JPH04269750A - 離隔特徴をフォトレジスト層に印刷する方法 - Google Patents
離隔特徴をフォトレジスト層に印刷する方法Info
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- JPH04269750A JPH04269750A JP3334529A JP33452991A JPH04269750A JP H04269750 A JPH04269750 A JP H04269750A JP 3334529 A JP3334529 A JP 3334529A JP 33452991 A JP33452991 A JP 33452991A JP H04269750 A JPH04269750 A JP H04269750A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の形成
、特に、これらの半導体集積回路をリソグラフィで形成
するマスクに関する。これらのマスクは、特に、1とは
異なる倍率を持つ光学システムで使用されるときに「レ
チクル」とも呼ばれる。
、特に、これらの半導体集積回路をリソグラフィで形成
するマスクに関する。これらのマスクは、特に、1とは
異なる倍率を持つ光学システムで使用されるときに「レ
チクル」とも呼ばれる。
【0002】
【従来の技術】図1は、半導体ウエ−ハ(基板)のよう
なウエ−ハ100の中に特徴(feature)を線描
する一般的な光学リソグラフィ形成システム200を示
す。特に、水銀ランプのような光源106からの放射光
は、半透明のスクリ−ン105の開孔、光学的な平行レ
ンズ104、マスク即ちレチクル103及び光収束用の
レンズ102を伝ぱんする。
なウエ−ハ100の中に特徴(feature)を線描
する一般的な光学リソグラフィ形成システム200を示
す。特に、水銀ランプのような光源106からの放射光
は、半透明のスクリ−ン105の開孔、光学的な平行レ
ンズ104、マスク即ちレチクル103及び光収束用の
レンズ102を伝ぱんする。
【0003】レチクル103からの放射光は、レンズ1
02によって、ウエ−ハ100自体の頂の主面、普通は
、ウエ−ハ100の頂面の種々の層に配置されたフォト
レジスト層101にレンズ102により収束される。 従って、レチクル103のパタ−ン、即ち、その透明及
び半透明の部分のパタ−ンは、フォトレジスト層101
に収束される。
02によって、ウエ−ハ100自体の頂の主面、普通は
、ウエ−ハ100の頂面の種々の層に配置されたフォト
レジスト層101にレンズ102により収束される。 従って、レチクル103のパタ−ン、即ち、その透明及
び半透明の部分のパタ−ンは、フォトレジスト層101
に収束される。
【0004】このフォトレジストが、正であるかまたは
負であるかにより、現像処理、一般的には、湿式現像液
での現像を受けると、フォトレジストの材料は、放射光
が入射される領域において除去されるか、または、残る
。かくして、マスクのパタ−ンは、フォトレジストに転
写(プリント)される。湿式エッチングまたは乾式プラ
ズマエッチングのような、その後のエッチング処理によ
り、ウエ−ハの上面とフォトレジスト層の下面との間に
配置された基板、または、材料層(図示せず)または基
板とそれらの材料層との両方の被選択部分が除去される
。
負であるかにより、現像処理、一般的には、湿式現像液
での現像を受けると、フォトレジストの材料は、放射光
が入射される領域において除去されるか、または、残る
。かくして、マスクのパタ−ンは、フォトレジストに転
写(プリント)される。湿式エッチングまたは乾式プラ
ズマエッチングのような、その後のエッチング処理によ
り、ウエ−ハの上面とフォトレジスト層の下面との間に
配置された基板、または、材料層(図示せず)または基
板とそれらの材料層との両方の被選択部分が除去される
。
【0005】この基板または材料層の部分は、かくして
、フォトレジストが現像処理により除去される領域の下
に存在するウエ−ハ100の上面から除去されるが、フ
ォトレジストが残っている下の領域からは除去されない
。かくして、マスク103のパタ−ンは、所望により、
例えば、半導体集積回路の構成技術においてウエ−ハ1
00の上に存在する材料層に転写される。
、フォトレジストが現像処理により除去される領域の下
に存在するウエ−ハ100の上面から除去されるが、フ
ォトレジストが残っている下の領域からは除去されない
。かくして、マスク103のパタ−ンは、所望により、
例えば、半導体集積回路の構成技術においてウエ−ハ1
00の上に存在する材料層に転写される。
【0006】これらの回路の形成の場合、ウエ−ハ1個
当たりトランジタのような多くの素子を有することが望
ましい。従って、例えば、一つの金属化レベルと他の金
属化レベルとの間に電気接続を形成するためには、金属
化の縞のサイズ、即ち、その幅W、或いは、金属で充填
されるべき絶縁層内の離隔孔の大きさのようなトランジ
スタまたは、他の特徴のサイズをできるだけ小さくする
ことが望ましい。
当たりトランジタのような多くの素子を有することが望
ましい。従って、例えば、一つの金属化レベルと他の金
属化レベルとの間に電気接続を形成するためには、金属
