JP2641589B2 - Photo mask - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体製造用リソグラフィーにおける光露
光プロセスで用いるフォトマスクに関し、特に微細パタ
ーン形成のためのフォトマスクに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask used in a light exposure process in semiconductor manufacturing lithography, and more particularly to a photomask for forming a fine pattern.
第５図は従来のフォトマスクを用いた微細パターン形
成方法を示す断面図であり、図において、１はマスク、
２は光露光、３はマスクを通過した光学像、４は現像後
のレジスト像、５は基板を示す。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional method for forming a fine pattern using a photomask.
Reference numeral 2 denotes light exposure, 3 denotes an optical image that has passed through a mask, 4 denotes a resist image after development, and 5 denotes a substrate.
次に形成方法について説明する。 Next, a forming method will be described.
マスク１を通過した露光光２は３に示した光学像を示
す。この光学像の強度分布から判るように、マスクで隠
された領域にもまわり込む光が存在する。これにより、
光学像のコントラスト（光学強度MAXとMINの比）は低下
し、よって得られたレジスト像４も形状が悪くなること
がわかる。The exposure light 2 having passed through the mask 1 shows the optical image shown in FIG. As can be seen from the intensity distribution of the optical image, there is light that goes around the area hidden by the mask. This allows
It can be seen that the contrast of the optical image (the ratio between the optical intensities MAX and MIN) is reduced, and the resulting resist image 4 also has a poor shape.
従来のフォトマスクによる微細パターンの形成は以上
のようであるため、該フォトマスクにより得られたレジ
ストパターンの形状はテーパー化し、これにより寸法制
御性，及び解像力が低下するという問題点があった。Since the formation of a fine pattern using a conventional photomask is as described above, the shape of a resist pattern obtained by using the photomask is tapered, which causes a problem that dimensional controllability and resolution are reduced.
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、光学像の改善ができるとともに、形成され
たレジスト像の矩形性を向上させることができるフォト
マスクを得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a photomask capable of improving an optical image and improving the rectangularity of a formed resist image. .
この発明に係るフォトマスクは、マスクパターンを形
成した面とは反対の石英面上に、該マスクパターンの繰
返しパターンの１区間おきに、入射光の位相を180゜移
相する位相シフタを設けたものである。The photomask according to the present invention is provided with a phase shifter that shifts the phase of incident light by 180 ° on every other section of the repetitive pattern of the mask pattern on the quartz surface opposite to the surface on which the mask pattern is formed. Things.
また，この発明に係るフォトマスクは、マスクパター
ンを形成した面とは反対の石英面上に、該マスクパター
ンの繰返しパターンの１区間おきに所定の深さ凹部を設
け、該凹部を入射光の位相を180゜移相する位相シフタ
としたものである。Further, in the photomask according to the present invention, on the quartz surface opposite to the surface on which the mask pattern is formed, a concave portion having a predetermined depth is provided every other section of the repetitive pattern of the mask pattern, and the concave portion is formed with the concave portion for incident light. The phase shifter shifts the phase by 180 °.
また、この発明に係るフォトマスクは、石英面上のマ
スクパターン間に相当する部分でかつ該マスクパターン
近傍を除く領域に、重金属イオンの注入あるいは不純物
原子の導入により形成した、入射光の位相を180゜移相
する位相シフタを備えたものである。Further, in the photomask according to the present invention, the phase of incident light, which is formed by implantation of heavy metal ions or introduction of impurity atoms, in a portion corresponding to a space between mask patterns on a quartz surface and in a region other than the vicinity of the mask pattern. It has a phase shifter that shifts the phase by 180 °.
さらに、この発明に係るフォトマスクは、半導体製造
用リソグラフィーにおける光露光プロセスに用いるフォ
トマスクであって、石英板上に設けたマスクパターン
と、該石英板の、該マスクパターンを設けたマスク側面
上に、該マスクパターンの繰返しパターンの１区間おき
に設けられ、入射光の位相を180゜移相する第１の位相
シフタと、該180゜位相シフタの中央部付近である第１
領域、及び該石英板のマスク側面上の、隣接するマスク
パターンの間の部分であって該第１の位相シフタが配置
されていない部分の中央部付近である第２領域の少なく
とも一方の領域に設けられ、上記入射光の位相を（180
゜＋20゜）または（180゜−20゜）移相する第２の位相
シフタとを備えたものである。Further, the photomask according to the present invention is a photomask used for a light exposure process in lithography for manufacturing a semiconductor, wherein a mask pattern provided on a quartz plate and a mask side surface of the quartz plate provided with the mask pattern are provided. A first phase shifter, which is provided every other section of the repetitive pattern of the mask pattern and shifts the phase of the incident light by 180 °, and a first phase shifter near the center of the 180 ° phase shifter.
At least one of a region and a second region on the mask side surface of the quartz plate between adjacent mask patterns and near the center of a portion where the first phase shifter is not disposed. The phase of the incident light is set to (180
(+ 20 °) or (180 ° −20 °) second phase shifter.
この発明におけるフォトマスクでは、マスクパターン
としての露光マスク上の所定部分に、露光光の位相を18
0゜，（180゜＋20゜），あるいは（180゜−20゜）移相
反転させる位相シフタを適宜配設するようにしたので、
露光光の一部が180゜，（180゜＋20゜），あるいは（18
0゜−20゜）移相反転し、マスクを通過した光学像の矩
形性が向上することとなる。In the photomask according to the present invention, the phase of the exposure light is set at a predetermined portion on the exposure mask as a mask pattern.
A phase shifter that performs phase inversion of 0 °, (180 ° + 20 °), or (180 ° −20 °) is arranged as appropriate.
Part of the exposure light is 180 ゜, (180 ゜ +20 ゜), or (18
0 ゜ −20 ゜) The phase shift is reversed, and the rectangularity of the optical image that has passed through the mask is improved.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の第１の実施例によるフォトマスクを
その製造工程に基づいて示したものであり、図におい
て、１は波長190〜600nmの光を吸収できるCr,MoSi,Al等
からなるマスク、２はリソグラフィー用の190〜600nmの
波長範囲の光源からの露光光で、エキシマーレーザ光,D
eepUV,紫外線等が含まれている。６は位相シフト膜で、
この膜にはフォトレジスト，酸化膜等の露光光に吸収の
ない膜を用いる。７は加工された位相シフタ、３はマス
クを通過した光学像の強度分布、８は光学エネルギーの
分布、９は石英板を示す。FIG. 1 shows a photomask according to a first embodiment of the present invention based on its manufacturing process. In the figure, 1 is made of Cr, MoSi, Al or the like capable of absorbing light having a wavelength of 190 to 600 nm. Mask 2 is exposure light from a light source in the wavelength range of 190 to 600 nm for lithography, excimer laser light, D
eepUV, ultraviolet rays, etc. are included. 6 is a phase shift film,
As this film, a film such as a photoresist or an oxide film which does not absorb exposure light is used. 7, a processed phase shifter; 3, an intensity distribution of an optical image passing through the mask; 8, an optical energy distribution; and 9, a quartz plate.
次に製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method will be described.
第１図（ａ）に示すように、石英板の裏面にCr,MoSi
あるいはAl等からなるフォトマスクパターン１を形成
し、その後第１図（ｂ）に示すように該フォトマスクの
パターン１を形成した面とは反対の面に、位相反転膜６
を均一に形成する。As shown in FIG. 1 (a), Cr, MoSi
Alternatively, a photomask pattern 1 made of Al or the like is formed, and then, as shown in FIG. 1B, a phase inversion film 6 is formed on the surface opposite to the surface on which the pattern 1 is formed.
Is formed uniformly.
