JP2004085612A - Halftone phase shift mask, its manufacturing method and method for forming pattern using same - Google Patents

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JP2004085612A JP2002242497A JP2002242497A JP2004085612A JP 2004085612 A JP2004085612 A JP 2004085612A JP 2002242497 A JP2002242497 A JP 2002242497A JP 2002242497 A JP2002242497 A JP 2002242497A JP 2004085612 A JP2004085612 A JP 2004085612A
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phase shift
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JP2002242497A
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Inventor
Akiko Katsuyama
勝山 亜希子
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a halftone phase shift mask which can form a pattern with favorable exposure latitude and no pattern abnormality. <P>SOLUTION: The halftone phase shift mask has a mask pattern formed on a translucent substrate 13. The mask pattern comprises a translucent pattern region 11 and a light shielding pattern region 12. The translucent pattern region 11 has one minimum in the distribution of the transmission intensity of light in the shorter side direction. The light shielding pattern 12 has two minima in the distribution of the transmission intensity of light in the shorter side direction when it is assumed that the pattern 12 has the translucency equal to that of the above translucent pattern region 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、フォトリソグラフィー法に用いられるハーフトーン位相シフトマスクおよびその製造方法、並びにそれを用いたパターン形成方法に関するものである。 The present invention relates to a pattern forming method using the half-tone phase-shift mask and a manufacturing method thereof used in photolithography, and it.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
半導体素子または半導体集積回路の微細化に伴い、フォトリソグラフィーの解像力を向上させる方法として、ハーフトーン位相シフト法が開発されている。 Along with miniaturization of semiconductor elements or semiconductor integrated circuit, a method for improving the resolution of photolithography, a halftone phase shift method has been developed. ハーフトーン位相シフト法では、ハーフトーン位相シフトマスクと呼ばれるマスクを介して露光することにより、半導体基板上のレジスト膜に所望のパターンが転写される。 The halftone phase shift method, by exposing through a mask called halftone phase shift mask, a desired pattern is transferred to the resist film on a semiconductor substrate. このハーフトーン位相シフトマスクは、マスクパターンに透光性を持たせ、且つ、その透過光の位相をマスク開口部の透過光の位相に対して変調するものであり、そのマスクパターンを形成する材料としては、一般に、透過率が10%以下の半透過膜が使用されている。 Materials The halftone phase shift mask, to have a light-transmitting mask pattern, and is intended to modulate the phase of the transmitted light with respect to the phase of light transmitted through the mask opening, to form the mask pattern as it is generally the transmittance semipermeable membrane of 10% or less is used.
【0003】 [0003]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ハーフトーン位相シフト法を用いて微細ラインパターンを形成する場合、露光余裕度向上の面からは、マスクパターンが高い透過率を有することが望ましい。 When forming a fine line pattern using the halftone phase shift method, the terms of exposure latitude increase, it is desirable to have a mask pattern which has higher transmission. しかしながら、様々な大きさのパターンが混在する場合、マスクパターンの透過率が高いと、大面積パターンでパターン異常が発生するという問題があった。 However, if a pattern of various sizes are mixed, the transmittance of the mask pattern is high, the pattern abnormality is a problem that occurs in a large area pattern. また、大面積パターンでは、微細ラインパターンとは逆に、マスクパターンの透過率が高いと露光余裕度が低下するという問題があった。 Further, the large area pattern, the fine line pattern Conversely, a high transmittance and exposure latitude of the mask pattern is lowered.
【0004】 [0004]
本発明は、微細ラインパターン形成の露光余裕度を向上させながら、大面積パターンのパターン異常の発生および露光余裕度低下を抑制することのできるハーフトーン位相シフトマスクおよびその製造方法、並びにそれを用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。 The present invention, while improving the exposure latitude of a fine line pattern formation, halftone phase shift mask and a manufacturing method thereof capable of suppressing the second abnormality generation and exposure latitude decreases for large area pattern, and use it and an object thereof is to provide a gastric pattern forming method.
