JPH06301192A - ホトマスク - Google Patents
ホトマスクInfo
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- JPH06301192A JPH06301192A JP8429393A JP8429393A JPH06301192A JP H06301192 A JPH06301192 A JP H06301192A JP 8429393 A JP8429393 A JP 8429393A JP 8429393 A JP8429393 A JP 8429393A JP H06301192 A JPH06301192 A JP H06301192A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半透明位相シフトマスクを用いたパタン転写
では、透明主パタンの周りにリング状に第２の光強度ピ
ークが表われる。また、半透明大面積パタン内に不要な
光強度ピークが現われる。この不要な光強度ピークを消
失させ、主パタン以外の不要なパタンの転写を防止す
る。 【構成】 主パタン７周辺又は内側に透明領域と同位相
の透明補助パタン８を配置する。 【効果】 主パタンの不要な光強度ピークを小さくする
ことができ、不要なパタンの転写を防止できた。
では、透明主パタンの周りにリング状に第２の光強度ピ
ークが表われる。また、半透明大面積パタン内に不要な
光強度ピークが現われる。この不要な光強度ピークを消
失させ、主パタン以外の不要なパタンの転写を防止す
る。 【構成】 主パタン７周辺又は内側に透明領域と同位相
の透明補助パタン８を配置する。 【効果】 主パタンの不要な光強度ピークを小さくする
ことができ、不要なパタンの転写を防止できた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置などの製造に
用いるホトマスク、特に照明光の位相を変える処理を施
したホトマスクの構造に関する。
用いるホトマスク、特に照明光の位相を変える処理を施
したホトマスクの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】マスクパターンを転写する露光装置の解
像力を向上させる従来技術のひとつとして、特開平０４
−１３６８５４では、単一透明パタンの解像度向上手段
として、上記単一パタン周囲を半透明にして、すなわ
ち、従来型マスクの遮光部を半透明にし、上記半透明部
を通過するわずかな光と、透明パタンを通過する光の位
相を反転させるようにしている。すなわち、パタンを転
写するレジストの感度以下の光を半透明膜から通過さ
せ、この光と透明パタンを通過してきた光の位相が反転
するようにした。半透明膜を通過した光は、主パタンを
通過してきた光に対して位相が反転しているため、その
境界部で位相が反転し、境界部の光強度が０に近づく。
これにより、相対的に透明パタンを通過した光の強度
と、パタン境界部の光強度の比は大きくなり、従来法に
比べコントラストの高い光強度分布が得られる。このマ
スク構造は、従来の遮光膜を位相反転機能をもつ半透明
膜に変更するだけで実現でき、マスク製作が簡単である
ことが特徴である。
像力を向上させる従来技術のひとつとして、特開平０４
−１３６８５４では、単一透明パタンの解像度向上手段
として、上記単一パタン周囲を半透明にして、すなわ
ち、従来型マスクの遮光部を半透明にし、上記半透明部
を通過するわずかな光と、透明パタンを通過する光の位
相を反転させるようにしている。すなわち、パタンを転
写するレジストの感度以下の光を半透明膜から通過さ
せ、この光と透明パタンを通過してきた光の位相が反転
するようにした。半透明膜を通過した光は、主パタンを
通過してきた光に対して位相が反転しているため、その
境界部で位相が反転し、境界部の光強度が０に近づく。
これにより、相対的に透明パタンを通過した光の強度
と、パタン境界部の光強度の比は大きくなり、従来法に
比べコントラストの高い光強度分布が得られる。このマ
スク構造は、従来の遮光膜を位相反転機能をもつ半透明
膜に変更するだけで実現でき、マスク製作が簡単である
ことが特徴である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
得られる投影像では、透明領域からなる主パタンの周り
にリング状に第２のピークが現われる。主パタンのピー
ク強度に対して上記第２の光強度ピークが十分小さくな
いと、本来転写したくない第２のピークまで転写されて
しまい、パタン異常となってしまう。通常、主パタンの
光強度に対する第２ピークの光強度は、約１／４程度以
下であり、通常のパタン転写ではほとんど問題にならな
い。しかし、レジスト膜厚が厚い場合や、レジスト膜厚
のことなる部分に同時にパタンを転写する場合などで
は、主パタンの周りにリング状の膜べりを生じる不良が
発生する場合があった。また、第２ピークの転写を避け
なければならないために、露光量の設定可能幅が小さい
ことも実用上の問題となっていた。
得られる投影像では、透明領域からなる主パタンの周り
にリング状に第２のピークが現われる。主パタンのピー
ク強度に対して上記第２の光強度ピークが十分小さくな
いと、本来転写したくない第２のピークまで転写されて
しまい、パタン異常となってしまう。通常、主パタンの
光強度に対する第２ピークの光強度は、約１／４程度以
下であり、通常のパタン転写ではほとんど問題にならな
い。しかし、レジスト膜厚が厚い場合や、レジスト膜厚
のことなる部分に同時にパタンを転写する場合などで
は、主パタンの周りにリング状の膜べりを生じる不良が
発生する場合があった。また、第２ピークの転写を避け
なければならないために、露光量の設定可能幅が小さい
ことも実用上の問題となっていた。
【０００４】また、半透明領域からなる主パタンを形成
する場合、ある一定以上の寸法において、半透明領域か
らなる主パタン内側に、１つ以上の不要な光強度ピーク
が現れる。主パタンの遮光強度に対して、上記の不要な
光強度ピークが十分小さくないと、本来転写したくない
不要なピークまでレジストに転写されてしまう場合があ
り、良好なパタン形成の障害となることが問題となって
いた。
する場合、ある一定以上の寸法において、半透明領域か
らなる主パタン内側に、１つ以上の不要な光強度ピーク
が現れる。主パタンの遮光強度に対して、上記の不要な
光強度ピークが十分小さくないと、本来転写したくない
不要なピークまでレジストに転写されてしまう場合があ
り、良好なパタン形成の障害となることが問題となって
いた。
【０００５】本発明の目的は、不要な光強度ピークを小
さくし、パタンの異常転写を防止することにある。
さくし、パタンの異常転写を防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では投影する主パタンに、透過光の位相差が
透明領域と同じで、かつ透明な補助パタンを配置する。
に、本発明では投影する主パタンに、透過光の位相差が
透明領域と同じで、かつ透明な補助パタンを配置する。
【０００７】
【作用】透明領域からなる主パタン周辺に発生する第２
の光強度ピークは、主パタンに対して位相が反転してい
る。また、半透明領域からなる主パタン内側の不要な光
強度ピークは半透明主パタンと同位相である。この事か
ら、不要なピーク部分に透明領域と同位相、すなわち、
実質的には不要な光強度ピークと逆位相の補助パタンを
配置することにより、不要な光強度のピークが打ち消さ
れる。
の光強度ピークは、主パタンに対して位相が反転してい
る。また、半透明領域からなる主パタン内側の不要な光
強度ピークは半透明主パタンと同位相である。この事か
ら、不要なピーク部分に透明領域と同位相、すなわち、
実質的には不要な光強度ピークと逆位相の補助パタンを
配置することにより、不要な光強度のピークが打ち消さ
れる。
【０００８】
【実施例】主パタンが透明領域で形成されている場合の
従来法の実施例を図１で説明する。図１（ａ）は従来法
のマスクの断面図、１はガラス基板、２は半透明位相シ
フト膜である。半透明位相シフト膜２は２層膜からなっ
ており、半透明膜にはＣｒ膜を用い、位相シフタには塗
布ガラスを用いた。また、半透明位相シフト膜２の露光
光に対する透過率は９％とした。図１（ｂ）に示すよう
に、このマスクを透過した光の振幅分布は、光透過部３
を通過した光が正の符号であるのに対し、半透明位相シ
フト膜２を通過した光の位相は反転し、負の符号とな
る。この光をレンズを通しウエハ上に投影すると、図１
（ｃ）に示すように光透過部３と半透明位相シフト膜２
の境界で位相反転しているため、その直下で光強度はほ
ぼ０となる。そのため光強度の広がりがおさえられ、コ
ントラストの高い微細なパタンが形成できる。しかし、
第２の光強度ピーク４が発生することも判る。通常この
マスクを用いる場合、この第２ピーク４が転写されない
ようにレジストの露光量を設定する。しかし、主パタン
のピークと第２ピークの光強度差が小さいと、露光量の
設定幅が小さくなり、解像不良発生の原因ともなる。従
って、第２ピークを小さくすることが、プロセス裕度向
上に有効である。本発明の実施例を図２で説明する。図
２（ａ）は本発明のマスクの断面図。マスクの材料構成
は従来法と同様である。従来法のマスクとの相違点は、
補助パタン５を付加したことである。図２（ｂ）に示す
ように、この補助パタン５を透過した光の位相と光透過
部３を通過した光の位相は同じにした。その結果、図２
（ｃ）に示すような光強度分布が得られた。従来法での
第２ピークは主パタンに対し位相が反転しており負の符
号である。この第２ピークに対応する位置に第２ピーク
とは逆位相の光を導入することにより、互いに打ち消し
あい、第２ピークの光強度を減少させることができた。
実際のマスクでのパタン配置例を図３に示す。６が半透
明位相シフト部、７が主透明パタン、８が補助透明パタ
ンである。主パタン７の寸法は設計値０．５μｍ角（投
影露光光学系の倍率が１／５なので、マスク上では２．
５μｍ角）、補助パタンの幅１０、Ｗは解像限界以下に
する必要があり、Ｗ＝ａ・λ／ＮＡで表される。ただ
し、投影露光光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、
０．０５≦ａ≦０．２０である。ここでは、０．０５μ
ｍとした。補助パタンの長さ９は、主パタンの幅より長
いことが望ましく、上下の補助パタンと左右の補助パタ
ンがつながっても良い。主パタンと補助パタンの距離１
１、Ｒの設定は重要であり、この設定を間違うと逆効果
になってしまう。図４に主パタンと補助パタンの距離１
１、Ｒを変えたときの主パタンと第２ピークの光強度の
変化を示す。この時の光学条件はＮＡ＝０．５２、λ＝
０．３６５μｍである。Ｒの値が０．４０〜０．６５で
は第２ピークの光強度は補助パタンのない従来マスクの
レベルに比べ低減できているが、主パタンの光強度も低
下しており効果が無い。Ｒの値が０．７付近〜０．９５
の場合、第２ピークが低下し更に主パタンの光強度も従
来マスクに比べ大きくなっており効果が大であることが
わかる。従ってパタン間距離ＲはＲ＝ｂ・λ／ＮＡで表
される。ただし、投影露光光学系の開口数をＮＡ、露光
波長をλ、１．００≦ｂ≦１．３５である。
従来法の実施例を図１で説明する。図１（ａ）は従来法
のマスクの断面図、１はガラス基板、２は半透明位相シ
フト膜である。半透明位相シフト膜２は２層膜からなっ
ており、半透明膜にはＣｒ膜を用い、位相シフタには塗
布ガラスを用いた。また、半透明位相シフト膜２の露光
光に対する透過率は９％とした。図１（ｂ）に示すよう
に、このマスクを透過した光の振幅分布は、光透過部３
を通過した光が正の符号であるのに対し、半透明位相シ
フト膜２を通過した光の位相は反転し、負の符号とな
る。この光をレンズを通しウエハ上に投影すると、図１
（ｃ）に示すように光透過部３と半透明位相シフト膜２
の境界で位相反転しているため、その直下で光強度はほ
ぼ０となる。そのため光強度の広がりがおさえられ、コ
ントラストの高い微細なパタンが形成できる。しかし、
第２の光強度ピーク４が発生することも判る。通常この
マスクを用いる場合、この第２ピーク４が転写されない
ようにレジストの露光量を設定する。しかし、主パタン
のピークと第２ピークの光強度差が小さいと、露光量の
設定幅が小さくなり、解像不良発生の原因ともなる。従
って、第２ピークを小さくすることが、プロセス裕度向
上に有効である。本発明の実施例を図２で説明する。図
２（ａ）は本発明のマスクの断面図。マスクの材料構成
は従来法と同様である。従来法のマスクとの相違点は、
補助パタン５を付加したことである。図２（ｂ）に示す
ように、この補助パタン５を透過した光の位相と光透過
部３を通過した光の位相は同じにした。その結果、図２
（ｃ）に示すような光強度分布が得られた。従来法での
第２ピークは主パタンに対し位相が反転しており負の符
号である。この第２ピークに対応する位置に第２ピーク
とは逆位相の光を導入することにより、互いに打ち消し
あい、第２ピークの光強度を減少させることができた。
実際のマスクでのパタン配置例を図３に示す。６が半透
明位相シフト部、７が主透明パタン、８が補助透明パタ
ンである。主パタン７の寸法は設計値０．５μｍ角（投
影露光光学系の倍率が１／５なので、マスク上では２．
５μｍ角）、補助パタンの幅１０、Ｗは解像限界以下に
する必要があり、Ｗ＝ａ・λ／ＮＡで表される。ただ
し、投影露光光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、
０．０５≦ａ≦０．２０である。ここでは、０．０５μ
ｍとした。補助パタンの長さ９は、主パタンの幅より長
いことが望ましく、上下の補助パタンと左右の補助パタ
ンがつながっても良い。主パタンと補助パタンの距離１
１、Ｒの設定は重要であり、この設定を間違うと逆効果
になってしまう。図４に主パタンと補助パタンの距離１
１、Ｒを変えたときの主パタンと第２ピークの光強度の
変化を示す。この時の光学条件はＮＡ＝０．５２、λ＝
０．３６５μｍである。Ｒの値が０．４０〜０．６５で
は第２ピークの光強度は補助パタンのない従来マスクの
レベルに比べ低減できているが、主パタンの光強度も低
下しており効果が無い。Ｒの値が０．７付近〜０．９５
の場合、第２ピークが低下し更に主パタンの光強度も従
来マスクに比べ大きくなっており効果が大であることが
わかる。従ってパタン間距離ＲはＲ＝ｂ・λ／ＮＡで表
される。ただし、投影露光光学系の開口数をＮＡ、露光
波長をλ、１．００≦ｂ≦１．３５である。
【０００９】主パタンが半透明領域で形成されている場
合の従来法の実施例を図５で説明する。図５（ａ）、
（ｄ）は従来法のマスクの断面図、１はガラス基板、１
２は半透明位相シフトパタンである。半透明位相シフト
パタン１２は２層膜からなっており、半透明膜にはＣｒ
膜を用い、位相シフタには塗布ガラスを用いた。また、
半透明位相シフトパタン１２の露光光に対する透過率は
１６％とした。図５（ｂ）に示すようにこのマスクを透
過した光の振幅分布は、透明領域１３を通過した光が正
の符号であるのに対し、主パタンである半透明位相シフ
トパタン１２を通過した光の位相は反転し、負の符号と
なる。この光をレンズを通しウエハ上に投影すると、図
５（ｃ）に示すように透明領域１３と半透明位相シフト
パタン１２の境界で位相反転しているため、その直下で
光強度はほぼ０となる。そのため光強度分布の広がりが
おさえられ、コントラストの高いマスクに忠実なパタン
が形成できる。しかし、干渉によって不要な光強度ピー
ク１４が発生することもわかる。これらの現象は図５
（ｄ）のような半透明位相シフトパタンの幅が広い場合
においても同じように不要な光強度ピーク１４’が発生
する。通常この様なマスクを用いる場合、この不要な光
強度ピーク１４及び１４’が転写されないように、露光
量又は半透明領域の透過率を設定する。しかし、他の微
細パタンの最適光強度と主パタンの内側に発生した不要
な光強度ピークの光強度差が小さいと、露光量の設定幅
が小さくなり、解像不良発生の原因となる。従って、不
要な光強度ピークを小さくすることが、プロセスの裕度
向上に有効である。
合の従来法の実施例を図５で説明する。図５（ａ）、
（ｄ）は従来法のマスクの断面図、１はガラス基板、１
２は半透明位相シフトパタンである。半透明位相シフト
パタン１２は２層膜からなっており、半透明膜にはＣｒ
膜を用い、位相シフタには塗布ガラスを用いた。また、
半透明位相シフトパタン１２の露光光に対する透過率は
１６％とした。図５（ｂ）に示すようにこのマスクを透
過した光の振幅分布は、透明領域１３を通過した光が正
の符号であるのに対し、主パタンである半透明位相シフ
トパタン１２を通過した光の位相は反転し、負の符号と
なる。この光をレンズを通しウエハ上に投影すると、図
５（ｃ）に示すように透明領域１３と半透明位相シフト
パタン１２の境界で位相反転しているため、その直下で
光強度はほぼ０となる。そのため光強度分布の広がりが
おさえられ、コントラストの高いマスクに忠実なパタン
が形成できる。しかし、干渉によって不要な光強度ピー
ク１４が発生することもわかる。これらの現象は図５
（ｄ）のような半透明位相シフトパタンの幅が広い場合
においても同じように不要な光強度ピーク１４’が発生
する。通常この様なマスクを用いる場合、この不要な光
強度ピーク１４及び１４’が転写されないように、露光
量又は半透明領域の透過率を設定する。しかし、他の微
細パタンの最適光強度と主パタンの内側に発生した不要
な光強度ピークの光強度差が小さいと、露光量の設定幅
が小さくなり、解像不良発生の原因となる。従って、不
要な光強度ピークを小さくすることが、プロセスの裕度
向上に有効である。
【００１０】本発明の実施例を図６及び図７で説明す
る。図６（ａ）、図７（ａ）は本発明のマスクの断面図
であり、マスクの材料構成は従来法と同様である。従来
法のマスクとの相違点は、主パタンである半透明位相シ
フトパタン１２の内側に透明な補助パタン１５及び１８
を付加したことである。図６（ｄ）のように主パタン寸
法１９、ＤがＤ＝ｃ・λ／ＮＡ（ただし、投影光学系の
開口数をＮＡ、露光波長をλ、０．５５≦ｃ≦１．３
０）にあてはまる場合、補助パタン１５を付加した。図
６（ｂ）に示すように、補助パタン１５を透過した光の
位相と透明領域１４を透過した光の位相は同じにした。
その結果、図６（ｃ）に示すような光強度分布が得ら
れ、図５（ｃ）の従来法に示したような不要な光強度ピ
ーク１４を消去できた。平面的なパタン配置例を図６
（ｄ）に示す。１２が半透明位相シフトパタン、１３が
透明領域、１５が補助透明パタンである。主パタンであ
る半透明位相シフトパタン１２の寸法１９、Ｄは設計値
一辺０．６μｍ（投影光学系の倍率が１／５なのでマス
ク上では３．０μｍ）とした。補助パタンの寸法１６、
Ｓは解像限界以下にする必要があり、Ｓ＝ｄ・λ／ＮＡ
で表わされる。ただし、投影光学系の開口数をＮＡ、露
光波長をλ、係数ｄである。ここで係数ｄは、おおよそ
０．０４≦ｄ≦０．３５であり、ここでは１６、Ｓを
０．１５μｍとした。補助パタンは、主パタンである半
透明位相シフトパタン１２のエッジから距離１７、ｍの
位置に配置することが望ましく、ｍ＝ｅ・λ／ＮＡで表
される。ここで係数ｅは、おおよそ０．５４以下が適当
であり、ここでは距離１７、ｍを０．１５μｍとした。
半透明位相シフトパタンである主パタンのエッジと補助
パタンの距離１７、ｍ及び補助パタン寸法１６、Ｓの設
定は重要であり、この設定を間違うと逆効果になってし
まう。図８（ａ）に補助パタンの寸法１６、Ｓを変えた
ときの不要な光強度ピーク１４の変化を示す。この時の
光学条件はＮＡ＝０．５２、λ＝０．３６５μｍであ
る。補助パタン寸法１６、Ｓの値が０．０２５〜０．２
４０では不要な光強度ピーク１４は半透明領域を透過す
る光強度以下であり、効果が大であることがわかる。つ
ぎに図８（ｂ）に補助パタンと主パタンのエッジとの距
離１７、ｍを変えたときの不要な光強度ピーク１４の変
化を示す。光学条件は前記条件と同じである。ｍの値が
０．３７５以下では、不要な光強度ピーク１４は半透明
領域を透過する光強度以下であり、効果が大であること
がわかる。半透明位相シフトパタンの幅が広い場合の補
助パタンの配置例を図７（ａ）〜（ｄ）で説明する。半
透明位相シフトパタンである主パタン寸法２０、Ｄが、
Ｄ＝ｃ・λ／ＮＡ（ただし、投影光学系の開口数をＮ
Ａ、露光波長をλ、ｃ＞１．３０）にあてはまる場合、
パタンエッジから補助パタンまでの距離１７、ｍの位置
に補助パタン１８を周期的に配置し、補助パタン領域２
３を形成した。これにより図５（ｆ）のような主パタン
内側の不要な光強度ピーク１４’を図７（ｃ）のように
小さくすることができた。図７（ｄ）の１２が半透明位
相シフトパタン、１３が透明領域、２３が補助透明パタ
ン領域である。主パタンである半透明位相シフトパタン
１３の寸法２０、Ｄは設計値で一辺１．６μｍ（投影光
学系の倍率が１／５なのでマスク上では８．０μｍ）と
した。この主パタン内の、各パタンエッジからの距離１
７、ｍに囲まれた部分に補助パタンを周期的に配置す
る。距離１７、ｍはｍ＝ｅ・λ／ＮＡ（ただし、投影光
学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、係数をｅとす
る。）で求められる。ここで係数ｅは、０．５４以下に
することが望ましく０．１０μｍとし、半透明位相シフ
トパタン１２内に透明補助パタン１８を形成した。透明
パタンの配列ピッチ２１、Ｐは、Ｐ＝ｆ・λ／ＮＡ（た
だし、投影光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、係数
をｆとする。）で求められ、係数ｆは実験より０．８以
下にすることが望ましくここでは０．４０μｍとした。
また設定したピッチにおいて、透明補助パタンの面積を
Ａとすると、Ａ＝Ｐ2／（ｇ・√Ｔ＋１）（ただし、半
透明部の透過率をＴとする。）で求められ、許容できる
光強度にもよるが、投影される光強度の許容を０．０５
以下とすると、係数ｇはおおよそ０．５≦ｇ≦２．０が
望ましくここでは透明補助パタン寸法２２を一辺０．２
０μｍの正方形とした。これにより得られる光強度分布
を示す。図５（ｆ）に従来法を、図７（ｃ）に本発明を
適用したものを示す。この時の光学条件はＮＡ＝０．５
２、λ＝０．３６５μｍである。不要な光強度は補助パ
タン領域を持たない従来マスクの強度に比べ低減できて
おり、本方法による改善効果が大であることがわかる。
ここでは繰り返し配置する透明補助パタンをホールパタ
ンに限定したが、これに限らず透明なパタンを繰り返し
配置することにより、同様の効果が得られる。すなわ
ち、擬似的に暗部を形成するために配置する透明補助パ
タンは、形状によらず、三角形又は五角形などの多角
形、あるいは楕円などでも良く、ある範囲内の面積の、
ある範囲内のピッチで、繰り返し配列した領域があれば
適用することができる。
る。図６（ａ）、図７（ａ）は本発明のマスクの断面図
であり、マスクの材料構成は従来法と同様である。従来
法のマスクとの相違点は、主パタンである半透明位相シ
フトパタン１２の内側に透明な補助パタン１５及び１８
を付加したことである。図６（ｄ）のように主パタン寸
法１９、ＤがＤ＝ｃ・λ／ＮＡ（ただし、投影光学系の
開口数をＮＡ、露光波長をλ、０．５５≦ｃ≦１．３
０）にあてはまる場合、補助パタン１５を付加した。図
６（ｂ）に示すように、補助パタン１５を透過した光の
位相と透明領域１４を透過した光の位相は同じにした。
その結果、図６（ｃ）に示すような光強度分布が得ら
れ、図５（ｃ）の従来法に示したような不要な光強度ピ
ーク１４を消去できた。平面的なパタン配置例を図６
（ｄ）に示す。１２が半透明位相シフトパタン、１３が
透明領域、１５が補助透明パタンである。主パタンであ
る半透明位相シフトパタン１２の寸法１９、Ｄは設計値
一辺０．６μｍ（投影光学系の倍率が１／５なのでマス
ク上では３．０μｍ）とした。補助パタンの寸法１６、
Ｓは解像限界以下にする必要があり、Ｓ＝ｄ・λ／ＮＡ
で表わされる。ただし、投影光学系の開口数をＮＡ、露
光波長をλ、係数ｄである。ここで係数ｄは、おおよそ
０．０４≦ｄ≦０．３５であり、ここでは１６、Ｓを
０．１５μｍとした。補助パタンは、主パタンである半
透明位相シフトパタン１２のエッジから距離１７、ｍの
位置に配置することが望ましく、ｍ＝ｅ・λ／ＮＡで表
される。ここで係数ｅは、おおよそ０．５４以下が適当
であり、ここでは距離１７、ｍを０．１５μｍとした。
半透明位相シフトパタンである主パタンのエッジと補助
パタンの距離１７、ｍ及び補助パタン寸法１６、Ｓの設
定は重要であり、この設定を間違うと逆効果になってし
まう。図８（ａ）に補助パタンの寸法１６、Ｓを変えた
ときの不要な光強度ピーク１４の変化を示す。この時の
光学条件はＮＡ＝０．５２、λ＝０．３６５μｍであ
る。補助パタン寸法１６、Ｓの値が０．０２５〜０．２
４０では不要な光強度ピーク１４は半透明領域を透過す
る光強度以下であり、効果が大であることがわかる。つ
ぎに図８（ｂ）に補助パタンと主パタンのエッジとの距
離１７、ｍを変えたときの不要な光強度ピーク１４の変
化を示す。光学条件は前記条件と同じである。ｍの値が
０．３７５以下では、不要な光強度ピーク１４は半透明
領域を透過する光強度以下であり、効果が大であること
がわかる。半透明位相シフトパタンの幅が広い場合の補
助パタンの配置例を図７（ａ）〜（ｄ）で説明する。半
透明位相シフトパタンである主パタン寸法２０、Ｄが、
Ｄ＝ｃ・λ／ＮＡ（ただし、投影光学系の開口数をＮ
Ａ、露光波長をλ、ｃ＞１．３０）にあてはまる場合、
パタンエッジから補助パタンまでの距離１７、ｍの位置
に補助パタン１８を周期的に配置し、補助パタン領域２
３を形成した。これにより図５（ｆ）のような主パタン
内側の不要な光強度ピーク１４’を図７（ｃ）のように
小さくすることができた。図７（ｄ）の１２が半透明位
相シフトパタン、１３が透明領域、２３が補助透明パタ
ン領域である。主パタンである半透明位相シフトパタン
１３の寸法２０、Ｄは設計値で一辺１．６μｍ（投影光
学系の倍率が１／５なのでマスク上では８．０μｍ）と
した。この主パタン内の、各パタンエッジからの距離１
７、ｍに囲まれた部分に補助パタンを周期的に配置す
る。距離１７、ｍはｍ＝ｅ・λ／ＮＡ（ただし、投影光
学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、係数をｅとす
る。）で求められる。ここで係数ｅは、０．５４以下に
することが望ましく０．１０μｍとし、半透明位相シフ
トパタン１２内に透明補助パタン１８を形成した。透明
パタンの配列ピッチ２１、Ｐは、Ｐ＝ｆ・λ／ＮＡ（た
だし、投影光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、係数
をｆとする。）で求められ、係数ｆは実験より０．８以
下にすることが望ましくここでは０．４０μｍとした。
また設定したピッチにおいて、透明補助パタンの面積を
Ａとすると、Ａ＝Ｐ2／（ｇ・√Ｔ＋１）（ただし、半
透明部の透過率をＴとする。）で求められ、許容できる
光強度にもよるが、投影される光強度の許容を０．０５
以下とすると、係数ｇはおおよそ０．５≦ｇ≦２．０が
望ましくここでは透明補助パタン寸法２２を一辺０．２
０μｍの正方形とした。これにより得られる光強度分布
を示す。図５（ｆ）に従来法を、図７（ｃ）に本発明を
適用したものを示す。この時の光学条件はＮＡ＝０．５
２、λ＝０．３６５μｍである。不要な光強度は補助パ
タン領域を持たない従来マスクの強度に比べ低減できて
おり、本方法による改善効果が大であることがわかる。
ここでは繰り返し配置する透明補助パタンをホールパタ
ンに限定したが、これに限らず透明なパタンを繰り返し
配置することにより、同様の効果が得られる。すなわ
ち、擬似的に暗部を形成するために配置する透明補助パ
タンは、形状によらず、三角形又は五角形などの多角
形、あるいは楕円などでも良く、ある範囲内の面積の、
ある範囲内のピッチで、繰り返し配列した領域があれば
適用することができる。
【００１１】また、補助パタン寸法、及び係数を上記の
ように限定したが、主パタン及び補助パタンの大きさや
形状、半透明領域の透過率などによって最適値は異な
る。例えば透過率が変わることによって、半透明領域の
透過光強度が変化する。透過率を４％に変更する場合、
半透明領域を透過する光強度は小さくなる。これによっ
て、主パタン寸法及び補助パタン配置位置等変更する事
により、適用することができる。従って、半透明領域の
透過率及び主パタンに合わせて補助パタン形状及び位置
の最適化が必要である。主パタン及び補助パタンの形状
は長方形及びホールパタンに限らず特に制限は無い。ま
た、半透明領域の透過率も本実施例に限らず、透過率に
適した係数を使用することによって適用できる。マスク
の構造及び材料を本実施例では半透明膜にＣｒ膜を、位
相シフタに塗布ガラス、透明領域にガラス基板を用いた
が、これに限らない。すなわち、本発明では使用するマ
スク構造が透明領域と半透明領域を含み、かつ透明領域
と半透明領域の位相差が１８０°であるマスクにおい
て、投影する半透明領域である主パタンの内側に、透過
光の位相差が透明領域と同じで、かつ透明な補助パタン
を最適な位置に適した寸法で配置すれば目的が達成でき
る。本マスクを超ＬＳＩの配線層大面積パタン及び電極
取り出し用穴パタンに適用した結果、不要なピークが転
写される不良は無くなり良好にパタンを形成することが
できた。
ように限定したが、主パタン及び補助パタンの大きさや
形状、半透明領域の透過率などによって最適値は異な
る。例えば透過率が変わることによって、半透明領域の
透過光強度が変化する。透過率を４％に変更する場合、
半透明領域を透過する光強度は小さくなる。これによっ
て、主パタン寸法及び補助パタン配置位置等変更する事
により、適用することができる。従って、半透明領域の
透過率及び主パタンに合わせて補助パタン形状及び位置
の最適化が必要である。主パタン及び補助パタンの形状
は長方形及びホールパタンに限らず特に制限は無い。ま
た、半透明領域の透過率も本実施例に限らず、透過率に
適した係数を使用することによって適用できる。マスク
の構造及び材料を本実施例では半透明膜にＣｒ膜を、位
相シフタに塗布ガラス、透明領域にガラス基板を用いた
が、これに限らない。すなわち、本発明では使用するマ
スク構造が透明領域と半透明領域を含み、かつ透明領域
と半透明領域の位相差が１８０°であるマスクにおい
て、投影する半透明領域である主パタンの内側に、透過
光の位相差が透明領域と同じで、かつ透明な補助パタン
を最適な位置に適した寸法で配置すれば目的が達成でき
る。本マスクを超ＬＳＩの配線層大面積パタン及び電極
取り出し用穴パタンに適用した結果、不要なピークが転
写される不良は無くなり良好にパタンを形成することが
できた。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、従来型半透明位相シフ
トマスクで問題となっていたパタンに無関係の不要な光
強度ピークが無くなり、不要なパタンの転写を避け、主
パタンのみ転写できる露光量の設定幅が大きくなった。
言い替えれば、不要パタンが転写される不良の発生を防
止できた。また、本発明のマスクを用いて半導体素子を
作成した結果、半透明位相シフトマスクの解像度向上効
果を有効に使うことができ従来型のマスクに比べパタン
の微細化及び、各種寸法パタンの安定した形成が実現で
き、素子面積の縮小化が実現できた。
トマスクで問題となっていたパタンに無関係の不要な光
強度ピークが無くなり、不要なパタンの転写を避け、主
パタンのみ転写できる露光量の設定幅が大きくなった。
言い替えれば、不要パタンが転写される不良の発生を防
止できた。また、本発明のマスクを用いて半導体素子を
作成した結果、半透明位相シフトマスクの解像度向上効
果を有効に使うことができ従来型のマスクに比べパタン
の微細化及び、各種寸法パタンの安定した形成が実現で
き、素子面積の縮小化が実現できた。
【図１】従来法の説明図。
【図２】本発明の主たる実施例の説明図。
【図３】本発明の種々の実施例の説明図。
【図４】本発明の種々の実施例の説明図。
【図５】従来法の説明図。
【図６】本発明の主たる実施例の説明図。
【図７】本発明の主たる実施例の説明図。
【図８】本発明の種々の実施例の説明図。
１…ガラス基板、２…半透明位相シフト膜、３…光透過
領域、４…第２の光強度ピーク、５，８…補助パタン、
６…半透明位相シフト部、１２…半透明位相シフトパタ
ン、１３…光透過領域、１４，１４’…パタン内側の不
要な光強度ピーク、１５，１８…透明補助パタン、１６
…透明補助パタン寸法、１７…透明補助パタン配置位
置、１９，２０…主パタン寸法、２１…透明補助パタン
配列ピッチ、２２…透明補助パタン寸法、２３…透明補
助パタン領域。
領域、４…第２の光強度ピーク、５，８…補助パタン、
６…半透明位相シフト部、１２…半透明位相シフトパタ
ン、１３…光透過領域、１４，１４’…パタン内側の不
要な光強度ピーク、１５，１８…透明補助パタン、１６
…透明補助パタン寸法、１７…透明補助パタン配置位
置、１９，２０…主パタン寸法、２１…透明補助パタン
配列ピッチ、２２…透明補助パタン寸法、２３…透明補
助パタン領域。
Claims (11)
- 【請求項１】少なくとも露光光に対して半透明な領域
と、透明な領域を含み、上記半透明な領域と、透明な領
域を通過する光の位相差がおよそ１８０°となるように
したホトマスクにおいて、投影する主パタンに、透過光
の位相差が透明領域と同じで、かつ透明な補助パタンを
配置したことを特徴とするホトマスク。 - 【請求項２】上記補助パタンは、透明な領域からなる上
記主パタンの周辺に設けられていることを特徴とする請
求項１記載のホトマスク。 - 【請求項３】上記補助パタンは、半透明な領域からなる
上記主パタンの領域内に設けられていることを特徴とす
る請求項１記載のホトマスク。 - 【請求項４】上記補助パタンの少なくとも一辺の大きさ
が、単独では投影されないような、用いる投影露光光学
系の解像限界以下の寸法であることを特徴とする請求項
１乃至３の何れかに記載のホトマスク。 - 【請求項５】上記補助パタンを透明領域からなる主パタ
ンから離れた位置に配置したことを特徴とする請求項２
記載のホトマスク。 - 【請求項６】上記補助パタンと、透明領域からなる主パ
タンの中心間距離ＲがＲ＝ｂ・λ／ＮＡの関係を満たす
（ただし、投影露光光学系の開口数をＮＡ、露光波長を
λ、１．００≦ｂ≦１．３５とする。）ことを特徴とす
る請求項２記載のホトマスク。 - 【請求項７】上記ホトマスクは、投影面において上記半
透明領域を通過した光の強度以下となる領域を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のホトマ
スク。 - 【請求項８】半透明領域からなる上記主パタンのエッジ
と主パタンの内側に配置した補助パタンとの距離ｍがｍ
＝ｅ・λ／ＮＡ（ただし、投影露光光学系の開口数をＮ
Ａ、露光波長をλ、ｅ≦０．５４とする。）の関係であ
ることを特徴とする請求項３記載のホトマスク。 - 【請求項９】半透明領域からなる上記主パタンの寸法Ｄ
がＤ＝ｃ・λ／ＮＡの関係を満たす（ただし、投影露光
光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、０．５５≦ｃ≦
１．３０とする。）場合に、主パタンの中心部にパタン
寸法ＳがＳ＝ｄ・λ／ＮＡの関係を満たす（ただし、投
影露光光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、０．０４
≦ｄ≦０．３５とする。）補助パタンを配置することを
特徴とする請求項３又は請求項８記載のホトマスク。 - 【請求項１０】半透明領域からなる上記主パタンの寸法
ＤがＤ＝ｃ・λ／ＮＡの関係を満たす（ただし、投影露
光光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、ｃ＞１．３０
とする。）場合に、主パタン内に透明補助パタンを周期
的に配列し、投影面での光強度が、半透明パタンを通過
した光の強度以下となる事を特徴とする請求項３又は請
求項８記載のホトマスク。 - 【請求項１１】上記透明補助パタンにおいて、透明補助
パタンを配列する繰り返しピッチＰが、Ｐ＝ｆ・λ／Ｎ
Ａ（ただし、投影露光光学系の開口数をＮＡ、露光波長
をλ、ｆ≦０．８とする。）の関係であり、透明補助パ
タンの面積Ａが、Ａ＝Ｐ2／（ｇ・√Ｔ＋１）（ただ
し、繰り返しピッチをＲ、半透明領域の透過率をＴ、
０．５≦ｇ≦２．０とする。）の関係で配置することを
特徴とする請求項３、請求項８、請求項９又は請求項１
０記載のホトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8429393A JP3283624B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | ホトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8429393A JP3283624B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | ホトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06301192A true JPH06301192A (ja) | 1994-10-28 |
| JP3283624B2 JP3283624B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=13826428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8429393A Expired - Lifetime JP3283624B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | ホトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3283624B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08186068A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP3009925B2 (ja) * | 1994-02-09 | 2000-02-14 | マイクロユニティ システムズ エンジニアリング，インコーポレイテッド | 軸外照明を用いたリソグラフィックパターンニング用マスク |
| US7100145B2 (en) | 2001-02-28 | 2006-08-29 | Asml Masktools B.V. | Method of identifying an extreme interaction pitch region, methods of designing mask patterns and manufacturing masks, device manufacturing methods and computer programs |
| US7355673B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-04-08 | Asml Masktools B.V. | Method, program product and apparatus of simultaneous optimization for NA-Sigma exposure settings and scattering bars OPC using a device layout |
| JP2010079303A (ja) * | 2000-02-14 | 2010-04-08 | Asml Masktools Bv | フォトマスクの幾何形状を改良する方法 |
| US7735052B2 (en) | 2001-04-24 | 2010-06-08 | Asml Masktools Netherlands B.V. | Method of identifying an extreme interaction pitch region, methods of designing mask patterns and manufacturing masks, device manufacturing methods and computer programs |
| KR101364407B1 (ko) * | 2012-05-02 | 2014-02-17 | 호야 가부시키가이샤 | 포토 마스크, 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 |
| JP2014102496A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-06-05 | Hoya Corp | 表示装置製造用フォトマスク、及びパターン転写方法 |
| JP2015194775A (ja) * | 2015-07-30 | 2015-11-05 | Hoya株式会社 | 多階調フォトマスク、多階調フォトマスクの製造方法、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP2017016164A (ja) * | 2016-10-26 | 2017-01-19 | Hoya株式会社 | パターン転写方法、及び、表示装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP8429393A patent/JP3283624B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3009925B2 (ja) * | 1994-02-09 | 2000-02-14 | マイクロユニティ システムズ エンジニアリング，インコーポレイテッド | 軸外照明を用いたリソグラフィックパターンニング用マスク |
| JPH08186068A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010079303A (ja) * | 2000-02-14 | 2010-04-08 | Asml Masktools Bv | フォトマスクの幾何形状を改良する方法 |
| US7100145B2 (en) | 2001-02-28 | 2006-08-29 | Asml Masktools B.V. | Method of identifying an extreme interaction pitch region, methods of designing mask patterns and manufacturing masks, device manufacturing methods and computer programs |
| US7735052B2 (en) | 2001-04-24 | 2010-06-08 | Asml Masktools Netherlands B.V. | Method of identifying an extreme interaction pitch region, methods of designing mask patterns and manufacturing masks, device manufacturing methods and computer programs |
| US7355673B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-04-08 | Asml Masktools B.V. | Method, program product and apparatus of simultaneous optimization for NA-Sigma exposure settings and scattering bars OPC using a device layout |
| KR101364407B1 (ko) * | 2012-05-02 | 2014-02-17 | 호야 가부시키가이샤 | 포토 마스크, 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 |
| JP2014102496A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-06-05 | Hoya Corp | 表示装置製造用フォトマスク、及びパターン転写方法 |
| JP2015194775A (ja) * | 2015-07-30 | 2015-11-05 | Hoya株式会社 | 多階調フォトマスク、多階調フォトマスクの製造方法、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP2017016164A (ja) * | 2016-10-26 | 2017-01-19 | Hoya株式会社 | パターン転写方法、及び、表示装置の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3283624B2 (ja) | 2002-05-20 |
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