化の縞のサイズ、即ち、その幅W、或いは、金属で充填
されるべき絶縁層内の離隔孔の大きさのようなトランジ
スタまたは、他の特徴のサイズをできるだけ小さくする
ことが望ましい。
【0007】かくして、フォトレジスト層101上にW
に等しい幅を持つ対応離隔特徴を印刷することが望まれ
る場合、マスク(レチクル)103に配置されたCに等
しい幅を持つ特徴が存在しなければならない。幾何光学
によれば、幅Cのこの特徴が、半透明層の単純な孔であ
る場合に、比W/C=mが成り立つ。ここでm=L2/
L1、即ち、対物距離により割算された映像距離であり
、mは側方倍率として知られている。
に等しい幅を持つ対応離隔特徴を印刷することが望まれ
る場合、マスク(レチクル)103に配置されたCに等
しい幅を持つ特徴が存在しなければならない。幾何光学
によれば、幅Cのこの特徴が、半透明層の単純な孔であ
る場合に、比W/C=mが成り立つ。ここでm=L2/
L1、即ち、対物距離により割算された映像距離であり
、mは側方倍率として知られている。
【0008】回折効果が重要となるときには、しかし、
映像の縁は、ぼやけて、その鋭さを失う。かくして、フ
ォトレジスト層101に収束されるときのマスクの特徴
のいわゆる分解能は劣化する。
映像の縁は、ぼやけて、その鋭さを失う。かくして、フ
ォトレジスト層101に収束されるときのマスクの特徴
のいわゆる分解能は劣化する。
【0009】インタ−ナショナル エレクトロン
デバイズ ミ−テイング(IEDM)テクニカル
ダイジェスト(International Ele
ctron Device Meeting(IE
DM) Technical Digest)、頁
57〜60(3.3.1〜3.3.4)(1989年1
2月)で発表された「ニュウ フェイズ シフテイ
ング マスク ウイズ セルフ アラインドフ
ェイズ シフタ−ズ フォ− ア クオ−タ−
ミクロン リソグラフィ(New Phase
Sifting Mask with Se
lf−Aligned Phase Sifter
s for a Quarter Micro
n Lithography)」なる題名の論文で、
A.ニタヤマ氏他が、フォトレジスト層101に収束さ
れたときに、改良される分解能、即ち、マスクの特徴の
映像の鋭さの改良を達成するために離隔孔の透明な位相
シフト部分としてこれらの特徴を持つマスクの使用を教
示している。
デバイズ ミ−テイング(IEDM)テクニカル
ダイジェスト(International Ele
ctron Device Meeting(IE
DM) Technical Digest)、頁
57〜60(3.3.1〜3.3.4)(1989年1
2月)で発表された「ニュウ フェイズ シフテイ
ング マスク ウイズ セルフ アラインドフ
ェイズ シフタ−ズ フォ− ア クオ−タ−
ミクロン リソグラフィ(New Phase
Sifting Mask with Se
lf−Aligned Phase Sifter
s for a Quarter Micro
n Lithography)」なる題名の論文で、
A.ニタヤマ氏他が、フォトレジスト層101に収束さ
れたときに、改良される分解能、即ち、マスクの特徴の
映像の鋭さの改良を達成するために離隔孔の透明な位相
シフト部分としてこれらの特徴を持つマスクの使用を教
示している。
【0010】特に、これらのマスクは、適当にパタ−ン
化された透明な光位相シフト層、即ち、マスクの半透明
部分の縁から所定距離のところに位置づけられた縁を持
つ層を有していた。これらの光位相シフト層のおのおの
はλ/2(n−1)(ここで、λは、光源106(図1
)からの放射光の波長であり、nは光位相シフト層の屈
折率である)に等しい厚さtを有していた。
化された透明な光位相シフト層、即ち、マスクの半透明
部分の縁から所定距離のところに位置づけられた縁を持
つ層を有していた。これらの光位相シフト層のおのおの
はλ/2(n−1)(ここで、λは、光源106(図1
)からの放射光の波長であり、nは光位相シフト層の屈
折率である)に等しい厚さtを有していた。
【0011】かくして、これらの層は放射光の場合に、
πラジアンの位相シフト(遅れ)を生じさせた。一般的
には、一層に相対的に他層により導入される位相シフト
φは、それぞれの厚さt1とt2及びこれらの層のそれ
ぞれの屈折率n1とn2に依存し、即ち、φ=2(n2
t2−n1t1)/λとなり、これにより、φ=π、n
1=1、t1=t2=tの場合、t=λ/2(n2−1
)ということが言える。
πラジアンの位相シフト(遅れ)を生じさせた。一般的
には、一層に相対的に他層により導入される位相シフト
φは、それぞれの厚さt1とt2及びこれらの層のそれ
ぞれの屈折率n1とn2に依存し、即ち、φ=2(n2
t2−n1t1)/λとなり、これにより、φ=π、n
1=1、t1=t2=tの場合、t=λ/2(n2−1
)ということが言える。
【0012】回折の原理により、マスク内のこれらの位
相シフト層の存在で、所望の改良された分解能が、主張
されたように、発生される。これらのマスクは「位相シ
フト」マスクと呼ばれる。
相シフト層の存在で、所望の改良された分解能が、主張
されたように、発生される。これらのマスクは「位相シ
フト」マスクと呼ばれる。
【0013】ウエ−ハ100に配置されたレジスト層内
における離隔孔を印刷するためにA.ニタヤマ氏他によ
り教示されたマスクは、半透明の層内に、例えば、Aの
幅の離隔孔を有し、位相シフト層は、この半透明層に配
置されている。この位相シフト層は、Bに等しい距離だ
けこの半透明層の周囲に突き出ている。かくして、位相
シフト層は、半透明層内の孔の周囲に沿い距離Bだけそ
の孔の中に伸びている。
における離隔孔を印刷するためにA.ニタヤマ氏他によ
り教示されたマスクは、半透明の層内に、例えば、Aの
幅の離隔孔を有し、位相シフト層は、この半透明層に配
置されている。この位相シフト層は、Bに等しい距離だ
けこの半透明層の周囲に突き出ている。かくして、位相
シフト層は、半透明層内の孔の周囲に沿い距離Bだけそ
の孔の中に伸びている。
【0014】こうして、穴の残りの、非位相シフト部分
の幅Cは、A−2Bに等しい。ニタヤマ氏他は、さらに
、この幅C=A−2BがW/m(Wとmは上記のように
定義される)に等しくされるべきであるということを教
示している。即ち、ニタヤマ氏他は、さらに、C=W/
m、Cm/W=1を教示している。一般的には、m=1
/5であるので、ニタヤマ氏他は、かくして、さらに、
一般的にC=5Wであるということを教示している。
の幅Cは、A−2Bに等しい。ニタヤマ氏他は、さらに
、この幅C=A−2BがW/m(Wとmは上記のように
定義される)に等しくされるべきであるということを教
示している。即ち、ニタヤマ氏他は、さらに、C=W/
m、Cm/W=1を教示している。一般的には、m=1
/5であるので、ニタヤマ氏他は、かくして、さらに、
一般的にC=5Wであるということを教示している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】このニタヤマ氏他の教
示によっては、位相シフトマスクの使用から望まれるだ
けの大きな分解能の改善は、もしあったにしても、得ら
れない。従って、離隔開孔の分解能を更に改善させる位
相シフトマスクの新しい教示を得ることが望ましい。
示によっては、位相シフトマスクの使用から望まれるだ
けの大きな分解能の改善は、もしあったにしても、得ら
れない。従って、離隔開孔の分解能を更に改善させる位
相シフトマスクの新しい教示を得ることが望ましい。
【0016】
【課題を解決するための手段】改良になる分解能をもつ
位相シフトマスクは、Cm/W=1という従来の教示か
ら離れることにより、即ち、Cm/Wを1よりもかなり
大きくすることによって、得られる。即ち、Cm/Wは
、少なくとも1.2または1.3、好都合には少なくと
も1.5、なるべくなら、1.6ないし2.0以上の範
囲にあるようにすべきである。
位相シフトマスクは、Cm/W=1という従来の教示か
ら離れることにより、即ち、Cm/Wを1よりもかなり
大きくすることによって、得られる。即ち、Cm/Wは
、少なくとも1.2または1.3、好都合には少なくと
も1.5、なるべくなら、1.6ないし2.0以上の範
囲にあるようにすべきである。
【0017】さらに、本発明は、位相シフトマスクが、
半透明の層の開口と、この開口内に配置された位相シフ
ト材料の離隔島の層とを有し、この離隔島の層の幅Cが
上記の基準を満足する状態をも含む。かくして、符号C
は、位相シフト材料がこの開口の周囲から内方に伸びる
かまたはこの開孔の中心から外方に伸びるかにかかわら
ず、半透明の層内の開口における位相シフト材料の任意
の縁を示す。
半透明の層の開口と、この開口内に配置された位相シフ
ト材料の離隔島の層とを有し、この離隔島の層の幅Cが
上記の基準を満足する状態をも含む。かくして、符号C
は、位相シフト材料がこの開口の周囲から内方に伸びる
かまたはこの開孔の中心から外方に伸びるかにかかわら
ず、半透明の層内の開口における位相シフト材料の任意
の縁を示す。
【0018】
【実施例】明確化のためにのみ、どの図も同一の尺度で
描かれてはいない。ほぼ同一である異なる図における特
徴は、同一の参照数字により示されている。図2は、正
方形の離隔開口を持つ位相シフト用のマスク300の平
面図を示す。このマスク300は、領域13の所が半透
明で、幅Bを持つ正方形リングの領域12と、幅Cを持
つ正方形の領域11の両方の所が透明である。かくして
、領域11と12は、マスク300における位相シフト
用正方形の離隔開口を形成している。
描かれてはいない。ほぼ同一である異なる図における特
徴は、同一の参照数字により示されている。図2は、正
方形の離隔開口を持つ位相シフト用のマスク300の平
面図を示す。このマスク300は、領域13の所が半透
明で、幅Bを持つ正方形リングの領域12と、幅Cを持
つ正方形の領域11の両方の所が透明である。かくして
、領域11と12は、マスク300における位相シフト
用正方形の離隔開口を形成している。
【0019】好都合にも、領域11と12を通る光の通
路は互いに異なり、従って、領域11と12を伝ぱんす
る放射光は、相対的な位相シフトφを受け、従って、マ
スク300は、「位相シフト」と呼ばれる。好都合にも
、この位相シフトは、φラジアンに等しい。本発明によ
りCとAがW(図1)に関して適当に選択されると、こ
の位相シフト層によりマスク300の分解能が改善され
、即ち、フォトレジスト層101(図1)に形成された
離隔孔に対応する回折パタ−ンの縁の鋭さが改善される
。この鋭さ、即ち、「良さの指数」の有用な度合いは、
このフォトレジスト層101への、この回折パタ−ンの
規格化された光強度プロフィ−ルの勾配の大きさであり
、この勾配は、パワ−半値点で評価される。
路は互いに異なり、従って、領域11と12を伝ぱんす
る放射光は、相対的な位相シフトφを受け、従って、マ
スク300は、「位相シフト」と呼ばれる。好都合にも
、この位相シフトは、φラジアンに等しい。本発明によ
りCとAがW(図1)に関して適当に選択されると、こ
の位相シフト層によりマスク300の分解能が改善され
、即ち、フォトレジスト層101(図1)に形成された
離隔孔に対応する回折パタ−ンの縁の鋭さが改善される
。この鋭さ、即ち、「良さの指数」の有用な度合いは、
このフォトレジスト層101への、この回折パタ−ンの
規格化された光強度プロフィ−ルの勾配の大きさであり
、この勾配は、パワ−半値点で評価される。
【0021】従って、「最適値」なる用語は、この勾配
の大きさが最大である状態を言うために使用される。こ
の良さの指数は、放射光に対しフォトレジスト層101
(図1)の露出時間のような処理パラメ−タの変動の範
囲にとって重要である。
の大きさが最大である状態を言うために使用される。こ
の良さの指数は、放射光に対しフォトレジスト層101
(図1)の露出時間のような処理パラメ−タの変動の範
囲にとって重要である。
【0022】本明細書で使用されている「規格化光強度
」なる用語は、I(x)/I0を意味する。ここでI(
x)は、フォトレジスト層101(図1)の表面に沿う
デカルト座標がXである点における光強度であり、I0
は、(フォトレジスト層101上の回折パタ−ンの中心
において)光強度が最大である位置におけるフォトレジ
スト層101上の回折パタ−ンの強度である。かくして
、「最適値」なる用語は、dI(x´)/dx´I0の
大きさが最大で、x´がパワ−半値点、即ち、光強度が
I0/2に等しい点x´におけるx座標である状態を意
味する。
」なる用語は、I(x)/I0を意味する。ここでI(
x)は、フォトレジスト層101(図1)の表面に沿う
デカルト座標がXである点における光強度であり、I0
は、(フォトレジスト層101上の回折パタ−ンの中心
において)光強度が最大である位置におけるフォトレジ
スト層101上の回折パタ−ンの強度である。かくして
、「最適値」なる用語は、dI(x´)/dx´I0の
大きさが最大で、x´がパワ−半値点、即ち、光強度が
I0/2に等しい点x´におけるx座標である状態を意
味する。
【0023】mA/Wの種々の選択の場合の光強度のプ
ロフィ−ルI(x)は、フォトレジスト層101の表面
に沿う回折パタ−ンの実験的な測定によるか、または、
電磁理論によって予想されるこれらの回折パタ−ンの計
算により得ることができる。
ロフィ−ルI(x)は、フォトレジスト層101の表面
に沿う回折パタ−ンの実験的な測定によるか、または、
電磁理論によって予想されるこれらの回折パタ−ンの計
算により得ることができる。
【0024】次に図3を見ると、3本の曲線31、32
、33は、場合φ=π及びマスクに当たる放射光の非コ
ヒ−レンス係数が0.3のとき、三つの場合、即ち、A
=2.00W/m、A=2.50W/m、A=3.00
W/mの場合に、Wの関数としての(マスク300(図
2)においてBについて選択される)Bの最適値を示す
。また、「最適値」なる用語は、規格化された勾配dI
(x´)/dx´I0の大きさの最大値を意味する。
、33は、場合φ=π及びマスクに当たる放射光の非コ
ヒ−レンス係数が0.3のとき、三つの場合、即ち、A
=2.00W/m、A=2.50W/m、A=3.00
W/mの場合に、Wの関数としての(マスク300(図
2)においてBについて選択される)Bの最適値を示す
。また、「最適値」なる用語は、規格化された勾配dI
(x´)/dx´I0の大きさの最大値を意味する。
【0025】曲線31、32、33を規格化して異なる
波長λとレンズ102(図1)の開口数(NA)のため
に曲線31、32、33を役立たせるように、図3の横
座標の単位は、λ/(NA)に関するように選択され、
縦座標の単位は、λ/(NA)mに関するように選択さ
れる。
波長λとレンズ102(図1)の開口数(NA)のため
に曲線31、32、33を役立たせるように、図3の横
座標の単位は、λ/(NA)に関するように選択され、
縦座標の単位は、λ/(NA)mに関するように選択さ
れる。
【0026】例えば、W(NA)/λ=0.50かつA
=2.50W/mであることが望まれる場合、mB(N
A)/λが約0.225に(少なくともほぼ)等しくな
るようにBを選択すべきであるということが、曲線32
の観察により分かる。
=2.50W/mであることが望まれる場合、mB(N
A)/λが約0.225に(少なくともほぼ)等しくな
るようにBを選択すべきであるということが、曲線32
の観察により分かる。
【0027】次に図4で、3本の曲線41、42、43
は、三つの場合、即ち、A=2.00W/m、A=2.
