JP2005181722A - Halftone phase shift mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハーフトーン位相シフトマスクに関する。特に、本発明は、光リソグラフィ装置に用いられるハーフトーン位相シフトマスクの構造、その製造方法、露光方法、露光装置に関する。 The present invention relates to a halftone phase shift mask. In particular, the present invention relates to a structure of a halftone phase shift mask used in an optical lithography apparatus, a manufacturing method thereof, an exposure method, and an exposure apparatus.
図7は、従来のハーフトーン位相シフトマスクの断面構造を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional halftone phase shift mask.
従来のハーフトーン位相シフトマスクは、透明基板3上に選択的にハーフトーン位相シフト膜1を形成した構造を有する(特許文献1参照)。
A conventional halftone phase shift mask has a structure in which a halftone
フォトリソグラフィにおいて、157nm以上の波長を有する光を適用し露光を行なう場合は、一般に透明基板材料として石英ガラスが適用され、大きさは6インチ角、厚さは0.25インチである。また、ハーフトーン位相シフト膜1の材料としては、ドライエッチングレートが他の材料と比較して大きいモリブデンシリサイド(MoSi)が適用され、透過率4〜20%の光学特性を有し、位相差180°となる厚さに設定される。ハーフトーン位相シフト膜の厚さDは、露光波長をλ、ハーフトーン位相シフト膜の屈折率をnとすると、次式で表される。
In photolithography, when exposure is performed by applying light having a wavelength of 157 nm or more, quartz glass is generally applied as a transparent substrate material, and the size is 6 inches square and the thickness is 0.25 inches. Further, as a material of the halftone
D=λ/2(n−1)
従来のハーフトーン位相シフトマスクを適用し、露光装置を用いてフォトレジストへ転写すると、ハーフトーン位相シフト領域を通った光と、透過領域を通った光の回折光とが重なり合い、強いサイドローブ光となる。これにより、フォトレジストの膜減りを生じさせる。
D = λ / 2 (n−1)
When a conventional halftone phase shift mask is applied and transferred to the photoresist using an exposure device, the light that has passed through the halftone phase shift area and the diffracted light that has passed through the transmission area overlap each other, resulting in strong sidelobe light. It becomes. As a result, the film thickness of the photoresist is reduced.
図8は、5%の透過率を有するハーフトーン位相シフト膜で形成された径100nmの孤立ホールパターンについて、波長157nmの露光光を用いた場合のシミュレーション結果である。図8(a),(b)は従来ハーフトーン位相シフトマスクの断面構造および平面図。図8(c)はシミュレーションにより求めた光強度分布を示す。ハーフトーン位相シフト膜を透過した光と、ハーフトーン位相シフト膜で形成された透過領域からの回折光とが重なり合い、ホールパターンの脇にサイドローブが発生する。 FIG. 8 is a simulation result when using an exposure light having a wavelength of 157 nm for an isolated hole pattern having a diameter of 100 nm formed of a halftone phase shift film having a transmittance of 5%. 8A and 8B are a sectional view and a plan view of a conventional halftone phase shift mask. FIG. 8C shows a light intensity distribution obtained by simulation. The light transmitted through the halftone phase shift film and the diffracted light from the transmission region formed by the halftone phase shift film overlap, and side lobes are generated beside the hole pattern.
図8(d)は、上記と同様に、5%の透過率を有するハーフトーン位相シフト膜で形成された径100nmの孤立ホールパターンについて、波長157nmの露光光を用いた場合のフォトレジスト形状をシミュレーションにて求めた結果である。図8(c)に示した光強度分布の、ホールパターンの脇のサイドローブが転写され、フォトレジストの膜減りが発生する。
従来技術として説明した通り、従来のハーフトーン位相シフトマスクを適用し、露光装置を用いてフォトレジストへ転写すると、ハーフトーン位相シフト領域を通った光と、透過領域を通った光の回折光とが重なり合い、フォトレジストの膜減りを生じさせる。 As described in the prior art, when a conventional halftone phase shift mask is applied and transferred to a photoresist using an exposure apparatus, the light passing through the halftone phase shift region and the diffracted light of the light passing through the transmission region Overlap, causing a reduction in photoresist film thickness.
本発明は、ハーフトーン位相シフトマスクにおけるフォトレジストの膜減りを防止することを目的とする。 An object of the present invention is to prevent a film loss of a photoresist in a halftone phase shift mask.
