JP2739065B2 - アパーチャ交番移相マスクを製造する方法 - Google Patents
アパーチャ交番移相マスクを製造する方法Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光リソグラフィーに
関するものであり、更に詳しくいえば、光リソグラフィ
ーで使用するマスクまたはレチクルの製造に関するもの
である。本発明の方法は半導体製造のための移相マスク
の製造にとくに適するものである。
関するものであり、更に詳しくいえば、光リソグラフィ
ーで使用するマスクまたはレチクルの製造に関するもの
である。本発明の方法は半導体製造のための移相マスク
の製造にとくに適するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造においては、半導体ウェハ
ー上の集積回路の形成にマイクロリソグラフィーを使用
する。リソグラフィック作業中は、紫外線などのある形
態の放射エネルギーをマスクすなわちレチクルを通じて
半導体ウェハー上に照射する。マスクには所定のパター
ンで透明領域および不透明領域が形成される。たとえ
ば、格子パターンを用いてウェハー上に平行に隔てられ
た導電線を形成する。ウェハー上に形成されているレジ
スト層の上のマスクパターンを露光する。その後でレジ
ストを現像して、ポジレジストの場合には露光したレジ
スト部分を除去し、ネガレジストの場合には露光しなか
ったレジスト部分を除去する。イオン打ち込みまたはエ
ッチングなどのその後の半導体製造工程中に、パターン
化したレジストが使用される。
ー上の集積回路の形成にマイクロリソグラフィーを使用
する。リソグラフィック作業中は、紫外線などのある形
態の放射エネルギーをマスクすなわちレチクルを通じて
半導体ウェハー上に照射する。マスクには所定のパター
ンで透明領域および不透明領域が形成される。たとえ
ば、格子パターンを用いてウェハー上に平行に隔てられ
た導電線を形成する。ウェハー上に形成されているレジ
スト層の上のマスクパターンを露光する。その後でレジ
ストを現像して、ポジレジストの場合には露光したレジ
スト部分を除去し、ネガレジストの場合には露光しなか
ったレジスト部分を除去する。イオン打ち込みまたはエ
ッチングなどのその後の半導体製造工程中に、パターン
化したレジストが使用される。
【０００３】図１はフォトリソグラフィック技術を用い
て半導体ウェハー上の一部に形成された複雑なフォトレ
ジスト・パターン１０を示す。図１では、フォトレジス
トで覆われているウェハー上の領域を斜め破線でハッチ
ングしている。ウェハー上に形成されているフォトレジ
スト・パターン１０は、ほぼ図示のような形にされた全
体としてＴ形の部分１２Ａ〜１２Ｄの繰り返し配置を含
む。Ｔ形の部分１２Ａ〜１２Ｄは鏡像対で配置される。
また、平行に隔てられた一対の境界１４がＴ形の部分１
２Ａ〜１２Ｄに対して全体として垂直に配置され、パタ
ーン１０の下側部分を枠のようにして囲む。境界１４の
鏡象として形成されている、別の平行に隔てられた一対
の境界１４Ａが、パターン１０の上側部分を枠のように
して囲む。境界はほぼ図示のような不規則な周辺パター
ンを持つ。
て半導体ウェハー上の一部に形成された複雑なフォトレ
ジスト・パターン１０を示す。図１では、フォトレジス
トで覆われているウェハー上の領域を斜め破線でハッチ
ングしている。ウェハー上に形成されているフォトレジ
スト・パターン１０は、ほぼ図示のような形にされた全
体としてＴ形の部分１２Ａ〜１２Ｄの繰り返し配置を含
む。Ｔ形の部分１２Ａ〜１２Ｄは鏡像対で配置される。
また、平行に隔てられた一対の境界１４がＴ形の部分１
２Ａ〜１２Ｄに対して全体として垂直に配置され、パタ
ーン１０の下側部分を枠のようにして囲む。境界１４の
鏡象として形成されている、別の平行に隔てられた一対
の境界１４Ａが、パターン１０の上側部分を枠のように
して囲む。境界はほぼ図示のような不規則な周辺パター
ンを持つ。
【０００４】ポジフォトレジストを使用したとすると、
Ｔ形の部分１２Ａ〜１２Ｄと境界１４、１４Ａを形成す
るフォトレジストはマスク上の不透明領域に一致する。
ウェハーの残りの領域にはフォトレジストはなく、マス
ク上の透明領域すなわち光透過領域に一致する。フォト
リソグラフィック作業中にマスクパターンのそれらの透
明領域を通る光は、ポジフォトレジストを現像するよう
に機能する。その後でそのポジフォトレジストは除去す
る。これとは逆に、ネガフォトレジストの場合には、フ
ォトレジストを塗布されたウェハー領域（Ｔ形の部分１
２Ａ〜１２Ｄと境界１４、１４Ａ）はマスク上の不透明
領域に一致する。
Ｔ形の部分１２Ａ〜１２Ｄと境界１４、１４Ａを形成す
るフォトレジストはマスク上の不透明領域に一致する。
ウェハーの残りの領域にはフォトレジストはなく、マス
ク上の透明領域すなわち光透過領域に一致する。フォト
リソグラフィック作業中にマスクパターンのそれらの透
明領域を通る光は、ポジフォトレジストを現像するよう
に機能する。その後でそのポジフォトレジストは除去す
る。これとは逆に、ネガフォトレジストの場合には、フ
ォトレジストを塗布されたウェハー領域（Ｔ形の部分１
２Ａ〜１２Ｄと境界１４、１４Ａ）はマスク上の不透明
領域に一致する。
【０００５】次に図２を参照する。この図には、図１に
示すフォトレジストパターン１０にネガフォトレジスト
を現像するために適当なマスクパターン１６を示す。図
２においては、マスク１６の不透明領域に斜め実線がハ
ッチングされ、透明領域はハッチングされていない。マ
スクパターン１６はほぼ図示のような形にされた全体と
してＴ形の部分１８Ａ〜１８Ｄの鏡像対と、平行に隔て
られた境界２０、２０Ａを含む。前と同様に、境界２
０、２０ＡがＴ形部分１８Ａ〜１８Ｄを枠のようにして
囲む。境界２０、２０ＡはＴ形部分１８Ａ〜１８Ｄに対
して垂直である。マスクパターン１６の透明領域はネガ
フォトレジストを現像するために用いる。そのネガフォ
トレジストはウェハー上に希望のパターン１０（図１）
で残る。
示すフォトレジストパターン１０にネガフォトレジスト
を現像するために適当なマスクパターン１６を示す。図
２においては、マスク１６の不透明領域に斜め実線がハ
ッチングされ、透明領域はハッチングされていない。マ
スクパターン１６はほぼ図示のような形にされた全体と
してＴ形の部分１８Ａ〜１８Ｄの鏡像対と、平行に隔て
られた境界２０、２０Ａを含む。前と同様に、境界２
０、２０ＡがＴ形部分１８Ａ〜１８Ｄを枠のようにして
囲む。境界２０、２０ＡはＴ形部分１８Ａ〜１８Ｄに対
して垂直である。マスクパターン１６の透明領域はネガ
フォトレジストを現像するために用いる。そのネガフォ
トレジストはウェハー上に希望のパターン１０（図１）
で残る。
【０００６】そのような従来のマスク配置は、約０．５
μより大きい特徴寸法を持つ半導体構造の製造には良く
機能する。しかし、マイクロ回路密度が高くなるにつれ
て、図１のフォトレジスト・パターン１０によって表さ
れる半導体装置の特徴の寸法などの寸法はサブミクロン
のレベルまで小さくなる。それらのサブミクロン寸法は
金属導電線の幅と間隔または能動半導体装置の種々の幾
何学的形状の寸法を含む。半導体製造におけるサブミク
ロン形状の要求によってフォトリソグラフィック法およ
びフォトリソグラフィック装置の改良が必要とされた。
改良されたフォトリソグラフィック法の１つが移相リソ
グラフィーとして知られているものである。
μより大きい特徴寸法を持つ半導体構造の製造には良く
機能する。しかし、マイクロ回路密度が高くなるにつれ
て、図１のフォトレジスト・パターン１０によって表さ
れる半導体装置の特徴の寸法などの寸法はサブミクロン
のレベルまで小さくなる。それらのサブミクロン寸法は
金属導電線の幅と間隔または能動半導体装置の種々の幾
何学的形状の寸法を含む。半導体製造におけるサブミク
ロン形状の要求によってフォトリソグラフィック法およ
びフォトリソグラフィック装置の改良が必要とされた。
改良されたフォトリソグラフィック法の１つが移相リソ
グラフィーとして知られているものである。
【０００７】移相リソグラフィーでは、回折を避け、解
像力を向上し、ターゲットに投写される光像の深さを深
くするために、光の干渉を使用している。移相リソグラ
フィーでは、近接する明るい領域が相互に好ましくは１
８０°異なる位相で形成されるように、対象における露
出光の位相を制御する。したがって、回折によって暗い
