JPH0777794A - 位相シフトマスク - Google Patents
位相シフトマスクInfo
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- JPH0777794A JPH0777794A JP15576891A JP15576891A JPH0777794A JP H0777794 A JPH0777794 A JP H0777794A JP 15576891 A JP15576891 A JP 15576891A JP 15576891 A JP15576891 A JP 15576891A JP H0777794 A JPH0777794 A JP H0777794A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/28—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof with three or more diverse phases on the same PSM; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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
(57)【要約】
【目的】ネガ型マスクにもポジ型マスクにも具体化で
き、かつ、形成容易に、しかも透過率や密着性の低下な
どの問題を生じさせることなく製造することができる位
相シフトマスクの提供。 【構成】透明基板１の一方の面１ａ及び他方の面１ｂの
双方の面に透過光の位相をシフトさせる位相シフト部を
備えている位相シフトマスクであって、例えば、一方の
面１ａの位相シフト部１１の少なくとも一部が、他方の
面１ｂの位相シフト部１１の少なくとも一部と重なって
いる構成の位相シフトマスク。
き、かつ、形成容易に、しかも透過率や密着性の低下な
どの問題を生じさせることなく製造することができる位
相シフトマスクの提供。 【構成】透明基板１の一方の面１ａ及び他方の面１ｂの
双方の面に透過光の位相をシフトさせる位相シフト部を
備えている位相シフトマスクであって、例えば、一方の
面１ａの位相シフト部１１の少なくとも一部が、他方の
面１ｂの位相シフト部１１の少なくとも一部と重なって
いる構成の位相シフトマスク。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本出願の各発明は、位相シフトマ
スクに関する。本出願の各発明は、各種パターン形成技
術等に用いる位相シフトマスクとして利用することがで
き、例えば半導体装置製造プロセスにおいてレジストパ
ターンを形成する場合のマスクなどとして用いる位相シ
フトフォトマスクとして利用できる。
スクに関する。本出願の各発明は、各種パターン形成技
術等に用いる位相シフトマスクとして利用することがで
き、例えば半導体装置製造プロセスにおいてレジストパ
ターンを形成する場合のマスクなどとして用いる位相シ
フトフォトマスクとして利用できる。
【０００２】
【従来の技術】フォトマスクを利用して形成するもの、
例えば半導体装置等は、その加工寸法が年々微細化され
る傾向にある。このような背景で、微細化した半導体装
置を得るフォトリソグラフィーの技術において、その解
像度を更に向上させるため、マスクを透過する光に位相
差を与え、これにより光強度プロファイルを改善するい
わゆる位相シフト技術が脚光を浴びている。
例えば半導体装置等は、その加工寸法が年々微細化され
る傾向にある。このような背景で、微細化した半導体装
置を得るフォトリソグラフィーの技術において、その解
像度を更に向上させるため、マスクを透過する光に位相
差を与え、これにより光強度プロファイルを改善するい
わゆる位相シフト技術が脚光を浴びている。
【０００３】従来の位相シフト技術については、特開昭
５８−１７３７４４号公報や、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥ
ＮＳＯＮ 他“Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｒｅｓｏｌｕｔｉ
ｏｎｉｎ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔ
ｈ ａ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｍａｓｋ”Ｉ
ＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴ
ＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２９ Ｎｏ．
１２，ＤＥＣＥＭＢＥＲ １９８２，Ｐ１８２８〜１８
３６、また、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥＮＳＯＮ 他“Ｔ
ｈｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ ＭａｓｋＩＩ：
Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓ
ｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ Ｅｘｐｏｓ
ｕｒｅｓ”同誌 Ｖｏｌ．ＥＤ−３１，Ｎｏ．６，ＪＵ
ＮＥ１９８４，Ｐ７５３〜７６３に記載がある。
５８−１７３７４４号公報や、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥ
ＮＳＯＮ 他“Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｒｅｓｏｌｕｔｉ
ｏｎｉｎ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔ
ｈ ａ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｍａｓｋ”Ｉ
ＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴ
ＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ．Ｖｏｌ．ＥＤ−２９ Ｎｏ．
１２，ＤＥＣＥＭＢＥＲ １９８２，Ｐ１８２８〜１８
３６、また、ＭＡＲＣ Ｄ．ＬＥＶＥＮＳＯＮ 他“Ｔ
ｈｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ ＭａｓｋＩＩ：
Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓ
ｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ Ｅｘｐｏｓ
ｕｒｅｓ”同誌 Ｖｏｌ．ＥＤ−３１，Ｎｏ．６，ＪＵ
ＮＥ１９８４，Ｐ７５３〜７６３に記載がある。
【０００４】また、特公昭６２−５０８１１号には、透
明部と不透明部とで形成された所定のパターンを有し、
不透明部をはさむ両側の透明部の少なくとも一方に位相
部材を設け、該両側の透明部に位相差を生ずる構成とし
た位相シフトマスクが開示されている。
明部と不透明部とで形成された所定のパターンを有し、
不透明部をはさむ両側の透明部の少なくとも一方に位相
部材を設け、該両側の透明部に位相差を生ずる構成とし
た位相シフトマスクが開示されている。
【０００５】従来より知られている位相シフト技術につ
いて、図５を利用して説明すると、次のとおりである。
例えばライン・アンド・スペースのパターン形成を行う
場合、通常の従来のマスクは、図５（ａ）に示すよう
に、石英基板等の透明基板１上に、Ｃｒ（クロム）やそ
の他金属、金属酸化物などの遮光性の材料を用いて遮光
部１０を形成し、これによりライン・アンド・スペース
の繰り返しパターンを形成して、露光用マスクとしてい
る。この露光用マスクを透過した光の強度分布は、図５
（ａ）に符号Ａ１で示すように、理想的には遮光部１０
のところではゼロで、他の部分（透過部１２ａ，１２
ｂ）では透過する。１つの透過部１２ａについて考える
と、被露光材に与えられる透過光は、光の回折などによ
り、図５（ａ）にＡ２で示す如く、両側の裾に小山状の
極大をもつ光強度分布になる。透過部１２ｂの方の透過
光Ａ２′は、一点鎖線で示した。各透過部１２ａ，１２
ｂからの光を合わせると、Ａ３に示すように光強度分布
はシャープさを失い、光の回折による像のぼけが生じ、
結局、シャープな露光は達成できなくなる。これに対
し、上記繰り返しパターンの光の透過部１２ａ，１２ｂ
の上に、１つおきに図５（ｂ）に示すように位相シフト
部１１ａ（シフターと称される。ＳｉＯ2 やレジストな
どの材料が用いられる）を設けると、光の回折による像
のぼけが位相の反転によって打ち消され、シャープな像
が転写され、解像力や焦点裕度が改善される。即ち、図
５（ｂ）に示す如く、一方の透過部１２ａに位相シフト
部１１ａが形成されると、それが例えば１８０°の位相
シフトを与えるものであれば、該位相シフト部１１ａを
通った光は符号Ｂ１で示すように反転する。それに隣合
う透過部１２ｂからの光は位相シフト部１１ａを通らな
いので、かかる反転は生じない。被露光材に与えられる
光は、互いに反転した光が、その光強度分布の裾におい
て図にＢ２で示す位置で互いに打ち消し合い、結局被露
光材に与えられる光の分布は図５（ｂ）にＢ３で示すよ
うに、シャープな理想的な形状になる。
いて、図５を利用して説明すると、次のとおりである。
例えばライン・アンド・スペースのパターン形成を行う
場合、通常の従来のマスクは、図５（ａ）に示すよう
に、石英基板等の透明基板１上に、Ｃｒ（クロム）やそ
の他金属、金属酸化物などの遮光性の材料を用いて遮光
部１０を形成し、これによりライン・アンド・スペース
の繰り返しパターンを形成して、露光用マスクとしてい
る。この露光用マスクを透過した光の強度分布は、図５
（ａ）に符号Ａ１で示すように、理想的には遮光部１０
のところではゼロで、他の部分（透過部１２ａ，１２
ｂ）では透過する。１つの透過部１２ａについて考える
