JPH0683032A - 位相シフト露光方法及び位相シフトマスクの作製方法 - Google Patents
位相シフト露光方法及び位相シフトマスクの作製方法Info
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- JPH0683032A JPH0683032A JP4255792A JP25579292A JPH0683032A JP H0683032 A JPH0683032 A JP H0683032A JP 4255792 A JP4255792 A JP 4255792A JP 25579292 A JP25579292 A JP 25579292A JP H0683032 A JPH0683032 A JP H0683032A
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- mask
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光透過率の低いシフター材により位相シフト
部を形成する技術においても、パターン幅の変動などの
光透過率が低いことによる問題の生じないようにした位
相シフト露光方法及びこれに用いる位相シフトマスクの
作製方法を提供する。 【構成】 光透過部12Ａ，12Ｂと、ＥＢレジスト等か
ら成る位相シフト部11とを形成した第１の位相シフトマ
スク（ａ）と、該第１の位相シフトマスクとは、光透過
部と位相シフト部との位置を反転させて形成した第２の
位相シフトマスク（ｂ）とを用い、該第１の位相シフト
マスクによる露光と、第２の位相シフトマスクによる露
光との少なくとも２度の露光によって多重露光する位相
シフト露光方法。上記の２つの位相シフトマスク
を、同一のレチクルより作製する位相シフトマスクの作
製方法。
部を形成する技術においても、パターン幅の変動などの
光透過率が低いことによる問題の生じないようにした位
相シフト露光方法及びこれに用いる位相シフトマスクの
作製方法を提供する。 【構成】 光透過部12Ａ，12Ｂと、ＥＢレジスト等か
ら成る位相シフト部11とを形成した第１の位相シフトマ
スク（ａ）と、該第１の位相シフトマスクとは、光透過
部と位相シフト部との位置を反転させて形成した第２の
位相シフトマスク（ｂ）とを用い、該第１の位相シフト
マスクによる露光と、第２の位相シフトマスクによる露
光との少なくとも２度の露光によって多重露光する位相
シフト露光方法。上記の２つの位相シフトマスク
を、同一のレチクルより作製する位相シフトマスクの作
製方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相シフト露光方法、
及び該露光方法に使用できる位相シフトマスクの作製方
法に関する。本発明の位相シフト露光方法は、各種のパ
ターン形成用技術として利用することができ、例えば半
導体装置製造プロセスにおいてレジストパターン等の各
種パターンを形成する場合の露光方法として利用するこ
とができる。
及び該露光方法に使用できる位相シフトマスクの作製方
法に関する。本発明の位相シフト露光方法は、各種のパ
ターン形成用技術として利用することができ、例えば半
導体装置製造プロセスにおいてレジストパターン等の各
種パターンを形成する場合の露光方法として利用するこ
とができる。
【０００２】
【従来の技術】フォトマスクを利用してパターンを形成
するもの、例えば半導体装置等は、その加工寸法が年々
微細化させる傾向にある。このような背景で、微細化し
た半導体装置を得るフォリソグラフィーの技術におい
て、その解像度を更に向上させるため、位相シフト技術
が注目されている。位相シフト技術は、マスクを透過す
る光に位相差を与え、これにより光強度プロファイルを
改善するものである。
するもの、例えば半導体装置等は、その加工寸法が年々
微細化させる傾向にある。このような背景で、微細化し
た半導体装置を得るフォリソグラフィーの技術におい
て、その解像度を更に向上させるため、位相シフト技術
が注目されている。位相シフト技術は、マスクを透過す
る光に位相差を与え、これにより光強度プロファイルを
改善するものである。
【０００３】従来の位相シフト技術については、特開昭
５８−１７３７４４号公報や、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥ
ＮＳＯＮ 他“Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｒｅｓｏｌｕｔｉ
ｏｎｉｎ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔ
ｈ ａ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｍａｓｋ”Ｉ
ＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴ
ＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２９ Ｎｏ．
１２，ＤＥＣＥＭＢＥＲ １９８２，Ｐ１８２８〜１８
３６、また、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥＮＳＯＮ 他“Ｔ
ｈｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ ＭａｓｋＩＩ：
Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓ
ｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ Ｅｘｐｏｓ
ｕｒｅｓ”同誌 Ｖｏｌ．ＥＤ−３１，Ｎｏ．６，ＪＵ
ＮＥ１９８４，Ｐ７５３〜７６３に記載がある。
５８−１７３７４４号公報や、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥ
ＮＳＯＮ 他“Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｒｅｓｏｌｕｔｉ
ｏｎｉｎ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔ
ｈ ａ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｍａｓｋ”Ｉ
ＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴ
ＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２９ Ｎｏ．
１２，ＤＥＣＥＭＢＥＲ １９８２，Ｐ１８２８〜１８
３６、また、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥＮＳＯＮ 他“Ｔ
ｈｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ ＭａｓｋＩＩ：
Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓ
ｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ Ｅｘｐｏｓ
ｕｒｅｓ”同誌 Ｖｏｌ．ＥＤ−３１，Ｎｏ．６，ＪＵ
ＮＥ１９８４，Ｐ７５３〜７６３に記載がある。
【０００４】また、特公昭６２−５０８１１号には、透
明部と不透明部とで形成された所定のパターンを有し、
不透明部をはさむ両側の透明部の少なくとも一方に位相
部材を設け、該両側の透明部に位相差を生ずる構成とし
た位相シフトマスクが開示されている。
明部と不透明部とで形成された所定のパターンを有し、
不透明部をはさむ両側の透明部の少なくとも一方に位相
部材を設け、該両側の透明部に位相差を生ずる構成とし
た位相シフトマスクが開示されている。
【０００５】従来より知られている位相シフト技術の
内、レベンソン型と称されるものを例にとって、これに
ついて、図22を利用して説明すると、次のとおりであ
る。例えばライン・アンド・スペースのパターン形成を
行う場合、通常の従来のマスクは、図22（ａ）に示すよ
うに、石英基板等の透明基板１上に、Ｃｒ（クロム）や
その他金属、金属酸化物などの遮光性の材料を用いて遮
光部１０を形成し、これによりライン・アンド・スペー
スの繰り返しパターンを形成して、露光用マスクとして
いる。この露光用マスクを透過した光の強度分布は、図
22（ａ）に符号Ａｌで示すように、理想的には遮光部１
０のところではゼロで、他の部分（透過部１２ａ，１２
ｂ）では透過する。１つの透過部１２ａについて考える
と、被露光材に与えられる透過光は、光の回折などによ
り、図22（ａ）にＡ２で示す如く、両側の裾に小山状の
極大をもつ光強度分布になる。透過部１２ｂの方の透過
光Ａ２′は、一点鎖線で示した。各透過部１２ａ，１２
ｂからの光を合わせると、Ａ３に示すように光強度分布
はシャープさを失い、光の回折による像のぼけが生じ、
結局、シャープな露光は達成できなくなる。これに対
し、上記繰り返しパターンの光の透過部１２ａ，１２ｂ
の上に、１つおきに図22（ｂ）に示すように位相シフト
部１１ａ（シフターと称される。ＳｉＯ2 やレジストな
どの材料が用いられる）を設けると、光の回折による像
のぼけが位相の反転によって打ち消され、シャープな像
が転写され、解像力や焦点裕度が改善される。即ち、図
22（ｂ）に示す如く、一方の透過部１２ａに位相シフト
部１１ａが形成されると、それが例えば１８０°の位相
シフトを与えるものであれば、該位相シフト部１１ａを
通った光は符号Ｂ１で示すように反転する。それに隣合
う透過部１２ｂからの光は位相シフト部１１ａを通らな
いので、かかる反転は生じない。被露光材に与えられる
光は、互いに反転した光が、その光強度分布の裾におい
て図にＢ２で示す位置で互いに打ち消し合い、結局被露
光材に与えられる光の分布は図22（ｂ）にＢ３で示すよ
うに、シャープな理想的な形状になる。
内、レベンソン型と称されるものを例にとって、これに
ついて、図22を利用して説明すると、次のとおりであ
る。例えばライン・アンド・スペースのパターン形成を
行う場合、通常の従来のマスクは、図22（ａ）に示すよ
うに、石英基板等の透明基板１上に、Ｃｒ（クロム）や
その他金属、金属酸化物などの遮光性の材料を用いて遮
光部１０を形成し、これによりライン・アンド・スペー
スの繰り返しパターンを形成して、露光用マスクとして
いる。この露光用マスクを透過した光の強度分布は、図
22（ａ）に符号Ａｌで示すように、理想的には遮光部１
０のところではゼロで、他の部分（透過部１２ａ，１２
ｂ）では透過する。１つの透過部１２ａについて考える
と、被露光材に与えられる透過光は、光の回折などによ
り、図22（ａ）にＡ２で示す如く、両側の裾に小山状の
極大をもつ光強度分布になる。透過部１２ｂの方の透過
光Ａ２′は、一点鎖線で示した。各透過部１２ａ，１２
ｂからの光を合わせると、Ａ３に示すように光強度分布
はシャープさを失い、光の回折による像のぼけが生じ、
結局、シャープな露光は達成できなくなる。これに対
し、上記繰り返しパターンの光の透過部１２ａ，１２ｂ
の上に、１つおきに図22（ｂ）に示すように位相シフト
部１１ａ（シフターと称される。ＳｉＯ2 やレジストな
どの材料が用いられる）を設けると、光の回折による像
のぼけが位相の反転によって打ち消され、シャープな像
が転写され、解像力や焦点裕度が改善される。即ち、図
22（ｂ）に示す如く、一方の透過部１２ａに位相シフト
部１１ａが形成されると、それが例えば１８０°の位相