その後、第１図（ｃ）に示すように、マスク１の繰り
返しパターンの１区間おきに位相反転膜をエッチング加
工する。ここで、位相反転膜の厚さはλ/2（ｎ−１）と
する。但し、λはリソグラフィー光の波長、ｎは反転膜
の屈折率を示す。Thereafter, as shown in FIG. 1C, the phase inversion film is etched every other section of the repetitive pattern of the mask 1. Here, the thickness of the phase inversion film is λ / 2 (n−1). Here, λ indicates the wavelength of the lithography light, and n indicates the refractive index of the inversion film.
このように形成したフォトマスクを用いた光学像の強
度分布，及びエネルギーの分布は第４図（ｃ）の３及び
８に示すようになり、位相反転膜を通過した露光光はそ
の位相が180゜反転することとなるので、リソグラフィ
ー光学像のコントラストの向上が見られる。The intensity distribution and energy distribution of the optical image using the photomask thus formed are as shown in 3 and 8 in FIG. 4C, and the phase of the exposure light having passed through the phase inversion film is 180.゜ Since the image is inverted, the contrast of the lithographic optical image is improved.
また、位相反転膜６の材質は、リソグラフィー光に吸
収をもとないものとし、ｇ線（波長436nmの紫外線）,i
線（波長365nmの紫外線）には酸化膜，窒化膜，エキシ
マ光には石英等を用いてもよい。The phase inversion film 6 is made of a material that does not absorb lithography light, and is composed of g-line (ultraviolet light having a wavelength of 436 nm), i
An oxide film or a nitride film may be used for the line (ultraviolet light having a wavelength of 365 nm), and quartz or the like may be used for the excimer light.
なお、上記実施例ではマスク１上の位相反転膜を単一
膜で形成しているが、この膜を多層膜にして位相を180
゜反転させても同様の効果が得られる。In the above embodiment, the phase inversion film on the mask 1 is formed as a single film.
て も Similar effects can be obtained by inverting.
また、上記実施例では露光マスクが形成されている面
とは反対の石英面上に、マスク１の繰り返しパターンの
１区間おきに位相シフト膜を形成するようにしたが、こ
れは露光マスクが形成されている面と反対の石英面をマ
スク１の繰り返しパターンの１区間おきにエッチング
し、該エッチング部を位相シフタとしてもよい。以下、
その例を図について説明する。Further, in the above embodiment, the phase shift film is formed every other section of the repetitive pattern of the mask 1 on the quartz surface opposite to the surface on which the exposure mask is formed. The quartz surface opposite to the surface to be etched may be etched every other section of the repetitive pattern of the mask 1, and the etched portion may be used as a phase shifter. Less than,
An example will be described with reference to the drawings.
即ち、第２図は本発明の第２の実施例によるフォトマ
スクをその製造工程に従って示したものであり、図にお
いて、第１図と同一符号は同一部分を示し、11はレジス
ト、12はリソグラフィー後のレジスト、10はエッチング
除去された石英基板である。以下、製造方法に従って説
明する。That is, FIG. 2 shows a photomask according to a second embodiment of the present invention in accordance with the manufacturing process. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, 11 denotes a resist, and 12 denotes a lithography. The later resist, 10 is a quartz substrate etched away. Hereinafter, description will be given according to the manufacturing method.
まず，第２図（ａ）に示すように、石英板の裏面に波
長190〜600nmの光を吸収できるMoSi,Cr,Al等のマスク材
を設け、露光マスクパターン１を形成する。First, as shown in FIG. 2A, a mask material such as MoSi, Cr, or Al capable of absorbing light having a wavelength of 190 to 600 nm is provided on the back surface of a quartz plate, and an exposure mask pattern 1 is formed.
その後、第２図（ｂ）に示すように、露光マスクパタ
ーン１が形成されている面とは反対の石英面上にレジス
ト膜11を均一に形成する。Thereafter, as shown in FIG. 2B, a resist film 11 is formed uniformly on the quartz surface opposite to the surface on which the exposure mask pattern 1 is formed.
