JPH07253655A - 露光マスク - Google Patents
露光マスクInfo
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- JPH07253655A JPH07253655A JP4344994A JP4344994A JPH07253655A JP H07253655 A JPH07253655 A JP H07253655A JP 4344994 A JP4344994 A JP 4344994A JP 4344994 A JP4344994 A JP 4344994A JP H07253655 A JPH07253655 A JP H07253655A
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- thin films
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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】 横方向の寸法精度が良好で、しかも安定した
均一な組成の半透明部を構成する薄膜を容易に形成する
ことができる。 【構成】 光を透過する透明部１と、光を若干透過する
半透明部とからなる半導体基板露光用のマスクにおい
て、該半透明部を、透明で屈折率の異なる材質からなる
２つの薄膜２ａ，２ｂを交互に積層した多層膜によって
形成し、該２つの薄膜２ａ，２ｂの各々の膜厚を、露光
波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの薄膜２ａ，２ｂを
対にした積層数を奇数にしてなる。
均一な組成の半透明部を構成する薄膜を容易に形成する
ことができる。 【構成】 光を透過する透明部１と、光を若干透過する
半透明部とからなる半導体基板露光用のマスクにおい
て、該半透明部を、透明で屈折率の異なる材質からなる
２つの薄膜２ａ，２ｂを交互に積層した多層膜によって
形成し、該２つの薄膜２ａ，２ｂの各々の膜厚を、露光
波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの薄膜２ａ，２ｂを
対にした積層数を奇数にしてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、露光マスクに係り、詳
しくは、半導体素子を作るためのパターンが描かれたマ
スクを用いて、このマスク全体に光を照射してレジスト
を感光させ、マスクパターンをウェハ上に転写する半導
体装置の製造技術に適用することができ、特に、横方向
の寸法精度が良好で、しかも安定した均一な組成の半透
明部を構成する薄膜を容易に形成することができる露光
マスクに関する。
しくは、半導体素子を作るためのパターンが描かれたマ
スクを用いて、このマスク全体に光を照射してレジスト
を感光させ、マスクパターンをウェハ上に転写する半導
体装置の製造技術に適用することができ、特に、横方向
の寸法精度が良好で、しかも安定した均一な組成の半透
明部を構成する薄膜を容易に形成することができる露光
マスクに関する。
【０００２】近年、半導体装置の高集積化及び微細化に
伴い、露光波長と同等なスケールのパターンを解像する
ための手法である所謂超解像の手法が種々検討されてい
る。なかでも、位相シフトマスクを用いた露光法は、位
相シフトを有さない透過型マスクよりも解像性を向上す
ることができる点で注目されている。
伴い、露光波長と同等なスケールのパターンを解像する
ための手法である所謂超解像の手法が種々検討されてい
る。なかでも、位相シフトマスクを用いた露光法は、位
相シフトを有さない透過型マスクよりも解像性を向上す
ることができる点で注目されている。
【０００３】
【従来の技術】図６は従来の透過型マスク構造及びその
各光特性を示す図である。ここで、図６（ａ）は透過型
マスク構造の断面を示し、図６（ｂ）は、そのマスクの
振幅透過率を示し、図６（ｃ）はその像面の光振幅を示
し、図６（ｄ）はその像面の光強度を示している。図６
（ａ）に示す如く、ガラス基板１００にＣｒパターン１
０１が形成された透過型マスクでは、図６（ｂ）に示す
如く、透過率は０，１とシャープに振れているが、図６
（ｄ）に示す如く、図６（ｃ）の振幅の２乗の大きさで
表される光強度は、特に照射する光の波長近傍になって
くると、光強度の小さい凹部分が光強度の零直線からず
れてしまい、光強度の大きい凸部分と光強度の小さい凹
部分の光強度差が小さくなってコントラストが悪くな
り、解像性が悪くなるという問題があった。
各光特性を示す図である。ここで、図６（ａ）は透過型
マスク構造の断面を示し、図６（ｂ）は、そのマスクの
振幅透過率を示し、図６（ｃ）はその像面の光振幅を示
し、図６（ｄ）はその像面の光強度を示している。図６
（ａ）に示す如く、ガラス基板１００にＣｒパターン１
０１が形成された透過型マスクでは、図６（ｂ）に示す
如く、透過率は０，１とシャープに振れているが、図６
（ｄ）に示す如く、図６（ｃ）の振幅の２乗の大きさで
表される光強度は、特に照射する光の波長近傍になって
くると、光強度の小さい凹部分が光強度の零直線からず
れてしまい、光強度の大きい凸部分と光強度の小さい凹
部分の光強度差が小さくなってコントラストが悪くな
り、解像性が悪くなるという問題があった。
【０００４】さて、近年、半導体装置の高集積化及び微
細化に伴い、露光波長と同等なスケールのパターンを解
像するための手法である所謂超解像の手法が種々検討さ
れている。なかでも、位相シフトマスクを用いた露光法
は、図６に示したような位相シフトを有さない透過型マ
スクよりも解像性を向上することができる点で注目され
ている手法の一つで、色々なタイプが提案されている。
図７〜図９にその代表例を示す。ここで、図７は従来の
レベソン型位相シフトマスク構造及びその各光特性を示
す図であり、図８は従来のリムシフト型位相シフトマス
ク構造及びその各光特性を示す図であり、図９は従来の
ハーフトーン型位相シフトマスク構造及びその各光特性
を示す図である。図７（ａ）に示す如く、ガラス基板１
００の隣接するＣｒパターン１０１同志にＳｉＯ2 位相
シフター１０２を形成したレベソン型位相シフトマスク
では、図７（ｂ），（ｃ）に示す如く、位相シフター１
０２によってマスクから透過する光波の位相を一部反転
しているため、図７（ｄ）に示す如く、光強度は、光強
度の小さい凹部分を光強度の零直線を通るようにするこ
とができ、図７の位相シフターを有さない透過型マスク
構造の場合よりも光強度の大きい凸部分と光強度の小さ
い凹部分の光強度差を大きくすることができ、コントラ
ストを向上させて解像性を向上させることができる。
細化に伴い、露光波長と同等なスケールのパターンを解
像するための手法である所謂超解像の手法が種々検討さ
れている。なかでも、位相シフトマスクを用いた露光法
は、図６に示したような位相シフトを有さない透過型マ
スクよりも解像性を向上することができる点で注目され
ている手法の一つで、色々なタイプが提案されている。
図７〜図９にその代表例を示す。ここで、図７は従来の
レベソン型位相シフトマスク構造及びその各光特性を示
す図であり、図８は従来のリムシフト型位相シフトマス
ク構造及びその各光特性を示す図であり、図９は従来の
ハーフトーン型位相シフトマスク構造及びその各光特性
を示す図である。図７（ａ）に示す如く、ガラス基板１
００の隣接するＣｒパターン１０１同志にＳｉＯ2 位相
シフター１０２を形成したレベソン型位相シフトマスク
では、図７（ｂ），（ｃ）に示す如く、位相シフター１
０２によってマスクから透過する光波の位相を一部反転
しているため、図７（ｄ）に示す如く、光強度は、光強
度の小さい凹部分を光強度の零直線を通るようにするこ
とができ、図７の位相シフターを有さない透過型マスク
構造の場合よりも光強度の大きい凸部分と光強度の小さ
い凹部分の光強度差を大きくすることができ、コントラ
ストを向上させて解像性を向上させることができる。
【０００５】また、図８（ａ）に示す如く、ガラス基板
１００のＣｒパターン１０１上にＣｒパターン１０１よ
り大きいＳｉＯ2 位相シフター１０２を形成したリムシ
フト型位相シフトマスクや、図９（ａ）に示す如く、ガ
ラス基板１００上にＳｉＯ2パターン１０３及び半透明
部となるＣｒパターン１０４が順次形成されたハーフト
ーン型位相シフトマスクも、図７のレベソン型位相シフ
トマスクと同様、マスクから透過する光波の位相を一部
反転することができるため、解像度及び焦点深度を向上
させることができる。なお、図６〜図８では、Ｃｒパタ
ーン１０１部分は光を遮蔽するが、図９では、Ｃｒパタ
ーン１０４部分は光が少し通るように、Ｃｒパターン１
０４の膜厚を図６〜図８のＣｒパターン１０１よりも薄
くして、半透明部として機能させることができるよう
に、しかも透過光の位相を反転させることができるよう
に構成している。
１００のＣｒパターン１０１上にＣｒパターン１０１よ
り大きいＳｉＯ2 位相シフター１０２を形成したリムシ
フト型位相シフトマスクや、図９（ａ）に示す如く、ガ
ラス基板１００上にＳｉＯ2パターン１０３及び半透明
部となるＣｒパターン１０４が順次形成されたハーフト
ーン型位相シフトマスクも、図７のレベソン型位相シフ
トマスクと同様、マスクから透過する光波の位相を一部
反転することができるため、解像度及び焦点深度を向上
させることができる。なお、図６〜図８では、Ｃｒパタ
ーン１０１部分は光を遮蔽するが、図９では、Ｃｒパタ
ーン１０４部分は光が少し通るように、Ｃｒパターン１
０４の膜厚を図６〜図８のＣｒパターン１０１よりも薄
くして、半透明部として機能させることができるよう
に、しかも透過光の位相を反転させることができるよう
に構成している。
【０００６】これらの位相シフトマスクのうち、特に、
ハーフトーン型位相シフトマスクは、その位相シフトマ
スクの半透明部を、Ｃｒ等の金属薄膜とＳｉＯ2 等の透
明膜の組み合わせで形成しており、図７や図８の位相シ
フトマスクのような特殊な位相シフター１０２のシフタ
ーパターンの必要がなく、半透明で光の位相を反転させ
る作用を有する膜を形成することを除けば、図６に示し
た通常の透過型マスクと同等の方法で形成することがで
きること等から、実用化が期待されている。
ハーフトーン型位相シフトマスクは、その位相シフトマ
スクの半透明部を、Ｃｒ等の金属薄膜とＳｉＯ2 等の透
明膜の組み合わせで形成しており、図７や図８の位相シ
フトマスクのような特殊な位相シフター１０２のシフタ
ーパターンの必要がなく、半透明で光の位相を反転させ
る作用を有する膜を形成することを除けば、図６に示し
た通常の透過型マスクと同等の方法で形成することがで
きること等から、実用化が期待されている。
【０００７】ここで、図１０及び図１１にハーフトーン
型位相シフトマスクの焦点深度特性と解像性能を示す。
この図１０及び図１１から判るように、ハーフトーン型