シフトを与えるものであれば、該位相シフト部１１ａを
通った光は符号Ｂ１で示すように反転する。それに隣合
う透過部１２ｂからの光は位相シフト部１１ａを通らな
いので、かかる反転は生じない。被露光材に与えられる
光は、互いに反転した光が、その光強度分布の裾におい
て図にＢ２で示す位置で互いに打ち消し合い、結局被露
光材に与えられる光の分布は図22（ｂ）にＢ３で示すよ
うに、シャープな理想的な形状になる。
【０００６】上記の場合、この効果を最も確実ならしめ
るには位相を１８０°反転させることが最も有利である
が、このためには、 （ｎは位相シフト部の形成材料の屈折率、λは露光波
長）なる膜厚Ｄで膜形成した位相シフト部１１ａを設け
る。
るには位相を１８０°反転させることが最も有利である
が、このためには、 （ｎは位相シフト部の形成材料の屈折率、λは露光波
長）なる膜厚Ｄで膜形成した位相シフト部１１ａを設け
る。
【０００７】上述したような、隣り合う光透過部で光の
位相をシフト（理想的には１８０°反転）させる位相シ
フトマスクは、空間周波数変調型（あるいはレベンソン
型）と称されている。その他、位相シフトマスクには、
エッジ強調型、遮光効果強調型などと称されるような各
種のものがあり、この中には遮光部を有さない形成のも
の（クロムレスタイプなどと称されている）もあるが、
いずれも、露光光を透過する部分の少なくとも一部には
位相をシフトさせる位相シフト部が設けられている。
位相をシフト（理想的には１８０°反転）させる位相シ
フトマスクは、空間周波数変調型（あるいはレベンソン
型）と称されている。その他、位相シフトマスクには、
エッジ強調型、遮光効果強調型などと称されるような各
種のものがあり、この中には遮光部を有さない形成のも
の（クロムレスタイプなどと称されている）もあるが、
いずれも、露光光を透過する部分の少なくとも一部には
位相をシフトさせる位相シフト部が設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】位相シフト部は、位
相をシフトさせる材料を成膜すること等により形成さ
れ、あるいは光透過材料に屈折率を変化させるような物
質をドープするような手法によても形成できるが、いず
れにしても、一般的には、光透過率が必ずしも透過部よ
り大きくならない。理想的には、位相シフト部も、光透
過部もともに１００％の光透過率があると良いのである
が、通常は困難である。特に、位相シフト材料として、
ＥＢレジストを用いる場合、この問題が顕著である。図
５（ａ）に、ＳＯＧを用いてＳｉＯ2 シフターを形成し
て、これを用いてラインアンドスペースを形成し、理想
に近い状態を得た場合を示す。これに対し図５（ｂ）に
位相シフト材料に透過率の低い材料を用いた場合を示
す。
相をシフトさせる材料を成膜すること等により形成さ
れ、あるいは光透過材料に屈折率を変化させるような物
質をドープするような手法によても形成できるが、いず
れにしても、一般的には、光透過率が必ずしも透過部よ
り大きくならない。理想的には、位相シフト部も、光透
過部もともに１００％の光透過率があると良いのである
が、通常は困難である。特に、位相シフト材料として、
ＥＢレジストを用いる場合、この問題が顕著である。図
５（ａ）に、ＳＯＧを用いてＳｉＯ2 シフターを形成し
て、これを用いてラインアンドスペースを形成し、理想
に近い状態を得た場合を示す。これに対し図５（ｂ）に
位相シフト材料に透過率の低い材料を用いた場合を示
す。
【０００９】ＥＢレジストを位相シフト材料として用い
ることは、マスク製造工程上有利である。
ることは、マスク製造工程上有利である。
【００１０】以下、従来知られている位相シフトマスク
形成法について、ＳｉＯ2 等を位相シフト部とするいわ
ゆるハードシフターと、ＥＢレジストを位相シフト部と
する場合について、説明する。
形成法について、ＳｉＯ2 等を位相シフト部とするいわ
ゆるハードシフターと、ＥＢレジストを位相シフト部と
する場合について、説明する。
【００１１】ハードシフターの形成にあっては、ガラス
（例えば石英ガラス）等の透明基板１上にＣｒ等の遮光
材料１０′を形成し、ＥＢレジスト（ポジ型）２ａを形
成し（図６）、ＥＢ描画により該ＥＢレジストを露光し
て可溶部２１ａとし（図７）、レジストを現像して遮光
材料１０′（Ｃｒ等）をエッチングし（図８）、レジス
ト剥離して、基板１上に遮光部１０を形成する（図
９）。
（例えば石英ガラス）等の透明基板１上にＣｒ等の遮光
材料１０′を形成し、ＥＢレジスト（ポジ型）２ａを形
成し（図６）、ＥＢ描画により該ＥＢレジストを露光し
て可溶部２１ａとし（図７）、レジストを現像して遮光
材料１０′（Ｃｒ等）をエッチングし（図８）、レジス
ト剥離して、基板１上に遮光部１０を形成する（図
９）。
【００１２】次いでその上にＳＯＧ等のシフター材３
（位相シフト材料）を形成し、更にＥＢレジスト２ｂ
（ネガ型）を形成し（図10）、再びＥＢ描画により露光
して不溶部２１ｂを形成し（図11）、レジスト現像し
（図12）、シフター材３をエッチングして（図13）、レ
ジスト剥離し、パターン状の位相シフト部３０を形成す
る（図14）。これにより、図14に示すように光透過部１
２と、遮光部１０と、位相シフト部１１とを有する位相
シフトマスクが得られる。
（位相シフト材料）を形成し、更にＥＢレジスト２ｂ
（ネガ型）を形成し（図10）、再びＥＢ描画により露光
して不溶部２１ｂを形成し（図11）、レジスト現像し
（図12）、シフター材３をエッチングして（図13）、レ
ジスト剥離し、パターン状の位相シフト部３０を形成す
る（図14）。これにより、図14に示すように光透過部１
２と、遮光部１０と、位相シフト部１１とを有する位相
シフトマスクが得られる。
【００１３】一方、ＥＢレジストをシフターとする場
合、まず同様に基板１上に遮光材料１０′を形成し、ネ
ガ型のＥＢレジスト２ａを形成し（図15）、ＥＢ描画で
露光して可溶部２１ａを形成し（図16）、レジスト現像
して遮光材料１０′をエッチングし（図17）、レジスト
剥離して基板１上に遮光部１０が形成された構造を得、
次にネガ型ＥＢレジスト２を形成し（図19）、ＥＢ描画
で露光して不溶部２ａを形成し（図20）、現像してレジ
ストパターンによる位相シフト部２０を形成する（図2
1）。これにより、光透過部１２と、遮光部１０と、位
相シフト部１１とを有する位相シフトマスクを得る。
合、まず同様に基板１上に遮光材料１０′を形成し、ネ
ガ型のＥＢレジスト２ａを形成し（図15）、ＥＢ描画で
露光して可溶部２１ａを形成し（図16）、レジスト現像
して遮光材料１０′をエッチングし（図17）、レジスト
剥離して基板１上に遮光部１０が形成された構造を得、
次にネガ型ＥＢレジスト２を形成し（図19）、ＥＢ描画
で露光して不溶部２ａを形成し（図20）、現像してレジ
ストパターンによる位相シフト部２０を形成する（図2
1）。これにより、光透過部１２と、遮光部１０と、位
相シフト部１１とを有する位相シフトマスクを得る。
【００１４】上記のように、シフター材として検討され
ているＳＯＧ等の無機物質を用いると、シフター材のス
ピンコート、エッチング（当然異方性が望ましい）等マ
スク製作プロセスが複雑であるが、これに比して、シフ
ター材をＥＢレジストにすると、比較的容易に位相シフ
トマスクを製作することが可能である。
ているＳＯＧ等の無機物質を用いると、シフター材のス
ピンコート、エッチング（当然異方性が望ましい）等マ
スク製作プロセスが複雑であるが、これに比して、シフ
ター材をＥＢレジストにすると、比較的容易に位相シフ
トマスクを製作することが可能である。
【００１５】しかし、ＥＢレジストは光の透過率が低い
ため、これを用いて例えばポジ型のフォトレジストを露
光すると、理想的には図５（ａ）に示すようにシフター
を通らない透過部からの光でパターニングされたスペー
スの幅Ｌ1 と、シフターを透過した位相シフト部を通る
光でパターニングされたスペースの幅Ｌ3 とが同じであ
るべきものなのに、図５（ｂ）のように、シフター透過
の光でパターニングされたスペースの幅Ｌ3 ′が狭くな
り、スペース間のラインの幅Ｌ2 ′も設計からずれてし
まう。このように、開口部の幅が互い違いに開いてしま
い、実デバイスへの応用には極めて問題である。
ため、これを用いて例えばポジ型のフォトレジストを露
光すると、理想的には図５（ａ）に示すようにシフター
を通らない透過部からの光でパターニングされたスペー
スの幅Ｌ1 と、シフターを透過した位相シフト部を通る
光でパターニングされたスペースの幅Ｌ3 とが同じであ
るべきものなのに、図５（ｂ）のように、シフター透過
の光でパターニングされたスペースの幅Ｌ3 ′が狭くな
り、スペース間のラインの幅Ｌ2 ′も設計からずれてし
まう。このように、開口部の幅が互い違いに開いてしま
い、実デバイスへの応用には極めて問題である。
【００１６】上記は、ＥＢレジストを例にとって説明し
たが、光透過率が低い位相シフト材料についてはいずれ
も同様であり、光透過部（例えば石英部分）よりも光透
過率の小さい位相シフト材料であれば、このような問題
は何らかの形で生ずるものである。
たが、光透過率が低い位相シフト材料についてはいずれ
も同様であり、光透過部（例えば石英部分）よりも光透
過率の小さい位相シフト材料であれば、このような問題
は何らかの形で生ずるものである。
【００１７】
【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点を解決し
て、光透過率の低い位相シフト材料（シフター材）によ
り位相シフト部を形成する技術においても、パターン幅
の変動などの光透過率が低いことによる問題の生じない
ようにした位相シフト露光方法を提供しようとするもの
でり、また、これに用いる位相シフトマスクの作製方法
を提供しようとするものである。
て、光透過率の低い位相シフト材料（シフター材）によ
り位相シフト部を形成する技術においても、パターン幅
の変動などの光透過率が低いことによる問題の生じない
ようにした位相シフト露光方法を提供しようとするもの
でり、また、これに用いる位相シフトマスクの作製方法
を提供しようとするものである。
【００１８】
【問題点を解決するための手段】本出願の請求項１の発
明は、光透過部と、位相シフト部とを形成した第１の位
相シフトマスクと、該第１の位相シフトマスクとは、光
透過部と位相シフト部との位置を反転させて形成した第
２の位相シフトマスクとを用い、該第１の位相シフトマ
スクによる露光と、第２の位相シフトマスクによる露光
との少なくとも２度の露光によって多重露光することを
特徴とする位相シフト露光方法であり、これにより上記
目的を達成するものである。
明は、光透過部と、位相シフト部とを形成した第１の位
相シフトマスクと、該第１の位相シフトマスクとは、光
透過部と位相シフト部との位置を反転させて形成した第
２の位相シフトマスクとを用い、該第１の位相シフトマ
スクによる露光と、第２の位相シフトマスクによる露光
との少なくとも２度の露光によって多重露光することを
特徴とする位相シフト露光方法であり、これにより上記
目的を達成するものである。
【００１９】本出願の請求項２の発明は、位相シフトマ
スクが、光透過部と位相シフト部とが交互に形成された
ものであることを特徴とする請求項１に記載の位相シフ
ト露光方法であり、これにより上記目的を達成するもの
である。
スクが、光透過部と位相シフト部とが交互に形成された
ものであることを特徴とする請求項１に記載の位相シフ
ト露光方法であり、これにより上記目的を達成するもの
である。
【００２０】本出願の請求項３の発明は、位相シフト部
が、ＥＢレジストを位相シフト材料として形成されたこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の位相シフト露
光方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
が、ＥＢレジストを位相シフト材料として形成されたこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の位相シフト露
光方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００２１】本出願の請求項４の発明は、光透過部と、
位相シフト部とを形成した第１の位相シフトマスクと、
該第１の位相シフトマスクとは、光透過部と位相シフト
部との位置を反転させて形成した第２の位相シフトマス
クとの、少なくとも２つの位相シフトマスクを、同一の
レチクルより作製することを特徴とする位相シフトマス
クの作製方法であり、これにより上記目的を達成するも
のである。
位相シフト部とを形成した第１の位相シフトマスクと、
該第１の位相シフトマスクとは、光透過部と位相シフト
部との位置を反転させて形成した第２の位相シフトマス
クとの、少なくとも２つの位相シフトマスクを、同一の
レチクルより作製することを特徴とする位相シフトマス
クの作製方法であり、これにより上記目的を達成するも
のである。
【００２２】本出願の請求項５の発明は、位相シフト部
が、ＥＢレジストを位相シフト材料として形成されたこ
とを特徴とする請求項４に記載の位相シフトマスクの作
製方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
が、ＥＢレジストを位相シフト材料として形成されたこ
とを特徴とする請求項４に記載の位相シフトマスクの作
製方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００２３】
【作用】前述したようにＥＢレジストは一般に透過率が
低く、確かにこれをシフター材とすると位相シフトマス
ク形成工程が容易であり、また、コントラストを上げる
効果もあるものの、このような透過率の低いシフター材
は、シフターを通過した後の光は強度が下がる。このた
め例えばラインアンドスペースパターンにこのようなレ
ジストシフターの如き透過率の低いシフターを用いて例
えばレベンソン型位相シフト法を適用すると、フォトレ
ジストにポジ型を用いた場合、図５（ｂ）に示したよう
にシフター部に対応するウェハの開口部は細くなる。逆
にネガ型を用いれば線幅が細くなるわけで、一層問題は
深刻化する。
低く、確かにこれをシフター材とすると位相シフトマス
ク形成工程が容易であり、また、コントラストを上げる
効果もあるものの、このような透過率の低いシフター材
は、シフターを通過した後の光は強度が下がる。このた
め例えばラインアンドスペースパターンにこのようなレ
ジストシフターの如き透過率の低いシフターを用いて例
えばレベンソン型位相シフト法を適用すると、フォトレ
ジストにポジ型を用いた場合、図５（ｂ）に示したよう
にシフター部に対応するウェハの開口部は細くなる。逆
にネガ型を用いれば線幅が細くなるわけで、一層問題は
深刻化する。
【００２４】これに対し、本発明によれば、シフターの
配置を逆にしたマスクをもう一枚作成し、被露光材であ
るウェハ等を２度露光することにより、上記の問題を解
決することができる。
配置を逆にしたマスクをもう一枚作成し、被露光材であ
るウェハ等を２度露光することにより、上記の問題を解
決することができる。
【００２５】通常、例えば図１（ａ）のような位相シフ
トマスクを作成する場合、シフター部のＥＢレジストに
例えばネガ型レジストを使い、シフターとして残したい
部分をＥＢ描画する。現像すれば描画されなかった部分
は溶けて残らない。全く同じことを今度は例えばポジ型
のＥＢレジストを用いた場合、最初のマスクとはシフタ
ーの位置が完全に反転したマスクができあがる（図１
（ｂ））。こうして作られた２枚目のマスクを用いて、
被露光材であるウェハ等を２度露光すれば最終的にウェ
ハ等は均等な光強度で露光される。
トマスクを作成する場合、シフター部のＥＢレジストに
例えばネガ型レジストを使い、シフターとして残したい
部分をＥＢ描画する。現像すれば描画されなかった部分
は溶けて残らない。全く同じことを今度は例えばポジ型
のＥＢレジストを用いた場合、最初のマスクとはシフタ
ーの位置が完全に反転したマスクができあがる（図１
（ｂ））。こうして作られた２枚目のマスクを用いて、
被露光材であるウェハ等を２度露光すれば最終的にウェ
ハ等は均等な光強度で露光される。
【００２６】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。なお当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定されるものではない。
て説明する。なお当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定されるものではない。
【００２７】実施例１ 本実施例では、図１５〜図２１で示した工程に従って、
ＥＢレジストにより位相シフト部２０を形成し、図１
（ａ），（ｂ）に示す２枚の位相シフトマスクを形成し
た。ここではソマール製のスチレン系レジストであるＳ
ＥＬ−Ｎ５５２を用いた。その他好適に使用できるネガ
型ＥＢレジストとして、クロロメチル化スチレンを含む
ＣＭＳ−ＥＸ（Ｓ）（東ソー）、ポリグリシジルメタア
クリレートを含むＯＥＢＲ−１００（東京応化）、また
ＳＡＬ−６０１−ＥＲ７（シプレイ）などを挙げること
ができる。また、ここでは、０．４０μｍラインアンド
スペースパターンをｉ線で露光した場合をシミューレー
トした。そのシミュレーション結果を図２〜図４に示
す。シミュレーション計算に用いた各条件を以下に示
す。 λ＝３６５ｎｍ ＮＡ＝０．５０ σ＝０．５ Ｆｏｃｕｓ＝Ｂｅｓｔ Ｆｏｃｕｓ シフター透過率＝５０％
ＥＢレジストにより位相シフト部２０を形成し、図１
（ａ），（ｂ）に示す２枚の位相シフトマスクを形成し
た。ここではソマール製のスチレン系レジストであるＳ
ＥＬ−Ｎ５５２を用いた。その他好適に使用できるネガ
型ＥＢレジストとして、クロロメチル化スチレンを含む
ＣＭＳ−ＥＸ（Ｓ）（東ソー）、ポリグリシジルメタア
クリレートを含むＯＥＢＲ−１００（東京応化）、また
ＳＡＬ−６０１−ＥＲ７（シプレイ）などを挙げること
ができる。また、ここでは、０．４０μｍラインアンド
スペースパターンをｉ線で露光した場合をシミューレー
トした。そのシミュレーション結果を図２〜図４に示
す。シミュレーション計算に用いた各条件を以下に示
す。 λ＝３６５ｎｍ ＮＡ＝０．５０ σ＝０．５ Ｆｏｃｕｓ＝Ｂｅｓｔ Ｆｏｃｕｓ シフター透過率＝５０％
【００２８】図２は通常の（位相シフト法を用いない）
方法での露光の光強度ＩＢと図１（ａ）に示すマスクを
用いた場合の光強度ＩＡを表している。シフターがない
両側の光強度は位相シフト効果により確かに増している
が、シフターがある中央の光強度は逆に弱まっている。
同様に図３は図１（ｂ）のマスク（図１（ａ）のマスク
とシフター部が反転しているマスク）からの光強度を表
している。位置は入れ替わっているが傾向は図２と全く
同じである。図４は、２つの光強度を足し合わせたもの
と、通常露光及び透過率１００％のシフターを用いた場
合との比較をしている。図１（ａ）のマスクからの光
と、これとシフター部が反転している図１（ｂ）からの
光とが相補し合って、３本のほぼ同じ強度の光になって
いることがわかる。シフターの透過率に応じて適切な露
光量を選べば、高透過率の位相シフトマスクと同等の効
果が得られることが理解されよう。なお図１中、細点を
施して位相シフト材料が形成された部分を示し、ハッチ
ングを施してＣｒ等の遮光材料が形成された部分を示
す。
方法での露光の光強度ＩＢと図１（ａ）に示すマスクを
用いた場合の光強度ＩＡを表している。シフターがない
両側の光強度は位相シフト効果により確かに増している
が、シフターがある中央の光強度は逆に弱まっている。
同様に図３は図１（ｂ）のマスク（図１（ａ）のマスク
とシフター部が反転しているマスク）からの光強度を表
している。位置は入れ替わっているが傾向は図２と全く
同じである。図４は、２つの光強度を足し合わせたもの
と、通常露光及び透過率１００％のシフターを用いた場
合との比較をしている。図１（ａ）のマスクからの光
と、これとシフター部が反転している図１（ｂ）からの
光とが相補し合って、３本のほぼ同じ強度の光になって
いることがわかる。シフターの透過率に応じて適切な露
光量を選べば、高透過率の位相シフトマスクと同等の効
果が得られることが理解されよう。なお図１中、細点を
施して位相シフト材料が形成された部分を示し、ハッチ
ングを施してＣｒ等の遮光材料が形成された部分を示
す。
【００２９】２枚目のマスクは同じＥＢデータを用いれ
ばよいので、作製プロセスは１枚目と同じである。即
ち、本実施例では、図１（ａ）のマスクを作製したのと
同じレチクル（マスク原盤）を用いて、同じＥＢデータ
により、シフター部のみ反転した図１（ｂ）のマスクを
作成した。
ばよいので、作製プロセスは１枚目と同じである。即
ち、本実施例では、図１（ａ）のマスクを作製したのと
同じレチクル（マスク原盤）を用いて、同じＥＢデータ
により、シフター部のみ反転した図１（ｂ）のマスクを
作成した。
【００３０】以上ＥＢレジストと、ハードシフターの代
表例であるＳＯＧを例に説明してきたが、光源がＫｒＦ
レーザ，ＡｒＦレーザと短波長化すれば、ＳＯＧといえ
ども透過率は落ちることが知られている。ＥＢレジスト
に限らずシフターの低光透過率対策という意味では本発
明はハードシフター型の位相シフト法においても有効で
あり、利用できるものである。
表例であるＳＯＧを例に説明してきたが、光源がＫｒＦ
レーザ，ＡｒＦレーザと短波長化すれば、ＳＯＧといえ
ども透過率は落ちることが知られている。ＥＢレジスト
に限らずシフターの低光透過率対策という意味では本発
明はハードシフター型の位相シフト法においても有効で
あり、利用できるものである。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、光透過率の低い位相シ
フト材料（シフター材）により位相シフト部を形成する
技術においても、パターン幅の変動などの光透過率が低
いことによる問題の生じないようにした位相シフト露光
方法、及びこれに用いる位相シフトマスクの作製方法を
提供できる。
フト材料（シフター材）により位相シフト部を形成する
技術においても、パターン幅の変動などの光透過率が低
いことによる問題の生じないようにした位相シフト露光
方法、及びこれに用いる位相シフトマスクの作製方法を
提供できる。
【図１】実施例１で用いた１枚目の位相シフトマスク
（ａ）及び実施例１で用いた２枚目の位相シフトマスク
（ｂ）（位相シフトマスク（ａ）とはシフター部が反転
ている）の構成図である。
（ａ）及び実施例１で用いた２枚目の位相シフトマスク
（ｂ）（位相シフトマスク（ａ）とはシフター部が反転
ている）の構成図である。
【図２】位相シフトマスク（ａ）の光強度分布を比較の
場合とともに示す図である。
場合とともに示す図である。
【図３】位相シフトマスク（ｂ）の光強度分布を比較の
場合とともに示す図である。
場合とともに示す図である。
【図４】位相シフトマスク（ａ）及び位相シフトマスク
（ｂ）を併用した場合の作用を説明する光強度分布図で
ある。
（ｂ）を併用した場合の作用を説明する光強度分布図で
ある。
【図５】従来技術の問題点を示す図である。
【図６】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（１）。
形成工程を示す図である（１）。
【図７】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（２）。
形成工程を示す図である（２）。
【図８】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（３）。
形成工程を示す図である（３）。
【図９】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（４）。
形成工程を示す図である（４）。
【図10】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（５）。
形成工程を示す図である（５）。
【図11】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（６）。
形成工程を示す図である（６）。
【図12】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（７）。
形成工程を示す図である（７）。
【図13】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（８）。
形成工程を示す図である（８）。
【図14】従来の位相シフトマスク（ハードシフター）の
形成工程を示す図である（９）。
形成工程を示す図である（９）。
【図15】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（１）。
ー）の形成工程を示す図である（１）。
【図16】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（２）。
ー）の形成工程を示す図である（２）。
【図17】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（３）。
ー）の形成工程を示す図である（３）。
【図18】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（４）。
ー）の形成工程を示す図である（４）。
【図19】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（５）。
ー）の形成工程を示す図である（５）。
【図20】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（６）。
ー）の形成工程を示す図である（６）。
【図21】従来の位相シフトマスク（ＥＢレジストシフタ
ー）の形成工程を示す図である（７）。
ー）の形成工程を示す図である（７）。
【図22】位相シフトマスクの原理説明図である。
10 遮光部 11，11Ａ，11Ｂ 位相シフト部 12，12Ａ，12Ｂ 光透過部
Claims (5)
- 【請求項１】光透過部と、位相シフト部とを形成した第
１の位相シフトマスクと、 該第１の位相シフトマスクとは、光透過部と位相シフト
部との位置を反転させて形成した第２の位相シフトマス
クとを用い、 該第１の位相シフトマスクによる露光と、第２の位相シ
フトマスクによる露光との少なくとも２度の露光によっ
て多重露光することを特徴とする位相シフト露光方法。 - 【請求項２】位相シフトマスクが、光透過部と位相シフ
ト部とが交互に形成されたものであることを特徴とする
請求項１に記載の位相シフト露光方法。 - 【請求項３】位相シフト部が、ＥＢレジストを位相シフ
ト材料として形成されたことを特徴とする請求項１また
は２記載の位相シフト露光方法。 - 【請求項４】光透過部と、位相シフト部とを形成した第
１の位相シフトマスクと、 該第１の位相シフトマスクとは、光透過部と位相シフト
部との位置を反転させて形成した第２の位相シフトマス
クとの、少なくとも２つの位相シフトマスクを、 同一のレチクルより作製することを特徴とする位相シフ
トマスクの作製方法。 - 【請求項５】位相シフト部が、ＥＢレジストを位相シフ
ト材料として形成されたことを特徴とする請求項４に記
載の位相シフトマスクの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255792A JPH0683032A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 位相シフト露光方法及び位相シフトマスクの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255792A JPH0683032A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 位相シフト露光方法及び位相シフトマスクの作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0683032A true JPH0683032A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=17283702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4255792A Pending JPH0683032A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 位相シフト露光方法及び位相シフトマスクの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683032A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960042207A (ko) * | 1995-05-17 | 1996-12-21 | 김광호 | 투영노광방법 및 이에 사용되는 포토마스크 |
| US6541166B2 (en) | 2001-01-18 | 2003-04-01 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for lithographically printing tightly nested and isolated device features using multiple mask exposures |
| US6544721B1 (en) | 1998-06-16 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Multiple exposure method |
| US6713231B1 (en) | 2000-02-17 | 2004-03-30 | Renesas Technology Corporation | Method of manufacturing semiconductor integrated circuit devices |
| US7387867B2 (en) | 2003-10-23 | 2008-06-17 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
| JP2008172249A (ja) * | 2008-01-15 | 2008-07-24 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| US7919231B2 (en) | 2007-09-04 | 2011-04-05 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Photolithographic method and mask devices utilized for multiple exposures in the field of a feature |
| TWI475317B (zh) * | 2008-10-01 | 2015-03-01 | Hoya Corp | 光罩基底用基板套件、光罩基底套件、光罩套件及半導體裝置之製造方法 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4255792A patent/JPH0683032A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960042207A (ko) * | 1995-05-17 | 1996-12-21 | 김광호 | 투영노광방법 및 이에 사용되는 포토마스크 |
| US6544721B1 (en) | 1998-06-16 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Multiple exposure method |
| US6713231B1 (en) | 2000-02-17 | 2004-03-30 | Renesas Technology Corporation | Method of manufacturing semiconductor integrated circuit devices |
| US7172853B2 (en) | 2000-02-17 | 2007-02-06 | Renesas Technology Corp. | Method of manufacturing semiconductor integrated circuit devices |
| US6541166B2 (en) | 2001-01-18 | 2003-04-01 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for lithographically printing tightly nested and isolated device features using multiple mask exposures |
| US7387867B2 (en) | 2003-10-23 | 2008-06-17 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
| US7919231B2 (en) | 2007-09-04 | 2011-04-05 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Photolithographic method and mask devices utilized for multiple exposures in the field of a feature |
| US8268517B2 (en) | 2007-09-04 | 2012-09-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Photolithographic method and mask devices utilized for multiple exposures in the field of a feature |
| JP2008172249A (ja) * | 2008-01-15 | 2008-07-24 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| TWI475317B (zh) * | 2008-10-01 | 2015-03-01 | Hoya Corp | 光罩基底用基板套件、光罩基底套件、光罩套件及半導體裝置之製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |