JP3246540U

JP3246540U - Phase Shift Mask

Info

Publication number: JP3246540U
Application number: JP2023600151U
Authority: JP
Inventors: 早▲紅▼ 黄; 新平任
Original assignee: Shanghai Chuanxin Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Shanghai Chuanxin Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2021-05-12
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2024-05-01
Anticipated expiration: 2032-03-11
Also published as: TWI825715B; TW202244600A; WO2022237295A1; CN115343910A

Abstract

In the phase shift mask and its manufacturing method, the phase shift mask includes a light-transmitting substrate (101), a light-shielding layer (102) covering the light-transmitting substrate (101) to form a light-shielding region (103), a region formed by removing the light-shielding layer (102) down to the surface of the light-transmitting substrate (101) forms a light-transmitting region (104), and a light-shielding layer (102) where the light-shielding layer (102) is removed and the light-transmitting substrate (101) thereunder is partially removed to form a first phase shift region (105), and a phase shift layer (108) covering the light-transmitting region (104) to form a second phase shift region (106) and covering the first phase shift region (105) to form a third phase shift region (107), the phase shift layer (108) generating phase conversion and/or optical attenuation in an exposure light beam passing through the phase shift layer (108). Firstly, the occurrence of "ghost lines" can be avoided, so that the contrast and resolution of the photoresist pattern obtained by exposure with the phase shift mask can be greatly improved, and secondly, the function of the phase shift mask can be effectively expanded, so that the needs of various different applications can be met.
[Selected Figure] Figure 6

Description

本考案は、半導体集積回路の製造分野に属し、特に、位相シフトマスク及びその製造方法に関する。 This invention belongs to the field of semiconductor integrated circuit manufacturing, and in particular, relates to a phase shift mask and a method for manufacturing the same.

フォトリソグラフィ技術による集積回路の製造方法の絶え間ない進歩や、線幅の縮小傾向に伴って、半導体デバイスの面積はますます小さくなっている。また、半導体のレイアウトは、通常の単一機能のディスクリートから、統合された高密度・多機能の集積回路へと変遷しており、初期のＩＣ（集積回路）から、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＶＬＳＩ（超大規模集積回路）、そして今日のＵＬＳＩ（超々大規模集積回路）に至るまで、デバイスの面積は更に縮小している。よって、プロセス開発の複雑さ、長期性及び膨大なコストといった不利な要因による制約を考慮して、如何にして従来の技術レベルをベースにデバイスの集積密度を更に向上させ、同一のシリコンウェハからできるだけ多くの有効なチップ数を獲得することで全体的な利益を向上させるかが、チップ製造者によってますます重視されるようになっている。中でも、フォトリソグラフィプロセスは重要な役割を担っているが、フォトリソグラフィ技術にとって、フォトリソグラフィ装置、プロセス及びマスク技術はとりわけ重要である。 With the continuous progress of integrated circuit manufacturing methods using photolithography technology and the trend toward smaller line widths, the area of semiconductor devices is becoming smaller and smaller. In addition, the layout of semiconductors has evolved from normal single-function discrete to integrated high-density, multi-function integrated circuits, and the area of devices has been further reduced from early ICs (integrated circuits), LSIs (large-scale integrated circuits), VLSIs (very large-scale integrated circuits), and today's ULSIs (ultra-large-scale integrated circuits). Therefore, in consideration of the constraints imposed by unfavorable factors such as the complexity, long duration, and huge costs of process development, chip manufacturers are increasingly focusing on how to further improve the integration density of devices based on the conventional technology level and obtain as many effective chips as possible from the same silicon wafer to improve overall profits. Among them, photolithography processes play an important role, and photolithography equipment, processes, and mask technologies are particularly important for photolithography technology.

マスクについて述べると、位相シフトマスク技術は、フォトリソグラフィの解像度を向上させるための最も実用的な技術の１つである。この技術の原理は、線幅が小さくなるほどレイアウト上の隣り合う特徴領域のリソグラフィ品質が光近接効果の影響を受けて大きくなるとの不具合を、隣り合う領域の位相を１８０度反転させて干渉効果を打ち消すことで解消する、というものである。この技術は、位相シフト層がマスクパターンの位相を正確に制御し得ることがポイントとなる。 Speaking of masks, phase-shift mask technology is one of the most practical techniques for improving photolithography resolution. The principle of this technology is that as line widths become smaller, the lithography quality of adjacent feature regions on a layout increases due to the optical proximity effect, but this problem is resolved by inverting the phase of adjacent regions by 180 degrees to cancel out the interference effect. The key to this technology is that the phase-shift layer can accurately control the phase of the mask pattern.

図１に示すように、従来の位相シフトマスクは、石英基板１１及びクロム層１２を含み、位相シフトマスク上のクロム層１２をパターニングしたあと、石英基板１１上の溝の深さｄにより位相シフトを提供する。 As shown in FIG. 1, a conventional phase shift mask includes a quartz substrate 11 and a chrome layer 12, and after patterning the chrome layer 12 on the phase shift mask, a phase shift is provided by grooves of depth d on the quartz substrate 11.

図２に示すように、その他の位相シフトマスクは、石英基板２１、位相シフト層２３及びクロム層２２を含み、位相シフトマスク上のクロム層２２及び位相シフト層２３をパターニングしたあと、位相シフト層２３の厚さｄにより位相シフト量及び減衰量が決定される。 As shown in FIG. 2, the other phase shift mask includes a quartz substrate 21, a phase shift layer 23, and a chrome layer 22. After patterning the chrome layer 22 and the phase shift layer 23 on the phase shift mask, the amount of phase shift and the amount of attenuation are determined by the thickness d of the phase shift layer 23.

上述した２種類の位相シフトマスクの方法では、透過光及び１８０°位相シフトした光の回折により強度ゼロの位置が存在する。これにより、画像パターンのコントラストを強化可能とはなるが、ウェハ上のポジ型フォトレジストパターンに「ゴースト線（ｇｈｏｓｔ－ｌｉｎｅｓ）」が出現する恐れがあるため、ポジ型フォトレジストの露光精度にとっては不利である。 In the two phase shift mask methods described above, there are positions of zero intensity due to the diffraction of transmitted light and 180° phase-shifted light. This can enhance the contrast of the image pattern, but it is disadvantageous for the exposure accuracy of the positive photoresist because there is a risk of "ghost lines" appearing in the positive photoresist pattern on the wafer.

より良好なマスクの製造性能を得るためには、位相シフトマスクが複数層の材料を含んでもよい。複数層の材料間の厚さの関係により、マスク上に異なる位相シフト角度の領域を形成することで、ウェハ上で露光されたポジ型フォトレジストパターンにおける「ゴースト線」の出現を回避可能となる。しかし、この方法は各層の材料の厚さに対する要求が高く、プロセスも非常に複雑なため、チップ製造のコストが極めて大きく増大する。 To obtain better mask manufacturing performance, the phase shift mask may contain multiple layers of material. The thickness relationship between the layers of material can form areas of different phase shift angles on the mask, which can avoid the appearance of "ghost lines" in the positive photoresist pattern exposed on the wafer. However, this method has high requirements for the thickness of each layer of material and the process is very complicated, which significantly increases the cost of chip manufacturing.

上述した従来技術の欠点に鑑みて、本考案の目的は、従来技術における位相シフトマスクにゴースト線が発生しやすいとの課題、或いは、ゴースト線を除去するためにプロセス難度及びコストの大幅な増大が生じるとの課題を解決するために、位相シフトマスク及びその製造方法を提供することである。 In view of the above-mentioned shortcomings of the conventional technology, the object of the present invention is to provide a phase shift mask and a method for manufacturing the same in order to solve the problem that ghost lines are easily generated in phase shift masks in the conventional technology, or that removing the ghost lines results in a significant increase in process difficulty and cost.

上記の目的及びその他関連の目的を実現するために、本考案は、位相シフトマスクを提供する。前記位相シフトマスクは、透光基板と、前記透光基板を被覆することで遮光領域を形成する遮光層であって、前記遮光層が前記透光基板の表面まで除去されて形成された領域が透光領域を形成し、前記遮光層が除去され且つその下方の透光基板が部分的に除去された領域が第１位相シフト領域を形成する遮光層と、前記透光領域を被覆することで第２位相シフト領域を形成し、前記第１位相シフト領域を被覆することで第３位相シフト領域を形成する位相シフト層であって、前記位相シフト層を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる位相シフト層、を含む。 To achieve the above and other related objects, the present invention provides a phase shift mask. The phase shift mask includes a light-transmitting substrate, a light-shielding layer covering the light-transmitting substrate to form a light-shielding region, the light-shielding layer being removed down to the surface of the light-transmitting substrate to form a light-transmitting region, and a light-shielding layer being removed and the light-transmitting substrate below the light-shielding layer being partially removed to form a first phase shift region, and a phase shift layer covering the light-transmitting region to form a second phase shift region and covering the first phase shift region to form a third phase shift region, the phase shift layer generating phase conversion and/or optical attenuation in an exposure light beam passing through the phase shift layer.

選択的に、前記透光基板の材料は石英ガラスを含み、前記遮光層の材料はクロム又は酸化クロム又は窒化クロムを含む。 Optionally, the material of the light-transmitting substrate includes quartz glass, and the material of the light-shielding layer includes chromium, chromium oxide, or chromium nitride.

選択的に、前記位相シフト層の材料は、酸化モリブデンシリコン、窒化酸化モリブデンシリコン、窒化酸化炭化モリブデンシリコン、酸化クロムシリコン、窒化酸化クロムシリコン及び窒化酸化炭化クロムシリコンのいずれかを含む。 Optionally, the material of the phase shift layer includes any of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon oxide nitride, molybdenum silicon oxide carbide, chromium silicon oxide, chromium silicon oxide nitride, and chromium silicon oxide carbide.

選択的に、前記第１位相シフト領域における前記透光基板内の溝の深さを制御することで、前記第１位相シフト領域を透過する露光光線の位相変換が制御される。 Optionally, the depth of the grooves in the light-transmitting substrate in the first phase shift region is controlled to control the phase transformation of the exposure light passing through the first phase shift region.

選択的に、前記位相シフト層の厚さ及び材料成分を制御することで、前記位相シフト層を透過する露光光線の位相変換及び／又は光減衰の比率が制御される。 Optionally, the thickness and material composition of the phase shift layer can be controlled to control the rate of phase transformation and/or optical attenuation of the exposure light passing through the phase shift layer.

選択的に、前記位相シフト層が前記位相シフト層を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度である。 Optionally, the phase shift layer causes a change in phase shift of the exposure light passing through the phase shift layer between 0 and 180 degrees.

選択的に、前記位相シフト層が前記位相シフト層を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％である。 Optionally, the phase shift layer produces a ratio of optical attenuation of 0 to 80% for the exposure light passing through the phase shift layer.

選択的に、前記位相シフトマスクは複数の前記透光領域を含み、前記位相シフト層は複数の前記透光領域のうちの一部を被覆する。 Optionally, the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions, and the phase shift layer covers a portion of the light-transmitting regions.

選択的に、前記位相シフトマスクは複数の前記第１位相シフト領域を含み、前記位相シフト層は複数の前記第１位相シフト領域のうちの一部を被覆する。 Optionally, the phase shift mask includes a plurality of the first phase shift regions, and the phase shift layer covers a portion of the plurality of the first phase shift regions.

本考案は、更に、位相シフトマスクの製造方法を提供する。当該方法は、以下のステップを含む。即ち、透光基板を提供し、前記透光基板上に遮光層を堆積する。そして、前記遮光層を前記透光基板の表面までエッチングすることで透光領域を形成する。次に、一部の前記透光領域をエッチングして前記透光基板内に溝を形成することで、第１位相シフト領域を形成する。続いて、前記透光領域に位相シフト層を被覆することにより第２位相シフト領域を形成し、前記第１位相シフト領域に位相シフト層を被覆することにより第３位相シフト領域を形成する。前記位相シフト層は、前記位相シフト層を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。 The present invention further provides a method for manufacturing a phase shift mask. The method includes the following steps: provide a light-transmitting substrate, and deposit a light-shielding layer on the light-transmitting substrate. Then, the light-transmitting region is formed by etching the light-shielding layer to the surface of the light-transmitting substrate. Next, a first phase shift region is formed by etching a part of the light-transmitting region to form a groove in the light-transmitting substrate. Next, a phase shift layer is coated on the light-transmitting region to form a second phase shift region, and a phase shift layer is coated on the first phase shift region to form a third phase shift region. The phase shift layer generates a phase transformation or/and optical attenuation in the exposure light passing through the phase shift layer.

本考案は、更に、位相シフトマスクを提供する。前記位相シフトマスクは、透光基板と、前記透光基板を被覆することで第１位相シフト領域を形成する第１位相シフト層であって、前記第１位相シフト層が部分的に前記透光基板の表面まで除去されて形成された領域が透光領域を形成し、前記第１位相シフト層が除去され且つその下方の透光基板が部分的に除去された領域が第２位相シフト領域を形成し、前記第１位相シフト層を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる第１位相シフト層と、前記透光領域を被覆することで第３位相シフト領域を形成し、前記第２位相シフト領域を被覆することで第４位相シフト領域を形成し、一部の前記第１位相シフト領域を被覆することで遮光領域を形成する第２位相シフト層であって、前記第２位相シフト層を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる第２位相シフト層、を含む。 The present invention further provides a phase shift mask. The phase shift mask includes a first phase shift layer that covers the transparent substrate to form a first phase shift region, where the first phase shift layer is partially removed down to the surface of the transparent substrate to form a transparent region, and the first phase shift layer is removed and the transparent substrate below it is partially removed to form a second phase shift region, and the first phase shift layer generates phase conversion or/and optical attenuation for the exposure light passing through the first phase shift layer, and a second phase shift layer that covers the transparent region to form a third phase shift region, covers the second phase shift region to form a fourth phase shift region, and covers a part of the first phase shift region to form a light-shielding region, and generates phase conversion or/and optical attenuation for the exposure light passing through the second phase shift layer.

選択的に、前記透光基板の材料は石英ガラスを含み、前記第１位相シフト層及び前記第２位相シフト層の材料は、酸化モリブデンシリコン、窒化酸化モリブデンシリコン、窒化酸化炭化モリブデンシリコン、酸化クロムシリコン、窒化酸化クロムシリコン及び窒化酸化炭化クロムシリコンのいずれかを含む。 Optionally, the material of the light-transmitting substrate includes quartz glass, and the material of the first phase shift layer and the second phase shift layer includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon nitride oxide carbide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon nitride oxide carbide.

選択的に、前記第２位相シフト領域における前記透光基板内の溝の深さを制御することで、前記第２位相シフト領域を透過する露光光線の位相変換が制御される。 Optionally, the depth of the grooves in the light-transmitting substrate in the second phase shift region is controlled to control the phase transformation of the exposure light passing through the second phase shift region.

選択的に、前記第１位相シフト層が前記第１位相シフト層を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度であり、前記第２位相シフト層が前記第２位相シフト層を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度である。 Optionally, the amount of change in phase shift that the first phase shift layer causes in the exposure light passing through the first phase shift layer is between 0 and 180 degrees, and the amount of change in phase shift that the second phase shift layer causes in the exposure light passing through the second phase shift layer is between 0 and 180 degrees.

選択的に、前記第１位相シフト層が前記第１位相シフト層を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％であり、前記第２位相シフト層が前記第２位相シフト層を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％である。 Optionally, the ratio of optical attenuation that the first phase shift layer generates in the exposure light beam passing through the first phase shift layer is 0 to 80%, and the ratio of optical attenuation that the second phase shift layer generates in the exposure light beam passing through the second phase shift layer is 0 to 80%.

選択的に、前記位相シフトマスクは複数の前記透光領域を含み、前記第２位相シフト層は複数の前記透光領域のうちの一部を被覆する。 Optionally, the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions, and the second phase shift layer covers a portion of the plurality of the light-transmitting regions.

選択的に、前記位相シフトマスクは複数の前記第２位相シフト領域を含み、前記第２位相シフト層は複数の前記第２位相シフト領域のうちの一部を被覆する。 Optionally, the phase shift mask includes a plurality of the second phase shift regions, and the second phase shift layer covers a portion of the plurality of the second phase shift regions.

本考案は、更に、位相シフトマスクの製造方法を提供する。当該方法は、以下のステップを含む。即ち、透光基板を提供し、前記透光基板上に第１位相シフト層を堆積する。そして、前記第１位相シフト層を前記透光基板の表面までエッチングして形成された領域が透光領域を形成し、残った前記第１位相シフト層が第１位相シフト領域を形成する。前記第１位相シフト層は、前記第１位相シフト層を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。次に、一部の前記透光領域をエッチングして前記透光基板内に溝を形成することで、第２位相シフト領域を形成する。続いて、第２位相シフト層を形成する。前記第２位相シフト層は、前記透光領域を被覆することで第３位相シフト領域を形成する。また、前記第２位相シフト層は、前記第２位相シフト領域を被覆することで第４位相シフト領域を形成する。また、前記第２位相シフト層は、一部の前記第１位相シフト領域を被覆することで遮光領域を形成する。前記第２位相シフト層は、前記第２位相シフト層を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。 The present invention further provides a method for manufacturing a phase shift mask. The method includes the following steps: Provide a light-transmitting substrate, and deposit a first phase shift layer on the light-transmitting substrate. Then, the first phase shift layer is etched down to the surface of the light-transmitting substrate to form a light-transmitting region, and the remaining first phase shift layer forms a first phase shift region. The first phase shift layer generates phase conversion or/and optical attenuation for the exposure light passing through the first phase shift layer. Next, a part of the light-transmitting region is etched to form a groove in the light-transmitting substrate to form a second phase shift region. Then, a second phase shift layer is formed. The second phase shift layer forms a third phase shift region by covering the light-transmitting region. The second phase shift layer forms a fourth phase shift region by covering the second phase shift region. The second phase shift layer forms a light-shielding region by covering a part of the first phase shift region. The second phase shift layer generates phase conversion or/and optical attenuation for the exposure light passing through the second phase shift layer.

上述したように、本考案の位相シフトマスク及びその製造方法は、以下の有益な効果を有する。 As described above, the phase shift mask and the manufacturing method thereof of the present invention have the following beneficial effects:

本考案の位相シフトマスクは、異なる位相シフト及び減衰を有する複数の領域を形成可能であるとともに、各領域の光学的特性を制御及び調整することで露光光線に異なる度合いの位相シフト及び減衰を発生させることができる。これにより、第一に、「ゴースト線」の発生を回避可能となるため、当該位相シフトマスクにより露光して得られるフォトレジストパターンのコントラスト及び解像度が大幅に向上する。第二に、位相シフトマスクの機能を有効に拡大できるため、各種の異なる応用場面のニーズを満たすことが可能となる。 The phase shift mask of the present invention can form multiple regions with different phase shifts and attenuations, and can control and adjust the optical properties of each region to generate different degrees of phase shift and attenuation in the exposure light. This, firstly, makes it possible to avoid the generation of "ghost lines", thereby greatly improving the contrast and resolution of the photoresist pattern obtained by exposure using the phase shift mask. Secondly, it can effectively expand the functions of the phase shift mask, thereby meeting the needs of various different application scenarios.

図１は、位相シフトマスクの概略構造図を示す。FIG. 1 shows a schematic structure of a phase shift mask. 図２は、別の位相シフトマスクの概略構造図を示す。FIG. 2 shows a schematic structure of another phase shift mask. 図３は、本考案の実施例１における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in the first embodiment of the present invention. 図４は、本考案の実施例１における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示す。FIG. 4 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in the first embodiment of the present invention. 図５は、本考案の実施例１における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示す。FIG. 5 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in the first embodiment of the present invention. 図６は、本考案の実施例１における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示しており、本考案の実施例１における位相シフトマスクの概略構造図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in accordance with the first embodiment of the present invention, and shows a schematic structural diagram of the phase shift mask in accordance with the first embodiment of the present invention. 図７は、本考案の実施例２における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示す。FIG. 7 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in the second embodiment of the present invention. 図８は、本考案の実施例２における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示す。FIG. 8 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in the second embodiment of the present invention. 図９は、本考案の実施例２における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示す。FIG. 9 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in the second embodiment of the present invention. 図１０は、本考案の実施例２における位相シフトマスクの製造方法のステップで現れる構造の概略図を示しており、本考案の実施例２における位相シフトマスクの概略構造図を示す。FIG. 10 shows a schematic diagram of the structure appearing in the steps of the method for manufacturing a phase shift mask in accordance with the second embodiment of the present invention, and shows a schematic structural diagram of the phase shift mask in accordance with the second embodiment of the present invention.

以下に、特定の具体的実施例によって本考案の実施形態につき説明する。なお、当業者であれば、本明細書で開示する内容から本考案のその他の利点及び効果を容易に理解可能である。更に、本考案は、その他の異なる具体的実施形態によって実施又は応用してもよい。また、本明細書における各詳細事項については、異なる視点及び応用に基づき、本考案の精神を逸脱しないことを前提に各種の補足又は変形を行ってもよい。 Below, the embodiment of the present invention will be described using specific concrete examples. Those skilled in the art will be able to easily understand other advantages and effects of the present invention from the contents disclosed in this specification. Furthermore, the present invention may be implemented or applied in other different concrete embodiments. In addition, various supplements or modifications may be made to each of the details in this specification based on different perspectives and applications, provided that they do not deviate from the spirit of the present invention.

本考案の実施例を詳述する際には、説明の便宜上、デバイスの構造を示す断面図を通常の比率には従わずに部分的に拡大する場合がある。且つ、前記概略図は例示にすぎず、本考案の保護の範囲をこれに制限すべきではない。また、実際に製造するにあたっては、長さ、幅及び深さという３次元空間のサイズが含まれるべきである。 When describing the embodiments of the present invention in detail, cross-sectional views showing the structure of the device may be partially enlarged and not to scale for the sake of convenience. Furthermore, the schematic diagrams are merely examples and should not be used to limit the scope of protection of the present invention. In addition, when actually manufactured, the three-dimensional spatial dimensions of length, width, and depth should be included.

記載の便宜上、ここでは、例えば、「～の下」、「下方」、「～よりも低い」、「下面」、「上方」、「上」等の空間に関連する語句を用いて、図中に示される１つの部材又は特徴とその他の部材又は特徴との関係を記載する場合がある。しかし、これらの空間に関連する語句は、使用中又は操作中のデバイスにおける図中に記載されている方向以外のその他の方向も含むことを意図していると理解すべきである。また、２つの層「の間」に層があると記載されている場合、この層は、前記２つの層の間に唯一存在する層であってもよいし、これらの間に介在する１つ又は複数の層が存在していてもよい。 For ease of description, spatial terms such as "below," "lower," "lower than," "underside," "above," and "on" may be used herein to describe the relationship of one component or feature to another component or feature shown in the figures. However, it should be understood that these spatial terms are intended to include other orientations of the device in use or operation than those depicted in the figures. Also, when a layer is described as being "between" two layers, this layer may be the only layer between the two layers, or there may be one or more intervening layers between them.

本願の文脈において記載される第１の特徴が第２の特徴「の上」にあるとの構造は、第１及び第２の特徴が直接接触するように形成される実施例を含んでもよいし、別の特徴が第１及び第２の特徴の間に形成される実施例を含んでもよい。よって、第１及び第２の特徴は直接接触しない場合がある。 In the context of this application, a structure in which a first feature is "on" a second feature may include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact, or may include embodiments in which another feature is formed between the first and second features. Thus, the first and second features may not be in direct contact.

説明すべき点として、本実施例で提供する図面は本考案の基本思想を概略的に説明しているにすぎない。図面には本考案に関連するアセンブリのみを示しており、実際に実施する際のアセンブリの数、形状及びサイズに基づき記載しているわけではない。実際に実施する際の各アセンブリの形態、数及び比率は任意に変更してもよく、且つ、アセンブリのレイアウトや形態がより複雑になることもある。 It should be noted that the drawings provided in this embodiment merely provide a schematic illustration of the basic concept of the present invention. The drawings only show the assemblies relevant to the present invention, and are not based on the number, shape, and size of the assemblies in actual implementation. The form, number, and ratio of each assembly in actual implementation may be changed arbitrarily, and the layout and shape of the assemblies may be more complex.

本実施例は、位相シフトマスクの製造方法を提供する。前記製造方法は、以下のステップを含む。 This embodiment provides a method for manufacturing a phase shift mask. The manufacturing method includes the following steps:

図３～図４に示すように、まず、ステップ１）を行う。即ち、透光基板１０１を提供し、前記透光基板１０１上に遮光層１０２を堆積する。そして、前記遮光層１０２を前記透光基板１０１の表面までエッチングすることで透光領域１０４を形成する。 As shown in Figures 3 and 4, step 1) is performed first. That is, a light-transmitting substrate 101 is provided, and a light-shielding layer 102 is deposited on the light-transmitting substrate 101. Then, the light-shielding layer 102 is etched down to the surface of the light-transmitting substrate 101 to form a light-transmitting region 104.

好ましくは、前記透光基板１０１の透光率は８０％以上である。本実施例において、前記透光基板１０１の材料は、高い透光率を有し、前記透光基板１０１を透過する露光光線の強度を保証可能な石英ガラスとしてもよい。なお、当然ながら、その他の実施例において、前記透光基板１０１には優れた透光率を有するその他の材料を用いてもよく、ここで提示した例に限られない。 Preferably, the light transmittance of the light-transmitting substrate 101 is 80% or more. In this embodiment, the material of the light-transmitting substrate 101 may be quartz glass, which has a high light transmittance and can guarantee the intensity of the exposure light beam passing through the light-transmitting substrate 101. Of course, in other embodiments, other materials with excellent light transmittance may be used for the light-transmitting substrate 101, and are not limited to the examples presented here.

例えば、マグネトロンスパッタリング等の方法で前記透光基板１０１上に遮光層１０２を堆積してもよい。前記遮光層１０２の材料は、クロム又は酸化クロム又は窒化クロムとしてもよい。そして、例えば、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングプロセスにより前記遮光層１０２を前記透光基板１０１の表面までエッチングすることで透光領域１０４を形成可能である。なお、前記遮光層１０２で遮蔽される領域が遮光領域１０３となる。 For example, the light-shielding layer 102 may be deposited on the light-transmitting substrate 101 by a method such as magnetron sputtering. The material of the light-shielding layer 102 may be chromium, chromium oxide, or chromium nitride. Then, for example, the light-shielding layer 102 can be etched down to the surface of the light-transmitting substrate 101 by a photolithography process and an etching process to form the light-transmitting region 104. The region that is shielded by the light-shielding layer 102 becomes the light-shielding region 103.

図５に示すように、その後、ステップ２）を行う。即ち、一部の前記透光領域１０４をエッチングして前記透光基板１０１内に溝を形成することで、第１位相シフト領域１０５を形成する。 As shown in FIG. 5, step 2) is then performed. That is, a part of the light-transmitting region 104 is etched to form a groove in the light-transmitting substrate 101, thereby forming a first phase shift region 105.

例えば、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングプロセスにより、エッチングを要する一部の透光領域１０４をエッチングすることで、前記透光基板１０１内に溝を形成してもよい。前記第１位相シフト領域１０５における前記透光基板１０１内の溝の深さを制御することで、前記第１位相シフト領域１０５を透過する露光光線の位相変換を制御可能である。 For example, a groove may be formed in the light-transmitting substrate 101 by etching a portion of the light-transmitting region 104 that requires etching using a photolithography process and an etching process. By controlling the depth of the groove in the light-transmitting substrate 101 in the first phase shift region 105, it is possible to control the phase conversion of the exposure light beam passing through the first phase shift region 105.

図６に示すように、最後に、ステップ３）を行う。即ち、前記透光領域１０４に位相シフト層１０８を被覆することにより第２位相シフト領域１０６を形成し、前記第１位相シフト領域１０５に位相シフト層１０８を被覆することにより第３位相シフト領域１０７を形成する。前記位相シフト層１０８は、前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。 As shown in FIG. 6, step 3) is finally performed. That is, the second phase shift region 106 is formed by covering the light-transmitting region 104 with a phase shift layer 108, and the third phase shift region 107 is formed by covering the first phase shift region 105 with a phase shift layer 108. The phase shift layer 108 generates a phase transformation and/or optical attenuation in the exposure light beam passing through the phase shift layer 108.

具体的には、例えば、化学気相成長又は物理気相成長プロセス（例えば、マグネトロンスパッタリングプロセス）により、前記透光基板１０１上に位相シフト層１０８を堆積してから、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングプロセスにより、位相シフト層１０８の堆積が不要な領域の位相シフト層１０８を除去してもよい。 Specifically, the phase shift layer 108 may be deposited on the light-transmitting substrate 101 by a chemical vapor deposition or physical vapor deposition process (e.g., a magnetron sputtering process), and then the phase shift layer 108 may be removed from areas where deposition of the phase shift layer 108 is not required by a photolithography process and an etching process.

前記位相シフト層１０８の材料は、酸化モリブデンシリコン、窒化酸化モリブデンシリコン、窒化酸化炭化モリブデンシリコン、酸化クロムシリコン、窒化酸化クロムシリコン及び窒化酸化炭化クロムシリコンのいずれかを含む。前記位相シフト層１０８は、前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。前記位相シフト層１０８の各成分は変更可能であり、且つ位相変換又は／及び光減衰の度合いを決定し得る。 The material of the phase shift layer 108 includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon carbide oxide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon carbide oxide. The phase shift layer 108 generates a phase transformation or/and optical attenuation in the exposure light beam passing through the phase shift layer 108. Each component of the phase shift layer 108 can be changed and can determine the degree of phase transformation or/and optical attenuation.

前記位相シフト層１０８の厚さ及び材料成分を制御することで、前記位相シフト層１０８を透過する露光光線の位相変換及び／又は光減衰の比率を制御可能である。位相シフト層１０８の成分の違い又は構造の違いにより、前記位相シフト層１０８が前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度となり、例えば、９０度、１８０度等とすることができる。また、前記位相シフト層１０８が前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％となり、例えば、２０％、３０％、５０％、６０％等とすることができる。 By controlling the thickness and material components of the phase shift layer 108, it is possible to control the phase conversion and/or optical attenuation ratio of the exposure light passing through the phase shift layer 108. Depending on the components or structure of the phase shift layer 108, the change in phase conversion that the phase shift layer 108 generates in the exposure light passing through the phase shift layer 108 is 0 to 180 degrees, and can be, for example, 90 degrees, 180 degrees, etc. Also, the optical attenuation ratio that the phase shift layer 108 generates in the exposure light passing through the phase shift layer 108 is 0 to 80%, and can be, for example, 20%, 30%, 50%, 60%, etc.

本実施例において、図６に示すように、前記位相シフトマスクは複数の前記透光領域１０４を含み、前記位相シフト層１０８は複数の前記透光領域１０４のうちの一部を被覆する。また、前記位相シフトマスクは複数の前記第１位相シフト領域を含み、前記位相シフト層１０８は複数の前記第１位相シフト領域のうちの一部を被覆する。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions 104, and the phase shift layer 108 covers some of the light-transmitting regions 104. Also, the phase shift mask includes a plurality of the first phase shift regions, and the phase shift layer 108 covers some of the first phase shift regions.

具体的に、図６に示すように、本実施例は、異なる位相変換及び／又は光減衰属性を有する複数の領域を形成可能である。当該領域は、透光領域１０４、遮光領域１０３、第１位相シフト領域１０５、第２位相シフト領域１０６及び第３位相シフト領域１０７を含む。遮光領域１０３は遮光層１０２を含む。透光領域１０４は露出した透光基板１０１の表面である。第１位相シフト領域１０５は透光基板１０１内の溝である。第２位相シフト領域１０６は、透光基板１０１を被覆する位相シフト層１０８である。第３位相シフト領域１０７は、透光基板１０１内の溝であって、溝の内表面を被覆する位相シフト層１０８である。上記の各領域は異なる構造を有しており、各領域の光学的特性を制御及び調整することで、露光光線に異なる度合いの位相シフト及び減衰を発生させられる。これにより、第一に、「ゴースト線」の発生を回避可能となるため、当該位相シフトマスクにより露光して得られるフォトレジストパターンのコントラスト及び解像度が大幅に向上する。第二に、位相シフトマスクの機能を有効に拡大できるため、各種の異なる応用場面のニーズを満たすことが可能となる。 Specifically, as shown in FIG. 6, this embodiment can form a plurality of regions having different phase transformation and/or light attenuation attributes. The regions include a light-transmitting region 104, a light-shielding region 103, a first phase shift region 105, a second phase shift region 106, and a third phase shift region 107. The light-shielding region 103 includes a light-shielding layer 102. The light-transmitting region 104 is the exposed surface of the light-transmitting substrate 101. The first phase shift region 105 is a groove in the light-transmitting substrate 101. The second phase shift region 106 is a phase shift layer 108 that covers the light-transmitting substrate 101. The third phase shift region 107 is a groove in the light-transmitting substrate 101, and the phase shift layer 108 covers the inner surface of the groove. Each of the above regions has a different structure, and by controlling and adjusting the optical properties of each region, different degrees of phase shift and attenuation can be generated in the exposure light. Firstly, this makes it possible to avoid the occurrence of "ghost lines," thereby significantly improving the contrast and resolution of the photoresist pattern obtained by exposure using the phase shift mask. Secondly, it effectively expands the functionality of the phase shift mask, making it possible to meet the needs of a variety of different application scenarios.

図６に示すように、本実施例は、更に、位相シフトマスクを提供する。前記位相シフトマスクは、透光基板１０１と、前記透光基板１０１を被覆することで遮光領域１０３を形成する遮光層１０２であって、前記遮光層１０２が前記透光基板１０１の表面まで除去されて形成された領域が透光領域１０４を形成し、前記遮光層１０２が除去され且つその下方の透光基板１０１が部分的に除去された領域が第１位相シフト領域１０５を形成する遮光層１０２と、前記透光領域１０４を被覆することで第２位相シフト領域１０６を形成し、前記第１位相シフト領域１０５を被覆することで第３位相シフト領域１０７を形成する位相シフト層１０８であって、前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる位相シフト層１０８、を含む。 As shown in FIG. 6, this embodiment further provides a phase shift mask. The phase shift mask includes a light-transmitting substrate 101, a light-shielding layer 102 that covers the light-transmitting substrate 101 to form a light-shielding region 103, a region where the light-shielding layer 102 is removed down to the surface of the light-transmitting substrate 101 to form a light-transmitting region 104, and a region where the light-shielding layer 102 is removed and the light-transmitting substrate 101 below is partially removed to form a first phase shift region 105, and a phase shift layer 108 that covers the light-transmitting region 104 to form a second phase shift region 106 and covers the first phase shift region 105 to form a third phase shift region 107, and causes phase conversion or/and optical attenuation in the exposure light passing through the phase shift layer 108.

前記遮光層１０２の材料は、クロム又は酸化クロム又は窒化クロムを含む。 The material of the light-shielding layer 102 includes chromium, chromium oxide, or chromium nitride.

図６に示すように、前記第１位相シフト領域１０５における前記透光基板１０１内の溝の深さを制御することで、前記第１位相シフト領域１０５を透過する露光光線の位相変換を制御可能である。 As shown in FIG. 6, by controlling the depth of the groove in the light-transmitting substrate 101 in the first phase shift region 105, it is possible to control the phase conversion of the exposure light passing through the first phase shift region 105.

本実施例では、前記位相シフト層１０８の厚さ及び材料成分を制御することで、前記位相シフト層１０８を透過する露光光線の位相変換及び／又は光減衰の比率を制御可能である。位相シフト層１０８の成分の違い又は構造の違いにより、前記位相シフト層１０８が前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度となり、例えば、９０度、１８０度等とすることができる。また、前記位相シフト層１０８が前記位相シフト層１０８を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％となり、例えば、２０％、３０％、５０％、６０％等とすることができる。 In this embodiment, by controlling the thickness and material components of the phase shift layer 108, it is possible to control the phase conversion and/or optical attenuation ratio of the exposure light passing through the phase shift layer 108. Due to differences in the components or structure of the phase shift layer 108, the change in phase conversion that the phase shift layer 108 generates in the exposure light passing through the phase shift layer 108 is 0 to 180 degrees, and can be, for example, 90 degrees, 180 degrees, etc. In addition, the optical attenuation ratio that the phase shift layer 108 generates in the exposure light passing through the phase shift layer 108 is 0 to 80%, and can be, for example, 20%, 30%, 50%, 60%, etc.

図６に示すように、具体的な本実施例は、異なる位相変換及び／又は光減衰属性を有する複数の領域を形成可能である。当該領域は、透光領域１０４、遮光領域１０３、第１位相シフト領域１０５、第２位相シフト領域１０６及び第３位相シフト領域１０７を含む。遮光領域１０３は遮光層１０２を含む。透光領域１０４は露出した透光基板１０１の表面である。第１位相シフト領域１０５は透光基板１０１内の溝である。第２位相シフト領域１０６は、透光基板１０１を被覆する位相シフト層１０８である。第３位相シフト領域１０７は、透光基板１０１内の溝であって、溝の内表面を被覆する位相シフト層１０８である。上記の各領域は異なる構造を有しており、各領域の光学的特性を制御及び調整することで、露光光線に異なる度合いの位相シフト及び減衰を発生させられる。これにより、第一に、「ゴースト線」の発生を回避可能となるため、当該位相シフトマスクにより露光して得られるフォトレジストパターンのコントラスト及び解像度が大幅に向上する。第二に、位相シフトマスクの機能を有効に拡大できるため、各種の異なる応用場面のニーズを満たすことが可能となる。 As shown in FIG. 6, this specific embodiment can form a plurality of regions with different phase transformation and/or light attenuation attributes. The regions include a light-transmitting region 104, a light-shielding region 103, a first phase shifting region 105, a second phase shifting region 106, and a third phase shifting region 107. The light-shielding region 103 includes a light-shielding layer 102. The light-transmitting region 104 is the exposed surface of the light-transmitting substrate 101. The first phase shifting region 105 is a groove in the light-transmitting substrate 101. The second phase shifting region 106 is a phase shifting layer 108 covering the light-transmitting substrate 101. The third phase shifting region 107 is a groove in the light-transmitting substrate 101, and the phase shifting layer 108 covers the inner surface of the groove. Each of the above regions has a different structure, and by controlling and adjusting the optical properties of each region, different degrees of phase shift and attenuation can be generated in the exposure light. Firstly, this makes it possible to avoid the occurrence of "ghost lines," thereby significantly improving the contrast and resolution of the photoresist pattern obtained by exposure using the phase shift mask. Secondly, it effectively expands the functionality of the phase shift mask, making it possible to meet the needs of a variety of different application scenarios.

図７～図１０に示すように、本実施例は、位相シフトマスクの製造方法を提供する。前記製造方法は、以下のステップを含む。 As shown in Figures 7 to 10, this embodiment provides a method for manufacturing a phase shift mask. The manufacturing method includes the following steps:

図７～図８に示すように、まず、ステップ１）を行う。即ち、透光基板２０１を提供し、前記透光基板２０１上に第１位相シフト層２０２を堆積する。そして、前記第１位相シフト層２０２を前記透光基板２０１の表面までエッチングして形成された領域が透光領域２０４を形成し、残った前記第１位相シフト層２０２が第１位相シフト領域２０３を形成する。前記第１位相シフト層２０２は、前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。 As shown in Figures 7 and 8, step 1) is performed first. That is, a light-transmitting substrate 201 is provided, and a first phase shift layer 202 is deposited on the light-transmitting substrate 201. The first phase shift layer 202 is then etched down to the surface of the light-transmitting substrate 201 to form a light-transmitting region 204, and the remaining first phase shift layer 202 forms a first phase shift region 203. The first phase shift layer 202 generates a phase shift and/or optical attenuation in the exposure light passing through the first phase shift layer 202.

例えば、好ましくは、前記透光基板２０１の透光率は８０％以上である。本実施例において、前記透光基板２０１の材料は、高い透光率を有し、前記透光基板２０１を透過する露光光線の強度を保証可能な石英ガラスとしてもよい。なお、当然ながら、その他の実施例において、前記透光基板２０１には優れた透光率を有するその他の材料を用いてもよく、ここで提示した例に限られない。 For example, the light transmittance of the light-transmitting substrate 201 is preferably 80% or more. In this embodiment, the material of the light-transmitting substrate 201 may be quartz glass, which has a high light transmittance and can guarantee the intensity of the exposure light beam passing through the light-transmitting substrate 201. Of course, in other embodiments, other materials with excellent light transmittance may be used for the light-transmitting substrate 201, and are not limited to the examples presented here.

例えば、マグネトロンスパッタリング等の方法で前記透光基板２０１上に前記第１位相シフト層２０２を堆積してもよい。そして、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングプロセスにより前記第１位相シフト層２０２を前記透光基板２０１の表面までエッチングして形成された領域が透光領域２０４を形成し、残った前記第１位相シフト層２０２が第１位相シフト領域２０３を形成する。前記第１位相シフト層２０２は、前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。前記第１位相シフト層２０２の材料は、酸化モリブデンシリコン、窒化酸化モリブデンシリコン、窒化酸化炭化モリブデンシリコン、酸化クロムシリコン、窒化酸化クロムシリコン及び窒化酸化炭化クロムシリコンのいずれかを含む。なお、各成分は変更可能であり、且つ、位相変換又は／及び光減衰の度合いを決定し得る。また、前記第１位相シフト層２０２の厚さを制御することで、露光光線について異なる位相の切り替えを実現可能である。例えば、前記第１位相シフト層２０２が前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度であり、前記第１位相シフト層２０２が前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％である。 For example, the first phase shift layer 202 may be deposited on the light-transmitting substrate 201 by a method such as magnetron sputtering. The first phase shift layer 202 is then etched to the surface of the light-transmitting substrate 201 by a photolithography process and an etching process to form a light-transmitting region 204, and the remaining first phase shift layer 202 forms the first phase shift region 203. The first phase shift layer 202 generates a phase change or/and optical attenuation in the exposure light passing through the first phase shift layer 202. The material of the first phase shift layer 202 includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon nitride oxide carbide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon nitride oxide carbide. Each component can be changed, and the degree of phase change or/and optical attenuation can be determined. In addition, by controlling the thickness of the first phase shift layer 202, it is possible to realize switching between different phases for the exposure light. For example, the amount of phase change that the first phase shift layer 202 generates in the exposure light passing through the first phase shift layer 202 is 0 to 180 degrees, and the ratio of optical attenuation that the first phase shift layer 202 generates in the exposure light passing through the first phase shift layer 202 is 0 to 80%.

図９に示すように、その後、ステップ２）を行う。即ち、一部の前記透光領域２０４をエッチングして前記透光基板２０１内に溝を形成することで、第２位相シフト領域２０５を形成する。 As shown in FIG. 9, step 2) is then performed. That is, a part of the light-transmitting region 204 is etched to form a groove in the light-transmitting substrate 201, thereby forming a second phase shift region 205.

例えば、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングプロセスにより、エッチングを要する一部の透光領域２０４をエッチングして、前記透光基板２０１内に溝を形成することで、第２位相シフト領域２０５を形成してもよい。前記第２位相シフト領域２０５における前記透光基板２０１内の溝の深さを制御することで、前記第２位相シフト領域２０５を透過する露光光線の位相変換を制御可能である。 For example, the second phase shift region 205 may be formed by etching a portion of the light-transmitting region 204 that requires etching using a photolithography process and an etching process to form a groove in the light-transmitting substrate 201. By controlling the depth of the groove in the light-transmitting substrate 201 in the second phase shift region 205, the phase conversion of the exposure light beam passing through the second phase shift region 205 can be controlled.

図１０に示すように、最後に、ステップ３）を行う。即ち、第２位相シフト層２０９を形成する。前記第２位相シフト層２０９は、前記透光領域２０４を被覆することで第３位相シフト領域２０６を形成する。また、前記第２位相シフト層２０９は、前記第２位相シフト領域２０５を被覆することで第４位相シフト領域２０７を形成する。また、前記第２位相シフト層２０９は、一部の前記第１位相シフト領域２０３を被覆することで遮光領域２０８を形成する。前記第２位相シフト層２０９は、前記第２位相シフト層２０９を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。 As shown in FIG. 10, step 3) is finally performed. That is, a second phase shift layer 209 is formed. The second phase shift layer 209 forms a third phase shift region 206 by covering the light-transmitting region 204. The second phase shift layer 209 forms a fourth phase shift region 207 by covering the second phase shift region 205. The second phase shift layer 209 forms a light-shielding region 208 by covering a part of the first phase shift region 203. The second phase shift layer 209 generates a phase change or/and optical attenuation in the exposure light passing through the second phase shift layer 209.

具体的に、例えば、化学気相成長又は物理気相成長プロセス（例えば、マグネトロンスパッタリングプロセス）により、前記透光基板２０１上に第２位相シフト層２０９を堆積してから、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングプロセスにより、第２位相シフト層２０９の堆積が不要な領域の第２位相シフト層２０９を除去してもよい。 Specifically, the second phase shift layer 209 may be deposited on the light-transmitting substrate 201 by a chemical vapor deposition or physical vapor deposition process (e.g., a magnetron sputtering process), and then the second phase shift layer 209 may be removed from areas where deposition of the second phase shift layer 209 is not required by a photolithography process and an etching process.

前記第２位相シフト層２０９の材料は、酸化モリブデンシリコン、窒化酸化モリブデンシリコン、窒化酸化炭化モリブデンシリコン、酸化クロムシリコン、窒化酸化クロムシリコン及び窒化酸化炭化クロムシリコンのいずれかを含む。また、前記第２位相シフト層２０９は、前記第２位相シフト層２０９を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。前記第２位相シフト層２０９の各成分は変更可能であり、且つ位相変換又は／及び光減衰の度合いを決定し得る。 The material of the second phase shift layer 209 includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon carbide oxide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon carbide oxide. The second phase shift layer 209 also generates a phase transformation or/and optical attenuation in the exposure light beam passing through the second phase shift layer 209. Each component of the second phase shift layer 209 can be changed, and can determine the degree of phase transformation or/and optical attenuation.

前記第２位相シフト層２０９の厚さ及び材料成分を制御することで、前記第２位相シフト層２０９を透過する露光光線の位相変換及び／又は光減衰の比率を制御可能である。第２位相シフト層２０９の成分の違い又は構造の違いにより、前記第２位相シフト層２０９が前記第２位相シフト層２０９を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度となり、例えば、９０度、１８０度等とすることができる。また、前記第２位相シフト層２０９が前記第２位相シフト層２０９を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％となり、例えば、２０％、３０％、５０％、６０％等とすることができる。 By controlling the thickness and material components of the second phase shift layer 209, it is possible to control the phase conversion and/or optical attenuation ratio of the exposure light passing through the second phase shift layer 209. Due to differences in the components or structure of the second phase shift layer 209, the amount of change in phase conversion that the second phase shift layer 209 generates in the exposure light passing through the second phase shift layer 209 is 0 to 180 degrees, and can be, for example, 90 degrees, 180 degrees, etc. Also, the ratio of optical attenuation that the second phase shift layer 209 generates in the exposure light passing through the second phase shift layer 209 is 0 to 80%, and can be, for example, 20%, 30%, 50%, 60%, etc.

本実施例において、図１０に示すように、前記位相シフトマスクは複数の前記透光領域２０４を含み、前記第２位相シフト層２０９は複数の前記透光領域２０４のうちの一部を被覆する。また、前記位相シフトマスクは複数の前記第２位相シフト領域２０５を含み、前記第２位相シフト層２０９は複数の前記第２位相シフト領域２０５のうちの一部を被覆する。また、前記第２位相シフト層２０９は、一部の前記第１位相シフト領域２０３を被覆することで遮光領域２０８を形成する。具体的には、前記第２位相シフト層２０９及び前記第１位相シフト層２０２の位相変換又は／及び光減衰を制御することで、積層後の前記第２位相シフト層２０９及び前記第１位相シフト層２０２を非透光性とする。 In this embodiment, as shown in FIG. 10, the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions 204, and the second phase shift layer 209 covers a portion of the light-transmitting regions 204. The phase shift mask also includes a plurality of the second phase shift regions 205, and the second phase shift layer 209 covers a portion of the second phase shift regions 205. The second phase shift layer 209 covers a portion of the first phase shift region 203 to form a light-shielding region 208. Specifically, by controlling the phase conversion and/or light attenuation of the second phase shift layer 209 and the first phase shift layer 202, the second phase shift layer 209 and the first phase shift layer 202 after lamination are made non-light-transmitting.

図１０に示すように、具体的な本実施例は、異なる位相変換及び／又は光減衰属性を有する複数の領域を形成可能である。当該領域は、透光領域２０４、遮光領域２０８、第１位相シフト領域２０３、第２位相シフト領域２０５、第３位相シフト領域２０６及び第４位相シフト領域２０７を含む。遮光領域２０８は、積層された第１位相シフト層２０２及び第２位相シフト層２０９を含む。透光領域２０４は露出した透光基板２０１の表面である。第１位相シフト領域２０３は単層の第１位相シフト層２０２であり、第２位相シフト領域２０５は透光基板２０１内の溝である。第３位相シフト領域２０６は、透光基板２０１を被覆する第２位相シフト層２０９である。第４位相シフト領域２０７は、透光基板２０１内の溝であって、溝の内表面を被覆する第２位相シフト層２０９である。上記の各領域は異なる構造を有しており、各領域の光学的特性を制御及び調整することで、露光光線に異なる度合いの位相シフト及び減衰を発生させられる。これにより、第一に、「ゴースト線」の発生を回避可能となるため、当該位相シフトマスクにより露光して得られるフォトレジストパターンのコントラスト及び解像度が大幅に向上する。第二に、位相シフトマスクの機能を有効に拡大できるため、各種の異なる応用場面のニーズを満たすことが可能となる。 10, this specific embodiment can form a plurality of regions with different phase transformation and/or light attenuation properties. The regions include a light-transmitting region 204, a light-shielding region 208, a first phase shift region 203, a second phase shift region 205, a third phase shift region 206, and a fourth phase shift region 207. The light-shielding region 208 includes a first phase shift layer 202 and a second phase shift layer 209 stacked together. The light-transmitting region 204 is the exposed surface of the light-transmitting substrate 201. The first phase shift region 203 is a single layer of the first phase shift layer 202, and the second phase shift region 205 is a groove in the light-transmitting substrate 201. The third phase shift region 206 is a second phase shift layer 209 covering the light-transmitting substrate 201. The fourth phase shift region 207 is a groove in the light-transmitting substrate 201, and the second phase shift layer 209 covers the inner surface of the groove. Each of the above regions has a different structure, and by controlling and adjusting the optical properties of each region, different degrees of phase shift and attenuation can be generated in the exposure light. This firstly avoids the occurrence of "ghost lines", and thus greatly improves the contrast and resolution of the photoresist pattern obtained by exposure with the phase shift mask. Secondly, it effectively expands the function of the phase shift mask, so that it can meet the needs of various different application scenarios.

図１０に示すように、本実施例は、更に、位相シフトマスクを提供する。前記位相シフトマスクは、透光基板２０１と、前記透光基板２０１を被覆することで第１位相シフト領域２０３を形成する第１位相シフト層２０２であって、前記第１位相シフト層２０２が部分的に前記透光基板２０１の表面まで除去されて形成された領域が透光領域２０４を形成し、前記第１位相シフト層２０２が除去され且つその下方の透光基板２０１が部分的に除去された領域が第２位相シフト領域２０５を形成し、前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる第１位相シフト層２０２と、前記透光領域２０４を被覆することで第３位相シフト領域２０６を形成し、前記第２位相シフト領域２０５を被覆することで第４位相シフト領域２０７を形成し、一部の前記第１位相シフト領域２０３を被覆することで遮光領域２０８を形成する第２位相シフト層２０９であって、前記第２位相シフト層２０９を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる第２位相シフト層２０９、を含む。 As shown in FIG. 10, the present embodiment further provides a phase shift mask. The phase shift mask includes a light-transmitting substrate 201 and a first phase shift layer 202 that covers the light-transmitting substrate 201 to form a first phase shift region 203, where a region in which the first phase shift layer 202 is partially removed down to the surface of the light-transmitting substrate 201 forms a light-transmitting region 204, and a region in which the first phase shift layer 202 is removed and the light-transmitting substrate 201 therebelow is partially removed forms a second phase shift region 205. The second phase shift layer 209 includes a first phase shift layer 202 that generates a phase change or/and optical attenuation, a third phase shift region 206 that is formed by covering the light-transmitting region 204, a fourth phase shift region 207 that is formed by covering the second phase shift region 205, and a light-shielding region 208 that is formed by covering a portion of the first phase shift region 203, and generates a phase change or/and optical attenuation in the exposure light that passes through the second phase shift layer 209.

好ましくは、前記透光基板２０１の透光率は８０％以上である。本実施例において、前記透光基板２０１の材料は、高い透光率を有し、前記透光基板２０１を透過する露光光線の強度を保証可能な石英ガラスとしてもよい。なお、当然ながら、その他の実施例において、前記透光基板２０１には優れた透光率を有するその他の材料を用いてもよく、ここで提示した例に限られない。 Preferably, the light transmittance of the light-transmitting substrate 201 is 80% or more. In this embodiment, the material of the light-transmitting substrate 201 may be quartz glass, which has a high light transmittance and can guarantee the intensity of the exposure light beam passing through the light-transmitting substrate 201. Of course, in other embodiments, other materials with excellent light transmittance may be used for the light-transmitting substrate 201, and are not limited to the examples presented here.

前記第１位相シフト層２０２は、前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に位相変換又は／及び光減衰を発生させる。前記第１位相シフト層２０２の材料は、酸化モリブデンシリコン、窒化酸化モリブデンシリコン、窒化酸化炭化モリブデンシリコン、酸化クロムシリコン、窒化酸化クロムシリコン及び窒化酸化炭化クロムシリコンのいずれかを含む。なお、各成分は変更可能であり、且つ、位相変換又は／及び光減衰の度合いを決定し得る。また、前記第１位相シフト層２０２の厚さを制御することで、露光光線について異なる位相の切り替えを実現可能である。例えば、前記第１位相シフト層２０２が前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に発生させる位相変換の変更量は０～１８０度であり、前記第１位相シフト層２０２が前記第１位相シフト層２０２を透過する露光光線に発生させる光減衰の比率は０～８０％である。 The first phase shift layer 202 generates a phase change or/and optical attenuation in the exposure light transmitted through the first phase shift layer 202. The material of the first phase shift layer 202 includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon carbide nitride oxide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon carbide nitride oxide. Each component can be changed and the degree of phase change or/and optical attenuation can be determined. In addition, by controlling the thickness of the first phase shift layer 202, it is possible to realize switching of different phases for the exposure light. For example, the change amount of the phase change that the first phase shift layer 202 generates in the exposure light transmitted through the first phase shift layer 202 is 0 to 180 degrees, and the ratio of optical attenuation that the first phase shift layer 202 generates in the exposure light transmitted through the first phase shift layer 202 is 0 to 80%.

前記第２位相シフト領域２０５における前記透光基板２０１内の溝の深さを制御することで、前記第２位相シフト領域２０５を透過する露光光線の位相変換を制御可能である。 By controlling the depth of the grooves in the light-transmitting substrate 201 in the second phase shift region 205, it is possible to control the phase conversion of the exposure light passing through the second phase shift region 205.

本実施例において、図１０に示すように、前記位相シフトマスクは複数の前記透光領域２０４を含み、前記第２位相シフト層２０９は複数の前記透光領域２０４のうちの一部を被覆する。また、前記位相シフトマスクは複数の前記第２位相シフト領域２０５を含み、前記第２位相シフト層２０９は複数の前記第２位相シフト領域２０５のうちの一部を被覆する。また、前記第２位相シフト層２０９は、一部の前記第１位相シフト領域２０３を被覆することで遮光領域２０８を形成する。具体的には、前記第２位相シフト層２０９及び前記第１位相シフト層２０２の位相変換又は／及び光減衰を制御することで、積層後の前記第２位相シフト層２０９及び前記第１位相シフト層２０２を非透光性とする。 In this embodiment, as shown in FIG. 10, the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions 204, and the second phase shift layer 209 covers a portion of the light-transmitting regions 204. The phase shift mask also includes a plurality of the second phase shift regions 205, and the second phase shift layer 209 covers a portion of the second phase shift regions 205. The second phase shift layer 209 covers a portion of the first phase shift region 203 to form a light-shielding region 208. Specifically, by controlling the phase transformation and/or light attenuation of the second phase shift layer 209 and the first phase shift layer 202, the second phase shift layer 209 and the first phase shift layer 202 after lamination are made non-light-transmitting.

上述したように、本考案の位相シフトマスク及びその製造方法は、以下の有益な効果を有する。 As described above, the phase shift mask and its manufacturing method of the present invention have the following beneficial effects:

本考案の位相シフトマスクは、異なる位相シフト及び減衰を有する複数の領域を形成可能であるとともに、各領域の光学的特性を制御及び調整することで露光光線に異なる度合いの位相シフト及び減衰を発生させられる。これにより、第一に、「ゴースト線」の発生を回避可能となるため、当該位相シフトマスクにより露光して得られるフォトレジストパターンのコントラスト及び解像度が大幅に向上する。第二に、位相シフトマスクの機能を有効に拡大できるため、各種の異なる応用場面のニーズを満たすことが可能となる。 The phase shift mask of the present invention can form multiple regions with different phase shifts and attenuations, and can control and adjust the optical properties of each region to generate different degrees of phase shift and attenuation in the exposure light. This, firstly, makes it possible to avoid the generation of "ghost lines", thereby greatly improving the contrast and resolution of the photoresist pattern obtained by exposure using the phase shift mask. Secondly, it can effectively expand the functions of the phase shift mask, thereby meeting the needs of various different application scenarios.

従って、本考案は、従来技術における各種の欠点を有効に解消しており、高度な産業上の利用価値を有する。 Therefore, this invention effectively overcomes various shortcomings in the prior art and has great industrial applicability.

上記の実施例は本考案の原理と効果を例示的に説明したものにすぎず、本考案を制限するものではない。本技術を熟知する者であれば、本考案の精神及び範疇を逸脱しないことを前提に、上記の実施例を補足又は変更することが可能である。従って、当業者が、本考案で開示した精神及び技術思想を逸脱することなく完了するあらゆる等価の補足又は変更は、依然として本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。 The above examples are merely illustrative of the principles and effects of the present invention and are not intended to limit the present invention. Those familiar with the technology may supplement or modify the above examples without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, any equivalent supplements or modifications completed by a person skilled in the art without departing from the spirit and technical ideas disclosed in the present invention are still included in the scope of the utility model registration claims of the present invention.

１０１透光基板
１０２遮光層
１０３遮光領域
１０４透光領域
１０５第１位相シフト領域
１０６第２位相シフト領域
１０７第３位相シフト領域
１０８位相シフト層
２０１透光基板
２０２第１位相シフト層
２０３第１位相シフト領域
２０４透光領域
２０５第２位相シフト領域
２０６第３位相シフト領域
２０７第４位相シフト領域
２０８遮光領域
２０９第２位相シフト層 REFERENCE SIGNS LIST 101 Light-transmitting substrate 102 Light-shielding layer 103 Light-shielding region 104 Light-transmitting region 105 First phase shift region 106 Second phase shift region 107 Third phase shift region 108 Phase shift layer 201 Light-transmitting substrate 202 First phase shift layer 203 First phase shift region 204 Light-transmitting region 205 Second phase shift region 206 Third phase shift region 207 Fourth phase shift region 208 Light-shielding region 209 Second phase shift layer

本考案は、半導体集積回路の製造分野に属し、特に、位相シフトマスクに関する。 The present invention relates to the field of semiconductor integrated circuit manufacturing, and more particularly to phase shift masks .

Claims

1. A phase shift mask comprising:
A light-transmitting substrate;
a light-shielding layer that covers the light-transmitting substrate to form a light-shielding region, a region formed by removing the light-shielding layer down to a surface of the light-transmitting substrate forms a light-transmitting region, and a region formed by removing the light-shielding layer and partially removing the underlying light-transmitting substrate forms a first phase shift region;
A phase shift mask comprising: a phase shift layer that forms a second phase shift region by covering the light-transmitting region and a third phase shift region by covering the first phase shift region, the phase shift layer generating phase conversion and/or optical attenuation in an exposure light beam passing through the phase shift layer.

The phase shift mask of claim 1, characterized in that the material of the light-transmitting substrate includes quartz glass, and the material of the light-shielding layer includes chromium, chromium oxide, or chromium nitride.

The phase shift mask of claim 1, characterized in that the material of the phase shift layer includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon nitride oxide carbide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon nitride oxide carbide.

The phase shift mask of claim 1, characterized in that the phase conversion of the exposure light passing through the first phase shift region is controlled by controlling the depth of the grooves in the light-transmitting substrate in the first phase shift region.

The phase shift mask of claim 1, characterized in that the ratio of phase conversion and/or optical attenuation of the exposure light passing through the phase shift layer is controlled by controlling the thickness and material composition of the phase shift layer.

The phase shift mask of claim 1, characterized in that the phase shift layer causes a change in phase shift in the exposure light passing through the phase shift layer of 0 to 180 degrees.

The phase shift mask of claim 1, characterized in that the ratio of optical attenuation caused by the phase shift layer to the exposure light passing through the phase shift layer is 0 to 80%.

The phase shift mask of claim 1, wherein the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions, and the phase shift layer covers a portion of the plurality of the light-transmitting regions.

The phase shift mask according to claim 1 or 8, characterized in that the phase shift mask includes a plurality of the first phase shift regions, and the phase shift layer covers a portion of the plurality of the first phase shift regions.

A method for producing a phase shift mask according to any one of claims 1 to 9, comprising the steps of:
providing a light-transmitting substrate, depositing a light-shielding layer on the light-transmitting substrate, and etching the light-shielding layer to a surface of the light-transmitting substrate to form a light-transmitting region;
forming a first phase shift region by etching a portion of the light transmitting region to form a groove in the light transmitting substrate;
forming a second phase shift region by coating the light-transmitting region with a phase shift layer, and forming a third phase shift region by coating the first phase shift region with a phase shift layer, the phase shift layer generating a phase transformation and/or optical attenuation in an exposure light beam passing through the phase shift layer.

1. A phase shift mask comprising:
A light-transmitting substrate;
a first phase shift layer that forms a first phase shift region by covering the light-transmitting substrate, a region formed by partially removing the first phase shift layer down to the surface of the light-transmitting substrate forms a light-transmitting region, and a region formed by removing the first phase shift layer and partially removing the light-transmitting substrate below the first phase shift layer forms a second phase shift region, the first phase shift layer generating phase conversion and/or optical attenuation in an exposure light beam passing through the first phase shift layer;
A phase shift mask comprising: a second phase shift layer that forms a third phase shift region by covering the light-transmitting region, a fourth phase shift region by covering the second phase shift region, and a light-shielding region by covering a portion of the first phase shift region, the second phase shift layer generating phase conversion and/or optical attenuation in an exposure light beam passing through the second phase shift layer.

The phase shift mask of claim 11, characterized in that the material of the light-transmitting substrate includes quartz glass, and the material of the first phase shift layer and the second phase shift layer includes any one of molybdenum silicon oxide, molybdenum silicon nitride oxide, molybdenum silicon nitride oxide carbide, chromium silicon oxide, chromium silicon nitride oxide, and chromium silicon nitride oxide carbide.

The phase shift mask of claim 11, characterized in that the phase conversion of the exposure light passing through the second phase shift region is controlled by controlling the depth of the grooves in the light-transmitting substrate in the second phase shift region.

The phase shift mask of claim 11, characterized in that the first phase shift layer causes a change in phase shift of 0 to 180 degrees in the exposure light transmitted through the first phase shift layer, and the second phase shift layer causes a change in phase shift of 0 to 180 degrees in the exposure light transmitted through the second phase shift layer.

The phase shift mask of claim 11, characterized in that the ratio of optical attenuation generated by the first phase shift layer to the exposure light transmitted through the first phase shift layer is 0 to 80%, and the ratio of optical attenuation generated by the second phase shift layer to the exposure light transmitted through the second phase shift layer is 0 to 80%.

The phase shift mask of claim 11, wherein the phase shift mask includes a plurality of the light-transmitting regions, and the second phase shift layer covers a portion of the plurality of the light-transmitting regions.

The phase shift mask according to claim 11 or 16, characterized in that the phase shift mask includes a plurality of the second phase shift regions, and the second phase shift layer covers a portion of the plurality of the second phase shift regions.

A method for producing a phase shift mask according to any one of claims 11 to 17, comprising the steps of:
providing a light-transmitting substrate, depositing a first phase shift layer on the light-transmitting substrate, etching the first phase shift layer to a surface of the light-transmitting substrate to form a light-transmitting region, and remaining portions of the first phase shift layer form a first phase shift region, the first phase shift layer generating a phase shift or/and optical attenuation for an exposure light beam passing through the first phase shift layer;
forming a second phase shift region by etching a portion of the light transmitting region to form a groove in the light transmitting substrate;
forming a second phase shift layer, the second phase shift layer forming a third phase shift region by covering the light-transmitting region, the second phase shift layer forming a fourth phase shift region by covering the second phase shift region, the second phase shift layer forming a light-shielding region by covering a portion of the first phase shift region, and the second phase shift layer generating a phase transformation or/and optical attenuation in an exposure light beam passing through the second phase shift layer.