JPH07253649A - Mask for exposure and projection aligning method - Google Patents

Mask for exposure and projection aligning method

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JPH07253649A
JPH07253649A JP4361694A JP4361694A JPH07253649A JP H07253649 A JPH07253649 A JP H07253649A JP 4361694 A JP4361694 A JP 4361694A JP 4361694 A JP4361694 A JP 4361694A JP H07253649 A JPH07253649 A JP H07253649A
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JP
Japan
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light
film
exposure
pattern
mask
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JP4361694A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Ito
信一 伊藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • 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

PURPOSE:To provide a mask for exposure capable of improving the resolving power for isolated patterns and depth of focus to an equal level as the periodic patterns in a Levenson type phase shift method and improving the accuracy of pattern exposure. CONSTITUTION:This mask for exposure formed with desired mask patterns on a light transmissive substrate 101 has a first film 104 which is so formed as to have opening patterns on this light transmissive substrate 101 and has light shieldability to both of a first exposing wavelength lambda1 and a second exposing wavelength lambda2 and a second film 103 which is formed selectively in the opening patterns of the first film 104, has light transmissivity at the first exposing wavelength lambda1, imparts a phase difference of 180 deg. to the transmitted light and has light shieldability at the second exposing wavelength lambda2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
のリソグラフィーに用いられる投影露光技術に係わり、
特に位相シフト効果を利用した露光用マスクとこれを用
いた投影露光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure technique used for lithography in a semiconductor device manufacturing process,
In particular, the present invention relates to an exposure mask using a phase shift effect and a projection exposure method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体技術の進歩と共に、半導体
素子の高速化,高集積化が進められており、これに伴い
パターンの微細化の必要性は益々高くなり、パターン寸
法も微細化,高精度化が要求されるようになっている。
この要求を満たす目的で、露光光源に遠紫外光など短波
長の光が用いられるようになってきた。しかし、今後露
光光源に用いられようとしているKrFエキシマレーザ
の248nmの発振線を露光光に用いたプロセスでは、
専用のレジストは化学増幅型レジストが開発されつつあ
るものの未だ研究段階にある。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor technology has progressed, semiconductor devices have been becoming faster and more highly integrated. With this trend, the need for finer patterns has become even higher, and the pattern dimensions have become finer and higher. Precision is required.
For the purpose of satisfying this requirement, short-wavelength light such as far-ultraviolet light has been used as an exposure light source. However, in the process using the 248 nm oscillation line of the KrF excimer laser, which is about to be used as the exposure light source in the future, in the exposure light,
Although a chemically amplified resist is being developed, a dedicated resist is still in the research stage.

【0003】そこで最近、露光光源を変えずにパターン
寸法を微細化をする試みが成されてきている。その一つ
の手法として、位相シフト法がある。この手法は、光透
過部に部分的に位相反転層を設け、隣接するパターンで
光の負の干渉を生ぜしめてパターン精度の向上を図るも
のである。
Therefore, recently, attempts have been made to reduce the pattern size without changing the exposure light source. A phase shift method is one of the methods. This method is intended to improve the pattern accuracy by partially providing a phase inversion layer in the light transmitting portion and causing negative interference of light in adjacent patterns.

【0004】位相シフト法の中でとりわけ解像性能が向
上する手法に、レベンソン型位相シフト法(特公昭62
−50811号公報)がある。この手法では、遮光パタ
ーンが配置されたマスクで、光透過部の交互に位相シフ
タを設けている。この位相シフタを位相シフタを配置し
ていない部分を透過した光に対し180°反転するよう
調整することで、パターン相互で光の負の干渉を生じさ
せ解像性能を向上させる。
Among the phase shift methods, the Levenson-type phase shift method (Japanese Patent Publication No.
No. 50811). In this method, a mask having a light-shielding pattern is provided, and phase shifters are alternately provided in the light transmitting portions. By adjusting this phase shifter so as to invert 180 ° with respect to the light transmitted through the portion where the phase shifter is not arranged, negative interference of light is generated between the patterns to improve the resolution performance.

【0005】しかしながら、レベンソン型位相シフト法
は、周期的パターンに対して解像性能及び焦点深度の向
上が大きい反面、孤立パターンでは効果が無いなどパタ
ーン配置に制約があった。
However, the Levenson-type phase shift method has a large improvement in the resolution performance and the depth of focus with respect to the periodic pattern, but on the other hand, there is a limitation in the pattern arrangement such that the isolated pattern has no effect.

【0006】一方、遮光膜に隣接する領域とこれに隣接
する主開口部との位相差を180°として位相シフト効
果を生じさせる手法(エッジ遮光法)、或いは半透明膜
に位相シフト効果を持たせる手法(ハーフトーン法)を
適用することで、孤立パターンに対し解像力及び焦点深
度の向上を成すことが可能である。しかし、これらの手
法では、レベソン型位相シフト法のように飛躍的な向上
効果を得ることは難しかった。
On the other hand, a method of producing a phase shift effect by setting the phase difference between the region adjacent to the light-shielding film and the main opening adjacent to the light-shielding film to 180 ° (edge light-shielding method) or the semitransparent film having the phase-shifting effect. By applying the method (halftone method), it is possible to improve the resolution and the depth of focus for an isolated pattern. However, with these methods, it was difficult to obtain a dramatic improvement effect like the Lebeson type phase shift method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、エッ
ジ遮光法やハーフトーン法により孤立パターンに対する
解像力及び焦点深度を多少は向上させることができる
が、レベンソン型位相シフト法における周期的パターン
と同等に孤立パターンに対する解像力及び焦点深度を向
上させることは困難であった。
As described above, although the resolution and depth of focus for an isolated pattern can be improved to some extent by the edge shading method or the halftone method, it is equivalent to the periodic pattern in the Levenson type phase shift method. It has been difficult to improve the resolution and depth of focus for isolated patterns.

【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、レベンソン型位相シフ
ト法における周期的パターンと同等に孤立パターンに対
する解像力及び焦点深度を向上させることができ、パタ
ーン露光精度の向上をはかり得る露光用マスク及び投影
露光方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to improve the resolving power and the depth of focus for an isolated pattern as well as the periodic pattern in the Levenson-type phase shift method. An object of the present invention is to provide an exposure mask and a projection exposure method capable of improving the pattern exposure accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、孤立パ
ターンに対しては周期パターン露光と孤立パターン露光
を組み合わせることで解像性能と焦点深度の向上をはか
り、周期パターンに対してはレベンソン型位相シフト法
を適用することで、より解像性能と焦点深度の向上をは
かることにある。
The essence of the present invention is to improve the resolution performance and the depth of focus by combining periodic pattern exposure and isolated pattern exposure for isolated patterns and to improve the Levenson for periodic patterns. By applying the type phase shift method, the resolution and the depth of focus can be improved.

【0010】即ち、本発明(請求項1)は、透光性基板
上に所望のマスクパターンを形成した露光用マスクにお
いて、透光性基板上に開口パターンを有するように形成
され、第1の露光波長と第2の露光波長のいずれにおい
ても遮光性を有する第1の膜と、第1の膜の開口パター
ンに選択的に形成され、第1の露光波長において透光性
を有し透過光に対して所望の位相差を与え且つ第2の露
光波長において遮光性を有する第2の膜とを具備してな
ることを特徴とする。
That is, the present invention (Claim 1) is an exposure mask in which a desired mask pattern is formed on a transparent substrate, and is formed so as to have an opening pattern on the transparent substrate. A first film having a light-shielding property at both the exposure wavelength and the second exposure wavelength, and a transmitted light having a light-transmitting property at the first exposure wavelength, which is selectively formed in the opening pattern of the first film. And a second film having a light shielding property at the second exposure wavelength.

【0011】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 第2の膜を透過する第1の露光波長の光は、透光性
基板を透過する光に対し180°の整数倍の位相差を持
つこと。 (2) 露光用マスクの製法として、透光性基板上に第1の
露光波長に対し透光性を有し透過光に対して所望の位相
差を与え且つ第2の露光波長に対し遮光性を有するよう
に調整された第2の膜を形成する工程と、第1の露光波
長と第2の露光波長のいずれにおいても遮光性を有する
第1の膜を形成する工程と、第1の膜を部分的に除去す
る工程と、第1の膜の除去された領域から露出する第2
の膜を部分的に除去する工程とを含むこと。 (3) 露光用マスクの製法として、透光性基板上に第1の
露光波長に対し透光性を有し透過光に対して所望の位相
差を与え且つ第2の露光波長に対し遮光性を有するよう
に調整された第2の膜を形成する工程と、第2の膜を部
分的に除去する工程と、第1の露光波長と第2の露光波
長のいずれにおいても遮光性を有する第1の膜からなる
パターンを形成する工程とを含むこと。 (4) 露光用マスクの製法として、透光性基板を部分的に
エッチングする工程と、少なくともエッチングした領域
に第1の露光波長に対し透光性を有し透過光に対して所
望の位相差を与え且つ第2の露光波長に対し遮光性を有
するように調整された第2の膜を形成する工程と、第2
の膜を部分的に除去する工程と、第1の露光波長と第2
の露光波長のいずれにおいても遮光性を有する第1の膜
からなるパターンを形成する工程を含む露光マスク製造
方法を提供している。 (5) 第1の膜からなるパターンが周期性を有し、且つ所
望のパターンが第1の膜からなるパターンと第2の膜か
らなるパターンの和により現わされること。
Here, the following are preferred embodiments of the present invention. (1) The light having the first exposure wavelength that passes through the second film has a phase difference that is an integral multiple of 180 ° with respect to the light that passes through the transparent substrate. (2) As a method of manufacturing an exposure mask, a transparent substrate is translucent to the first exposure wavelength, gives a desired phase difference to the transmitted light, and has a light shielding property to the second exposure wavelength. Forming a second film adjusted so that the first film has a light-shielding property at both the first exposure wavelength and the second exposure wavelength, and the first film Partially removing the first and second portions exposed from the removed region of the first film.
Partially removing the film of the above. (3) As a method of manufacturing an exposure mask, a light-transmitting substrate has a light-transmitting property with respect to a first exposure wavelength, gives a desired phase difference to transmitted light, and has a light-shielding property with respect to a second exposure wavelength. Forming a second film adjusted so as to have a light-shielding property at both the first exposure wavelength and the second exposure wavelength, and a step of partially removing the second film. 1. forming a pattern made of the film of 1. (4) As a method of manufacturing an exposure mask, a step of partially etching a transparent substrate, and at least the etched region is transparent to the first exposure wavelength and has a desired phase difference with respect to the transmitted light. And forming a second film adjusted to have a light-shielding property with respect to the second exposure wavelength;
Partially removing the film of the first exposure wavelength and the second exposure wavelength
There is provided an exposure mask manufacturing method including a step of forming a pattern made of a first film having a light shielding property at any of the exposure wavelengths. (5) The pattern made of the first film has periodicity, and the desired pattern is expressed by the sum of the pattern made of the first film and the pattern made of the second film.

【0012】また、本発明(請求項2)は、透光性基板
上に所望のマスクパターンを形成した露光用マスクにお
いて、透光性基板上に開口パターンを有するように形成
され、第1の露光波長と第2の露光波長のいずれにおい
ても遮光性を有する第1の膜と、第1の膜の開口パター
ンに選択的に形成され、第1の露光波長において透光性
を有し且つ第2の露光波長において遮光性を有する第2
の膜と、第1の膜の開口パターンに選択的に形成され、
第1の露光波長において透光性を有し且つ透過光に対し
て所望の位相差を与える第3の膜とを具備してなること
を特徴とする。
According to the present invention (claim 2), in an exposure mask in which a desired mask pattern is formed on a transparent substrate, the exposure mask is formed to have an opening pattern on the transparent substrate. A first film having a light-shielding property at both the exposure wavelength and the second exposure wavelength, and an opening pattern of the first film, which is selectively formed and has a light-transmitting property at the first exposure wavelength. Second having a light shielding property at an exposure wavelength of 2
Film and the opening pattern of the first film are selectively formed,
And a third film having a light-transmitting property at a first exposure wavelength and giving a desired phase difference to the transmitted light.

【0013】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 第3の膜を透過する第1の露光波長の光は、透光性
基板を透過する光に対し180°の整数倍の位相差を持
つこと。 (2) 第2の膜を透過する第1の露光波長の光は透光性基
板を透過する光に対し180°の奇数倍(又は偶数倍)
の位相差を持ち、第3の膜を透過する第1の露光波長の
光は透光性基板を透過する光に対し180°の整数倍
(又は奇数倍)の位相差を持つこと。 (3) 第1の露光波長において第2の膜と第3の膜を透過
する光の位相が180°の奇数倍異なり、且つ透光性基
板の開孔部と透光性基板の開孔部に隣接する第2の膜乃
至第3の膜を透過する光の位相が180°の奇数倍異な
るように調整されたこと。 (4) 露光用マスクの製法として、第1の露光波長と第2
の露光波長のいずれにおいても遮光性を有する第1の膜
を形成する工程と、第1の膜の少なくとも一部を除去し
第1の膜からなるパターンを形成する工程と、第1の露
光波長において透光性を有し透光性基板を透過する光に
対し180°の奇数倍の位相差を持つように調整された
第2の膜からなるパターンを形成する工程と、第1の露
光波長において透光性を有し透光性基板を透過する光に
対し180°の偶数倍の位相差を持つように調整された
第3の膜からなるパターンを形成する工程とを含むこ
と。 (5) 第1の膜からなるパターンが周期性を有し、且つ所
望のパターンが第1の膜からなるパターンと第2の膜か
らなるパターンの和により現わされること。
The preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) The light having the first exposure wavelength that passes through the third film has a phase difference that is an integral multiple of 180 ° with respect to the light that passes through the transparent substrate. (2) The light of the first exposure wavelength transmitted through the second film is an odd multiple of 180 ° (or an even multiple) of the light transmitted through the transparent substrate.
The light having the first exposure wavelength that has a phase difference of ## EQU3 ## and has a phase difference that is an integral multiple (or an odd multiple) of 180 ° with respect to the light that transmits the transparent substrate. (3) The phase of light transmitted through the second film and the third film at the first exposure wavelength is different by an odd multiple of 180 °, and the aperture of the translucent substrate is different from that of the translucent substrate. The phase of light transmitted through the second film to the third film adjacent to is adjusted to be different by an odd multiple of 180 °. (4) The first exposure wavelength and the second
The step of forming a first film having a light-shielding property at any of the exposure wavelengths, the step of removing at least a part of the first film to form a pattern made of the first film, and the first exposure wavelength A step of forming a pattern composed of a second film having a light-transmitting property and adjusted so as to have a phase difference of an odd multiple of 180 ° with respect to the light transmitted through the light-transmitting substrate; (3) forming a pattern made of a third film having a light-transmitting property and having a phase difference adjusted to an even multiple of 180 ° with respect to light transmitted through the light-transmitting substrate. (5) The pattern made of the first film has periodicity, and the desired pattern is expressed by the sum of the pattern made of the first film and the pattern made of the second film.

【0014】また、本発明(請求項3)は、マスクに形
成されたパターンを被露光基板上に転写する投影露光方
法において、透光性基板上に第1の露光波長と第2の露
光波長のいずれにおいても遮光性を有する第1の膜が開
口パターンを有するように形成され、第1の露光波長に
おいて透光性を有し透過光に対して所望の位相差を与え
且つ第2の露光波長において遮光性を有する第2の膜が
第1の膜の開口パターンに選択的に形成された露光用マ
スクを用い、光軸に対し同一位置で露光用マスクに対す
る照射を第1の露光波長と第2の露光波長で2度行い、
第1及び第2の露光波長により得られる各マスク像を被
露光基板上の同一位置に投影させることを特徴とする。
The present invention (claim 3) is a projection exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate to be exposed, wherein the first exposure wavelength and the second exposure wavelength are provided on the transparent substrate. In any of the above, the first film having a light-shielding property is formed to have an opening pattern, has a light-transmitting property at the first exposure wavelength, gives a desired phase difference to the transmitted light, and has a second exposure. An exposure mask in which a second film having a light blocking property at a wavelength is selectively formed in the opening pattern of the first film is used, and the exposure mask is irradiated at the same position with respect to the optical axis as the first exposure wavelength. Do it twice at the second exposure wavelength,
Each of the mask images obtained by the first and second exposure wavelengths is projected onto the same position on the substrate to be exposed.

【0015】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 露光用マスクに対する照射は、投影露光装置の露光
波長を第1の露光波長と第2の露光波長を同時に選択す
ることで、1度で成されること。 (2) 露光用マスクに対する照射は、投影露光装置の露光
波長を第1の露光波長と第2の露光波長を別々に選択す
ることで、2度で成されること。 (3) 被露光基板上に、第1の露光波長と第2の露光波長
のいずれに対しても感光性を有する感光性材料が形成さ
れること。 (4) 被露光基板上に第2の露光波長に感光し且つ第1の
露光波長に殆ど感光しない第1の感光性樹脂膜が形成さ
れ、且つこの上に第1の露光波長により感光する第2の
感光性樹脂膜が形成されること。
The preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) Irradiation to the exposure mask should be performed once by selecting the first exposure wavelength and the second exposure wavelength of the projection exposure apparatus at the same time. (2) Irradiation on the exposure mask is performed twice by selecting the exposure wavelength of the projection exposure apparatus separately for the first exposure wavelength and the second exposure wavelength. (3) A photosensitive material having photosensitivity to both the first exposure wavelength and the second exposure wavelength is formed on the substrate to be exposed. (4) A first photosensitive resin film, which is exposed to the second exposure wavelength and hardly exposed to the first exposure wavelength, is formed on the substrate to be exposed, and is exposed to the first exposure wavelength on the first photosensitive resin film. 2. The photosensitive resin film 2 is formed.

【0016】[0016]

【作用】本発明の露光用マスクの基本構成を以下に記
す。透光性基板上に第1の露光波長と第2の露光波長の
いずれにおいても遮光性を有する第1の膜から成るパタ
ーンを形成する。このパターンは周期的に配置すること
が望ましい。本発明の露光用マスクでは周期的なパター
ンが基本となり、第1の露光波長により露光を行うこと
で第1の膜からなるパターンのみが転写される。ここ
で、第1の露光波長に対し透光性を有し透光性基板を透
過する光に対し180°の奇数倍の位相差を持つように
調整された第2の膜からなるパターンを、第1の膜から
なるパターン間の開孔部に交互に形成することで、第1
の露光波長に対して位相シフト効果を生ぜしめ、高解像
力と幅広い焦点深度を得ることができる。
The basic structure of the exposure mask of the present invention will be described below. A pattern made of a first film having a light blocking property at both the first exposure wavelength and the second exposure wavelength is formed on a transparent substrate. It is desirable to arrange this pattern periodically. In the exposure mask of the present invention, a periodical pattern is basically used, and only the pattern made of the first film is transferred by performing the exposure with the first exposure wavelength. Here, a pattern composed of a second film that is transparent to the first exposure wavelength and adjusted to have a phase difference of an odd multiple of 180 ° with respect to the light transmitted through the transparent substrate, By alternately forming the openings formed between the patterns of the first film,
A phase shift effect is produced with respect to the exposure wavelength of, and a high resolution and a wide depth of focus can be obtained.

【0017】ここで、第2の膜は第1及び第2の露光波
長に対する選択性と、第1の露光波長に対する位相差形
成の2つの機能を有するが、これらの機能を第2及び第
3の膜に振り分けるようにしてもよい。
Here, the second film has two functions of selectivity for the first and second exposure wavelengths and formation of a phase difference with respect to the first exposure wavelength. These functions are the second and third. It may be distributed to the film.

【0018】なお、この露光で得られるのは、周期的な
パターンの光学像であり所望とする孤立パターンの光学
像ではない。そこで、周期パターンのうち孤立パターン
に相当する部分で積算光強度を増加させる目的で、その
部分に対し第2の露光波長による露光を行う。このとき
第2の露光波長で遮光性を有する第2の膜及び第3の膜
(第3の膜が第2の露光波長に対し遮光性を有する場合
に限る)も暗部となり、これらのパターンと第1の膜か
らなるパターンが配置された領域全てが暗部パターンと
して形成される。
It should be noted that what is obtained by this exposure is an optical image of a periodic pattern, not an optical image of a desired isolated pattern. Therefore, for the purpose of increasing the integrated light intensity in the portion corresponding to the isolated pattern in the periodic pattern, that portion is exposed with the second exposure wavelength. At this time, the second film and the third film having a light shielding property at the second exposure wavelength (only when the third film has a light shielding property at the second exposure wavelength) also become a dark part, and these patterns and The entire area in which the pattern made of the first film is arranged is formed as a dark area pattern.

【0019】このように2種の露光波長を用い露光を行
うことで、孤立パターン部の積算光強度を他のパターン
と比較し大きくすることができる。一方、被露光基板に
おいては、更に光強度の相対的な大きさを感光性樹脂材
料により即ち、特定の露光量以上を照射することにより
現像が進むような材料を用いることで孤立抜きパターン
として形成することができる。また、特定の露光量以下
を照射した領域で現像が進むような材料を用いた場合に
は孤立残しパターンとして形成することができる。
By performing exposure using two types of exposure wavelengths in this manner, the integrated light intensity of the isolated pattern portion can be increased as compared with other patterns. On the other hand, in the substrate to be exposed, the relative magnitude of the light intensity is further formed as an isolated pattern by using a photosensitive resin material, that is, a material that develops when irradiated with a specific exposure amount or more. can do. Further, when a material that develops in a region irradiated with a specific exposure amount or less is used, it can be formed as an isolated leaving pattern.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例を用いて発明を詳細に説明す
る。 (実施例1)図1は、本発明の第1の実施例に係わる露
光用マスク及び投影露光方法を示す図である。本実施例
は、KrF露光(λ1=248nm)に対し周期パター
ン転写を行い、ArF露光(λ2=193nm)に対し
孤立パターン転写を行う露光用マスクに関する。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. (Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a first embodiment of the present invention. The present embodiment relates to an exposure mask that performs periodic pattern transfer for KrF exposure (λ1 = 248 nm) and performs isolated pattern transfer for ArF exposure (λ2 = 193 nm).

【0021】露光用マスクは、透光性基板101の下面
にCr+CrOからなる遮光膜(第1の膜)104のパ
ターンを形成し、さらに透光性基板101の下面の一部
にSiN膜(第2の膜)103を埋込んで構成される。
SiN膜103は、基板101を透過する波長λ1の光
に対し180度の位相差を形成し、波長λ2の光を遮断
するものである。
In the exposure mask, a pattern of a light shielding film (first film) 104 made of Cr + CrO is formed on the lower surface of the transparent substrate 101, and a SiN film (first film) is formed on a part of the lower surface of the transparent substrate 101. Second film) 103 is embedded.
The SiN film 103 forms a phase difference of 180 degrees with respect to the light having the wavelength λ1 that passes through the substrate 101 and blocks the light having the wavelength λ2.

【0022】このような露光用マスクを用い、KrF光
とArF光のいずれの露光波長においても感光性を有す
るレジストを塗布した基板に対して露光を行った。ま
ず、露光光源としてKrF光(波長λ1)を用いて照射
することで、図1(a)に示すように、遮光膜104の
開口パターンに相当する領域が暗部となり光学像が形成
された。
Using such an exposure mask, a substrate coated with a resist having photosensitivity at both exposure wavelengths of KrF light and ArF light was exposed. First, by irradiating with KrF light (wavelength λ1) as an exposure light source, as shown in FIG. 1A, a region corresponding to the opening pattern of the light shielding film 104 became a dark part and an optical image was formed.

【0023】このとき、SiN膜103では位相が18
0度ずれるため、SiN膜103の有無によりマスクの
各パターンを通過した光の位相差が180度となる。従
って、SiN膜103のない開口パターンに隣接する開
口パターンにSiN膜103を形成しておけば、SiN
膜103のない開口パターンに対するドーププロファイ
ルが急峻なものとなる。なお、110は基板透明部を透
過する透過光、111はSiN膜103を透過し位相が
180度ずれた透過光である。
At this time, the SiN film 103 has a phase of 18
Since there is a shift of 0 degrees, the phase difference of light passing through each pattern of the mask becomes 180 degrees depending on the presence or absence of the SiN film 103. Therefore, if the SiN film 103 is formed in the opening pattern adjacent to the opening pattern without the SiN film 103, the SiN film 103
The doping profile for the opening pattern without the film 103 becomes steep. Reference numeral 110 is transmitted light that passes through the transparent portion of the substrate, and 111 is transmitted light that passes through the SiN film 103 and is 180 degrees out of phase.

【0024】次いで、基板とマスクの相対位置を変化さ
せることなく、露光光源としてArF光(波長λ2)を
用いて照射することで、図1(b)に示すように、10
3又は104が存在する領域が暗部となり、光学像が形
成された。つまり、波長λ2の光を照射すると、SiN
膜103のない開口パターンのみから通過光120が得
られる。
Then, ArF light (wavelength λ2) is used as an exposure light source for irradiation without changing the relative position of the substrate and the mask, and as shown in FIG.
The area where 3 or 104 was present became a dark area, and an optical image was formed. In other words, when irradiated with light of wavelength λ2, SiN
The passing light 120 is obtained only from the opening pattern without the film 103.

【0025】これを現像し、一定量以上の光が照射され
た領域のみを除去したところ、2回の露光においていず
れも光照射された領域でレジストを除去でき、微細パタ
ーンを形成することができた。つまり、波長λ1,λ2
の光により2回の露光を行うことによって、図1(c)
に示すように、SiN膜103のない開口パターンの像
のみが被露光基板上に良好に結像され、孤立パターンを
高解像度で形成することが可能となる。
By developing this and removing only the area irradiated with a certain amount of light or more, the resist can be removed in the area irradiated with light in both exposures, and a fine pattern can be formed. It was That is, the wavelengths λ1 and λ2
1 (c) by performing the exposure twice with the light of FIG.
As shown in FIG. 3, only the image of the opening pattern without the SiN film 103 is well formed on the substrate to be exposed, and the isolated pattern can be formed with high resolution.

【0026】なお、本実施例では104から成るライ
ン:スペース=1:1の0.4μm周期パターンを用
い、孤立スペース0.2μmパターンを精度良く形成す
ることができた。
In the present embodiment, it was possible to accurately form an isolated space 0.2 μm pattern by using a 0.4 μm periodic pattern of 104: line: space = 1: 1.

【0027】図2は、本実施例の露光用マスクの製造工
程を示す断面図である。まず、図2(a)に示すよう
に、SiO2より成る透光性基板101上に感光性樹脂
膜を形成し、光露光,現像を行うことにより感光性樹脂
パターン102を形成する。続いて、図2(b)に示す
ように、感光性樹脂パターン102をマスクとし透光性
基板101を部分的にエッチングし、更にレジストを除
去する。なお、基板エッチングでは、SiNの248n
mでの屈折率nに対して略248/2(n−1.5)と
なるようにした。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask of this embodiment. First, as shown in FIG. 2A, a photosensitive resin film is formed on a translucent substrate 101 made of SiO 2 , and light exposure and development are performed to form a photosensitive resin pattern 102. Subsequently, as shown in FIG. 2B, the transparent substrate 101 is partially etched using the photosensitive resin pattern 102 as a mask, and the resist is further removed. In the case of substrate etching, 248 n of SiN is used.
The refractive index at m was set to be approximately 248/2 (n-1.5).

【0028】次いで、図2(c)に示すように、透光性
基板101をエッチングした面に対しSiN膜103を
CVD法により成膜する。このときの成膜量を150n
mとした。続いて、図2(d)に示すように、SiN膜
103を成膜した表面を機械的研磨により透光性基板面
が露出するまで削った。その後、図2(e)に示すよう
に、SiN膜103が形成された基板表面の少なくとも
一部に、スパッタリング法によりクロム70nmと酸化
クロム30nmを順次成膜し、遮光膜104を形成し
た。
Next, as shown in FIG. 2 (c), a SiN film 103 is formed on the surface of the translucent substrate 101 etched by the CVD method. The film formation amount at this time is 150 n
m. Subsequently, as shown in FIG. 2D, the surface on which the SiN film 103 was formed was mechanically ground until the transparent substrate surface was exposed. After that, as shown in FIG. 2E, a chrome 70 nm and a chrome oxide 30 nm were sequentially formed by a sputtering method on at least a part of the surface of the substrate on which the SiN film 103 was formed to form a light shielding film 104.

【0029】次いで、図2(f)に示すように、この基
板に感光性樹脂膜を形成し、光露光,現像を行うことに
より感光性樹脂パターン105を形成した。続いて、図
2(g)に示すように、感光性樹脂パターン105をマ
スクとして遮光膜104を部分的にエッチングし、更に
レジストを除去することにより所望の露光用マスクを作
成した。
Next, as shown in FIG. 2F, a photosensitive resin film was formed on this substrate, and light exposure and development were performed to form a photosensitive resin pattern 105. Subsequently, as shown in FIG. 2G, the light-shielding film 104 was partially etched using the photosensitive resin pattern 105 as a mask, and the resist was removed to form a desired exposure mask.

【0030】なお、本実施例では機械的研磨により基板
表面の平坦化を行ったが、SiN膜103をCVD法で
作成した後、表面を樹脂膜で覆い更に熱処理を施すこと
で平坦化を行い、無選択エッチング(エッチングを行う
過程において表面に露出する物質のエッチング速度を等
しい条件でエッチング)することで平面性を維持しなが
ら加工を行うことも可能である。なお、本手法ではAr
F光に対し遮光性を有し、KrF光で透光性を有する材
料としてSiN膜を用いたが、これらの露光波長に対し
同様の性質を持つ物質であればいかなる物を用いても構
わない。また、膜を構成する物質の組成を調整し、Ar
F光に対する遮光性及びArF光に対する透光性の程度
を変化させても良い。
In this embodiment, the surface of the substrate is flattened by mechanical polishing. However, after the SiN film 103 is formed by the CVD method, the surface is covered with a resin film and further heat-treated to flatten the surface. It is also possible to perform processing while maintaining planarity by performing non-selective etching (etching under the same etching rate for substances exposed on the surface during etching). In this method, Ar
Although the SiN film is used as the material having the light shielding property for the F light and the light transmitting property for the KrF light, any material may be used as long as it has the same property for these exposure wavelengths. . In addition, by adjusting the composition of the substances that form the film,
The degree of the light shielding property for F light and the light transmitting property for ArF light may be changed.

【0031】また、本実施例はArF光とKrF光に対
し波長依存性を有するマスクに関する製造方法について
述べたが、これに限るものではなく、他の露光波長の組
み合わせにおても、一方の光に対し透光性を有し他方の
光に対し遮光性を有する物質をSiN膜の代わりに用い
ることで適用可能である。また、この実施例の変形例と
して、第1の膜としての遮光膜104及び第2の膜とし
てのSiN膜103を図9(a)〜(c)に示すように
構成してもよい。 (実施例2)図3は、本発明の第2の実施例に係わる露
光用マスク及び投影露光方法を示す図である。図中の2
01,203,204,210,211,220は、図
1の101,103,104,110,111,120
に相当している。
Although the present embodiment has described the method of manufacturing a mask having wavelength dependence with respect to ArF light and KrF light, the present invention is not limited to this, and one of the combinations of other exposure wavelengths is also applicable. This can be applied by using a substance having a light-transmitting property for light and a light-shielding property for the other light instead of the SiN film. Further, as a modification of this embodiment, the light shielding film 104 as the first film and the SiN film 103 as the second film may be configured as shown in FIGS. (Embodiment 2) FIG. 3 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a second embodiment of the present invention. 2 in the figure
01, 203, 204, 210, 211 and 220 are 101, 103, 104, 110, 111 and 120 of FIG.
Is equivalent to.

【0032】この実施例の基本的な構成は第1の実施例
と同様であるが、本実施例では第2の膜203に波長λ
1に対して若干の光吸収性を持たせている。光吸収性を
持たせる手段としては、例えばSiN膜203の硅素の
割合を増せばよい。
The basic structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but in this embodiment, the second film 203 has a wavelength λ.
1 has some light absorption. As a means of providing light absorption, for example, the proportion of silicon in the SiN film 203 may be increased.

【0033】このような構成であれば、KrF露光にお
いて第2の膜203を通過する光の強度を基板201の
透明部を通過する光の強度よりも弱くすることができ、
これによりハーフトーン位相シフト効果を持たせること
ができる。従って、第1の実施例以上に、孤立パターン
に対する解像力及び焦点深度を向上させることができ
る。 (実施例3)図4は、本発明の第3の実施例に係わる露
光用マスク及び投影露光方法を示す図である。本実施例
は、i線露光(λ1=365nm)に対し周期パターン
位相シフト転写を行い、KrF露光(λ2=248n
m)に対し孤立パターン転写を行う露光用マスクに関す
る。
With such a structure, the intensity of light passing through the second film 203 in KrF exposure can be made lower than the intensity of light passing through the transparent portion of the substrate 201.
As a result, a halftone phase shift effect can be provided. Therefore, the resolution and depth of focus for an isolated pattern can be improved more than in the first embodiment. (Embodiment 3) FIG. 4 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, periodic pattern phase shift transfer is performed for i-line exposure (λ1 = 365 nm), and KrF exposure (λ2 = 248n) is performed.
m) to an exposure mask for performing isolated pattern transfer.

【0034】露光用マスクは、透光性基板301の下面
の一部にSiN膜(第2の膜)303を埋込み形成し、
下面に遮光膜(第1の膜)304のパターンを形成し、
さらに遮光膜304の開口パターンの一部を覆うように
SiO2 膜(第3の膜)307を形成したものである。
第2の膜303は、波長λ1の光を透過し波長λ2の光
を遮断するものである。第3の膜307は、波長λ1の
光に対し180度の位相差を設けるためのものである。
The exposure mask is formed by embedding a SiN film (second film) 303 in a part of the lower surface of the transparent substrate 301,
A pattern of a light shielding film (first film) 304 is formed on the lower surface,
Further, a SiO 2 film (third film) 307 is formed so as to cover a part of the opening pattern of the light shielding film 304.
The second film 303 transmits light of wavelength λ1 and blocks light of wavelength λ2. The third film 307 is for providing a phase difference of 180 degrees with respect to the light of wavelength λ1.

【0035】このような露光用マスクを用い、水銀ラン
プのi線光(波長λ1)とKrF光(波長λ2)のいず
れの露光波長においても感光性を有するレジストを塗布
した基板に対して露光を行った。まず、露光光源として
水銀ランプのi線光を用いて照射したところ、図4
(a)に示すように、遮光膜304のパターンに相当す
る領域が暗部となり光学像が形成された。
Using such an exposure mask, a substrate coated with a resist having a photosensitivity at both exposure wavelengths of i-ray light (wavelength λ1) and KrF light (wavelength λ2) of a mercury lamp is exposed. went. First, when i-ray light from a mercury lamp was used as an exposure light source, irradiation was performed.
As shown in (a), a region corresponding to the pattern of the light shielding film 304 became a dark part and an optical image was formed.

【0036】このとき、SiO2 膜307では位相が1
80度ずれるため、SiO2 膜307の有無によりマス
クの各パターンを通過した光の位相差が180度とな
る。従って、SiO2 膜307のない開口パターンに隣
接する開口パターンにSiO2膜307を形成しておけ
ば、SiO2 膜307のない開口パターンに対するドー
ププロファイルが急峻なものとなる。なお、310は基
板透明部を透過する透過光、311はSiO2 膜307
を透過し位相が180度ずれた透過光、312はSiN
膜303を透過し位相が310と同じ透過光である。
At this time, the phase is 1 in the SiO 2 film 307.
Since it is shifted by 80 degrees, the phase difference of light passing through each pattern of the mask becomes 180 degrees depending on the presence or absence of the SiO 2 film 307. Therefore, by forming the SiO 2 film 307 in the opening pattern adjacent to free the opening patterns SiO 2 film 307, doped profile for free opening patterns SiO 2 film 307 is steep. In addition, 310 is transmitted light that passes through the transparent portion of the substrate, and 311 is a SiO 2 film 307.
Transmitted light having a phase shift of 180 degrees and 312 is SiN
It is the transmitted light that passes through the film 303 and has the same phase as 310.

【0037】次いで、基板とマスクの相対位置を変化さ
せることなく、露光光源としてKrF光を用いて照射し
たところ、図4(b)に示すように、303又は304
が存在する領域が暗部となり、光学像が形成された。つ
まり、波長λ2の光を照射すると、SiN膜303のな
い開口パターンのみから通過光320が得られる。
Then, when irradiation was performed using KrF light as an exposure light source without changing the relative position of the substrate and the mask, as shown in FIG.
The area in which there was was a dark area, and an optical image was formed. That is, when the light having the wavelength λ2 is irradiated, the passing light 320 is obtained only from the opening pattern without the SiN film 303.

【0038】これを現像し、一定量以上の光が照射され
た領域のみを除去したところ、2回の露光においていず
れも光照射された領域でレジストを除去でき、微細パタ
ーンを形成することができた。つまり、波長λ1,λ2
の光により2回の露光を行うことによって、図4(c)
に示すように、SiN膜303のない開口パターンの像
のみが被露光基板上に良好に結像され、孤立パターンを
高解像度で形成することが可能となる。
By developing this and removing only the area irradiated with a certain amount of light or more, the resist can be removed in the area irradiated with light in both exposures, and a fine pattern can be formed. It was That is, the wavelengths λ1 and λ2
4 (c) by performing the exposure twice with the light of FIG.
As shown in FIG. 3, only the image of the opening pattern without the SiN film 303 is well formed on the substrate to be exposed, and the isolated pattern can be formed with high resolution.

【0039】なお、本実施例では304から成るライ
ン:スペース=1:1の0.6μmピッチの周期パター
ンを用い、孤立スペース0.3μmパターンを精度良く
形成することができた。
In the present embodiment, it was possible to accurately form an isolated space 0.3 μm pattern by using a periodic pattern of 304: line: space = 1: 1 with a pitch of 0.6 μm.

【0040】図5は、本実施例の露光用マスクの製造工
程を示す断面図である。まず、図5(a)に示すよう
に、第1の実施例と同様にして、SiO2 より成る透光
性基板301上を部分的にエッチングし、この部分にS
iN膜303を埋込み、さらに遮光膜304のパターン
を形成した。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask of this embodiment. First, as shown in FIG. 5A, the transparent substrate 301 made of SiO 2 is partially etched in the same manner as in the first embodiment, and S
The iN film 303 was embedded, and a pattern of the light shielding film 304 was further formed.

【0041】ここで、基板301のエッチング量は後の
工程でエッチングした部分に成膜する組成を調整したS
iNに対し、これを透光性膜として扱う露光波長λ1と
その時の組成を調整したSiNの屈折率n1に対し少な
くともd=λ1(n1−1.47)以上の深さとした。
そして、組成を調整したSiNの膜厚がd=202nm
(本実施例ではn1=2.8)とほぼ等しくなるところ
で研磨を終了した。
Here, the etching amount of the substrate 301 is adjusted by adjusting the composition to be formed on the portion etched in the later step.
For iN, the exposure wavelength λ1 used as a light-transmitting film and the refractive index n1 of SiN whose composition was adjusted at that time were set to a depth of at least d = λ1 (n1-1.47) or more.
Then, the film thickness of the composition-adjusted SiN is d = 202 nm.
(N1 = 2.8 in this example) and the polishing was completed when it became almost equal.

【0042】次いで、図5(b)に示すように、この基
板に感光性樹脂膜を形成し、光露光,現像を行うことに
より感光性樹脂パターン306を形成した。続いて、図
5(c)に示すように、感光性樹脂パターン306をマ
スクに、該パターンの開口部でかつSiO2 及びSiN
表面より液相中で選択的にSiO2 膜307を成長させ
た。この時の成膜量は、選択的に成長させたSiO2
307の屈折率1.43を考慮し424nmとした。
Next, as shown in FIG. 5B, a photosensitive resin film was formed on this substrate, and light exposure and development were performed to form a photosensitive resin pattern 306. Then, as shown in FIG. 5C, using the photosensitive resin pattern 306 as a mask, the openings of the pattern and SiO 2 and SiN are formed.
A SiO 2 film 307 was selectively grown in the liquid phase from the surface. The film formation amount at this time was 424 nm in consideration of the refractive index of 1.43 of the selectively grown SiO 2 film 307.

【0043】最後に、図5(d)に示すように、感光性
樹脂パターン306を除去し、SiO2 膜307から成
るパターンを形成した。なお、本実施例では機械的研磨
により基板表面の平坦化を行ったが、組成を調整したS
iN膜303をCVD法で作成した後、表面を樹脂膜で
覆い更に熱処理を施すことで平坦化を行い、無選択エッ
チング(エッチングを行う過程において表面に露出する
物質エッチング速度を等しい条件でエッチング)するこ
とで平面性を維持しながら加工を行うことも可能であ
る。
Finally, as shown in FIG. 5D, the photosensitive resin pattern 306 was removed to form a pattern composed of the SiO 2 film 307. In this example, the surface of the substrate was flattened by mechanical polishing.
After the iN film 303 is formed by the CVD method, the surface is covered with a resin film and further subjected to heat treatment for flattening, and non-selective etching (etching is performed under the same etching conditions for the substances exposed on the surface during the etching process). By doing so, it is possible to perform processing while maintaining flatness.

【0044】本実施例では、SiN膜303の厚さをd
=λ1/(n1−1.47)としたが、この厚さをd=
λ1/(2(n1−1.47))とし、SiO2 膜パタ
ーンを図5(e)に示す如く配置しても構わない。
In this embodiment, the thickness of the SiN film 303 is d.
= Λ1 / (n1-1.47), but this thickness is d =
λ1 / (2 (n1-1.47)), and the SiO 2 film pattern may be arranged as shown in FIG. 5 (e).

【0045】また、本実施例ではKrFに対し遮光性を
有し、水銀のi線で透光性を有する材料として組成が調
整されたSiN膜を用いたが、これらの露光波長に対し
同様の性質を持つ物質であればいかなる物を用いても構
わない。さらに、本実施例ではSiO2 パターンを液相
成長法により形成したが、CVD等の手法により膜形成
を行い感光性樹脂パターンをマスクにSiO2 膜を部分
的に除去しても構わない。また、本実施例では水銀i線
に対し透過光の位相を調整する目的でSiO2膜を用い
たが、水銀のi線に対し透光性を有する材料であればこ
れに代わり用いても構わない。
Further, in this embodiment, a SiN film having a composition adjusted as a material having a light-shielding property with respect to KrF and having a light-transmitting property with respect to the i-line of mercury was used, but the same is applied to these exposure wavelengths. Any substance may be used as long as it has a property. Further, in this embodiment, the SiO 2 pattern is formed by the liquid phase growth method, but the SiO 2 film may be partially removed by forming the film by a method such as CVD and using the photosensitive resin pattern as a mask. Further, in this embodiment, the SiO 2 film is used for the purpose of adjusting the phase of the transmitted light with respect to the i-line of mercury, but a material having a light-transmitting property with respect to the i-line of mercury may be used instead. Absent.

【0046】また、図3(e)に示すように、露光光に
対し、基板を透過した光に対し実質0°の位相差を与え
るようSiO2 膜を調整し、且つSiN膜の膜厚を基板
を透過した光に対し180°の位相差を与えるよう調整
することによっても孤立パターンの解像性能と焦点深度
の向上を図ることが可能である。
Further, as shown in FIG. 3 (e), the SiO 2 film is adjusted so as to give a phase difference of substantially 0 ° to the light transmitted through the substrate with respect to the exposure light, and the film thickness of the SiN film is adjusted. It is also possible to improve the resolution performance of the isolated pattern and the depth of focus by adjusting so as to give a phase difference of 180 ° to the light transmitted through the substrate.

【0047】また、本実施例は水銀のi線とKrFに対
し波長依存性を有するマスクに関する製造方法について
述べたが、これに限るものではなく、他の露光波長の組
み合わせにおいても、一方の光λ1に対し透光性を有し
他方の光に対し遮光性を有する物質をSiN膜の代わり
に用い、且つ少なくλ1において透光性を有する膜をS
iO2 膜(位相調整膜)の代わりに用いることで適用可
能である。
Although the present embodiment has described the method of manufacturing the mask having wavelength dependence with respect to the i-line of mercury and KrF, the present invention is not limited to this, and one of the two light beams can be used in combination with other exposure wavelengths. A substance having a light-transmitting property with respect to λ1 and a light-shielding property with respect to the other light is used instead of the SiN film, and at least a film having a light-transmitting property at λ1 is S.
It can be applied by using it instead of the iO 2 film (phase adjusting film).

【0048】また、この実施例の変形例として、第1の
膜としての遮光膜304、遮光膜としての304、第2
の膜としてのSiN膜303、及び第2の膜としてのS
iO2 膜307を図10(a)〜(e)に示すように構
成してもよい。 (実施例4)図6は、本発明の第4の実施例に係わる露
光用マスク及び投影露光方法を示す図である。図中の4
01,403,404,407,410,411,41
2,420は、図4の301,303,304,30
7,310,311,312,320に相当している。
As a modification of this embodiment, the light-shielding film 304 as the first film, the light-shielding film 304, and the second film are used.
SiN film 303 as the second film and S as the second film
The iO 2 film 307 may be configured as shown in FIGS. (Embodiment 4) FIG. 6 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a fourth embodiment of the present invention. 4 in the figure
01, 403, 404, 407, 410, 411, 41
2, 420 are 301, 303, 304, 30 of FIG.
It corresponds to 7,310,311,312,320.

【0049】この実施例の基本的な構成は第3の実施例
と同様であるが、本実施例では第2の膜403に波長λ
1に対して若干の光吸収性を持たせている。光吸収性を
持たせる手段としては、例えばSiN膜403の硅素の
割合を増せばよい。
The basic structure of this embodiment is the same as that of the third embodiment, but in this embodiment, the second film 403 has a wavelength λ.
1 has some light absorption. As a means for providing light absorption, for example, the proportion of silicon in the SiN film 403 may be increased.

【0050】このような構成であれば、i線露光におい
て第2の膜403を通過する光の強度を基板401の透
明部を通過する光の強度よりも弱くすることができ、こ
れによってハーフトーン位相シフト効果を持たせること
ができる。従って、第3の実施例以上に、孤立パターン
に対する解像力及び焦点深度を向上させることができ
る。 (実施例5)図7は、本発明の第5の実施例に係わる露
光用マスク及び投影露光方法を示す図である。本実施例
は、KrF露光(λ1=248nm)に対し周期パター
ン位相シフト転写を行い、ArF露光(λ2=193n
m)に対し孤立パターン転写を行う露光用マスクに関す
る。
With such a configuration, the intensity of the light passing through the second film 403 in the i-line exposure can be made lower than the intensity of the light passing through the transparent portion of the substrate 401, whereby the halftone is performed. A phase shift effect can be provided. Therefore, the resolution and depth of focus for the isolated pattern can be improved more than in the third embodiment. (Embodiment 5) FIG. 7 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, periodic pattern phase shift transfer is performed for KrF exposure (λ1 = 248 nm), and ArF exposure (λ2 = 193n) is performed.
m) to an exposure mask for performing isolated pattern transfer.

【0051】露光用マスクは、透光性基板501の下面
に遮光膜504のパターンを形成し、さらに遮光膜50
4の開口パターンの一部を覆うようにSiO2 膜52
1,522を形成したものである。SiO2 膜は波長λ
1の光を透過し所望の位相差を与え、波長λ2の光を遮
断するものである。
In the exposure mask, the pattern of the light shielding film 504 is formed on the lower surface of the transparent substrate 501, and the light shielding film 50 is further formed.
No. 4 SiO 2 film 52 so as to cover part of the opening pattern.
1, 522 are formed. SiO 2 film has wavelength λ
It transmits the light of No. 1 and gives a desired phase difference and blocks the light of wavelength λ2.

【0052】このような露光用マスクを用い、ArF光
とKrF光のいずれの露光波長においても感光性を有す
るレジストを塗布した基板に対して露光を行った。ま
ず、露光光源としてKrF光(λ1)を用いて照射した
ところ、図7(a)に示すように、遮光パターン504
のパターンに相当する領域が暗部となり光学像が形成さ
れた。
Using such an exposure mask, exposure was performed on a substrate coated with a resist having photosensitivity at both exposure wavelengths of ArF light and KrF light. First, when irradiation was performed using KrF light (λ1) as an exposure light source, as shown in FIG.
The area corresponding to the pattern of No. 2 became a dark area and an optical image was formed.

【0053】このとき、SiO2 膜521では位相が1
80度、Si02 膜522では位相が360度ずれる。
従って、SiO2 膜のない開口パターンに隣接する開口
パターンにSiO2 膜521を形成しておけば、SiO
2 膜521,522のない開口パターンに対するドープ
プロファイルが急峻なものとなる。なお、510は基板
透明部を透過する透過光、511はSiO2 膜521を
透過し位相が180度ずれた透過光、512はSiO2
膜522を透過し位相が510と同じ透過光である。
At this time, the phase is 1 in the SiO 2 film 521.
The phase shifts by 80 degrees and the SiO 2 film 522 shifts by 360 degrees.
Therefore, by forming the SiO 2 film 521 in the opening pattern adjacent to free the opening patterns SiO 2 film, SiO
The doping profile for the opening pattern without the two films 521 and 522 becomes steep. It should be noted that 510 is transmitted light that passes through the transparent portion of the substrate, 511 is transmitted light that is transmitted through the SiO 2 film 521 and is 180 degrees out of phase, and 512 is SiO 2.
It is the transmitted light that passes through the film 522 and has the same phase as 510.

【0054】次いで、基板とマスクの相対位置を変化さ
せること無く、露光光源にArF光(λ2)を用いて照
射したところ、図7(b)に示すように、504,52
1,522の各々が存在する領域が暗部となり、光学像
が形成された。つまり、波長λ2の光を照射すると、S
iO2 膜521,522のない開口パターンのみから通
過光520が得られる。
Next, when the exposure light source was irradiated with ArF light (λ2) without changing the relative position of the substrate and the mask, as shown in FIG.
The area where each of 1, 522 was present became a dark part, and an optical image was formed. That is, when the light of wavelength λ2 is irradiated, S
The transmitted light 520 is obtained only from the opening pattern without the iO 2 films 521 and 522.

【0055】これを現像し、一定量以上の光が照射され
た領域のみを除去したところ、2回の露光においていず
れも光照射された領域でレジストを除去でき、微細パタ
ーンを形成することができた。つまり、波長λ1,λ2
の光により2回の露光を行うことによって、図7(c)
に示すように、SiO2 膜521,522のない開口パ
ターンの像のみが被露光基板上に良好に結像され、孤立
パターンを高解像度で形成することが可能となる。
By developing this and removing only the region irradiated with a certain amount of light or more, the resist can be removed in the region irradiated with light in both exposures, and a fine pattern can be formed. It was That is, the wavelengths λ1 and λ2
7 (c) by performing the exposure twice with the light of FIG.
As shown in FIG. 5, only the image of the opening pattern without the SiO 2 films 521 and 522 is well formed on the substrate to be exposed, and the isolated pattern can be formed with high resolution.

【0056】なお、本実施例では504から成るライ
ン:スペース=1:1の0.4μmピッチの周期パター
ンを用い、孤立スペース0.2μmパターンを精度良く
形成することができた。また、本実施例のようにして位
相差を合わせた膜に、更にSiO2 膜の硅素の割合を増
し、KrF光に対し若干の吸収を生じさせる機能を持た
せる手法においても孤立パターンの解像性能と焦点深度
の向上を図ることが可能である。
In the present embodiment, it was possible to accurately form an isolated space 0.2 μm pattern by using a periodic pattern of 504 lines: space = 1: 1 with a 0.4 μm pitch. In addition, the resolution of an isolated pattern is also obtained in the method of increasing the ratio of silicon in the SiO 2 film to the film having the matched phase difference as in this embodiment so as to have a function of slightly absorbing KrF light. It is possible to improve performance and depth of focus.

【0057】図8は、本実施例の露光用マスクの製造工
程を示す断面図である。まず、図8(a)に示すよう
に、SiO2 より成る透光性基板501上の少なくとも
一部にスパッタリング法によりクロム70nmと酸化ク
ロム30nm成膜し遮光膜504を形成した。続いて、
図8(b)に示すように、基板に感光性樹脂膜を形成
し、光露光,現像を行うことにより感光性樹脂パターン
505を形成し、これをマスクとし遮光膜504を部分
的にエッチングして開口パターンを形成し、更に図8
(c)に示すようにレジストを除去し所望の露光用マス
クを作成した。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask of this embodiment. First, as shown in FIG. 8A, a light-shielding film 504 was formed by forming a film of chromium 70 nm and chromium oxide 30 nm on at least a part of a transparent substrate 501 made of SiO 2 by a sputtering method. continue,
As shown in FIG. 8B, a photosensitive resin film is formed on the substrate, and a photosensitive resin pattern 505 is formed by performing light exposure and development, and the light shielding film 504 is partially etched using this as a mask. To form an opening pattern, and
As shown in (c), the resist was removed and a desired exposure mask was prepared.

【0058】次いで、図8(d)に示すように、感光性
樹脂膜を形成し、光露光,現像を行うことにより感光性
樹脂パターン508を形成し、SiO2 表面より液相中
で選択的にSiO2 膜521を成長させた。この時の成
膜量は選択的に成長させたSiO2 膜521の屈折率
1.45を考慮し276nmとした。また、このSiO
2 膜521はKrF(248nm)では強度透過率がほ
ぼ100%であるがArF(193nm)で、276n
m膜厚で用いた場合には強度透過率1%以下となる。
Next, as shown in FIG. 8 (d), a photosensitive resin film is formed and exposed to light and developed to form a photosensitive resin pattern 508, which is selectively exposed from the SiO 2 surface in the liquid phase. Then, a SiO 2 film 521 was grown. The film formation amount at this time was 276 nm in consideration of the refractive index of 1.45 of the selectively grown SiO 2 film 521. Also, this SiO
The 2 film 521 has an intensity transmittance of almost 100% for KrF (248 nm), but has an ArF (193 nm) of 276 n.
When it is used in a thickness of m, the intensity transmittance is 1% or less.

【0059】次いで、感光性樹脂パターン508をを除
去したのち、図8(e)に示すように、感光性樹脂膜を
形成し、光露光,現像を行うことにより感光性樹脂パタ
ーン509を形成した。続いて、SiO2 表面より液相
中で選択的にSiO2 膜522を成長させた。この時の
成膜量は選択的に成長させたSiO2 膜522の屈折率
1.45を考慮し552nmとした。そして、図8
(f)に示すように、感光性樹脂パターン509を除去
して位相シフトパターンを形成した。
Next, after removing the photosensitive resin pattern 508, as shown in FIG. 8E, a photosensitive resin film is formed, and light exposure and development are performed to form a photosensitive resin pattern 509. . Then, a SiO 2 film 522 was selectively grown in the liquid phase from the SiO 2 surface. The film formation amount at this time was 552 nm in consideration of the refractive index of 1.45 of the selectively grown SiO 2 film 522. And FIG.
As shown in (f), the photosensitive resin pattern 509 was removed to form a phase shift pattern.

【0060】なお、本実施例ではArF光に対し遮光性
を有し、KrF光で透光性を有する材料として組成が調
整されたSiO2 膜を用いたが、これらの露光波長に対
し同様の性質を持つ物質であればいかなる物を用いても
構わない。
In this embodiment, a SiO 2 film having a composition adjusted as a material having a light shielding property against ArF light and a light transmitting property with KrF light is used. Any substance may be used as long as it has a property.

【0061】また、本実施例でSiO2 パターンを液相
成長法により形成したが、CVD等の手法により膜形成
を行い、感光性樹脂パターンをマスクにSiO2 膜を部
分的に除去しても構わない。さらに、KrF光に対し透
過光の位相を調整する目的でSiO2 膜を用いたが、K
rFに対し透光性を有し、且つArF光に対し遮光性を
有する材料であればこれに代わり用いても構わない。
Further, although the SiO 2 pattern was formed by the liquid phase epitaxy method in this embodiment, even if the film is formed by a method such as CVD and the SiO 2 film is partially removed using the photosensitive resin pattern as a mask. I do not care. Furthermore, an SiO 2 film was used for the purpose of adjusting the phase of transmitted light with respect to KrF light.
Any material that has a property of transmitting rF and a property of blocking ArF light may be used instead.

【0062】また、本実施例はArF光とKrFに対し
波長依存性を有するマスクに関する製造方法について述
べたが、これに限るものではなく、他の露光波長の組み
合わせにおも、一方の光に対し透光性を有し他方の光に
対し遮光性を有する物質を位相調整膜に用いることで適
用可能である。
Although the present embodiment has described the method of manufacturing a mask having wavelength dependence with respect to ArF light and KrF, the present invention is not limited to this, and one light can be used for other combinations of exposure wavelengths. This can be applied by using a substance having a light-transmitting property and a light-shielding property with respect to the other light for the phase adjustment film.

【0063】また、本実施例では504をArF光で遮
光性を有し、KrF光で透光性を有する組成を調整した
SiN膜を用いたが、これに限るものでは無く、504
が遮光性を有する露光波長の組み合わせであればいかな
る露光波長を組み合わせても構わない。また材料もこれ
に限るものではない。
In the present embodiment, 504 is a SiN film having a composition adjusted to have a light-shielding property for ArF light and a light-transmitting property for KrF light, but the present invention is not limited to this.
Any exposure wavelength may be combined as long as is a combination of exposure wavelengths having a light-shielding property. Also, the material is not limited to this.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように本発明の露光用マス
クは、孤立パターンに対し、周期パターン露光と孤立パ
ターン露光を組み合わせることで、解像性能と焦点深度
の向上を図るものである。さらに周期パターン露光では
これらのパターンにレベンソン型位相シフト法を適用す
ることで、より解像性能と焦点深度の向上を図ることが
できる。
As described above, the exposure mask of the present invention is intended to improve resolution performance and depth of focus by combining periodic pattern exposure and isolated pattern exposure for isolated patterns. Further, by applying the Levenson-type phase shift method to these patterns in the periodic pattern exposure, it is possible to further improve the resolution performance and the depth of focus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例に係わる露光用マスク及び投影露
光方法を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例における露光用マスクの製造工程
を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask in the first embodiment.

【図3】第2の実施例に係わる露光用マスク及び投影露
光方法を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to the second embodiment.

【図4】第3の実施例に係わる露光用マスク及び投影露
光方法を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a third embodiment.

【図5】第3の実施例における露光用マスクの製造工程
を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask in the third embodiment.

【図6】第4の実施例に係わる露光用マスク及び投影露
光方法を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to a fourth embodiment.

【図7】第5の実施例に係わる露光用マスク及び投影露
光方法を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an exposure mask and a projection exposure method according to the fifth embodiment.

【図8】第5の実施例における露光用マスクの製造工程
を示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask in the fifth embodiment.

【図9】第1の実施例の変形例を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing a modification of the first embodiment.

【図10】第3の実施例の変形例を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing a modification of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301,401,501…透光性基板 102,105,306,505,508,509…感
光性樹脂パターン 103,203,303,403…SiN膜(第2の
膜) 104,204,304,404,504…遮光膜(第
1の膜) 307,407…SiO2 膜(第3の膜) 521,522…SiO2 膜 110,210,310,410,510…λ1透過光
(基板部と同位相) 111,211,311,411,511…λ1透過光
(基板部と逆位相) 120,220,320,420,520…λ2透過光
(基板部と同位相) 312,412,512…λ1透過光(基板部と同位
相)
101, 201, 301, 401, 501 ... Translucent substrate 102, 105, 306, 505, 508, 509 ... Photosensitive resin pattern 103, 203, 303, 403 ... SiN film (second film) 104, 204, 304, 404, 504 ... Shading film (first film) 307, 407 ... SiO 2 film (third film) 521, 522 ... SiO 2 film 110, 210, 310, 410, 510 ... λ1 transmitted light (substrate part) Same phase) 111, 211, 311, 411, 511 ... λ1 transmitted light (anti-phase with substrate part) 120, 220, 320, 420, 520 ... λ2 transmitted light (in-phase with substrate part) 312, 412, 512 ... λ1 transmitted light (same phase as substrate)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/027

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透光性基板上に所望のマスクパターンを形
成した露光用マスクにおいて、 前記透光性基板上に開口パターンを有するように形成さ
れ、第1の露光波長と第2の露光波長のいずれにおいて
も遮光性を有する第1の膜と、第1の膜の開口パターン
に選択的に形成され、第1の露光波長において透光性を
有し透過光に対して所望の位相差を与え且つ第2の露光
波長において遮光性を有する第2の膜とを具備してなる
ことを特徴とする露光用マスク。
1. An exposure mask in which a desired mask pattern is formed on a transparent substrate, the first exposure wavelength and the second exposure wavelength being formed so as to have an opening pattern on the transparent substrate. In either case, the first film having a light-shielding property and the opening pattern of the first film are selectively formed, and have a light-transmitting property at the first exposure wavelength and have a desired phase difference with respect to the transmitted light. An exposure mask comprising a second film which is provided and has a light-shielding property at a second exposure wavelength.
【請求項2】透光性基板上に所望のマスクパターンを形
成した露光用マスクにおいて、 前記透光性基板上に開口パターンを有するように形成さ
れ、第1の露光波長と第2の露光波長のいずれにおいて
も遮光性を有する第1の膜と、第1の膜の開口パターン
に選択的に形成され、第1の露光波長において透光性を
有し且つ第2の露光波長において遮光性を有する第2の
膜と、第1の膜の開口パターンに選択的に形成され、第
1の露光波長において透光性を有し且つ透過光に対して
所望の位相差を与える第3の膜とを具備してなることを
特徴とする露光用マスク。
2. An exposure mask in which a desired mask pattern is formed on a transparent substrate, the first exposure wavelength and the second exposure wavelength being formed so as to have an opening pattern on the transparent substrate. In any of the above, the first film having a light shielding property and the opening pattern of the first film are selectively formed, and have a light transmitting property at the first exposure wavelength and a light shielding property at the second exposure wavelength. And a third film selectively formed in the opening pattern of the first film and having a light-transmitting property at the first exposure wavelength and giving a desired phase difference to the transmitted light. An exposure mask comprising:
【請求項3】透光性基板上に第1の露光波長と第2の露
光波長のいずれにおいても遮光性を有する遮光膜が所望
の開口パターンを有するように形成され、第1の露光波
長において透光性を有し透過光に対して所望の位相差を
与え且つ第2の露光波長において遮光性を有する補助膜
が第1の膜の開口パターンに選択的に形成された露光用
マスクを用い、光軸に対し同一位置で露光用マスクに対
する照射を第1の露光波長と第2の露光波長で2度行
い、第1及び第2の露光波長により得られる各マスク像
を被露光基板上の同一位置に投影させることを特徴とす
る投影露光方法。
3. A light-shielding film having a light-shielding property at both the first exposure wavelength and the second exposure wavelength is formed on a transparent substrate so as to have a desired opening pattern, and at the first exposure wavelength. An exposure mask is used in which an auxiliary film having a light-transmitting property and giving a desired phase difference to the transmitted light and having a light-shielding property at a second exposure wavelength is selectively formed in an opening pattern of the first film. , The exposure mask is irradiated twice at the first exposure wavelength and the second exposure wavelength at the same position with respect to the optical axis, and each mask image obtained by the first and second exposure wavelengths is exposed on the substrate to be exposed. A projection exposure method characterized in that projection is performed at the same position.
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