と、被露光材に与えられる透過光は、光の回折などによ
り、図５（ａ）にＡ２で示す如く、両側の裾に小山状の
極大をもつ光強度分布になる。透過部１２ｂの方の透過
光Ａ２′は、一点鎖線で示した。各透過部１２ａ，１２
ｂからの光を合わせると、Ａ３に示すように光強度分布
はシャープさを失い、光の回折による像のぼけが生じ、
結局、シャープな露光は達成できなくなる。これに対
し、上記繰り返しパターンの光の透過部１２ａ，１２ｂ
の上に、１つおきに図５（ｂ）に示すように位相シフト
部１１ａ（シフターと称される。ＳｉＯ2 やレジストな
どの材料が用いられる）を設けると、光の回折による像
のぼけが位相の反転によって打ち消され、シャープな像
が転写され、解像力や焦点裕度が改善される。即ち、図
５（ｂ）に示す如く、一方の透過部１２ａに位相シフト
部１１ａが形成されると、それが例えば１８０°の位相
シフトを与えるものであれば、該位相シフト部１１ａを
通った光は符号Ｂ１で示すように反転する。それに隣合
う透過部１２ｂからの光は位相シフト部１１ａを通らな
いので、かかる反転は生じない。被露光材に与えられる
光は、互いに反転した光が、その光強度分布の裾におい
て図にＢ２で示す位置で互いに打ち消し合い、結局被露
光材に与えられる光の分布は図５（ｂ）にＢ３で示すよ
うに、シャープな理想的な形状になる。
【０００６】上記の場合、この効果を最も確実ならしめ
るには位相を１８０°反転させることが最も有利である
が、このためには、 （ｎは位相シフト部の屈折率、λは露光波長）なる膜厚
Ｄで膜形成した位相シフト部１１ａを設ける。
るには位相を１８０°反転させることが最も有利である
が、このためには、 （ｎは位相シフト部の屈折率、λは露光波長）なる膜厚
Ｄで膜形成した位相シフト部１１ａを設ける。
【０００７】なお露光によりパターン形成する場合、縮
小投影するものをレティクル、１対１投影するものをマ
スクと称したり、あるいは原盤に相当するものをレティ
クル、それを複製したものをマスクと称したりすること
があるが、本発明においては、このような種々の意味に
おけるマスクやレティクルを総称して、マスクと称する
ものである。
小投影するものをレティクル、１対１投影するものをマ
スクと称したり、あるいは原盤に相当するものをレティ
クル、それを複製したものをマスクと称したりすること
があるが、本発明においては、このような種々の意味に
おけるマスクやレティクルを総称して、マスクと称する
ものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】従来の上記のような
位相シフト技術には、次のような問題点がある。即ち、
この種の位相シフトマスクは、図６に示すように、位相
シフト量０°と１８０°の境界部分（図にＥで示す部
分）で光強度が著しく低くなるため、光の透過部分がつ
ながっているポジ型のマスクには適用することができな
かった。この問題を解決するために、図７に示す如く光
の位相を９０°シフトさせる９０°位相シフト部１１Ａ
（９０°シフター）を設け、これを位相シフト量０°の
部分と１８０°の部分（１８０°位相シフト部１１Ａ）
との境界に配置することにより、ポジ型マスクにも位相
シフト技術を適用しようとする提案がなされている（５
１回秋季応用物理学会予稿集（１９９０年）４９２頁掲
載の２７ｐ−ＺＧ−６）。しかしこの構造のマスクは作
成が困難で、実用化は難しい。例えば、ＥＢ露光すると
き露光量を制御したり、あるいは更に、ＥＢ露光・現像
後に、部分的にエッチングを行って９０°シフターを形
成するなどの手段が考えられるが、いずれも実際に実用
化して用いようとするのはきわめて困難である。上記提
案ではネガ型レジストを位相シフト材料に用いて、この
ネガ型レジストへのＥＢドーズ量を変えることによっ
て、現像時の残膜量に変化をつけ、９０°シフターを得
るようにしているが、このコントロールは難しい。ま
た、レジストをシフター材料として位相シフト部を形成
したとき、洗浄が難しいなどの実用上使用しにくい場合
が出るが、このような場合はＳＯＧやＣＶＤＳｉＯ2 な
どの無機材料を用いたいわゆるハードシフターを形成す
るのが望ましいことがある。しかしかかるハードシフタ
ーを２段にするのは更に困難である。例えば、エッチン
グにより２段にするためには、選択比を確保する必要が
あり、ストッパーをはさんだサンドイッチ構造にした
り、あるいは、１段目と２段目を異なる材料にするなど
しなければならない。しかしこれらの手段では、透過率
が落ちる、異なる材料間での密着性が悪いなど、いろい
ろ問題点があり、結局、シフターを２段に形成すること
は実用上きわめて困難である。
位相シフト技術には、次のような問題点がある。即ち、
この種の位相シフトマスクは、図６に示すように、位相
シフト量０°と１８０°の境界部分（図にＥで示す部
分）で光強度が著しく低くなるため、光の透過部分がつ
ながっているポジ型のマスクには適用することができな
かった。この問題を解決するために、図７に示す如く光
の位相を９０°シフトさせる９０°位相シフト部１１Ａ
（９０°シフター）を設け、これを位相シフト量０°の
部分と１８０°の部分（１８０°位相シフト部１１Ａ）