【0005】 [0005]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
前記目的を達成するため、本発明のハーフトーン位相シフトマスクは、透光性基板にマスクパターンが形成されたハーフトーン位相シフトマスクであって、前記マスクパターンは半透過パターン部および遮光パターン部で構成され、前記半透過パターン部は、その短辺方向における光の透過強度分布に極小部が1個存在するパターンであり、前記遮光パターン部は、前記半透過パターン部と同等の透光性を有すると仮定した場合に、その短辺方向における光の透過強度分布に極小部が2個以上存在するパターンであることを特徴とする。 To achieve the above object, a halftone phase shift mask of the present invention is a halftone phase shift mask having a mask pattern formed on a transparent substrate, wherein the mask pattern is a semi-transmitting pattern portion and the light shielding pattern portion is configured, the semi-transmitting pattern portion is a pattern minima in transmitted intensity distribution of the light in the short side direction is present one, the light-shielding pattern portion has a light-transmitting property equivalent to the semi-transmitting pattern portion If it is assumed that a local minimum portion transmission intensity distribution of the light in the short side direction thereof, characterized in that a pattern that there are two or more.
【0006】 [0006]
また、本発明のハーフトーン位相シフトマスクの製造方法は、透光性基板上にマスクパターンが形成されたハーフトーン位相シフトマスクを製造する方法であって、前記透光性基板上に半透過膜および遮光膜を形成する工程と、半透過パターンデータおよび遮光パターンデータを得る工程と、前記半透過膜および前記遮光膜を、前記半透過パターンデータおよび前記遮光パターンデータに基づいてパターニングし、前記マスクパターンを形成する工程とを含み、前記遮光パターンデータを得る工程が、半透過パターンを前記マスクパターン状に形成する工程と、前記半透過パターンにおいて光の透過強度が極小となる部分を抽出する工程と、前記半透過パターンにおいて前記極小となる部分に囲まれた領域を抽出する工程と、前記極小となる A method of manufacturing a halftone phase shift mask of the present invention is a method of producing a halftone phase shift mask having a mask pattern formed on a transparent substrate, a semi-transparent film on the transparent substrate and forming a light shielding film, a step of obtaining a semi-transmitting pattern data and the light-shielding pattern data, the semi-transmissive film and the light shielding film is patterned on the basis the the semi-transmissive pattern data and the shading pattern data, said mask and forming a pattern, process step of obtaining the light shielding pattern data, to be extracted and forming a semi-transparent pattern on the mask pattern, the semi-transmissive intensity of the transmission pattern light is minimum portion When a step of extracting a region surrounded by the portion serving as the minimum in the semi-transmissive pattern, serving as the minimum 分に囲まれた領域のパターンを拡大し、この拡大されたパターンを遮光パターンとする工程とを含むことを特徴とする。 Expanding pattern surrounded by partial region, characterized in that it comprises a step of this enlarged patterned light-shielding pattern.
【0007】 [0007]
また、本発明のパターン形成方法は、前記本発明のハーフトーン位相シフトマスクを介してフォトレジスト膜を露光した後、前記フォトレジスト膜を現像することにより、前記フォトレジスト膜にパターンを転写することを特徴とする。 The pattern forming method of the present invention, after exposing the photoresist film through a halftone phase shift mask of the present invention, by developing the photoresist film, transferring a pattern on the photoresist film the features.
【0008】 [0008]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
本発明のハーフトーン位相シフトマスクにおいては、比較的線幅が小さいパターンを半透過パターン部としているため、ハーフトーン位相シフト法による解像力の向上という効果を得ることができる。 In halftone phase shift mask of the present invention, relatively since the line width is small pattern is set to the semi-transmitting pattern portion, it is possible to obtain an effect of enhancing the resolution of by the halftone phase shift method. 一方、比較的線幅が大きいパターンは遮光パターン部とするため、半透過膜では十分な遮光が困難であった大面積パターンにおいても十分な遮光を実現でき、その結果、このような大面積パターンにおけるパターン異常の発生を抑制することができる。 On the other hand, the relatively linewidth large pattern and the light shielding pattern portion, can also achieve adequate shielding in the large area pattern sufficient shielding is difficult in semi-transparent film, as a result, such a large-area pattern it is possible to suppress the occurrence of pattern abnormality in.
【0009】 [0009]
更に、大面積パターンは遮光パターン部であり、半透過パターン部の透過率の影響を受けないため、この半透過パターン部として高い透過率を有する半透過膜を使用することができる。 Furthermore, large area patterns are light-shielding pattern portion is not affected by the transmittance of the semi-transmitting pattern portion, it is possible to use a semi-permeable membrane having a high transmittance as the semi-transmitting pattern portion. その結果、微細パターンの露光余裕度を向上させることができる。 As a result, it is possible to improve the exposure latitude of a fine pattern. また、大面積パターンでは、ハーフトーン位相シフト法を用いることにより露光余裕度が劣化する場合があったが、これを遮光パターン部としているため、良好な露光余裕度を得ることができる。 Further, the large area pattern, the exposure margin by using a halftone phase shift method in some cases to deteriorate, which because of the light shielding pattern portion, it is possible to obtain a good exposure latitude. すなわち、微細パターンおよび大面積パターンの両方において、良好な露光余裕度を得ることができる。 In other words, it is possible in both a fine pattern and large area pattern, obtain good exposure latitude.
