JP3411613B2 - Halftone phase shift mask - Google Patents
Halftone phase shift maskInfo
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- JP3411613B2 JP3411613B2 JP06855093A JP6855093A JP3411613B2 JP 3411613 B2 JP3411613 B2 JP 3411613B2 JP 06855093 A JP06855093 A JP 06855093A JP 6855093 A JP6855093 A JP 6855093A JP 3411613 B2 JP3411613 B2 JP 3411613B2
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- light
- film
- phase shift
- semi
- shift mask
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Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マスクを通過する露光
光間に位相差を与えることにより、転写パターンの解像
度を向上できるようにした位相シフトマスクであって、
遮光部を実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させ
ると同時に透過光の位相をずらす半透光膜で構成し、こ
の遮光部と透光部との境界部近傍を通過した光が互いに
打ち消しあうようにして境界部のコントラストを良好に
保持できるようにしたいわゆるハーフトーン型位相シフ
トマスクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift mask capable of improving the resolution of a transfer pattern by giving a phase difference between exposure lights passing through the mask,
The light-shielding portion is composed of a semi-translucent film that transmits light of an intensity that does not substantially contribute to exposure and at the same time shifts the phase of the transmitted light, and the light passing near the boundary between the light-shielding portion and the light-transmitting portion is mutually The present invention relates to a so-called halftone phase shift mask capable of canceling each other and maintaining good contrast at the boundary.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体ＬＳＩ製造などにおいては、微細
パターン転写のマスクたるフォトマスクの１つとして位
相シフトマスクが用いられる。この位相シフトマスク
は、マスクを通過する露光光間に位相差を与えることに
より、転写パターンの解像度を向上できるようにしたも
のである。この位相シフトマスクの１つに、特に、単一
のホール、ドットまたはライン、スペース等の孤立した
パターン転写に適したものとして、特開平４−１３６８
５４号公報に記載の位相シフトマスクが知られている。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor LSIs, a phase shift mask is used as one of photomasks, which is a mask for transferring a fine pattern. This phase shift mask is capable of improving the resolution of the transfer pattern by giving a phase difference between the exposure lights passing through the mask. As one of the phase shift masks, which is particularly suitable for transferring an isolated pattern of a single hole, dot or line, space, etc., Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-1368 / 1992.
The phase shift mask described in Japanese Patent No. 54 is known.
【０００３】図９は特開平４−１３６８５４号公報に記
載の位相シフトマスクの断面図、図１０は図９における
Ａ矢視図である。これらの図に示されるように、この公
報記載の位相シフトマスク３０は、透明基板３１上に実
質的に露光に寄与しない強度の光を透過させると同時に
通過する光の位相をシフトさせる半透光膜３２を形成
し、次いで、該透明基板３１の中央部の転写領域Ｉに、
前記半透光膜３２の一部を選択的に除去することによ
り、実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる透光
部３３と実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させ
る半透光部３４とで構成するマスクパターンを形成した
ものである。そして、この位相シフトマスク３０は、半
透光部３４を通過する光の位相をシフトさせて該半透光
部３４を通過した光の位相が上記透光部３３を通過した
光の位相に対して実質的に反転する関係になるようにす
ることにより、前記透光部３３と半透光部３４との境界
近傍を通過して回折により回り込んだ光が互いに打ち消
しあうようにして境界部のコントラストを良好に保持で
きるようにしたものである。このタイプの位相シフトマ
スクは、いわゆるハーフトーン型位相シフトマスクと俗
称されている。FIG. 9 is a sectional view of a phase shift mask disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-136854, and FIG. 10 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. As shown in these figures, the phase shift mask 30 described in this publication transmits light of an intensity which does not substantially contribute to exposure on the transparent substrate 31 and at the same time shifts the phase of light passing therethrough. The film 32 is formed, and then, in the transfer region I in the central portion of the transparent substrate 31,
By selectively removing a part of the semi-translucent film 32, a semi-transmissive portion 33 that transmits light having an intensity that substantially contributes to exposure and a semi-transmissive portion 33 that transmits light that does not substantially contribute to exposure are transmitted. A mask pattern composed of the transparent portion 34 is formed. The phase shift mask 30 shifts the phase of the light passing through the semi-transparent portion 34 so that the phase of the light passing through the semi-transparent portion 34 is different from the phase of the light passing through the transparent portion 33. The light beams that have passed through the vicinity of the boundary between the light-transmitting portion 33 and the semi-light-transmitting portion 34 and are circulated by the diffraction cancel each other out. The contrast is kept good. This type of phase shift mask is commonly called a so-called halftone type phase shift mask.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この位相シ
フトマスクは、通常、半導体製造に用いられる露光装置
である縮小投影露光装置（ステッパー）のマスク（レテ
ィクル）として用いられる。このステッパーは、レティ
クルを露光光で投影して得られる投影像を投影レンズで
縮小し、被転写体である半導体ウエハ上に結像させて縮
小投影露光を行うものである。この縮小投影露光は、通
常、１枚の半導体ウエハ上の異なる位置に同一のレティ
クルのパターンを繰り返し転写して露光し、１枚のウエ
ハから多数の半導体チップを得るものである。このた
め、このステッパーを用いてパターン転写を行うとき
は、図９に示されるように、ステッパーに備えられた被
覆部材（アパーチャー）３６によって位相シフトマスク
３０（レティクル）の転写領域Ｉのみを露出させるよう
に周縁領域を被覆して露光を行う。By the way, this phase shift mask is usually used as a mask (reticle) of a reduction projection exposure apparatus (stepper) which is an exposure apparatus used in semiconductor manufacturing. This stepper reduces a projection image obtained by projecting a reticle with exposure light using a projection lens, forms an image on a semiconductor wafer that is a transfer target, and performs reduction projection exposure. In this reduction projection exposure, usually, the pattern of the same reticle is repeatedly transferred and exposed at different positions on one semiconductor wafer, and a large number of semiconductor chips are obtained from one wafer. Therefore, when pattern transfer is performed using this stepper, as shown in FIG. 9, only the transfer region I of the phase shift mask 30 (reticle) is exposed by the covering member (aperture) 36 provided in the stepper. Thus, the peripheral area is covered and exposed.