50W/m,A=3.00W/mのそれぞれの場合に(
図3に従う)Bの前述の選択から生じる、Wの関数とし
てのmC/Wの値を示す。mC/W=mA/W−2mB
/Wであるので、これらの曲線41、42、43は、曲
線31、32、33のそれぞれにより完全に決定される
。
は、三つの場合、即ち、A=2.00W/m、A=2.
50W/m,A=3.00W/mのそれぞれの場合に(
図3に従う)Bの前述の選択から生じる、Wの関数とし
てのmC/Wの値を示す。mC/W=mA/W−2mB
/Wであるので、これらの曲線41、42、43は、曲
線31、32、33のそれぞれにより完全に決定される
。
【0028】また、図4における縦座標の単位は、(N
A)/λに関するように選択されているが、横座標の単
位は、次元のない純粋な数である。かくして、例えば、
W(NA)/λ=0.500のとき、上の三つの場合、
即ち、Aが再び2.00W/m、2.50W/m、3.
00W/mのそれぞれに等しくなるように選択される場
合、mC/Wが1.40、1.60、1.72にほぼ等
しくなるということが曲線41、42、43から分かる
。
A)/λに関するように選択されているが、横座標の単
位は、次元のない純粋な数である。かくして、例えば、
W(NA)/λ=0.500のとき、上の三つの場合、
即ち、Aが再び2.00W/m、2.50W/m、3.
00W/mのそれぞれに等しくなるように選択される場
合、mC/Wが1.40、1.60、1.72にほぼ等
しくなるということが曲線41、42、43から分かる
。
【0029】次に図5で、3本の曲線51、52、53
は、B=0(即ち、位相シフトが生じない)の状態に対
立する曲線31、32、33(図3)に従うBの選択に
より、三つの場合、即ち、A=2.00W/m、A2.
50W/m、A=3.00W/mにおけるパワ−半値点
において規格化された勾配の改良のパ−セント(即ち、
その勾配の増大値のパ−セント)を示す。
は、B=0(即ち、位相シフトが生じない)の状態に対
立する曲線31、32、33(図3)に従うBの選択に
より、三つの場合、即ち、A=2.00W/m、A2.
50W/m、A=3.00W/mにおけるパワ−半値点
において規格化された勾配の改良のパ−セント(即ち、
その勾配の増大値のパ−セント)を示す。
【0030】なお、図5の曲線は、W(NA)/λが約
0.6よりも大きいすべての場合には、あるにしても殆
どの改良が行われないということ、即ち、Wが十分大き
くなるに従って位相シフト特性を持つマスクの必要が存
在しなくなるという考慮から期待されるべき結果を示す
。実際、図3から分かるように、W(NA)/λが約0
.6より大きく増大すると、Bの値はならされ、従って
、B/Aの値は(A/Wの値が一定の場合)曲線31、
32、33の各々で0となる。
0.6よりも大きいすべての場合には、あるにしても殆
どの改良が行われないということ、即ち、Wが十分大き
くなるに従って位相シフト特性を持つマスクの必要が存
在しなくなるという考慮から期待されるべき結果を示す
。実際、図3から分かるように、W(NA)/λが約0
.6より大きく増大すると、Bの値はならされ、従って
、B/Aの値は(A/Wの値が一定の場合)曲線31、
32、33の各々で0となる。
【0031】一方、W(NA)/λが0.6より大きく
なる場合、Bの値は、ならされ、従って、B/Aの値は
、曲線31、32の各々で0になり、W(NA)λ/が
約0.4より小さくなるが、図5の曲線51、52、5
3は、何等かの連続した改善を示す可能性がある。しか
し、ピ−ク強度の絶対値I0は、即ち、フォトレジスト
層101(図1)の回折パタ−ンの中心の光強度は、今
日のフォトレジスト材料の感度及びこの今日のフォトレ
ジスト材料で得られるスル−プットの点で望ましい値よ
りも下になる。いずれにしても、W(NA)/λが何ら
かのしきい値よりも大きくなるように選択されることが
望ましいことがすべての場合に分かる。
なる場合、Bの値は、ならされ、従って、B/Aの値は
、曲線31、32の各々で0になり、W(NA)λ/が
約0.4より小さくなるが、図5の曲線51、52、5
3は、何等かの連続した改善を示す可能性がある。しか
し、ピ−ク強度の絶対値I0は、即ち、フォトレジスト
層101(図1)の回折パタ−ンの中心の光強度は、今
日のフォトレジスト材料の感度及びこの今日のフォトレ
ジスト材料で得られるスル−プットの点で望ましい値よ
りも下になる。いずれにしても、W(NA)/λが何ら
かのしきい値よりも大きくなるように選択されることが
望ましいことがすべての場合に分かる。
【0033】なお、規格化された勾配の増大のパ−セン
トの代わりに、勾配の増大のパ−セントのような他の良
さの指数を使用することができる。これらの場合、31
、32、33に似た曲線は、フォトレジスト層(図1)
における回折パタ−ンの計算結果、または、この回折パ
タ−ンの測定結果を使用して得ることができる。
トの代わりに、勾配の増大のパ−セントのような他の良
さの指数を使用することができる。これらの場合、31
、32、33に似た曲線は、フォトレジスト層(図1)
における回折パタ−ンの計算結果、または、この回折パ
タ−ンの測定結果を使用して得ることができる。
【0034】規格化された勾配の増大のパ−セントの代
わりに、勾配の増大のパ−セントを使用することは、処
理パラメ−タ範囲よりもむしろレジスト層101の露光
時間の減少、即ち、より迅速なスル−プットがより重要
な場合、望ましいかもしれない。いずれにしても、B、
従って、C/Wの値は、良さの指数の上記の可能な選択
により強く影響されることはない。
わりに、勾配の増大のパ−セントを使用することは、処
理パラメ−タ範囲よりもむしろレジスト層101の露光
時間の減少、即ち、より迅速なスル−プットがより重要
な場合、望ましいかもしれない。いずれにしても、B、
従って、C/Wの値は、良さの指数の上記の可能な選択
により強く影響されることはない。
【0035】マスク300を構成するために、図6は、
側断面図9で示したマスク500の例示的な部分の作成
のための例の初期の段階を示す。明確化のために、別の
言い方をしなければ、マスク500のこの部分に望まれ
る特徴は、離隔開口であり、従って、所望のマスク30
0(図2)であると仮定するが、他の特徴も以下にさら
に述べるように作ることができる。
側断面図9で示したマスク500の例示的な部分の作成
のための例の初期の段階を示す。明確化のために、別の
言い方をしなければ、マスク500のこの部分に望まれ
る特徴は、離隔開口であり、従って、所望のマスク30
0(図2)であると仮定するが、他の特徴も以下にさら
に述べるように作ることができる。
【0036】層14は、電子ビ−ムレジスト層、一般的
には、Cに等しい所定の所望の側方度をもつ有限の領域
15内において電子ビ−ムを照射された、約0.5μm
の一様な厚さを有するポリブチルスルホンである。この
領域15は、一般的には、以下にさらに詳しく述べるよ
うに、上から見たときには正方形である。
には、Cに等しい所定の所望の側方度をもつ有限の領域
15内において電子ビ−ムを照射された、約0.5μm
の一様な厚さを有するポリブチルスルホンである。この
領域15は、一般的には、以下にさらに詳しく述べるよ
うに、上から見たときには正方形である。
【0037】電子照射ド−ス量は、レジストを「正」に
するに十分与えられ、即ち、従来技術で公知のように、
現像溶液で処理されるとき領域15のレジストは十分に
溶解される。この層14は、半透明の層13、一般的に
は、約0.1μmの一様な厚さを有するクロムの主面に
付着されている。層13が、クロムのように導電性の場
合、好都合にも、この層は、上記の電子照射中には接地
される。
するに十分与えられ、即ち、従来技術で公知のように、
現像溶液で処理されるとき領域15のレジストは十分に
溶解される。この層14は、半透明の層13、一般的に
は、約0.1μmの一様な厚さを有するクロムの主面に
付着されている。層13が、クロムのように導電性の場
合、好都合にも、この層は、上記の電子照射中には接地
される。
【0038】製造されるマスクの最終の所望の特徴が正
方形の離隔開口の場合、領域15は、正方形リングのト
レンチを形成し、この最終的な所望の特徴が円形の開口
の場合、領域15は円形リングのトレンチを形成する。 いずれの場合にも、トレンチは垂直壁を有している。か
くして、上から見たとき、領域15は、一般的には、正
方形リングまたは円形リングとして現れる。一群の線空
間が望まれる場合、領域15は、それぞれ、一群の平行
な細長い矩形として現れるべきである。
方形の離隔開口の場合、領域15は、正方形リングのト
レンチを形成し、この最終的な所望の特徴が円形の開口
の場合、領域15は円形リングのトレンチを形成する。 いずれの場合にも、トレンチは垂直壁を有している。か
くして、上から見たとき、領域15は、一般的には、正
方形リングまたは円形リングとして現れる。一群の線空
間が望まれる場合、領域15は、それぞれ、一群の平行
な細長い矩形として現れるべきである。
【0039】層12(図6)は、水晶基板11、一般的
には、アモルファス水晶基板の主面に付着された、約1
.5の屈折率を有する化学蒸着(CVD)の二酸化珪素
またはスパンオン硝子層である。かくして、この層12
の厚さλ/2(n−1)は、ほぼλ/2(1.5−1)
=λ、即ち、放射光の波長に等しい。
には、アモルファス水晶基板の主面に付着された、約1
.5の屈折率を有する化学蒸着(CVD)の二酸化珪素
またはスパンオン硝子層である。かくして、この層12
の厚さλ/2(n−1)は、ほぼλ/2(1.5−1)
=λ、即ち、放射光の波長に等しい。
【0040】光源106(図1)が多くの異なる(望ま
しくない)波長を放射する場合、適当なフィルタをシス
テム200に挿入して、ほぼ単色放射光を保証し、従っ
て、従来公知のように、フォトレジスト層101で色収
差を減少させることができる。
しくない)波長を放射する場合、適当なフィルタをシス
テム200に挿入して、ほぼ単色放射光を保証し、従っ
て、従来公知のように、フォトレジスト層101で色収
差を減少させることができる。
【0041】従来技術で公知のように、レジスト層14
の現像の後、開口(トレンチ)16が領域25のすべて
の場所に形成される。即ち、このレジスト層は、「パタ
−ン化される」。このパタ−ン化されたレジスト層を、
従来公知のようにエッチングに対する保護マスクとして
使用して、クロム層13とスパンオン(spun o
n)硝子層12は等方性のエッチングまたは異方性のエ
ッチングのいずれかを受ける。
の現像の後、開口(トレンチ)16が領域25のすべて
の場所に形成される。即ち、このレジスト層は、「パタ
−ン化される」。このパタ−ン化されたレジスト層を、
従来公知のようにエッチングに対する保護マスクとして
使用して、クロム層13とスパンオン(spun o
n)硝子層12は等方性のエッチングまたは異方性のエ
ッチングのいずれかを受ける。
【0042】次に、このパタ−ン化されたレジスト層は
、除去される(図3)。こうして、図7に示すように、
元のレジスト層14の元の領域15の下に存在する領域
内の層12と13を貫通するトレンチ16が形成される