【0010】 [0010]
次に、本発明に係るハーフトーン位相シフトマスクの一例について、図面を参照しながら説明する。 Next, an example of a halftone phase shift mask according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0011】 [0011]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るハーフトーン位相シフトマスクを示す模式図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing a halftone phase shift mask according to a first embodiment of the present invention. 本図に示すように、このハーフトーン位相シフトマスクにおいては、透光性基板13にマスクパターンが形成されており、このマスクパターンは、半透過パターン部11と遮光パターン部12とで構成されている。 As shown in the figure, in the half-tone phase shift mask, which is the mask pattern on the transparent substrate 13 is formed, the mask pattern is formed of a semi-transmitting pattern portion 11 and the light shielding pattern portion 12 there. 半透過パターン部11は、マスクパターンのなかで線幅が比較的小さいパターン部分に配置されており、遮光パターン部12は、マスクパターンのなかで線幅が比較的大きいパターン部分に配置されている。 Transflective pattern 11, the line width among the mask pattern is arranged in a relatively small pattern portion, the light shielding pattern 12, the line width among the mask pattern disposed relatively large pattern portion . なお、この半透過パターン部11および前記遮光パターン部12の配置については後述する。 It will be described later arrangement of the semi-transmitting pattern portion 11 and the light shielding pattern portion 12.
【0012】 [0012]
半透過パターン部11は、透光性を有する位相シフト膜により形成される。 Transflective pattern portion 11 is formed by the phase shift film having a light-transmitting property. 半透過パターン部11の透過率は、特に限定するものではないが、例えば10〜80%、好ましくは20〜50%である。 Transmittance of the semi-transmitting pattern portion 11 is not particularly limited, for example 10% to 80%, preferably 20 to 50%. この半透過パターン部11を形成する材料としては、例えばモリブデンシリサイドなどを使用することができる。 As the semi-transmitting pattern portion 11 material forming, for example, it can be used such as molybdenum silicide. また、遮光パターン部12を形成する材料としては、例えばクロムなどを使用することができる。 The material for forming the light shielding pattern portion 12 can be used, for example, chromium and the like. 透光性基板13としては、例えば、ガラス基板、石英基板などを使用することができる。 The translucent substrate 13, for example, can be used a glass substrate, a quartz substrate.
【0013】 [0013]
次に、前記半透過パターン部および前記遮光パターン部の配置について詳細に説明する。 It will be described in detail the arrangement of the semi-transmitting pattern portion and the light shielding pattern portion.
【0014】 [0014]
図2Aは、ハーフトーン位相シフトマスクのマスクパターンの一例を示す模式図である。 Figure 2A is a schematic diagram showing an example of a mask pattern of a halftone phase shift mask. このマスクパターンには、異なる線幅を有する複数のパターン14、15および16が存在している。 The mask pattern, a plurality of patterns 14, 15 and 16 having different line widths is present. 各パターンの線幅は、特に限定するものではないが、例えば0.1〜2μmの範囲とすることができる。 The line width of each pattern, is not particularly limited, for example, can be in the range of 0.1-2 .mu.m.
【0015】 [0015]
図2BおよびCは、上記マスクパターンがすべて半透過パターン部と同等の透過率を有するとした場合に、このマスクパターンを透過する光の強度分布の一例を示す模式図である。 Figure 2B and C, when the above mask pattern has all transflective pattern portion equivalent transmittance is a schematic diagram showing an example of the intensity distribution of the light transmitted through the mask pattern. これは、パターンの短辺方向(線幅方向)における透過光の強度分布を示すものである。 This shows the intensity distribution of the transmitted light in the short-side direction (line width direction) of the pattern. 図2Bに示すように、比較的小さい線幅を有するパターン14では、その短辺方向(線幅方向)における透過光の強度分布曲線に極小点が1個存在している。 As shown in Figure 2B, the pattern 14 has a relatively small line width, the minimum point in the intensity distribution curve of the transmitted light in the short-side direction (line width direction) are present one. すなわち、このパターンにおいては、十分な遮光が達成されている。 That is, in this pattern, and sufficient light-shielding is achieved. 一方、図2Cに示すように、比較的大きい線幅を有するパターン15および16では、その短辺方向(線幅方向)における透過光の強度分布曲線に極小部が2個存在している。 On the other hand, as shown in FIG. 2C, the pattern 15 and 16 having a relatively large line width, the minimum unit is present two to the intensity distribution curve of the transmitted light in the short-side direction (line width direction). そして、この極小部同士間の部分においては、透過光の強度が大きくなっている、すなわち十分な遮光が達成されていない。 Then, in the portion between the minimum portions, the intensity of the transmitted light is increased, i.e. sufficient shielding is not achieved. このような状態でレジスト膜に転写を行うと、パターン中央部のレジストが溶解するなど、パターン異常が発生することが予測される。 Doing transferred to the resist film in such a state, etc. dissolves the resist pattern central portion, first abnormality is expected to occur.
【0016】 [0016]
図3は、パターンの線幅と透過光強度の傾きとの関係を示すものである。 Figure 3 shows the relationship between the slope of the transmitted light intensity and the line width of the pattern. 本図において、22は、マスクパターンが半透過膜で形成されている場合を示し、21は、マスクパターンが遮光膜で形成されているの場合を示す。 In the figure, 22 shows a case where the mask pattern is formed of a semi-permeable membrane, 21, shows the case of a mask pattern is formed with a light shielding film. なお、本図では、一例として、半透過膜の透過率を50%とし、2/3輪帯照明のArFエキシマレーザー光を用いた場合を示している。 In this drawing, as an example, the case where the transmittance of the semi-permeable membrane is 50% using an ArF excimer laser beam 2/3 annular illumination. ここで、透過光強度の傾きとは、X軸をウェハ上の線幅方向の位置とした光強度曲線における、目標とするレジスト残部とレジスト溶解部との境界の位置での接線の傾きであり、これが大きいほど露光余裕度が向上する。 Here, the inclination of the transmitted light intensity, the X-axis in the light intensity curve and the position of the line width direction on the wafer, be the gradient of tangent at a position of the boundary between the resist remainder and resist dissolution unit for a target , this is the more exposure margin is improved large. 本図に示すように、線幅が比較的小さいパターンでは半透過膜のほうが有利であり、線幅が比較的大きいパターンでは、逆に遮光膜のほうが有利である。 As shown in the figure, in the relatively small pattern line width is advantageous towards the semi-permeable membrane, the relatively large pattern line width, it is advantageous for the light-shielding film reversed.
【0017】 [0017]
本実施形態に係るハーフトーン位相シフトマスクにおいては、図2Bに示すような、短辺方向における透過光の強度分布曲線に極小点が1個存在するパターン(比較的線幅の小さいパターン)を半透過パターン部とし、図2Cに示すような、短辺方向における透過光の強度分布曲線に極小点が2個存在するパターン(比較的線幅の大きいパターン)を遮光パターン部として、それぞれ配置される。 In halftone phase shift mask according to this embodiment, as shown in Figure 2B, the pattern minimum point in the intensity distribution curve of the transmitted light in the short-side direction is present one of the (pattern of small relatively linewidth) half and transmitting pattern portion, as shown in FIG. 2C, the pattern minimum point exists two (large pattern of relatively linewidth) as a light shielding pattern portion to the intensity distribution curve of the transmitted light in the short-side direction, are arranged .
【0018】 [0018]
すなわち、このハーフトーン位相シフトマスクにおいては、半透過膜で十分に遮光できるような線幅の小さいパターンは半透過パターン部とされ、半透過膜では十分に遮光できないような線幅の大きいパターンは遮光パターン部とされる。 That is, in this halftone phase shift mask, a small pattern line width as sufficiently shielded by the semi-permeable membrane is a semi-transmitting pattern portion, a large pattern having a line width that can not be fully shielded at the semi-permeable membrane It is a light shielding pattern portion. そのため、線幅の小さいパターンでは、ハーフトーン位相シフト法による解像力の向上という効果を実現することができる。 Therefore, in the pattern of small line widths, it is possible to achieve the effect of improving resolution by the halftone phase shift method. 一方、線幅の大きいパターンでは、遮光パターン部とすることによって、ハーフトーン位相シフト法に伴なうパターン異常の発生を抑制することができる。 On the other hand, the larger the pattern line width by the light blocking pattern portion, it is possible to suppress the occurrence of accompanying pattern abnormal halftone phase shift method.
【0019】 [0019]
更に、前述したように、露光余裕度に関しては、線幅の小さいパターンでは半透過膜が有利であり、線幅の大きいパターンでは遮光膜が有利である。 Further, as described above, with respect to the exposure margin, the smaller the pattern line width is advantageously semi-permeable membrane, the larger the pattern line width is advantageous light-shielding film. よって、上記ハーフトーン位相シフトマスクのように、線幅の小さいパターンを半透過パターン部とし、線幅の大きいパターンを遮光パターン部とすることによって、微細パターンおよび大面積パターンの両方において良好な露光余裕度を達成することができる。 Thus, as the half-tone phase-shift mask, a small pattern with a line width and the semi-transmissive pattern portion, by a large pattern having a line width of the light shielding pattern portion, good exposure in both a fine pattern and large area pattern it is possible to achieve a margin.
【0020】 [0020]
このように、上記ハーフトーン位相シフトマスクにおいては、マスクパターンのうち、半透過パターン部となるパターンと、遮光パターン部となるパターンとが、その線幅により決定される。 Thus, in the halftone phase shift mask, of the mask pattern, a pattern comprising a semi-transmitting pattern portion, the pattern comprising a light-shielding pattern portion is determined by the line width. そして、この線幅は、前述したように、マスクパターンがすべて半透過パターン部と同じ透過率を有するとした場合における、パターンの線幅(短辺)方向における透過光の強度分布に応じて設定される。 Then, the line width, as described above, in the case of the mask pattern all have the same transmittance and the semi-transmissive pattern portion, according to the intensity distribution of the transmitted light in the line width direction (short side) of the pattern setting It is.
【0021】 [0021]
従って、半透過パターン部および遮光パターン部の線幅の好ましい範囲は、半透過パターン部の透過率によっても異なる。 Therefore, the preferred range of the line width of the semi-transmitting pattern portion and the light shielding pattern portion also varies the transmittance of the semi-transmitting pattern portion. 通常、この透過率が高いほど、半透過パターン部の線幅は小さく、遮光パターン部の線幅は大きくなる。 Usually, higher the transmittance is high, the line width of the semi-transmitting pattern portion is small, the line width of the light shielding pattern portion increases. 例えば、透過率が50%である場合、半透過パターン部の線幅は0.2μm未満、更には0.15μm未満であることが好ましい。 For example, when the transmittance is 50%, the line width of the semi-transmitting pattern portion less than 0.2 [mu] m, it is preferably even less than 0.15 [mu] m. なお、半透過パターン部の線幅の下限は、0を超える値である。 The lower limit of the line width of the semi-transmitting pattern portion is a value greater than zero. また、遮光パターン部の線幅は0.2μm以上、更には0.15μm以上であることが好ましい。 Further, the line width of the light shielding pattern portion 0.2μm or more, and further preferably not 0.15μm or more. なお、遮光パターン部の線幅の上限は、設計パターンデータで制御されるものであるので、特に限定するものではないが、例えば1000μm以下である。 The upper limit of the line width of the light shielding pattern portion, so is controlled with the design pattern data is not particularly limited, for example, is 1000μm or less.
【0022】 [0022]
また、透過光の強度分布は、ハーフトーン位相シフトマスクを用いて露光する際に使用される光について評価されることが好ましい。 The intensity distribution of the transmitted light, are preferably evaluated for the light used in exposure using a halftone phase shift mask. 換言すれば、透過光の強度分布曲線に極小点が2個存在するパターン(すなわち、半透過パターン部となるパターン)の線幅、および、透過光の強度分布曲線に極小点が1個存在するパターン(すなわち、遮光パターン部となるパターン)の線幅は、露光に使用される光の種類に応じて設定されることが好ましい。 In other words, the minimum point in the intensity distribution curve of the transmitted light are two existing pattern (i.e., pattern serving as semi-transmissive pattern portion) line width, and the minimum point exists one intensity distribution curve of the transmitted light pattern (i.e., pattern to be a light shielding pattern portion) line width is preferably set according to the type of light used for exposure. 例えば、露光に使用される光がArFエキシマレーザーである場合、半透過パターン部の線幅は0.2μm未満、更には0.15μm未満であることが好ましい。 For example, if light used in the exposure is ArF excimer laser, the line width of the semi-transmitting pattern portion less than 0.2 [mu] m, it is preferably even less than 0.15 [mu] m. なお、半透過パターン部の線幅の下限は、0を超える値である。 The lower limit of the line width of the semi-transmitting pattern portion is a value greater than zero. また、遮光パターン部の線幅は0.2μm以上、更には0.15μm以上であることが好ましい。 Further, the line width of the light shielding pattern portion 0.2μm or more, and further preferably not 0.15μm or more. なお、遮光パターン部の線幅の上限は、設計パターンデータで制御されるものであるので、特に限定するものではないが、例えば1000μm以下である。 The upper limit of the line width of the light shielding pattern portion, so is controlled with the design pattern data is not particularly limited, for example, is 1000μm or less.
