JPH1073914A - ハーフトーン位相シフトマスク - Google Patents
ハーフトーン位相シフトマスクInfo
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- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
大きさが比較的大きい感光膜パターンの形成を行い、こ
の比較的大きい感光膜パターンの表面を平坦化する。 【解決手段】 半導体基板上に感光膜パターンを形成す
るためのホトマスクであって、透明基板と、この透明基
板上の所定部分に順に積層された所定の光透過率の薄膜
および位相シフト物質膜からなるハーフトーン位相シフ
トマスクパターンと、透明基板上の所定部分に形成され
た遮光マスクパターンと、を具えている。
Description
位相シフトマスクに関する。特に、感光膜パターンの寸
法が大きい領域をパターニングし、そのパターニングさ
れた感光性樹脂の表面を平坦化するためのマスクパター
ンを具えているハーフトーン位相シフトマスクに関す
る。
パターンが要求されるようになり、この要求を満足させ
るための努力としてハーフトーン位相シフトマスクが開
発された。
英基板のような透明なマスク基板、および前記透明なマ
スク基板上に順に積層された所定の光透過率を有する薄
膜と位相シフト物質膜からなるマスクパターンを具えて
いる。
の光透過率を有する厚さのクロムで形成される。上記所
定の光透過率を有する薄膜上に形成された位相シフト物
質膜は入射された光の位相を180゜シフトさせる役割
をする。上記のように構成される位相シフトマスクは位
相シフト物質膜を通過する光と透明なマスク基板を通過
する光の干渉により生じる強度を最小にするようにデザ
インされている。このことによって解像度が上がり、微
細パターンを形成することができる。
クによる感光膜パターン形成の断面図を示す。マスク用
石英基板(11)上に、所定の光透過率を有するクロム
薄膜(12)と位相シフト物質膜(13)が積層された
マスクパターンを、従来のハーフトーン位相シフトマス
クとして使用して、半導体基板(14)上にポジ形感光
膜で形成された感光膜パターン(15)を、入射光の予
想経路( 16) と共に図示した。
クを使用して半導体基板上にポジ形感光膜パターンを形
成する場合、遮光領域を露光するサイドローブ(Sidelo
be)といわれる強度ピーク(Intensity peak)により遮
光領域の感光膜の一部が露光される。ここでサイドロー
ブとは、所定の光透過率を有する薄膜と位相シフト物質
膜を透過する光と透明なマスク基板を通過する光の干渉
により生じる光の強度ピークのことである。遮光領域の
感光膜の一部が露光されることにより、意図とは異なり
平坦でない感光膜パターン(15)が形成される。即
ち、感光膜パターンの縁部分は所望の高さであるが、感
光膜パターンの中心部分は所定の光透過率を有する薄膜
を通過した光による露光により窪むという結果になる。
サイドローブは、遮光領域の光の透過量が増加するほ
ど、また感光膜パターンの間隔、即ちピッチ(Pitch )
の大きさが小さいほど増加する。そして、このサイドロ
ーブが大きいほど表面が平坦なパターンを得にくくなる
という問題があった。
光膜パターンは、感光膜パターンをマスクとして使用す
るイオン注入およびエッチングのような工程で、上記感
光膜パターンの下部層に影響が及んで結果的に半導体装
置の信頼性の低下をまねくという問題があった。
上記の問題点を解決すべくなされたもので、遮光領域で
発生するサイドローブの強度を抑制して、表面が平坦な
感光膜パターンを形成できるハーフトーン位相シフトマ
スクを提供することを目的としている。
に、本発明のハーフトーン位相シフトマスクは、半導体
基板上に感光膜パターンを形成するためのホトマスクで
あって、透明基板と、前記透明基板上の所定部分に順に
積層された所定の光透過率の薄膜および位相シフト物質
膜からなるハーフトーン位相シフトマスクパターンと、
前記透明基板上の所定部分に形成された遮光マスクパタ
ーンと、を具えている。
は、セル領域と周辺回路領域を有する半導体装置の製造
に用いるホトマスクであって、前記遮光マスクパターン
が前記周辺回路領域のパターンを形成するためのマスク
パターンであり、前記ハーフトーン位相シフトマスクパ
ターンが前記セル領域のパターンを形成するためのマス
クパターンであるとよい。
ーン中の前記所定の光透過率の薄膜が所定の厚さを有す
るクロム薄膜であり、前記遮光マスクパターンが光透過
率0%のクロム薄膜であるとよい。
もう一つのハーフトーン位相シフトマスクは、半導体基
板上に微細パターンが形成される第1領域および相対的
に大きいパターンが形成される第2領域に同時に感光膜
パターンを形成するためのホトマスクであって、透明基
板の第1領域上には所定の光透過率の薄膜および位相シ
フト物質膜からなるハーフトーン位相シフトマスクパタ
ーンが順に積層され、前記透明基板の第2領域上には前
記ハーフトーン位相シフトマスクパターンより大きい寸
法の遮光マスクパターンが形成され、前記透明基板上の
前記第1領域および前記第2領域の境界上には前記遮光
マスクパターンと前記ハーフトーン位相シフトマスクパ
ターンが順に積層されてダミーパターンを構成している
ことを特徴とする。
マスクは、セル領域と周辺回路領域を有する半導体装置
の製造に用いるホトマスクであって、前記遮光マスクパ
ターンが前記周辺回路領域のパターンを形成するための
マスクパターンであり、前記ハーフトーン位相シフトマ
スクパターンが前記セル領域のパターンを形成するため
のマスクパターンであるとよい。