【０００５】しかしながら、このアパーチャー３６は、
精度よく（例えば１μｍ以下の精度）転写領域のみを露
出させるように設置することは機械精度的に難しく、多
くの場合、露出部が転写領域の外周周辺の非転写領域に
はみ出てしまう。また、アパーチャーが仮に高精度であ
ってはみだし部がない場合であっても、アパーチャーと
被転写体との間に距離があることから露光光が回折して
非転写領域に達する。However, this aperture 36 is
It is difficult in terms of mechanical precision to install the transfer area with high accuracy (for example, with an accuracy of 1 μm or less), and in many cases, the exposed portion protrudes into the non-transfer area around the outer periphery of the transfer area. Even if the aperture has a high precision and there is no protruding portion, the exposure light is diffracted and reaches the non-transfer area because of the distance between the aperture and the transfer target.
【０００６】このように、アパーチャー３６が本来の転
写領域よりも広い範囲に露光光を通過させた場合、次の
問題のあることがわかった。すなわち、ハーフトーン型
位相シフトマスク３０は、通常、非転写領域に実質的に
露光に寄与しない強度の光を通過させる半透光膜３２が
形成されている。このため、上述のように、アパーチャ
ー３６が本来の転写領域よりも広い範囲に露光光を通過
させると、このはみだした部分で実質的に露光に寄与し
ない強度の光による露光がなされる。勿論、このはみだ
し部分があっても１回の露光では何等問題は生じない。
しかし、このはみだして露光された部分（はみだし露光
部）が転写領域に重なったり、あるいは、次の露光の際
に同様にはみだして露光された部分と重なる場合が生
じ、この重ね露光によって、１回の露光では実質的に露
光に寄与しない露光量であっても、それらが加算されて
露光に寄与する量に達する場合がある。したがって、こ
れにより、本来は露光されるべきでない領域に結果的に
露光が施された同様のことが起こり、欠陥が発生する。
以下、この点を具体的に説明する。As described above, it has been found that the following problems occur when the exposure light passes through the aperture 36 over a wider area than the original transfer area. That is, the halftone type phase shift mask 30 is usually formed with the semi-transparent film 32 which allows the light of intensity not substantially contributing to the exposure to pass through the non-transfer area. For this reason, as described above, when the aperture 36 allows the exposure light to pass over a wider area than the original transfer area, the exposed portion is exposed by light having an intensity that does not substantially contribute to the exposure. Of course, even if there is the protruding portion, no problem occurs in one exposure.
However, this overexposed portion (exposed exposed portion) may overlap the transfer area, or may overlap with the exposed portion that is also exposed during the next exposure. In the above exposure, even if the exposure amount does not substantially contribute to the exposure, they may be added to reach the amount that contributes to the exposure. Therefore, this causes the same thing as the result that the area which should not be exposed is eventually exposed, resulting in a defect.
Hereinafter, this point will be specifically described.
【０００７】図１１ははみだし露光部が重なる現象を示
す説明図である。図１１は説明を簡単にするために露光
対象たるレジストを塗布したウエハ上に隣接して４個の
転写を行った場合を想定したものであって、実線で囲ま
れる領域ＥI1、ＥI2、ＥI3、ＥI4が転写領域であり、そ
れぞれの転写領域の外側の点線で囲まれる部分がはみだ
し部ΔＥI1、ΔＥI2、ΔＥI3、ΔＥI4である。上記各転
写領域の寸法（縦及び横）はＩ、実際のアパーチャーの
光通過孔の寸法（縦及び横）はＩ´、はみだし部の寸法
（幅）はΔＩである。なお、転写領域ＥI1、ＥI2、ＥI
3、ＥI4の相互位置関係は、ステッパーのＸーＹステー
ジ等によって正確に隣合わせになるようにに設定され
る。また、図１１では説明をわかり易くするために、は
みだし部ΔＥI1、ΔＥI2、ΔＥI3、ΔＥI4を拡大して示
してある。FIG. 11 is an explanatory view showing a phenomenon in which the exposed portions overlap each other. For the sake of simplicity of explanation, FIG. 11 assumes a case where four transfers are performed adjacently on a wafer coated with a resist as an exposure target, and areas EI1, EI2, EI3 surrounded by solid lines are shown. EI4 is the transfer region, and the portions surrounded by the dotted lines outside the respective transfer regions are the protruding portions ΔEI1, ΔEI2, ΔEI3, and ΔEI4. The dimensions (vertical and horizontal) of each transfer area are I, the dimensions (vertical and horizontal) of the light passage holes of the actual aperture are I ′, and the dimension (width) of the protruding portion is ΔI. The transfer areas EI1, EI2, EI
The mutual positional relationship of 3 and EI4 is set so as to be exactly adjacent to each other by the XY stage of the stepper. Further, in FIG. 11, the protruding portions ΔEI1, ΔEI2, ΔEI3, and ΔEI4 are shown in an enlarged manner for easy understanding of the description.