領域が明るくされたような場合でも、暗い領域は有害な
干渉によって明るい領域の間に発生される。この技術は
対象（ウェハー）における全体の解像力を向上し、０．
２５μのように高い解像力を達成できるようにする。
像力を向上し、ターゲットに投写される光像の深さを深
くするために、光の干渉を使用している。移相リソグラ
フィーでは、近接する明るい領域が相互に好ましくは１
８０°異なる位相で形成されるように、対象における露
出光の位相を制御する。したがって、回折によって暗い
領域が明るくされたような場合でも、暗い領域は有害な
干渉によって明るい領域の間に発生される。この技術は
対象（ウェハー）における全体の解像力を向上し、０．
２５μのように高い解像力を達成できるようにする。
【０００８】従来のリソグラフィー・マスクは透明領域
と不透明領域のみを含むが、移相マスクは物質の３種類
の領域すなわち層で繰り返しパターンが形成される。不
透明層は光を透過させない領域を構成し、光透過層は１
００％に近い光を透過させる領域を構成し、移相層は１
００％に近い光を透過させるが、光透過層を通る光に対
して１８０度（π）移相させる領域を構成する。不透明
領域の縁部から回折され、光透過領域および移相領域を
透過した光が、それらの領域の間の暗くなっている領域
で打ち消されるように、光透過領域および移相領域が配
置される。これによって、暗い領域と明るい領域のパタ
ーンが形成される。そのパターンを用いて、フォトパタ
ーン化された半導体ウェハー上のマスクによって構成さ
れたパターンの特徴を明らかに描くことができる。
と不透明領域のみを含むが、移相マスクは物質の３種類
の領域すなわち層で繰り返しパターンが形成される。不
透明層は光を透過させない領域を構成し、光透過層は１
００％に近い光を透過させる領域を構成し、移相層は１
００％に近い光を透過させるが、光透過層を通る光に対
して１８０度（π）移相させる領域を構成する。不透明
領域の縁部から回折され、光透過領域および移相領域を
透過した光が、それらの領域の間の暗くなっている領域
で打ち消されるように、光透過領域および移相領域が配
置される。これによって、暗い領域と明るい領域のパタ
ーンが形成される。そのパターンを用いて、フォトパタ
ーン化された半導体ウェハー上のマスクによって構成さ
れたパターンの特徴を明らかに描くことができる。
【０００９】最近、種々の移相マスクを製造するために
種々の技術がこの技術分野で開発されている。１つの種
類の移相マスクが、この分野におけるパイオニヤ的研究
者であるルベンソン（Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ）の名
を取って名づけられた「ルベンソン」または「交番アパ
ーチャ」移相マスクとして知られている。そのマスクは
研磨した石英などの透明基板上に形成されるのが普通で
ある。クロムなどの材料で製造される不透明層が透明基
板上に付着され、アパーチャ・パターンでエッチングさ
れる。これによってマスク上に不透明領域が形成され
る。その不透明領域はアパーチャ・パターンに組合わさ
れて希望のパターンを生ずる。移相マスクによって透明
領域および不透明領域がアパーチャ内部に不透明領域に
対して交番するパターンで形成される。
種々の技術がこの技術分野で開発されている。１つの種
類の移相マスクが、この分野におけるパイオニヤ的研究
者であるルベンソン（Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ）の名
を取って名づけられた「ルベンソン」または「交番アパ
ーチャ」移相マスクとして知られている。そのマスクは
研磨した石英などの透明基板上に形成されるのが普通で
ある。クロムなどの材料で製造される不透明層が透明基
板上に付着され、アパーチャ・パターンでエッチングさ
れる。これによってマスク上に不透明領域が形成され
る。その不透明領域はアパーチャ・パターンに組合わさ
れて希望のパターンを生ずる。移相マスクによって透明
領域および不透明領域がアパーチャ内部に不透明領域に
対して交番するパターンで形成される。
【００１０】マスクパターンの移相領域は、移相材料を
１つおきのアパーチャに付着することによって形成する
ことができる（すなわち、アディティブ法）。あるい
は、１つおきのアパーチャに溝をエッチングすることに
よって移相領域を形成することができる（すなわち、サ
ブトラクティブ算法）。この種の移相構造では、溝を設
けられたアパーチャを通る光は、基板の全厚さの上すな
わち表面に形成されている近接しているアパーチャを通
る光よりも、基板内を短い距離だけ進む。したがって、
マスクの近接するアパーチャを出た光ビームは位相差を
持つ。光波がウェハーにおいて打ち消し合うように、そ
の位相差は１８０°（π）、またはそれの整数倍、であ
ることが好ましい。移相領域の基板厚さおよびマスクパ
ターンの光透過領域の基板厚さは次式によって計算する
ことができる。 ｔ＝ｉλ／２（ｎ−１） ここに ｔ＝厚さ ｉ＝奇数整数 λ＝露出光の波長 ｎ＝露出光の波長における基板の屈折率 である。
１つおきのアパーチャに付着することによって形成する
ことができる（すなわち、アディティブ法）。あるい
は、１つおきのアパーチャに溝をエッチングすることに
よって移相領域を形成することができる（すなわち、サ
ブトラクティブ算法）。この種の移相構造では、溝を設
けられたアパーチャを通る光は、基板の全厚さの上すな
わち表面に形成されている近接しているアパーチャを通
る光よりも、基板内を短い距離だけ進む。したがって、
マスクの近接するアパーチャを出た光ビームは位相差を
持つ。光波がウェハーにおいて打ち消し合うように、そ
の位相差は１８０°（π）、またはそれの整数倍、であ
ることが好ましい。移相領域の基板厚さおよびマスクパ
ターンの光透過領域の基板厚さは次式によって計算する
ことができる。 ｔ＝ｉλ／２（ｎ−１） ここに ｔ＝厚さ ｉ＝奇数整数 λ＝露出光の波長 ｎ＝露出光の波長における基板の屈折率 である。
【００１１】次に図３を参照する。この図にはルベンソ
ン（交番アパーチャ）移相マスク用の従来の移相マスク
パターン２２が示されている。この移相マスクは、上に
不透明物質（たとえば、クロム）が付着されている透明
基板（たとえば、石英）上に形成される。マスクパター
ンの不透明領域は斜め線ハッチングで表され、光透過領
域はハッチングが施されておらず、移相領域は垂直線の
ハッチングで表されている。
ン（交番アパーチャ）移相マスク用の従来の移相マスク
パターン２２が示されている。この移相マスクは、上に
不透明物質（たとえば、クロム）が付着されている透明
基板（たとえば、石英）上に形成される。マスクパター
ンの不透明領域は斜め線ハッチングで表され、光透過領
域はハッチングが施されておらず、移相領域は垂直線の
ハッチングで表されている。
【００１２】前に示したマスクパターン１６（図２）の
ように、移相マスクパターン２２（図３）はＴ形の部分
２４Ａ〜２４Ｄの鏡像対、および平行に隔てられた一対
の境界２６、２６Ａで形成された透明領域を含む。垂直
にハッチングされた領域で表されているように、１つお
きのＴ形部分２４Ａ〜２４Ｄと１つおきの境界２６、２
６Ａが移相領域として形成される。移相領域は、移相が
生じない光透過領域と交番する（すなわち、交番アパー
チャ）。所定の深さまでの基板中の溝として移相領域
（あるいは、光透過領域）を形成することによって移相
を行うことができる。または、基板上に移相物質を付着
して移相領域を形成することができる。
ように、移相マスクパターン２２（図３）はＴ形の部分
２４Ａ〜２４Ｄの鏡像対、および平行に隔てられた一対
の境界２６、２６Ａで形成された透明領域を含む。垂直
にハッチングされた領域で表されているように、１つお
きのＴ形部分２４Ａ〜２４Ｄと１つおきの境界２６、２
６Ａが移相領域として形成される。移相領域は、移相が
生じない光透過領域と交番する（すなわち、交番アパー
チャ）。所定の深さまでの基板中の溝として移相領域
（あるいは、光透過領域）を形成することによって移相
を行うことができる。または、基板上に移相物質を付着
して移相領域を形成することができる。
【００１３】移相マスクパターンは複雑であるために、
自動化したコンピュータ支援設計技術（自動ＣＡＤ）を
用いてしばしば発生される。例として、１９９１年１２
月８日から１１日にワシントンＤ．Ｃ．で開催された国
