JP2816832B2 - 位相シフトマスクの構造及び製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位相シフトマスクに係
り、特に孤立パターンが接近して配置されているとき発
生する振幅の干渉を防止するために補助パターンを配置
した位相シフトマスクの構造及び製造方法に関する。
り、特に孤立パターンが接近して配置されているとき発
生する振幅の干渉を防止するために補助パターンを配置
した位相シフトマスクの構造及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、半導体の製造方法でよく使用
されるフォトリソグラフィ工程では、半導体素子を所望
する形状で光を透過する部分と光を遮断する部分に分け
られたマスクを用いて露光する。そして、マスクの製造
技術の発達に伴って光の位相差を応用した変形マスクが
登場し、これにより光学解像限界が増加した。
されるフォトリソグラフィ工程では、半導体素子を所望
する形状で光を透過する部分と光を遮断する部分に分け
られたマスクを用いて露光する。そして、マスクの製造
技術の発達に伴って光の位相差を応用した変形マスクが
登場し、これにより光学解像限界が増加した。
【０００３】図１（ａ）〜（ｄ）は一般的なマスク構造
及びそれによる透光特性図である。（ａ）は一般的なマ
スクの構造平面図であり、（ｂ）は距離に対するマスク
における振幅を示し、（ｃ）は距離に対する基板上にお
ける振幅を示し、（ｄ）は距離に対する基板における光
強度を示す。
及びそれによる透光特性図である。（ａ）は一般的なマ
スクの構造平面図であり、（ｂ）は距離に対するマスク
における振幅を示し、（ｃ）は距離に対する基板上にお
ける振幅を示し、（ｄ）は距離に対する基板における光
強度を示す。
【０００４】即ち、一般的なマスクは、図１（ａ）に示
すように、透明基板に光が透過できる透光領域１１と、
光を遮光する遮光領域１３に分けられて形成される。し
かし、このような一般的なマスクでは、遮光領域１３と
透光領域１１との境界では光の干渉効果によって光エネ
ルギーが効果的にレジスト表面に達しないので、輪郭が
はっきりしなくなり、解像度に限界が生じる。つまり、
マスクでは図１（ｂ）のような振幅をもつが、透光領域
１１と遮光領域との境界において光の干渉効果が発生し
て、（ｃ）及び（ｄ）のように光エネルギー及び光強度
が緩やかになる。
すように、透明基板に光が透過できる透光領域１１と、
光を遮光する遮光領域１３に分けられて形成される。し
かし、このような一般的なマスクでは、遮光領域１３と
透光領域１１との境界では光の干渉効果によって光エネ
ルギーが効果的にレジスト表面に達しないので、輪郭が
はっきりしなくなり、解像度に限界が生じる。つまり、
マスクでは図１（ｂ）のような振幅をもつが、透光領域
１１と遮光領域との境界において光の干渉効果が発生し
て、（ｃ）及び（ｄ）のように光エネルギー及び光強度
が緩やかになる。
【０００５】従って、このような一般的なマスクの問題
点を改善するために、いろんな位相シフトマスクが開発
されている。特に、Levensonの位相シフトマスクを始め
として、ニタヤマ(Nitayama)等がコンタクトホールの解
像限界を向上させるために提案した、遮光パターンと位
相シフト層が形成されるＲＩＭ形位相シフトマスクが出
現し、さらに最近では位相シフトマスクの面積を減少さ
せるようにしたハーフトーン位相シフトマスク（他の表
現では減衰形位相シフトマスク）も開発されている。
点を改善するために、いろんな位相シフトマスクが開発
されている。特に、Levensonの位相シフトマスクを始め
として、ニタヤマ(Nitayama)等がコンタクトホールの解
像限界を向上させるために提案した、遮光パターンと位
相シフト層が形成されるＲＩＭ形位相シフトマスクが出
現し、さらに最近では位相シフトマスクの面積を減少さ
せるようにしたハーフトーン位相シフトマスク（他の表
現では減衰形位相シフトマスク）も開発されている。
【０００６】このような従来の位相シフトマスクを添付
図面を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は単一孤
立パターンを有する従来の位相シフトマスクの構造及び
それによる透光特性図である。（ａ）は従来の単一孤立
パターンを有する位相シフトマスクの構造平面図であ
り、（ｂ）は距離に対する位相シフトマスクにおける振
幅を示し、（ｃ）は距離に対する基板上における振幅を
示し、（ｄ）は距離に対する基板における光強度を示
す。
図面を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は単一孤
立パターンを有する従来の位相シフトマスクの構造及び
それによる透光特性図である。（ａ）は従来の単一孤立
パターンを有する位相シフトマスクの構造平面図であ
り、（ｂ）は距離に対する位相シフトマスクにおける振
幅を示し、（ｃ）は距離に対する基板上における振幅を
示し、（ｄ）は距離に対する基板における光強度を示
す。
【０００７】即ち、従来の単一孤立パターンを有する位
相シフトマスクは、図２（ａ）に示すように、透明基板
に透光領域１１と、遮光領域に光を約３０％以下に減衰
させて位相を反転させる位相遷移層１２を形成したもの
である。従って、図２（ｂ）に示すように透光領域と遮
光領域で大きな振幅差が得られるので、図２（ｃ）及び
（ｄ）に示すように透光領域と遮光領域の境界面におい
て光エネルギーの相殺及び増強現象を防止して正確なフ
ォトリソグラフィを施すことができる。しかし、複数個
の孤立パターン（透光パターン）が接近して配置される
位相シフトマスクでは隣接孤立パターン間に光エネルギ