次に、第２図（ｃ）に示すように、露光マスク１の繰
返しパターンの１区間おきにレジスト11を露光・現像加
工し、レジストパターン12を形成する。Next, as shown in FIG. 2C, the resist 11 is exposed and developed every other section of the repetitive pattern of the exposure mask 1 to form a resist pattern 12.
次に第２図（ｄ）に示すようにこのレジスト12をマス
クとして石英板９をλ/2（ｎ−１）分の深さだけエッチ
ング加工する。但し、λはリソグラフィー光の波長、ｎ
は反転膜の屈折率を示す。Next, as shown in FIG. 2D, the quartz plate 9 is etched to a depth of λ / 2 (n-1) using the resist 12 as a mask. Where λ is the wavelength of lithography light, n
Indicates the refractive index of the inversion film.
そして第２図（ｅ）に示すように、レジスト12を除去
してフォトマスクを完成する。Then, as shown in FIG. 2E, the resist 12 is removed to complete a photomask.
このように形成したフォトマスクにエキシマレーザ,D
eepUV,紫外線等の190〜600nmの波長範囲のリソグラフィ
ー光２を照射すると、該マスクを通過したリソグラフィ
ー光は3,及び８に示すようなコントラストのよい光学強
度分布及び光学エネルギー分布を示す。Excimer laser, D
When lithography light 2 having a wavelength range of 190 to 600 nm, such as eepUV or ultraviolet light, is irradiated, the lithography light having passed through the mask exhibits optical intensity distribution and optical energy distribution with good contrast as shown in 3 and 8.
また、石英板の厚さにより薄くするとさらに光学像コ
ントラストを向上することができる。Further, when the thickness is reduced by the thickness of the quartz plate, the optical image contrast can be further improved.
また、第３図は本発明の第３の実施例によるフォトマ
スクを製造工程に従って示したものであり、図におい
て、第１図と同一符号は同一部分を示し、13はCVD法に
より形成されたSi3N4膜、14はエッチバック後に残ったS
i3N4膜、15は注入イオン、16はイオン注入層、17はCF4 +
によるエッチバックを示している。FIG. 3 shows a photomask according to a third embodiment of the present invention in accordance with the manufacturing process. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same parts, and 13 is formed by a CVD method. Si 3 N 4 film, 14 is S remaining after etch back
i 3 N 4 film, 15 is implanted ions, 16 is ion implanted layer, 17 is CF 4 +
Of FIG.
次に製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method will be described.
まず、第３図（ａ）に示すように、石英板９上にCr等
からなるマスクパターン１を形成する。First, as shown in FIG. 3A, a mask pattern 1 made of Cr or the like is formed on a quartz plate 9.
次に、第３図（ｂ）に示すように、該マスクパターン
１を覆うようにCVD法により前面に均一なSi3N4膜を形成
する。Next, as shown in FIG. 3 (b), a uniform Si 3 N 4 film is formed on the front surface by the CVD method so as to cover the mask pattern 1.
その後、第３図（ｃ）に示すようにCF4 +を用いて全面
エッチバックを行い、マスクパターン１の両側壁のみに
Si3N4膜14を残す。Thereafter, as shown in FIG. 3 (c), the entire surface is etched back using CF 4 +, and only the side walls of the mask pattern 1 are etched.
The Si 3 N 4 film 14 is left.
次に第３図（ｄ）に示すように、マスク１及びSi3N4
膜14をマスクとして全面にイオン注入を行う。この時の
イオン15は、Ti,Ge,Fe,Zn,Cr等の重金属イオンとする。
該イオンの注入により注入層16はその結晶構造が変化
し、これにより屈折率が変化する。そこで、この注入層
16の屈折率ｎは、 になるようにその注入濃度をコントロールする。その
際、ｄは注入層の深さで、 但し、n0は石英板の屈折率を示し、λはリソグラフィー
光の波長である。Next, as shown in FIG. 3D, the mask 1 and the Si 3 N 4
Ion implantation is performed on the entire surface using the film 14 as a mask. The ions 15 at this time are heavy metal ions such as Ti, Ge, Fe, Zn, and Cr.
The crystal structure of the implanted layer 16 changes due to the implantation of the ions, thereby changing the refractive index. So this injection layer
The refractive index n of 16 is The injection concentration is controlled so that At that time, d is the depth of the injection layer, Here, n 0 indicates the refractive index of the quartz plate, and λ is the wavelength of the lithography light.
そして、注入後、第３図（ｅ）に示すようにSi3N4膜
を除去し、全面にリソグラフィー光２を照射する。マス
クを通過したリソグラフィー光の光学強度分布及び光学
エネルギー分布は３及び８のようになり、リソグラフィ
ー光学像のコントラストが向上する。After the implantation, the Si 3 N 4 film is removed as shown in FIG. 3E, and the entire surface is irradiated with lithography light 2. The optical intensity distribution and optical energy distribution of the lithography light passing through the mask are as shown in 3 and 8, and the contrast of the lithography optical image is improved.
なお、上記実施例では位相反転層の形成にイオン注入
法を用いたが、該反転層は熱拡散を用いてAs,P等の不純
物原子を導入して形成してもよく、その場合においても
上記実施例と同様の効果を奏する。Although the ion implantation method is used to form the phase inversion layer in the above embodiment, the inversion layer may be formed by introducing impurity atoms such as As and P by using thermal diffusion. The same effects as in the above embodiment can be obtained.
また、第４図（ａ）は、本発明の第４の実施例による
フォトマスクを示しており、図において、第１図と同一
符号は同一部分を示し、１は石英板９の裏面に形成した
Cr等からなる露光マスク（マスクパターン）、18は、該
石英板９の、該露光マスク１を設けたマスク側面（裏
面）上に、該露光マスク１の繰返しパターンの１区間お
きに設けられ、入射光の位相を180゜移相する180゜位相
シフタ（第１の位相シフタ）としての位相シフト膜であ
り、この位相シフト膜18は、透明な酸化膜あるいは窒化
膜等からなる。また、19は該位相シフト膜18の中央部付
近（第１領域）上に設けられ、上記入射光の位相を200
゜（180゜＋20゜）または160゜（180゜−20゜）移相す
る180゜±20゜位相シフタ（第２の位相シフタ）であ
る。FIG. 4 (a) shows a photomask according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. did
An exposure mask (mask pattern) 18 made of Cr or the like is provided on the quartz plate 9 on the side surface (back surface) of the mask on which the exposure mask 1 is provided, at every other section of the repetitive pattern of the exposure mask 1. This is a phase shift film as a 180 ° phase shifter (first phase shifter) that shifts the phase of the incident light by 180 °. The phase shift film 18 is made of a transparent oxide film or nitride film. Reference numeral 19 is provided near the center of the phase shift film 18 (first region), and adjusts the phase of the incident light by 200.
A 180 ° ± 20 ° phase shifter (second phase shifter) that shifts the phase by (180 ° + 20 °) or 160 ° (180 ° −20 °).
ここで、上記位相シフト膜18の膜厚は、 但し、ｎは位相シフト膜18を構成する材料の屈折率であ
る。Here, the thickness of the phase shift film 18 is Here, n is the refractive index of the material constituting the phase shift film 18.
また、第４図（ａ）に示すように、位相シフト膜18の
中央部には、深さｄのくぼみ部が形成されており、この
くぼみ部が上記180゜±20゜位相シフタ19を構成してい
る。Further, as shown in FIG. 4 (a), a recess having a depth d is formed in the center of the phase shift film 18, and this recess constitutes the 180 ° ± 20 ° phase shifter 19 described above. doing.
（但し、ｄ′はくぼみ部での位相シフト膜18の厚さで
ある。） このように形成されたフォトマスクを通過した光学像
３の光強度、及び光学エネルギー分布８は、それぞれは
第４図（ａ）に示すようになる。この図から明らかなよ
うに、この第４の実施例では、マスクを通過した光学像
の矩形性が向上し、高解像度のレジスト像を得ることが
できる。 (However, d ′ is the thickness of the phase shift film 18 at the concave portion.) The light intensity of the optical image 3 and the optical energy distribution 8 that have passed through the photomask thus formed are the fourth and fourth, respectively. The result is as shown in FIG. As is clear from this figure, in the fourth embodiment, the rectangularity of the optical image that has passed through the mask is improved, and a high-resolution resist image can be obtained.
なお、上記第４の実施例では、フォトマスクとして、
上記位相シフト膜18の中央部（第１領域）上にのみ、18
0゜±20゜位相シフタ（第２の位相シフタ）19を設けた
ものを示したが、これは、第４図（ｂ）に示すように、
第２の位相シフタとして、180゜±20゜位相シフタ19を
該位相シフト膜18の中央部（第１領域）に設ける代わり
に、180゜±20゜位相シフタ20を上記石英板裏面の、隣
接する露光マスク１の間の部分であって位相シフト膜18
が配置されていない部分の中央部（第２領域）に設けて
もよい。この180゜±20゜位相シフタ20を構成する位相
シフト膜の膜厚は、上記180゜±20゜位相シフタ19を構
成するくぼみ部の深さｄ′と同一寸法となっている。こ
の場合も上記第４の実施例と同様の効果が得られる。In the fourth embodiment, the photomask is
Only on the central portion (first region) of the phase shift film 18,
FIG. 4 (b) shows an example in which a 0 ° ± 20 ° phase shifter (second phase shifter) 19 is provided.
As a second phase shifter, instead of providing a 180 ° ± 20 ° phase shifter 19 in the central portion (first region) of the phase shift film 18, a 180 ° ± 20 ° phase shifter 20 is provided adjacent to the back surface of the quartz plate. Phase shift film 18 between the exposure masks 1
May be provided in the central portion (second region) of the portion where is not arranged. The thickness of the phase shift film forming the 180 ° ± 20 ° phase shifter 20 is the same as the depth d ′ of the recess forming the 180 ° ± 20 ° phase shifter 19. In this case, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
さらに、上記フォトマスクは、第４図（ｃ）に示すよ
うに、第２の位相シフタとして、180゜±20゜位相シフ
タ19を上記位相シフト膜18の中央部（第１領域）に設け
るだけでなく、180゜±20゜位相シフタ20を露光マスク
１の間の部分であって該位相シフト膜18が配置されてい
ない部分の中央部（第２領域）にも設けたものであって
もよい。この場合、上記第４図（ａ），（ｂ）に示すも
のと比べると、フォトマスクの製造工程が若干複雑にな
るが、フォトマスクを通過した光学像の矩形性がより一
層向上する。Further, in the photomask, as shown in FIG. 4 (c), only a 180 ° ± 20 ° phase shifter 19 is provided as a second phase shifter at a central portion (first region) of the phase shift film 18. Instead, the 180 ° ± 20 ° phase shifter 20 may also be provided in the central portion (second region) of the portion between the exposure masks 1 where the phase shift film 18 is not disposed. Good. In this case, the manufacturing process of the photomask is slightly more complicated than that shown in FIGS. 4A and 4B, but the rectangularity of the optical image passing through the photomask is further improved.
なお、上記実施例では、マスクパターン間の石英板上
に位相シフタを形成するようにしたが、これは石英板自
身をエッチングして、上記実施例のような180゜±20゜
と180゜の位相シフト部を形成するようにしてもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。In the above embodiment, the phase shifter was formed on the quartz plate between the mask patterns. However, this was performed by etching the quartz plate itself to make it 180 ° ± 20 ° and 180 ° as in the above embodiment. You may make it form a phase shift part,
The same effects as in the above embodiment can be obtained.