【０００８】図１１から明らかなように、はみだし部Δ
ＥI1、ΔＥI2、ΔＥI3、ΔＥI4は、相互に隣接するもの
どうしで重なり部分が生ずる。これら重なり部分をそれ
ぞれδＥI12 、δＥI24 、δＥI34 、δＥI13 、δＥI2
34、δＥI134、δＥI123、δＥI124とすると、重なり部
分δＥI12 、δＥI24 、δＥI34 、δＥI13 の重なり回
数は共に２回であるが、重なり部分δＥI234、δＥI13
4、δＥI123、δＥI124は４回となる。いま、半透光膜
３２の光透過率を１５％とすると、２回重なり部分には
光透過率３０％の膜を通過した場合と同じ量の露光が、
３回重なり部分には光透過率４５％の膜を通過した場合
と同じ量の露光が、さらに、４回重なり部分には光透過
率６０％の膜を通過した場合と同じ量の露光がそれぞれ
行われることになる。このため、これら重なり部分で
は、実質的に露光に寄与する強度に達する露光が行われ
る場合が生ずる。その結果、この露光を行った後、レジ
ストを現像し、所定のエッチング等をしてパターンを形
成したウエハには、本来は形成すべきでない部分に不要
なパターンが形成されることになり、パターン欠陥が発
生してしまうことになる。As is apparent from FIG. 11, the protruding portion Δ
As for EI1, ΔEI2, ΔEI3, and ΔEI4, overlapping portions are generated between those adjacent to each other. These overlapping portions are respectively defined as δEI12, δEI24, δEI34, δEI13, δEI2.
34, δEI134, δEI123, and δEI124, the overlapping portions δEI12, δEI24, δEI34, and δEI13 both overlap twice, but the overlapping portions δEI234 and δEI13.
4, δEI123, δEI124 becomes 4 times. Now, assuming that the light transmittance of the semi-translucent film 32 is 15%, the same amount of exposure as in the case of passing through the film having a light transmittance of 30% at the overlapping portion,
The same amount of exposure as when passing through a film with a light transmittance of 45% was applied to the three-fold overlapping portion, and the same amount of exposure as when passing through a film with a light transmittance of 60% as a fourth overlapping portion. Will be done. For this reason, in these overlapping portions, there are cases in which the exposure reaches the intensity that substantially contributes to the exposure. As a result, after this exposure, the resist is developed, and the wafer on which the pattern is formed by performing the predetermined etching or the like has an unnecessary pattern formed on a portion which should not be formed originally. Defects will occur.
【０００９】本発明は上述の背景のもとでなされたもの
であり、ステッパーのレティクルとして用いた場合に、
ステッパーのアパーチャーの光通過領域と、レティクル
たる位相シフトマスクの転写領域との間に多少のずれが
あっても、このずれに基づく露光の欠陥が生ずることを
防止することができるハーフトーン型位相シフトマスク
を提供することを目的とする。The present invention has been made under the above background, and when used as a reticle for a stepper,
Even if there is some deviation between the light passing area of the stepper aperture and the transfer area of the phase shift mask, which is a reticle, it is possible to prevent exposure defects due to this deviation from occurring. The purpose is to provide a mask.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として第１の手段は、微細パターン転写用のマ
スクであって、透明基板上の転写領域に形成するマスク
パターンを、実質的に露光に寄与する強度の光を透過さ
せる透光部と実質的に露光に寄与しない強度の露光光を
透過させる半透光部とで構成し、かつこの半透光部を通
過する光の位相をシフトさせて該半透光部を通過した光
の位相と前記透光部を通過した光の位相とを異ならしめ
ることにより、前記透光部と半透光部との境界部近傍を
通過した光が互いに打ち消しあうようにして境界部のコ
ントラストを良好に保持できるようにしたハーフトーン
型位相シフトマスクであって、前記マスクパターン転写
領域と非転写領域との境界にまたがって半透光部が形成
され、かつ、前記マスクパターン転写領域内にはホール
またはスペースパターンからなるマスクパターンが形成
されるハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、前記
マスクパターン転写領域と非転写領域との境界にまたが
って形成された半透光部の上に、幅方向の一方の端が前
記境界の上に位置するとともに他方の側の端が非転写領
域に位置するように配置された所定以上の幅を有する遮
光膜を設けたことを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクである。第２の手段は、前記半透光部が１層の
膜で構成されていることを特徴とする第１の手段にかか
るハーフトーン型位相シフトマスクである。第３の手段
は、前記半透光部が低透過率膜と高透過率膜との２層の
膜で構成されていることを特徴とする第１の手段にかか
るハーフトーン型位相シフトマスクである。第４の手段
は、前記遮光膜が、クロム膜、又は、クロムに酸化クロ
ムもしくは窒化クロムもしくは炭化クロムが含まれるも
の、あるいは、これらに窒素及び／又は酸素を含む膜で
構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクである。
第５の手段は、第１〜第４のいずれかの手段にかかるハ
ーフトーン型位相シフトマスクをステッパーのレティク
ルとして用いて被転写体に繰り返し転写を行なうこと特
徴とするパターン転写方法である。As a means for solving the above-mentioned problems, a first means is a mask for transferring a fine pattern, and a mask pattern to be formed in a transfer area on a transparent substrate is substantially formed. The phase of the light passing through this semi-transparent part, which consists of a translucent part that transmits the light of the intensity contributing to the exposure and a semi-transparent part that transmits the exposure light of the intensity that does not substantially contribute to the exposure. By shifting the phase of the light passing through the semi-transparent portion and the phase of the light passing through the translucent portion to shift near the boundary between the translucent portion and the semi-transparent portion. A halftone type phase shift mask capable of maintaining good contrast at a boundary portion by canceling lights to each other , wherein a semi-transparent portion is formed across a boundary between the mask pattern transfer region and a non-transfer region. Formation
And holes in the mask pattern transfer area.