ーの相殺及び増強現象が発生する
相シフトマスクは、図２（ａ）に示すように、透明基板
に透光領域１１と、遮光領域に光を約３０％以下に減衰
させて位相を反転させる位相遷移層１２を形成したもの
である。従って、図２（ｂ）に示すように透光領域と遮
光領域で大きな振幅差が得られるので、図２（ｃ）及び
（ｄ）に示すように透光領域と遮光領域の境界面におい
て光エネルギーの相殺及び増強現象を防止して正確なフ
ォトリソグラフィを施すことができる。しかし、複数個
の孤立パターン（透光パターン）が接近して配置される
位相シフトマスクでは隣接孤立パターン間に光エネルギ
ーの相殺及び増強現象が発生する
【０００８】即ち、図３は従来の複数孤立パターンを有
する位相シフトマスクの構造平面図である。そして、図
４（ａ）〜（ｃ）は図３のＳ−Ａ線上におけるマスク構
造断面図及びそれによる透光特性図であり、図５（ａ）
〜（ｃ）は図３のＳ−Ｂ1 及びＳ’−Ｂ2 線上における
マスクの構造断面図及びそれによる透光特性図であり、
図６は図３の従来の複数孤立パターンを有する位相シフ
トマスクの光強度分布図である。
する位相シフトマスクの構造平面図である。そして、図
４（ａ）〜（ｃ）は図３のＳ−Ａ線上におけるマスク構
造断面図及びそれによる透光特性図であり、図５（ａ）
〜（ｃ）は図３のＳ−Ｂ1 及びＳ’−Ｂ2 線上における
マスクの構造断面図及びそれによる透光特性図であり、
図６は図３の従来の複数孤立パターンを有する位相シフ
トマスクの光強度分布図である。
【０００９】以下、図３に示すように４個の孤立パター
ンが互いに同じ距離だけ隣接している時の各孤立パター
ン間の光エネルギー分布を説明する。ここで、１１は透
光領域であり、１２は半透明層であるとともに位相を反
転させる位相遷移層である。まず、図４（ａ）に示すよ
うに、２個の孤立パターン間の光エネルギーを説明する
と、それぞれの孤立パターンにおいて中心から１／２と
なる点（Ｃ）で光の振幅に（−）成分が発生して透光領
域１１の解像度を増加させる代わりに、露光源のエネル
ギーが強ければ強いほど（−）成分の不要なパターンの
大きさもそれだけ増加することになる。すなわち、２個
の孤立パターンのそれぞれで図４（ｂ）のような振幅を
有するので、それぞれの孤立パターンの中心から１／２
となる点（Ｃ）で光の（−）成分で干渉が発生する。従
って、露光源のエネルギーに比例して不要なパターンの
強さが増す。その結果、位相遷移層１２の光強度がしき
い値を越えると、不要なパターンがレジストの下層基板
のエッチングに影響を及ぼすことになる。４個の孤立パ
ターンから互いに同じ距離にある点では、光の（−）振
幅干渉が生じて不要な光エネルギーが一番大きくなる現
象が発生する。
ンが互いに同じ距離だけ隣接している時の各孤立パター
ン間の光エネルギー分布を説明する。ここで、１１は透
光領域であり、１２は半透明層であるとともに位相を反
転させる位相遷移層である。まず、図４（ａ）に示すよ
うに、２個の孤立パターン間の光エネルギーを説明する
と、それぞれの孤立パターンにおいて中心から１／２と
なる点（Ｃ）で光の振幅に（−）成分が発生して透光領
域１１の解像度を増加させる代わりに、露光源のエネル
ギーが強ければ強いほど（−）成分の不要なパターンの
大きさもそれだけ増加することになる。すなわち、２個
の孤立パターンのそれぞれで図４（ｂ）のような振幅を
有するので、それぞれの孤立パターンの中心から１／２
となる点（Ｃ）で光の（−）成分で干渉が発生する。従
って、露光源のエネルギーに比例して不要なパターンの
強さが増す。その結果、位相遷移層１２の光強度がしき
い値を越えると、不要なパターンがレジストの下層基板
のエッチングに影響を及ぼすことになる。４個の孤立パ
ターンから互いに同じ距離にある点では、光の（−）振
幅干渉が生じて不要な光エネルギーが一番大きくなる現
象が発生する。
【００１０】図５（ａ）は図３の４個の孤立パターンに
よって囲まれた時の中心点（０）を示す断面図であり、
図５（ｂ）は断面（Ｓ→０）と断面（Ｓ’→０）の重畳
した振幅及び断面（０→Ｂ1）と断面（０→Ｂ2）の重畳
した振幅を示すグラフであり、図５（ｃ）は前記図５
（ｂ）の振幅を全て重畳させたグラフである。
よって囲まれた時の中心点（０）を示す断面図であり、
図５（ｂ）は断面（Ｓ→０）と断面（Ｓ’→０）の重畳
した振幅及び断面（０→Ｂ1）と断面（０→Ｂ2）の重畳
した振幅を示すグラフであり、図５（ｃ）は前記図５
（ｂ）の振幅を全て重畳させたグラフである。
【００１１】図５（ｂ）に示すように、（Ｓ→０）断面
と（Ｓ’→０）断面を重畳させたときの振幅と（０→Ｂ
1）断面と（０→Ｂ2）断面を重畳させた時の振幅が重畳
する中心点０では、光強度が増強されて、もう一つの孤
立パターンが作られる。このような原理によって基板表
面での光エネルギー分布は図６に示すようになる。透光
領域１１の光強度の基準を０．８〜０の分布（）とし
た場合、４個の透光領域１２の中間の部分の位相遷移層
１２によって作られる（−）振幅の光強度は−０．６〜
−０．１の分布（）を有し、２個の隣接透光領域間に
作られる（−）振幅の光強度は−０．３〜−０．１の分
布（）を有する。
と（Ｓ’→０）断面を重畳させたときの振幅と（０→Ｂ
1）断面と（０→Ｂ2）断面を重畳させた時の振幅が重畳
する中心点０では、光強度が増強されて、もう一つの孤
立パターンが作られる。このような原理によって基板表
面での光エネルギー分布は図６に示すようになる。透光
領域１１の光強度の基準を０．８〜０の分布（）とし
た場合、４個の透光領域１２の中間の部分の位相遷移層
１２によって作られる（−）振幅の光強度は−０．６〜
−０．１の分布（）を有し、２個の隣接透光領域間に
作られる（−）振幅の光強度は−０．３〜−０．１の分
