ｄ及びＸ−現象を効率よく減少でき、製作時に不透明欠
陥源が生じず、かつ広い位相マージンを有するウェーブ
ガイド型交互ＰＳＭを提供するところにある。
Ｄ及びＸ−現象を効率よく減少でき、製作時に不透明欠
陥源が生じず、かつ広い位相マージンを有するウェーブ
ガイド型交互ＰＳＭを提供するところにある。
【０００８】本発明の他の目的は、前記ウェーブガイド
型交互ＰＳＭを製造するに当たって最適の製造方法を提
供するところにある。
型交互ＰＳＭを製造するに当たって最適の製造方法を提
供するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明によるマスクは、光透過領域を定義するパター
ンが単純な遮光パターンでなくウェーブガイドパターン
であるウェーブガイド型交互ＰＳＭ（以下、ＷＧＡＰＳ
Ｍ）である。ウェーブガイドパターンは、露光源に対し
て透明な基板上に形成されて規則的に配された複数の光
透過領域を定義する。ウェーブガイドパターンにより定
義される複数の光透過領域は基板内のリセス領域よりな
る複数の反転光透過領域及び前記反転光透過領域と各々
交互に配された複数の非反転光透過領域よりなる。
の本発明によるマスクは、光透過領域を定義するパター
ンが単純な遮光パターンでなくウェーブガイドパターン
であるウェーブガイド型交互ＰＳＭ（以下、ＷＧＡＰＳ
Ｍ）である。ウェーブガイドパターンは、露光源に対し
て透明な基板上に形成されて規則的に配された複数の光
透過領域を定義する。ウェーブガイドパターンにより定
義される複数の光透過領域は基板内のリセス領域よりな
る複数の反転光透過領域及び前記反転光透過領域と各々
交互に配された複数の非反転光透過領域よりなる。
【００１０】望ましくは、ウェーブガイドパターンの厚
さは反転光透過領域を通過する波面のフーリエ級数のう
ち高次項成分（例えば、±２次、±３次など）を少なく
とも１回ガイドできる厚さ、より望ましくは、１回ガイ
ドできる厚さである。そして、前記厚さは、前記露光源
の波長と前記ウェーブガイドパターンのピッチサイズと
を独立変数とする２変数関数であり、リセス領域の深さ
は露光源の波長／｛２（基板の屈折率−１）｝により決
定される。
さは反転光透過領域を通過する波面のフーリエ級数のう
ち高次項成分（例えば、±２次、±３次など）を少なく
とも１回ガイドできる厚さ、より望ましくは、１回ガイ
ドできる厚さである。そして、前記厚さは、前記露光源
の波長と前記ウェーブガイドパターンのピッチサイズと
を独立変数とする２変数関数であり、リセス領域の深さ
は露光源の波長／｛２（基板の屈折率−１）｝により決
定される。
【００１１】より望ましくは、前記露光源の波長は２４
８ｎｍ以下であり、前記ウェーブガイドパターンのピッ
チサイズは１１２０ｎｍ以下であり、前記厚さは４４０
０ないし４６００Åである。
８ｎｍ以下であり、前記ウェーブガイドパターンのピッ
チサイズは１１２０ｎｍ以下であり、前記厚さは４４０
０ないし４６００Åである。
【００１２】ウェーブガイドパターンは露光源に対して
透過率が０％以上３０％未満の物質よりなることが望ま
しい。
透過率が０％以上３０％未満の物質よりなることが望ま
しい。
【００１３】ウェーブガイドパターンは、半導体メモリ
素子のセルアレイ領域のラインアンドスペースパターン
または開口部パターンを定義するためのパターンである
ことが望ましい。
素子のセルアレイ領域のラインアンドスペースパターン
または開口部パターンを定義するためのパターンである
ことが望ましい。
【００１４】前記他の技術的課題を達成するための本発
明に係るＷＧＡＰＳＭの製造方法によれば、まず露光源
に対して透明なマスク基板上にウェーブガイドパターン
形成用の物質膜を形成する。次いで、物質膜をパターニ
ングして複数の光透過領域を定義するウェーブガイドパ
ターンを形成した後、光透過領域のうち反転光透過領域
となる部分を露出させるレジストパターンを前記基板上
に形成する。最後にレジストパターン及びウェーブガイ
ドパターンをエッチングマスクとして使用して基板をエ
ッチングしてリセス領域を形成してリセス領域よりなる
複数の反転光透過領域及び反転光透過領域と各々交互に
配された複数の非反転光透過領域よりなる光透過領域を
完成する。
明に係るＷＧＡＰＳＭの製造方法によれば、まず露光源