【0023】 [0023]
次に、上記ハーフトーン位相シフトマスクの製造方法の一例について説明する。 Next, an example of a method of producing the halftone phase shift mask. このハーフトーン位相シフトマスクは、透光性基板上に半透過膜および遮光膜を形成し、この半透過膜および遮光膜を、予め作成しておいた半透過パターンデータおよび遮光パターンデータに基づいてパターニングすることにより製造することができる。 The halftone phase shift mask, a semi-transmissive film and the light shielding film is formed on a transparent substrate, the translucent film and the light shielding film, based on the semi-transmitting pattern data and the light-shielding pattern data created in advance it can be produced by patterning.
【0024】 [0024]
なお、半透過膜および遮光膜の成膜方法については、特に限定するものではなく、例えば、半透過膜はモリブデンシリサイドのスパッタリングなどにより成膜することができ、遮光膜はクロムの真空蒸着またはスパッタリングなどにより成膜することができる。 Note that the method of forming the translucent film and the light shielding film is not particularly limited, for example, semi-transparent film can be deposited by a sputtering of molybdenum silicide light-shielding film vacuum deposition or sputtering of chromium it can be formed by such. また、パターニング方法についても特に限定するものではなく、フォトまたは電子線リソグラフィーおよびエッチングにより実施することができる。 Further, not limited in particular, also patterning method can be carried out by the photo or electron beam lithography and etching.
【0025】 [0025]
前記半透過パターンデータおよび前記遮光パターンデータの作成は、例えば、次のようにして作成することができる。 The creation of semi-transmitting pattern data and the shading pattern data, for example, can be prepared as follows.
【0026】 [0026]
まず、ガラス基板などの透明基板上に半透過膜を成膜し、これをパターニングすることによって、半透過パターン31を所望のマスクパターン状に形成する(図4A)。 First, a semi-transmissive film is formed on a transparent substrate such as a glass substrate, by patterned to form a semi-transmitting pattern 31 in a desired mask pattern (FIG. 4A). 続いて、前記半透過パターン31に光を照射し、その光の透過強度を測定することによって、前記半透過パターン31における光の透過強度分布を得る。 Subsequently, the irradiated into semi transparent pattern 31 of light, by measuring the transmitted intensity of the light, to obtain a transmission intensity distribution of light at the semi-transmitting pattern 31. このとき、光の照射条件については、特に限定するものではないが、作製されるハーフトーン位相シフトマスクが使用される際の露光条件と同等であることが好ましい。 At this time, the irradiation conditions of light, is not particularly limited, it is preferably a halftone phase shift mask being fabricated is equivalent to the exposure conditions when used.
【0027】 [0027]
得られた透過強度分布から、前記半透過パターン31において光の透過強度が極小となる部分(以下、「光強度極小部」という。)32を抽出し(図4B)、次に半透過パターン31において前記光強度極小部32に囲まれた領域33を抽出する(図4C)。 From the obtained transmission intensity distribution, the portions transmitted intensity of the light at the semi-transmitting pattern 31 is minimized (hereinafter, referred to as "light intensity minima".) 32 extracts (Figure 4B), then the semi-transparent pattern 31 extracting a region 33 surrounded by the light intensity minimum portion 32 (FIG. 4C). そして、この領域33のパターンを拡大し、これを遮光パターン34とする(図4D)。 Then, to expand the pattern of the region 33, which is a light shielding pattern 34 (FIG. 4D). このとき、パターン全体を拡大し、拡大されたパターンの縁端部が拡大前のパターンの縁端部より0.01〜0.2μm、更には0.05〜0.15μm外側となるように、拡大することが好ましい。 At this time, to expand the entire pattern, 0.01 to 0.2 [mu] m from the edge of the front edge of the enlarged pattern is enlarged pattern, so even a 0.05~0.15μm outside, it is preferable to expanding. また、この拡大量は、半透過パターンの透過率および光の種類に応じて設定されることが好ましい。 Also, the expansion amount is preferably set according to the transmittance and the type of light semi-transmitting pattern. 例えば、半透過パターンの透過率を20%とし、四重極照明のArFエキシマレーザーを用いた場合、前記拡大量は0.1μmとすることが好ましい。 For example, the transmittance of the semi-transmissive pattern was 20% in the case of using an ArF excimer laser of quadrupole illumination, the expansion amount is preferably set to 0.1 [mu] m.
【0028】 [0028]
なお、上記データ作成方法において、上記のように実際にマスクを作製する代わりに、コンピュータシミュレーションによって光強度分布を求めることが好ましい。 In the above data creation method, instead of making the actual mask as described above, it is preferable to determine the light intensity distribution by computer simulations. また、パターンの抽出および拡大などの操作は、好ましくはコンピュータを用いて実施される。 Further, operations such as extraction and enlargement of the pattern is preferably carried out using a computer-implemented.
【0029】 [0029]
次に、上記ハーフトーン位相シフトマスクを用いたパターン形成方法の一例について説明する。 Next, an example of a pattern forming method using the halftone phase shift mask. まず、半導体基板上にフォトレジストを塗布し、これを上記ハーフトーン位相シフトマスクを用いて露光する。 First, a photoresist is applied on a semiconductor substrate, which is exposed using the halftone phase shift mask. 露光に用いられる光としては、例えば、波長450nm以下の紫外線、特に、G線(波長436nm)、i線(波長365nm)、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F レーザー(波長156nm)などが挙げられる。 The light used for exposure, for example, ultraviolet light having a wavelength of at most 450 nm, in particular, G-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 like laser (wavelength 156 nm). 露光後、フォトレジストを現像することにより、前記フォトレジストにパターンを転写する。 After exposure, by developing the photoresist, transferring the pattern to the photoresist.
【0030】 [0030]
なお、得られたパターンは、例えば、半導体基板上に形成された被加工膜(例えば、半導体膜、絶縁膜、金属膜など)をエッチングする際のエッチングマスク、半導体基板に不純物イオンを注入する際のイオン注入マスクなどとして使用することができる。 Incidentally, the resulting pattern is, for example, the processed film formed on a semiconductor substrate (e.g., semiconductor film, an insulating film, a metal film, etc.) etching mask for etching the, when injecting impurity ions into the semiconductor substrate it can be used as such as an ion implantation mask.
【0031】 [0031]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明のハーフトーン位相シフトマスクによれば、微細ラインパターン形成の露光余裕度を向上させながら、大面積パターンのパターン異常の発生および露光余裕度低下を抑制することができる。 As described above, according to the halftone phase shift mask of the present invention, it can be fine while improving the exposure latitude of the line patterned to suppress the generation and exposure margin decrease in the second abnormality of the large area pattern .
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係るハーフトーン位相シフトマスクの一例を示す平面図である。 1 is a plan view showing an example of a halftone phase shift mask according to the present invention.
【図2】前記ハーフトーン位相シフトマスクのマスクパターン(図2A)と、このマスクパターンを全て半透過膜で形成した場合の各パターン部分における透過光強度分布(図2BおよびC)を示す図である。 And Figure 2 mask pattern of the halftone phase shift mask (FIG. 2A), a diagram showing a transmitted light intensity distribution in each pattern part in the case of forming the mask pattern in all semi-permeable membrane (Fig. 2B and C) is there.
【図3】パターンの線幅と透過光強度の傾きとの関係を示す図である。 3 is a diagram showing the relationship between the line width of the pattern and the inclination of the transmitted light intensity.
【図4】前記ハーフトーン位相シフトマスクの製造における半透過パターンデータおよび遮光パターンデータの作成方法の一例を説明するための平面図である。 4 is a plan view for explaining an example of a semi-transmitting pattern data and creating a light-shielding pattern data in the production of the halftone phase shift mask.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
11 半透過パターン部12 遮光パターン部13 透光性基板14 小線幅パターンのパターンデータ15 中線幅パターンのパターンデータ16 大線幅パターンのパターンデータ31 マスクパターン状に形成された半透過パターン32 光強度極小部33 光強度極小部で囲まれた部分34 遮光パターン 11 semi-transmitting pattern portion 12 light shielding pattern portion 13 translucent substrate 14 small linewidth pattern transflective pattern 32 formed in the pattern data 15 pattern data 31 mask pattern of the pattern data 16 large linewidth patterns of the middle line width pattern portion 34 shielding pattern surrounded by the light intensity minimum portion 33 light intensity minima

Claims (6)

  1. 透光性基板にマスクパターンが形成されたハーフトーン位相シフトマスクであって、前記マスクパターンは、半透過パターン部および遮光パターン部で構成され、 A halftone phase shift mask having a mask pattern formed on a transparent substrate, wherein the mask pattern is composed of a semi-transmitting pattern portion and the light shielding pattern portion,
    前記半透過パターン部は、その短辺方向における光の透過強度分布に極小となる部分が1個存在するパターンであり、 The semi-transmitting pattern portion is a pattern portion to be the minimum in transmitted intensity distribution of the light in the short side direction is present one,
    前記遮光パターン部は、前記半透過パターン部と同等の透光性を有すると仮定した場合に、その短辺方向における光の透過強度分布に極小となる部分が2個以上存在するパターンであることを特徴とするハーフトーン位相シフトマスク。 The light shielding pattern portion, said if it is assumed to have a semi-transmitting pattern portion equivalent to translucent, a pattern portion that becomes the minimum in transmitted intensity distribution of the light in the short side direction there are two or more halftone phase shift mask according to claim.
  2. ArFエキシマレーザーを用いた露光に使用され、前記半透過パターン部の短辺方向の寸法が0.2μm未満であり、前記遮光パターン部の短辺方向の寸法が0.2μm以上である請求項1に記載のハーフトーン位相シフトマスク。 Being used for exposure using an ArF excimer laser, the short side dimension of the semi-transmitting pattern portion is less than 0.2 [mu] m, according to claim 1 short side dimension of the light shielding pattern portion is 0.2 [mu] m or more half-tone phase shift mask according to.
  3. 前記半透過パターン部における光の透過率が、10〜80%である請求項1または2に記載のハーフトーン位相シフトマスク。 The light transmittance in the semi-transmitting pattern portion, a halftone phase shift mask according to claim 1 or 2 from 10 to 80%.
  4. 透光性基板上にマスクパターンが形成されたハーフトーン位相シフトマスクの製造方法であって、 A method of manufacturing a halftone phase shift mask having a mask pattern formed on a transparent substrate,
    前記透光性基板上に半透過膜および遮光膜を形成する工程と、半透過パターンデータおよび遮光パターンデータを得る工程と、前記半透過膜および前記遮光膜を、前記半透過パターンデータおよび前記遮光パターンデータに基づいてパターニングし、前記マスクパターンを形成する工程とを含み、 Forming a semi-transmissive film and the light shielding film on the transparent substrate, a step of obtaining a semi-transmitting pattern data and the light-shielding pattern data, the semi-transmissive film and the light-shielding film, the semi-transmitting pattern data and the shading patterned based on the pattern data, and a step of forming the mask pattern,
    前記遮光パターンデータを得る工程が、半透過パターンを前記マスクパターン状に形成する工程と、前記半透過パターンにおいて光の透過強度が極小となる部分を抽出する工程と、前記半透過パターンにおいて前記極小となる部分に囲まれた領域を抽出する工程と、前記極小となる部分に囲まれた領域のパターンを拡大し、この拡大されたパターンを遮光パターンとする工程とを含むことを特徴とするハーフトーン位相シフトマスクの製造方法。 Obtaining the light shielding pattern data, forming a semi-transparent pattern on the mask pattern, said a step of transmitting the intensity of light is extracted portion to be a minimum in the semi-transmissive pattern, it said in the semi-transmitting pattern minimum a step of extracting a region surrounded by the portion to be to enlarge the pattern of the region surrounded by the portion to be the minimum, half, characterized in that a step of this extension pattern and the light shielding pattern method for producing a tone phase shift mask.
  5. 前記極小となる部分に囲まれた領域のパターンを、拡大された前記パターンの縁端部が、拡大前の前記パターンの縁端部より0.01〜0.2μm外側となるように拡大する請求項4に記載のハーフトーン位相シフトマスクの製造方法。 Claims a pattern of a region surrounded by the portion to be the minimum, the edge of the enlarged the pattern is enlarged from the edge of the pattern before expansion so that 0.01~0.2μm outer method for producing a halftone phase shift mask according to claim 4.
  6. 請求項1〜3のいずれかに記載のハーフトーン位相シフトマスクを介してレジスト膜を露光した後、前記レジスト膜を現像することにより、前記レジスト膜にパターンを転写することを特徴とするパターン形成方法。 After exposing the resist film through a halftone phase shift mask according to any one of claims 1 to 3, by developing the resist film, patterning, characterized by transferring a pattern to the resist film Method.
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