位相シフトマスクでは、解像度及び焦点深度共、図６の
位相シフトマスクを有さない透過型マスクよりも優れて
いる。図１０では、０．５μｍのホールパターンの焦点
深度を示しており、この図１０から、ジャストフォーカ
スからフォーカスがずれた時、ハーフトーン型位相シフ
トマスクよりも透過型マスクの方が、ホールパターンが
所定値（０．５μｍ）よりも急峻に小さくなっているの
が判る。図１１では、ラインアンドスペースの各ピッチ
におけるコントラストを示しており、この図１１から、
ラインアンドスペースのピッチが０．７５より小さい領
域では、透過型マスクよりもハーフトーン型位相シフト
マスクの方が、コントラストが著しく優れているのが判
る。
型位相シフトマスクの焦点深度特性と解像性能を示す。
この図１０及び図１１から判るように、ハーフトーン型
位相シフトマスクでは、解像度及び焦点深度共、図６の
位相シフトマスクを有さない透過型マスクよりも優れて
いる。図１０では、０．５μｍのホールパターンの焦点
深度を示しており、この図１０から、ジャストフォーカ
スからフォーカスがずれた時、ハーフトーン型位相シフ
トマスクよりも透過型マスクの方が、ホールパターンが
所定値（０．５μｍ）よりも急峻に小さくなっているの
が判る。図１１では、ラインアンドスペースの各ピッチ
におけるコントラストを示しており、この図１１から、
ラインアンドスペースのピッチが０．７５より小さい領
域では、透過型マスクよりもハーフトーン型位相シフト
マスクの方が、コントラストが著しく優れているのが判
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、図７
〜図９で示した従来の位相シフトマスクでは、マスクか
ら透過する光波の位相を一部反転することによって、位
相シフトを有さない透過型マスクよりも解像度及び焦点
深度を向上できるという利点を有するが、図７及び図８
の位相シフトマスクでは、Ｃｒパターン１０１に特殊な
位相シフター１０２を形成しなければならないうえ、Ｃ
ｒパターン１０１とＳｉＯ2 位相シフター１０２を形成
するのに、マスク合わせを２回行わなければならない
等、Ｃｒパターン１０１上に特殊なＳｉＯ2 位相シフタ
ー１０２を横方向の寸法精度良く形成するのが困難であ
るという問題があった。
〜図９で示した従来の位相シフトマスクでは、マスクか
ら透過する光波の位相を一部反転することによって、位
相シフトを有さない透過型マスクよりも解像度及び焦点
深度を向上できるという利点を有するが、図７及び図８
の位相シフトマスクでは、Ｃｒパターン１０１に特殊な
位相シフター１０２を形成しなければならないうえ、Ｃ
ｒパターン１０１とＳｉＯ2 位相シフター１０２を形成
するのに、マスク合わせを２回行わなければならない
等、Ｃｒパターン１０１上に特殊なＳｉＯ2 位相シフタ
ー１０２を横方向の寸法精度良く形成するのが困難であ
るという問題があった。
【０００９】これに対し、図９のハーフトーン型位相シ
フトマスクでは、ＳｉＯ2 パターン１０３と半透明部と
なるＣｒパターン１０４を形成するのを１回のマスク合
わせで済ませることができるため、図７及び図８の位相
シフトマスクよりも横方向の寸法精度を良好にすること
ができる。しかしながら、このハーフトーン型位相シフ
トマスクでは、そのポテンシャルを充分に引き出すため
には、半透明部となるＣｒパターン１０４の透過率を最
適化し、位相値をπにきちんと合わせなければならない
ため、各ＳｉＯ2 パターン１０３上に形成する各Ｃｒパ
ターン１０４の膜厚を正しく制御することもさることな
がら、各Ｃｒパターン１０４の膜の組成を安定させるこ
とも重要である。しかし、実際には、ＳｉＯ2 パターン
１０３となるＳｉＯ2 薄膜上に蒸着等で成膜したＣｒパ
ターン１０４となるＣｒ（金属）薄膜は、完全な金属結
晶にはならず、成膜条件、膜厚等で屈折率及び吸収係数
等の膜質がばらついてしまい、安定した均一な組成のＣ
ｒパターン１０４となる薄膜を成膜することは困難であ
り、ハーフトーン型位相シフトマスクの製作を困難にし
ているという問題があった。
フトマスクでは、ＳｉＯ2 パターン１０３と半透明部と
なるＣｒパターン１０４を形成するのを１回のマスク合
わせで済ませることができるため、図７及び図８の位相
シフトマスクよりも横方向の寸法精度を良好にすること
ができる。しかしながら、このハーフトーン型位相シフ
トマスクでは、そのポテンシャルを充分に引き出すため
には、半透明部となるＣｒパターン１０４の透過率を最
適化し、位相値をπにきちんと合わせなければならない
ため、各ＳｉＯ2 パターン１０３上に形成する各Ｃｒパ
ターン１０４の膜厚を正しく制御することもさることな
がら、各Ｃｒパターン１０４の膜の組成を安定させるこ
とも重要である。しかし、実際には、ＳｉＯ2 パターン
１０３となるＳｉＯ2 薄膜上に蒸着等で成膜したＣｒパ
ターン１０４となるＣｒ（金属）薄膜は、完全な金属結
晶にはならず、成膜条件、膜厚等で屈折率及び吸収係数
等の膜質がばらついてしまい、安定した均一な組成のＣ
ｒパターン１０４となる薄膜を成膜することは困難であ
り、ハーフトーン型位相シフトマスクの製作を困難にし
ているという問題があった。
【００１０】そこで、本発明は、横方向の寸法精度が良
好で、しかも安定した均一な組成の半透明部を構成する
薄膜を容易に形成することができる露光マスクを提供す
ることを目的とする。
好で、しかも安定した均一な組成の半透明部を構成する
