JP6119836B2 - フォトマスク - Google Patents
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Description
R=k1・λ/NA ・・・ (1)
NILS=(dI/dx)/(W×Ith) ・・・ (2)
EL(%)=a・(NILS−b) ・・・ (3)
MEEF=ΔウェハCD/ΔマスクCD/4 ・・・ (4)
露光光源はArFエキシマレーザで露光波長は193nm、投影レンズの開口数(NA)は本実施形態では1.35とし、純水を用いた液浸露光とした。照明系は変形照明とし、図3に示す四重極(C−quad)の瞳フィルタを用いた四重極照明を設定した。Cquadの4つの光透過部は、XY軸上に瞳中心からの開口角が30度の扇型(ポーラリゼーションはXY)をなし、瞳フィルタの半径を1としたとき、瞳中心からの距離の外径(外σ)を0.98、内径(内σ)を0.81とした。遮光膜よりなるマスクパターンは1対1のライン&スペースで、ウェハ上に転写したときのピッチは80nm、ターゲットCDは40nmとした。バイナリマスクの遮光膜は、表面低反射膜を設けたクロム(Cr)2層膜とした。露光光のフォトマスクへの入射角は約16度とし、透明層は真空製膜した二酸化シリコンとし、屈折率は1.563と設定した。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るバイナリ型のフォトマスクについて詳細に説明する。
本発明のフォトマスクの転写特性を評価する手順としては、まず中間層の膜厚を固定し、透明層の膜厚を変えたときの転写特性としてのNILSの増減率を評価した。図7は、本発明のフォトマスクの転写特性評価において、中間層72の膜厚d1を20nmに固定し、透明層73の膜厚d2を10〜100nmまで変えたときのフォトマスク70の説明図である。
ここで、本発明のフォトマスクにおける中間層12、透明層13の作用効果について説明する。図2は、図1に示したバイナリ型のフォトマスク10の転写特性向上の説明図であり、図1と図面寸法は異なるが、同じ部位には同じ符号を用いている。図2(a)はマスクパターンの部分断面図であり、図2(b)は、さらに矩形枠で示す図2(a)の一部分を拡大した図である。 図2(b)において、フォトマスク10に約16度の入射角で斜め入射した露光光のうち、破線で示す露光光15は透明層13上に設けられた遮光膜マスクパターン14で反射し、次いで中間層12で再反射し、遮光膜マスクパターン14で反射しなかった直線で示す露光光16と干渉することにより、光強度を向上させた露光光17としてフォトマスク10から出射させることができる。
光路差=2×60nm/cos(16°)=124nm ・・・ (5)
次に、透明層の膜厚を固定し、中間層の膜厚を変えたときの転写特性としてのNILSの増減率を評価した。図9は、本発明のフォトマスクの転写特性評価において、透明層93の膜厚d2を上記の最適値20nmに固定し、中間層92の膜厚d1を4〜40nmまで変えたときのフォトマスク90の説明図である。
上記のように、中間層および透明層の膜厚を最適化して、中間層12nm、透明層20nmに設定した後に、中間層の屈折率nと消衰係数kと転写特性との関係をシミュレーションにより評価した。
次に、本発明のフォトマスクを構成する材料について説明する。
図1に示す本発明のバイナリ型のフォトマスク10を構成する透明基板11としては、従来公知の露光光を高透過率で透過する光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができるが、通常、多用されており品質が安定している合成石英ガラスがより好ましい。
次に、本発明のフォトマスクが適するフォトリソグラフィ領域を、下記の数式(1)のプロセス定数k1を指標として、k1の値を変化させたときのNILSの値をシミュレーションにより求めた。ここで、Rは投影露光装置で転写できる最小の寸法(解像度)、λは露光波長、NAはレンズの開口数である。
R=k1・λ/NA ・・・ (1)
次に、本発明のフォトマスクの製造方法について図面を用いて説明する。
11、71、91 透明基板
12、72、92 中間層
13、73、93 透明層
14a 遮光膜
14、74、94 遮光膜マスクパターン
15 マスクパターンで反射した露光光
16 マスクパターンで反射しなかった露光光
17 出射光
18a レジスト
18 レジストパターン
131 透光性基板
132 遮光膜
133 反射防止膜
134 レジスト膜
Claims (2)
- 露光光を透過する透明基板の上に設けた遮光膜でマスクパターンを形成したバイナリ型のフォトマスクであって、
前記透明基板と前記遮光膜の間に、薄膜層を2層以上有し、
前記薄膜層が、
前記透明基板上に設けた中間層と、
前記中間層上に設けた前記露光光を透過する透明層とから少なくとも構成され、
前記中間層の屈折率が0.2〜3の範囲にあり、前記中間層の消衰係数が0〜3の範囲にあり、
前記フォトマスクに入射した前記露光光のうち、前記マスクパターンで反射した前記露光光が、前記中間層で再反射し、前記マスクパターンで反射しなかった前記露光光と干渉することにより、前記フォトマスクから出射する前記露光光の光強度を向上させることを特徴とするフォトマスク。 - 露光光を透過する透明基板の上に設けた遮光膜でマスクパターンを形成したバイナリ型のフォトマスクであって、
前記透明基板と前記遮光膜の間に、薄膜層を2層以上有し、
前記薄膜層が、
前記透明基板上に設けた中間層と、
前記中間層上に設けた前記露光光を透過する透明層とから少なくとも構成され、
前記中間層の屈折率が2.2〜2.5の範囲にあり、前記中間層の消衰係数が0.4〜1.1の範囲にあり、
前記フォトマスクに入射した前記露光光のうち、前記マスクパターンで反射した前記露光光が、前記中間層で再反射し、前記マスクパターンで反射しなかった前記露光光と干渉することにより、前記フォトマスクから出射する前記露光光の光強度を向上させることを特徴とするフォトマスク。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015249119A JP6119836B2 (ja) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | フォトマスク |
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