Or a mask pattern consisting of space patterns is formed
In halftone phase shift masks, straddle the border between the mask pattern transfer region and the non-transfer area
On the semi-translucent part formed by
It is located above the boundary and the other end is a non-transfer area.
The halftone phase shift mask is characterized in that a light-shielding film having a width equal to or larger than a predetermined value is disposed so as to be located in the area . A second means is the halftone type phase shift mask according to the first means, characterized in that the semi-transmissive portion is composed of a single layer film. A third means is the halftone phase shift mask according to the first means, wherein the semi-transmissive portion is composed of a two-layer film including a low transmittance film and a high transmittance film. is there. A fourth means is that the light-shielding film is made of a chromium film, a film containing chromium oxide, chromium nitride, or chromium carbide, or a film containing nitrogen and / or oxygen. The halftone phase shift mask according to any one of claims 1 to 3, which is characterized.
A fifth means is a pattern transfer method characterized in that the halftone type phase shift mask according to any one of the first to fourth means is used as a reticle of a stepper to repeatedly perform transfer to a transfer target.
【００１１】[0011]
【作用】上述の構成によれば、マスクパターン転写領域
と非転写領域との境界に隣接する非転写領域の半透光部
に所定以上の幅を有する遮光部を設けたことにより、こ
のハーフトーン型位相シフトマスクをステッパーのレテ
ィクルとして用いた場合に、ステッパーのアパーチャー
の光通過領域と、レティクルたる位相シフトマスクの転
写領域との間に多少のずれがあって、露光光が位相シフ
トマスクの非転写領域における半透光部にはみだして照
射されても、このはみだして照射された露光光は上記遮
光部によって遮断されて透過することができない。これ
により、被転写体上における非転写領域に不要な露光光
が達することを完全に防止でき、上記アパーチャーの光
通過領域とハーフトーン型位相シフトマスクの転写領域
との間に多少のずれがあった場合にも、このずれに基づ
く露光の欠陥が生ずることを防止することができる。According to the above-mentioned structure, since the light-shielding portion having a predetermined width or more is provided in the semi-transmissive portion of the non-transfer area adjacent to the boundary between the mask pattern transfer area and the non-transfer area, this halftone When a die-type phase shift mask is used as a stepper reticle, there is some deviation between the light passing area of the stepper aperture and the transfer area of the phase shift mask, which is the reticle, and the exposure light is not reflected by the phase shift mask. Even if the semi-transparent portion in the transfer area is projected and irradiated, the exposure light projected and irradiated is blocked by the light shielding portion and cannot be transmitted. As a result, it is possible to completely prevent unnecessary exposure light from reaching the non-transfer area on the transfer medium, and there is a slight deviation between the light passage area of the aperture and the transfer area of the halftone phase shift mask. In this case, it is possible to prevent the occurrence of exposure defects due to this shift.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は本発明の一実施例にかかるハーフトー
ン型位相シフトマスクの断面図、図２は図１におけるＢ
矢視図、図３ないし図８は一実施例のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程の説明図である。以下、これ
らの図を参照にしながら一実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view of a halftone type phase shift mask according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. 3 to 8 are views for explaining the manufacturing process of the halftone phase shift mask of one embodiment. An embodiment will be described below with reference to these drawings.
【００１３】図１及び図２において、符号１はハーフト
ーン型位相シフトマスク、符号２は透明基板、符号５は
半透光膜、符号６は透光部、符号７は半透光部、符号８
は遮光部である。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 is a halftone type phase shift mask, reference numeral 2 is a transparent substrate, reference numeral 5 is a semitransparent film, reference numeral 6 is a translucent portion, reference numeral 7 is a semitransparent portion, and a reference numeral. 8
Is a light shielding part.
【００１４】ハーフトーン型位相シフトマスク１は、透
明基板２の全面に半透光膜５を形成し、透明基板２の中
央部においてこの半透光膜５の一部を除去して透光部６
と半透光部７とで構成する単一のホールあるいはスペー
ス等のマスクパターンを形成したものである。そして、
透明基板２上の外周周辺に残された半透光膜５の上であ
って、マスクパターン転写領域Ｉと非転写領域との境界
に隣接する非転写領域に、所定以上の幅を有する遮光部
８を形成したものである。なお、半透光膜５は実質的に
露光に寄与しない強度の光を透過する光透過特性と、こ
の透過光の位相を所定量ずらす位相シフト特性との双方
の特性を兼ね備えた膜であれば１層の膜で構成してもよ
いが、この実施例では、この半透光膜５を、主として光
透過特性を担う低透過率膜３と主として位相シフト特性
を担う高透過率膜４との２層の膜で構成した例を示し
た。In the halftone type phase shift mask 1, a semi-transparent film 5 is formed on the entire surface of the transparent substrate 2, and a part of the semi-transparent film 5 is removed at the central portion of the transparent substrate 2 to remove the light-transmissive portion. 6
And a mask pattern such as a single hole or space formed of the semi-translucent portion 7 and the like. And
A light-shielding portion having a width of a predetermined value or more in a non-transfer region adjacent to the boundary between the mask pattern transfer region I and the non-transfer region on the semi-transparent film 5 left around the outer periphery of the transparent substrate 2. 8 is formed. It should be noted that the semi-translucent film 5 is a film that has both a light transmission property of transmitting light having an intensity that does not substantially contribute to exposure and a phase shift property of shifting the phase of the transmitted light by a predetermined amount. Although it may be configured by a single layer film, in this embodiment, the semi-transmissive film 5 is composed of a low transmittance film 3 mainly responsible for light transmission characteristics and a high transmittance film 4 mainly responsible for phase shift characteristics. An example constituted by a two-layer film is shown.