薄膜を容易に形成することができる露光マスクを提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光を透過する透明部と、光を若干透過する半透明部とか
らなる半導体基板露光用のマスクにおいて、該半透明部
を、透明で屈折率の異なる材質からなる２つの薄膜を交
互に積層した多層膜によって形成し、該２つの薄膜の各
々の膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの
薄膜を対にした積層数を奇数にしてなることを特徴とす
るものである。
光を透過する透明部と、光を若干透過する半透明部とか
らなる半導体基板露光用のマスクにおいて、該半透明部
を、透明で屈折率の異なる材質からなる２つの薄膜を交
互に積層した多層膜によって形成し、該２つの薄膜の各
々の膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの
薄膜を対にした積層数を奇数にしてなることを特徴とす
るものである。
【００１２】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記２つの薄膜は、一方の薄膜が酸化
マグネシウムからなり、他方の薄膜が酸化シリコンから
なることを特徴とするものである。請求項３記載の発明
は、上記請求項１記載の発明において、前記２つの薄膜
は、一方の薄膜がフッ化マグネシウムからなり、他方の
薄膜が酸化シリコンからなることを特徴とするものであ
る。
の発明において、前記２つの薄膜は、一方の薄膜が酸化
マグネシウムからなり、他方の薄膜が酸化シリコンから
なることを特徴とするものである。請求項３記載の発明
は、上記請求項１記載の発明において、前記２つの薄膜
は、一方の薄膜がフッ化マグネシウムからなり、他方の
薄膜が酸化シリコンからなることを特徴とするものであ
る。
【００１３】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記２つの薄膜は、一方の薄膜が酸化
マグネシウムからなり、他方の薄膜がフッ化マグネシウ
ムからなることを特徴とするものである。
の発明において、前記２つの薄膜は、一方の薄膜が酸化
マグネシウムからなり、他方の薄膜がフッ化マグネシウ
ムからなることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】本発明者は、鋭意検討した結果、Ｃｒ等の金属
薄膜よりも物性的に安定しているＳｉＯ2 ，ＭｇＯ，Ｍ
ｇＦ2 等の透明薄膜をガラス基板上に多層膜で形成し、
この時、屈折率の異なる２種類の透明薄膜を露光波長÷
屈折率÷４の厚さで交互に積み重ね、更に異なる２種類
の透明薄膜を対にした積層数を奇数にしてなる多層膜
は、相当程度の反射率を有し、しかも透過光の位相を反
転させることができる半透明部として機能させることが
できることに着目し、光を透過する透明部と、光を若干
透過する半透明部からなる半導体基板露光用マスクの該
半透明部を、透明で屈折率の若干異なる材質からなる２
つの薄膜を交互に積層した多層膜によって形成し、該２
つの薄膜の各々の膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定
し、該２つの薄膜を対にした積層数を奇数にしてなるよ
うに構成したところ、半透明部を、相当程度の反射率を
有し、しかも透過光の位相を反転させることができた。
更に、半透明部を構成する透明薄膜は、金属薄膜よりも
容易に安定した均一な組成の膜を成膜することができる
うえ、レジストマスクを１つ形成すればよく、マスク合
わせを１回で済ませることができるため、横方向の寸法
精度が良好な半透明部を構成する透明薄膜を容易に形成
することができた。
薄膜よりも物性的に安定しているＳｉＯ2 ，ＭｇＯ，Ｍ
ｇＦ2 等の透明薄膜をガラス基板上に多層膜で形成し、
この時、屈折率の異なる２種類の透明薄膜を露光波長÷
屈折率÷４の厚さで交互に積み重ね、更に異なる２種類
の透明薄膜を対にした積層数を奇数にしてなる多層膜
は、相当程度の反射率を有し、しかも透過光の位相を反
転させることができる半透明部として機能させることが
できることに着目し、光を透過する透明部と、光を若干
透過する半透明部からなる半導体基板露光用マスクの該
半透明部を、透明で屈折率の若干異なる材質からなる２
つの薄膜を交互に積層した多層膜によって形成し、該２
つの薄膜の各々の膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定
し、該２つの薄膜を対にした積層数を奇数にしてなるよ
うに構成したところ、半透明部を、相当程度の反射率を
有し、しかも透過光の位相を反転させることができた。
更に、半透明部を構成する透明薄膜は、金属薄膜よりも
容易に安定した均一な組成の膜を成膜することができる
うえ、レジストマスクを１つ形成すればよく、マスク合
わせを１回で済ませることができるため、横方向の寸法
精度が良好な半透明部を構成する透明薄膜を容易に形成
することができた。
【００１５】本発明においては、該２つの薄膜の各々の
膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの薄膜
を対にした積層数を奇数にしてなるように構成しなけれ
ばならないのは、該半透明部を、単に透明で屈折率の若
干異なる材質からなる２つの薄膜を交互に積層した多層
膜によって形成しただけでは、位相シフトマスクの半透
明部として機能させることができないからであり、この
ように、更に、相当程度の反射率を有するように、該２
つの薄膜の各々の膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定
し、透過光の位相が反転するように、該２つの薄膜を対
にした積層数を奇数にしてなるように半透明部を構成す
れば、相当程度の反射率を有し、しかも透過光の位相を
反転させることができる位相シフトマスクの半透明部と
して機能させることができる。以下、具体的に図面を用
いて説明する。
膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの薄膜
を対にした積層数を奇数にしてなるように構成しなけれ
ばならないのは、該半透明部を、単に透明で屈折率の若
干異なる材質からなる２つの薄膜を交互に積層した多層
膜によって形成しただけでは、位相シフトマスクの半透
明部として機能させることができないからであり、この
ように、更に、相当程度の反射率を有するように、該２
つの薄膜の各々の膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定
し、透過光の位相が反転するように、該２つの薄膜を対
にした積層数を奇数にしてなるように半透明部を構成す
れば、相当程度の反射率を有し、しかも透過光の位相を
反転させることができる位相シフトマスクの半透明部と
して機能させることができる。以下、具体的に図面を用
いて説明する。
【００１６】図１は本発明の原理説明図であり、本発明
に係る露光マスクを示している。図１において、１はＳ
ｉＯ2 等のガラス（透明）基板であり、２ａはＳｉＯ2
等の透明薄膜であり、２ｂは透明薄膜２ｂ上に形成され
たＭｇＯ等の透明薄膜である。本発明では、相当程度の
反射率を有するように、屈折率の異なる２種類の透明薄
膜２ａ，２ｂを露光波長÷屈折率÷４の厚さで、例えば
ＳｉＯ2 透明薄膜２ａの膜厚を６０８オングストローム
とし、ＭｇＯ透明薄膜２ｂの膜厚を５０７オングストロ
ームとして交互に積み重ね、この時、透過光の位相を反
転するように、２種類の透明薄膜２ａ，２ｂを対にした
積層数を奇数（例えば９）にする。これにより、この多
層膜は、相当程度の反射率を有し、しかも透過光の位相
を反転することができる半透明部として機能させること
ができる。この時、反射率Ｒは、図１の構成の場合、次
の（１）式の如く、
に係る露光マスクを示している。図１において、１はＳ
ｉＯ2 等のガラス（透明）基板であり、２ａはＳｉＯ2
等の透明薄膜であり、２ｂは透明薄膜２ｂ上に形成され
たＭｇＯ等の透明薄膜である。本発明では、相当程度の
反射率を有するように、屈折率の異なる２種類の透明薄
膜２ａ，２ｂを露光波長÷屈折率÷４の厚さで、例えば
ＳｉＯ2 透明薄膜２ａの膜厚を６０８オングストローム
とし、ＭｇＯ透明薄膜２ｂの膜厚を５０７オングストロ
ームとして交互に積み重ね、この時、透過光の位相を反
転するように、２種類の透明薄膜２ａ，２ｂを対にした
積層数を奇数（例えば９）にする。これにより、この多
層膜は、相当程度の反射率を有し、しかも透過光の位相
を反転することができる半透明部として機能させること
ができる。この時、反射率Ｒは、図１の構成の場合、次
の（１）式の如く、
【００１７】
【数１】
【００１８】で表される。ここで、ｎ（Ａ）はＳｉＯ2
透明薄膜２ａの屈折率で１．５とし、ｎ（Ｂ）はＭｇＯ
透明薄膜２ｂの屈折率で１．８（ｉ線）とし、Ｐは２種
類の透明薄膜２ａ，２ｂを対にした積層数で９とする。
また、透明薄膜２ａ，２ｂは共に透明膜なので、透過率
Ｔは、次の（２）式の如く、
透明薄膜２ａの屈折率で１．５とし、ｎ（Ｂ）はＭｇＯ
透明薄膜２ｂの屈折率で１．８（ｉ線）とし、Ｐは２種
類の透明薄膜２ａ，２ｂを対にした積層数で９とする。
また、透明薄膜２ａ，２ｂは共に透明膜なので、透過率
Ｔは、次の（２）式の如く、
【００１９】
【数２】
【００２０】で表される。また、２種類の透明薄膜２
ａ，２ｂの対で光の位相はπ変化するので、Ｐを奇数に
することで、更に透過光の位相を反転することができ、
ハーフトーン型位相シフトマスクの半透明部を形成する
ことができる。ここでは、前述の如く、Ｐを９にする。
この結果、透過率Ｔは１０．５％となる。そして、半透
明部を構成するＳｉＯ2 ，ＭｇＯ等の誘電体からなる透
明薄膜２ａ，２ｂは、一般にＣｒ等の金属薄膜よりも容
易に安定した均一な組成の膜を成膜することができる。
従って、半透明部を透過率及び位相値共に最適化して、
安定して形成することが出来る。
ａ，２ｂの対で光の位相はπ変化するので、Ｐを奇数に
することで、更に透過光の位相を反転することができ、
ハーフトーン型位相シフトマスクの半透明部を形成する
ことができる。ここでは、前述の如く、Ｐを９にする。
この結果、透過率Ｔは１０．５％となる。そして、半透
明部を構成するＳｉＯ2 ，ＭｇＯ等の誘電体からなる透
明薄膜２ａ，２ｂは、一般にＣｒ等の金属薄膜よりも容
易に安定した均一な組成の膜を成膜することができる。
従って、半透明部を透過率及び位相値共に最適化して、
安定して形成することが出来る。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図２は本発明に係る一実施例の露光マスクの構造
を示す断面図であり、図３は本発明に係る一実施例の露
光マスクの製造方法を示す図である。本実施例では、ま
ず、図３（ａ）に示す如く、半透明部を除く領域を覆う
ようにガラス基板１上にレジストをパターニングしてレ
ジストマスク１１を形成する。この時、半透明部が形成
される領域が開口される。次いで、図３（ｂ）に示す如
く、蒸着装置に図３（ａ）のレジストマスク１１が形成
されたガラス基板１を入れ、ＭｇＯを蒸着してＭｇＯ透
明薄膜２ａを形成する。この時、ＭｇＯ透明薄膜２ａの
膜厚は干渉計測等で監視する。次いで、ＭｇＯ透明薄膜
２ａを所望の膜厚で形成した後、ＳｉＯ2 に切り換え、
同様に所望の膜厚になるまで蒸着してＳｉＯ2 透明薄膜
２ｂを形成する。この時、屈折率が１．８のＭｇＯ透明
薄膜２ａと屈折率が１．５のＳｉＯ2 透明薄膜２ｂの膜
厚は、露光波長λ÷屈折率÷４の膜厚になるように設定
する。
する。図２は本発明に係る一実施例の露光マスクの構造
を示す断面図であり、図３は本発明に係る一実施例の露
光マスクの製造方法を示す図である。本実施例では、ま
ず、図３（ａ）に示す如く、半透明部を除く領域を覆う
ようにガラス基板１上にレジストをパターニングしてレ
ジストマスク１１を形成する。この時、半透明部が形成
される領域が開口される。次いで、図３（ｂ）に示す如
く、蒸着装置に図３（ａ）のレジストマスク１１が形成
されたガラス基板１を入れ、ＭｇＯを蒸着してＭｇＯ透
明薄膜２ａを形成する。この時、ＭｇＯ透明薄膜２ａの
膜厚は干渉計測等で監視する。次いで、ＭｇＯ透明薄膜
２ａを所望の膜厚で形成した後、ＳｉＯ2 に切り換え、
同様に所望の膜厚になるまで蒸着してＳｉＯ2 透明薄膜
２ｂを形成する。この時、屈折率が１．８のＭｇＯ透明
薄膜２ａと屈折率が１．５のＳｉＯ2 透明薄膜２ｂの膜
厚は、露光波長λ÷屈折率÷４の膜厚になるように設定
する。
【００２２】そして、図３（ｄ）に示す如く、透明薄膜
２ａ及び透明薄膜２ｂを１１層ずつ交互に形成した後、
レジストマスク１１を除去することにより、図２に示す
ようなＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ2 透明薄膜２ｂを対
にして積層数が１１層からなる半透明部を有するハーフ
トーン型位相シフトマスクを得ることができる。このよ
うに、本実施例では、半透明部を、透明で屈折率の若干
異なる材質からなる２つのＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ
2 透明薄膜２ｂを交互に積層した多層膜によって形成
し、この時、相当程度の反射率を有するように２つのＭ
ｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ2 透明薄膜２ｂの各々の膜厚
を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、透過光の位相が反
転するように２つのＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ2 透明
薄膜２ｂを対にした積層数を１１として奇数にしてなる
ように構成している。このため、この半透明部を、相当
程度の反射率を有し、しかも透過光の位相を反転させる
ことができるハーフトーン型位相シフトマスクの半透明
部として機能させることができる。
２ａ及び透明薄膜２ｂを１１層ずつ交互に形成した後、
レジストマスク１１を除去することにより、図２に示す
ようなＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ2 透明薄膜２ｂを対
にして積層数が１１層からなる半透明部を有するハーフ
トーン型位相シフトマスクを得ることができる。このよ
うに、本実施例では、半透明部を、透明で屈折率の若干
異なる材質からなる２つのＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ
2 透明薄膜２ｂを交互に積層した多層膜によって形成
し、この時、相当程度の反射率を有するように２つのＭ
ｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ2 透明薄膜２ｂの各々の膜厚
を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、透過光の位相が反
転するように２つのＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ2 透明
薄膜２ｂを対にした積層数を１１として奇数にしてなる
ように構成している。このため、この半透明部を、相当
程度の反射率を有し、しかも透過光の位相を反転させる
ことができるハーフトーン型位相シフトマスクの半透明
部として機能させることができる。
【００２３】更に、ＭｇＯ透明薄膜２ａ及びＳｉＯ2 透
明薄膜２ｂは、Ｃｒ等の金属薄膜よりも容易に安定した
均一な組成の膜を成膜することができる。しかも、レジ
ストマスク１１を１つ形成すればよく、マスク合わせを
１回で済ませることができるため、横方向の寸法精度が
良好な透明薄膜２ａ，２ｂを容易に形成することができ
る。 次に、上記の方法でＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ
2 透明薄膜２ｂを１１層ずつ積んだ本実施例のハーフト
ーンマスクを用いた場合のウェハ上の光強度分布は、図
４，５から明かなように、図５の比較例の透過型マスク
を用いた場合のウェハ上の光強度分布と比較して、高い
コントラストの光強度分布が得られているのが判った。
なお、図４（ａ）及び図５（ａ）は、デフォーカスが０
の時のウェハ上の光強度分布であり、図４（ｂ）及び図
５（ｂ）は、デフォーカスが０．５の時のウェハ上の光
強度分布であり、図４（ｃ）及び図５（ｃ）は、デフォ
ーカスが１．０の時のウェハ上の光強度分布である。
明薄膜２ｂは、Ｃｒ等の金属薄膜よりも容易に安定した
均一な組成の膜を成膜することができる。しかも、レジ
ストマスク１１を１つ形成すればよく、マスク合わせを
１回で済ませることができるため、横方向の寸法精度が
良好な透明薄膜２ａ，２ｂを容易に形成することができ
る。 次に、上記の方法でＭｇＯ透明薄膜２ａとＳｉＯ
2 透明薄膜２ｂを１１層ずつ積んだ本実施例のハーフト
ーンマスクを用いた場合のウェハ上の光強度分布は、図
４，５から明かなように、図５の比較例の透過型マスク
を用いた場合のウェハ上の光強度分布と比較して、高い
コントラストの光強度分布が得られているのが判った。
なお、図４（ａ）及び図５（ａ）は、デフォーカスが０
の時のウェハ上の光強度分布であり、図４（ｂ）及び図
５（ｂ）は、デフォーカスが０．５の時のウェハ上の光
強度分布であり、図４（ｃ）及び図５（ｃ）は、デフォ
ーカスが１．０の時のウェハ上の光強度分布である。
【００２４】なお、上記実施例では、透明薄膜２ａをＭ
ｇＯで構成し、透明薄膜２ｂをＳｉＯ2 で構成する場合
について説明したが、本発明はこれのみで限定されるも
のではなく、例えば透明薄膜２ａをＳｉＯ2 で構成し、
透明薄膜２ｂをＭｇＯで構成してもよいし、また、透明
薄膜２ａをＭｇＦ2 で構成し、透明薄膜２ｂをＳｉＯ 2
で構成してもよいし、また、透明薄膜２ａをＳｉＯ2 で
構成し、透明薄膜２ｂをＭｇＦ2 で構成してもよい。ま
た、透明薄膜２ａをＭｇＯで構成し、透明薄膜２ｂをＭ
ｇＦ2 で構成してもよいし、透明薄膜２ａをＭｇＦ2 で
構成し、透明薄膜２ｂをＭｇＯで構成してもよい。
ｇＯで構成し、透明薄膜２ｂをＳｉＯ2 で構成する場合
について説明したが、本発明はこれのみで限定されるも
のではなく、例えば透明薄膜２ａをＳｉＯ2 で構成し、
透明薄膜２ｂをＭｇＯで構成してもよいし、また、透明
薄膜２ａをＭｇＦ2 で構成し、透明薄膜２ｂをＳｉＯ 2
で構成してもよいし、また、透明薄膜２ａをＳｉＯ2 で
構成し、透明薄膜２ｂをＭｇＦ2 で構成してもよい。ま
た、透明薄膜２ａをＭｇＯで構成し、透明薄膜２ｂをＭ
ｇＦ2 で構成してもよいし、透明薄膜２ａをＭｇＦ2 で
構成し、透明薄膜２ｂをＭｇＯで構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、横方向の寸法精度が良
好で、しかも安定した組成の半透明部を構成する薄膜を
容易に形成することができるという効果がある。
好で、しかも安定した組成の半透明部を構成する薄膜を
容易に形成することができるという効果がある。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明に係る一実施例の露光マスクの構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】本発明に係る一実施例の露光マスクの製造方法
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明に係る一実施例の露光マスクを用いた場
合のウェハ上の光強度分布を示す図である。
合のウェハ上の光強度分布を示す図である。
【図５】比較例の透過型マスクを用いた場合のウェハ上
の光強度分布を示す図である。
の光強度分布を示す図である。
【図６】従来の透過型マスク構造及びその各光特性を示
す図である。
す図である。
【図７】従来のレベソン型位相シフトマスク構造及びそ
の各光特性を示す図である。
の各光特性を示す図である。
【図８】従来のリムシフト型位相シフトマスク構造及び
その各光特性を示す図である。
その各光特性を示す図である。
【図９】従来のハーフトーン型位相シフトマスク構造及
びその各光特性を示す図である。
びその各光特性を示す図である。
【図１０】従来の透過型マスク及びハーフトーン型位相
シフトマスクにおける焦点深度特性を示す図である。
シフトマスクにおける焦点深度特性を示す図である。
【図１１】従来の透過型マスク及びハーフトーン型位相
シフトマスクにおける解像性能を示す図である。
シフトマスクにおける解像性能を示す図である。
１ ガラス基板 ２ａ，２ｂ 透明薄膜 １１ レジストマスク
Claims (4)
- 【請求項１】光を透過する透明部（１）と、光を若干透
過する半透明部とからなる半導体基板露光用のマスクに
おいて、該半透明部を、透明で屈折率の異なる材質から
なる２つの薄膜（２ａ，２ｂ）を交互に積層した多層膜
によって形成し、該２つの薄膜（２ａ，２ｂ）の各々の
膜厚を、露光波長÷屈折率÷４で設定し、該２つの薄膜
（２ａ，２ｂ）を対にした積層数を奇数にしてなること
を特徴とする露光マスク。 - 【請求項２】前記２つの薄膜（２ａ，２ｂ）は、一方の
薄膜が酸化マグネシウムからなり、他方の薄膜が酸化シ
リコンからなることを特徴とする請求項１記載の露光マ
スク。 - 【請求項３】前記２つの薄膜（２ａ，２ｂ）は、一方の
薄膜がフッ化マグネシウムからなり、他方の薄膜が酸化
シリコンからなることを特徴とする請求項１記載の露光
マスク。 - 【請求項４】前記２つの薄膜（２ａ，２ｂ）は、一方の
薄膜が酸化マグネシウムからなり、他方の薄膜がフッ化
マグネシウムからなることを特徴とする請求項１記載の
露光マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344994A JPH07253655A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344994A JPH07253655A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光マスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07253655A true JPH07253655A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12664021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4344994A Withdrawn JPH07253655A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07253655A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0968790A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Nec Corp | フォトマスク |
| JP2000511301A (ja) * | 1996-05-20 | 2000-08-29 | イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランク |
| JP2001201842A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-07-27 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトフォトマスクブランクス及び位相シフトフォトマスク並びに半導体装置の製造方法 |
| JP2003005347A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランク及びその製造方法 |
| US7736824B2 (en) | 2003-03-31 | 2010-06-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, photomask, and method of manufacture |
| JP2011095787A (ja) * | 1999-11-09 | 2011-05-12 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトフォトマスクブランクス及び位相シフトフォトマスク並びに半導体装置の製造方法 |
| JP2011107735A (ja) * | 2011-03-11 | 2011-06-02 | Hoya Corp | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP4344994A patent/JPH07253655A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0968790A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Nec Corp | フォトマスク |
| JP2000511301A (ja) * | 1996-05-20 | 2000-08-29 | イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 減衰する埋め込まれた移相フォトマスク・ブランク |
| JP2001201842A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-07-27 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトフォトマスクブランクス及び位相シフトフォトマスク並びに半導体装置の製造方法 |
| JP2011095787A (ja) * | 1999-11-09 | 2011-05-12 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトフォトマスクブランクス及び位相シフトフォトマスク並びに半導体装置の製造方法 |
| JP2003005347A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランク及びその製造方法 |
| JP4600629B2 (ja) * | 2001-06-26 | 2010-12-15 | 信越化学工業株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びその製造方法 |
| US7736824B2 (en) | 2003-03-31 | 2010-06-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, photomask, and method of manufacture |
| JP2011107735A (ja) * | 2011-03-11 | 2011-06-02 | Hoya Corp | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |