JP3247428B2 - Projection exposure mask and projection exposure method - Google Patents

Projection exposure mask and projection exposure method

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JP3247428B2
JP3247428B2 JP17296592A JP17296592A JP3247428B2 JP 3247428 B2 JP3247428 B2 JP 3247428B2 JP 17296592 A JP17296592 A JP 17296592A JP 17296592 A JP17296592 A JP 17296592A JP 3247428 B2 JP3247428 B2 JP 3247428B2
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pattern
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、投影露光技術に係わ
り、特に位相シフト法を利用した投影露光用マスクと、
このマスクを用いた投影露光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure technique , and more particularly, to a projection exposure mask utilizing a phase shift method .
The present invention relates to a projection exposure method using the mask .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路は、高集積化、微
細化の一途を辿っており、このような半導体集積回路の
製造に際しては、加工の要としてリソグラフィ技術が重
要である。リソグラフィ技術としては、マスクのパター
ンをウェハ上に縮小投影露光する投影露光装置が広く用
いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have continued to be highly integrated and miniaturized. In manufacturing such semiconductor integrated circuits, lithography technology is important as a key to processing. As a lithography technique, a projection exposure apparatus for reducing and exposing a mask pattern onto a wafer is widely used.

【0003】この種の投影露光装置において、マスク製
作技術に対して1980年IBMから位相シフト法が提
案され、それ以降様々な位相シフト法が提案されてい
る。図8〜図10にそれぞれレベンソン型,自己整合
型,シフタエッジ利用型の位相シフト法の概念図を示
す。ここで、レベンソン型位相シフトマスクとは、透光
性基板上に形成された位相シフタを通過する光の透光性
基板を通過する光に対する位相差が、 180×(2n+1)±30(度):nは整数、 の関係を満たすものである。
[0003] In this type of projection exposure apparatus, a phase shift method was proposed by IBM in 1980 for mask manufacturing technology, and various phase shift methods have been proposed since then. 8 to 10 show conceptual diagrams of the phase shift method of the Levenson type, the self-alignment type, and the shifter edge utilizing type, respectively. Here, a Levenson-type phase shift mask means that a phase difference between light passing through a phase shifter formed on a light-transmitting substrate and light passing through a light-transmitting substrate is 180 × (2n + 1) ± 30 (degrees). : N satisfies the following relationship:

【0004】自己整合型位相シフトマスクとは、透光性
基板上に遮光膜によってパターンが形成され、遮光膜に
よるパターンの周囲又は周囲を除く部分に透光膜を配設
し、該透光膜を通過する光の透光性基板を通過する光に
対する位相差が、 180×(2n+1)±30(度):nは整数、 の関係を満たすものである。
A self-alignment type phase shift mask is a pattern in which a pattern is formed on a light-transmitting substrate by a light-shielding film, and a light-transmitting film is provided around the pattern formed by the light-shielding film or at a portion other than the periphery. The phase difference of the light passing through the light-transmitting substrate with respect to the light passing through the light-transmitting substrate is 180 × (2n + 1) ± 30 (degrees): n is an integer.

【0005】シフタ−エッジ型位相シフトマスクとは、
透光性基板上に透光膜によって少なくとも一部にパター
ンが形成され、該透光膜によるパターンを通過する光の
透光性基板を通過する光に対する位相差が、 180×(2n+1)±30(度):nは整数、 の関係を満たすものである。
A shifter-edge type phase shift mask is
A pattern is formed at least in part on the light-transmitting substrate by the light-transmitting film, and a phase difference between light passing through the pattern by the light-transmitting film and light passing through the light-transmitting substrate is 180 × (2n + 1) ± 30. (Degree): n satisfies the following relationship:

【0006】図11に各位相シフト法のシミュレーショ
ンによる解像力向上効果の比較、図12にフォーカスマ
ージンの比較を示す。これらの図によると、レベンソン
型とシフタエッジ利用型は自己整合型と比較して解像力
向上効果が大きく、フォーカスマージンが大きいとい
え、デザインルールが0.40μm以下のデバイスにつ
いてはレベソン型とシフタエッジ利用型が有効であると
いえる。しかし、シフタエッジ利用型は一筆書きパター
ンなどに限られたパターンにしか適用できないため、実
際のDRAMなどの微細な配線パターンにはレベンソン
型位相シフト法が有望である。
FIG. 11 shows a comparison of the effect of improving the resolving power by simulation of each phase shift method, and FIG. 12 shows a comparison of the focus margin. According to these figures, it can be said that the Levenson type and the shifter edge type have a greater resolution improving effect and a larger focus margin than the self-alignment type, and the Levenson type and the shifter edge type are used for devices having a design rule of 0.40 μm or less. Can be said to be effective. However, since the shifter edge type can be applied only to a pattern limited to a single-stroke pattern, the Levenson type phase shift method is promising for a fine wiring pattern such as an actual DRAM.

【0007】ところで、レベンソン型位相シフト法にお
いて従来は、図8に示すようにライン&スペースのよう
な繰り返しのパターンに交互にシフタを配置しないと、
位相シフト法としての十分な効果が得られないと考えら
れていた。つまり、レベンソン型位相シフト法を用いる
ときは位相シフタを交互に配置するようにパターンを設
計しなければならず、レベンソン型位相シフト法は解像
力の点から設計的な制約が大きいものであった。
In the Levenson-type phase shift method, conventionally, unless shifters are alternately arranged in a repetitive pattern such as line and space as shown in FIG.
It was thought that a sufficient effect as the phase shift method could not be obtained. That is, when the Levenson-type phase shift method is used, the pattern must be designed so that the phase shifters are alternately arranged, and the Levenson-type phase shift method has a large design limitation in terms of resolution.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、レベ
ンソン型位相シフト法においてはライン&スペースのよ
うな繰り返しのパターンに交互にシフタを配置しないと
位相シフト法としての十分な効果が得られないと考えら
れており、レベンソン型位相シフト法はマスクパターン
の設計上の制約が大きいと考えられていた。
As described above, in the conventional Levenson-type phase shift method, a sufficient effect as the phase shift method cannot be obtained unless the shifters are alternately arranged in a repetitive pattern such as line and space. It has been considered that the Levenson-type phase shift method has a great limitation in designing a mask pattern.

【0009】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、レベンソン型位相シフ
ト法における十分な解像力を保持しながら、マスクの設
計的な制約を小さくすることのできる投影露光用マスク
及び投影露光方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the design constraints of a mask while maintaining sufficient resolution in the Levenson-type phase shift method. Projection exposure mask
And a projection exposure method .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、レベン
ソン型位相シフトマスクにおける設計的な制約を小さく
するために、シフタを繰り返しのパターンに交互に配置
しなくても十分な効果が得られるようなシフタ配置を実
現することにある。
According to the gist of the present invention, a sufficient effect can be obtained even if the shifters are not alternately arranged in a repetitive pattern in order to reduce design constraints in the Levenson type phase shift mask. It is to realize such a shifter arrangement.

【0011】即ち本発明は、ウェハ上に微細パターンを
投影露光する際に用いられる投影露光用マスクであっ
て、透光性基板と、この基板上に所定パターンに形成さ
れた遮光層と、この遮光層で覆われていない開口領域に
選択的に形成され該基板を透過するリソグラフィ光に対
しておよそ180度位相をシフトする位相シフタ層とが
形成された投影露光用マスクにおいて、前記開口領域の
うち位相シフタが形成されていない領域をφ1 、位相シ
フタが形成されている領域をφ2 としたとき、基本的に
はφ1とφ2を交互に配置し、且つ部分的にはφ1又は
φ2の少なくとも一方を、3つ以上連続させることなく
2つまで連続配置してなることを特徴とする。また本発
明は、上記構成の投影露光用マスクを用いて露光装置に
より該マスクのパターンをウェハ上に露光する投影露光
方法において、マスクのパターンを露光する際の露光装
置のコヒーレンスファクタを0.5未満に設定したこと
を特徴とする。
That is, the present invention relates to a projection exposure mask used for projecting and exposing a fine pattern on a wafer, comprising: a light-transmitting substrate; a light-shielding layer formed in a predetermined pattern on the substrate; in selectively formed projection exposure mask and the phase shifter layer is formed to shift approximately 180 degrees out of phase with respect to lithography light transmitted through the substrate into the opening region which is not covered with the light shielding layer, the opening region When the area where the phase shifter is not formed is φ1 and the area where the phase shifter is formed is φ2, basically,
Alternately arranges φ1 and φ2, and partially φ1 or φ2
Without making at least one of φ2 consecutive three or more
It is characterized in that up to two are continuously arranged . Further, according to the present invention, in a projection exposure method for exposing a pattern of a mask onto a wafer by an exposure apparatus using the projection exposure mask having the above configuration, the coherence factor of the exposure apparatus when exposing the pattern of the mask is 0.5. It is characterized by having been set to less than.

【0012】[0012]

【作用】レベンソン型位相シフトマスクの開口部にシフ
タを配置するとき、本来は連続するパターンが同位相と
ならないようにシフタを配置するが、本発明者らは連続
する複数個のパターンを同位相となるようにシフタを配
置し、それぞれの限界解像力及び焦点深度を調べた。そ
の結果、連続する2つのパターンが同位相であっても解
像力の低下は極めて少なく、連続する3つ以上のパター
ンが同位相であると解像力の低下が大きく現れることが
判明した。
When the shifters are arranged at the openings of the Levenson-type phase shift mask, the shifters are originally arranged so that the continuous patterns do not have the same phase. The shifters were arranged so as to satisfy the following conditions, and the respective limit resolution and depth of focus were examined. As a result, it has been found that even if two consecutive patterns have the same phase, the reduction in the resolving power is extremely small, and if three or more consecutive patterns have the same phase, a large reduction in the resolving power appears.

【0013】従って本発明のように、開口部にシフタを
配置するとき、連続する3つのパターンが同位相となら
ないようにシフタを配置することによって、繰り返しの
パターンにシフタを交互に配置しないレベンソン型位相
シフトマスクにおいても位相シフト法としての十分な効
果が得られるようになる。つまり、従来はレベンソン型
位相シフト法の効果を高めるためシフタをライン&スペ
ースのような繰り返しのパターンに交互に配置していた
ため設計的な制約が大きかったが、本発明ではシフタを
繰り返しのパターンに交互に配置しなくても位相シフト
法としての十分な効果が得られ、設計的な自由度が生じ
るようになる。
Therefore, when the shifters are arranged in the openings as in the present invention, the shifters are arranged so that three consecutive patterns do not have the same phase, so that the Levenson type in which the shifters are not alternately arranged in a repeated pattern is provided. Also in the phase shift mask, a sufficient effect as the phase shift method can be obtained. In other words, conventionally, the shifters were alternately arranged in a repetitive pattern such as line & space in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method, so that design restrictions were great. Even if they are not alternately arranged, a sufficient effect as the phase shift method can be obtained, and a degree of freedom in design can be obtained.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。 (実施例1)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. (Example 1)

【0015】図1は、本発明の一実施例に係わる投影露
光装置の要部構成を示す図である。光源側からの光は開
口絞り1を通してコンデンサレンズ2によりレベンソン
型位相シフトマスク3に照射される。このマスク3は、
透光性基板基板上に遮光層を所定パターンに形成し、こ
の遮光層で覆われていない開口領域に該基板を透過する
リソグラフィ光に対して位相をシフトする位相シフタ層
が選択的に形成されたものである。
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. Light from the light source side is applied to a Levenson-type phase shift mask 3 by a condenser lens 2 through an aperture stop 1. This mask 3
A light-shielding layer is formed in a predetermined pattern on a light-transmitting substrate substrate, and a phase shifter layer for shifting a phase with respect to lithography light transmitted through the substrate is selectively formed in an opening region not covered by the light-shielding layer. It is something.

【0016】ここで、マスク3の開口領域は、基本的に
は前記位相シフタ層が交互に形成され、且つ部分的には
位相シフタ層の形成された部分又は形成されない部分が
2つ連続している。具体的には、マスク3の開口領域に
位相シフタ層を配置するに際し、パターンによってどう
しても交互配置できない部分について位相シフタ層が2
つまで連続するのを許容し、それ以外については位相シ
フタ層を交互に配置している。つまり、後述するように
連続する3つのパターンが同位相とならないシフタ配置
となっている。
Here, the opening region of the mask 3 is basically formed such that the phase shifter layers are alternately formed and partially formed with two portions where the phase shifter layer is formed or two portions where the phase shifter layer is not formed. I have. Specifically, when arranging the phase shifter layer in the opening region of the mask 3, the phase shifter layer is placed in a part that cannot be arranged alternately by a pattern.
In this case, the phase shifter layers are alternately arranged. That is, as described later, a shifter arrangement is used in which three consecutive patterns do not have the same phase.

【0017】マスク3を透過した光は投影レンズ4によ
りウェハ5上に縮小投影される。これにより、マスク3
に形成されたパターンがウェハ5上に縮小転写されるも
のとなっている。
The light transmitted through the mask 3 is reduced and projected on a wafer 5 by a projection lens 4. Thereby, the mask 3
Is reduced and transferred onto the wafer 5.

【0018】図2に位相シフタの配置例(タイプA〜タ
イプG)を示し、図3に各シフタ配置例における焦点深
度(DOF)の値を示す。図2のqは通常のCr開口部
のパターン、sはシフタを配置したCr開口部のパター
ンで、数字はそのパターンと他のパターンとの配置関係
を示している。つまり、0は全てのパターンの開口部を
透過する光の位相が同位相、1は両隣の開口部を透過す
る光の位相が180度逆位相、2は隣の開口部を透過す
る光の位相との関係において一方が同位相、もう一方が
180度逆位相、3は両隣の開口部を透過する光の位相
が同位相であることを示している。
FIG. 2 shows examples of the arrangement of the phase shifters (types A to G), and FIG. 3 shows the value of the depth of focus (DOF) in each example of the arrangement of the shifters. In FIG. 2, q indicates a normal pattern of the Cr opening, s indicates a pattern of the Cr opening in which the shifter is arranged, and the numerals indicate the arrangement relationship between the pattern and other patterns. That is, 0 is the same phase of the light transmitted through the openings of all the patterns, 1 is the phase of the light transmitted through the adjacent openings of 180 ° opposite phase, and 2 is the phase of the light transmitted through the adjacent openings. In relation to the above, one is in phase, the other is 180 degrees out of phase, and 3 indicates that the phases of the light transmitted through the adjacent openings are in phase.

【0019】また、タイプAは通常マスク、タイプBは
レベンソン型の規則的シフタ配置、タイプC〜Gがレベ
ンソン型の不規則的シフタ配置である。不規則的シフタ
配置は連続するパターンが最大3つまで同位相となる配
置について示している。
Type A is a normal mask, type B is a Levenson-type regular shifter arrangement, and types C to G are a Levenson-type irregular shifter arrangement. The irregular shifter arrangement indicates an arrangement in which up to three consecutive patterns have the same phase.

【0020】図3に示したようにシフタ配置(タイプA
〜G)のDOFの値をみると、例えば0.30〜0.4
0μmのデバイス試作に対し、タイプA,D,F,Gの
シフタ配置は解像力が悪い。これらのシフタ配置におい
て連続する3つのパターンが同位相となるシフタ配置と
なっている。即ち、連続する3つのパターンが同位相と
なるシフタ配置は避けるべきであると言える。また、シ
フタ配置において連続する3つのパターンが同位相とな
らないシフタ配置(タイプB,C,E)はタイプA,
D,F,Gに比べ解像力が高く、タイプB,C,Eのよ
うにシフタを配置すれば0.30〜0.40μmのデバ
イス試作が可能であると言える。
As shown in FIG. 3, a shifter arrangement (type A
To G), for example, 0.30 to 0.4
For 0 μm device prototypes, the shifters of types A, D, F, and G have poor resolution. In these shifter arrangements, three consecutive patterns have the same phase. That is, it can be said that a shifter arrangement in which three consecutive patterns have the same phase should be avoided. Shifter arrangements (types B, C, and E) in which three consecutive patterns in the shifter arrangement do not have the same phase are type A,
It can be said that device resolution of 0.30 to 0.40 μm is possible by disposing shifters as in types B, C, and E compared with D, F, and G.

【0021】つまり、従来はレベンソン型位相シフト法
の効果を高めるためシフタをライン&スペースのような
繰り返しのパターンに交互に配置していたため設計的な
制約が大きかったが、連続する3つのパターンが同位相
となるシフタ配置を避けることによって、シフタを繰り
返しのパターンに交互に配置しなくても十分な効果が得
られ、設計的な自由度が生じるようになる。
In other words, conventionally, shifters were alternately arranged in a repetitive pattern such as line & space in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method, so that design restrictions were great. By avoiding a shifter arrangement having the same phase, a sufficient effect can be obtained even if the shifters are not alternately arranged in a repetitive pattern, so that a degree of freedom in design is generated.

【0022】このように本実施例によれば、レベンソン
型位相シフトマスクにおいて位相シフタ層が2つまでは
連続することを許容し、連続する3つのパターンが同位
相となるシフタ配置を避けることによって、位相シフト
法としての効果(十分な解像力,十分なDOF)を維持
しつつマスクの設計的な制約を小さくすることができ
る。従って、投影露光によるLSIの各種パターンの作
成を容易に且つ精度良く行うことが可能となり、その効
果は大である。 (実施例2)次に、本発明の別の実施例について説明す
る。
As described above, according to this embodiment, in the Levenson-type phase shift mask, up to two phase shifter layers are allowed to be continuous, and by avoiding a shifter arrangement in which three continuous patterns have the same phase, The design constraint of the mask can be reduced while maintaining the effect (sufficient resolution, sufficient DOF) as the phase shift method. Therefore, it is possible to easily and accurately create various patterns of the LSI by the projection exposure, and the effect is great. (Embodiment 2) Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0023】前述したように、レベンソン型位相シフト
法においては、ライン&スペースのような繰り返しのパ
ターンに交互にシフタを配置しないと位相シフト法とし
ての十分な効果が得られず、設計的な制約が大きい。ま
た、シフタエッジ型位相シフトマスクを用いて十分な効
果を得るためにはシフタのエッジ部分は限りなく垂直形
状に近くなければならず、これはマスク製作上困難な要
素が多い。即ち、レベンソン型位相シフトマスクにおい
ては、シフタを繰り返しのパターンに交互に配置しなく
ても十分な効果が得られるような露光方法が必要であ
る。また、シフタエッジ利用型位相シフトマスクにおい
ても、シフタのエッジ部分がテーパ状になっても十分な
効果が得られるような露光方法が必要である。
As described above, in the Levenson-type phase shift method, unless the shifters are alternately arranged in a repetitive pattern such as line and space, a sufficient effect as the phase shift method cannot be obtained, and design constraints are imposed. Is big. Further, in order to obtain a sufficient effect using the shifter edge type phase shift mask, the edge portion of the shifter must be as close as possible to a vertical shape, which is difficult in many cases in manufacturing a mask. That is, in the Levenson-type phase shift mask, an exposure method that can obtain a sufficient effect even if the shifters are not alternately arranged in a repeated pattern is required. Also, in the shifter edge-based phase shift mask, an exposure method that can obtain a sufficient effect even when the edge portion of the shifter is tapered is required.

【0024】そこで本実施例では、シフタを繰り返しの
パターンに交互に配置しないレベンソン型位相シフトマ
スクにおいても十分な効果が得られ、またシフタのエッ
ジ部分がテーパ状になっているシフタエッジ利用型位相
シフトマスクにおいても十分な効果が得られるような技
術を提供する。
Therefore, in this embodiment, a sufficient effect can be obtained even in a Levenson-type phase shift mask in which the shifters are not alternately arranged in a repetitive pattern, and the shifter edge-based phase shift type in which the edges of the shifters are tapered. Provided is a technique capable of obtaining a sufficient effect even in a mask.

【0025】そのための手段として、投影露光装置のコ
ヒーレンスファクタ(σ)を従来値(0.5〜0.6)
よりも低くし、0.3〜0.4とする。なお、σ値は前
記図1においてコンデンサレンズ2の開口数をNA、投
影レンズ4の開口数をNA′とすると、σ=NA/N
A′で定義される。
As means for this, the coherence factor (σ) of the projection exposure apparatus is set to a conventional value (0.5 to 0.6).
And 0.3 to 0.4. The σ value is σ = NA / N, where NA is the numerical aperture of the condenser lens 2 and NA ′ is the numerical aperture of the projection lens 4 in FIG.
A '.

【0026】露光装置のコヒーレンスファクタ(σ)を
従来値(0.5〜0.6)よりも低くし、0.3〜0.
4とすることによって、繰り返しのパターンにシフタを
交互に配置しないレベンソン型位相シフトマスクにおい
ても十分な効果が得られるようになる。つまり、従来は
レベンソン型位相シフト法の効果を高めるためシフタを
ライン&スペースのような繰り返しのパターンに交互に
配置していたため設計的な制約が大きかったが、本露光
方法を用いることによってシフタを繰り返しのパターン
に交互に配置しなくても十分な効果が得られ、設計的な
自由度が生じるようになる。
The coherence factor (.sigma.) Of the exposure apparatus is set lower than the conventional value (0.5 to 0.6), and 0.3 to 0.
By setting to 4, a sufficient effect can be obtained even in a Levenson-type phase shift mask in which shifters are not alternately arranged in a repetitive pattern. In other words, conventionally, the shifters were alternately arranged in a repetitive pattern such as line & space in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method, so that design restrictions were great. Even if they are not alternately arranged in a repetitive pattern, a sufficient effect can be obtained and a degree of freedom in design can be obtained.

【0027】また、露光装置のコヒーレンスファクタ
(σ)を従来値(0.5)よりも低くし、0.3〜0.
4とすることによって、シフタのエッジ部分がテーパ状
になっているシフタエッジ利用型位相シフトマスクにお
いても十分な効果が得られるようになる。つまり、従来
はシフタエッジ利用型位相シフト法の効果を高めるため
シフタのエッジ部を垂直形状にする必要があり、このた
めのプロセス技術が必要であったが、本露光方法を用い
ることによってシフタのエッジ部を垂直形状にしなくて
も十分な効果が得られ、シフタのエッジ部を垂直形状に
する困難なプロセス技術が不要になる。
The coherence factor (.sigma.) Of the exposure apparatus is set lower than the conventional value (0.5), and is set to 0.3 to 0.1.
By setting it to 4, a sufficient effect can be obtained even in a shifter edge-based phase shift mask in which the edge portion of the shifter is tapered. In other words, conventionally, the edge of the shifter had to be formed in a vertical shape in order to enhance the effect of the phase shift method using the shifter edge, and a process technique for this was required. A sufficient effect can be obtained even if the portion is not formed in a vertical shape, and a difficult process technique for forming the edge portion of the shifter in a vertical shape becomes unnecessary.

【0028】図4に本実施例における仕上がり寸法の設
計寸法依存性(寸法リニアティ)を示す。なお、シフタ
配置は図5に示したようにシフタを繰り返しのパターン
に交互に配置しないレベンソン型位相シフトマスクであ
る。図4よりσ=0.5よりもσ=0.3のほうが限界
解像度が向上していることが分かる。
FIG. 4 shows the design dimension dependence (dimension linearity) of the finished dimension in this embodiment. The shifter arrangement is a Levenson-type phase shift mask in which the shifters are not alternately arranged in a repeated pattern as shown in FIG. From FIG. 4, it can be seen that the limit resolution is improved when σ = 0.3 than when σ = 0.5.

【0029】下記(表1)に、繰り返しのパターンに交
互にシフタを配置しない種々のシフタ配置における限界
解像度を示している。(表1)のタイプA〜Gまでのシ
フタ配置は、前記図2の通りである。(表1)より繰り
返しのパターンに交互にシフタを配置しない様々なシフ
タ配置、とりわけ実デバイスで適用可能性のあるB,
C,Eのタイプではσ=0.5よりもσ<0.4のほう
が限界解像度が向上していることが分かる。
The following Table 1 shows the limit resolution in various shifter arrangements in which no shifters are alternately arranged in a repetitive pattern. The shifter arrangements of types A to G in Table 1 are as shown in FIG. (Table 1) Various shifter arrangements in which shifters are not alternately arranged in a repetitive pattern, especially B, which can be applied to an actual device.
It can be seen that for the types C and E, the limit resolution is improved when σ <0.4 than when σ = 0.5.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】このように本実施例では、露光装置のコヒ
ーレンスファクタ(σ)を、従来値(0.5)よりも低
くし、0.4以下とすることによって、繰り返しのパタ
ーンにシフタを交互に配置しないレベンソン型位相シフ
トマスクにおいも十分な効果が得られるようになる。つ
まり、従来はレベンソン型位相シフト法の効果を高める
ためシフタをライン&スペースのような繰り返しのパタ
ーンに交互に配置していたため設計的な制約が大きかっ
たが、本露光方法を用いることによってシフタを繰り返
しのパターンに交互に配置しなくても十分な効果が得ら
れ、設計的な自由度が生じるようになる。
As described above, in the present embodiment, the coherence factor (σ) of the exposure apparatus is set to be lower than the conventional value (0.5) and 0.4 or less, so that the shifters are alternately arranged in a repetitive pattern. Sufficient effects can be obtained with the Levenson-type phase shift mask not disposed. In other words, conventionally, the shifters were alternately arranged in a repetitive pattern such as line & space in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method, so that design restrictions were great. Even if they are not alternately arranged in a repetitive pattern, a sufficient effect can be obtained and a degree of freedom in design can be obtained.

