JPH07281416A - 露光マスク - Google Patents

露光マスク

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JPH07281416A
JPH07281416A JP7458594A JP7458594A JPH07281416A JP H07281416 A JPH07281416 A JP H07281416A JP 7458594 A JP7458594 A JP 7458594A JP 7458594 A JP7458594 A JP 7458594A JP H07281416 A JPH07281416 A JP H07281416A
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JP
Japan
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light
mask
exposure
opening
resist
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Pending
Application number
JP7458594A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Chijimatsu
達夫 千々松
Isamu Hairi
勇 羽入
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07281416A publication Critical patent/JPH07281416A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相シフトマスクやハーフトーンマスクを用
いて微細パターンを露光する際、必要なパターン周辺に
不必要な光のサブピークを生じ難くして、必要な部分の
レジストが感光されないようにすることができ、現像処
理した時にレジストの膜減りを生じ難くすることがで
き、レジストマスクとしての機能を損なわないようにす
ることができる。 【構成】 露光光を透過する透明基板11上に、露光光
を透過する開口部1を有する露光光を所定量透過する半
透明部2が形成された露光マスクにおいて、該開口部1
内に露光光の波長以下の開口幅を有するスリット部3が
形成され、かつ該スリット部3の並び方向が最近接する
該開口部1同志で互いに直交若しくは略直交してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体デバイス
製造のウェハプロセスにおける露光工程に係わる光投影
露光装置で用いる微細パターン形成用の露光マスクに係
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、そ
のマスクパターンをウェハ上に転写してレジストを感光
させる半導体装置の製造技術に適用することができ、特
に、位相シフトマスクやハーフトーンマスクを用いて微
細パターンを露光する際、必要なパターン周辺に不必要
な光のサブピークを生じ難くして、必要な部分のレジス
トが感光されないようにすることができる露光マスクに
関する。
【0002】近年、電子デバイスを量産するための露光
装置として光投影露光装置が広く用いられている。年々
高まる解像度の向上のために変形照明による露光法や位
相シフトマスクを用いた露光法、ハーフトーンマスクを
用いた露光法等様々な方法が開発されている。位相シフ
トマスクやハーフトーンマスクは、単純な遮光部と透過
部とから構成される従来のマスクに比べて高い解像度を
実現できることが知られている。これらは、しかしなが
ら、孤立パターンでは全く問題がないが、複数のパター
ンが近い位置に配置されている場合に、各々のパターン
からの透過光強度のサブピークが重なり合い、パターン
間の不必要な場所にレジストを感光させてしまうという
問題が生じる。
【0003】このため、複数のパターンが配置されてい
る場合にもパターン間の不必要な場所にレジストを感光
させてしまうことのない露光マスクが要求されている。
【0004】
【従来の技術】従来のガラス基板にCrパターンが形成
された透過型マスクでは、特に照射する光の波長近傍に
なってくると、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る。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、位相シフトマスクやハ
ーフトーンマスクを用いた露光法は、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、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
を向上することができる点で注目されている。
【0005】このマスクのうち、特にハーフトーンマス
クは、位相シフトマスクのような特殊な位相シフターの
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、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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の位相シフトマスクやハーフトーンマスクでは、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。しかしなが
ら、例えば図6(a)、(b)に示す透明基板101上
に開口部102を有する遮光部や半透明部103を形成
した位相シフトマスクやハーフトーンマスクでは、図6
(c)〜(e)に示す如く、各々の開口部102パター
ンからの透過光強度のサブピークが重なり合って大きく
なってしまう。ここで、図6(c)のA1は、a部の開
口部102近傍に現れる光強度のサブピークであり、図
6(d)のA2は、b部の開口部102近傍に現れる光
強度のサブピークであり、図6(e)のA3は、サブピ
ークA1とサブピークA2が重なって合成されたサブピ
ークである。
【0007】このように、不必要なサブピークが大きく
なった状態で例えばポジ型のレジストを現像処理する
と、サブピークが生じた部分のレジスト部分も現像処理
されてレジストが膜減りしてしまい、エッチングした時
に膜減りした部分のレジスト部分が消失してしまうこと
がある等、レジストマスクとしての機能が損なわれてし
まうという問題があった。これは、特に段差基板を用い
た時顕著になる傾向があった。なお、パターンピッチ、
パターンの大きさ、露光光強度等様々な条件でサブピー
クの現れかたは異なるが、特に、複数の開口部102パ
ターンを近い位置に配置したり、形成される開口部分の
光強度を強くしたりして解像度を向上させようとする
と、不必要なサブピークは顕著に大きくなってしまう。
【0008】そこで、本発明は、位相シフトマスクやハ
ーフトーンマスクを用いて微細パターンを露光する際、
必要なパターン周辺に不必要な光のサブピークを生じ難
くして、必要な部分のレジストが感光されないようにす
ることができ、現像処理した時にレジストの膜減りを生
じ難くすることができ、レジストマスクとしての機能を
損なわないように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。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
露光光を透過する透明基板上に、露光光を透過する開口
部を有する露光光を所定量透過する半透明部が形成され
た露光マスクにおいて、該開口部内に露光光の波長以下
の開口幅を有するスリット部が形成され、かつ該スリッ
ト部の並び方向が最近接する該開口部同志で互いに直交
若しくは略直交してなることを特徴とするものである。
【0010】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、前記スリット部は、前記半透明部を構
成する構成材料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、露光光を透過する透明基板上に
露光光を透過する開口部を有する露光光を遮光する遮光
部が形成され、かつ該開口部を透過する透過光の位相が
0の領域とπの領域とからなる露光マスクにおいて、該
開口部内に露光光の波長以下の開口幅を有するスリット
部が形成され、かつ該スリット部の並び方向が最近接す
る該開口部同志で互いに直交若しくは略直交してなるこ
とを特徴とするものである。
【0011】請求項4記載の発明は、上記請求項3記載
の発明において、前記スリット部は、前記遮光部を構成
する構成材料からなることを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明者等は、鋭意検討した結果、光学的に互
いに直交する2つの直線偏光は干渉しないようにするこ
とができることに着目し、図1に示す如く、露光光(無
偏光な入射光)を透過する透明基板上に露光光を透過す
る開口部1を有する露光光を所定量透過する半透明部2
が形成された露光マスクにおいて、開口部1内に、開口
部1内を透過する透過光を直線偏光にするために、露光
光の波長以下の開口幅dを有するスリット部3を形成
し、最近接する開口部1同志を透過する各直線偏光を直
交させるために、そのスリット部3の並び方向を最近接
する開口部1同志で互いに直交してなるように構成した
ところ、最近接する開口部1同志の透過光を互いに直交
する直線偏光にすることができるため、最近接する開口
部1同志の透過光を干渉させ難くすることができ、透過
光のメインピーク同志の干渉によるコントラストの低下
やサブピーク同志の干渉によって、必要なパターン間の
不必要な場所でレジストを感光させ難くすることができ
た。このため、現像処理した時に、レジストの膜減りを
生じ難くすることができる等、レジストマスクとしての
機能を損なわないようにすることができた。
【0013】なお、スリット部3は、半透明部2を構成
する構成材料で構成してもよいし、半透明部2とは異な
る構成材料で構成してもよい。前者の場合は、スリット
部3と半透明部2を同じフォトリソグラフィー工程とエ
ッチング工程等により同時に容易に形成することができ
る。次に、本発明者等は、鋭意検討した結果、光学的に
互いに直交する2つの直線偏光は干渉しないようにする
ことができることに着目し、露光光(無偏光な入射光)
を透過する透明基板上に露光光を透過する開口部を有す
る露光光を遮光する遮光部を形成し、かつ開口部を透過
する透過光の位相が0の領域とπの領域とからなる露光
マスクにおいて、開口部内に開口部内を透過する透過光
を直線偏光にするために、露光光の波長以下の開口幅を
有するスリット部を形成し、最近接する開口部同志を透
過する各直線偏光を直交させるために、そのスリット部
の並び方向を最近接する開口部同志で互いに直交してな
るように構成したところ、最近接する開口部同志の透過
光を互いに直交する直線偏光にすることができるため、
最近接する開口部同志の透過光を干渉させ難くすること
ができ、透過光のメインピーク同志の干渉によるコント
ラストの低下やサブピーク同志の干渉によって必要なパ
ターン間の不必要な場所でレジストを感光させ難くする
ことができた。このため、現像処理した時に、レジスト
の膜減りを生じ難くすることができる等、レジストマス
クとしての機能を損なわないようにすることができた。
【0014】なお、スリット部は、遮光部を構成する構
成材料で構成してもよいし、遮光部とは異なる構成材料
で構成してもよい。前者の場合は、スリット部と遮光部
を同じフォトリソグラフィー工程とエッチング工程等に
より同時に容易に形成することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1)図2(a)、(b)は本発明に係る実施例
1の露光マスクの構造を示す平面及び断面図であり、図
2(a)はその露光マスクの開口部が形成された側の平
面構造図、図2(b)は図2(a)のA1−A2方向の
断面構造図である。図示例は、ハーフトーン構造の露光
マスクに適用する場合である。本実施例では、露光光を
透過する石英ガラス等の透明基板11上に露光光(無偏
光な入射光)を透過する開口部1を有する露光光をある
割合だけ透過させる酸化クロム等の半透明(ハーフトー
ン)部2を形成し、この開口部1内に、半透明部2と同
じ構成材料で露光光の波長以下の開口幅を有するスリッ
ト部3の並びを形成し、そのスリット部3の並び方向を
最近接する開口部1同志で互いに直交してなるように構
成する。この時、スリット部3の開口幅は例えば0.1
5μmで、ピッチは例えば0.30μmとする。そし
て、露光は、i線を用い、開口部1内にスリット部3が
あるのを見込んで露光時間を適宜長めにし、その他の露
光条件は通常の条件で行う。
【0016】このように、本実施例では、開口部1内に
開口部1内を透過する透過光を直線偏光にするために、
露光光の波長以下の開口幅を有するスリット部3を形成
し、最近接する開口部1同志を透過する各直線偏光を直
交させるために、そのスリット部3の並び方向を最近接
する開口部1同志で互いに直交してなるように構成し
て、i線を用いてレジストを露光したため、最近接する
開口部1同志の透過光を互いに直交する直線偏光にする
ことができる。このため、最近接する開口部1同志の透
過光を干渉させ難くすることができるので、透過光のメ
インピーク同志の干渉によるコントラストの低下やサブ
ピーク同志の干渉によって必要なパターン間の不必要な
場所でレジストを感光させ難くすることができる。従っ
て、現像処理した時に、レジストの膜減りを生じ難くす
ることができる等、レジストマスクとしての機能を損な
わないようにすることができる。
【0017】また、本実施例では、スリット部3を、半
透明部2を構成する構成材料で構成したため、スリット
部3と半透明部2を同じフォトリソグラフィー工程とエ
ッチング工程等により同時に容易に形成することができ
る。なお、スリット部3は、半透明部2とは異なる構成
材料で構成してもよい。なお、上記実施例1では、スリ
ット部3の並び方向を最近接する開口部1同志で0度と
180度で互いに直交させて構成する場合について説明
したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、
例えば図3に示す如く、スリット部3の並び方向を最近
接する開口部1同志で45度と−45度で互いに直交さ
せて構成する場合であってもよい。
【0018】(実施例2)図4(a)、(b)は本発明
に係る実施例2の露光マスクの構造を示す平面及び断面
図であり、図4(a)はその露光マスクの開口部が形成
された側の平面構造図、図4(b)は図4(a)のA1
−A2方向の断面構造図である。図示例は、リムシフト
型位相シフト構造の露光マスクに適用する場合である。
本実施例では、露光光を透過する石英ガラス等の透明基
板11上に露光光(無偏光な入射光)を透過する開口部
1を有する露光光を遮光するクロム等の遮光部21を形
成し、この開口部1内に、遮光部21と同じ構成材料で
露光光の波長以下の開口幅を有するスリット部3の並び
を形成し、そのスリット部3の並び方向を最近接する開
口部1同志で互いに直交してなるように構成する。そし
て、更にスリット部3上に遮光部21幅よりも小さい幅
のSiO2 等のシフター22を形成して、開口部1を透
過する透過光の位相が0の領域(開口部1とシフター2
2間の領域)とπの領域(シフター22領域)を形成す
るように構成する。この時、スリット部3の開口幅は例
えば0.15μmで、ピッチは例えば0.30μmとす
る。そして、露光は、i線を用い、開口部1内にスリッ
ト部3があるのを見込んで露光時間を適宜長めにし、そ
の他の露光条件は通常の条件で行う。
【0019】このように、本実施例では、開口部1内を
透過する透過光を直線偏光にするために、露光光の波長
以下の開口幅を有するスリット部3を形成し、最近接す
る開口部1同志を透過する各直線偏光を直交させるため
に、そのスリット部3の並び方向を最近接する開口部1
同志で互いに直交してなるように構成して、i線を用い
てレジストを露光したため、最近接する開口部1同志の
透過光を互いに直交する直線偏光にすることができる。
このため、最近接する開口部1同志の透過光を干渉させ
難くすることができるので、透過光のメインピーク同志
の干渉によるコントラストの低下やサブピーク同志の干
渉によって必要なパターン間の不必要な場所でレジスト
を感光させ難くすることができる。従って、現像処理し
た時に、レジストの膜減りを生じ難くすることができる
等、レジストマスクとしての機能を損なわないようにす
ることができる。
【0020】また、本実施例では、スリット部3を、遮
光部21を構成する構成材料で構成したため、スリット
部3と遮光部21を同じフォトリソグラフィー工程とエ
ッチング工程等により同時に容易に形成することができ
る。なお、スリット部3は、遮光部21とは異なる構成
材料で構成してもよい。なお、上記実施例2では、スリ
ット部3の並び方向を最近接する開口部1同志で0度と
180度で互いに直交させて構成する場合について説明
したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、
例えば図5に示す如く、スリット部3の並び方向を最近
接する開口部1同志で45度と−45度で互いに直交さ
せて構成する場合であってもよい。なお、図5では、片
側開口部1部分のみを示している。図5で開口部1を透
過する透過光の位相が0の領域は、Cr等の遮光部21
aと遮光部21間に形成したスリット部3の領域であ
り、透過光の位相がπの領域は、シフター22直下で、
かつ遮光部21a間に形成したスリット部3の領域であ
る。
【0021】なお、上記各実施例では、露光装置にi線
ステッパー(露光波長λ=0.365μm)を用いて露
光する場合について説明したが、本発明はこれのみに限
定されるものでなく、例えば変形照明を用いた露光装置
や、i線ばかりでなく今後主流になると思われるエキシ
マステッパー等を用いて露光する場合にも適用すること
ができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、位相シフトマスクやハ
ーフトーンマスクを用いて微細パターンを露光する際、
必要なパターン周辺に不必要なサブピークを生じ難くし
て、光の必要な部分のレジストが感光されないようにす
ることができ、現像処理した時にレジストの膜減りを生
じ難くすることができ、レジストマスクとしての機能を
損なわないようにすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明に係る実施例1の露光マスクの構造を示
す平面及び断面図である。
【図3】本発明に適用できる露光マスクの構造を示す平
面図である。
【図4】本発明に係る実施例2の露光マスクの構造を示
す平面及び断面図である。
【図5】本発明に適用できる露光マスクの構造を示す平
面及び断面図である。
【図6】従来例の課題を示す図である。
【符号の説明】
1 開口部 2 半透明部 3 スリット部 11 透明基板 21,21a 遮光部 22 シフター

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】露光光を透過する透明基板(11)上に、
    露光光を透過する開口部(1)を有する露光光を所定量
    透過する半透明部(2)が形成された露光マスクにおい
    て、該開口部(1)内に露光光の波長以下の開口幅を有
    するスリット部(3)が形成され、かつ該スリット部
    (3)の並び方向が最近接する該開口部(1)同志で互
    いに直交若しくは略直交してなることを特徴とする露光
    マスク。
  2. 【請求項2】前記スリット部(3)は、前記半透明部
    (2)を構成する構成材料からなることを特徴とする請
    求項1記載の露光マスク。
  3. 【請求項3】露光光を透過する透明基板(11)上に露
    光光を透過する開口部(1)を有する露光光を遮光する
    遮光部(21)が形成され、かつ該開口部(1)を透過
    する透過光の位相が0の領域とπの領域とからなる露光
    マスクにおいて、該開口部(1)内に露光光の波長以下
    の開口幅を有するスリット部(3)が形成され、かつ該
    スリット部(3)の並び方向が最近接する該開口部
    (1)同志で互いに直交若しくは略直交してなることを
    特徴とする露光マスク。
  4. 【請求項4】前記スリット部(3)は、前記遮光部(2
    1)を構成する構成材料からなることを特徴とする請求
    項1記載の露光マスク。
JP7458594A 1994-04-13 1994-04-13 露光マスク Pending JPH07281416A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006113583A (ja) * 2004-10-11 2006-04-27 Samsung Electronics Co Ltd 回路パターンの露光のための装置及び方法、使用されるフォトマスク及びその設計方法、そして照明系及びその具現方法

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JP2006113583A (ja) * 2004-10-11 2006-04-27 Samsung Electronics Co Ltd 回路パターンの露光のための装置及び方法、使用されるフォトマスク及びその設計方法、そして照明系及びその具現方法

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030304