布（）を有する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、上述したよう
に孤立パターンが反復的に存在する従来の位相シフトマ
スクは下記の問題点があった。即ち、減衰形位相シフト
マスクを用いて露光する場合、透光領域の光強度の勾配
が鋭くなる反面、複数個の透光領域が存在するときには
不要なパターンが形成され、これにより露光源の光強度
を増加させるほど不要なパターンの大きさも増加する。
に孤立パターンが反復的に存在する従来の位相シフトマ
スクは下記の問題点があった。即ち、減衰形位相シフト
マスクを用いて露光する場合、透光領域の光強度の勾配
が鋭くなる反面、複数個の透光領域が存在するときには
不要なパターンが形成され、これにより露光源の光強度
を増加させるほど不要なパターンの大きさも増加する。
【００１３】本発明はかかる問題点を解決するためのも
ので、その目的は（−）成分の重畳光強度を弱化させて
解像度を向上させた減衰形位相シフトマスクを提供する
ことである。
ので、その目的は（−）成分の重畳光強度を弱化させて
解像度を向上させた減衰形位相シフトマスクを提供する
ことである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、透光性基
板上に位相遷移層を形成し、その位相遷移層を選択的に
除去して複数個の透光領域を有するハーフトーンマスク
を形成し、前記透光領域の間の位相遷移層上に少なくと
も一つ以上の補助遮光パターンを形成することを特徴と
する。補助遮光パターンに変えて同様の補助透光パター
ンを形成させてもよい。
に、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、透光性基
板上に位相遷移層を形成し、その位相遷移層を選択的に
除去して複数個の透光領域を有するハーフトーンマスク
を形成し、前記透光領域の間の位相遷移層上に少なくと
も一つ以上の補助遮光パターンを形成することを特徴と
する。補助遮光パターンに変えて同様の補助透光パター
ンを形成させてもよい。
【００１５】上記目的を達成する本発明の位相シフトマ
スクの構造は、透光性基板と、その透光性基板上に複数
個の透光領域をもって形成される位相遷移層と、前記透
光領域の間の位相遷移層上に形成される複数個の補助遮
光パターンとを有することを特徴とする。上記した補助
遮光パターン、補助透光パターンの形状は円形、四角
形、十字形、若しくは多数のドット形その他任意の形状
とすることができる。
スクの構造は、透光性基板と、その透光性基板上に複数
個の透光領域をもって形成される位相遷移層と、前記透
光領域の間の位相遷移層上に形成される複数個の補助遮
光パターンとを有することを特徴とする。上記した補助
遮光パターン、補助透光パターンの形状は円形、四角
形、十字形、若しくは多数のドット形その他任意の形状
とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、このような本発明を添付図
面を参照してより詳細に説明する。図７は本発明の第１
実施の形態による位相シフトマスクの構造平面図であ
り、図８（ａ）〜（ｃ）は図７のＳ−Ａ線上における位
相シフトマスクの構造断面図とそれによる透光特性図で
あり、図９（ａ）〜（ｃ）は図７のＳ−Ｂ1 及びＳ’−
Ｂ2 線上における位相シフトマスクの構造断面図とそれ
による透光特性図であり、図１０は本発明の第１実施の
形態による位相シフトマスクの光強度分布図である。
面を参照してより詳細に説明する。図７は本発明の第１
実施の形態による位相シフトマスクの構造平面図であ
り、図８（ａ）〜（ｃ）は図７のＳ−Ａ線上における位
相シフトマスクの構造断面図とそれによる透光特性図で
あり、図９（ａ）〜（ｃ）は図７のＳ−Ｂ1 及びＳ’−
Ｂ2 線上における位相シフトマスクの構造断面図とそれ
による透光特性図であり、図１０は本発明の第１実施の
形態による位相シフトマスクの光強度分布図である。
【００１７】まず、本発明の第１実施の形態による位相
シフトマスクは、図７に示すように位相遷移層１２に透
光領域が垂直・水平方向に同一間隔を開けて形成される
位相シフトマスクにおいて、２個の孤立パターンの間に
は補助遮光パターンを形成せず（２個の孤立パターンの
間では光強度がしきい値を越えなかったと仮定した場
合）、４個の孤立パターン（透光領域）の間の位相遷移
層の各孤立パターンからほぼ等間隔位置付近に補助遮光
パターン１４を形成したものである。この際、補助遮光
パターン１４は正四角形に形成する。
シフトマスクは、図７に示すように位相遷移層１２に透
光領域が垂直・水平方向に同一間隔を開けて形成される
位相シフトマスクにおいて、２個の孤立パターンの間に
は補助遮光パターンを形成せず（２個の孤立パターンの
間では光強度がしきい値を越えなかったと仮定した場
合）、４個の孤立パターン（透光領域）の間の位相遷移
層の各孤立パターンからほぼ等間隔位置付近に補助遮光
パターン１４を形成したものである。この際、補助遮光
パターン１４は正四角形に形成する。
【００１８】このような本発明の位祖シフトマスクの製
造方法は次の通りである。ガラス基板のような透明基板
に６〜３０％（位相遷移層の厚さ許容誤差を考慮して６
〜１５％にすることができる）の透過率を有し且つ位相
を反転させる位相遷移層１２を蒸着し、前記位相遷移層
１２を選択的に除去して、透光領域１１を有するハーフ
トーンマスクを製造する。この実施例においては各透光
領域１１は縦横等間隔で配置されている。そして、この
ように形成されたと透光領域（孤立パターン）のうちの
互いに隣接した４個の透光領域１１から互いに等間隔の
位置の位相遷移層の部分に補助遮パターン１４を設け
