JPH06130646A - Pattern formation and mask - Google Patents
Pattern formation and maskInfo
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- JPH06130646A JPH06130646A JP27756992A JP27756992A JPH06130646A JP H06130646 A JPH06130646 A JP H06130646A JP 27756992 A JP27756992 A JP 27756992A JP 27756992 A JP27756992 A JP 27756992A JP H06130646 A JPH06130646 A JP H06130646A
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- shift mask
- pattern
- phase shift
- phase
- hole
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- Withdrawn
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)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は露光技術に関し、特に超
LSI等の微細パターンを有する位相シフトマスクを用
いた転写技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure technique, and more particularly to a transfer technique using a phase shift mask having a fine pattern such as VLSI.
【0002】ホトリソグラフィにおける解像度の向上の
ために光波の干渉を積極的に利用してパターン形成を行
なう位相シフトマスクが注目されている。In order to improve resolution in photolithography, a phase shift mask that actively utilizes interference of light waves to form a pattern has attracted attention.
【0003】[0003]
【従来の技術】ホトリソグラフィにおいて、レンズの解
像度は用いる光の波長に依存する。小さなパターンを転
写しようとしても、パターン外部に回折によって光が広
がり、解像できる寸法には限界が生じる。2. Description of the Related Art In photolithography, the resolution of a lens depends on the wavelength of light used. Even if an attempt is made to transfer a small pattern, the light spreads outside the pattern due to diffraction, and the size that can be resolved is limited.
【0004】位相シフトマスクは、位相の異なる光を用
いることにより、解像度を向上させる技術である。たと
えば、転写しようとするホールパターンに対応するメイ
ンホールの周囲に、ホールパターンを透過した光の回折
光を補償するように逆位相の光を発生させる位相シフタ
を設ける。メインホールから到達する光と位相シフタか
ら到達する光は位相が異なっており(たとえば逆位
相)、光強度が減少する。このようにして、位相シフト
マスクを用いることにより、従来は不可能であった解像
度が得られている。The phase shift mask is a technique for improving resolution by using lights having different phases. For example, a phase shifter for generating light of opposite phase is provided around the main hole corresponding to the hole pattern to be transferred so as to compensate the diffracted light of the light transmitted through the hole pattern. The light arriving from the main hole and the light arriving from the phase shifter have different phases (for example, opposite phases), and the light intensity decreases. In this way, by using the phase shift mask, a resolution that has been impossible in the past has been obtained.
【0005】図2に従来の技術による位相シフトマスク
の例を示す。図2(A)は、中央部に位相πの正方形の
メインホール51を形成し、その周囲に位相“0”の位
相シフタ52を形成し、その周囲をCrの遮光部で覆っ
た位相シフトマスクを示す。この位相シフタは形状が簡
単で製造が容易である。FIG. 2 shows an example of a conventional phase shift mask. FIG. 2A shows a phase shift mask in which a square main hole 51 of phase π is formed in the central portion, a phase shifter 52 of phase “0” is formed around it, and the periphery thereof is covered with a light shielding portion of Cr. Indicates. This phase shifter has a simple shape and is easy to manufacture.
【0006】位相シフタは、メインホールからの回折光
を補償できればよく、メインホールと必ずしも接してい
る必要はない。図2(B)は、位相πの正方形のメイン
ホール51の各辺に沿って、かつメインホール51から
所定距離隔てられてメインホール51の辺と同じ長さの
4つの位相シフタ53が配置された構成を示す。メイン
ホール51および位相シフタ53の周囲はCr等の遮光
膜である。メインホールの周辺と位相シフタがほぼ同一
長さで対向し、角部の分解能も高い。The phase shifter only needs to be able to compensate the diffracted light from the main hole, and does not have to be in contact with the main hole. In FIG. 2B, four phase shifters 53 having the same length as the sides of the main hole 51 are arranged along each side of the square main hole 51 of phase π and at a predetermined distance from the main hole 51. The configuration is shown. Around the main hole 51 and the phase shifter 53 is a light shielding film such as Cr. The periphery of the main hole and the phase shifter face each other with almost the same length, and the corner resolution is also high.
【0007】超LSI等において、微小パターンの繰り
返し模様を転写するような場合、各パターンの周囲に位
相シフタを設けると、所望のパターン間にサブピークが
発生することがある。サブピークは、位相シフタから到
達する光が強めあったために生じるものと考えられる。
このため、サブピークが発生するときは位相シフタの幅
を小さくし、サブピークの発生を防止するようにしてい
た。In the case of transferring a repetitive pattern of minute patterns in a VLSI or the like, if a phase shifter is provided around each pattern, a sub-peak may occur between desired patterns. It is considered that the sub-peaks are generated because the lights reaching from the phase shifter are strengthened each other.