【0032】なお、本実施例では解像性能を中心に述べ
たが、実際の解像力の他に照度斑についても配慮する必
要がある。図6にσ値による照度斑を示す。寸法変動±
10%を考慮した場合照度斑4%以下が許容であるが、
本実施例の場合σ>0.2が必要である。このようにσ
値の下限は照度斑で制約を受ける。照度斑は光学系の改
良によりある程度向上させることが可能だが、この場合
より低いσが許容となる。 (実施例3)
In this embodiment, the description has been made mainly on the resolution performance, but it is necessary to consider not only the actual resolution but also the uneven illuminance. FIG. 6 shows the illuminance unevenness according to the σ value. Dimensional fluctuation ±
When considering 10%, illuminance unevenness of 4% or less is acceptable,
In this embodiment, σ> 0.2 is required. Thus σ
The lower limit of the value is constrained by illumination variability. Illumination unevenness can be improved to some extent by improving the optical system, but a lower σ is acceptable in this case. (Example 3)

【0033】図7に、本発明の第3の実施例を示すシフ
タエッジ利用型位相シフトマスクを用いてパターニング
された寸法のシフタエッジ部分の角度依存性を示す。図
7より何れのシフタエッジ部分の角度においてもσ=
0.5よりもσ=0.3の方が限界解像度が向上してい
ることが分かる。
FIG. 7 shows the angle dependence of a shifter edge portion of a dimension patterned using a shifter edge utilizing type phase shift mask according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 shows that σ =
It can be seen that the limit resolution is improved when σ = 0.3 than when 0.5.

【0034】このように、露光装置のコヒーレンスファ
クタ(σ)を従来値(0.5)よりも低くし、0.3〜
0.4とすることによって、シフタのエッジ部分がテー
パ状になっているシフタエッジ利用型位相シフトマスク
においても十分な効果が得られるようになる。つまり、
従来はシフタエッジ利用型位相シフト法の効果を高める
ためシフタのエッジ部を垂直形状にする必要があり、こ
のための高度なプロセス技術が必要であったが、本露光
方法を用いることによってシフタのエッジ部を垂直形状
にしなくても十分な効果が得られ、シフタのエッジ部を
垂直形状にするプロセス技術が不要になる。なお、本発
明は上述した各実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
As described above, the coherence factor (σ) of the exposure apparatus is set lower than the conventional value (0.5),
By setting the value to 0.4, a sufficient effect can be obtained even in a shifter edge-based phase shift mask in which the edge portion of the shifter is tapered. That is,
In the past, it was necessary to make the edge portion of the shifter a vertical shape in order to enhance the effect of the phase shift method using the shifter edge, and this required an advanced process technology. A sufficient effect can be obtained even if the portion is not formed in a vertical shape, and a process technology for forming the edge portion of the shifter in a vertical shape becomes unnecessary. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上述べたように、従来はレベンソン型
位相シフト法の効果を高めるためシフタをライン&スペ
ースのような繰り返しのパターンに交互に配置していた
ため設計的な制約が大きかったが、連続する3つのパタ
ーンが同位相となるシフタ配置を避けることによって、
シフタを繰り返しのパターンに交互に配置しなくても十
分な効果が得られ、設計的な自由度が生じるようにな
る。
As described above, conventionally, shifters are alternately arranged in a repetitive pattern such as line & space in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method. By avoiding the shifter arrangement where three consecutive patterns are in phase,
Even if the shifters are not alternately arranged in a repetitive pattern, a sufficient effect can be obtained, and a degree of freedom in design can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係わる投影露光装置の
要部構成を示す図、
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention;

【図2】第1の実施例におけるシフタ配置例(タイプA
〜G)を示す模式図、
FIG. 2 is an example of a shifter arrangement in the first embodiment (type A
To G).

