JPH11102063A - Production of mask and production of semiconductor device - Google Patents

Production of mask and production of semiconductor device

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JPH11102063A
JPH11102063A JP10070992A JP7099298A JPH11102063A JP H11102063 A JPH11102063 A JP H11102063A JP 10070992 A JP10070992 A JP 10070992A JP 7099298 A JP7099298 A JP 7099298A JP H11102063 A JPH11102063 A JP H11102063A
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JP
Japan
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mask
light
phase shift
phase
region
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JP10070992A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Okamoto
好彦 岡本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/60Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for printing on both faces of the printing material

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the transfer accuracy of intricate and fine patterns formed on an optical mask by patterning the phase shift film on a mask substrate to the shapes resembling the plane shape with the circuit patterns to be formed on a semiconductor wafer or the inversion patterns thereof. SOLUTION: Metallic layers 3 are patterned and formed to prescribed shapes on the main surface of the mask substrate 2 constituting a mask 1a. The original picture of integrated circuit patterns is composed of light shielding regions A and transmission regions B. The one transmission region B comprises a part coated with a transparent film (a) and a part not formed with this transparent film 4a. At the time of exposure, a phase difference of 180 deg. is induced between the phase of the light transmitted through the transparent film 4a out of the light which is cast on the mask 1a and is transmitted through the one transmission region B and the phase of the light transmitted through the ordinary transmission regions B. These light rays weaken each other in the boundary parts between the light shielding regions A and the transmission regions B and, therefore, unsharpness is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクの製造方法
および半導体装置の製造技術に関し、特に、光学マスク
を用いて所定の集積回路パターンを転写する露光技術に
適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a mask and a technique of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a technique effective when applied to an exposure technique of transferring a predetermined integrated circuit pattern using an optical mask. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路においては、回路
を構成する素子や配線の微細化、並びに素子間隔や配線
間隔の狭小化が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor integrated circuits, the elements and wirings constituting the circuits have been miniaturized, and the spacing between elements and wirings has been reduced.

【0003】しかし、このような素子や配線の微細化、
並びに素子間隔や配線間隔の狭小化につれ、少なくとも
部分的にコヒーレントな光の照射によって、半導体ウエ
ハ(以下、ウエハという)上に集積回路パターンを転写
するマスクのパターン転写精度の低下が問題となりつつ
ある。
[0003] However, the miniaturization of such elements and wiring,
In addition, as the spacing between elements and the spacing between wirings are becoming narrower, the pattern transfer accuracy of a mask for transferring an integrated circuit pattern onto a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) is being reduced by irradiation of at least partially coherent light. .

【0004】これを図18(a)〜(d)により説明す
ると以下のとおりである。
This will be described below with reference to FIGS. 18 (a) to 18 (d).

【0005】すなわち、図18(a)に示すマスク50
上の所定の集積回路パターンを投影露光法などによりウ
エハ(図示せず)上に転写する際、遮光領域Nを挟む一
対の透過領域P1 ,P2 の各々を透過した光の位相は、
図18(b)に示すように同相であるため、これらの干
渉光が図18(c)に示すように、上記した一対の透過
領域P1 ,P2 に挟まれた遮光領域Nにおいて強め合っ
てしまう。
That is, the mask 50 shown in FIG.
When the above predetermined integrated circuit pattern is transferred onto a wafer (not shown) by a projection exposure method or the like, the phase of the light transmitted through each of the pair of transmission regions P1 and P2 sandwiching the light shielding region N is
Since the phases are in-phase as shown in FIG. 18B, as shown in FIG. 18C, these interference lights reinforce each other in the light shielding region N sandwiched between the pair of transmission regions P1 and P2. .

【0006】このため、図18(d)に示すように、ウ
エハ上における光強度分布のモジュレーション(modula
tion)が低下してしまい、マスクのパターン転写精度が
大幅に低下してしまう。
For this reason, as shown in FIG. 18D, the modulation of the light intensity distribution on the wafer (modula
) is reduced, and the pattern transfer accuracy of the mask is greatly reduced.