トマスク中の前記所定の光透過率の薄膜が所定の厚さを
有するクロム薄膜であり、前記遮光マスクパターンが光
透過率0%のクロム薄膜であるとよい。
本発明に係る実施の形態、特徴、および長所について説
明する。なお、各実施の形態間において共通する部分、
部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
ーン位相シフトマスクの形成方法を示す図である。
用石英基板(21)の上に入射光を完全に遮断する光透
過率0%であるクロム薄膜を形成して、所定の大きさに
パターニングしてクロムパターン(22)を形成した。
このクロムパターン(22)は素子の周辺回路領域用の
パターンで、かつ寸法が大きく間隔が稠密な複数のパタ
ーンを形成するためのマスクパターンである。
ーン(22)の上部および露出した基板上に、順に所定
の光透過率を有するクロム薄膜(23)および位相シフ
ト物質膜(24)を形成した。その後、ハーフトーン位
相シフトマスクパターンを形成しようとする領域に選択
的に感光膜パターン(25)を形成した。
ーン(25)を蝕刻マスクとして使用して上記位相シフ
ト物質膜(24)と所定の光透過率の薄膜(23)を順
に蝕刻して上記感光膜パターン(25)を除去すること
により、図2(C)のような本発明におけるハーフトー
ン位相シフトマスクを完成した。
成方法において、2つのパターン、つまり、クロムパタ
ーン(22)とハーフトーン位相シフトマスクパターン
の積み重なったダミーパターンは、周辺回路領域とセル
領域の境界領域に形成される。
マスクを使用したポジ形感光膜パターンの形成を示す断
面図である。(28)は、入射光の予想経路を示す。パ
ターンの面積が大きい領域では、光透過率0%であるク
ロムパターン(22)により遮光されてシリコン基板
(26)上に平坦な感光膜パターン(27)を形成し、
ハーフトーン位相シフトマスクパターンによりパターン
の大きさの小さい微細パターンを形成できる。
おいて、最小の配線幅(Minimum Feature Size)をもつ
パターンが一定の間隔をおいて反復される領域と大きい
寸法のパターンが密集している地域に分けられる特性を
利用して、ハーフトーン位相シフトマスク内に周辺回路
領域の寸法が大きいパターンを形成するためのクロムマ
スクパターンを具えた。こうすることによって、微細な
線幅の感光膜パターンを形成すると同時に大きさが比較
的大きい感光膜パターンを形成し、この大きい感光膜パ
ターン表面を平坦化することができる。
ることはなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内
で種々の置換と変更を可能とすることは当然である。
た感光膜パターンの形成断面を示す図である。
ン位相シフトマスクの製造工程を示す図である。
を利用した感光膜パターンの形成を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体基板上に感光膜パターンを形成す
るためのホトマスクであって、 透明基板と、 前記透明基板上の所定部分に順に積層された所定の光透
過率の薄膜および位相シフト物質膜からなるハーフトー
ン位相シフトマスクパターンと、 前記透明基板上の所定部分に形成された遮光マスクパタ
ーンと、 を具えることを特徴とするハーフトーン位相シフトマス
ク。 - 【請求項2】 セル領域と周辺回路領域を有する半導体
装置の製造に用いるホトマスクであって、前記遮光マス
クパターンが前記周辺回路領域のパターンを形成するた
めのマスクパターンであり、前記ハーフトーン位相シフ
トマスクパターンが前記セル領域のパターンを形成する
ためのマスクパターンであることを特徴とする請求項1
に記載のハーフトーン位相シフトマスク。 - 【請求項3】 前記所定の光透過率の薄膜が所定の厚さ
を有するクロム薄膜であることを特徴とする請求項1に
記載のハーフトーン位相シフトマスク。 - 【請求項4】 前記遮光マスクパターンが光透過率0%
のクロム薄膜であることを特徴とする請求項1に記載の
ハーフトーン位相シフトマスク。 - 【請求項5】 半導体基板上に微細パターンが形成され
る第1領域および相対的に大きいパターンが形成される
第2領域に同時に感光膜パターンを形成するためのホト
マスクであって、 透明基板の第1領域上には、所定の光透過率の薄膜およ
び位相シフト物質膜からなるハーフトーン位相シフトマ
スクパターンが順に積層され、 前記透明基板の第2領域上には、前記ハーフトーン位相
シフトマスクパターンより大きい寸法の遮光マスクパタ
ーンが形成され、 前記透明基板上の前記第1領域および前記第2領域の境
界上には、前記遮光マスクパターンと前記ハーフトーン
位相シフトマスクパターンが順に積層されてダミーパタ
ーンを構成していることを特徴とするハーフトーン位相
シフトマスク。 - 【請求項6】 セル領域と周辺回路領域を有する半導体
装置の製造に用いるホトマスクであって、前記遮光マス
クパターンが前記周辺回路領域のパターンを形成するた
めのマスクパターンであり、前記ハーフトーン位相シフ
トマスクパターンが前記セル領域のパターンを形成する
ためのマスクパターンであることを特徴とする請求項5
に記載のハーフトーン位相シフトマスク。 - 【請求項7】 前記所定の光透過率の薄膜が所定の厚さ
を有するクロム薄膜であることを特徴とする請求項5に
記載のハーフトーン位相シフトマスク。 - 【請求項8】 前記遮光マスクパターンが光透過率0%
のクロム薄膜であることを特徴とする請求項5に記載の
ハーフトーン位相シフトマスク。
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