この発明に係るハーフトーン位相シフトマスクは、透過光の位相を180°反転させるハーフトーン位相シフト膜を用いて形成された位相シフト部を備え、
上記位相シフト部は、上記ハーフトーン位相シフト膜に対し、所定の間隔で配置された、上記透過光の位相を反転させない複数の位相無反転部を有することを特徴とする。
The halftone phase shift mask according to the present invention includes a phase shift portion formed using a halftone phase shift film that reverses the phase of transmitted light by 180 °,
The phase shift unit includes a plurality of phase non-inversion units that are arranged at a predetermined interval with respect to the halftone phase shift film and that do not invert the phase of the transmitted light.
透明基板と、
上記透明基板上に環状に形成され、透過光の位相を180°反転させる第1のハーフトーン位相シフト膜と、
上記透明基板上に上記第1のハーフトーン位相シフト膜の外側に隣接して形成され、透過光の位相を反転させない第1の位相無反転部と、
上記透明基板上に上記第1の位相無反転部の外側に隣接して形成され、透過光の位相を180°反転させる第2のハーフトーン位相シフト膜と、
上記透明基板上に上記第2のハーフトーン位相シフト膜の外側に隣接して形成され、透過光の位相を反転させない第2の位相無反転部と
を備えたことを特徴とする。
A transparent substrate;
A first halftone phase shift film formed in an annular shape on the transparent substrate and inverting the phase of transmitted light by 180 °;
A first phase non-inversion part that is formed adjacent to the outside of the first halftone phase shift film on the transparent substrate and does not invert the phase of transmitted light;
A second halftone phase shift film formed on the transparent substrate adjacent to the outside of the first non-phase-inverted portion and inverting the phase of transmitted light by 180 °;
And a second phase non-inversion portion which is formed adjacent to the outside of the second halftone phase shift film on the transparent substrate and does not invert the phase of transmitted light.
上記第1の位相無反転部と上記第2のハーフトーン位相シフト膜と第2の位相無反転部とのうち少なくとも1つは、内側に隣接する膜を囲むように環状に形成されたことを特徴とする。 At least one of the first phase non-inversion part, the second halftone phase shift film, and the second phase non-inversion part is formed in an annular shape so as to surround a film adjacent to the inside. Features.
上記第1と第2のハーフトーン位相シフト膜の光透過率は4〜20%であり、
上記第1と第2の位相無反転部の光透過率は0〜50%であることを特徴とする。
The light transmittance of the first and second halftone phase shift films is 4 to 20%,
The light transmittance of the first and second phase non-inversion parts is 0 to 50%.
上記第1と第2のハーフトーン位相シフト膜は、50〜100nmの幅で形成され、
上記第1と第2の位相無反転部は、50〜100nmの幅で形成されたことを特徴とする。
The first and second halftone phase shift films are formed with a width of 50 to 100 nm,
The first and second phase non-inversion parts are formed with a width of 50 to 100 nm.
上記第1と第2のハーフトーン位相シフト膜と上記第1と第2の位相無反転部とは、少なくとも250nm以下の短波長領域の光に対する耐光性を有することを特徴とする。 The first and second halftone phase shift films and the first and second phase non-inversion portions have light resistance to light in a short wavelength region of at least 250 nm or less.
上記第1と第2のハーフトーン位相シフト膜は、材料として、タンタルシリサイド(TaSi)とジルコンシリサイド(ZrSi)と、モリブデンシリサイド(MoSi)とクロムフロライド(CrF)とシリコンオキサイド(SiO2)とのうち少なくとも1つを含有することを特徴とする。 The first and second halftone phase shift films are made of tantalum silicide (TaSi), zircon silicide (ZrSi), molybdenum silicide (MoSi), chromium fluoride (CrF), and silicon oxide (SiO2). It contains at least one of them.
上記第1と第2の位相無反転部は、材料として、タンタルシリサイド(TaSi)とジルコンシリサイド(ZrSi)とモリブデンシリサイド(MoSi)とクロムフロライド(CrF)とシリコンオキサイド(SiO2)とのうち少なくとも1つを含有することを特徴とする。 The first and second phase non-inversion parts include at least one of tantalum silicide (TaSi), zircon silicide (ZrSi), molybdenum silicide (MoSi), chromium fluoride (CrF), and silicon oxide (SiO2) as a material. It is characterized by containing one.