との境界に配置することにより、ポジ型マスクにも位相
シフト技術を適用しようとする提案がなされている（５
１回秋季応用物理学会予稿集（１９９０年）４９２頁掲
載の２７ｐ−ＺＧ−６）。しかしこの構造のマスクは作
成が困難で、実用化は難しい。例えば、ＥＢ露光すると
き露光量を制御したり、あるいは更に、ＥＢ露光・現像
後に、部分的にエッチングを行って９０°シフターを形
成するなどの手段が考えられるが、いずれも実際に実用
化して用いようとするのはきわめて困難である。上記提
案ではネガ型レジストを位相シフト材料に用いて、この
ネガ型レジストへのＥＢドーズ量を変えることによっ
て、現像時の残膜量に変化をつけ、９０°シフターを得
るようにしているが、このコントロールは難しい。ま
た、レジストをシフター材料として位相シフト部を形成
したとき、洗浄が難しいなどの実用上使用しにくい場合
が出るが、このような場合はＳＯＧやＣＶＤＳｉＯ2 な
どの無機材料を用いたいわゆるハードシフターを形成す
るのが望ましいことがある。しかしかかるハードシフタ
ーを２段にするのは更に困難である。例えば、エッチン
グにより２段にするためには、選択比を確保する必要が
あり、ストッパーをはさんだサンドイッチ構造にした
り、あるいは、１段目と２段目を異なる材料にするなど
しなければならない。しかしこれらの手段では、透過率
が落ちる、異なる材料間での密着性が悪いなど、いろい
ろ問題点があり、結局、シフターを２段に形成すること
は実用上きわめて困難である。
【０００９】
【発明の目的】本発明は上記問題点を解決して、ネガ型
マスクにもポジ型マスクにも具体化でき、かつ、形成容
易に、しかも透過率や密着性の低下などの問題を生じさ
せることなく製造することができる位相シフトマスクを
提供しようとするものである。
マスクにもポジ型マスクにも具体化でき、かつ、形成容
易に、しかも透過率や密着性の低下などの問題を生じさ
せることなく製造することができる位相シフトマスクを
提供しようとするものである。
【００１０】
【問題点を解決するための手段及びその作用】本出願の
請求項１の発明は、透明基板の一方の面及び他方の面の
双方の面に透過光の位相をシフトさせる位相シフト部を
備えてい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。
請求項１の発明は、透明基板の一方の面及び他方の面の
双方の面に透過光の位相をシフトさせる位相シフト部を
備えてい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。
【００１１】本出願の請求項２の発明は、一方の面の位
相シフト部の少なくとも一部が、他方の面の位相シフト
部の少なくとも一部と重なっている請求項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。
相シフト部の少なくとも一部が、他方の面の位相シフト
部の少なくとも一部と重なっている請求項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。
【００１２】請求項１の発明によれば、マスク基板の双
方の面に位相シフト部を形成するので、必要な位相シフ
ト部のパターンを容易に得ることができる。
方の面に位相シフト部を形成するので、必要な位相シフ
ト部のパターンを容易に得ることができる。
【００１３】特に請求項２の発明によれば、マスク基板
の双方の面に形成した位相シフト部の重なり部分及び重
なり合わない部分を用いて、任意の位相シフターを形成
でき、例えば、重なり合わない部分を９０°シフターと
し、重なり部分を１８０°シフターとすることにより、
容易に位相シフト量０°と１８０°との間に９０°シフ
ターを形成できるので、ポジ型レジスト用のマスクとし
ても容易に形成でき、きわめて汎用性に富むものであ
る。
の双方の面に形成した位相シフト部の重なり部分及び重
なり合わない部分を用いて、任意の位相シフターを形成
でき、例えば、重なり合わない部分を９０°シフターと
し、重なり部分を１８０°シフターとすることにより、
容易に位相シフト量０°と１８０°との間に９０°シフ
ターを形成できるので、ポジ型レジスト用のマスクとし
ても容易に形成でき、きわめて汎用性に富むものであ
る。
【００１４】本出願の各発明において、位相シフト部と
は、透過光に対して位相をシフトさせて光を透過するも
のをいう。遮光部とは、使用する露光光についてその光
の透過を遮るものである。位相シフト量０°で光を透過
する光透過部は、使用する露光光を透過するものであ
る。遮光部、光透過部は、それぞれ光遮断性、及び光透
過性が大きいものが望ましいが、必ずしも完全ないしそ
れに近く光を遮り、あるいは透過しなくても、必要なパ
ターン形成が可能な程度に光を遮断し、あるいは透過す
るものであればよい。位相シフト部も、光透過部と同
様、光の透過率が大きいことが望まれるが、必要な位相
シフトと露光を行えるものであればよい。
は、透過光に対して位相をシフトさせて光を透過するも
のをいう。遮光部とは、使用する露光光についてその光
の透過を遮るものである。位相シフト量０°で光を透過
する光透過部は、使用する露光光を透過するものであ
る。遮光部、光透過部は、それぞれ光遮断性、及び光透
過性が大きいものが望ましいが、必ずしも完全ないしそ
れに近く光を遮り、あるいは透過しなくても、必要なパ
ターン形成が可能な程度に光を遮断し、あるいは透過す
るものであればよい。位相シフト部も、光透過部と同
様、光の透過率が大きいことが望まれるが、必要な位相
シフトと露光を行えるものであればよい。
【００１５】遮光部の材料としては、クロムや、その他
酸化クロム、もしくは高融点金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｂｅ等）
全般、及びその酸化物などを用いることができる。
酸化クロム、もしくは高融点金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｂｅ等）
全般、及びその酸化物などを用いることができる。
【００１６】光透過部は、遮光部や位相シフト部が形成
されていない透明な基板部分をそのまま用い、ここから
光を透過させるように構成することができる。
されていない透明な基板部分をそのまま用い、ここから
光を透過させるように構成することができる。
【００１７】透明基板としては、石英、通常のガラス、
適宜各種成分を含有させたガラス、その他適宜のものを
用いることができる。
適宜各種成分を含有させたガラス、その他適宜のものを
用いることができる。
【００１８】本出願の各発明において、一般に、位相シ
フト部は、基板の双方の面上に位相シフト部を構成する
材料をパターニングして得ることができる。位相シフト
部の材料としては、例えば一般に、次のようなものを用
いることができる。即ち、フォトレジストとして用いる
ことができる各種有機物質を用いることができ、例えば
ＥＢ用レジスト（ネガまたはポジレジスト）を用いて、
ＥＢ描画装置におけるレジスト機能を兼ねさせることが
できる。あるいは、ＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，シリコン窒化物
を用いることができる。但し位相シフト部は所望の位相
シフトが達成されればよいのであるから、基板のいずれ
かの面、または一方の面の一部にパターン状に屈折率を
変えるような物質をドープすることによって、各面の位
相シフト部を形成するようにしてもよい。
フト部は、基板の双方の面上に位相シフト部を構成する
材料をパターニングして得ることができる。位相シフト
部の材料としては、例えば一般に、次のようなものを用
いることができる。即ち、フォトレジストとして用いる
ことができる各種有機物質を用いることができ、例えば
ＥＢ用レジスト（ネガまたはポジレジスト）を用いて、
ＥＢ描画装置におけるレジスト機能を兼ねさせることが
できる。あるいは、ＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，シリコン窒化物
を用いることができる。但し位相シフト部は所望の位相
シフトが達成されればよいのであるから、基板のいずれ
かの面、または一方の面の一部にパターン状に屈折率を
変えるような物質をドープすることによって、各面の位
相シフト部を形成するようにしてもよい。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。但し
当然ではあるが、本発明は以下に述べる実施例により限
定されるものではない。
当然ではあるが、本発明は以下に述べる実施例により限
定されるものではない。
【００２０】実施例１ 本実施例の位相シフトマスクは、図１（ａ）に示すよう
に透明基板の一方の面１ａ（これを表面とする）に透過
光の位相をシフトさせる位相シフト部１１を備え、図１
（ｂ）に示すように他方の面１ｂ（裏面とする）にも透
過光の位相をシフトさせる位相シフト部１１を備える構
成になっている。
に透明基板の一方の面１ａ（これを表面とする）に透過
光の位相をシフトさせる位相シフト部１１を備え、図１
（ｂ）に示すように他方の面１ｂ（裏面とする）にも透
過光の位相をシフトさせる位相シフト部１１を備える構
成になっている。
【００２１】特に本実施例の位相シフトマスクは、一方
の面１ａの位相シフト部１１の少なくとも一部が、他方
の面１ｂの位相シフト部１１の少なくとも一部と重なっ
ている構成のものであって、具体的には本例では各面の
位相シフト部１１，１１は位相シフト量を９０°にした
ものであるので、図２に示すように、両面の位相シフト
部１１，１１が重なる部分が１８０°位相シフト部１１
Ａを構成し、両面の位相シフト部１１，１１が重ならな
い部分は９０°位相シフト部１１Ｂを構成するものであ
る。即ち図２に示すように、本例の位相シフトマスク
は、ポジ型レジスト用のマスクであって、しかも位相シ
フト量０°の部分と１８０°の部分との境界が位相シフ
ト９０°の位相シフト部になっているものである。
の面１ａの位相シフト部１１の少なくとも一部が、他方
の面１ｂの位相シフト部１１の少なくとも一部と重なっ
ている構成のものであって、具体的には本例では各面の
位相シフト部１１，１１は位相シフト量を９０°にした
ものであるので、図２に示すように、両面の位相シフト
部１１，１１が重なる部分が１８０°位相シフト部１１
Ａを構成し、両面の位相シフト部１１，１１が重ならな
い部分は９０°位相シフト部１１Ｂを構成するものであ
る。即ち図２に示すように、本例の位相シフトマスク
は、ポジ型レジスト用のマスクであって、しかも位相シ
フト量０°の部分と１８０°の部分との境界が位相シフ
ト９０°の位相シフト部になっているものである。
【００２２】本実施例の位相シフトマスクは、次のよう
に容易に得ることができる。図３に製造工程例を示す。
に容易に得ることができる。図３に製造工程例を示す。
【００２３】石英等の透明基板１にクロム等の遮光材料
により遮光部１０を形成する。これは通常のマスク製造
の場合と全く同様にしてよいが、ただ、本例における後
工程のＳＯＧエッチングのストッパ膜７として、シリコ
ンナイトライド（ＳｉｘＮｙ膜）あるいは透明導電膜
（ＩＴＯ膜等）を遮光部材料であるクロム等の下部にあ
らかじめ形成しておく。その状態で本例の位相シフト材
料膜２であるＳＯＧをスピンコートし、次いでレジスト
３を塗布し、図３（ａ）の構造とする。その後位相シフ
ト部形成用のパターンを描画し、現像して、レジストパ
ターン３１を形成し、図１（ｂ）の構造とする。
により遮光部１０を形成する。これは通常のマスク製造
の場合と全く同様にしてよいが、ただ、本例における後
工程のＳＯＧエッチングのストッパ膜７として、シリコ
ンナイトライド（ＳｉｘＮｙ膜）あるいは透明導電膜
（ＩＴＯ膜等）を遮光部材料であるクロム等の下部にあ
らかじめ形成しておく。その状態で本例の位相シフト材
料膜２であるＳＯＧをスピンコートし、次いでレジスト
３を塗布し、図３（ａ）の構造とする。その後位相シフ
ト部形成用のパターンを描画し、現像して、レジストパ
ターン３１を形成し、図１（ｂ）の構造とする。
【００２４】次にエッチングによって、位相シフトパタ
ーン２１を形成する。このパターン２１が一方の面の位
相シフト部１１を形成することになるが、ここで、位相
シフト材料であるＳＯＧの膜厚は、通常の位相シフト膜
の半分となるようにする。即ち、９０°位相シフトが達
成されるように形成する。このときの構造を図１（ｃ）
に示す。
ーン２１を形成する。このパターン２１が一方の面の位
相シフト部１１を形成することになるが、ここで、位相
シフト材料であるＳＯＧの膜厚は、通常の位相シフト膜
の半分となるようにする。即ち、９０°位相シフトが達
成されるように形成する。このときの構造を図１（ｃ）
に示す。
【００２５】ここで、マスクを反転させて、他方の面
（裏面）に再び位相シフト材料であるＳＯＧを塗布して
位相シフト材料膜３を形成し、更にレジスト４を塗布す
る。これにより図１（ｄ）の構造とする。表面と同様に
して、レジスト４を描画してレジストパターン４１を形
成する。更にエッチングして、位相シフト材料パターン
３１を形成し、図１（ｅ）の構造を得る。この時実用上
重要なのは、表面と裏面のパターンのアライメントであ
るが、例えばＥＢ描画機では裏面からのアライメントが
とれないような場合には、レーザー描画装置を使えばよ
い。即ちその場合は、遮光材料であるクロムのついた面
の描画はＥＢによるものでもかまわないが、裏面は、レ
ーザーで描画する必要が出て来る。
（裏面）に再び位相シフト材料であるＳＯＧを塗布して
位相シフト材料膜３を形成し、更にレジスト４を塗布す
る。これにより図１（ｄ）の構造とする。表面と同様に
して、レジスト４を描画してレジストパターン４１を形
成する。更にエッチングして、位相シフト材料パターン
３１を形成し、図１（ｅ）の構造を得る。この時実用上
重要なのは、表面と裏面のパターンのアライメントであ
るが、例えばＥＢ描画機では裏面からのアライメントが
とれないような場合には、レーザー描画装置を使えばよ
い。即ちその場合は、遮光材料であるクロムのついた面
の描画はＥＢによるものでもかまわないが、裏面は、レ
ーザーで描画する必要が出て来る。
【００２６】図１（ｅ）のレジストパターン４１をマス
クにして位相シフト材料膜３をパターニングし、位相シ
フト材料パターン３１を得る。これにより図１（ｆ）の
構造が得られる。図１（ｆ）において得られた位相シフ
ト材料パターン３１が裏面の位相シフト部１１を形成す
ることになるが、本例ではこれも表面における位相シフ
ト部１１と同様、位相シフト量は９０°になるようにす
る。
クにして位相シフト材料膜３をパターニングし、位相シ
フト材料パターン３１を得る。これにより図１（ｆ）の
構造が得られる。図１（ｆ）において得られた位相シフ
ト材料パターン３１が裏面の位相シフト部１１を形成す
ることになるが、本例ではこれも表面における位相シフ
ト部１１と同様、位相シフト量は９０°になるようにす
る。
【００２７】この結果、図１（ｇ）に断面を示し、図２
に位相シフト量の挙動を示す本実施例の位相シフトマス
クが得られる。これら各図からも理解されるように、一
部９０°シフター（９０°位相シフト部１１Ｂ）を含む
１８０°シフター（１８０°位相シフト部）１１Ａが形
成されることになる。なお、ライン・アンド・スペース
・パターンの９０°シフターの場合、大きさはそれほど
厳密なものでなくてよいので、アライメントの多少のズ
レは許容される。
に位相シフト量の挙動を示す本実施例の位相シフトマス
クが得られる。これら各図からも理解されるように、一
部９０°シフター（９０°位相シフト部１１Ｂ）を含む
１８０°シフター（１８０°位相シフト部）１１Ａが形
成されることになる。なお、ライン・アンド・スペース
・パターンの９０°シフターの場合、大きさはそれほど
厳密なものでなくてよいので、アライメントの多少のズ
レは許容される。
【００２８】上記のように、本実施例の位相シフトマス
クは、特段困難なプロセスが不要で、しかも無機材料に
より９０°位相シフト部を容易に得ることができ、ポジ
型マスクとして適用が可能なものである。
クは、特段困難なプロセスが不要で、しかも無機材料に
より９０°位相シフト部を容易に得ることができ、ポジ
型マスクとして適用が可能なものである。
【００２９】本例（及び後記例）において、使用するレ
ジストはレーザー描画用としては、例えばｉ線レジスト
が使用可能である。例えば、ＰＦＩ−１５（住友化
学）、ＮＰＲＡ−１８ＳＨＲ（長瀬産業）などのポジレ
ジストを使用することができる。本例において、位相シ
フト膜を構成するＳＯＧは、特に薄い膜になり、例え
ば、ＫｒＦエキシマレーザー用露光用マスクとして構成
する場合なら、０．１５μｍ程度になる。よってこのた
め、薄膜の得られる、例えばＡｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａｌ
社のＸ−１１シリーズ中の１１１を用いる。
ジストはレーザー描画用としては、例えばｉ線レジスト
が使用可能である。例えば、ＰＦＩ−１５（住友化
学）、ＮＰＲＡ−１８ＳＨＲ（長瀬産業）などのポジレ
ジストを使用することができる。本例において、位相シ
フト膜を構成するＳＯＧは、特に薄い膜になり、例え
ば、ＫｒＦエキシマレーザー用露光用マスクとして構成
する場合なら、０．１５μｍ程度になる。よってこのた
め、薄膜の得られる、例えばＡｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａｌ
社のＸ−１１シリーズ中の１１１を用いる。
【００３０】実施例２ これは同様な構造の位相シフトマスクを、別の製造方法
により作成する例である。工程を図４に示す。
により作成する例である。工程を図４に示す。
【００３１】本例においては図４（Ａ）に示すように、
基板１上に形成した遮光部１０の上にレジストパターン
５を先に形成し、そこに位相シフト材料６１としてスパ
ッタＳｉＯ2 をつけて、図４（Ｂ）の構造とし、その後
レジストパターン５除去と同様に核レジストパターン５
上の位相シフト材料６１をリフトオフすることにより位
相シフト部１１を形成するものである。この例の場合
は、位相シフト材料６はスパッタＳｉＯ2 であり、これ
がそのまま位相シフト部１１となるが、これはエッチン
グで形成する場合と異なり、若干のテーパーがついてし
まう（図４（Ｂ）（Ｃ）参照）が、位相シフト量１８０
°と９０°との間、また９０°と０°の境界部分にはテ
ーパーがあってもかまわない。
基板１上に形成した遮光部１０の上にレジストパターン
５を先に形成し、そこに位相シフト材料６１としてスパ
ッタＳｉＯ2 をつけて、図４（Ｂ）の構造とし、その後
レジストパターン５除去と同様に核レジストパターン５
上の位相シフト材料６１をリフトオフすることにより位
相シフト部１１を形成するものである。この例の場合
は、位相シフト材料６はスパッタＳｉＯ2 であり、これ
がそのまま位相シフト部１１となるが、これはエッチン
グで形成する場合と異なり、若干のテーパーがついてし
まう（図４（Ｂ）（Ｃ）参照）が、位相シフト量１８０
°と９０°との間、また９０°と０°の境界部分にはテ
ーパーがあってもかまわない。
【００３２】本例により得られる位相シフトマスクは、
前記例に比して、エッチングストッパー７が不要なの
で、透過率が良くなるという利点がある。これは特に波
長の短い光（ＫｒＦエキシマレーザー、２４８ｎｍ）の
場合に有利である。
前記例に比して、エッチングストッパー７が不要なの
で、透過率が良くなるという利点がある。これは特に波
長の短い光（ＫｒＦエキシマレーザー、２４８ｎｍ）の
場合に有利である。
【００３３】
【発明の効果】本発明の位相シフトマスクは、ネガ型マ
スクにも、ポジ型マスクにも具体化できるものであり、
よって汎用性に富むものであり、かつ、形成容易に、し
かも透過率や密着性の低下などの問題を生じさせること
なく、製造することができるものであるという効果を有
する。
スクにも、ポジ型マスクにも具体化できるものであり、
よって汎用性に富むものであり、かつ、形成容易に、し
かも透過率や密着性の低下などの問題を生じさせること
なく、製造することができるものであるという効果を有
する。
【図１】実施例１の位相シフトマスクの一方の面（表
面）及び他方の面（裏面）の平面図である。
面）及び他方の面（裏面）の平面図である。
【図２】実施例１の位相シフトマスクの構成を示す図で
あり、特にその位相シフト挙動を示す図である。
あり、特にその位相シフト挙動を示す図である。
【図３】位相シフトマスクの製造工程例を示す図であ
る。
る。
【図４】位相シフトマスクの製造工程の別例を示す図で
ある。
ある。
【図５】位相シフトマスクの原理を説明する図である。
【図６】従来技術の問題点を示す図である。
【図７】従来技術の問題点を示す図である。
１・・・透明基板 １ａ・・・（基板の）一方の面（表面） １ｂ・・・（基板の）他方の面（裏面） １０・・・遮光部 １１・・・位相シフト部 １２・・・光透過部 １１Ａ・・・位相シフト部の重なっている部分（１８０
°位相シフト部） １１Ｂ・・・位相シフト部の重なっていない部分（９０
°位相シフト部）
°位相シフト部） １１Ｂ・・・位相シフト部の重なっていない部分（９０
°位相シフト部）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板の一方の面及び他方の面の双方の
面に透過光の位相をシフトさせる位相シフト部を備えて
いる位相シフトマスク。 - 【請求項２】一方の面の位相シフト部の少なくとも一部
が、他方の面の位相シフト部の少なくとも一部と重なっ
ている請求項１に記載の位相シフトマスク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15576891A JPH0777794A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 位相シフトマスク |
| US07/890,003 US5733686A (en) | 1991-05-30 | 1992-05-29 | Phase-shifting mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15576891A JPH0777794A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 位相シフトマスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777794A true JPH0777794A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=15612989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15576891A Pending JPH0777794A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 位相シフトマスク |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5733686A (ja) |
| JP (1) | JPH0777794A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW353157B (en) * | 1998-06-25 | 1999-02-21 | United Microelectronics Corp | Double faced mask |
| GB0215243D0 (en) * | 2002-07-02 | 2002-08-14 | Koninkl Philips Electronics Nv | Mask and manufacturing method using mask |
| CN113296352B (zh) * | 2020-02-22 | 2023-01-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 应用于半导体光刻工艺中的掩膜图形及光刻工艺方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3374452D1 (en) * | 1982-04-05 | 1987-12-17 | Ibm | Method of increasing the image resolution of a transmitting mask and improved masks for performing the method |
| JP2710967B2 (ja) * | 1988-11-22 | 1998-02-10 | 株式会社日立製作所 | 集積回路装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP15576891A patent/JPH0777794A/ja active Pending
-
1992
- 1992-05-29 US US07/890,003 patent/US5733686A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5733686A (en) | 1998-03-31 |
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