JPH07234498A - 位相シフトマスク - Google Patents

位相シフトマスク

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JPH07234498A
JPH07234498A JP2648494A JP2648494A JPH07234498A JP H07234498 A JPH07234498 A JP H07234498A JP 2648494 A JP2648494 A JP 2648494A JP 2648494 A JP2648494 A JP 2648494A JP H07234498 A JPH07234498 A JP H07234498A
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JP
Japan
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light
semi
phase shift
light transmitting
shielding
Prior art date
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Pending
Application number
JP2648494A
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English (en)
Inventor
Hideo Shimizu
秀夫 清水
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半遮光部と光透過部とを備える位相シフトマ
スクについて、近接効果によるサブピークを低減して、
プロセスの余裕度を高め、実用化が容易な位相シフトマ
スクを提供する。 【構成】 半遮光部11と、第1の光透過部3Aと、該
第1の光透過部3Aと半遮光部11を介して隣り合う第
2の光透過部3Bとを備え、上記第1の光透過部3Aと
第2の光透過部3Bとは、互いに位相を異ならしめて透
過光を透過させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位相シフトマスクに関
する。本発明は、例えば、露光光を透過して露光を行う
露光用マスクとして利用することができる。
【0002】
【従来の技術】従来より、光透過部と、半遮光部とを備
えた位相シフトマスクが知られている。この種のもの
は、ハーフトーン型位相シフトマスクと称されている。
この種の位相シフトマスクは、通常、光透過部をなす開
口部と、若干の光透過率を持つ半遮光部とから成り、こ
の2つの部分の透過光には180°の位相差が与えられ
るように、シフターが設けられている。こうして位相の
異なる光の干渉効果により解像度を向上するとともに、
開口部以外の透過率を数〜数十%におさえることで、こ
の部分の解像もしくはレジストの膜減りを防いでいる。
【0003】ところが従来のこのようなハーフトーン型
位相シフトマスクでは、2つ以上のパターンが接近した
場合、回析光が干渉して光強度が解像限界以上になる部
分が出現する。即ち、従来の一般的なハーフトーン型位
相シフトマスクの構造を図5(平面)及び図6(断面)
に示すが、これは、ホールパターン用であれば、透明基
板1である石英基板上の全面に形成された半遮光膜(ハ
ーフトーン膜)1aとその下(もしくは上)に形成され
るシフター部2aから成る半遮光部11と、ハーフトー
ン半透過部もシフターもない光透過部10a,10bで
ある開口部で構成されている。この構造では、前記した
ように近接効果により高強度の部分ができる。即ち図7
に示すとおり、光透過部10a,10bからの光分布で
ある光ピーク10A,10Bの間に、ないことが望まし
いピーク(サブピーク10C)が発生してしまう。これ
はハーフトーン型位相シフトマスクの実用化の大きな障
害となっている。
【0004】なお図7は、TREPTONによるシミュ
レーション結果であるが、条件はNA:0.45、σ:
0.5のArFエキシマレーザ光源(λ=248nm)
を使用した。ハーフトーンマスクのパラメータは半遮光
部11であるハーフトーン部の透過率10%、光透過部
10a,10bをなす開口部のサイズはウェハ上0.3
7μmで、0.3μmホールパターンの形成を前提とし
たものである。ホール間距離は中心間で1.0μmであ
る(サイズは全てウェハ上のものである)。
【0005】
【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点を解決し
て、半遮光部と光透過部とを備える位相シフトマスクに
ついて、近接効果によるサブピークを低減して、プロセ
スの余裕度を高め、もって実用化が容易な位相シフトマ
スクを提供することを目的とする。
【0006】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項1の発明
は、半遮光部と、第1の光透過部と、該第1の光透過部
と半遮光部を介して隣り合う第2の光透過部とを備え、
上記第1の光透過部と第2の光透過部とは、互いに位相
を異ならしめて透過光を透過させることを特徴とする位
相シフトマスクであって、これにより上記目的を達成す
るものである。
【0007】本出願の請求項2の発明は、前記半遮光部
は、第1または第2の光透過部のいずれかの周辺領域の
みにおいて、該第1または第2の光透過部とは互いに位
相を異ならしめて透過光を半透過させることを特徴とす
る請求項1に記載の位相シフトマスクであって、これに
より上記目的を達成するものである。
【0008】本出願の請求項3の発明は、上記位相差を
与える位相シフト部のエッジ部分の一部が、上記隣り合
う光透過部の中間に位置する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マスクであって、これによ
り上記目的を達成するものである。
【0009】本出願の各発明において、半遮光部とは、
その透過率が0%よりは大きいものを言うが、位相シフ
ト効果の面で、0%を超え30%以下であることが良
い。実用的に好ましくは6%以上、16%以下が良い。
あまり透過率が低いと、シフター光と透過光との間での
位相シフト効果が少なく、透過率が大きいと、遮光部の
レジストが解像してしまうからである。
【0010】
【作用】本発明によれば、半遮光部と、第1の光透過部
と、互いに隣り合う第1の光透過部と第2の光透過部と
は、互いに位相を異ならしめて透過光を透過させるもの
である結果、従来同位相で光を透過させる光透過部同士
について近接効果によるサブピークが発生したのに対
し、これを低減することができる。よって、プロセスの
余裕度を高めることができ、これにより実用化が容易な
位相シフトマスクを得ることができた。
【0011】
【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。但し当然のことではあるが、本発明は図示の
実施例により限定を受けるものではない。
【0012】実施例1 この実施例は、図1(平面)及び図2(断面)に示すよ
うに、半遮光部11(半遮光膜1aであるハーフトーン
Crにより形成した)と、第1の光透過部3Aと、この
第1の光透過部3Aと半遮光部11を介して隣り合う第
2の光透過部3Bとを備え、これら第1の光透過部3A
と第2の光透過部3Bとは、互いに位相を異ならしめて
透過光を透過させる構成となっている。
【0013】第1、第2の光透過部3A,3Bの透過光
の位相を各々異ならしめるのは、本実施例においては、
一方の光透過部3B上には位相シフター部2を形成し、
他方の光透過部3Aは基板を堀り込むことによった。
【0014】また、本実施例における半遮光部11は、
第1または第2の光透過部3A,3Bのいずれかの周辺
のみにおいて、該第1または第2の光透過部3A,3B
とは互いに位相を異ならしめて透過光を半透過させる構
成のものである。具体的には、第1の光透過部3Aの周
囲のみにおいて、半遮光部11にシフター部2が設けら
れている。第1の光透過部3Aの周辺領域のみにおいて
半遮光部11に形成されるシフター部2を、特に符号2
1をもって示す。
【0015】また、上記位相差を与える位相シフト部
(シフター部)のエッジ部分の一部は、上記隣り合う光
透過部の中間に位置する。符号2Aで示すとおりであ
る。
【0016】本実施例のマスク(レチクル)の構造の詳
細を、更に説明する。本実施例においては、隣り合うホ
ールパターン用の光透過部3A,3Bに、540°(実
質180°)の位相差を持たせる。一方の光透過部3A
は従来構造と同様に、当該光透過部3Aをなす開口部の
位相シフト量が半遮光部11(ハーフトーンCr部)を
基準にして360°で、周囲がハーフトーンかつ位相シ
フト量180°のシフター部2(21)である。ただそ
のシフター部2(21)は、範囲が限定されており、光
透過部3Aを中心として、一辺が1μmの正方形(ウェ
ハ上。マスク上では5:1の場合5μmとなる)の範囲
となっている。
【0017】この大きさは、ハーフトーン法でホールを
形成する時、透過光の回折によりサブピークが生じる大
きさであるが、これがホール中心から0.5μm前後に
できることから、この場合の距離を決めている。但し、
NAやλで若干の変化はあるし、光透過部3A,3Bの
中間に1辺がくることが望ましいため、その距離によっ
ても変わってくる。
【0018】光透過部3Bの部分には、シフター部2が
形成される。この部分のシフター部を特に符号22で示
す。よってこの部分は、180°の位相シフトとなる。
そのまわりの半遮光部(ハーフトーンCr部)にはシフ
ターがないため、0°となる。そして光透過部3Aの回
りのシフターのエッジ部分では、強度が0になるため、
サブピークが打ち消されることになる。
【0019】なお本実施例において、半遮光部11にお
いて形成されるシフター部21の材料はネガ型EBレジ
ストとし、半遮光部11を構成するハーフトーンCr上
で180°位相反転をもたらす膜厚で形成した。光透過
部3Bのシフター部22の材料は、SOGとし、半遮光
部(ハーフトーンCr部)上で180°位相反転をもた
らす膜厚で形成した。更に詳細には、本実施例の半遮光
部(ハーフトーンCr)が透過光の位相をシフトさせる
量xは、x=20°であるので、半遮光部11における
シフター部21(即ち半遮光膜1aであるハーフトーン
Cr上に形成するシフター部21)は、該半遮光部11
に比して透過光を180°位相シフトさせる膜厚で形成
し、かつ、第1の光透過部3Aは、開口部(石英基板
1)を、透過光が340°位相シフトする量で掘り込
み、第2の光透過部3Bの方は、開口部(石英基板1)
に比して透過光を200°位相シフトさせる膜厚で形成
する。この結果、第1の光透過部3Aは、半遮光部11
を透過した光(即ち半遮光膜1aであるハーフトーンC
rを透過した光)に比して、−340−20°つまり−
360°(=0°)の位相シフト量になり、これによ
り、第2の光透過部は、同じく半遮光部11を透過した
とき(ハーフトーンCrを透過した光)に比して、20
0−20°つまり180°の位相シフト量になるので、
両光透過部3A,3Bを透過する光は、互いに位相反転
(位相シフト量180°)することになる。また、シフ
ター部21を透過する光は、半遮光部11を透過した光
に比して、180°位相シフトする。この結果、上述し
たように光透過部3A,3B間に540°(実質180
°)の位相差をもたせた構造としたのである。
【0020】このマスク(レチクル)を使用して露光し
た場合を図3に示す。光強度分布は30A,30Bで示
すとおりであり、図7で見られたサブピークが消滅、正
確には減衰し、ホールパターン以外の部分は0.2以下
に抑えられている。ここで言う強度はマスク透過直前の
光強度を1.0として、相対的に表したものである。
【0021】本実施例のマスク(レチクル)作成プロセ
スとしては、次のようなものを採用できる。
【0022】本実施例のマスクにおいては、半遮光膜1
a(ハーフトーンCr)の部分を透過した光は、位相に
してx度進むとする(図2では具体的には、x=20°
で示した)。まず通常の位相シフトマスクと同様に、E
B描画により遮光膜(ハーフトーンCr)にホールパタ
ーンを形成した後、EBレジストを剥離し、その後再度
EBレジストを塗布し、第1の光透過部3Aの基板部分
を、位相シフト量(360−x)°に相当する分、エッ
チングする(掘り込む)。その後、EBレジストを剥離
し、例えばSOGを、半遮光膜1a(ハーフトーンC
r)の部分に比して位相反転をもたらすd=λ/2(n
−1)×(180+x)/180の厚さに塗布し、その
上に再びEBレジストを塗布する。ここにシフターパタ
ーンを重ね合わせ描画し、現像後これをマスクにシフタ
ーとするSOGをエッチングして、シフター部22を形
成する。その後、ネガ型EBレジストを180°の位相
差を与える厚さに塗布し、シフター部21として残した
い部分を描画する。これを現像してレジストから成るシ
フター部21を形成する。以上により、シフター部2
1,22を有する本実施例のハーフトーン位相シフトマ
スクが得られた。
【0023】上記詳述したように、本実施例は、ハーフ
トーン型位相シフトマスクにおいて、隣接する開口パタ
ーンに180°の位相差を与える構造を有するものとし
たので、近接効果によるサブピークが低減でき、ハーフ
トーン位相シフト法のプロセスマージンが大きくなる。
【0024】特に本実施例は、マスクのハーフトーン部
の位相が、開口部の位相と180°異なる部分が、マス
クの1部分のみに限定されており、その部分が開口部の
周辺であるようにしたので、位相シフト効果が良好であ
る。
【0025】実施例2 この実施例の断面を、図4に示す。この実施例は、本発
明を単層ハーフトーン型位相シフトマスクであって、か
つ、掘り込み型のシフター部を有するマスクに適用した
ものである。
【0026】この実施例は、図4(断面)に示すよう
に、半遮光部11(半遮光膜1aであるハーフトーンC
rにより形成した)と、第1の光透過部3Aと、この第
1の光透過部3Aと半遮光部11を介して隣り合う第2
の光透過部3Bとを備え、これら第1の光透過部3Aと
第2の光透過部3Bとは、互いに位相を異ならしめて透
過光を透過させる構成となっている。
【0027】第1、第2の光透過部3A,3Bの透過光
の位相を各々異ならしめるのは、本実施例においては、
一方の光透過部3Bの部分の基板を掘り込んで、ここを
掘り込み型シフター部23から成る位相シフター部2と
し、他方の光透過部3Aにはこのようなシフター部は形
成しないことによった。
【0028】また、本実施例における半遮光部11は、
第1または第2の光透過部3A,3Bのいずれかの周辺
領域のみにおいて、該第1または第2の光透過部3A,
3Bとは互いに位相を異ならしめて透過光を半透過させ
る構成のものである。具体的には、第2の光透過部3B
の周囲のみにおいて、半遮光部11にシフター部2(レ
ジストシフター部21)が設けられている。
【0029】なお本実施例において、ハーフトーンCr
から成る半遮光膜1aは、位相を180°反転する厚さ
に形成され、よって、第1の光透過部3Aの周囲も位相
反転部になるが、この第1の光透過部3Aについては、
周辺領域のみでなく、周全域が位相反転部をなしてい
る。
【0030】本実施例の位相シフトマスクは、次のよう
にして形成できる。まず単層ハーフトーンクロムにより
半遮光膜1aを形成し、これを通常法によりエッチング
して光透過部3A,3Bに対応する位置にホールパター
ンを形成する。次にポジ型レジストを塗布し、EB描画
により一部のホール部分のみを開口する。これをマスク
に、一方のホール部分、即ち第2の光透過部3Bに対応
する部分について、エッチングを行い、ここを掘り込む
ことによって、第1、第2の光透過部3A,3B間に位
相差を形成する。さらにネガ型EBレジストを塗布し、
残したい部分を描画する。これを現像することにより、
レジストシフター部22を有する図4の位相シフトマス
クができあがる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、半遮光部と光透過部と
を備える位相シフトマスクについて、近接効果によるサ
ブピークを低減して、プロセスの余裕度を高めることが
できた。この結果、実用化が容易な位相シフトマスクを
提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の位相シフトマスクを平面で示すもの
である。
【図2】実施例1の位相シフトマスクを断面で示すもの
である。
【図3】実施例1の光等高線を示すものである。
【図4】実施例2の位相シフトマスクを断面で示すもの
である。
【図5】従来のハーフトーン型位相シフトマスクを平面
で示すものである。
【図6】従来のハーフトーン型位相シフトマスクを断面
で示すものである。
【図7】従来例の光等高線を示すものである。
【符号の説明】
1 基板 2 位相シフトマスク部(シフター部) 2A 位相シフトマスク部(シフター部)のエッジ 3A 第1の光透過部 3B 第2の光透過部 11 半遮光部 1a 半遮光膜(ハーフトーンCr) 21 レジストシフター部 22 SiO2 シフター部 23 掘り込み型シフター部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半遮光部と、第1の光透過部と、該第1の
    光透過部と半遮光部を介して隣り合う第2の光透過部と
    を備え、 上記第1の光透過部と第2の光透過部とは、互いに位相
    を異ならしめて透過光を透過させることを特徴とする位
    相シフトマスク。
  2. 【請求項2】前記半遮光部は、第1または第2の光透過
    部のいずれかの周辺領域のみにおいて、該第1または第
    2の光透過部とは互いに位相を異ならしめて透過光を半
    透過させることを特徴とする請求項1に記載の位相シフ
    トマスク。
  3. 【請求項3】上記位相差を与える位相シフト部のエッジ
    部分の一部が、上記隣り合う光透過部の中間に位置する
    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
    マスク。
JP2648494A 1994-02-24 1994-02-24 位相シフトマスク Pending JPH07234498A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005345920A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc 位相シフトマスクおよびその製造方法

Cited By (2)

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JP2005345920A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc 位相シフトマスクおよびその製造方法
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