JPH0695360A - 光学マスク - Google Patents
光学マスクInfo
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- JPH0695360A JPH0695360A JP24179792A JP24179792A JPH0695360A JP H0695360 A JPH0695360 A JP H0695360A JP 24179792 A JP24179792 A JP 24179792A JP 24179792 A JP24179792 A JP 24179792A JP H0695360 A JPH0695360 A JP H0695360A
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- Japan
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- light
- hole
- optical mask
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】透過光に位相差を与える位相シフタを有し、半
導体装置等の製造の際に使用される投影露光装置用の光
学マスクに関し、ホールパターンの解像力と焦点深度を
向上すること。 【構成】ホールパターン形成用窓４，10と、前記ホール
パターン形成用窓４，10の周囲に形成され、前記ホール
パターン形成用窓４，10を透過する光に対して１８０°
位相差のある八角形の第一の補助窓５，11とを含む。
導体装置等の製造の際に使用される投影露光装置用の光
学マスクに関し、ホールパターンの解像力と焦点深度を
向上すること。 【構成】ホールパターン形成用窓４，10と、前記ホール
パターン形成用窓４，10の周囲に形成され、前記ホール
パターン形成用窓４，10を透過する光に対して１８０°
位相差のある八角形の第一の補助窓５，11とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学マスクに関し、よ
り詳しくは、透過光に位相差を与える位相シフタを有
し、半導体装置等の製造の際に使用される投影露光装置
用の光学マスクに関する。
り詳しくは、透過光に位相差を与える位相シフタを有
し、半導体装置等の製造の際に使用される投影露光装置
用の光学マスクに関する。
【０００２】近年の超ＬＳＩの開発においては、高速
化、高集積化を実現するために、ハーフミクロン以下の
パターン形成が必要となってきた。このような微細化を
実現するために、パターン形成の基本であるリソグラフ
ィ工程では、量産性と解像性に優れた縮小投影露光装置
（ステッパー）の採用が必須のものとなっている。
化、高集積化を実現するために、ハーフミクロン以下の
パターン形成が必要となってきた。このような微細化を
実現するために、パターン形成の基本であるリソグラフ
ィ工程では、量産性と解像性に優れた縮小投影露光装置
（ステッパー）の採用が必須のものとなっている。
【０００３】しかし、装置の進歩よりも微細化が早く進
んだため、ステッパーの公称解像度を越えるパターンサ
イズの形成が要求されていおり、レジスト材料やレジス
トプロセスの改良により、装置の性能を限界まで引出す
必要がある。また、装置の限界を向上させる技術とし
て、光学マスクの一部に露光光の位相を反転させる位相
板を設けた位相シフト露光法がある。
んだため、ステッパーの公称解像度を越えるパターンサ
イズの形成が要求されていおり、レジスト材料やレジス
トプロセスの改良により、装置の性能を限界まで引出す
必要がある。また、装置の限界を向上させる技術とし
て、光学マスクの一部に露光光の位相を反転させる位相
板を設けた位相シフト露光法がある。
【０００４】
【従来の技術】位相シフト露光法では、０°と180 °の
位相シフタの回折光の干渉を利用し、解像力を向上させ
ている。
位相シフタの回折光の干渉を利用し、解像力を向上させ
ている。
【０００５】ところで、ホールを形成する際に使用する
光学マスクとしては、図４(a) に示すような補助パター
ン方式のものが提案されている。この光学マスクは、石
英基板４１の上に遮光膜４２を形成し、この遮光膜４２
に矩形状のホール形成用の窓４３を設けるとともに、そ
の窓４３の各辺の外側に間隔をおいて小さな開口寸法の
細長い補助窓４４ａ〜４４ｄを形成したものである。そ
して、補助窓４４ａ〜４４ｄには、ホール形成用の窓４
３を透過する光に対して 180°の位相差を与えるSiO2膜
４５が形成されている。
光学マスクとしては、図４(a) に示すような補助パター
ン方式のものが提案されている。この光学マスクは、石
英基板４１の上に遮光膜４２を形成し、この遮光膜４２
に矩形状のホール形成用の窓４３を設けるとともに、そ
の窓４３の各辺の外側に間隔をおいて小さな開口寸法の
細長い補助窓４４ａ〜４４ｄを形成したものである。そ
して、補助窓４４ａ〜４４ｄには、ホール形成用の窓４
３を透過する光に対して 180°の位相差を与えるSiO2膜
４５が形成されている。
【０００６】このような光学マスクによれば、図４(b)
に示すように、ホール形成用の窓４３を透過した光の振
幅（実線）と、補助窓を透過した光の振幅（一点鎖線）
が得られる。そして、それらを合成した場合の光の強度
は、図４(c) のようになり、ホール形成用の窓４３の下
の光強度が急峻に大きくなり、解像力が向上する。
に示すように、ホール形成用の窓４３を透過した光の振
幅（実線）と、補助窓を透過した光の振幅（一点鎖線）
が得られる。そして、それらを合成した場合の光の強度
は、図４(c) のようになり、ホール形成用の窓４３の下
の光強度が急峻に大きくなり、解像力が向上する。
【０００７】ところで、図４(a) のように、ホール形成
用の窓４３の四方に細長い補助窓４６ａ〜４６ｄを１つ
ずつ設けただけでは十分な解像力が得られないので、図
４(d) に示すように、さらにその四方に第２の補助窓４
６ａ〜４６ｄを形成した光学マスクも提案されている。
なお、この第２の補助窓４６ａ〜４６ｄは、ホール形成
用の窓４３と同じ位相の光を透過するように構成されて
いる。
用の窓４３の四方に細長い補助窓４６ａ〜４６ｄを１つ
ずつ設けただけでは十分な解像力が得られないので、図
４(d) に示すように、さらにその四方に第２の補助窓４
６ａ〜４６ｄを形成した光学マスクも提案されている。
なお、この第２の補助窓４６ａ〜４６ｄは、ホール形成
用の窓４３と同じ位相の光を透過するように構成されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した補
助窓４４ａ〜４４ｄ、４６ａ〜４６ｄのパターンは、縮
小投影露光装置の解像力以下の開口寸法に形成され、こ
れによりフォトレジストへの転写が回避される。
助窓４４ａ〜４４ｄ、４６ａ〜４６ｄのパターンは、縮
小投影露光装置の解像力以下の開口寸法に形成され、こ
れによりフォトレジストへの転写が回避される。
【０００９】このため、干渉を引き起こす補助窓４４ａ
〜４４ｄ、４６ａ〜４６ｄからの回折光の振幅が小さく
なるので、ライン＆スペースに使用される位相シフタ等
に比べて解像力の改善効果は十分に得られず、しかも、
焦点深度のズレに対するマージンも不十分である。
〜４４ｄ、４６ａ〜４６ｄからの回折光の振幅が小さく
なるので、ライン＆スペースに使用される位相シフタ等
に比べて解像力の改善効果は十分に得られず、しかも、
焦点深度のズレに対するマージンも不十分である。
【００１０】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、ホールパターンの解像力と焦点深度を向
上できる光学マスクを提供することを目的とする。
ものであって、ホールパターンの解像力と焦点深度を向
上できる光学マスクを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、ホールパターン形成用窓４，10と、前
記ホールパターン形成用窓４，10の周囲に形成され、前
記ホールパターン形成用窓４，10を透過する光に対して
１８０°位相差のある八角形の第一の補助窓５，11とを
有することを特徴とする光学マスクにより達成する。
例示するように、ホールパターン形成用窓４，10と、前
記ホールパターン形成用窓４，10の周囲に形成され、前
記ホールパターン形成用窓４，10を透過する光に対して
１８０°位相差のある八角形の第一の補助窓５，11とを
有することを特徴とする光学マスクにより達成する。
【００１２】または、図２に例示するように、前記第一
の補助窓11の外周に形成され、前記第一の補助窓11の各
辺に平行な辺を有するとともに、前記ホールパターン形
成用窓10の透過光と位相差のない光を透過する八角形の
第二の補助窓12を有することを特徴とする光学マスクに
よって達成する。
の補助窓11の外周に形成され、前記第一の補助窓11の各
辺に平行な辺を有するとともに、前記ホールパターン形
成用窓10の透過光と位相差のない光を透過する八角形の
第二の補助窓12を有することを特徴とする光学マスクに
よって達成する。
【００１３】
【作 用】 本発明によれば、ホール形成用窓４，10の
周囲に形成される補助窓５，11を八角形にしたので、補
助窓５，11からの回折による光をホール形成用窓４，10
に多く集めることができ、解像力及び焦点深度を向上す
ることができる。
周囲に形成される補助窓５，11を八角形にしたので、補
助窓５，11からの回折による光をホール形成用窓４，10
に多く集めることができ、解像力及び焦点深度を向上す
ることができる。
【００１４】また、その補助窓11の周囲にさらに第二の
補助窓12を形成すれば、さらに解像力、焦点深度が良く
なる。
補助窓12を形成すれば、さらに解像力、焦点深度が良く
なる。
【００１５】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例を示す光学マスクの平面図
と断面図である。
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例を示す光学マスクの平面図
と断面図である。
【００１６】図１において符号１は、露光波長がｉ線
（波長λ＝0.３６５μｍ）、レンズ開口数（NA）が0.５
４の縮小投影露光装置に用いる光学マスクである。この
光学マスク１を構成する石英製のマスク基板２の上には
クロムよりなる遮光膜３が成膜され、その遮光膜３には
ホール形成用の四角い窓４が形成されており、そのホー
ル形成用の窓４を通る光は位相シフトされずに透過する
ように構成されている。
（波長λ＝0.３６５μｍ）、レンズ開口数（NA）が0.５
４の縮小投影露光装置に用いる光学マスクである。この
光学マスク１を構成する石英製のマスク基板２の上には
クロムよりなる遮光膜３が成膜され、その遮光膜３には
ホール形成用の四角い窓４が形成されており、そのホー
ル形成用の窓４を通る光は位相シフトされずに透過する
ように構成されている。
【００１７】また、ホール形成用の窓４の周囲には間隔
をおいて正八角形の補助窓５が形成され、そのうち１つ
おきに配置される四つの辺は、ホール形成用窓４の各辺
に平行となっている。また、補助窓５の上には、入射光
を 180°位相シフトするためのSiO2膜６が形成されてい
る。
をおいて正八角形の補助窓５が形成され、そのうち１つ
おきに配置される四つの辺は、ホール形成用窓４の各辺
に平行となっている。また、補助窓５の上には、入射光
を 180°位相シフトするためのSiO2膜６が形成されてい
る。
【００１８】ところで、露光された後のパターンの大き
さを例示すると、次のようになる。ホール形成用の窓４
は、0.４×0.４μｍ2 の大きさに形成される。また、補
助窓５の正八角形の八つの各辺の中央線の中心からホー
ル形成用の窓４の中心までは、それぞれ等距離となり、
その距離は、ｉ線でNA＝0.５４の場合には一般に0.７λ
／NAであって、例えば0.５５μｍとなっている。さら
に、補助窓５の直線部分の幅は、ｉ線でNA＝0.５４の場
合には一般に0.２λ／NAであって、例えば0.１５μｍと
なるように構成されている。
さを例示すると、次のようになる。ホール形成用の窓４
は、0.４×0.４μｍ2 の大きさに形成される。また、補
助窓５の正八角形の八つの各辺の中央線の中心からホー
ル形成用の窓４の中心までは、それぞれ等距離となり、
その距離は、ｉ線でNA＝0.５４の場合には一般に0.７λ
／NAであって、例えば0.５５μｍとなっている。さら
に、補助窓５の直線部分の幅は、ｉ線でNA＝0.５４の場
合には一般に0.２λ／NAであって、例えば0.１５μｍと
なるように構成されている。
【００１９】このような実施例によれば、八角形の補助
窓４の存在により、ホール形成用の四角い窓４の各辺に
平行に補助パターンが配置され、しかも、その四つの角
部の近傍に斜めの補助パターンが存在していることにな
る。
窓４の存在により、ホール形成用の四角い窓４の各辺に
平行に補助パターンが配置され、しかも、その四つの角
部の近傍に斜めの補助パターンが存在していることにな
る。
【００２０】そして、それらの補助パターンの各辺の中
央は、ホール形成用の窓４の中心から等距離となってい
るために、図４(a) に示す従来の光学マスクに比べて補
助窓５からの回折光の干渉によるトータルの振幅が増加
し、ホール形成用窓４の下の光強度分布が急峻になる。
央は、ホール形成用の窓４の中心から等距離となってい
るために、図４(a) に示す従来の光学マスクに比べて補
助窓５からの回折光の干渉によるトータルの振幅が増加
し、ホール形成用窓４の下の光強度分布が急峻になる。
【００２１】この場合のホール形成用窓４の下の光強度
ピークと焦点位置の関係を、従来との比較において示す
と、図３のようになり、焦点ズレがない場合（焦点位置
＝０μｍ）のみならず、焦点位置がズレた場合でも光強
度が大きくなっていることがわかる。
ピークと焦点位置の関係を、従来との比較において示す
と、図３のようになり、焦点ズレがない場合（焦点位置
＝０μｍ）のみならず、焦点位置がズレた場合でも光強
度が大きくなっていることがわかる。
【００２２】この結果、解像力及び焦点深度が向上す
る。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図２は、本発明の第３実施例の光学マスクを示す平面図
及び断面図である。
る。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図２は、本発明の第３実施例の光学マスクを示す平面図
及び断面図である。
【００２３】図２において符号７は、露光波長がｉ線、
レンズ開口数（NA）が0.５４の縮小投影露光装置に用い
る光学マスクである。この光学マスク７を構成する石英
製のマスク基板８の上にはクロムよりなる遮光膜９が成
膜され、その遮光膜９には、第１実施例と同様な条件で
四角いホール形成用の窓１０と正八角形の補助窓１１が
形成されている。
レンズ開口数（NA）が0.５４の縮小投影露光装置に用い
る光学マスクである。この光学マスク７を構成する石英
製のマスク基板８の上にはクロムよりなる遮光膜９が成
膜され、その遮光膜９には、第１実施例と同様な条件で
四角いホール形成用の窓１０と正八角形の補助窓１１が
形成されている。
【００２４】また、補助窓１１の周囲には、等間隔をお
いて一回り大きな正八角形の第二の補助窓１２が形成さ
れ、第二の補助窓１２の各辺は第一の補助窓１１の各辺
と平行になって配置されている。さらに、第二の補助窓
１２は、ホール形成用の窓１０と同様に０°位相シフト
となっている。
いて一回り大きな正八角形の第二の補助窓１２が形成さ
れ、第二の補助窓１２の各辺は第一の補助窓１１の各辺
と平行になって配置されている。さらに、第二の補助窓
１２は、ホール形成用の窓１０と同様に０°位相シフト
となっている。
【００２５】ここで、第二の補助窓１２の八つの各辺の
中央線の中心からホール形成用の窓１０の中点までの距
離は、ｉ線、NA＝0.５４の場合には一般に１．２λ／NA
であって、例えば0.８５μｍとする。また、第二の補助
窓１２の直線部分の幅は、第一の補助窓１１と同様に、
例えば0.１５μｍに形成されている。
中央線の中心からホール形成用の窓１０の中点までの距
離は、ｉ線、NA＝0.５４の場合には一般に１．２λ／NA
であって、例えば0.８５μｍとする。また、第二の補助
窓１２の直線部分の幅は、第一の補助窓１１と同様に、
例えば0.１５μｍに形成されている。
【００２６】なお、符号１３は、第一の補助窓１２の上
に形成され、位相シフトを調整するためのSiO2膜を示し
ている。以上のような実施例によれば、第１実施例の八
角形の補助窓１１のみならず、その外側に第二の補助窓
１２を形成している。これにより、ホール形成用の窓１
０から出る光は、第二の補助窓１２で回折した光と干渉
してその光強度が大きくなり、ホール形成用の窓１０の
下の光強度分布が急峻になる。
に形成され、位相シフトを調整するためのSiO2膜を示し
ている。以上のような実施例によれば、第１実施例の八
角形の補助窓１１のみならず、その外側に第二の補助窓
１２を形成している。これにより、ホール形成用の窓１
０から出る光は、第二の補助窓１２で回折した光と干渉
してその光強度が大きくなり、ホール形成用の窓１０の
下の光強度分布が急峻になる。
【００２７】そのホール形成用の窓１０の下の光強度の
ピークと焦点位置を、図４(d) に示す従来の光学マスク
との比較において示すと、図３のようになり、焦点ズレ
がない場合（焦点位置＝０μｍ）のみならず、焦点位置
がズレた場合でも光強度が大きくなり、解像力及び焦点
深度が向上していることがわかる。
ピークと焦点位置を、図４(d) に示す従来の光学マスク
との比較において示すと、図３のようになり、焦点ズレ
がない場合（焦点位置＝０μｍ）のみならず、焦点位置
がズレた場合でも光強度が大きくなり、解像力及び焦点
深度が向上していることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ホー
ル形成用窓の周囲に形成される補助窓を八角形にしたの
で、補助窓からの回折による光をホール形成用窓に多く
集めることができ、解像力及び焦点深度を向上すること
ができる。
ル形成用窓の周囲に形成される補助窓を八角形にしたの
で、補助窓からの回折による光をホール形成用窓に多く
集めることができ、解像力及び焦点深度を向上すること
ができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す平面図及び側断面図
ある。
ある。
【図２】本発明の第２実施例を示す平面図及び側断面図
である。
である。
【図３】本発明の第１，第２実施例の光学マスクと従来
の光学マスクのピーク光強度を示す測定図である。
の光学マスクのピーク光強度を示す測定図である。
【図４】従来例を示す光学マスクの平面図と、光の振
幅、強度を示す波形図である。
幅、強度を示す波形図である。
１ 光学マスク ２ マスク基板 ３ 遮光膜 ４ 窓 ５ 補助窓 ６ SiO2膜 ７ 光学マスク ８ マスク基板 ９ 遮光膜 １０ 窓 １１ 第一の補助窓 １２ 第二の補助窓 １３ SiO2膜
Claims (2)
- 【請求項１】ホールパターン形成用窓（４，10）と、 前記ホールパターン形成用窓（４，10）の周囲に形成さ
れ、前記ホールパターン形成用窓（４，10）を透過する
光に対して１８０°位相差のある八角形の第一の補助窓
（５，11）とを有することを特徴とする光学マスク。 - 【請求項２】前記第一の補助窓（11）の外周に形成さ
れ、前記第一の補助窓（11）の各辺に平行な辺を有する
とともに、前記ホールパターン形成用窓（10）の透過光
と位相差のない光を透過する八角形の第二の補助窓（1
2）を有することを特徴とする請求項１記載の光学マス
ク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24179792A JPH0695360A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 光学マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24179792A JPH0695360A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 光学マスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695360A true JPH0695360A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17079657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24179792A Withdrawn JPH0695360A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 光学マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695360A (ja) |
Cited By (10)
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-
1992
- 1992-09-10 JP JP24179792A patent/JPH0695360A/ja not_active Withdrawn
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