Therefore, when the sub-peak occurs, the width of the phase shifter is reduced to prevent the sub-peak from occurring.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】最適の位相シフタを設
けると、サブピークが発生するような場合に位相シフタ
の幅を狭くすると、位相シフタの効果自身が減少し、コ
ントラストを十分に向上させることが難しくなる。従っ
て、サブピークを抑えるために、位相シフタの効果を十
分に発揮することができないことになる。When the optimum phase shifter is provided, the effect itself of the phase shifter is reduced and the contrast is sufficiently improved if the width of the phase shifter is narrowed when a sub-peak occurs. It gets harder. Therefore, the effect of the phase shifter cannot be sufficiently exerted to suppress the sub-peak.
【0009】本発明の目的は、サブピークを小さく抑え
たままで、コントラストを向上させることの出来るパタ
ーン形成方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of improving the contrast while keeping the sub-peak small.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のパターン形成方
法は、位相シフトマスクを用いて少なくとも1方向の並
んで配列されたパターンを転写するパターン形成方法に
おいて、所望のパターンを基準とした時、位相シフトマ
スク上のメインホールの寸法をパターンの並んだ方向で
他の方向と比較して縮小した位相シフトマスクを用いて
露光する工程と、位相シフタ同志の干渉光は現像しない
レベルで現像する工程とを含む。A pattern forming method of the present invention is a pattern forming method for transferring a pattern arranged side by side in at least one direction using a phase shift mask, when a desired pattern is used as a reference, A step of exposing using a phase shift mask in which the size of the main hole on the phase shift mask is reduced in the direction in which the patterns are arranged in comparison with other directions, and a step of developing at a level where the interference light of the phase shifters does not develop Including and
【0011】[0011]
【作用】少なくとも1方向に並んで配列されたパターン
を転写する場合、配列方向のメインホールの寸法を縮小
することにより、像面上でサブピークが小さく、かつコ
ントラストを向上させた光強度分布を得ることができ
る。When transferring patterns arranged side by side in at least one direction, the size of the main hole in the arrangement direction is reduced to obtain a light intensity distribution with a small sub-peak on the image plane and improved contrast. be able to.
【0012】[0012]
【実施例】図1は、本発明の実施例によるマスクの1単
位を示す。図1(A)は、コンタクトホール等の縦横の
長さがほぼ等しいパターンを転写するためのマスクであ
る。1 shows one unit of a mask according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a mask for transferring a pattern such as a contact hole having substantially the same vertical and horizontal lengths.
【0013】横辺が縦辺よりも長く設定された位相πの
長方形のメインホール1の周囲を、やはり横辺が縦辺よ
りも長く設定された位相“0”の位相シフタ2が取り囲
んでいる。位相シフタ2の外形は長方形となる。さら
に、位相シフタの幅も横方向に長い上下の部分が縦方向
に長い左右の部分よりも幅が狭く設定されている。位相
シフタ2の周囲は遮光膜5が覆っている。このような単
位マスクは、縦方向に繰り返して配置することを前提と
している。なお、縦方向と共に横方向にも並べて2次元
的に配列してもよい。A rectangular main hole 1 having a phase π whose horizontal side is set longer than the vertical side surrounds a phase shifter 2 having a phase “0” whose horizontal side is also set longer than the vertical side. . The phase shifter 2 has a rectangular outer shape. Further, the width of the phase shifter is set such that the upper and lower parts which are long in the horizontal direction are narrower than the left and right parts which are long in the vertical direction. A light shielding film 5 covers the periphery of the phase shifter 2. Such unit masks are assumed to be repeatedly arranged in the vertical direction. In addition, it may be arranged two-dimensionally in the horizontal direction as well as in the vertical direction.
【0014】図1(B)は、図1(A)と同等のメイン
ホール1の周囲に、メインホール1から所定距離隔て、
4つの位相シフタ3が配置されている。位相シフタ3
は、横方向に長い上下のものが、縦方向に長い左右のも
のよりも幅が狭く設定されている。メインホール1、位
相シフタ3以外の領域は遮光膜5が覆っている。FIG. 1 (B) shows the same main hole 1 as shown in FIG. 1 (A) around the main hole 1 with a predetermined distance from the main hole 1.
Four phase shifters 3 are arranged. Phase shifter 3
Has a width that is narrower in the top and bottom that is longer in the horizontal direction than in the left and right that is long in the vertical direction. A region other than the main hole 1 and the phase shifter 3 is covered with the light shielding film 5.
【0015】この単位マスクも図1(A)の単位マスク
と同様縦方向に並んで配列することを前提としている。
なお、縦方向と共に横方向にも並べ2次元的な配列とし
てもよい。この場合は、縦方向ピッチが横方向ピッチよ
りも短いことを前提としている。It is premised that the unit masks are also arranged in the vertical direction in the same manner as the unit mask shown in FIG.
In addition, the two-dimensional array may be arranged in the horizontal direction as well as in the vertical direction. In this case, it is assumed that the vertical pitch is shorter than the horizontal pitch.
【0016】このように、パターンを連続的に配置する
場合、パターン間の距離が接近している時には、より接
近している方向に少なくともメインホールを縮小する。
メインホールと共に位相シフタの幅を縮小することがさ
らに効果的である。As described above, when the patterns are continuously arranged, when the distances between the patterns are close to each other, at least the main hole is reduced in a direction closer to each other.
It is even more effective to reduce the width of the phase shifter along with the main hole.
【0017】図3(A)は、マスク上のパターンを転写
する光学系を示す。光源11を発した光は、コンデンサ
レンズ12によって集光され、絞り13を介してマスク
(レチクル)14を照射する。マスク14を通った光は
投影レンズ16によって投影面17上に結像される。な
お、ホトレジスト層等に転写する場合、ホトレジスト層
は起伏や厚さを有する層である。従って、投影面17上
での光強度分布のみでなく、投影面17から焦点ずれし
たデフォーカス面18上での光強度分布も問題となる。FIG. 3A shows an optical system for transferring the pattern on the mask. The light emitted from the light source 11 is condensed by the condenser lens 12 and illuminates the mask (reticle) 14 via the diaphragm 13. The light passing through the mask 14 is imaged on the projection surface 17 by the projection lens 16. When transferring to a photoresist layer or the like, the photoresist layer is a layer having undulations and thickness. Therefore, not only the light intensity distribution on the projection surface 17 but also the light intensity distribution on the defocus surface 18 defocused from the projection surface 17 becomes a problem.
【0018】図3(B)は、半導体基板上のレジスト層
等に形成すべきデバイスパターンの例を示す。図示のデ
バイスパターンにおいては、コンタクトホール21を含
む基本パターン22が縦方向および横方向に並んで配列
されている。基本パターン22の寸法は、横方向長さが
縦方向長さよりも長い長方形である。基本パターン22
中央部にコンタクトホール21を配置すると、隣接する
コンタクトホール21間の距離は横方向で長く、縦方向
で短い。このような場合、縦方向での分解能が特に問題
となる。FIG. 3B shows an example of a device pattern to be formed on a resist layer or the like on a semiconductor substrate. In the illustrated device pattern, basic patterns 22 including contact holes 21 are arranged side by side in the vertical and horizontal directions. The size of the basic pattern 22 is a rectangle whose horizontal length is longer than its vertical length. Basic pattern 22
When the contact holes 21 are arranged in the central portion, the distance between the adjacent contact holes 21 is long in the horizontal direction and short in the vertical direction. In such a case, the resolution in the vertical direction becomes a particular problem.
【0019】以下、マスク14に本発明の実施例による
単位マスクを用いた場合を、従来の技術による単位マス
クを用いた場合と比較して説明する。図4は、本発明の
実施例による単位マスクの例を示す。図4(A)はマス
クの平面図を示し、図4(B)は、投影面上での光強度
分布を示す。Hereinafter, the case where the unit mask according to the embodiment of the present invention is used as the mask 14 will be described in comparison with the case where the unit mask according to the conventional technique is used. FIG. 4 shows an example of a unit mask according to an embodiment of the present invention. 4A shows a plan view of the mask, and FIG. 4B shows a light intensity distribution on the projection surface.
【0020】図4(A)において、像面上の寸法で表す
と、メインホール1は水平方向長さ0.8μm、垂直方
向長さ0.46μmの長方形であり、その周囲を位相シ
フタ2が取り囲んでいる。位相シフタの幅は、その方向
により異なっている。水平方向に長い位相シフタの幅
は、0.14μmであり、垂直方向に長い位相シフタの
幅は、0.22μmである。位相シフタ2の外周は、水
平方向1.24μm、垂直方向0.74μmの長方形と
なる。位相シフタ2の周囲は、Cr等の遮光膜5が覆っ
ている。In FIG. 4A, in terms of the size on the image plane, the main hole 1 is a rectangle having a horizontal length of 0.8 μm and a vertical length of 0.46 μm, and the phase shifter 2 surrounds the rectangle. Surrounding. The width of the phase shifter depends on its direction. The width of the phase shifter that is long in the horizontal direction is 0.14 μm, and the width of the phase shifter that is long in the vertical direction is 0.22 μm. The outer periphery of the phase shifter 2 is a rectangle of 1.24 μm in the horizontal direction and 0.74 μm in the vertical direction. A light shielding film 5 of Cr or the like covers the periphery of the phase shifter 2.
【0021】図4(A)に示す単位マスクを単独で投影
面上に投影した時、得られる光強度分布を図4(B)に
示す。なお、光学系は開口数NA=0.5、光の波長W
L=0.365μm、コヒーレンシファクタS=0.3
を有するものとする。FIG. 4B shows the light intensity distribution obtained when the unit mask shown in FIG. 4A is projected alone onto the projection surface. The optical system has a numerical aperture NA = 0.5 and a wavelength W of light.
L = 0.365 μm, coherency factor S = 0.3
Shall have.