際電子装置会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｍｅｅｔｉｎｇ）におい
て発表されたウォン（Ｗｏｎｇ）他による「ＣＡＤツー
ルキットを用いる移相マスクレイアウトの問題点の研究
（Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆ
ｔｉｎｇ Ｍａｓｋ Ｌａｙｏｕｔ Ｉｓｓｕｅｓ Ｕ
ｓｉｎｇ ａＣＡＤ Ｔｏｏｌｋｉｔｔ）」と題する技
術論文が移相マスク用ＣＡＤ設計法について記述してい
る。
自動化したコンピュータ支援設計技術（自動ＣＡＤ）を
用いてしばしば発生される。例として、１９９１年１２
月８日から１１日にワシントンＤ．Ｃ．で開催された国
際電子装置会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｍｅｅｔｉｎｇ）におい
て発表されたウォン（Ｗｏｎｇ）他による「ＣＡＤツー
ルキットを用いる移相マスクレイアウトの問題点の研究
（Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆ
ｔｉｎｇ Ｍａｓｋ Ｌａｙｏｕｔ Ｉｓｓｕｅｓ Ｕ
ｓｉｎｇ ａＣＡＤ Ｔｏｏｌｋｉｔｔ）」と題する技
術論文が移相マスク用ＣＡＤ設計法について記述してい
る。
【００１４】そのような複雑なマスクパターン２２で製
造された移相マスクの１つの問題は、投写された画像を
劣化させる位相衝突領域が数多く存在することである。
一般に、同じ位相領域が２つ非常に近接してマスクパタ
ーン２２上に一緒に生じた場合に位相衝突が起きる。隣
接する０°領域に対するそれらの位相衝突領域を２つ、
参照番号２８、３０で示す。隣接する１８０°領域に対
するそれらの位相衝突領域を２つ、参照番号２８Ａ、３
０Ａで示す。
造された移相マスクの１つの問題は、投写された画像を
劣化させる位相衝突領域が数多く存在することである。
一般に、同じ位相領域が２つ非常に近接してマスクパタ
ーン２２上に一緒に生じた場合に位相衝突が起きる。隣
接する０°領域に対するそれらの位相衝突領域を２つ、
参照番号２８、３０で示す。隣接する１８０°領域に対
するそれらの位相衝突領域を２つ、参照番号２８Ａ、３
０Ａで示す。
【００１５】不透明領域３２、３４、３２Ａ、３４Ａな
どの位相衝突領域中の不透明物質は、システムの解像力
限界以下である比較的狭い幅を持つことができる。した
がって、それらの狭い幅の領域（３２、３４、３２Ａ、
３４Ａ）は「解像」されず、不透明物質によって表され
る形状はウェハー上に明確にプリントされない。この理
由から、移相リソグラフィーは半導体の製造に用いられ
る多くの複雑なパターンに対して満足できる結果をもた
らさないことがある。
どの位相衝突領域中の不透明物質は、システムの解像力
限界以下である比較的狭い幅を持つことができる。した
がって、それらの狭い幅の領域（３２、３４、３２Ａ、
３４Ａ）は「解像」されず、不透明物質によって表され
る形状はウェハー上に明確にプリントされない。この理
由から、移相リソグラフィーは半導体の製造に用いられ
る多くの複雑なパターンに対して満足できる結果をもた
らさないことがある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】この問題およびその他
の問題を考慮して、複雑なパターンを形成するのに適当
な改良した移相マスクに対する需要が存在する。したが
って、本発明の目的は、フォトリソグラフィー用の移相
マスクを製作する改良した方法を得ることである。本発
明の別の目的は、位相衝突領域内の投写された諸特徴の
解像力を向上した、改良した移相マスクを得ることであ
る。本発明の更に別の目的は、大規模半導体製造に適応
でき、かつ自動ＣＡＤマスクレイアウト技術に適合す
る、移相マスクを製造するための改良した方法を得るこ
とである。
の問題を考慮して、複雑なパターンを形成するのに適当
な改良した移相マスクに対する需要が存在する。したが
って、本発明の目的は、フォトリソグラフィー用の移相
マスクを製作する改良した方法を得ることである。本発
明の別の目的は、位相衝突領域内の投写された諸特徴の
解像力を向上した、改良した移相マスクを得ることであ
る。本発明の更に別の目的は、大規模半導体製造に適応
でき、かつ自動ＣＡＤマスクレイアウト技術に適合す
る、移相マスクを製造するための改良した方法を得るこ
とである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、移相マ
スクを製作する改良した方法、および半導体フォトリソ
グラフィーに適当な改良した移相マスクが得られる。本
発明の方法は、簡単にいえば、希望の移相マスクパター
ン内部での位相衝突領域を識別する工程と、透明な基板
の上に不透明な層を付着する工程と、不透明な相を貫通
して基板まで開口部のパターンを形成して、不透明な領
域と透明な領域のマスクパターンを形成する工程と、位
相衝突領域内部でマスクパターンの近接する透明領域を
一緒に接続する工程と、１つおきの透明領域の内部およ
び接続透明領域の内部で移相領域を形成する工程とを備
える。本発明の方法はアパーチャ交番、またはルビンソ
ン、移相マスクを製造するのに適している。
スクを製作する改良した方法、および半導体フォトリソ
グラフィーに適当な改良した移相マスクが得られる。本
発明の方法は、簡単にいえば、希望の移相マスクパター
ン内部での位相衝突領域を識別する工程と、透明な基板
の上に不透明な層を付着する工程と、不透明な相を貫通
して基板まで開口部のパターンを形成して、不透明な領
域と透明な領域のマスクパターンを形成する工程と、位
相衝突領域内部でマスクパターンの近接する透明領域を
一緒に接続する工程と、１つおきの透明領域の内部およ
び接続透明領域の内部で移相領域を形成する工程とを備
える。本発明の方法はアパーチャ交番、またはルビンソ
ン、移相マスクを製造するのに適している。
【００１８】最初に、希望のマスクパターンの位相衝突
領域を識別する。これは、この技術部門で知られている
技術を用いて、または自動ＣＡＤマスクレイアウト技術
を用いて手作業で行うことができる。前記のように、位
相衝突領域は、相互に非常に近接している、同位相のマ
スクパターン上の領域である。その後で、段階的書込み
フォトリソグラフィック法すなわち多重書込みフォトリ
ソグラフィック法を用いて、石英などの透明基板上に１
つまたは複数の部分マスクパターンを形成する。これ
は、基板に不透明層を付着する工程と、パターン化およ
びエッチングによって不透明層内に透明領域をあける工
程とを含む。その後で、エッチングまたはその他の適当
な技術によって移相領域を透明領域内部に形成する。
領域を識別する。これは、この技術部門で知られている
技術を用いて、または自動ＣＡＤマスクレイアウト技術
を用いて手作業で行うことができる。前記のように、位
相衝突領域は、相互に非常に近接している、同位相のマ
スクパターン上の領域である。その後で、段階的書込み
フォトリソグラフィック法すなわち多重書込みフォトリ
ソグラフィック法を用いて、石英などの透明基板上に１
つまたは複数の部分マスクパターンを形成する。これ
は、基板に不透明層を付着する工程と、パターン化およ
びエッチングによって不透明層内に透明領域をあける工
程とを含む。その後で、エッチングまたはその他の適当
な技術によって移相領域を透明領域内部に形成する。
【００１９】段階的フォトリソグラフィック作業中に、
部分マスクパターンまたは中間マスクパターンを基板上
に形成する。部分的に完成したマスクパターンは、位相
衝突領域内の同位相の透明領域を接続する透明接続部を
含む。その後で、要求に応じて、接続された透明領域お
よびその他のパターン領域内部に移相帯を形成する。マ
スクパターンの複雑さに応じて、マスクパターンを製造
するための段階的なフォトリソグラフィック法は２回ま
たはそれ以上の書込みを含むことがある。
部分マスクパターンまたは中間マスクパターンを基板上
に形成する。部分的に完成したマスクパターンは、位相
衝突領域内の同位相の透明領域を接続する透明接続部を
含む。その後で、要求に応じて、接続された透明領域お
よびその他のパターン領域内部に移相帯を形成する。マ
スクパターンの複雑さに応じて、マスクパターンを製造
するための段階的なフォトリソグラフィック法は２回ま
たはそれ以上の書込みを含むことがある。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明をさら
に詳細に説明する。まず、移相マスクパターン４０の形
成について本発明の方法を示す図４、図５および図６を
参照する。完成した移相マスクパターン４０′（図６）
が半導体ウェハー上にフォトレジスト・パターン１０
（図１）を形成するようにされている。図４は、２回書
込み法の最初の書込み中の部分的に完成した状態にある
マスクパターン４０を示す。部分的に完成したマスクパ
ターン４０はＴ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４
Ａを含む。Ｔ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａ
はネガレジストを現像するために透明である。マスクパ
ターン４０の残りは不透明である。
に詳細に説明する。まず、移相マスクパターン４０の形
成について本発明の方法を示す図４、図５および図６を
参照する。完成した移相マスクパターン４０′（図６）
が半導体ウェハー上にフォトレジスト・パターン１０
（図１）を形成するようにされている。図４は、２回書
込み法の最初の書込み中の部分的に完成した状態にある
マスクパターン４０を示す。部分的に完成したマスクパ
ターン４０はＴ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４
Ａを含む。Ｔ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａ
はネガレジストを現像するために透明である。マスクパ
ターン４０の残りは不透明である。
【００２１】図４に示すマスクパターン４０は従来のマ
スク製造技術を用いて製造することができる。たとえ
ば、マスクパターン４０を製造するためのマスク構造
は、クロムなどの不透明物質の層が付着されている研磨
した石英などの透明な基板を含むことができる。不透明
層は、電子ビーム付着（ＥＢＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）
またはスパッタリングなどの従来の方法を用いて透明基
板に付着することができる。
スク製造技術を用いて製造することができる。たとえ
ば、マスクパターン４０を製造するためのマスク構造
は、クロムなどの不透明物質の層が付着されている研磨
した石英などの透明な基板を含むことができる。不透明
層は、電子ビーム付着（ＥＢＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）
またはスパッタリングなどの従来の方法を用いて透明基
板に付着することができる。
【００２２】不透明層をパターン化してマスクパターン
４０を形成するためにフォトリソグラフィック法を使用
することができる。不透明層は、フォトレジスト層を付
着することによってパターン化することができる。その
フォトレジストを希望のパターンで現像し、その後でエ
ッチングして不透明層の望ましくない部分を除去する。
この分野で知られている技術、たとえば、電子ビーム書
込みまたはレーザパターン書込みなどによって希望のパ
ターンでのフォトレジストの書込みを行うことができ
る。エッチングは、ドライプラズマエッチまたは類似の
方法で行うことができる。本発明の方法は、不透明層を
移相領域と共に書込み、何回もエッチングする段階的エ
ッチングを含むことが好ましい。
４０を形成するためにフォトリソグラフィック法を使用
することができる。不透明層は、フォトレジスト層を付
着することによってパターン化することができる。その
フォトレジストを希望のパターンで現像し、その後でエ
ッチングして不透明層の望ましくない部分を除去する。
この分野で知られている技術、たとえば、電子ビーム書
込みまたはレーザパターン書込みなどによって希望のパ
ターンでのフォトレジストの書込みを行うことができ
る。エッチングは、ドライプラズマエッチまたは類似の
方法で行うことができる。本発明の方法は、不透明層を
移相領域と共に書込み、何回もエッチングする段階的エ
ッチングを含むことが好ましい。
【００２３】本発明の方法に従って、希望のマスクパタ
ーンの位相衝突領域４６を最初に識別する。位相衝突領
域は、同位相の２つの領域が移相マスク上に非常に近接
して生ずるものである。位相衝突領域４６はこの分野で
知られている自動ＣＡＤ技術を用いて識別することがで
きる。マスクパターン中の位相衝突領域を識別するため
に適当な１つの技術が、１９９１年のＩＥＤＭ会議で発
表されたウォン他の前記技術論文に記述されている。そ
の論文を参考のためにここに引用する。
ーンの位相衝突領域４６を最初に識別する。位相衝突領
域は、同位相の２つの領域が移相マスク上に非常に近接
して生ずるものである。位相衝突領域４６はこの分野で
知られている自動ＣＡＤ技術を用いて識別することがで
きる。マスクパターン中の位相衝突領域を識別するため
に適当な１つの技術が、１９９１年のＩＥＤＭ会議で発
表されたウォン他の前記技術論文に記述されている。そ
の論文を参考のためにここに引用する。
【００２４】図４に示す部分的に完成したマスクパター
ンでは、Ｔ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａの
間の領域に位相衝突領域４６が生ずる。本発明の方法に
従って、位相衝突領域４６の内部に透明な接続部４８が
形成される。透明な接続部４８は位相衝突領域４６内の
Ｔ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａを接続す
る。また、透明な接続部４８Ａは、位相衝突が無い場所
でＴ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａを接続す
る。
ンでは、Ｔ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａの
間の領域に位相衝突領域４６が生ずる。本発明の方法に
従って、位相衝突領域４６の内部に透明な接続部４８が
形成される。透明な接続部４８は位相衝突領域４６内の
Ｔ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａを接続す
る。また、透明な接続部４８Ａは、位相衝突が無い場所
でＴ形部分４２Ａ〜４２Ｄと境界４４、４４Ａを接続す
る。
【００２５】次に、パターンの要求に応じて、１つおき
のＴ形部分４２Ｂ、４２Ｄと１つおきの境界４４、４４
Ａを移相領域５０および５２として形成される（図
５）。移相領域はサブトラクティブ法を用いて形成する
ことができる。サブトラクティブ法では透明基板を浅い
深さまでエッチングする。あるいは、基板に移相物質を
付着するアディティブ法を使用することができる。いず
れの場合にも、透明移相領域および透明な光透過領域が
形成される。
のＴ形部分４２Ｂ、４２Ｄと１つおきの境界４４、４４
Ａを移相領域５０および５２として形成される（図
５）。移相領域はサブトラクティブ法を用いて形成する
ことができる。サブトラクティブ法では透明基板を浅い
深さまでエッチングする。あるいは、基板に移相物質を
付着するアディティブ法を使用することができる。いず
れの場合にも、透明移相領域および透明な光透過領域が
形成される。
【００２６】また、移相領域５２、５４として１つおき
のＴ形部分４２Ｂ、４２Ｄと１つおきの境界４４、４４
Ａを形成するために、位相衝突領域４６にある透明接続
部４８が移相帯５０として形成される（図５）。図５は
マスク４０の他の素子から分離されている位相衝突領域
のパターンを示す。それらは移相帯５０と、Ｔ形部分５
４と境界移相領域５４を含む。
のＴ形部分４２Ｂ、４２Ｄと１つおきの境界４４、４４
Ａを形成するために、位相衝突領域４６にある透明接続
部４８が移相帯５０として形成される（図５）。図５は
マスク４０の他の素子から分離されている位相衝突領域
のパターンを示す。それらは移相帯５０と、Ｔ形部分５
４と境界移相領域５４を含む。
【００２７】図６は、マスクパターンの透明領域と不透
明領域が上に載せられている移相領域のパターンを示
す。図６で、透明な移相領域が垂直線でハッチングされ
ている。光透過領域の上に載っている移相領域（たとえ
ば、移相領域５２が図４の光透過領域４２Ｂと４２Ｄの
上に載っている）が光透過領域より大きいことに注目さ
れたい。これによって光透過領域によってウェハー上で
露出されているパターンの縁部の周囲に移相作用を行
う。
明領域が上に載せられている移相領域のパターンを示
す。図６で、透明な移相領域が垂直線でハッチングされ
ている。光透過領域の上に載っている移相領域（たとえ
ば、移相領域５２が図４の光透過領域４２Ｂと４２Ｄの
上に載っている）が光透過領域より大きいことに注目さ
れたい。これによって光透過領域によってウェハー上で
露出されているパターンの縁部の周囲に移相作用を行
う。
【００２８】次に、他のパターンと関連して本発明の方
法を示す図７ないし図１１を参照する。図７は半導体ウ
ェハー上にプリントすべき従来技術の希望のフォトレジ
スト・パターン５６を示す。図７で、フォトレジストで
覆われているウェハー領域に斜め破線ハッチングが施さ
れ、フォトレジストが付着されていないウェハー領域に
はハッチングは施されていない。フォトレジスト・パタ
ーン５６は平行に隔てられた長方形部分５８、６０と、
平行に隔てられたジグザグな部分６２、６４を含む。そ
れらの各部分５８、６０、６２、６４はフォトレジスト
で形成される。
法を示す図７ないし図１１を参照する。図７は半導体ウ
ェハー上にプリントすべき従来技術の希望のフォトレジ
スト・パターン５６を示す。図７で、フォトレジストで
覆われているウェハー領域に斜め破線ハッチングが施さ
れ、フォトレジストが付着されていないウェハー領域に
はハッチングは施されていない。フォトレジスト・パタ
ーン５６は平行に隔てられた長方形部分５８、６０と、
平行に隔てられたジグザグな部分６２、６４を含む。そ
れらの各部分５８、６０、６２、６４はフォトレジスト
で形成される。
【００２９】図８は、ネガ調レジストを用いて図７のフ
ォトレジスト・パターン５６を形成するために適当な従
来のマスクパターン６６を示す。図８で、マスクパター
ン６６の不透明領域は斜め線のハッチングで示し、透明
領域にはハッチングを施していない。図８に示す透明な
長方形部分６８、７０はウェハー上に長方形フォトレジ
スト部分５８、６０（図７）を生ずる。同様にして、透
明なジグザグ部分７２、７４がウェハー上にジグザグな
フォトレジスト部分６２、６４（図７）を生ずる。
ォトレジスト・パターン５６を形成するために適当な従
来のマスクパターン６６を示す。図８で、マスクパター
ン６６の不透明領域は斜め線のハッチングで示し、透明
領域にはハッチングを施していない。図８に示す透明な
長方形部分６８、７０はウェハー上に長方形フォトレジ
スト部分５８、６０（図７）を生ずる。同様にして、透
明なジグザグ部分７２、７４がウェハー上にジグザグな
フォトレジスト部分６２、６４（図７）を生ずる。
【００３０】ＶＬＳＩおよびＵＬＳＩ用に求められるサ
ブミクロン寸法のために、このマスクパターン６６は満
足できる再現を生じないことがある。とくに、それらの
部分の間の薄い長方形部分すなわちスペースはフォトレ
ジスト・パターンで解像できないことがある。このため
に、より小さい特徴寸法を達成するために、移相リソグ
ラフィック技術を使用することができる。
ブミクロン寸法のために、このマスクパターン６６は満
足できる再現を生じないことがある。とくに、それらの
部分の間の薄い長方形部分すなわちスペースはフォトレ
ジスト・パターンで解像できないことがある。このため
に、より小さい特徴寸法を達成するために、移相リソグ
ラフィック技術を使用することができる。
【００３１】図９は、ネガ調レジストを用いて図７のフ
ォトレジスト・パターン５６を形成するために適当な従
来の移相マスクパターン７６を示す。これは図８に示す
のと同じマスクパターン６６であるが、１８０°移相領
域７２′として形成された透明領域７２を有する。移相
を行わず（すなわち、０°）光透過領域として機能する
ために透明領域６８、７０がいぜんとして形成される。
ォトレジスト・パターン５６を形成するために適当な従
来の移相マスクパターン７６を示す。これは図８に示す
のと同じマスクパターン６６であるが、１８０°移相領
域７２′として形成された透明領域７２を有する。移相
を行わず（すなわち、０°）光透過領域として機能する
ために透明領域６８、７０がいぜんとして形成される。
【００３２】移相領域７２′と透明領域７４が協働し
て、それらの領域の間の不透明物質８２によって構成さ
れる画像を鮮明にする。しかし、この構成では透明領域
６８と７０の間に位相衝突領域７８が配置される。サブ
ミクロン寸法のパターンでは、位相衝突領域７８内の不
透明物質８０はウェハー上で解像されないようである。
て、それらの領域の間の不透明物質８２によって構成さ
れる画像を鮮明にする。しかし、この構成では透明領域
６８と７０の間に位相衝突領域７８が配置される。サブ
ミクロン寸法のパターンでは、位相衝突領域７８内の不
透明物質８０はウェハー上で解像されないようである。
【００３３】図１０および図１１は、従来の移相マスク
のこの限界を克服する本発明の方法に従う移相マスクパ
ターンの形成を示す。先に説明したのとほぼ同じである
フォトパターン化およびエッチング法を用いてマスクパ
ターンを２段階で書込むすなわちエッチングする、２回
書込み法を開示する。図１０に示す最初の書込み中は、
バイナリマスクパターン８４′（すなわち、パターン化
したクロム）を、不透明物質のフォトパターン化および
エッチングによって部分的に形成する。図１１に示す第
２の書込み中は、１９０°移相領域のフォトパターン化
およびエッチングによってマスクパターン８４を完成す
る。
のこの限界を克服する本発明の方法に従う移相マスクパ
ターンの形成を示す。先に説明したのとほぼ同じである
フォトパターン化およびエッチング法を用いてマスクパ
ターンを２段階で書込むすなわちエッチングする、２回
書込み法を開示する。図１０に示す最初の書込み中は、
バイナリマスクパターン８４′（すなわち、パターン化
したクロム）を、不透明物質のフォトパターン化および
エッチングによって部分的に形成する。図１１に示す第
２の書込み中は、１９０°移相領域のフォトパターン化
およびエッチングによってマスクパターン８４を完成す
る。
【００３４】前と同様に、位相衝突領域７８（図９）を
最初に識別する。位相衝突領域の識別に続いて、位相衝
突領域において一緒に結び付けられているパターンの透
明部分でマスクパターンが部分的に形成される。図１０
に示すように、部分的に完成したマスクパターン８４′
は大きい全体としてＨ形の透明領域８６を含む。この部
分的に完成したマスクパターン８４′は２回書込み法の
最初の書込みで形成される。部分的に完成したマスクパ
ターン８４′は、Ｌ形の不透明領域８８が無く、透明領
域７０、７２が連続して形成されている点で、従来のパ
ターン７６（図９）と異なる。
最初に識別する。位相衝突領域の識別に続いて、位相衝
突領域において一緒に結び付けられているパターンの透
明部分でマスクパターンが部分的に形成される。図１０
に示すように、部分的に完成したマスクパターン８４′
は大きい全体としてＨ形の透明領域８６を含む。この部
分的に完成したマスクパターン８４′は２回書込み法の
最初の書込みで形成される。部分的に完成したマスクパ
ターン８４′は、Ｌ形の不透明領域８８が無く、透明領
域７０、７２が連続して形成されている点で、従来のパ
ターン７６（図９）と異なる。
【００３５】第２の書込み中は、図１１に示すように、
大きい透明領域８６内に２つの別々の１８０°移相領域
が形成される。とくに、第１の長方形移相領域９０と第
２のジグザグ形移相領域９２が形成される。前と同様
に、それらの領域はクロム無し移相構造であって、マス
ク構造を所定の深さまでエッチングすることによって形
成することができる。（あるいは、アディティブ法では
移相物質を加えることができる）。それらの１８０°移
相領域９０、９２は交差せず、Ｌ形の０°透明領域９４
によって分離される。
大きい透明領域８６内に２つの別々の１８０°移相領域
が形成される。とくに、第１の長方形移相領域９０と第
２のジグザグ形移相領域９２が形成される。前と同様
に、それらの領域はクロム無し移相構造であって、マス
ク構造を所定の深さまでエッチングすることによって形
成することができる。（あるいは、アディティブ法では
移相物質を加えることができる）。それらの１８０°移
相領域９０、９２は交差せず、Ｌ形の０°透明領域９４
によって分離される。
【００３６】Ｌ形の０°透明領域９４は２つのより大き
い１８０°移相領域と協働して重なり合う０を生ずる。
これによって、ネガ調レジストを用いた時に、対応する
Ｌ形フォトレジスト部分を生ずる。したがって、マスク
パターン８４のＬ形０°透明領域９４（図１１）は従来
のマスクパターン７６（図９）のＬ形不透明領域８８と
同様に機能する。
い１８０°移相領域と協働して重なり合う０を生ずる。
これによって、ネガ調レジストを用いた時に、対応する
Ｌ形フォトレジスト部分を生ずる。したがって、マスク
パターン８４のＬ形０°透明領域９４（図１１）は従来
のマスクパターン７６（図９）のＬ形不透明領域８８と
同様に機能する。
【００３７】重なり合う０の機能を図１２と図１３に示
す。図１２はマスクパターン８４の概略横断面であっ
て、両側が移相領域９０と９２によって接合されたＬ形
の０°透明領域９４を示す。図１３では、ウェハーにお
ける電界の強さはＬ形の０°透明領域９４に対応する領
域では０である。この領域におけるフォトレジストは露
光されず、ネガ調レジストの場合にはウェハーから除去
される。
す。図１２はマスクパターン８４の概略横断面であっ
て、両側が移相領域９０と９２によって接合されたＬ形
の０°透明領域９４を示す。図１３では、ウェハーにお
ける電界の強さはＬ形の０°透明領域９４に対応する領
域では０である。この領域におけるフォトレジストは露
光されず、ネガ調レジストの場合にはウェハーから除去
される。
【００３８】次に、マスクパターンを形成するために４
回書込み法による本発明の方法を示す図１４ないし図１
７を参照する。４回書込み法は、先に概略説明したフォ
トリソグラフィック・パターン化およびエッチング法で
あるが、マスクパターン中に開口部を形成し、開口部中
に移相器を形成するために４回の独立したパターン化お
よびエッチング工程を有する。完成したマスクパターン
は、図１に示す複雑なパターン１０に等しいネガ調フォ
トレジスト・パターンをウェハー上に形成するのに適当
である。
回書込み法による本発明の方法を示す図１４ないし図１
７を参照する。４回書込み法は、先に概略説明したフォ
トリソグラフィック・パターン化およびエッチング法で
あるが、マスクパターン中に開口部を形成し、開口部中
に移相器を形成するために４回の独立したパターン化お
よびエッチング工程を有する。完成したマスクパターン
は、図１に示す複雑なパターン１０に等しいネガ調フォ
トレジスト・パターンをウェハー上に形成するのに適当
である。
【００３９】図１４は４回書込みフォトリソグラフィッ
ク法の最初の書込み中の部分的に完成したマスクパター
ン９６を示す。この４回書込み法は、前に述べた２回書
込み法（図１０ないし図１３）とほぼ同じであるが、形
状要素の自己位置合わせが改善されている。マスクパタ
ーン９６を形成するために、透明石英基板にクロムなど
の不透明層を付着する。その後で、フォトリソグラフィ
ック法の最初の書込み中に不透明層をパターン化および
エッチングして２進マスクパターン（たとえば、石英上
のクロムパターン）を形成する。図１４において、マス
クパターン９６の透明領域が透明で、マスクパターン９
６の不透明領域が斜めハッチングを施されている。フォ
トリソグラフィック法の最初の書込み中に、マスクパタ
ーン９６の主透明領域が上に開かれる。前と同様に、そ
れらの主透明領域はＴ形部分９８Ａ〜９８Ｄと平行に隔
てられた境界の対１００Ａ〜１００Ｄを含む。
ク法の最初の書込み中の部分的に完成したマスクパター
ン９６を示す。この４回書込み法は、前に述べた２回書
込み法（図１０ないし図１３）とほぼ同じであるが、形
状要素の自己位置合わせが改善されている。マスクパタ
ーン９６を形成するために、透明石英基板にクロムなど
の不透明層を付着する。その後で、フォトリソグラフィ
ック法の最初の書込み中に不透明層をパターン化および
エッチングして２進マスクパターン（たとえば、石英上
のクロムパターン）を形成する。図１４において、マス
クパターン９６の透明領域が透明で、マスクパターン９
６の不透明領域が斜めハッチングを施されている。フォ
トリソグラフィック法の最初の書込み中に、マスクパタ
ーン９６の主透明領域が上に開かれる。前と同様に、そ
れらの主透明領域はＴ形部分９８Ａ〜９８Ｄと平行に隔
てられた境界の対１００Ａ〜１００Ｄを含む。
【００４０】マスクパターン９６の透明部分は、図３に
示す従来のマスクパターンとほぼ同じ形にされる。しか
し、１つの違いは、Ｔ形部分９８Ａ〜９８Ｄと境界１０
０Ａ〜１００Ｄの間に薄い不透明接続部が形成されるよ
うに、Ｔ形部分９８Ａ〜９８Ｄと境界１００Ａ〜１００
Ｄが形成されることである。それらの接続部は上側接続
部１０６と下側接続部１０８を含む。Ｔ形部分９８Ａの
上端部のための１つの不透明接続部１０６の詳細を図１
７に示す。図１７に示すように、図示の上側不透明接続
部１０６を形成するために、透明境界１００Ｄは長方形
突出部１１０を含む。この突出部はマスクパターンの不
透明領域内に延長する。同様にして、Ｔ形部分９８Ａは
係合する長方形突出部１１２を含む。この突出部はマス
クパターンの不透明領域内に延長する。
示す従来のマスクパターンとほぼ同じ形にされる。しか
し、１つの違いは、Ｔ形部分９８Ａ〜９８Ｄと境界１０
０Ａ〜１００Ｄの間に薄い不透明接続部が形成されるよ
うに、Ｔ形部分９８Ａ〜９８Ｄと境界１００Ａ〜１００
Ｄが形成されることである。それらの接続部は上側接続
部１０６と下側接続部１０８を含む。Ｔ形部分９８Ａの
上端部のための１つの不透明接続部１０６の詳細を図１
７に示す。図１７に示すように、図示の上側不透明接続
部１０６を形成するために、透明境界１００Ｄは長方形
突出部１１０を含む。この突出部はマスクパターンの不
透明領域内に延長する。同様にして、Ｔ形部分９８Ａは
係合する長方形突出部１１２を含む。この突出部はマス
クパターンの不透明領域内に延長する。
【００４１】類似の薄い突出構造がＴ形部分９８Ａ〜９
８Ｄの下端部に形成されて、不透明な接続部１０８（図
１４）を形成する。その後の書込み中に、それらの薄い
不透明な接続部１０６、１０８を除去して、Ｔ形部分９
８Ａ〜９８Ｄと境界１００Ａ〜１００Ｄの間に透明な接
続部を形成する。
８Ｄの下端部に形成されて、不透明な接続部１０８（図
１４）を形成する。その後の書込み中に、それらの薄い
不透明な接続部１０６、１０８を除去して、Ｔ形部分９
８Ａ〜９８Ｄと境界１００Ａ〜１００Ｄの間に透明な接
続部を形成する。
【００４２】図１５は４回書込みフォトリソグラフィッ
ク法の２回目の書込み中の部分的に完成したマスクパタ
ーン９６を示す。２回目の書込み中に、不透明層内の１
つおきの境界１０４中の１つおきのＴ形領域１０２をエ
ッチングして１８０°移相器を形成する。このエッチン
グ工程中に残りのＴ形領域１０３と境界１０５をレジス
トで覆ってエッチングから保護する。完成したマスクパ
ターンでは、領域１０２、１０４は移相領域で、領域１
０３、１０５は光透過領域である。それらの未来の移相
領域１０２、１０４は対応する光透過領域１０３、１０
５より大きい。図１５において、上に移相領域１０２、
１０４が形成されているマスクパターンの透明領域を破
線で示す。
ク法の２回目の書込み中の部分的に完成したマスクパタ
ーン９６を示す。２回目の書込み中に、不透明層内の１
つおきの境界１０４中の１つおきのＴ形領域１０２をエ
ッチングして１８０°移相器を形成する。このエッチン
グ工程中に残りのＴ形領域１０３と境界１０５をレジス
トで覆ってエッチングから保護する。完成したマスクパ
ターンでは、領域１０２、１０４は移相領域で、領域１
０３、１０５は光透過領域である。それらの未来の移相
領域１０２、１０４は対応する光透過領域１０３、１０
５より大きい。図１５において、上に移相領域１０２、
１０４が形成されているマスクパターンの透明領域を破
線で示す。
【００４３】図１６は、４回書込みフォトリソグラフィ
ック法の３回目の書込みと４回目の書込みに続く、完成
したマスクパターンの一部を示す拡大図である。３回目
の書込み中に、上の不透明接続部１０６以外の全てをレ
ジストで覆い、その後で不透明物質（たとえば、クロ
ム）をエッチングによって除去することによって、上の
不透明接続部１０６を除去する。不透明接続部１０６の
除去に続いて、不透明接続部１０６の除去に用いたレジ
ストを除去する。その後で、Ｔ形移相領域１０２と境界
移相領域１０４でブランケット１８０°エッチングを行
う。このエッチング中に、既に１８０°までエッチング
されたＴ形移相領域１０２と境界移相領域１０４を３６
０°までエッチングし、完成したマスクパターン内部で
移相器（水平ハッチング）になる。同時に、Ｔ形光透過
領域１０３と境界光透過領域１０５を、ブランケット・
エッチングで１８０°だけエッチングし、完成したマス
クパターン内部で光透過領域になる。
ック法の３回目の書込みと４回目の書込みに続く、完成
したマスクパターンの一部を示す拡大図である。３回目
の書込み中に、上の不透明接続部１０６以外の全てをレ
ジストで覆い、その後で不透明物質（たとえば、クロ
ム）をエッチングによって除去することによって、上の
不透明接続部１０６を除去する。不透明接続部１０６の
除去に続いて、不透明接続部１０６の除去に用いたレジ
ストを除去する。その後で、Ｔ形移相領域１０２と境界
移相領域１０４でブランケット１８０°エッチングを行
う。このエッチング中に、既に１８０°までエッチング
されたＴ形移相領域１０２と境界移相領域１０４を３６
０°までエッチングし、完成したマスクパターン内部で
移相器（水平ハッチング）になる。同時に、Ｔ形光透過
領域１０３と境界光透過領域１０５を、ブランケット・
エッチングで１８０°だけエッチングし、完成したマス
クパターン内部で光透過領域になる。
【００４４】次に、４回目の書込み中に、３回目の書込
みで形成した下不透明接続部１０８（図１４）と追加の
位相衝突領域をエッチングして、０°移相帯１１４を形
成する。
みで形成した下不透明接続部１０８（図１４）と追加の
位相衝突領域をエッチングして、０°移相帯１１４を形
成する。
【００４５】完成したマスクパターンは図６に示す完成
したマスクパターン４０とほぼ同じである。とくに、１
８０°領域と交番する３６０°移相領域が形成される。
また、接続移相領域すなわち０°移相領域１１４が位相
衝突領域内に形成される。明らかなように、０°領域は
３６０°領域と同様に同じ位相の光を生ずる。０°また
は３６０°領域を通る光は、１８０°領域を通る光とは
πだけ位相が異なる。
したマスクパターン４０とほぼ同じである。とくに、１
８０°領域と交番する３６０°移相領域が形成される。
また、接続移相領域すなわち０°移相領域１１４が位相
衝突領域内に形成される。明らかなように、０°領域は
３６０°領域と同様に同じ位相の光を生ずる。０°また
は３６０°領域を通る光は、１８０°領域を通る光とは
πだけ位相が異なる。
【００４６】４回書込み法は下記のように要約すること
ができる。 １回目の書込み：不透明層をパターン化およびエッチン
グして２進マスク（たとえば、クロムおよび石英）を形
成する。 ２回目の書込み：基板を１８０°までエッチングによっ
て１８０°移相すべき領域を開く。 ３回目の書込み：１８０°衝突領域において「位相帯」
を開き、不透明物質をエッチングで除去する。レジスト
を除去し、ブランケット１８０°基板エッチングを行
う。 ４回目の書込み：３回目の書込みで形成した新しい１８
０°衝突領域を除去し、位相衝突領域内の不透明物質を
除去して位相帯を形成する。
ができる。 １回目の書込み：不透明層をパターン化およびエッチン
グして２進マスク（たとえば、クロムおよび石英）を形
成する。 ２回目の書込み：基板を１８０°までエッチングによっ
て１８０°移相すべき領域を開く。 ３回目の書込み：１８０°衝突領域において「位相帯」
を開き、不透明物質をエッチングで除去する。レジスト
を除去し、ブランケット１８０°基板エッチングを行
う。 ４回目の書込み：３回目の書込みで形成した新しい１８
０°衝突領域を除去し、位相衝突領域内の不透明物質を
除去して位相帯を形成する。
【００４７】マスクパターンの例について本発明の方法
を説明したが、ここで説明した発明の概念を用いて、複
雑なパターンを含む他のマスクパターンを形成できるこ
とを理解すべきである。また、ここで説明した移相領域
はサブトラクティブ法（すなわち、移相溝をエッチング
する）を用いて形成したが、移相領域を形成するために
アディティブ法（たとえば、移相物質の付着）を用いて
移相領域を形成できることも理解すべきである。更に、
ネガ調フォトレジストを用いて本発明の方法を説明した
が、ポジフォトレジストも使用できることを理解すべき
である。
を説明したが、ここで説明した発明の概念を用いて、複
雑なパターンを含む他のマスクパターンを形成できるこ
とを理解すべきである。また、ここで説明した移相領域
はサブトラクティブ法（すなわち、移相溝をエッチング
する）を用いて形成したが、移相領域を形成するために
アディティブ法（たとえば、移相物質の付着）を用いて
移相領域を形成できることも理解すべきである。更に、
ネガ調フォトレジストを用いて本発明の方法を説明した
が、ポジフォトレジストも使用できることを理解すべき
である。
【図１】半導体ウェハー上に形成された従来の複雑なフ
ォトレジスト・パターンの略図である。
ォトレジスト・パターンの略図である。
【図２】フォトリソグラフィック装置に使用するため、
およびネガ調レジストを用いて図１に示す複雑なパター
ンを形成するのに適当な従来のマスクパターンの略図で
ある。
およびネガ調レジストを用いて図１に示す複雑なパター
ンを形成するのに適当な従来のマスクパターンの略図で
ある。
【図３】図１に示す複雑なパターンを形成するための従
来の交番アパーチャ移相マスクパターンの略図である。
来の交番アパーチャ移相マスクパターンの略図である。
【図４】本発明の方法に従ってマスクを形成している間
の部分的に完成したマスクパターンの略図である。
の部分的に完成したマスクパターンの略図である。
【図５】図４のマスクパターンのための移相領域の場所
を示す略図である。
を示す略図である。
【図６】透明領域の上に移相領域が配置されている、図
４のマスクパターンの透明領域の場所を示す略図であ
る。
４のマスクパターンの透明領域の場所を示す略図であ
る。
【図７】半導体ウェハー上に形成された別の従来のフォ
トレジスト・パターンの略図である。
トレジスト・パターンの略図である。
【図８】ネガ調レジストを用いて図７に示すフォトレジ
スト・パターンを形成するためのフォトリソグラフィー
で使用するために適当な従来のマスクパターンの略図で
ある。
スト・パターンを形成するためのフォトリソグラフィー
で使用するために適当な従来のマスクパターンの略図で
ある。
【図９】図７のフォトレジスト・パターンを形成するた
めの従来の移相マスクパターンの略図である。
めの従来の移相マスクパターンの略図である。
【図１０】本発明のマスクの製造に使用する２回書込み
法の最初の書込みの後の、図７のフォトレジスト・パタ
ーンを形成するための部分的に完成した移相マスクパタ
ーンの略図である。
法の最初の書込みの後の、図７のフォトレジスト・パタ
ーンを形成するための部分的に完成した移相マスクパタ
ーンの略図である。
【図１１】２回目の書込みの後の完成した移相マスクパ
ターンを示す図１０に類似する略図である。
ターンを示す図１０に類似する略図である。
【図１２】図１１に示すマスクパターンの概略横断面図
である。
である。
【図１３】リソグラフィック法で図１１の完成したマス
クパターンを用いてウェハー上の電界の強さを示す略図
である。
クパターンを用いてウェハー上の電界の強さを示す略図
である。
【図１４】４回書込み法の最初の書込みの後に示す本発
明に従って製造したマスク用の部分的に完成したマスク
パターンの略図である。
明に従って製造したマスク用の部分的に完成したマスク
パターンの略図である。
【図１５】４回書込み法の２回目の書込みの後に示す部
分的に完成したマスクパターンの略図である。
分的に完成したマスクパターンの略図である。
【図１６】４回書込み法の３回目と４回目の書込みの後
のマスクパターンを示す拡大略図である。
のマスクパターンを示す拡大略図である。
【図１７】不透明接続領域を示す図１４の一部の拡大略
図である。
図である。
４０ 移相マスクパターン ４０′ 完成した移相マスクパターン ４２ Ｔ形部分 ４４ 境界 ４６、７８ 位相衝突領域 ５０、５２、５４、９０、９２ 移相領域 ５６ フォトレジスト・パターン ６６、８４ マスクパターン ７２ 透明部 ８２ 不透明物質 ８４′ ２進マスクパターン ９６ 部分的に完成したマスクパターン １０６、１０８ 接続領域
Claims (19)
- 【請求項１】透明な基板の上に不透明な層を付着する工
程と、 不透明な層を貫通して基板まで開口部のパターンを形成
して、透明な領域と不透明な領域を含むマスクパターン
を形成する工程と、 同相の領域が内部で非常に近接して生ずるような希望の
移相マスクパターン内部での位相衝突領域を識別する工
程と、 マスクパターンの近接する透明領域を位相衝突領域内部
で一緒に接続するための接続透明領域を形成する工程
と、 １つおきの透明領域の内部および接続透明領域の内部で
移相領域を形成する工程とを備える、アパーチャ交番移
相マスクを製造する方法。 - 【請求項２】請求項１記載の移相マスクを製造する方法
であって、基板に溝を形成するサブトラクティブ法を用
いて移相領域を形成する、移相マスクを製造する方法。 - 【請求項３】請求項１記載の移相マスクを製造する方法
であって、移相物質を基板上に付着するアディティブ法
を用いて移相領域を形成する、移相マスクを製造する方
法。 - 【請求項４】請求項１記載の移相マスクを製造する方法
であって、フォトリソグラフィック法を用いてマスクパ
ターンを形成し、そのフォトリソグラフィック法では不
透明層をレジストで覆って、フォトパターン化し、不透
明層と基板を段階的にエッチングする、移相マスクを製
造する方法。 - 【請求項５】請求項４記載の移相マスクを製造する方法
であって、フォトリソグラフィック法が、不透明層中に
開口部のパターンを形成する第１の書込みと、接続透明
領域を形成する第２の書込みとを含む、移相マスクを製
造する方法。 - 【請求項６】請求項４記載の移相マスクを製造する方法
であって、フォトリソグラフィック法が、不透明層中に
開口部のパターンを形成する第１の書込みと、１つおき
の開口部に移相領域を形成する第２の書込みと、接続透
明領域を形成する第３の書込みと、接続透明領域中に移
相帯を形成する第４の書込みとを含む、移相マスクを製
造する方法。 - 【請求項７】請求項１記載の移相マスクを製造する方法
であって、ネガ調レジストでウェハーをフォトパターン
化するために移相マスクパターンを適合させる、移相マ
スクを製造する方法。 - 【請求項８】請求項１記載の移相マスクを製造する方法
であって、ポジレジストを用いてウェハーをフォトパタ
ーン化するために移相マスクパターンを適合させる、移
相マスクを製造する方法。 - 【請求項９】請求項１記載の移相マスクを製造する方法
であって、移相マスクを用いるリソグラフィック作業中
に透明帯に強い零を形成するように、接続透明領域が透
明帯によって分離された重なり合う移相領域を含む、移
相マスクを製造する方法。 - 【請求項１０】請求項１記載の移相マスクを製造する方
法であって、位相衝突領域を自動ＣＡＤ技術を用いて識
別する、移相マスクを製造する方法。 - 【請求項１１】請求項１記載の移相マスクを製造する方
法であって、移相領域のための基板をエッチングして３
６０°移相させる、移相マスクを製造する方法。 - 【請求項１２】同相の領域が内部で非常に近接して生ず
るような希望の移相マスクパターン内部での相の衝突の
領域を識別する工程と、 透明な基板の上に不透明な層を付着する工程と、 不透明層をフォトパターン化およびエッチングして、透
明領域と、不透明領域と、マスクパターンの近接する透
明領域を位相衝突領域において一緒に接続するための接
続透明領域とを含むマスクパターンを形成する工程と、 位相衝突領域内の諸特徴を分離するために、１つおきの
透明領域の内部および接続透明領域の内部で移相領域を
形成する工程とを備える、交番する開口部移相マスクを
製造する方法。 - 【請求項１３】請求項１２記載の移相マスクを製造する
方法であって、フォトパターン化およびエッチングが、
透明領域と不透明領域を形成する第１の書込みと、接続
透明領域を形成する第２の書込みとを含む、移相マスク
を製造する方法。 - 【請求項１４】請求項１３記載の移相マスクを製造する
方法であって、基板に溝をエッチングすることによって
移相領域を形成する、移相マスクを製造する方法。 - 【請求項１５】請求項１２記載の移相マスクを製造する
方法であって、フォトパターン化およびエッチングは、
透明領域と不透明領域を形成する第１の書込みと、接続
透明領域を形成する第２の書込みとを含む、移相マスク
を製造する方法。 - 【請求項１６】請求項１２記載の移相マスクを製造する
方法であって、フォトパターン化およびエッチングは、
バイナリマスクパターンを形成する第１の書込みと、基
板をエッチングして１８０°移相領域を形成する第２の
書込みと、１８０°位相衝突領域を形成する第３の書込
みと、第３の書込みによって形成された位相衝突領域を
エッチングして移送帯を形成する第４の書込みとを含
む、移相マスクを製造する方法。 - 【請求項１７】同相の領域が内部で非常に近接して生ず
るような希望の移相マスクパターン内部での相の衝突の
領域を識別する工程と、 透明な基板の上に不透明な層を付着する工程と、 不透明層をフォトパターン化およびエッチングして、透
明領域と不透明領域を含むマスクパターンを形成する工
程と、 １つおきの透明領域をエッチングして移相領域の交番す
るパターンを形成する工程と、 位相衝突領域内のマスクパターンの近接する透明領域の
間の接続透明領域をフォトパターン化およびエッチング
する工程と、 位相衝突領域内の諸特徴を分離するために、接続透明領
域の内部で移相帯をフォトパターン化およびエッチング
する工程とを備える、交番する開口部移相マスクを製造
する方法。 - 【請求項１８】請求項１７記載の移相マスクを製造する
方法であって、不透明層のフォトパターン化およびエッ
チングが第１の書込み中であり、１つおきの透明領域の
フォトパターン化およびエッチングが第２の書込み中で
あり、接続透明領域のフォトパターン化およびエッチン
グが第３の書込み中であり、移相帯のエッチングが第４
の書込み中である、移相マスクを製造する方法。 - 【請求項１９】請求項１８記載の移相マスクを製造する
方法であって、第２の書込み中に基板をエッチングして
光を１８０°移相し、第３の書込み中に１８０°基板を
エッチングして光を３６０°移相する、移相マスクを製
造する方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/312408 | 1994-09-26 | ||
| US08/312,408 US5468578A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Method of making masks for phase shifting lithography to avoid phase conflicts |
| US8/312408 | 1994-09-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08190189A JPH08190189A (ja) | 1996-07-23 |
| JP2739065B2 true JP2739065B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=23211301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24330795A Expired - Fee Related JP2739065B2 (ja) | 1994-09-26 | 1995-09-21 | アパーチャ交番移相マスクを製造する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5468578A (ja) |
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| TW (1) | TW301012B (ja) |
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| KR100434009B1 (ko) * | 1995-12-30 | 2004-09-04 | 고려화학 주식회사 | 실리카전처리방법 |
| KR100440599B1 (ko) * | 1995-12-30 | 2004-10-28 | 고려화학 주식회사 | 반도체소자밀봉용수지조성물 및 이의 제조방법 |
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-
1994
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