上記ハーフトーン位相シフトマスクは、さらに、上記透明基板上に上記第2の位相無反転部の外側に隣接して形成され、透過光の位相を180°反転させる第3のハーフトーン位相シフト膜を備え、
上記第1と第2と第3のハーフトーン位相シフトマスクは、上記第1と第2の位相無反転部を覆うように一体で形成されたことを特徴とする。
The halftone phase shift mask further includes a third halftone phase shift film formed on the transparent substrate adjacent to the outside of the second phase non-inversion portion and for inverting the phase of transmitted light by 180 °. Prepared,
The first, second and third halftone phase shift masks are integrally formed so as to cover the first and second phase non-inversion parts.
本発明によれば、位相180°のハーフトーン位相シフト膜を透過した光と、隣接して配置された位相0°の膜を透過した光が相殺され、ホールパターン脇の光強度を抑えることができる。よって、フォトレジストの膜減りを防止することができ、露光後のフォトレジストの形状を良好な形状に形成することができる。 According to the present invention, the light transmitted through the halftone phase shift film having a phase of 180 ° and the light transmitted through the adjacent film having a phase of 0 ° are canceled out, and the light intensity on the side of the hole pattern can be suppressed. it can. Therefore, the film thickness reduction of the photoresist can be prevented, and the shape of the photoresist after exposure can be formed into a favorable shape.
また、フォトレジストの膜減りを考慮すること無しにハーフトーン位相シフト膜の透過率の最適化が可能となり、さらに、解像度を向上させることができる。 Further, the transmittance of the halftone phase shift film can be optimized without considering the reduction of the photoresist film, and the resolution can be improved.
実施の形態1.
以下に説明するように実施の形態1では、ハーフトーン位相シフトマスクを用いて露光する際に発生するサイドローブを抑制し、サイドローブの光強度によるフォトレジストの膜減りを著しく低減し、かつ光強度のコントラストを向上させ、フォトレジストの解像性能を著しく向上させる。
As described below, in the first embodiment, side lobes generated when exposure is performed using a halftone phase shift mask is suppressed, and the film thickness reduction of the photoresist due to the light intensity of the side lobes is significantly reduced. Improves contrast in intensity and significantly improves the resolution performance of the photoresist.
図1は、実施の形態1におけるハーフトーン位相シフトマスクの断面構造を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of the halftone phase shift mask in the first embodiment.
図1において、ハーフトーン位相シフトマスク100は、透明基板3と、位相シフト部10を備えている。位相シフト部10は、ハーフトーン位相シフト膜1と、膜2(位相無反転部の一例である)を有する。
In FIG. 1, the halftone
ハーフトーン位相シフト膜1は、上記透明基板3上に環状に形成され、透過光の位相を180°反転させる第1のハーフトーン位相シフト膜11と、上記透明基板3上に上記第1の位相無反転部の一例としての膜21の外側に隣接して形成され、透過光の位相を180°反転させる第2のハーフトーン位相シフト膜12と、上記透明基板3上に上記第2の位相無反転部の一例としての膜22の外側に隣接して形成され、透過光の位相を180°反転させる第3のハーフトーン位相シフト膜12と、・・・とを有している。
The halftone
膜2は、上記ハーフトーン位相シフト膜1に対し、所定の間隔で配置された複数の膜21,22,・・・(位相無反転部の一例である)で構成され、透過光の位相を反転させない膜である。膜2は、上記透明基板上に上記第1のハーフトーン位相シフト膜11の外側に隣接して形成され、透過光の位相を反転させない第1の膜21と、上記透明基板3上に上記第2のハーフトーン位相シフト膜12の外側に隣接して形成され、透過光の位相を反転させない第2の膜22と、・・・とを有している。言い換えれば、ハーフトーン位相シフトマスク100は、透明基板3上に透過光の位相を180°反転させるハーフトーン位相シフト膜1で形成されたホールパターンの脇の残しパターン部に、ハーフトーン位相シフト膜1に対して逆位相すなわち位相0°の膜2をホール40のホールエッジからハーフトーン位相シフト膜1と膜2が交互に並ぶように挿入する形で配置した構造となる。
The