【0022】単位マスクによって得られる投影面上のパ
ターンは、垂直方向および水平方向それぞれ2.0μm
であるとする。横方向に長い単位マスクの形状に応じ
て、投影面上に横方向に長い光強度分布が得られてい
る。しかしながら、中央部の光強度分布を見ると、横長
形状からかなり等方的形状に変化していることが判る。The pattern on the projection plane obtained by the unit mask is 2.0 μm in each of the vertical direction and the horizontal direction.
Suppose A light intensity distribution that is long in the horizontal direction is obtained on the projection surface according to the shape of the unit mask that is long in the horizontal direction. However, looking at the light intensity distribution in the central part, it can be seen that the shape has changed from a horizontally long shape to a substantially isotropic shape.
【0023】図5は、従来の技術による単位マスクの例
を示す。図5(A)は単位マスクの平面図を示し、図5
(B)は、投影面上で得られる光強度分布を示す。図5
(A)において、中央部に正方形のメインホール51が
形成され、その周囲を位相シフタ52が取り囲んでい
る。位相シフタ52の外周も正方形である。位相シフタ
52の外側は、Cr等の遮光膜55が覆っている。この
単位マスクは、像面上で2.0μm×2.0μmの寸法
に対応する。FIG. 5 shows an example of a unit mask according to the prior art. FIG. 5A is a plan view of the unit mask.
(B) shows the light intensity distribution obtained on the projection surface. Figure 5
In (A), a square main hole 51 is formed in the central portion, and the periphery thereof is surrounded by a phase shifter 52. The outer periphery of the phase shifter 52 is also square. The outside of the phase shifter 52 is covered with a light shielding film 55 such as Cr. This unit mask corresponds to a dimension of 2.0 μm × 2.0 μm on the image plane.
【0024】図5(B)は、投影面上で得られる光強度
分布を示す。マスクの4回対称的構成に応じて、投影面
上に4回対照的な光強度分布が得られている。中央部の
光強度分布はほぼ円形に近い。FIG. 5B shows a light intensity distribution obtained on the projection surface. A four-fold symmetrical light intensity distribution is obtained on the projection surface, depending on the four-fold symmetrical configuration of the mask. The light intensity distribution in the center is almost circular.
【0025】図4(B)、図5(B)の光強度分布を比
較すれば、単一のコンタクトホールを得るためには従来
の技術による単位マスクのほうが優れているいることが
判る。しかしながら、このような単位マスクを水平方
向、垂直方向に連続して配置すると、事情は変化する。Comparing the light intensity distributions of FIGS. 4B and 5B, it can be seen that the unit mask according to the conventional technique is superior in order to obtain a single contact hole. However, the situation changes when such unit masks are continuously arranged in the horizontal and vertical directions.
【0026】以下、図3(B)に示すようなデバイスパ
ターンを得るために単位マスクを横方向ピッチ2.0μ
m、縦方向ピッチ1.0μmで配置した場合を説明す
る。図6は、図4(A)に示す単位マスクを横方向ピッ
チ2.0μm、縦方向ピッチ1.0μmで配置した場合
に得られる投影面上の光強度分布を示す。なお、マスク
各部の寸法および光学系のパラメータは上述の通りであ
る。各コンタクトホールが分解し、コンタクトホール間
では光強度分布が低くなっていることが分かる。Hereinafter, in order to obtain a device pattern as shown in FIG. 3 (B), a unit mask has a lateral pitch of 2.0 μm.
A case in which they are arranged at m and a vertical pitch of 1.0 μm will be described. FIG. 6 shows a light intensity distribution on the projection surface obtained when the unit masks shown in FIG. 4A are arranged at a horizontal pitch of 2.0 μm and a vertical pitch of 1.0 μm. The dimensions of each part of the mask and the parameters of the optical system are as described above. It can be seen that each contact hole is decomposed and the light intensity distribution is low between the contact holes.
【0027】図7は、図6の光強度分布をX方向および
Y方向に沿ってプロットしたグラフである。図7(A)
に示すX方向光強度分布は、コンタクトホール部分で高
い光強度を示し、その側部に位相シフタに対応する低い
ピークを示す。メインピークを約1.2とした時、サブ
ピークは0.2程度である。この程度の強度であれば、
サブピークを現像せず、メイピークのみを現像すること
は容易である。FIG. 7 is a graph in which the light intensity distribution of FIG. 6 is plotted along the X and Y directions. FIG. 7 (A)
The X-direction light intensity distribution shown in (1) shows a high light intensity at the contact hole portion and a low peak corresponding to the phase shifter at the side portion thereof. When the main peak is about 1.2, the sub peak is about 0.2. With this level of strength,
It is easy to develop only the Maypeak without developing the subpeak.
【0028】図7(B)に示すY方向の光強度分布にお
いては、1.0μmピッチで光強度分布の高いピークが
表れ、その中間にはそれぞれ1つのサブピークが表れて
いる。すなわち、2つの位相シフタにより1つのサブピ
ークが形成されている。メインピークの高さを1.2と
した時、サブピークの高さは0.15程度であり、十分
低く抑えられている。In the light intensity distribution in the Y direction shown in FIG. 7B, peaks with a high light intensity distribution appear at a pitch of 1.0 μm, and one subpeak appears in the middle of each peak. That is, one subpeak is formed by the two phase shifters. When the height of the main peak is 1.2, the height of the sub peak is about 0.15, which is sufficiently low.
【0029】図8は、図5に示す従来の技術の例による
単位マスクを用いた場合の投影面上の光強度分布を示
す。単位マスクを単独で用いた場合と較べ、各コンタク
トホール部分での光強度分布が横方向に偏平化し、さら
にコンタクトホール間にかなり高いサブピークが形成さ
れていることが分かる。FIG. 8 shows the light intensity distribution on the projection plane when the unit mask according to the example of the conventional technique shown in FIG. 5 is used. It can be seen that the light intensity distribution in each contact hole portion is flattened in the lateral direction as compared with the case where the unit mask is used alone, and a considerably high sub-peak is formed between the contact holes.
【0030】図9は、図8の光強度分布をコンタクトホ
ール中央部を通ってX方向およびY方向にプロットした
グラフである。図9(A)に示すX方向の光強度分布
は、図7(A)に示す実施例の光強度分布よりもサブピ
ークの高さが低く、優れた性能を示している。ただし、
位相シフタに対応するサブピーク間にさらに新たなピー
クが発生している。FIG. 9 is a graph in which the light intensity distribution of FIG. 8 is plotted in the X and Y directions through the center of the contact hole. The light intensity distribution in the X direction shown in FIG. 9 (A) has a lower sub-peak height than the light intensity distribution of the example shown in FIG. 7 (A) and shows excellent performance. However,
A new peak is generated between the sub-peaks corresponding to the phase shifter.
【0031】図9(B)に示すY方向の光強度分布は、
メインピーク間に単一のかなり高いサブピークが発生す
ることを示している。メインピークの強度を約1.15
とすると、サブピークの強度は約0.5以上もある。実
用上このようなサブピークを現像せずにメインピークの
みを現像することは困難であり、このようなマスクは実
用的でないことが分かる。The light intensity distribution in the Y direction shown in FIG. 9B is
It shows that a single, fairly high sub-peak occurs between the main peaks. The intensity of the main peak is about 1.15
Then, the intensity of the sub-peak is about 0.5 or more. In practice, it is difficult to develop only the main peak without developing such sub-peaks, and it can be seen that such a mask is not practical.
【0032】なお、上述のように半導体装置等において
は、投影面上のみでなく、デフォーカス面上での光強度
分布も重要である。図10、図11は、実施例の例によ
る0.5μmデフォーカス面上の光強度分布を示す。As described above, in the semiconductor device or the like, the light intensity distribution is important not only on the projection surface but also on the defocus surface. 10 and 11 show the light intensity distributions on the 0.5 μm defocus surface according to the example of the embodiment.
【0033】図10の平面図で見ると、図6の平面図と
比較し、ほぼ同様の分解能およびコントラストが得られ
ていることが分かる。これをさらに詳細に図11で観察
すると、メインピークの光強度分布はわずかに減少して
いるが、サブピークの光強度分布も減少しており、コン
トラストとしてはほぼ同様であることが分かる。これは
図11(B)に示すY方向の光強度分布においてもほぼ
同様である。It can be seen from the plan view of FIG. 10 that substantially the same resolution and contrast are obtained as compared with the plan view of FIG. When this is observed in more detail in FIG. 11, it can be seen that the light intensity distribution of the main peak is slightly reduced, but the light intensity distribution of the sub peak is also reduced, and the contrast is almost the same. This is almost the same in the light intensity distribution in the Y direction shown in FIG.
【0034】図12、図13は、従来技術の例による、
0.5μmデフォーカス面上の光強度分布を示す。図
8、図9に示す投影面上の光強度分布と同様、X方向に
関しては高い分解能が得られているが、Y方向において
はサブピークの強度が高くなり、サブピークを除去して
現像することは実用上困難である。12 and 13 show an example of the prior art.
7 shows a light intensity distribution on a 0.5 μm defocused surface. Similar to the light intensity distributions on the projection plane shown in FIGS. 8 and 9, a high resolution is obtained in the X direction, but the intensity of the sub-peak becomes high in the Y-direction, and it is not possible to develop after removing the sub-peak. It is practically difficult.
【0035】図14、図15は、図4に示す実施例の例
による単位マスクを用いた場合の1.0μmデフォーカ
ス面上の光強度分布を示す。メインピークは光強度分布
は減少しているが、コントラストはほぼ同様に保たれて
いる。なお、サブピーク間に新たなピークが観察される
がその光強度分布はわずかであり、実用上問題とならな
い。14 and 15 show the light intensity distribution on the 1.0 μm defocus surface when the unit mask according to the example of the embodiment shown in FIG. 4 is used. The light intensity distribution of the main peak is reduced, but the contrast is maintained almost the same. Although a new peak is observed between the sub-peaks, the light intensity distribution is small, which is not a practical problem.
【0036】図16、図17は、同様に図5に示す従来
技術の例によるマスクを用いた場合の1.0μmデフォ
ーカス面上の光強度分布を示す。低照度領域での光強度
分布はかなり変形していることが図16から観察され
る。また、図17に示すX方向およびY方向の光強度分
布は、サブピークがかえって減少していることを示す。
しかし、図17(B)に示すY方向のサブピーク強度は
未だ十分低いとは言えない。FIGS. 16 and 17 show the light intensity distribution on the 1.0 μm defocus surface when the mask according to the prior art example shown in FIG. 5 is used. It is observed from FIG. 16 that the light intensity distribution in the low illuminance region is considerably deformed. Further, the light intensity distributions in the X direction and the Y direction shown in FIG. 17 show that the sub-peaks are rather reduced.
However, the Y-direction sub-peak intensity shown in FIG. 17B cannot be said to be sufficiently low.
【0037】図18は、本発明の他の実施例による単位
マスクを示す。図18(A)においては、正方形のメイ
ンホール1aの周囲に幅の異なる位相シフタ2が形成さ
れている。縦方向に密に配置することを前提とし、縦方
向のパターン間位相シフタの幅を狭くしている。位相シ
フタ2の幅を繰り返しピッチの短い方向で狭くすること
により、繰り返しピッチの短い方向での分解能を向上さ
せる。FIG. 18 shows a unit mask according to another embodiment of the present invention. In FIG. 18A, the phase shifters 2 having different widths are formed around the square main hole 1a. The width of the inter-pattern phase shifter in the vertical direction is narrowed on the assumption that they are densely arranged in the vertical direction. By narrowing the width of the phase shifter 2 in the direction in which the repetition pitch is short, the resolution in the direction in which the repetition pitch is short is improved.
【0038】図18(B)においては、正方形のメイン
ホール1aの周囲に、メインホールから離れた位相シフ
タ3が配置されている。位相シフタの長さはメインホー
ルの辺長と等しい。位相シフタ3は、短い繰り返しピッ
チで配置されることを想定した垂直方向において幅が狭
くされている。In FIG. 18B, a phase shifter 3 is arranged around the square main hole 1a and apart from the main hole. The length of the phase shifter is equal to the side length of the main hole. The width of the phase shifter 3 is narrowed in the vertical direction on the assumption that the phase shifter 3 is arranged at a short repetition pitch.
【0039】図18(A)に示す単位マスクをX方向
2.0μm、Y方向1.0μmの繰り返しピッチで配置
した時に得られる光強度分布を図18(C)、(D)に
示す。X方向においては、ピッチが長いため、十分高い
コントラストが得られている。Y方向においては、サブ
ピークがかなり発達しているが、図9(B)に示す光強
度分布と比較すればかなり改善されていることが分か
る。Light intensity distributions obtained when the unit masks shown in FIG. 18A are arranged at a repeating pitch of 2.0 μm in the X direction and 1.0 μm in the Y direction are shown in FIGS. 18C and 18D. Since the pitch is long in the X direction, a sufficiently high contrast is obtained. In the Y direction, the sub-peak is considerably developed, but it can be seen that it is considerably improved as compared with the light intensity distribution shown in FIG. 9 (B).
【0040】なお、位相シフタの幅を方向により変える
場合を説明したが、メインホールの寸法を方向により変
化させ、位相シフタの幅は等方的に保つことも可能であ
る。なお、デバイスパターンのX方向およびY方向の寸
法が異なる場合は、マスク上に形成するメインホールま
たは/および位相シフタの寸法を、比例した値から繰り
返しピッチに対応して変化させればよい。Although the case where the width of the phase shifter is changed depending on the direction has been described, it is also possible to change the size of the main hole depending on the direction and keep the width of the phase shifter isotropic. When the device pattern has different sizes in the X and Y directions, the size of the main hole or / and the phase shifter formed on the mask may be changed from a proportional value in accordance with the repeating pitch.
【0041】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations and the like can be made.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位相シフタ間の干渉によるサブピークの発生を抑制する
ことができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to suppress the occurrence of subpeaks due to interference between the phase shifters.
【図1】本発明の実施例による単位マスクの形状を示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the shape of a unit mask according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の技術による単位マスクの形状を示す平面
図である。FIG. 2 is a plan view showing a shape of a unit mask according to a conventional technique.
【図3】転写を行なう露光系を示す。図3(A)は光学
系を示す概略図、図3(B)はデバイスパターンを示す
概略平面図である。FIG. 3 shows an exposure system for performing transfer. 3A is a schematic diagram showing an optical system, and FIG. 3B is a schematic plan view showing a device pattern.
【図4】本発明の実施例による単位マスクの例を示す。
図4(A)は構成を示す平面図、図4(B)は投影面上
の光強度分布を示す等高線図である。FIG. 4 shows an example of a unit mask according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a plan view showing the configuration, and FIG. 4B is a contour diagram showing the light intensity distribution on the projection surface.
【図5】従来の技術による単位マスクの例を示す。図5
(A)は構成を示す平面図、図5(B)は投影面上の光
強度分布を示す等高線図である。FIG. 5 shows an example of a unit mask according to a conventional technique. Figure 5
5A is a plan view showing the configuration, and FIG. 5B is a contour diagram showing the light intensity distribution on the projection surface.
【図6】本発明の実施例の例による投影面上での光強度
分布を示す等高線図である。FIG. 6 is a contour diagram showing a light intensity distribution on a projection surface according to an example of the present invention.
【図7】図6に示す光強度分布のX方向およびY方向の
光強度分布をプロットしたグラフである。7 is a graph plotting the light intensity distributions in the X and Y directions of the light intensity distribution shown in FIG.
【図8】従来の技術の例による投影面上の光強度分布を
示す等高線図である。FIG. 8 is a contour diagram showing a light intensity distribution on a projection surface according to an example of a conventional technique.
【図9】図8の光強度分布のX方向およびY方向の光強
度分布をプロットしたグラフである。9 is a graph in which the light intensity distributions in the X direction and the Y direction of the light intensity distribution of FIG. 8 are plotted.
【図10】本発明の実施例の例による0.5μmデフォ
ーカス面上の光強度分布を示す等高線図である。FIG. 10 is a contour diagram showing a light intensity distribution on a 0.5 μm defocus surface according to an example of the present invention.
【図11】図10の光強度分布のX方向およびY方向に
沿った光強度分布をプロットしたグラフである。11 is a graph plotting the light intensity distributions along the X and Y directions of the light intensity distribution of FIG.
【図12】従来の技術の例による0.5μmデフォーカ
ス面上の光強度分布を示す等高線図である。FIG. 12 is a contour diagram showing a light intensity distribution on a 0.5 μm defocus surface according to an example of a conventional technique.
【図13】図12の光強度分布のX方向およびY方向に
沿った光強度分布をプロットしたグラフである。13 is a graph in which the light intensity distributions along the X direction and the Y direction of the light intensity distribution of FIG. 12 are plotted.
【図14】実施例の例による1.0μmデフォーカス面
上の光強度分布を示す等高線図である。FIG. 14 is a contour diagram showing a light intensity distribution on a 1.0 μm defocus surface according to an example of an example.
【図15】図14の光強度分布のX方向およびY方向に
沿った光強度分布をプロットしたグラフである。15 is a graph plotting the light intensity distributions along the X and Y directions of the light intensity distribution of FIG.
【図16】従来の技術の例による1.0μmデフォーカ
ス面の光強度分布を示す等高線図である。FIG. 16 is a contour diagram showing a light intensity distribution on a 1.0 μm defocus surface according to an example of a conventional technique.
【図17】図16の光強度分布のX方向およびY方向に
沿った光強度分布をプロットしたグラフである。17 is a graph plotting the light intensity distributions along the X and Y directions of the light intensity distribution of FIG.
【図18】本発明の他の実施例を示す。図18(A)、
(B)はそれぞれ他の実施例のマスク構成を示す平面
図、図18(C)、(D)は図18(A)の単位マスク
の集合により投影面上に得られるX方向およびY方向に
沿った光強度分布のグラフである。FIG. 18 shows another embodiment of the present invention. FIG. 18 (A),
18B is a plan view showing a mask configuration of another embodiment, and FIGS. 18C and 18D are X-direction and Y-direction obtained on the projection surface by the set of unit masks of FIG. 18A. It is a graph of the light intensity distribution along.
1 メインホール 2、3 位相シフタ 5 遮光膜 11 光源 12 コンデンサレンズ 13 絞り 14 マスク 16 投影レンズ 17 投影面 18 デフォーカス面 1 Main Hall 2, 3 Phase Shifter 5 Light-shielding Film 11 Light Source 12 Condenser Lens 13 Aperture 14 Mask 16 Projection Lens 17 Projection Surface 18 Defocus Surface
Claims (8)
方向の並んで配列されたパターンを転写するパターン形
成方法において、 所望のパターンを基準とした時、位相シフトマスク上の
メインホール(1)の寸法をパターンの並んだ方向で他
の方向と比較して縮小した位相シフトマスクを用いて露
光する工程と、 位相シフタ(2、3)同志の干渉光は現像しないレベル
で現像する工程とを含むパターン形成方法。1. At least 1 using a phase shift mask
In a pattern forming method for transferring patterns arranged side by side, when the desired pattern is used as a reference, the size of the main hole (1) on the phase shift mask is compared with other directions in the direction in which the patterns are arranged. Pattern forming method including a step of exposing using a phase shift mask that has been reduced in size, and a step of developing at a level where the interference light of the phase shifters (2, 3) are not developed.
方向の並んで配列されたパターンを転写するパターン形
成方法において、 所望のパターンを基準とした時、位相シフトマスク上の
位相シフタ(2、3)の幅をパターンの並んだ方向で他
の方向と比較して縮小した位相シフトマスクを用いて露
光する工程と、 位相シフタ(2、3)同志の干渉光は現像しないレベル
で現像する工程とを含むパターン形成方法。2. At least 1 using a phase shift mask
In a pattern forming method of transferring patterns arranged side by side, when the desired pattern is used as a reference, the width of the phase shifter (2, 3) on the phase shift mask is set in the direction in which the patterns are arranged and in the other direction. A pattern forming method including a step of exposing by using a phase shift mask which is reduced in comparison, and a step of developing at a level where the interference light of the phase shifters (2, 3) are not developed.
前記縮小がパターン間の距離が短いほど小さく設定され
ている請求項1または2記載のパターン形成方法。3. The pattern is distributed on a two-dimensional plane,
3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the reduction is set smaller as the distance between the patterns is shorter.
返しピッチよりも長い2次元分布ホールパターンを形成
するパターン形成方法において、所望のホールのY方向
寸法に対するX方向の寸法の比に対して位相シフトマス
ク上のメインホールのY方向寸法に対するX方向の寸法
を大きく設定した位相シフトマスクを用いて露光を行な
う工程を含むパターン形成方法。4. A pattern forming method for forming a two-dimensional distributed hole pattern, wherein a repeating pitch in the X direction is longer than a repeating pitch in the Y direction, and a phase is set with respect to a ratio of a dimension of the desired hole in the X direction to a dimension of the Y direction. A pattern forming method including a step of performing exposure using a phase shift mask in which a dimension of a main hole on a shift mask in an X direction is set to be larger than a dimension in a Y direction.
返しピッチよりも長い2次元分布ホールパターンを形成
するパターン形成方法において、メインホールのY方向
側部に形成され、X方向に長い位相シフタの幅を、メイ
ンホールのX方向側部に形成され、Y方向に長い位相シ
フタの幅よりも狭く設定した位相シフトマスクを用いて
露光を行なう工程を含むパターン形成方法。5. A pattern forming method for forming a two-dimensional distribution hole pattern, wherein a repeating pitch in the X direction is longer than a repeating pitch in the Y direction, in a phase shifter formed on a side portion of the main hole in the Y direction and long in the X direction. A pattern forming method including a step of performing exposure using a phase shift mask whose width is set to a side portion of the main hole in the X direction and set to be narrower than the width of a phase shifter long in the Y direction.
しいX方向長さとY方向長さとを有する請求項4または
5記載のパターン形成方法。6. The pattern forming method according to claim 4, wherein each hole of the hole pattern has an X direction length and a Y direction length that are substantially equal to each other.
返しピッチよりも長い2次元分布ホールパターンを転写
するための位相シフトマスクであって、所望のホールの
X方向寸法に対するY方向の寸法の比に対して位相シフ
トマスク上のメインホールのX方向寸法に対するY方向
の寸法を小さく設定した位相シフトマスク。7. A phase shift mask for transferring a two-dimensional distribution hole pattern, wherein a repeating pitch in the X direction is longer than a repeating pitch in the Y direction, the ratio of the dimension in the Y direction to the dimension in the X direction of a desired hole. On the other hand, the phase shift mask in which the dimension in the Y direction is smaller than the dimension in the X direction of the main hole on the phase shift mask.
返しピッチよりも長い2次元分布ホールパターンを転写
するための位相シフトマスクであって、メインホールの
Y方向側部に形成され、X方向に長い位相シフタの幅
を、メインホールのX方向側部に形成され、Y方向に長
い位相シフタの幅よりも狭く設定した位相シフトマス
ク。8. A phase shift mask for transferring a two-dimensional distribution hole pattern, wherein a repeating pitch in the X direction is longer than a repeating pitch in the Y direction, the mask being formed on a side portion of the main hole in the Y direction and extending in the X direction. A phase shift mask in which the width of the long phase shifter is formed on the side of the main hole in the X direction and is set narrower than the width of the long phase shifter in the Y direction.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27756992A JPH06130646A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Pattern formation and mask |
US08/132,165 US5415952A (en) | 1992-10-05 | 1993-10-05 | Fine pattern lithography with positive use of interference |
US08/387,008 US5637424A (en) | 1992-10-05 | 1995-02-10 | Fine pattern lithography with positive use of interference |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27756992A JPH06130646A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Pattern formation and mask |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06130646A true JPH06130646A (en) | 1994-05-13 |
Family
ID=17585326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27756992A Withdrawn JPH06130646A (en) | 1992-10-05 | 1992-10-15 | Pattern formation and mask |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06130646A (en) |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP27756992A patent/JPH06130646A/en not_active Withdrawn
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