【００１５】透明基板２は、主表面を鏡面研磨した石英
ガラス基板（寸法；縦６インチ×横６インチ×厚さ０．
２５インチ）である。The transparent substrate 2 is a quartz glass substrate whose main surface is mirror-polished (dimensions: vertical 6 inches × horizontal 6 inches × thickness 0.
25 inches).
【００１６】半透光膜５を構成する低透過率膜３は、膜
厚２１ｎｍのＣｒ膜であり、波長３６５ｎｍの露光光に
対する透過率が１５％である。また、高透過率膜４は、
膜厚３８０ｎｍのＳＯＧ（塗布ガラス；スピン・オン・
グラス）膜であり、波長３６５ｎｍの露光光の位相を１
８０°シフトさせる。The low-transmittance film 3 constituting the semi-translucent film 5 is a Cr film having a film thickness of 21 nm and has a transmittance of 15% for exposure light having a wavelength of 365 nm. In addition, the high transmittance film 4 is
SOG (coated glass; spin-on
(Glass) film, and the phase of exposure light with a wavelength of 365 nm is 1
Shift by 80 °.
【００１７】また、遮光部８はＣｒからなる膜厚１００
ｎｍの膜であり、透明基板２上の中央部の転写領域Ｉ
（１０ｃｍ×１０ｃｍ）と非転写領域との境界に隣接し
て、幅５．０ｍｍに形成したものである。The light-shielding portion 8 is made of Cr and has a film thickness of 100.
transfer film I in the central part on the transparent substrate 2
It is formed to have a width of 5.0 mm adjacent to the boundary between (10 cm × 10 cm) and the non-transfer area.
【００１８】この構成のハーフトーン型位相シフトマス
ク１は以下のようにして製造することができる。The halftone type phase shift mask 1 having this structure can be manufactured as follows.
【００１９】まず、透明基板２上に、スパッタリング法
によりＣｒからなる低透過率膜３を形成する。次に、低
透過率膜３上にＳｉＯ2 系被覆膜形成用塗布液（アライ
ドシグナル社製のアキュグラス＃３１１スピンオングラ
ス（商品名））を滴下し、スピンコート法により全面に
拡げ、その後、焼成してバインダーの有機化合物を揮発
させて、ＳＯＧ（スピン・オン・グラス）膜からなる高
透過率膜４を形成し、低透過率膜３と高透過率膜４とか
らなる半透光膜５を形成する。次いで、高透過率膜４上
に、Ｃｒをスパッタリング法により膜厚１００ｎｍに成
膜して遮光膜８ａを形成する（図３参照）。First, the low transmittance film 3 made of Cr is formed on the transparent substrate 2 by the sputtering method. Next, a coating liquid for forming a SiO 2 -based coating film (Acuglass # 311 spin-on-glass (trade name) manufactured by Allied Signal Co., Ltd.) was dropped on the low-transmittance film 3 and spread on the entire surface by a spin coating method. Then, the organic compound of the binder is volatilized by firing to form a high transmittance film 4 made of an SOG (spin-on-glass) film, and a semi-translucent film made of a low transmittance film 3 and a high transmittance film 4. The film 5 is formed. Then, Cr is deposited to a film thickness of 100 nm on the high transmittance film 4 by a sputtering method to form a light shielding film 8a (see FIG. 3).
【００２０】次に、ポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ−５
２０：日本ゼオン社製）を膜厚６００ｎｍ塗布し、ベー
クした後、透明基板２上の転写領域内におけるレジスト
に所望のパターンの電子線露光を施し、現像液で現像す
ることにより、レジストパターン１０を形成する（図４
参照）。Next, a positive electron beam resist (ZEP-5
20: manufactured by ZEON CORPORATION) is applied to a film thickness of 600 nm and baked, and then the resist in the transfer region on the transparent substrate 2 is exposed to an electron beam in a desired pattern and developed with a developing solution to form a resist pattern 10. To form (Fig. 4
reference).
【００２１】次に、レジストパターン１０をマスクにし
て、遮光膜８ａを所定のエッチング液によりエッチング
し、引き続き高透過率膜４をドライエッチングする（図
５参照）。なお、この高透過率膜４のドライエッチング
は、反応性ドライエッチング方式（ＲＩＥ）の平行平板
型ドライエッチング装置を用いて、以下の条件で行う。Next, using the resist pattern 10 as a mask, the light-shielding film 8a is etched with a predetermined etching solution, and then the high transmittance film 4 is dry-etched (see FIG. 5). The dry etching of the high transmittance film 4 is performed under the following conditions using a reactive dry etching (RIE) parallel plate type dry etching apparatus.