る。この際、補助遮光パターン１４はクロム等の金属を
用いる。
造方法は次の通りである。ガラス基板のような透明基板
に６〜３０％（位相遷移層の厚さ許容誤差を考慮して６
〜１５％にすることができる）の透過率を有し且つ位相
を反転させる位相遷移層１２を蒸着し、前記位相遷移層
１２を選択的に除去して、透光領域１１を有するハーフ
トーンマスクを製造する。この実施例においては各透光
領域１１は縦横等間隔で配置されている。そして、この
ように形成されたと透光領域（孤立パターン）のうちの
互いに隣接した４個の透光領域１１から互いに等間隔の
位置の位相遷移層の部分に補助遮パターン１４を設け
る。この際、補助遮光パターン１４はクロム等の金属を
用いる。
【００１９】このような本実施形態の位相シフトマスク
は、孤立パターン間の距離を０．５０λ／ＮＡ〜１.１
０λ／ＮＡの範囲とされている。（−）成分の重畳強度
(サイドローブ)は隣接している孤立パターン間に各１個
ずつ生じるが、４個の孤立パターンの間にはその中心部
に補助遮光パターン１４を設けたのでそれが（−）成分
の重畳光強度を分散させる役割を果たすことになる。こ
こで、λは光源の波長、ＮＡは開口数である。図８
（ｂ）は隣接する２個の孤立パターン間に作用する光を
示す。２個の孤立パターン間に（−）振幅の干渉がしき
い値より下で問題とならない場合を示す。即ち、図８
（ｂ）に示すような隣接する２個の孤立パターンそれぞ
れの重畳した光強度の大きさを加えても、図８（ｃ）に
示すように光強度がしきい値を越えない場合である。従
って、２個の孤立パターンの間は補助遮光パターンを形
成しなくてもよい。
は、孤立パターン間の距離を０．５０λ／ＮＡ〜１.１
０λ／ＮＡの範囲とされている。（−）成分の重畳強度
(サイドローブ)は隣接している孤立パターン間に各１個
ずつ生じるが、４個の孤立パターンの間にはその中心部
に補助遮光パターン１４を設けたのでそれが（−）成分
の重畳光強度を分散させる役割を果たすことになる。こ
こで、λは光源の波長、ＮＡは開口数である。図８
（ｂ）は隣接する２個の孤立パターン間に作用する光を
示す。２個の孤立パターン間に（−）振幅の干渉がしき
い値より下で問題とならない場合を示す。即ち、図８
（ｂ）に示すような隣接する２個の孤立パターンそれぞ
れの重畳した光強度の大きさを加えても、図８（ｃ）に
示すように光強度がしきい値を越えない場合である。従
って、２個の孤立パターンの間は補助遮光パターンを形
成しなくてもよい。
【００２０】一方、図９（ａ）は（Ｓ→Ｂ1）断面と
（Ｓ’→Ｂ2）断面とを重畳して示す断面図であり、４
つの孤立パターンの間に補助遮光パターン１４を形成し
たものである。図９（ｂ）は（Ｓ→０）断面と（Ｓ’→
０）断面が重畳した光強度振幅（上側）、及び（０→Ｂ
1）断面と（０→Ｂ2）断面が重畳した光強度振幅（下
側）を示し、４つの孤立パターンの中心部に設けられた
補助遮光パターン１４が４つの孤立パターンから発生す
る（−）振幅成分の重畳光強度を減衰させ手いる状態を
示している。ここで、点線は補助遮光パターン１４を形
成していない時の状態であり、実線は補助遮光パターン
１４を形成したときの状態を示す。従って、４個の孤立
パターンの間の中心部で重畳した光強度は図９（ｃ）に
示すように補助遮光パターン１４によって（−）振幅が
減衰してしきい値を超えないので、基板に不要なパター
ンが形成されるのを防止する。
（Ｓ’→Ｂ2）断面とを重畳して示す断面図であり、４
つの孤立パターンの間に補助遮光パターン１４を形成し
たものである。図９（ｂ）は（Ｓ→０）断面と（Ｓ’→
０）断面が重畳した光強度振幅（上側）、及び（０→Ｂ
1）断面と（０→Ｂ2）断面が重畳した光強度振幅（下
側）を示し、４つの孤立パターンの中心部に設けられた
補助遮光パターン１４が４つの孤立パターンから発生す
る（−）振幅成分の重畳光強度を減衰させ手いる状態を
示している。ここで、点線は補助遮光パターン１４を形
成していない時の状態であり、実線は補助遮光パターン
１４を形成したときの状態を示す。従って、４個の孤立
パターンの間の中心部で重畳した光強度は図９（ｃ）に
示すように補助遮光パターン１４によって（−）振幅が
減衰してしきい値を超えないので、基板に不要なパター
ンが形成されるのを防止する。
【００２１】このように補助遮光パターン１４を設けた
ときの基板表面での光エネルギー分布を図１０に示す。
透光領域１１で（＋）振幅の光エネルギー（０．８〜
０）分布（）を有すると、４個の透光領域によって重
畳する光エネルギーは補助遮光領域によって減衰するの
で、隣接した孤立パターンの間で（−）振幅の光エネル
ギーは−０.２〜−０．１もしくは−０.３〜０の分布
（、）を有する。
ときの基板表面での光エネルギー分布を図１０に示す。
透光領域１１で（＋）振幅の光エネルギー（０．８〜
０）分布（）を有すると、４個の透光領域によって重
畳する光エネルギーは補助遮光領域によって減衰するの
で、隣接した孤立パターンの間で（−）振幅の光エネル
ギーは−０.２〜−０．１もしくは−０.３〜０の分布
（、）を有する。
【００２２】一方、図１１は本発明の第２実施の形態に
よる位相シフトマスクの構造平面図であり、図１２
（ａ）〜（ｃ）は図１１のＳ−Ａ線上の位相シフトマス
クの構造断面図とそれによる透光特性図であり、図１３
（ａ）〜（ｃ）は図１１のＳ−Ｂ1及びＳ−Ｂ2線上にお
ける位相シフトマスク構造断面とそれによる透光特性図
であり、図１４は本発明の第２実施の形態による位相シ
フトマスクの光強度分布図である。本発明の第２実施の
形態による位相シフトマスクは、第１実施の形態とほぼ
同じであって、図１１及び図１２（ａ）のように２個の
孤立パターンの間にも補助遮光パターン１５を形成した
ものである。従って、２個の孤立パターン間にも図１２
（ｂ）及び図１２（ｃ）のように補助遮光パターン１５
が（−）振幅を減少させるので、より一層解像度を向上
させる。ここで、点線は補助遮光パターンを形成してい
ない時の状態を示し、実線は補助遮光パターン１５があ
る時、光振幅が減衰した効果を示す。
よる位相シフトマスクの構造平面図であり、図１２
（ａ）〜（ｃ）は図１１のＳ−Ａ線上の位相シフトマス
クの構造断面図とそれによる透光特性図であり、図１３
（ａ）〜（ｃ）は図１１のＳ−Ｂ1及びＳ−Ｂ2線上にお
ける位相シフトマスク構造断面とそれによる透光特性図
であり、図１４は本発明の第２実施の形態による位相シ
フトマスクの光強度分布図である。本発明の第２実施の
形態による位相シフトマスクは、第１実施の形態とほぼ
同じであって、図１１及び図１２（ａ）のように２個の
孤立パターンの間にも補助遮光パターン１５を形成した
ものである。従って、２個の孤立パターン間にも図１２
（ｂ）及び図１２（ｃ）のように補助遮光パターン１５
が（−）振幅を減少させるので、より一層解像度を向上
させる。ここで、点線は補助遮光パターンを形成してい
ない時の状態を示し、実線は補助遮光パターン１５があ
る時、光振幅が減衰した効果を示す。
【００２３】本発明の第２実施の形態による位相シフト
マスクの製造方法は第１実施の形態とほぼ同様である
が、遮光パターンの数を増加させるものである。なお、
図１３は本発明の第１実施の形態と同様である。そし
て、図１４は第１補助遮光パターン１４と第２補助遮光
パターン１５が存在するとき、基板表面での光エネルギ
ー分布であり、（−）振幅の光エネルギーがより低くな
る。なお、図１５は本発明の第３実施の形態による位相
シフトマスクの構造平面図であり、図１６（ａ）〜
（ｃ）は図１４のＳ−Ａ線上における位相シフトマスク
の構造断面図とそれによる透光特性図であり、図１７
（ａ）〜（ｃ）は図１４のＳ−Ｂ1及びＳ’ーＢ2線上に
おける位相シフトマスクの構造断面図とそれによる透光
特性図であり、図１８は本発明の第３実施の形態による
位相シフトマスクの光強度分布図である。
マスクの製造方法は第１実施の形態とほぼ同様である
が、遮光パターンの数を増加させるものである。なお、
図１３は本発明の第１実施の形態と同様である。そし
て、図１４は第１補助遮光パターン１４と第２補助遮光
パターン１５が存在するとき、基板表面での光エネルギ
ー分布であり、（−）振幅の光エネルギーがより低くな
る。なお、図１５は本発明の第３実施の形態による位相
シフトマスクの構造平面図であり、図１６（ａ）〜
（ｃ）は図１４のＳ−Ａ線上における位相シフトマスク
の構造断面図とそれによる透光特性図であり、図１７
（ａ）〜（ｃ）は図１４のＳ−Ｂ1及びＳ’ーＢ2線上に
おける位相シフトマスクの構造断面図とそれによる透光
特性図であり、図１８は本発明の第３実施の形態による
位相シフトマスクの光強度分布図である。
【００２４】本発明の第３実施の形態による位相シフト
マスクは、隣接した孤立パターン間の水平、垂直距離が
異なる場合であって、Ｘ軸方向離間距離がＹ軸方向離間
距離より短い時の補助遮光パターンを形成する方法であ
る。即ち、図１５、図１６（ａ）及び図１７（ａ）に示
すように、２個の孤立パターンの間には補助遮光パター
ンを形成せず、４個の孤立パターンの間の中心に補助遮
光パターン１６を形成したものである。この際、補助遮
光パターン１６は、Ｘ軸方向が長くＹ軸方向が短い長方
形に形成する。このような形状に補助遮光パターンを形
成する理由は、隣接する２個の孤立パターンによってＸ
方向で発生する１次及び２次サイドローブ（−振幅成
分)がＹ方向で発生する１次及び２次サイドローブ（−
振幅成分)より強いので、補助遮光パターン１６をＸ方
向に長く配置する。
マスクは、隣接した孤立パターン間の水平、垂直距離が
異なる場合であって、Ｘ軸方向離間距離がＹ軸方向離間
距離より短い時の補助遮光パターンを形成する方法であ
る。即ち、図１５、図１６（ａ）及び図１７（ａ）に示
すように、２個の孤立パターンの間には補助遮光パター
ンを形成せず、４個の孤立パターンの間の中心に補助遮
光パターン１６を形成したものである。この際、補助遮
光パターン１６は、Ｘ軸方向が長くＹ軸方向が短い長方
形に形成する。このような形状に補助遮光パターンを形
成する理由は、隣接する２個の孤立パターンによってＸ
方向で発生する１次及び２次サイドローブ（−振幅成
分)がＹ方向で発生する１次及び２次サイドローブ（−
振幅成分)より強いので、補助遮光パターン１６をＸ方
向に長く配置する。
【００２５】従って、図１６（ｂ）及び（ｃ）のよう
に、２個の孤立パターンの間には補助遮光パターンが形
成されないので増幅された（−）振幅の光強度がやや高
いが、しきい値に至らないので不要なパターンは形成さ
れない。そして、４個の孤立パターンの間の中心部では
長方形の補助遮光パターンが形成されているので、図１
７（ｂ）と（ｃ）に示すように、重畳光強度が分散し、
透光エネルギーがしきい値以下に減少して不要なパター
ンが形成されない。補助遮光パターンが無いときには太
い点線、正方形の補助遮光パターンを形成した時には一
点鎖線、長方形の補助遮光パターン１６を配置したとき
には実線で（−）振幅の光強度を表示した。従って、隣
接孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる場合には長
方形の補助遮光パターンを形成すると、より効果的であ
ることが分かる。
に、２個の孤立パターンの間には補助遮光パターンが形
成されないので増幅された（−）振幅の光強度がやや高
いが、しきい値に至らないので不要なパターンは形成さ
れない。そして、４個の孤立パターンの間の中心部では
長方形の補助遮光パターンが形成されているので、図１
７（ｂ）と（ｃ）に示すように、重畳光強度が分散し、
透光エネルギーがしきい値以下に減少して不要なパター
ンが形成されない。補助遮光パターンが無いときには太
い点線、正方形の補助遮光パターンを形成した時には一
点鎖線、長方形の補助遮光パターン１６を配置したとき
には実線で（−）振幅の光強度を表示した。従って、隣
接孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる場合には長
方形の補助遮光パターンを形成すると、より効果的であ
ることが分かる。
【００２６】図１８は長方形の補助遮光パターン１６が
存在するときの光エネルギー分布であり、実線は（＋）
振幅を有する光強度であり、点線は（−）振幅を有する
光強度である。一方、図１９は本発明の第４実施の形態
による位相シフトマスクの構造平面図である。
存在するときの光エネルギー分布であり、実線は（＋）
振幅を有する光強度であり、点線は（−）振幅を有する
光強度である。一方、図１９は本発明の第４実施の形態
による位相シフトマスクの構造平面図である。
【００２７】本発明の第４実施の形態による位相シフト
マスクも隣接孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる
場合であって、特に、Ｘ軸離間長さがＹ軸離間長さより
短いときに補助遮光パターンを形成する方法である。こ
のように補助遮光パターン１７を形成しても本発明の第
３実施の形態で説明したように、補助遮光パターンによ
って重畳した光エネルギーをしきい値以下に減少させて
不要なパターンを形成しない。尚、図２０は本発明の第
５実施の形態による位相シフトマスクの構造平面図であ
る。本発明の第５実施の形態による位相シフトマスク
は、第３及び第４実施の形態と同様に隣接孤立パターン
間の水平、垂直距離が異なる場合であって、Ｘ軸離間長
さがＹ軸離間長さより短いときに補助遮光パターンを形
成する一方法である。この実施態様では図２０に示すよ
うに、小さな正方形が複数個Ｘ軸方向に並べて補助遮光
パターンを形成させたドット形態のものであり、ドット
間のピッチは光源の限界解像力Ｒ以下とする。もちろん
一つのドットの形状は正方形でなければならないわけで
はない。
マスクも隣接孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる
場合であって、特に、Ｘ軸離間長さがＹ軸離間長さより
短いときに補助遮光パターンを形成する方法である。こ
のように補助遮光パターン１７を形成しても本発明の第
３実施の形態で説明したように、補助遮光パターンによ
って重畳した光エネルギーをしきい値以下に減少させて
不要なパターンを形成しない。尚、図２０は本発明の第
５実施の形態による位相シフトマスクの構造平面図であ
る。本発明の第５実施の形態による位相シフトマスク
は、第３及び第４実施の形態と同様に隣接孤立パターン
間の水平、垂直距離が異なる場合であって、Ｘ軸離間長
さがＹ軸離間長さより短いときに補助遮光パターンを形
成する一方法である。この実施態様では図２０に示すよ
うに、小さな正方形が複数個Ｘ軸方向に並べて補助遮光
パターンを形成させたドット形態のものであり、ドット
間のピッチは光源の限界解像力Ｒ以下とする。もちろん
一つのドットの形状は正方形でなければならないわけで
はない。
【００２８】ここで、光源の限界解像力Ｒは次の通りで
ある。 Ｒ＝Ｋλ／ＮＡ（Ｋ：露光定数、λ：波長、ＮＡ：開口
数）
ある。 Ｒ＝Ｋλ／ＮＡ（Ｋ：露光定数、λ：波長、ＮＡ：開口
数）
【００２９】一方、図２１は本発明の第６実施の形態に
よる位相シフトマスクの構造平面図であり、図２２は本
発明の第７実施の形態による位相シフトマスクの構造平
面図である。本発明の第６及び第７実施の形態による位
相シフトマスクは第３及び第４、第５実施の形態と同様
に、隣接孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる場合
であって、Ｘ軸離間長さがＹ軸離間長さより短いとき、
補助透光パターンを形成する方法である。
よる位相シフトマスクの構造平面図であり、図２２は本
発明の第７実施の形態による位相シフトマスクの構造平
面図である。本発明の第６及び第７実施の形態による位
相シフトマスクは第３及び第４、第５実施の形態と同様
に、隣接孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる場合
であって、Ｘ軸離間長さがＹ軸離間長さより短いとき、
補助透光パターンを形成する方法である。
【００３０】即ち、本発明の第６実施の形態は、第３実
施の形態で補助遮光パターン１６の代わりに４個の孤立
パターンの間の中央部に補助透光パターン１９を形成し
たものであり、第３実施の形態の補助遮光パターン１６
の大きさと同一に位相遷移層１２を選択的に除去して補
助透光パターン１９を形成する。
施の形態で補助遮光パターン１６の代わりに４個の孤立
パターンの間の中央部に補助透光パターン１９を形成し
たものであり、第３実施の形態の補助遮光パターン１６
の大きさと同一に位相遷移層１２を選択的に除去して補
助透光パターン１９を形成する。
【００３１】そして、本発明の第７実施の形態は、第５
実施の形態でドット形態の補助遮光パターン１８の代わ
りに４個の孤立パターン間の中心部にドット形態の補助
透光パターン２０を形成したものであり、第５実施の形
態の補助遮光パターン１８の大きさと同一に位相遷移層
１２を選択的に除去して補助透光パターン２０を形成す
る。この際、第５実施の形態と同様にドット間のピッチ
は、光源の限界解像力Ｒ以下とする。
実施の形態でドット形態の補助遮光パターン１８の代わ
りに４個の孤立パターン間の中心部にドット形態の補助
透光パターン２０を形成したものであり、第５実施の形
態の補助遮光パターン１８の大きさと同一に位相遷移層
１２を選択的に除去して補助透光パターン２０を形成す
る。この際、第５実施の形態と同様にドット間のピッチ
は、光源の限界解像力Ｒ以下とする。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したような本発明の位相シフト
マスクでは次のような効果がある。本発明の位相シフト
マスクは隣接した孤立パターン間に補助遮光パターン若
しくは補助透光パターンを形成したので、（−）振幅の
干渉を相殺して不要なパターンが形成されるのを防止す
る。隣接した孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる
ときにもそれぞれの形態に相応して補助遮光パターン若
しくは補助透光パターンを配置することができ、（−）
振幅の干渉を相殺して不要なパターンが形成されるのを
防止することができる。前記のように不要なパターンの
形成が防止されるので、露光マージンを増加させてより
強い露光工程を行うことができる。
マスクでは次のような効果がある。本発明の位相シフト
マスクは隣接した孤立パターン間に補助遮光パターン若
しくは補助透光パターンを形成したので、（−）振幅の
干渉を相殺して不要なパターンが形成されるのを防止す
る。隣接した孤立パターン間の水平、垂直距離が異なる
ときにもそれぞれの形態に相応して補助遮光パターン若
しくは補助透光パターンを配置することができ、（−）
振幅の干渉を相殺して不要なパターンが形成されるのを
防止することができる。前記のように不要なパターンの
形成が防止されるので、露光マージンを増加させてより
強い露光工程を行うことができる。
【図１】 一般的なマスク構造及びそれによる透光特性
図である。
図である。
【図２】 は従来の単一孤立パターンを有する位相シフ
トマスクの構造及びそれによる透光特性図である。
トマスクの構造及びそれによる透光特性図である。
【図３】 従来の複数孤立パターンを有する位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
【図４】 図３のＳ−Ａ線上におけるマスクの構造断面
図及びそれによる透光特性図である。
図及びそれによる透光特性図である。
【図５】 図３のＳ−Ｂ1及びＳ’−Ｂ2線上におけるマ
スクの構造断面図及びそれによる透光特性図である。
スクの構造断面図及びそれによる透光特性図である。
【図６】 図３の従来の複数孤立パターンを有する位相
シフトマスクの光強度分布図である。
シフトマスクの光強度分布図である。
【図７】 本発明の第１実施の形態による位相シフトマ
スクの構造平面図である。
スクの構造平面図である。
【図８】 図７のＳ−Ａ線上における位相シフトマスク
の構造断面図及びそれによる透光特性図である。
の構造断面図及びそれによる透光特性図である。
【図９】 図７のＳ−Ｂ1及びＳ’ーＢ2線上における位
相シフトマスクの構造断面図及びそれによる透光特性図
である。
相シフトマスクの構造断面図及びそれによる透光特性図
である。
【図１０】 本発明の第１実施の形態による位相シフト
マスクの光強度分布図である。
マスクの光強度分布図である。
【図１１】 本発明の第２実施の形態による位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
【図１２】 図１１のＳ−Ａ線上における位相シフトマ
スクの構造断面図及びそれによる透光特性図である。
スクの構造断面図及びそれによる透光特性図である。
【図１３】 図１１のＳ−Ｂ1及びＳ’−Ｂ2線上におけ
る位相シフトマスクの構造断面図及びそれによる透光特
性図である。
る位相シフトマスクの構造断面図及びそれによる透光特
性図である。
【図１４】 本発明の第２実施の形態による位相シフト
マスクの光強度分布図である。
マスクの光強度分布図である。
【図１５】 本発明の第３実施の形態による位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
【図１６】 図１５のＳ−Ａ線上における位相シフトマ
スクの構造断面図及びそれによる透光特性図である。
スクの構造断面図及びそれによる透光特性図である。
【図１７】 図１５のＳ−Ｂ1及びＳ’−Ｂ2線上におけ
る位相シフトマスクの構造断面図及びそれによる透光特
性図である。
る位相シフトマスクの構造断面図及びそれによる透光特
性図である。
【図１８】 本発明の第３実施の形態による位相シフト
マスクの光強度分布図である。
マスクの光強度分布図である。
【図１９】 本発明の第４実施の形態による位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
【図２０】 本発明の第５実施の形態による位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
【図２１】 本発明の第６実施の形態による位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
【図２２】 本発明の第７実施の形態による位相シフト
マスクの構造平面図である。
マスクの構造平面図である。
１１ 透光領域 １２ 位相遷移層 １３、１４、１５、１６、１７、１８ 補助遮光パター
ン １９、２０ 補助透光パターン
ン １９、２０ 補助透光パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16 H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】 透光性基板上に位相遷移層を形成し、 前記位相遷移層を選択的に除去して複数個の透光領域を
形成し、前記透光値域の間の位相遷移層上に 少なくとも一つ以上
の補助遮光パターンを形成し、 前記補助遮光パターンの中心は隣接する透光領域の間隔
に対して１／２となるところに設置して、１個の（−）
側の光強度ピークを２つに分ける幅の補助パターンを形
成する ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項２】 補助遮光パターンは隣接した少なくとも
２つ以上の透光領域の中心から同じ距離のところに形成
することを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスク
の製造方法。 - 【請求項３】 透光性基板と、 前記透光性基板上に複数個の透光領域を備えて形成され
る位相遷移層と、 前記透光領域の間の位相遷移層上に形成される複数個の
補助遮光パターンと、を有し、隣接した透光領域間の距離でＸ軸方向距離がＹ軸方向距
離より短い場合には、Ｙ軸よりＸ軸が長くなるように補
助遮光パターンを形成する ことを特徴とする位相シフト
マスクの構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950031652A KR0161879B1 (ko) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 위상 반전 마스크의 구조 및 제조방법 |
| KR31652/1995 | 1995-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0990601A JPH0990601A (ja) | 1997-04-04 |
| JP2816832B2 true JP2816832B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=19427745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6743796A Expired - Fee Related JP2816832B2 (ja) | 1995-09-25 | 1996-02-29 | 位相シフトマスクの構造及び製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5725969A (ja) |
| JP (1) | JP2816832B2 (ja) |
| KR (1) | KR0161879B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6228539B1 (en) | 1996-09-18 | 2001-05-08 | Numerical Technologies, Inc. | Phase shifting circuit manufacture method and apparatus |
| TW365654B (en) * | 1997-07-01 | 1999-08-01 | Matsushita Electronics Corp | Electronic device phase shift mask and method using the same |
| TW381191B (en) * | 1997-11-25 | 2000-02-01 | United Microelectronics Corp | Double alternating phase shifting mask |
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| US6777141B2 (en) | 2000-07-05 | 2004-08-17 | Numerical Technologies, Inc. | Phase shift mask including sub-resolution assist features for isolated spaces |
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| US6524752B1 (en) | 2000-07-05 | 2003-02-25 | Numerical Technologies, Inc. | Phase shift masking for intersecting lines |
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| US7083879B2 (en) * | 2001-06-08 | 2006-08-01 | Synopsys, Inc. | Phase conflict resolution for photolithographic masks |
| US6681379B2 (en) | 2000-07-05 | 2004-01-20 | Numerical Technologies, Inc. | Phase shifting design and layout for static random access memory |
| US6539521B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-03-25 | Numerical Technologies, Inc. | Dissection of corners in a fabrication layout for correcting proximity effects |
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