。このトレンチ16は、好都合にも、全然基板11を貫
通しない。
、除去される(図3)。こうして、図7に示すように、
元のレジスト層14の元の領域15の下に存在する領域
内の層12と13を貫通するトレンチ16が形成される
。このトレンチ16は、好都合にも、全然基板11を貫
通しない。
【0043】例えば、クロム層13をエッチングするた
めには、セリュウム、アンモニュウム窒化物のようなエ
ッチング剤での湿式エッチングを使用することができ、
そして、スパンオン硝子層12をエッチングするが、水
晶基板11はエッチングしないようにするためには、3
:50の体積比で10:1HFと40%NH3Fの混合
物を使用することができる。
めには、セリュウム、アンモニュウム窒化物のようなエ
ッチング剤での湿式エッチングを使用することができ、
そして、スパンオン硝子層12をエッチングするが、水
晶基板11はエッチングしないようにするためには、3
:50の体積比で10:1HFと40%NH3Fの混合
物を使用することができる。
【0044】レジスト層14は、次に、除去されて、新
しいレジスト層24(図7)が、形成されるマスク50
0(図8)の上面全体に付着される。この新しいレジス
ト層24は、領域25において電子ビ−ムの照射を受け
る。この電子ビ−ムの照射は、領域25の境界縁、即ち
、レジストの領域24と25との間の境界が、一定の所
定所望の距離Bだけどこででも下に存在するクロム層1
3の縁に重なるように、前の電子照射と注意深く一致さ
せるべきである。
しいレジスト層24(図7)が、形成されるマスク50
0(図8)の上面全体に付着される。この新しいレジス
ト層24は、領域25において電子ビ−ムの照射を受け
る。この電子ビ−ムの照射は、領域25の境界縁、即ち
、レジストの領域24と25との間の境界が、一定の所
定所望の距離Bだけどこででも下に存在するクロム層1
3の縁に重なるように、前の電子照射と注意深く一致さ
せるべきである。
【0045】好都合にも、この領域25は、かくして、
所望の距離Bだけ開口16を越えて側方のどこにも伸び
る。領域25のレジストは、次に、標準的な現像処理を
使用して除去され、一方、領域24のレジストは残る。 次に、セリウムアンモニウム窒化物のようなエッチング
剤が与えられてクロム層13の露出部分を除去するが、
スパンオン硝子層12は除去しない。かくして、クロム
層13における側方度A=C+2Bよりもスパンオン硝
子層12におけるより小さな側方度Cを有する最終開口
17(図9)を有するマスク500が得られる。
所望の距離Bだけ開口16を越えて側方のどこにも伸び
る。領域25のレジストは、次に、標準的な現像処理を
使用して除去され、一方、領域24のレジストは残る。 次に、セリウムアンモニウム窒化物のようなエッチング
剤が与えられてクロム層13の露出部分を除去するが、
スパンオン硝子層12は除去しない。かくして、クロム
層13における側方度A=C+2Bよりもスパンオン硝
子層12におけるより小さな側方度Cを有する最終開口
17(図9)を有するマスク500が得られる。
【0046】次に図10で、マスク600は、基板11
、幅全体がAである開口26またはその中に他の特徴を
有するクロム層13、及び開口26内の幅Cの開口又は
この開口の中央に位置した他の特徴を有する位相シフト
層12を有する。このマスク600は、位相シフト層1
2を付着してパタ−ン化し、クロム層13を付着してパ
タ−ン化し、次に位相シフト層12を付着しパターン化
することによって製造することができる。
、幅全体がAである開口26またはその中に他の特徴を
有するクロム層13、及び開口26内の幅Cの開口又は
この開口の中央に位置した他の特徴を有する位相シフト
層12を有する。このマスク600は、位相シフト層1
2を付着してパタ−ン化し、クロム層13を付着してパ
タ−ン化し、次に位相シフト層12を付着しパターン化
することによって製造することができる。
【0047】位相シフト層12は、スパンオン硝子また
は化学蒸着(CVD)二酸化珪素から作ることができ、
基板11は、アモルファス結晶とすることができる。屈
折率の点で、マスク600は、マスク500を補うもの
であるが、マスク600については、Bの最適値は、曲
線31、32、33(図3)から得られたものと同一で
あるので、C/Wの最適値は、同様に、曲線41、42
、43(図4)から得られたものと同一である。
は化学蒸着(CVD)二酸化珪素から作ることができ、
基板11は、アモルファス結晶とすることができる。屈
折率の点で、マスク600は、マスク500を補うもの
であるが、マスク600については、Bの最適値は、曲
線31、32、33(図3)から得られたものと同一で
あるので、C/Wの最適値は、同様に、曲線41、42
、43(図4)から得られたものと同一である。
【0048】本発明は特定の実施例について詳細に記載
されたが、種々の変形が本発明の範囲から逸脱せずに可
能である。例えば、モリブデンシリサイドのような他の
半透明の材料をクロムの代りに使用することができる。 また、πラジアン以外の位相シフトを回折の原理にした
がって使用することができる。
されたが、種々の変形が本発明の範囲から逸脱せずに可
能である。例えば、モリブデンシリサイドのような他の
半透明の材料をクロムの代りに使用することができる。 また、πラジアン以外の位相シフトを回折の原理にした
がって使用することができる。
【0049】開口16の形状は、正方形または円形であ
る必要はなく、他のどのような閉ル−プとすることもで
きる。かくして、開口26の形状は正方形リングまたは
円形リングである必要はなく、細長いリングとすること
ができる。構成用の位相シフトマスクには、他の方法を
使用してもよい。さらに、別の層としての層12は、基
板12のエッチングの深さがその主面にわたって一様で
、一般的には、±5%内となるように基板11のエッチ
ング速度を制御することができる場合には、不必要であ
る。この場合には、基板11自体の上層(部分)は、層
12として働く。
る必要はなく、他のどのような閉ル−プとすることもで
きる。かくして、開口26の形状は正方形リングまたは
円形リングである必要はなく、細長いリングとすること
ができる。構成用の位相シフトマスクには、他の方法を
使用してもよい。さらに、別の層としての層12は、基
板12のエッチングの深さがその主面にわたって一様で
、一般的には、±5%内となるように基板11のエッチ
ング速度を制御することができる場合には、不必要であ
る。この場合には、基板11自体の上層(部分)は、層
12として働く。
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、離隔開口用の分解能を
増大させる位相シフトマスクが提供される。
増大させる位相シフトマスクが提供される。
【0051】
【図1】フォトリソグラフィにより半導体集積回路を形
成する代表的なシステムの図である。
成する代表的なシステムの図である。
【図2】本発明の特定実施例による位相シフトマスクの
平面図である。
平面図である。
【図3】本発明の特定実施例を説明するに有用な一群の
曲線を示す。
曲線を示す。
【図4】本発明の特定実施例を説明するにまた有用な一
群の曲線を示す。
群の曲線を示す。
【図5】本発明の特定実施例の利点を示すに有用な一群
の曲線を示す。
の曲線を示す。
【図6】本発明の実施に有用な位相シフトマスクの製造
方法における種々の段階の側断面図である。
方法における種々の段階の側断面図である。
【図7】本発明の実施に有用な位相シフトマスクの製造
方法における種々の段階の側断面図である。
方法における種々の段階の側断面図である。
【図8】本発明の実施に有用な位相シフトマスクの製造
方法における種々の段階の側断面図である。
方法における種々の段階の側断面図である。
【図9】本発明の実施に有用な位相シフトマスクの製造
方法における種々の段階の側断面図である。
方法における種々の段階の側断面図である。
【図10】本発明の実施に有用なさらに他の位相シフト
マスクの側断面図である。
マスクの側断面図である。
11 水晶基板
12、13 領域
14、24 レジスト層
16 トレンチ
26 開口
101 フォトレジスト層
106 光源
200 システム
300 位相シフトマスク
500 マスク
600 マスク
Claims (7)
- 【請求項1】 マスク(103)に配置された位相シ
フトマスクの離隔特徴から発する放射光をフォトレジス
ト層(101)に収束する側方倍率mを有する光収束シ
ステム(200)を使用して、位相シフトマスクの離隔
特徴が、幅Cの中央部と周辺部とを有し、この周辺部は
、中央部により放射光に与えられる位相シフトとは異な
る位相シフトをそこを伝ぱんする放射光に与えて、幅W
を有する離隔特徴をフォトレジスト層(101)に印刷
する方法において、比mC/Wが少なくとも1.2に等
しいことを特徴とする離隔特徴をフォトレジスト層に印
刷する方法。 - 【請求項2】 中央部及び周辺部の特徴が、放射光が
これらのそれぞれの中央部及び周辺部を伝ぱんする場合
に、πラジアンの相対的な位相シフトを受ける厚さと屈
折率とを有することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 比mC/Wが少なくとも1.5に等し
いことをさらに特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 比mC/Wが少なくとも1.6に等し
いことをさらに特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 比mC/Wが少なくとも1.3に等し
いことをさらに特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 比mC/Wが少なくとも1.5に等し
いことをさらに特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 比mC/Wが少なくとも1.6に等し
いことをさらに特徴とする請求項1記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62268090A | 1990-12-05 | 1990-12-05 | |
US622680 | 1990-12-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04269750A true JPH04269750A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=24495097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3334529A Pending JPH04269750A (ja) | 1990-12-05 | 1991-11-25 | 離隔特徴をフォトレジスト層に印刷する方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5358827A (ja) |
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