【００２２】
エッチングガス…ＣＦ4 とＯ2 との混合ガス
ガス圧…０．１Ｔｏｒｒ
高周波出力…２００Ｗ
次に、レジストパターン１０を剥離した後（図６参
照）、透明基板２の表面にネガ型電子線レジスト１１ａ
（ＣＭＸ−ＥＸ（Ｓ）：東ソー社製）を膜厚６００ｎｍ
に塗布してベーク処理を施す。次いで、このレジスト１
１ａに遮光部８を形成するための電子線露光を施す（図
７参照）。次に、レジスト１１ａを現像し、転写領域と
非転写領域との境界に隣接する非転写領域に５．０ｍｍ
の幅のレジストパターン１１を形成する（図８参照）。Etching gas: mixed gas of CF 4 and O 2 Gas pressure: 0.1 Torr High frequency output: 200 W Next, after removing the resist pattern 10 (see FIG. 6), a negative electron beam is applied to the surface of the transparent substrate 2. Resist 11a
(CMX-EX (S): manufactured by Tosoh Corporation) with a film thickness of 600 nm
And bake treatment. Then this resist 1
Electron beam exposure for forming the light shielding portion 8 is performed on 1a (see FIG. 7). Next, the resist 11a is developed, and 5.0 mm is applied to the non-transfer area adjacent to the boundary between the transfer area and the non-transfer area.
A resist pattern 11 having a width of 1 is formed (see FIG. 8).
【００２３】しかる後、そのレジストパターン１１をマ
スクにして遮光膜８ａ及び低透過率膜３の露出部分を所
定のエッチング液を用いてエッチングしてこれらの膜の
露出部分を除去し、次いで残存するレジストパターン１
１を除去することにより、ハーフトーン型位相シフトマ
スク１を得る（図１参照）。Thereafter, using the resist pattern 11 as a mask, the exposed portions of the light-shielding film 8a and the low-transmittance film 3 are etched with a predetermined etching solution to remove the exposed portions of these films and then leave them. Resist pattern 1
A halftone phase shift mask 1 is obtained by removing 1 (see FIG. 1).
【００２４】上述の構成のハーフトーン型位相シフトマ
スク１によれば、半透光部７の透過率は１５％、すなわ
ち、半透光部７において実質的に露光に寄与しない強度
の光を通過させる。また、半透光部７は、通過する光の
位相を１８０°シフトさせる位相シフト機能を担ってい
る。したがって、この一実施例のハーフトーン型位相シ
フトマスク１を用いてパターン転写を行うと、透光部６
と半透光部７との境界部近傍を通過して回折によって回
り込んだ光が互いに打ち消しあい、境界部のコントラス
トを良好に保持できるから、高解像度の露光が可能とな
る。According to the halftone type phase shift mask 1 having the above-described structure, the translucency of the semi-transparent portion 7 is 15%, that is, the semi-transparent portion 7 transmits the light of the intensity which does not substantially contribute to the exposure. Let Further, the semi-translucent portion 7 has a phase shift function of shifting the phase of light passing therethrough by 180 °. Therefore, when pattern transfer is performed using the halftone type phase shift mask 1 of this embodiment, the light transmitting portion 6 is formed.
Light beams that have passed through the vicinity of the boundary between the semi-transparent portion 7 and the semi-transmissive portion 7 and are circulated by diffraction cancel each other out, and the contrast of the boundary can be maintained well, so that high-resolution exposure is possible.
【００２５】また、このハーフトーン型位相シフトマス
ク１をレティクルとしてステッパーに装着してパターン
転写を行う場合において、仮に、ステッパーのアパーチ
ャーの光通過領域Ｉ´がレティクルたるハーフトーン型
位相シフトマスク１の転写領域Ｉより大きいために、ア
パーチャーを通過した露光光が非転写領域にはみだして
照射されても、このはみだして照射された露光光は上記
遮光部８によって遮断されて透過することができない。
これにより、被転写体上における非転写領域に不要な露
光光が達することを完全に防止でき、上記アパーチャー
の光通過領域とハーフトーン型位相シフトマスクの転写
領域との間に多少のずれがあった場合にも、このずれに
基づく露光の欠陥が生ずることを効果的に防止すること
ができる。When the halftone type phase shift mask 1 is mounted on a stepper as a reticle to perform pattern transfer, it is assumed that the light passing region I'of the stepper aperture is a reticle. Since it is larger than the transfer area I, even if the exposure light that has passed through the aperture is projected to the non-transfer area and is irradiated, the exposure light that is projected and irradiated is blocked by the light shielding unit 8 and cannot be transmitted.
As a result, it is possible to completely prevent unnecessary exposure light from reaching the non-transfer area on the transfer medium, and there is a slight deviation between the light passage area of the aperture and the transfer area of the halftone phase shift mask. Even in the case of occurrence, it is possible to effectively prevent the occurrence of an exposure defect due to this deviation.