に対して透明なマスク基板上にウェーブガイドパターン
形成用の物質膜を形成する。次いで、物質膜をパターニ
ングして複数の光透過領域を定義するウェーブガイドパ
ターンを形成した後、光透過領域のうち反転光透過領域
となる部分を露出させるレジストパターンを前記基板上
に形成する。最後にレジストパターン及びウェーブガイ
ドパターンをエッチングマスクとして使用して基板をエ
ッチングしてリセス領域を形成してリセス領域よりなる
複数の反転光透過領域及び反転光透過領域と各々交互に
配された複数の非反転光透過領域よりなる光透過領域を
完成する。
【００１５】この際、物質膜の厚さは反転光透過領域を
通過する波面のフーリエ級数のうち高次項成分（例え
ば、±２次、±３次など）を少なくとも１回ガイドでき
る厚さ、望ましくは１回ガイドできる厚さに形成する。
通過する波面のフーリエ級数のうち高次項成分（例え
ば、±２次、±３次など）を少なくとも１回ガイドでき
る厚さ、望ましくは１回ガイドできる厚さに形成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＷＧＡＰＳＭ
及びその製造方法について説明する。しかし、本発明は
以下で開示される実施例に限定されず、相異なる多様な
形に具現され、本実施例は単に本発明の開示を完全に
し、当業者に本発明の範囲を完全に知らせるために提供
されるものである。図面において光透過領域及びパター
ンの大きさ及び厚さは説明の便宜上誇張拡大して示した
ものである。一方、図面において同じ参照符号は同じ構
成要素を示す。
及びその製造方法について説明する。しかし、本発明は
以下で開示される実施例に限定されず、相異なる多様な
形に具現され、本実施例は単に本発明の開示を完全に
し、当業者に本発明の範囲を完全に知らせるために提供
されるものである。図面において光透過領域及びパター
ンの大きさ及び厚さは説明の便宜上誇張拡大して示した
ものである。一方、図面において同じ参照符号は同じ構
成要素を示す。
【００１７】図６は、本発明の一実施例に係るマスクの
一部斜視図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’線の
断面図であり、図８は図７の一部拡大図である。
一部斜視図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’線の
断面図であり、図８は図７の一部拡大図である。
【００１８】図６ないし図８を参照すれば、本発明の一
実施例によるマスク１００は光透過領域を定義するパタ
ーンが単に遮光機能だけを行うパターンでなく、ウェー
ブガイドパターン１０４であるウェーブガイド型交互Ｐ
ＳＭ ＷＧＡＰＳＭである。ウェーブガイドパターン１
０４は露光源に対して透明な基板１０２上に形成されて
規則的に配された複数の光透過領域Ａ、Ｂを定義する。
複数の光透過領域Ａ、Ｂは基板内のリセス領域１０８よ
りなる複数の反転光透過領域Ｂ及び反転光透過領域Ｂと
各々交互に配された複数の非反転光透過領域Ａよりな
る。
実施例によるマスク１００は光透過領域を定義するパタ
ーンが単に遮光機能だけを行うパターンでなく、ウェー
ブガイドパターン１０４であるウェーブガイド型交互Ｐ
ＳＭ ＷＧＡＰＳＭである。ウェーブガイドパターン１
０４は露光源に対して透明な基板１０２上に形成されて
規則的に配された複数の光透過領域Ａ、Ｂを定義する。
複数の光透過領域Ａ、Ｂは基板内のリセス領域１０８よ
りなる複数の反転光透過領域Ｂ及び反転光透過領域Ｂと
各々交互に配された複数の非反転光透過領域Ａよりな
る。
【００１９】露光源に対して透明な基板１０２として石
英基板が適している。
英基板が適している。
【００２０】反転光透過領域Ｂはこれを通過する光の位
相が反転できる深さに基板１０２をエッチングして形成
したリセス領域１０８で構成される。リセス領域１０８
の深さは、深さ＝マスクに用いられる露光源の波長／
｛２（基板の屈折率−１）｝のような関係式により決定
される。
相が反転できる深さに基板１０２をエッチングして形成
したリセス領域１０８で構成される。リセス領域１０８
の深さは、深さ＝マスクに用いられる露光源の波長／
｛２（基板の屈折率−１）｝のような関係式により決定
される。
【００２１】ウェーブガイドパターン１０４は光透過領
域Ａと反転光透過領域Ｂとを各々通過する光度の均衡を
合わせる役割をする。具体的に、図８に示されたよう
に、エッチングにより形成されたリセス領域１０８より
なる反転光透過領域Ｂを通過する波面はフーリエ級数の
うち高次項成分（±２次、±３次など）を多く有してい
る。このような高次項成分をウェーブガイドパターン１
０４がガイドすることによって反転光透過領域Ｂを通過
する光度が非反転光透過領域Ａを通過する光度とほぼ同
一になるように均衡を合せる。したがって、ウェーブガ
イドパターン１０４の厚さは反転光透過領域Ｂを通過す
る波面の高次項成分を少なくとも１回ガイドできる厚さ
であることが望ましい。ところで、ウェーブガイドパタ
ーン１０４の厚さはできるだけ薄いものがマスク１００
の製造工程及びコストの面で有利である。したがって、
図８に示されたように、高次項成分を１回ガイドできる
厚さが最も望ましい。
域Ａと反転光透過領域Ｂとを各々通過する光度の均衡を
合わせる役割をする。具体的に、図８に示されたよう
に、エッチングにより形成されたリセス領域１０８より
なる反転光透過領域Ｂを通過する波面はフーリエ級数の
うち高次項成分（±２次、±３次など）を多く有してい
る。このような高次項成分をウェーブガイドパターン１
０４がガイドすることによって反転光透過領域Ｂを通過
する光度が非反転光透過領域Ａを通過する光度とほぼ同
一になるように均衡を合せる。したがって、ウェーブガ
イドパターン１０４の厚さは反転光透過領域Ｂを通過す
る波面の高次項成分を少なくとも１回ガイドできる厚さ
であることが望ましい。ところで、ウェーブガイドパタ
ーン１０４の厚さはできるだけ薄いものがマスク１００
の製造工程及びコストの面で有利である。したがって、
図８に示されたように、高次項成分を１回ガイドできる
厚さが最も望ましい。
【００２２】ところで、露光源の波長が短くなるほど回
折角度は狭くなるのに対し、ウェーブガイドパターン１
０４のピッチが狭くなるほど回折角度は大きくなる。し
たがって、ウェーブガイドパターン１０４の厚さＴは下
記式のように露光源の波長Ｘと前記ウェーブガイドパタ
ーンのピッチサイズＹを独立変数とする２変数関数｛Ｔ
＝ｆ（Ｘ，Ｙ）｝である。
折角度は狭くなるのに対し、ウェーブガイドパターン１
０４のピッチが狭くなるほど回折角度は大きくなる。し
たがって、ウェーブガイドパターン１０４の厚さＴは下
記式のように露光源の波長Ｘと前記ウェーブガイドパタ
ーンのピッチサイズＹを独立変数とする２変数関数｛Ｔ
＝ｆ（Ｘ，Ｙ）｝である。
【００２３】２４８ｎｍ以下の波長の露光源を用いて基
板１０２を石英で形成する場合、リセス領域１０８の深
さは１０００Å以下である。そして、ウェーハ上に転写
されて形成されるパターンのピッチが２８０ｎｍであ
り、１／４縮少ステッパーに使われるマスクである場
合、ウェーブガイドパターンのピッチサイズは２８０×
４ｎｍとなる。したがって、前述した関数関係を考慮す
る時、ウェーブガイドパターン１０４の厚さは４４００
ないし４６００Åであることが望ましい。
板１０２を石英で形成する場合、リセス領域１０８の深
さは１０００Å以下である。そして、ウェーハ上に転写
されて形成されるパターンのピッチが２８０ｎｍであ
り、１／４縮少ステッパーに使われるマスクである場
合、ウェーブガイドパターンのピッチサイズは２８０×
４ｎｍとなる。したがって、前述した関数関係を考慮す
る時、ウェーブガイドパターン１０４の厚さは４４００
ないし４６００Åであることが望ましい。
【００２４】ウェーブガイドパターン１０４は露光源に
対して透過率が０％以上３０％未満の物質よりなること
がパターンの解像度を向上させるのに望ましい。前記物
質としてはＣｒ、Ａｌ、ＭｏＳｉまたはＣｒＯｘなどが
ある。
対して透過率が０％以上３０％未満の物質よりなること
がパターンの解像度を向上させるのに望ましい。前記物
質としてはＣｒ、Ａｌ、ＭｏＳｉまたはＣｒＯｘなどが
ある。
【００２５】図６ないし図８に図示されているマスク
は、ラインアンドスペースパターンを定義するマスクで
あって、特に半導体メモリ素子のセルアレイ領域のライ
ンアンドスペースパターンのように高集積化されたパタ
ーンを定義するマスクである。また、本発明の他の実施
例に係るＷＧＡＰＳＭマスクは図９に示されたように、
半導体メモリ素子のセルアレイ領域の複数の開口部１０
９を定義するマスクであり得る。
は、ラインアンドスペースパターンを定義するマスクで
あって、特に半導体メモリ素子のセルアレイ領域のライ
ンアンドスペースパターンのように高集積化されたパタ
ーンを定義するマスクである。また、本発明の他の実施
例に係るＷＧＡＰＳＭマスクは図９に示されたように、
半導体メモリ素子のセルアレイ領域の複数の開口部１０
９を定義するマスクであり得る。
【００２６】図１０は４５００Å厚さのウェーブガイド
パターン１０４を備える本発明の一実施例に係るＷＧＡ
ＰＳＭを使用する場合に現れる光度分布を示すグラフで
あり、図１１は７００Å厚さの遮光パターン（図１の１
４）を備える従来の交互ＰＳＭを使用する場合に現れる
光度分布を示すグラフである。本発明のマスク及び従来
のマスクは両方共に２８０ｎｍピッチのパターンをウェ
ーハ上に転写するためのマスクであって、２４８ｎｍ波
長のＤＵＶで露光した。
パターン１０４を備える本発明の一実施例に係るＷＧＡ
ＰＳＭを使用する場合に現れる光度分布を示すグラフで
あり、図１１は７００Å厚さの遮光パターン（図１の１
４）を備える従来の交互ＰＳＭを使用する場合に現れる
光度分布を示すグラフである。本発明のマスク及び従来
のマスクは両方共に２８０ｎｍピッチのパターンをウェ
ーハ上に転写するためのマスクであって、２４８ｎｍ波
長のＤＵＶで露光した。
【００２７】図１０に示されたように、本発明に係るＷ
ＧＡＰＳＭを使用する場合に反転光透過領域Ｂを通過す
る光度ＩBと非反転領域Ａを通過する光度ＩA間の光度差
がほとんど存在せず、Ｘ現象も生じないことが分かる。
ＧＡＰＳＭを使用する場合に反転光透過領域Ｂを通過す
る光度ＩBと非反転領域Ａを通過する光度ＩA間の光度差
がほとんど存在せず、Ｘ現象も生じないことが分かる。
【００２８】一方、従来のマスクを使用する場合、図１
１に示されたように、反転光透過領域Ｂを通過する光度
ＩBと非反転領域Ａを通過する光度ＩA間の相当な光度差
が存在し、デフォーカス０．３μｍの場合にはＸ現象が
生じていることが分かる。
１に示されたように、反転光透過領域Ｂを通過する光度
ＩBと非反転領域Ａを通過する光度ＩA間の相当な光度差
が存在し、デフォーカス０．３μｍの場合にはＸ現象が
生じていることが分かる。
【００２９】図１２ないし図１５は、本発明によるＷＧ
ＡＰＳＭを製造する方法を工程順序別に説明するための
断面図である。
ＡＰＳＭを製造する方法を工程順序別に説明するための
断面図である。
【００３０】まず、図１２に示されたように露光源に対
して透明なマスク基板１０２上にウェーブガイドパター
ン形成用物質膜１０３を形成する。
して透明なマスク基板１０２上にウェーブガイドパター
ン形成用物質膜１０３を形成する。
【００３１】例えば、石英よりなるマスク基板１０２上
に光透過率が０％以上３０％未満である、Ｃｒ、Ａｌ、
ＭｏＳｉまたはＣｒＯｘなどを蒸着方法により所定厚さ
で物質膜１０３を形成する。
に光透過率が０％以上３０％未満である、Ｃｒ、Ａｌ、
ＭｏＳｉまたはＣｒＯｘなどを蒸着方法により所定厚さ
で物質膜１０３を形成する。
【００３２】物質膜１０３の厚さはマスク構造で説明し
たように、物質膜１０３で構成されるウェーブガイドパ
ターン（図１５の１０４）が光透過領域、特に反転光透
過領域Ｂを通過する光のフーリエ級数のうち高次項成分
を少なくとも１回ガイドできる厚さに形成する。この
際、ウェーブガイドパターン１０４のピッチとマスクに
使われる露光源の波長を考慮して厚さを決定する。
たように、物質膜１０３で構成されるウェーブガイドパ
ターン（図１５の１０４）が光透過領域、特に反転光透
過領域Ｂを通過する光のフーリエ級数のうち高次項成分
を少なくとも１回ガイドできる厚さに形成する。この
際、ウェーブガイドパターン１０４のピッチとマスクに
使われる露光源の波長を考慮して厚さを決定する。
【００３３】例えば、２８０ｎｍ以下の波長の露光源を
使用し、ウェーハ上に転写されて形成されるパターンの
ピッチが２８０ｎｍであり、１／４縮少ステッパーに使
われるマスクである場合に物質膜１０３は４４００ない
し４６００Å厚さに形成する。
使用し、ウェーハ上に転写されて形成されるパターンの
ピッチが２８０ｎｍであり、１／４縮少ステッパーに使
われるマスクである場合に物質膜１０３は４４００ない
し４６００Å厚さに形成する。
【００３４】図１３は、ウェーブガイドパターン１０４
を形成する段階を示す。物質膜１０３の全面にフォトレ
ジスト膜を塗布した後、露光及び現像して光透過領域と
なる部分を露出するフォトレジストパターン１０５を形
成する。次いで、フォトレジストパターン１０５をエッ
チングマスクとして用いて前記物質膜１０３をエッチン
グして光透過領域Ａ、Ｂを定義する所定ピッチのウェー
ブガイドパターン１０４を形成する。
を形成する段階を示す。物質膜１０３の全面にフォトレ
ジスト膜を塗布した後、露光及び現像して光透過領域と
なる部分を露出するフォトレジストパターン１０５を形
成する。次いで、フォトレジストパターン１０５をエッ
チングマスクとして用いて前記物質膜１０３をエッチン
グして光透過領域Ａ、Ｂを定義する所定ピッチのウェー
ブガイドパターン１０４を形成する。
【００３５】図１４は、反転光透過領域Ｂを形成する段
階を示す。まず、ウェーブガイドパターン１０４を形成
するのに用いられたフォトレジストパターン１０５を除
去した後、フォトレジスト膜を塗布してから露光及び現
像して反転光透過領域Ｂとなる部分を定義するフォトレ
ジストパターン１０７を形成する。露出されたマスク基
板１０２をフォトレジストパターン１０７及びウェーブ
ガイドパターン１０４をエッチングマスクとして使用し
て所定の深さにエッチングしてリセス領域１０８を形成
して反転光透過領域Ｂを完成する。リセス領域１０８の
深さは通過する光の位相を反転させるに適した深さにエ
ッチングする。エッチング深さはマスクに用いられる露
光源の波長／｛２（基板の屈折率−１）｝により決定す
る。
階を示す。まず、ウェーブガイドパターン１０４を形成
するのに用いられたフォトレジストパターン１０５を除
去した後、フォトレジスト膜を塗布してから露光及び現
像して反転光透過領域Ｂとなる部分を定義するフォトレ
ジストパターン１０７を形成する。露出されたマスク基
板１０２をフォトレジストパターン１０７及びウェーブ
ガイドパターン１０４をエッチングマスクとして使用し
て所定の深さにエッチングしてリセス領域１０８を形成
して反転光透過領域Ｂを完成する。リセス領域１０８の
深さは通過する光の位相を反転させるに適した深さにエ
ッチングする。エッチング深さはマスクに用いられる露
光源の波長／｛２（基板の屈折率−１）｝により決定す
る。
【００３６】図１５は、本発明の一実施例によってＷＧ
ＡＰＳＭ１００を完成する段階を示す。反転光透過領域
Ｂを形成するのに使われたフォトレジストパターン１０
７を除去して非反転光透過領域Ａと非反転光透過領域Ｂ
とが交互に配され、これら光透過領域Ａ、Ｂがウェーブ
ガイドパターン１０４により定義されるＷＧＡＰＳＭを
完成する。
ＡＰＳＭ１００を完成する段階を示す。反転光透過領域
Ｂを形成するのに使われたフォトレジストパターン１０
７を除去して非反転光透過領域Ａと非反転光透過領域Ｂ
とが交互に配され、これら光透過領域Ａ、Ｂがウェーブ
ガイドパターン１０４により定義されるＷＧＡＰＳＭを
完成する。
【００３７】本発明によるＷＧＡＰＳＭは、従来の交互
ＰＳＭから生じたΔＣＤ及びＸ−現象発生を最小化で
き、製造工程時にも不透明欠陥源の発生を防止しうる。
また、ウェーブガイドの特性上、広い位相マージンを有
することによって適正な位相形成のための位相調節の余
裕度を増加させうる。具体的に、従来のマスクにおいて
正位相、すなわち１８０°位相差の形成は基板のエッチ
ングに主に依存する。基板のエッチングは主にドライエ
ッチングにより行われるが、エッチングを正確に、かつ
均一に調節しにくい。したがって、位相マージンが約３
°程度で非常に狭く、エッチングを正確に調節できない
場合にΔＣＤ及びＸ−現象が激しくなる。一方、本発明
のマスクは１８０°位相差の形成を主にウェーブガイド
の高さに調節する。ウェーブガイドの高さ調節はウェー
ブガイド形成用物質膜の蒸着厚さを調節すれば良いの
で、エッチング深さ調節に比べて非常に容易である。よ
って、本発明のＷＧＡＰＳＭの位相マージンは約５ない
し６°程度で広い位相マージンを有する。
ＰＳＭから生じたΔＣＤ及びＸ−現象発生を最小化で
き、製造工程時にも不透明欠陥源の発生を防止しうる。
また、ウェーブガイドの特性上、広い位相マージンを有
することによって適正な位相形成のための位相調節の余
裕度を増加させうる。具体的に、従来のマスクにおいて
正位相、すなわち１８０°位相差の形成は基板のエッチ
ングに主に依存する。基板のエッチングは主にドライエ
ッチングにより行われるが、エッチングを正確に、かつ
均一に調節しにくい。したがって、位相マージンが約３
°程度で非常に狭く、エッチングを正確に調節できない
場合にΔＣＤ及びＸ−現象が激しくなる。一方、本発明
のマスクは１８０°位相差の形成を主にウェーブガイド
の高さに調節する。ウェーブガイドの高さ調節はウェー
ブガイド形成用物質膜の蒸着厚さを調節すれば良いの
で、エッチング深さ調節に比べて非常に容易である。よ
って、本発明のＷＧＡＰＳＭの位相マージンは約５ない
し６°程度で広い位相マージンを有する。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Δ
ＣＤ及びＸ−現象を効率よく減少でき、製作時に不透明
欠陥源が生ぜず、かつ広い位相マージンを有することが
できる。
ＣＤ及びＸ−現象を効率よく減少でき、製作時に不透明
欠陥源が生ぜず、かつ広い位相マージンを有することが
できる。
【図１】従来の交互ＰＳＭを示す断面図である。
【図２】図１の交互ＰＳＭを使用する場合、実際に現れ
る光度分布を示すグラフである。
る光度分布を示すグラフである。
【図３】従来の他の交互ＰＳＭの製造方法を示す断面図
である。
である。
【図４】従来の他の交互ＰＳＭの製造方法を示す断面図
である。
である。
【図５】図４の交互ＰＳＭの製造または使用時に生じる
問題点を説明するための断面図である。
問題点を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭの一部斜
視図である。
視図である。
【図７】図６の断面図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【図９】本発明の他の実施例によるＷＧＡＰＳＭの一部
斜視図である。
斜視図である。
【図１０】各々本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭと
従来の交互ＰＳＭとを使用する場合に現れる光度分布を
示すグラフである。
従来の交互ＰＳＭとを使用する場合に現れる光度分布を
示すグラフである。
【図１１】各々本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭと
従来の交互ＰＳＭとを使用する場合に現れる光度分布を
示すグラフである。
従来の交互ＰＳＭとを使用する場合に現れる光度分布を
示すグラフである。
【図１２】本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭを製造
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
【図１３】本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭを製造
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
【図１４】本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭを製造
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
【図１５】本発明の一実施例によるＷＧＡＰＳＭを製造
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
する方法を工程順序別に説明するための断面図である。
１００ マスク
１０２ 基板
１０４ ウェーブガイドパターン
１０８ リセス領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 申 仁 均
大韓民国京畿道水原市八達区靈通洞963−
２番地 シンナムシル新安アパート531棟
1303号
Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA13 AA33 AA37 AA45
AA51 AA55 AA61
2H095 BB03
Claims (16)
- 【請求項１】 露光源に対して透明な基板及び前記基板
上に形成されて規則的に配された複数の光透過領域を定
義するウェーブガイドパターンを含み、 前記複数の光透過領域は前記基板内のリセス領域よりな
る複数の反転光透過領域と、 前記反転光透過領域と各々交互に配された複数の非反転
光透過領域と、を含むことを特徴とするウェーブガイド
型交互位相反転マスク。 - 【請求項２】 前記ウェーブガイドパターンの厚さは、
前記反転光透過領域を通過する波面のフーリエ級数のう
ち高次項成分を少なくとも１回ガイドできる厚さである
ことを特徴とする請求項１に記載のウェーブガイド型交
互位相反転マスク。 - 【請求項３】 前記ウェーブガイドパターンの厚さは、
前記反転光透過領域を通過する波面のフーリエ級数のう
ち高次項成分を１回ガイドできる厚さであることを特徴
とする請求項２に記載のウェーブガイド型交互位相反転
マスク。 - 【請求項４】 前記厚さは、前記露光源の波長と前記ウ
ェーブガイドパターンのピッチサイズを独立変数とする
２変数関数であることを特徴とする請求項２に記載のウ
ェーブガイド型交互位相反転マスク。 - 【請求項５】 前記リセス領域の深さは、露光源の波長
／｛２（基板の屈折率−１）｝によって決定されること
を特徴とする請求項１ないし４のうち何れか１項に記載
のウェーブガイド型交互位相反転マスク。 - 【請求項６】 前記露光源の波長は２４８ｎｍ以下で、
前記ウェーブガイドパターンのピッチサイズが１１２０
ｎｍ以下で、前記厚さは４４００ないし４６００Åであ
ることを特徴とする請求項５に記載のウェーブガイド型
交互位相反転マスク。 - 【請求項７】 前記ウェーブガイドパターンは、露光源
に対して透過率が０％以上３０％未満の物質よりなるこ
とを特徴とする請求項１に記載のウェーブガイド型交互
位相反転マスク。 - 【請求項８】 前記ウェーブガイドパターンは、半導体
メモリ素子のセルアレイ領域のラインアンドスペースパ
ターンまたは開口部パターンを定義するためのパターン
であることを特徴とする請求項１に記載のウェーブガイ
ド型交互位相反転マスク。 - 【請求項９】 露光源に対して透明なマスク基板上にウ
ェーブガイドパターン形成用の物質膜を形成する段階
と、 前記物質膜をパターニングして複数の光透過領域を定義
するウェーブガイドパターンを形成する段階と、 前記光透過領域のうち反転光透過領域となる部分を露出
させるレジストパターンを前記基板上に形成する段階
と、 前記レジストパターン及び前記ウェーブガイドパターン
をエッチングマスクとして使用して前記基板をエッチン
グしてリセス領域を形成し、リセス領域よりなる複数の
反転光透過領域と、前記反転光透過領域と各々交互に配
列された複数の非反転光透過領域とよりなる光透過領域
を完成する段階と、を含むことを特徴とするウェーブガ
イド型交互位相反転マスクの製造方法。 - 【請求項１０】 前記物質膜の厚さは、前記反転光透過
領域を通過する波面のフーリエ級数のうち高次項成分を
少なくとも１回ガイドできる厚さに形成することを特徴
とする請求項９に記載のウェーブガイド型交互位相反転
マスクの製造方法。 - 【請求項１１】 前記物質膜の厚さは、前記反転光透過
領域を通過する波面のフーリエ級数のうち高次項成分を
１回ガイドできる厚さに形成することを特徴とする請求
項１０に記載のウェーブガイド型交互位相反転マスク。 - 【請求項１２】 前記厚さは、前記露光源の波長と前記
ウェーブガイドパターンのピッチサイズとを独立変数と
する２変数関数により決定することを特徴とする請求項
１０に記載のウェーブガイド型交互位相反転マスクの製
造方法。 - 【請求項１３】 前記リセス領域の深さは、露光源の波
長／｛２（基板の屈折率−１）｝により決定することを
特徴とする請求項９ないし１２のうち何れか１項に記載
のウェーブガイド型交互位相反転マスクの製造方法。 - 【請求項１４】 前記露光源は２４８ｎｍ以下の波長で
あり、前記ウェーブガイドパターンのピッチサイズが１
１２０ｎｍ以下であり、前記厚さは４４００ないし４６
００Åであることを特徴とする請求項１３に記載のウェ
ーブガイド型交互位相反転マスクの製造方法。 - 【請求項１５】 前記物質膜は露光源に対して透過率０
％以上３０％未満の物質を使用して形成することを特徴
とする請求項９に記載のウェーブガイド型交互位相反転
マスクの製造方法。 - 【請求項１６】 前記ウェーブガイドパターンは、半導
体メモリ素子のセルアレイ領域のラインアンドスペース
パターンまたは開口部パターンを定義するためのパター
ンであることを特徴とする請求項９に記載のウェーブガ
イド型交互位相反転マスクの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2002-021681 | 2002-04-19 | ||
| KR10-2002-0021681A KR100455384B1 (ko) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 웨이브 가이드형 교번 위상 반전 마스크 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315978A true JP2003315978A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29208742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003108774A Pending JP2003315978A (ja) | 2002-04-19 | 2003-04-14 | ウェーブガイド型交互位相反転マスク及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6919149B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003315978A (ja) |
| KR (1) | KR100455384B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004021415B4 (de) * | 2004-04-30 | 2007-03-22 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Strukturbelichten einer photoreaktiven Schicht und zugehörige Be lichtungsvorrichtung |
| US8096411B2 (en) * | 2010-01-12 | 2012-01-17 | R. J. Reynolds Tabacco Company | Dispensing container |
| KR102002958B1 (ko) * | 2012-09-04 | 2019-07-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 패터닝 마스크 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100244483B1 (ko) * | 1997-06-24 | 2000-03-02 | 김영환 | 위상 반전 마스크 제조 방법 |
| KR100510447B1 (ko) | 1998-01-12 | 2005-10-21 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 위상 반전 마스크 및 그 제조방법 |
-
2002
- 2002-04-19 KR KR10-2002-0021681A patent/KR100455384B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-04-14 JP JP2003108774A patent/JP2003315978A/ja active Pending
- 2003-04-16 US US10/414,217 patent/US6919149B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030198875A1 (en) | 2003-10-23 |
| US6919149B2 (en) | 2005-07-19 |
| KR100455384B1 (ko) | 2004-11-06 |
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