【図3】図2のシフタ配置における焦点深度(DOF)
の値を示す特性図、
FIG. 3 is a depth of focus (DOF) in the shifter arrangement of FIG. 2;
Characteristic diagram showing the value of

【図4】第2の実施例における仕上がり寸法の設計寸法
依存性を示す特性図、
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a design dimension dependency of a finished dimension in the second embodiment;

【図5】第2の実施例におけるシフタ配置の例を示す
図、
FIG. 5 is a diagram showing an example of a shifter arrangement in the second embodiment;

【図6】σ値の対する照度ムラの変化を示す特性図、FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in illuminance unevenness with respect to a σ value;

【図7】第3の実施例における仕上がり寸法のシフタエ
ッジ角度依存性を示す図、
FIG. 7 is a view showing the shifter edge angle dependency of a finished dimension in the third embodiment;

【図8】レベンソン型位相シフト法の原理を説明するた
めの模式図、
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the principle of the Levenson-type phase shift method,

【図9】自己整合型位相シフト法の原理を説明するため
の模式図、
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the principle of the self-alignment type phase shift method.

【図10】シフタエッジ利用型位相シフト法の原理を説
明するための模式図、
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the principle of a phase shift method using a shifter edge;

【図11】3つのタイプの位相シフト法を用いたときの
フォーカスマージンを比較するシミュレーション結果を
示す図、
FIG. 11 is a diagram showing simulation results comparing focus margins when three types of phase shift methods are used;

【図12】レベンソン型位相シフトマスクの概念を説明
するための図。
FIG. 12 is a diagram illustrating the concept of a Levenson-type phase shift mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…開口絞り、 2…コンデンサレンズ、 3…位相シフトマスク、 4…投影レンズ、 5…ウェハ。 Reference numeral 1 denotes an aperture stop, 2 denotes a condenser lens, 3 denotes a phase shift mask, 4 denotes a projection lens, and 5 denotes a wafer.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ウェハ上に微細パターンを投影露光する際
に用いられる投影露光用マスクであって、 透光性基板と、この基板上に所定パターンに形成された
遮光層と、この遮光層で覆われていない開口領域に選択
的に形成され該基板を透過するリソグラフィ光に対して
およそ180度位相をシフトする位相シフタ層とが形成
された投影露光用マスクにおいて、前記開口 領域のうち位相シフタが形成されていない領域
をφ1 、位相シフタが形成されている領域をφ2 とした
とき、基本的にはφ1とφ2を交互に配置し、且つ部分
的にはφ1又はφ2の少なくとも一方を、3つ以上連続
させることなく2つまで連続配置してなることを特徴と
する投影露光用マスク。
1. A projection exposure mask used for projecting and exposing a fine pattern on a wafer, comprising: a translucent substrate; a light-shielding layer formed in a predetermined pattern on the substrate; For lithography light selectively formed in the uncovered opening area and passing through the substrate
In a projection exposure mask in which a phase shifter layer that shifts the phase by about 180 degrees is formed, a region where the phase shifter is not formed among the opening regions is φ1, and a region where the phase shifter is formed is φ2. Basically, φ1 and φ2 are alternately arranged, and
Typically, at least one of φ1 and φ2 is continuous for three or more
A mask for projection exposure, wherein up to two masks are continuously arranged without causing the mask to be exposed.
【請求項2】請求項1記載の投影露光用マスクを用いて
露光装置により該マスクのパターンをウェハ上に露光す
る投影露光方法であって、 前記マスクのパターンを露光する際の露光装置のコヒー
レンスファクタを0.5未満に設定したことを特徴とす
る投影露光方法。
2. A projection exposure method for exposing a pattern of a mask onto a wafer using an exposure apparatus using the mask for projection exposure according to claim 1, wherein the coherence of the exposure apparatus when exposing the pattern of the mask is provided. A projection exposure method, wherein the factor is set to less than 0.5.
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