以上のように、本発明に係るフォトマスクによれば、
マスクパターンを形成した面とは反対の石英面上に、該
マスクパターンの繰返しパターンの１区間おきに、入射
光の位相を180゜移相する位相シフタを設けたので、リ
ソグラフィー光学像の矩形性が高まってそのコントラス
トが向上し、解像度の高いレジスト像を形成することが
できる効果がある。As described above, according to the photomask of the present invention,
Since a phase shifter that shifts the phase of incident light by 180 ° on every other section of the repetitive pattern of the mask pattern is provided on the quartz surface opposite to the surface on which the mask pattern is formed, the rectangularity of the lithographic optical image is reduced. And the contrast is improved, so that a resist image with high resolution can be formed.
本発明に係るフォトマスクによれば、石英面上のマス
クパターン間に相当する部分でかつ該マスクパターン近
傍を除く領域に、重金属イオンの注入あるいは不純物原
子の導入により入射光の位相を180゜移相する位相シフ
ト部を形成したので、上記と同様、リソグラフィー光学
像のコントラストの向上により、解像度の高いレジスト
像を得ることができる効果がある。According to the photomask of the present invention, the phase of incident light is shifted by 180 ° by implantation of heavy metal ions or introduction of impurity atoms in a portion corresponding to a space between mask patterns on a quartz surface and excluding the vicinity of the mask pattern. Since the compatible phase shift portions are formed, the effect of improving the contrast of the lithographic optical image is that a resist image with high resolution can be obtained as described above.
本発明に係るフォトマスクによれば、石英板上に設け
たマスクパターンの繰返しパターンの１区間おきに、入
射光の位相を180゜移相する第１の位相シフタを設ける
とともに、該第１の位相シフタの中央部付近である第１
領域、及び該マスクパターン間の、該第１の位相シフタ
を設けていない部分の中央部付近である第２領域の少な
くとも一方の領域に、入射光の位相を（180゜＋20゜）
または（180゜−20゜）移相する第２の位相シフタを形
成したので、リソグラフィー光学像の矩形性が高まって
そのコントラストが向上することとなり、これにより解
像度の高いレジスト像を形成することができる効果があ
る。According to the photomask of the present invention, the first phase shifter that shifts the phase of incident light by 180 ° is provided in every other section of the repetitive pattern of the mask pattern provided on the quartz plate, and the first phase shifter is provided. The first near the center of the phase shifter
The phase of the incident light is set to (180 ° + 20 °) in at least one of the region and the second region near the center of the portion where the first phase shifter is not provided between the mask patterns.
Alternatively, since the second phase shifter which shifts the phase by (180 ° -20 °) is formed, the rectangularity of the lithographic optical image is enhanced and the contrast thereof is improved, thereby forming a resist image with high resolution. There is an effect that can be done.
第１図はこの発明の第１の実施例によるフォトマスク及
びそのパターン形成方法を示す断面側面図、第２図はこ
の発明の第２の実施例によるフォトマスク及びそのパタ
ーン形成方法を示す断面側面図、第３図はこの発明の第
３の実施例によるフォトマスク及びそのパターン形成方
法を示す断面側面図、第４図はこの発明の第４の実施例
によるフォトマスクを示す断面側面図、第５図は従来の
フォトマスクパターン形成方法を示す図である。 図中、１はマスク、２は露光光、３はマスクを通過した
光学像、４は実現したレジスト像、５は基板、６は位相
シフタ膜、７は加工された位相シフタ、８は光学エネル
ギー、９は石英、10はエッチングされた石英基板、11は
レジスト、12はリソグラフィー後のレジスト、13はCVDS
i3N4、14はエッチバック後に残ったSi3N4膜、15は注入
イオン、16は注入層、17はCF4 +によるエッチバック、18
は180゜位相シフタ、19,20は180゜±20゜位相シフタで
ある。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a sectional side view showing a photomask and a pattern forming method according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional side view showing a photomask and a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional side view showing a photomask according to a third embodiment of the present invention and a pattern forming method thereof. FIG. 4 is a cross-sectional side view showing a photomask according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a conventional photomask pattern forming method. In the figure, 1 is a mask, 2 is exposure light, 3 is an optical image passed through the mask, 4 is a realized resist image, 5 is a substrate, 6 is a phase shifter film, 7 is a processed phase shifter, and 8 is optical energy , 9 is quartz, 10 is an etched quartz substrate, 11 is resist, 12 is resist after lithography, 13 is CVDS
i 3 N 4 , 14 are Si 3 N 4 films remaining after etch back, 15 is implanted ions, 16 is implanted layer, 17 is etch back by CF 4 + , 18
Is a 180 ° phase shifter, and 19 and 20 are 180 ° ± 20 ° phase shifters. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (4)
光露光プロセスに用いるフォトマスクであって、 マスクパターンを形成した面とは反対の石英面上に、該
マスクパターンの繰返しパターンの１区間おきに、入射
光の位相を180゜移相する位相シフタを設けたことを特
徴とするフォトマスク。1. A photomask used in a light exposure process in a lithography technique for manufacturing a semiconductor, wherein the photomask is incident on a quartz surface opposite to a surface on which a mask pattern is formed, every other section of a repetitive pattern of the mask pattern. A photomask comprising a phase shifter for shifting the phase of light by 180 °.
光プロセスに用いるフォトマスクであって、 マスクパターンを形成した面とは反対の石英面上を、該
マスクパターンの繰返しパターンの１区間おきに、所定
の深さを有する凹形状に加工し、該凹部を入射光の位相
を180゜移相する位相シフタとしたことを特徴とするフ
ォトマスク。2. A photomask used in a light exposure process in lithography for manufacturing a semiconductor, the photomask being provided on a quartz surface opposite to a surface on which a mask pattern is formed, at predetermined intervals of a repetitive pattern of the mask pattern. A photomask, which is processed into a concave shape having a depth, and the concave portion is a phase shifter that shifts the phase of incident light by 180 °.
光プロセスに用いるフォトマスクであって、 石英面上のマスクパターン間に相当する部分でかつ該マ
スクパターン近傍を除く領域に、重金属イオンの注入あ
るいは不純物原子の導入より、入射光の位相を180゜移
相する位相シフタを設けたことを特徴とするフォトマス
ク。3. A photomask used in a light exposure process in lithography for manufacturing a semiconductor, wherein heavy metal ions are implanted or impurity atoms are implanted into a portion corresponding to a space between mask patterns on a quartz surface and excluding a region near the mask pattern. A photomask, which is provided with a phase shifter that shifts the phase of incident light by 180 ° from the introduction of.
光プロセスに用いるフォトマスクであって、 石英板上に設けたマスクパターンと、 該石英板の、該マスクパターンを設けたマスク側面上
に、該マスクパターンの繰返しパターンの１区間おきに
設けられ、入射光の位相を180゜移相する第１の位相シ
フタと、 該第１の位相シフタの中央部付近である第１領域、及び
該石英板のマスク側面上の、隣接するマスクパターンの
間の部分であって該第１の位相シフタが配置されていな
い部分の中央部付近である第２領域の少なくとも一方の
領域に設けられ、上記入射光の位相を（180゜＋20゜）
または（180゜−20゜）移相する第２の位相シフタとを
備えたことを特徴とするフォトマスク。4. A photomask used in a light exposure process in lithography for manufacturing a semiconductor, comprising: a mask pattern provided on a quartz plate; and a mask pattern provided on a side surface of the quartz plate provided with the mask pattern. A first phase shifter provided at every other section of the repetitive pattern, and for shifting the phase of the incident light by 180 °, a first region near the center of the first phase shifter, and a mask of the quartz plate A phase portion of the incident light, which is provided in at least one of the second regions near the center of the portion between the adjacent mask patterns and where the first phase shifter is not disposed, on the side surface; (180 ゜ +20 ゜)
Or a (180 ° -20 °) second phase shifter that shifts the phase.
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1990
- 1990-03-09 JP JP5883290A patent/JP2641589B2/en not_active Expired - Fee Related
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