【００２６】なお、上述の一実施例では、遮光部とし
て、厚さ１００ｎｍのＣｒ膜を用いたが、半透光膜５の
上に形成した場合にこの半透光膜５と合わせた光透過率
が実質的に露光光を遮断できる程度になるものであれば
よい。Ｃｒ膜を用いる場合には、２０ｎｍ以上であれ
ば、一定の遮光効果が得られる。また、この遮光部とし
てはＣｒ膜以外にも、適当な厚さに形成することにより
露光光を遮断できるＡｌ、Ｔｉ、Ｗ、ＭｏＳｉ等の膜で
もよく、また、クロムに酸化クロムもしくは窒化クロム
もしくは炭化クロムが含まれるもの、あるいは、モリブ
デンシリサイド、タンタルシリサイド、タングステンシ
リサイドのうちの１又は２以上を含むもの、あるいは、
これらに窒素及び／又は酸素を含ませたものであっても
よい。また、必ずしも、このような光の透過を遮断する
膜を形成する必要はなく、遮光部が形成されるべき非転
写領域の半透光膜に所定幅以下の半透光部と透光部とが
交互に並ぶパターンを形成することにより、半透光部と
透光部との境界部近傍の位相反転と回折による相殺効果
を一定の広い幅で得られるようにすれば、遮光膜と同様
の遮光部を構成することができる。In the above-mentioned embodiment, the Cr film having a thickness of 100 nm is used as the light-shielding portion. However, when the Cr film is formed on the semi-transparent film 5, the light transmission together with the semi-transparent film 5 is performed. Any rate may be used as long as it can substantially block the exposure light. When using a Cr film, if it is 20 nm or more, a certain light shielding effect can be obtained. In addition to the Cr film, the light shielding portion may be a film of Al, Ti, W, MoSi or the like capable of blocking exposure light when formed to have an appropriate thickness, and chromium may be chromium oxide or chromium nitride or One containing chromium carbide, one containing one or more of molybdenum silicide, tantalum silicide, and tungsten silicide, or
They may contain nitrogen and / or oxygen. In addition, it is not always necessary to form such a film that blocks the transmission of light, and a semi-transmissive part having a predetermined width or less and a translucent part are formed in the semi-transmissive film in the non-transfer region where the light-shielding part is to be formed. By forming a pattern in which the layers are alternately arranged, it is possible to obtain a canceling effect by phase inversion and diffraction in the vicinity of the boundary between the semi-light-transmitting portion and the light-transmitting portion with a constant wide width. A light shielding part can be configured.
【００２７】また、遮光部の形成範囲は、ハーフトーン
型の位相シフトマスクの転写領域と非転写領域との境界
に隣接した非転写領域であって、ステッパーのアパーチ
ャーの光通過領域がハーフトーン型の位相シフトマスク
の非転写領域にはみだす可能性のある範囲を十分にカバ
ーできる範囲であればよい。なお、この遮光部を十分に
広くした場合において、非転写領域にアライメントマー
クを形成する場合には、この遮光部に微小な透光部をリ
ソグラフィー法で形成するようにすればよい。Further, the range of formation of the light-shielding portion is a non-transfer area adjacent to the boundary between the transfer area and the non-transfer area of the halftone type phase shift mask, and the light passage area of the stepper aperture is the halftone type. It is sufficient that the range that can possibly overflow the non-transfer area of the phase shift mask is covered. When the light-shielding portion is made sufficiently wide, a minute light-transmitting portion may be formed in the light-shielding portion by a lithography method when the alignment mark is formed in the non-transfer area.
【００２８】また、上述の一実施例では、半透光膜を低
透過率膜と高透過率膜との２層の膜で構成した例を示し
たが、実質的に露光に寄与しない強度の光を透過する光
透過特性と、この透過光の位相を所定量ずらす位相シフ
ト特性との双方の特性を兼ね備えた膜であれば１層の膜
で構成してもよい。この場合、半透光膜の光透過率は、
レジスト等の被転写体の露光感度にもよるが、通常、１
〜５０％の範囲であればよい。さらに、半透光膜を２層
の膜で構成した場合において、低透過率膜としては、Ｃ
ｒ膜以外にも、例えば、クロムに、酸化クロムもしくは
窒化クロムもしくは炭化クロムが含まれるものでもよ
く、あるいは、モリブデンシリサイド、タンタルシリサ
イド、タングステンシリサイドのうちの１又は２以上を
含むもの、あるいは、これらに窒素及び／又は酸素を含
ませたものであってもよい。なお、低透過率膜をＣｒ膜
で構成した場合には、その膜厚を１０〜２００ｎｍとす
ればよい。また、半透光膜を２層の膜で構成した場合に
おいて、２層の膜の形成順序は上記一実施例の場合と逆
であってもよいが、その場合には、遮光部を構成する材
料と低透過率膜を構成する材料との組み合わせを選定し
て、一方をエッチングする際に他方がエッチングされな
いようにする必要がある。Further, in the above-mentioned one embodiment, an example in which the semi-translucent film is composed of a two-layer film including a low-transmittance film and a high-transmittance film is shown. A single-layer film may be used as long as it is a film having both the light transmission property of transmitting light and the phase shift property of shifting the phase of the transmitted light by a predetermined amount. In this case, the light transmittance of the semi-transparent film is
Normally, it depends on the exposure sensitivity of the transferred material such as resist, but it is 1
It may be in the range of 50%. Further, when the semi-translucent film is composed of two layers, the low transmittance film is C
Other than the r film, for example, chromium may contain chromium oxide, chromium nitride, or chromium carbide, or one or more of molybdenum silicide, tantalum silicide, and tungsten silicide, or these. May contain nitrogen and / or oxygen. When the low transmittance film is made of a Cr film, the film thickness may be 10 to 200 nm. In the case where the semi-translucent film is formed of two layers, the order of forming the two layers may be opposite to that in the above-described embodiment, but in that case, the light shielding portion is formed. It is necessary to select a combination of the material and the material forming the low-transmittance film so that one is not etched while the other is etched.
【００２９】さらに、透明基板としては、石英ガラスの
他にも、例えば、ソーダライムガラス、アルミノボロシ
リケートガラス、ボロシリケートガラス等の他のガラス
基板を用いてもよい。Further, as the transparent substrate, other than quartz glass, other glass substrates such as soda lime glass, aluminoborosilicate glass, and borosilicate glass may be used.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、ハーフ
トーン型位相シフトマスクのマスクパターン転写領域と
非転写領域との境界に隣接する非転写領域に所定以上の
幅を有する遮光部を設けたもので、これにより、ハーフ
トーン型位相シフトマスクをステッパーのレティクルと
して用いた場合に、ステッパーのアパーチャーの光通過
領域とレティクルたる位相シフトマスクの転写領域との
間に多少のずれがあっても、このずれに基づく露光の欠
陥が生ずることを効果的に防止することを可能にしたも
のである。As described above in detail, the present invention provides a light-shielding portion having a predetermined width or more in the non-transfer area adjacent to the boundary between the mask pattern transfer area and the non-transfer area of the halftone type phase shift mask. As a result, when a halftone phase shift mask is used as a reticle for a stepper, there is a slight deviation between the light passing area of the stepper aperture and the transfer area of the reticle phase shift mask. Also, it is possible to effectively prevent the occurrence of exposure defects due to this deviation.
【図１】本発明の一実施例にかかるハーフトーン型位相
シフトマスクの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a halftone type phase shift mask according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のＡ矢視図である。FIG. 2 is a view on arrow A in FIG.
【図３】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクの
製造工程説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the halftone phase shift mask of one embodiment.
【図４】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクの
製造工程説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the halftone phase shift mask according to the embodiment.
【図５】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクの
製造工程説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the halftone phase shift mask of one embodiment.
【図６】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクの
製造工程説明図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the manufacturing process of the halftone phase shift mask according to the embodiment.
【図７】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクの
製造工程説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the halftone phase shift mask of one embodiment.
【図８】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクの
製造工程説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the manufacturing process of the halftone phase shift mask according to the embodiment.
【図９】従来のハーフトーン型位相シフトマスクの断面
図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional halftone phase shift mask.
【図１０】図９のＢ矢視図である。10 is a view on arrow B of FIG. 9. FIG.
【図１１】はみだし露光部が重なる現象を示す説明図で
ある。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a phenomenon in which protruding exposed portions overlap.
１…ハーフトーン型位相シフトマスク、２…透明基板、
３…低透過率膜、４…高透過率膜、５…半透光膜、６…
透光部、７…半透光部、８…遮光部。1 ... Halftone type phase shift mask, 2 ... Transparent substrate,
3 ... Low transmittance film, 4 ... High transmittance film, 5 ... Semi-transmissive film, 6 ...
Light-transmitting portion, 7 ... Semi-light-transmitting portion, 8 ... Light-shielding portion.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/08 H01L 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03F 1/08 H01L 21/027
Claims (5)
透明基板上の転写領域に形成するマスクパターンを、実
質的に露光に寄与する強度の光を透過させる透光部と実
質的に露光に寄与しない強度の露光光を透過させる半透
光部とで構成し、かつこの半透光部を通過する光の位相
をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と前記透
光部を通過した光の位相とを異ならしめることにより、
前記透光部と半透光部との境界部近傍を通過した光が互
いに打ち消しあうようにして境界部のコントラストを良
好に保持できるようにしたハーフトーン型位相シフトマ
スクであって、 前記マスクパターン転写領域と非転写領域との境界にま
たがって半透光部が形成され、かつ、前記マスクパター
ン転写領域内にはホールまたはスペースパターンからな
るマスクパターンが形成されるハーフトーン型位相シフ
トマスクにおいて、 前記マスクパターン転写領域と非転写領域との境界にま
たがって形成された半透光部の上に、幅方向の一方の端
が前記境界の上に位置するとともに他方の側の端が非転
写領域に位置するように配置された所定以上の幅を有す
る遮光膜を設けたことを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスク。1. A mask for transferring a fine pattern, comprising:
The mask pattern to be formed in the transfer area on the transparent substrate is composed of a light-transmitting portion that transmits light of intensity that substantially contributes to exposure and a semi-light-transmitting portion that transmits exposure light of intensity that does not substantially contribute to exposure. By configuring, and by shifting the phase of the light passing through the semi-transparent portion to make the phase of the light passing through the semi-transparent portion and the phase of the light passing through the translucent portion different,
A halftone phase shift mask capable of maintaining good contrast at the boundary by canceling each other of light passing near the boundary between the light transmitting portion and the semi-light transmitting portion , the mask pattern or the boundary between the transfer area and the non-transfer area
Therefore, the semi-transparent portion is formed, and the mask pattern is formed.
There are no holes or space patterns in the transfer area.
In halftone phase shift mask having a mask pattern is formed that the boundary of said mask pattern transfer region and the non-transfer area Nima
One end in the width direction on the semi-translucent part formed by
Is above the boundary and the other end is
A halftone type phase shift mask, characterized in that a light shielding film having a width of a predetermined value or more is disposed so as to be located in the image area .
ることを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相
シフトマスク。2. The half-tone type phase shift mask according to claim 1, wherein the semi-transparent portion is composed of a single layer film.
との２層の膜で構成されていることを特徴とする請求項
１記載のハーフトーン型位相シフトマスク。3. The halftone phase shift mask according to claim 1, wherein the semi-transmissive portion is composed of a two-layer film including a low transmittance film and a high transmittance film.
に酸化クロムもしくは窒化クロムもしくは炭化クロムが
含まれるもの、あるいは、これらに窒素及び／又は酸素
を含む膜で構成されていることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマス
ク。4. The light-shielding film is made of a chromium film, a film containing chromium oxide, chromium nitride, or chromium carbide, or a film containing nitrogen and / or oxygen. The halftone phase shift mask according to any one of claims 1 to 3.
ーフトーン型位相シフトマスクをステッパーのレティク
ルとして用いて被転写体に繰り返し転写を行なうこと特
徴とするパターン転写方法。5. A pattern transfer method, wherein the halftone type phase shift mask according to claim 1 is used as a reticle of a stepper to repeatedly transfer to a transfer target.
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