ここで、ハーフトーン位相シフト膜1および膜2は、少なくとも250nm以下の短波長領域の光に対する耐光性を十分有する材料を用いる。
Here, the halftone
図2は、5%の透過率を有するハーフトーン位相シフト膜1で形成された1辺が100nm角のホール40のホールパターンにおいて、ホールパターンエッジから50nmの位置、および150nm,250nm,350nm,・・・の位置に、幅50nmで、15%の透過率を有する位相0°の第1、第2、第3、・・・の膜2を挿入する形で配置、すなわちハーフトーン位相シフト膜1と膜2とを交互に配置した新規ハーフトーン位相シフトマスクを使用し、波長157nmの露光光を用いた場合のシミュレーション結果を示す図である。
FIG. 2 shows a hole pattern of a
図2(a),(b)は新規ハーフトーン位相シフトマスクの断面構造および平面図を示す。図2(c)はシミュレーションにより求めた光強度分布を示す。位相180°のハーフトーン位相シフト膜1を透過した光と、位相0°の膜2を透過した光が相殺され、ホールパターン脇のサイドローブの光強度が抑えられる。
2A and 2B show a cross-sectional structure and a plan view of the new halftone phase shift mask. FIG. 2C shows a light intensity distribution obtained by simulation. The light transmitted through the halftone
また、図2(d)は、新規ハーフトーン位相シフトマスクを使用し、波長157nmの露光光を用いた場合のフォトレジストの断面形状をシミュレーションにて求めた結果を示す。5%の透過率を有するハーフトーン位相シフト膜1で形成された1辺が100nm角のホールパターンにおいて、ホールパターンエッジから50nmの位置、および150nm,250nm,350nm,…の位置に、幅50nmで、15%の透過率を有する位相0°の第1、第2、第3、・・・の膜2を配置した新規ハーフトーン位相シフトマスクを使用することにより、サイドローブの光強度が抑えられ、フォトレジストの膜減りは発生せず、良好な形状となる。
FIG. 2 (d) shows the result of the simulation of the cross-sectional shape of the photoresist when a novel halftone phase shift mask is used and exposure light having a wavelength of 157 nm is used. In a hole pattern with a side of 100 nm square formed of a halftone
図3は、ハーフトーン位相シフトマスクが複数のホールパターンを有する場合の構成の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration when the halftone phase shift mask has a plurality of hole patterns.
図2では、第1のハーフトーン位相シフト膜11と第1の位相無反転部の一例としての膜21と第2のハーフトーン位相シフト膜12と第2の位相無反転部の一例としての膜22・・・は、すべて内側に隣接する膜を囲むように環状に形成されているが、ハーフトーン位相シフトマスクが複数のホール40のホールパターンを有する場合に、各膜を他のホールパターンを形成する膜と共用することにより、第1のハーフトーン位相シフト膜11と第1の膜21と第2のハーフトーン位相シフト膜12とを内側に隣接する膜を囲むように環状に形成するが、それ以降の膜は、内側に隣接する膜を囲まないように形成することもできる。言い換えれば、第1のハーフトーン位相シフト膜11が内側に隣接する膜を囲む他、第1の膜21と第2のハーフトーン位相シフト膜12と第2の膜22と・・・とのうち、少なくとも1つは、内側に隣接する膜を囲むように環状に形成される。図3では、第1のハーフトーン位相シフト膜11と第1の膜21と第2のハーフトーン位相シフト膜12とが内側に隣接する膜を囲むように環状に形成されているが、それ以降の膜は、内側に隣接する膜を囲んでいない。また、図3では、第2のハーフトーン位相シフト膜12は、格子状に形成されている。
In FIG. 2, the first halftone
図4は、実施の形態1におけるハーフトーン位相シフトマスクを使用した際の、フォーカスマージン向上効果とサイドローブ抑制効果を示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing a focus margin improvement effect and a sidelobe suppression effect when the halftone phase shift mask in the first embodiment is used.
図4において、実施の形態1におけるハーフトーン位相シフトマスクに適用される膜2の透過率によって異なるが、従来のハーフトーン位相シフトマスクに比べ、フォーカスマージンは最大約7%向上し、ホールパターン脇のサイドローブの光強度は最大約67%まで抑制できる。新規ハーフトーン位相シフトマスク100に適用される膜2の透過率は、0〜50%の範囲にすることで効果が得られる。
In FIG. 4, although it differs depending on the transmittance of the
以上のように、実施の形態1におけるハーフトーン位相シフトマスク100を用いて露光することで、サイドローブを抑制し、サイドローブの影響によるフォトレジストの膜減りを低減し、かつ光強度のコントラストを向上させ、フォトレジストの解像度を向上させることができる。
As described above, exposure using the halftone
図5は、実施の形態1におけるハーフトーン位相シフトマスクの製造工程を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing manufacturing steps of the halftone phase shift mask in the first embodiment.
図5において、工程(a)は、透明基板3上にハーフトーン位相シフト膜1を堆積させる堆積工程、工程(b)は、エッチストップ膜6を堆積させる堆積工程、工程(c)は、電子線レジスト5を塗布後、電子ビーム4による露光工程、工程(d)は、現像工程、工程(e)は、電子線レジスト5をマスクとしたエッチストップ膜6とハーフトーン位相シフト膜1のエッチング工程、工程(f)は、電子線レジスト5を除去する除去工程、工程(g)は、膜2の堆積工程、工程(h)は、電子線レジスト5を塗布後、電子ビーム4による露光工程、工程(i)は、現像工程、工程(j)は、電子線レジスト5をマスクとした膜2のエッチング工程、工程(k)は、電子線レジスト5の除去工程、工程(l)は、膜2のエッチバック工程、工程(m)は、エッチストップ膜6エッチバック工程を示す。
In FIG. 5, step (a) is a deposition step of depositing the halftone
透明基板3上に、スパッタ、真空蒸着等により、ハーフトーン位相シフト膜1を形成し(工程(a))、その上にエッチストップ膜6を成膜する(工程(b))。このエッチストップ膜6は、ハーフトーン位相シフト膜1、膜2とのエッチング選択比が大きい膜が必要で、Poly−Si等が有効である。
A halftone
さらにその上に電子線レジスト5を塗布する(工程(c))。 Furthermore, the electron beam resist 5 is apply | coated on it (process (c)).
透明基板3の材料としては、適用する露光光の波長において、透過率80%以上の高いものでなければならない。例えば、露光光の波長157nm以上において、85%以上の透過率を有する石英ガラスは有効である。ハーフトーン位相シフト膜1の材料としては、タンタルシリサイド(TaSi)、ジルコンシリサイド(ZrSi)、モリブデンシリサイド(MoSi)、クロムフロライド(CrF)、シリコンオキサイド(SiO2)が有効である。ハーフトーン位相シフト膜1の成膜の際、膜厚は位相180°が得られ、光透過率が4〜20%となる膜厚で成膜する。
The material of the
次に、電子ビーム4による描画と現像工程により、電子線レジストは、レジスト領域と無レジスト領域に区別されてパターニングが行なわれる。 Next, the electron beam resist is patterned into a resist region and a non-resist region by drawing and developing processes using the electron beam 4.
電子線レジスト現像工程においては、ポジ型の電子線レジスト5を適用した場合、電子ビームが照射された領域は電子線レジスト5が現像液に溶解し、ハーフトーン位相シフト膜1が露出する。電子ビームが照射されない領域は、電子線レジスト5が現像液に溶解しないので、電子線レジストのパターンが残存する(工程(d))。
In the electron beam resist developing step, when a positive electron beam resist 5 is applied, the electron beam resist 5 is dissolved in the developer in the region irradiated with the electron beam, and the halftone
次いで、電子線レジスト5をマスクとして、エッチストップ膜6をエッチングし、その後、エッチストップ膜6をハードマスクとしてハーフトーン位相シフト膜1をエッチングする(工程(e))。この際、ハーフトーン位相シフト膜1と透明基板3のエッチング選択比は十分でなければならない。
Next, the
その後電子線レジストを剥離除去する(工程(f))。 Thereafter, the electron beam resist is peeled and removed (step (f)).
ここまでの説明は、従来のハーフトーン位相シフトマスクの製造工程と同様である。しかし、本実施の形態1におけるハーフトーン位相シフトマスクの場合、工程(c)〜(f)に示す電子線レジスト露光工程〜ハーフトーン位相シフト膜1のエッチング工程において、ホールパターン脇の残しパターン部に、以下に説明する膜2を埋め込むためのスペースパターンを形成しておく。ホールエッジから幅8のスペースまでの距離7は、光学条件によって最適値は異なるが、50〜100nm程度が良い。またスペースの幅8も50〜100nm程度が良く、ホールエッジから残しと抜きが交互に並ぶようにする。以下、新規ハーフトーン位相シフトマスクについては、さらに膜2の成膜以降の工程が続く。
The description so far is the same as the manufacturing process of the conventional halftone phase shift mask. However, in the case of the halftone phase shift mask according to the first embodiment, in the electron beam resist exposure step to the halftone
工程(g)に示すように、スパッタ、真空蒸着等により、膜2を形成する。膜2の材料としては、タンタルシリサイド(TaSi)、ジルコンシリサイド(ZrSi)、モリブデンシリサイド(MoSi)、クロムフロライド(CrF)、シリコンオキサイド(SiO2)が有効である。成膜の際、膜厚は少なくとも幅8のスペースを完全に埋め込み、かつ位相0°が得られる膜厚よりも厚めに成膜しておく。
As shown in the step (g), the
次いで、電子線レジスト5を塗布し、電子ビームで露光する(工程(h))。この露光で形成するパターンは、工程(f)までに形成したパターンに精度良く重ね、スペースの幅8よりも太い幅9の残しパターンとし、幅8のスペースに完全に被せる。この際、残しパターンの幅9は以下の式で表される幅にするのが良い(工程(i))。
Next, an electron beam resist 5 is applied and exposed with an electron beam (step (h)). The pattern formed by this exposure is accurately overlapped with the pattern formed up to the step (f) to form a remaining pattern having a
(幅9)=((距離7)+(幅8))/2
次いで、現像し(工程(i))、電子線レジスト5をマスクとして、膜2をエッチングする。この際、エッチストップ膜6がハードマスクとして働き、ハーフトーン位相シフト膜1はエッチングされずに残る(工程(j))。
(Width 9) = ((distance 7) + (width 8)) / 2
Next, development (step (i)) is performed, and the
その後電子線レジスト5を剥離除去する(工程(k))。 Thereafter, the electron beam resist 5 is peeled and removed (step (k)).
次いで、エッチストップ膜6を利用し、全面エッチバックして、エッチストップ膜6より上部に出ている膜2を取り去る(工程(l))。この際、膜2と透明基板3のエッチング選択比は十分でなければならない。膜2の膜厚は、ハーフトーン位相シフト膜1の膜厚とエッチストップ膜6の膜厚の和となるため、その膜厚が位相0°が得られる膜厚になるように、予めエッチストップ膜6の成膜の際、膜厚を所望の膜厚に設定しておく。
Next, the
その後、エッチストップ膜6を全面エッチバックにより取り去り(工程(m))、本実施の形態1における新規ハーフトーン位相シフトマスク100が完成する。エッチバックの際、エッチストップ膜6と、ハーフトーン位相シフト膜1、膜2、透明基板3とのエッチング選択比は十分でなければならない。
Thereafter, the
図6は、ハーフトーン位相シフトマスクの断面構造(膜2の光透過率0%)を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional structure of the halftone phase shift mask (light transmittance of the
図6(a)は、膜2(透過率0%)がハーフトーン位相シフト膜1間に挿入される場合を示す。図6(b)は、膜2(透過率0%)がハーフトーン位相シフト膜1の上層に配置される場合を示す。図6(c)は、膜2(透過率0%)がハーフトーン位相シフト膜1の下層に配置される場合を示す。ホールパターン脇の残しパターン部に配置する膜2の光透過率は0〜50%で良いので、光透過率0%に設定する場合は、図6に示すように、ハーフトーン位相シフト膜1で形成されたホールパターン間の残しパターンの中央に挿入しても(図6(a))、上層または下層に配置しても良い(図6(b),(c))。言い換えれば、上記第1と第2と第3のハーフトーン位相シフト膜11,12,13は、上記第1と第2の膜21,22を乗せるように一体で形成されてもよい。或いは上記第1と第2の膜21,22を覆うように一体で形成されてもよい。光強度0%に設定する場合の膜の材料としては、Cr等が有効である。
FIG. 6A shows a case where the film 2 (
以上のように、従来のハーフトーン位相シフトマスクを適用し、露光装置を用いてフォトレジストへ転写すると、ハーフトーン位相シフト領域を通った光と、透過領域を通った光の回折光とが重なり合い、フォトレジストの膜減りを生じさせる。 As described above, when the conventional halftone phase shift mask is applied and transferred to the photoresist using the exposure apparatus, the light passing through the halftone phase shift region and the diffracted light of the light passing through the transmission region overlap each other. This causes film loss of the photoresist.
しかし、上記実施の形態におけるハーフトーン位相シフトマスクを適用し、露光装置を用いてフォトレジストへ転写すると、ホールパターンを形成する位相180°のハーフトーン位相シフト膜1を透過した光と、ホールパターン間の残しパターンの中央に配置された位相0°の膜2を透過した光が相殺され、ホールパターン間の残しパターン中央の光強度が抑えられる。よって、フォトレジストの膜減りは発生せず、良好な形状となる。従来、フォトレジストの膜減りが起こるため、よりコントラストを向上できる高透過率のハーフトーン位相シフト膜が適用できなかったが、この実施の形態におけるハーフトーン位相シフトマスクを適用することで、フォトレジストの膜減りを考慮すること無しにハーフトーン位相シフト膜の透過率の最適化が可能となり、さらなる解像度向上につながる。
However, when the halftone phase shift mask in the above embodiment is applied and transferred to the photoresist using the exposure apparatus, the light transmitted through the halftone
3 透明基板、1 ハーフトーン位相シフト膜、2 膜、4 電子ビーム、5 電子線レジスト、6 エッチストップ膜、7 距離、8 幅、10 位相シフト部、11,12,13 ハーフトーン位相シフト膜、21 膜、22 膜、40 ホール、100 ハーフトーン位相シフトマスク。 3 transparent substrate, 1 halftone phase shift film, 2 film, 4 electron beam, 5 electron beam resist, 6 etch stop film, 7 distance, 8 width, 10 phase shift part, 11, 12, 13 halftone phase shift film, 21 films, 22 films, 40 holes, 100 halftone phase shift mask.
Claims (9)
上記位相シフト部は、上記ハーフトーン位相シフト膜に対し、所定の間隔で配置された、上記透過光の位相を反転させない複数の位相無反転部を有することを特徴とするハーフトーン位相シフトマスク。 A phase shift portion formed using a halftone phase shift film that reverses the phase of transmitted light by 180 °,
The halftone phase shift mask, wherein the phase shift unit includes a plurality of phase non-inversion units that are arranged at a predetermined interval with respect to the halftone phase shift film and that do not invert the phase of the transmitted light.
上記透明基板上に環状に形成され、透過光の位相を180°反転させる第1のハーフトーン位相シフト膜と、
上記透明基板上に上記第1のハーフトーン位相シフト膜の外側に隣接して形成され、透過光の位相を反転させない第1の位相無反転部と、
上記透明基板上に上記第1の位相無反転部の外側に隣接して形成され、透過光の位相を180°反転させる第2のハーフトーン位相シフト膜と、
上記透明基板上に上記第2のハーフトーン位相シフト膜の外側に隣接して形成され、透過光の位相を反転させない第2の位相無反転部と
を備えたことを特徴とするハーフトーン位相シフトマスク。 A transparent substrate;
A first halftone phase shift film formed in an annular shape on the transparent substrate and inverting the phase of transmitted light by 180 °;
A first non-phase-inversion portion formed on the transparent substrate adjacent to the outside of the first halftone phase shift film and not inverting the phase of transmitted light;
A second halftone phase shift film formed on the transparent substrate adjacent to the outside of the first non-phase-inverted portion and inverting the phase of transmitted light by 180 °;
A halftone phase shift comprising: a second phase non-inversion portion formed on the transparent substrate adjacent to the outside of the second halftone phase shift film and not inverting the phase of transmitted light. mask.
上記第1と第2の位相無反転部の光透過率は0〜50%であることを特徴とする請求項2記載のハーフトーン位相シフトマスク。 The light transmittance of the first and second halftone phase shift films is 4 to 20%,
3. The halftone phase shift mask according to claim 2, wherein the light transmittance of the first and second phase non-inversion parts is 0 to 50%.
上記第1と第2の位相無反転部は、50〜100nmの幅で形成されたことを特徴とする請求項2記載のハーフトーン位相シフトマスク。 The first and second halftone phase shift films are formed with a width of 50 to 100 nm,
3. The halftone phase shift mask according to claim 2, wherein the first and second phase non-inversion portions are formed with a width of 50 to 100 nm.
上記第1と第2と第3のハーフトーン位相シフトマスクは、上記第1と第2の位相無反転部を覆うように一体で形成されたことを特徴とする請求項2記載のハーフトーン位相シフトマスク。 The halftone phase shift mask further includes a third halftone phase shift film formed on the transparent substrate adjacent to the outside of the second phase non-inversion portion and for inverting the phase of transmitted light by 180 °. Prepared,
3. The halftone phase according to claim 2, wherein the first, second and third halftone phase shift masks are integrally formed so as to cover the first and second phase non-inversion parts. Shift mask.
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