【0007】このような問題を改善する手段として、例
えば、一対の透過領域の各々を透過した光の間に位相差
を生じさせる位相推移マスクが提案されている。
As a means for solving such a problem, for example, a phase shift mask for producing a phase difference between light transmitted through each of a pair of transmission regions has been proposed.

【0008】位相推移マスクについては、例えば、特公
昭62−59296号公報に記載があり、上記公報に
は、遮光領域と透過領域とを備えたマスクにおいて、遮
光領域を挟む一対の透過領域の少なくとも一方に透明材
料を設け、露光の際に各々の透過領域を透過した光の間
に位相差を生じさせ、これらの光がウエハ上の本来遮光
領域となる領域において干渉して強め合わないようにし
たマスク構造について説明されている。
[0008] A phase shift mask is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 62-59296. In the above-mentioned publication, at least a pair of transmission regions sandwiching the light-shielding region in a mask having a light-shielding region and a transmission region is disclosed. A transparent material is provided on one side, and a phase difference is generated between light transmitted through each transmission area during exposure, so that these lights do not interfere with each other and strengthen each other in an area which is originally a light shielding area on the wafer. The described mask structure is described.

【0009】このようなマスクにおける透過光の作用を
図19(a)〜(d)により説明すると以下のとおりで
ある。
The function of transmitted light in such a mask will be described below with reference to FIGS.

【0010】すなわち、図19(a)に示すマスク51
上の所定の集積回路パターンを投影露光法などによりウ
エハ(図示せず)上に転写する際、遮光領域Nを挟む一
対の透過領域P1 ,P2 のうち、透明材料52の設けら
れた透過領域P2 を透過した光の位相と、通常の透過領
域P1 を透過した光の位相との間には、図19(b),
(c)に示すように180度の位相差が生じている。
That is, the mask 51 shown in FIG.
When the above predetermined integrated circuit pattern is transferred onto a wafer (not shown) by a projection exposure method or the like, of the pair of transmission regions P1 and P2 sandwiching the light shielding region N, the transmission region P2 provided with the transparent material 52 is provided. 19B and the phase of the light transmitted through the normal transmission region P1 between the phase of the light transmitted through
As shown in (c), a phase difference of 180 degrees occurs.

【0011】したがって、一対の透過領域P1 ,P2 を
透過した光が、これら透過領域P1,P2 に挟まれた遮光
領域Nにおいて干渉して打ち消し合うため、図19
(d)に示すように、ウエハ上における光強度分布のモ
ジュレーションが改善され、マスク51のパターン転写
精度が良好となる。
Therefore, the light transmitted through the pair of transmission regions P1 and P2 interferes with each other in the light-shielding region N sandwiched between the transmission regions P1 and P2, and cancels each other.
As shown in (d), the modulation of the light intensity distribution on the wafer is improved, and the pattern transfer accuracy of the mask 51 is improved.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一対の透過
領域を透過した光の間に位相差を生じさせる従来の技術
は、パターンが一次元的に単純に繰り返し配置されてい
る場合には、透明材料の配置に問題はないが、実際の集
積回路パターンのようにパターンが二次元的に配置され
ている場合、以下の問題があることを本発明者は見出し
た。
A conventional technique for producing a phase difference between light transmitted through a pair of transmission regions is that when a pattern is simply and repeatedly arranged one-dimensionally, a transparent pattern is formed. The present inventors have found that there is no problem in the arrangement of the materials, but the following problems occur when the patterns are two-dimensionally arranged like an actual integrated circuit pattern.

【0013】すなわち、従来の技術においては、一対の
透過領域の各々を透過した光の間に位相差が生じるよう
に透明材料を配置させるため、言い換えると、一対の透
過領域の一方に透明材料を配置すると他方には透明材料
を配置できないため、実際の集積回路パターンのように
パターン形状が複雑な場合、部分的に充分な解像度が得
られないパターンが生じてしまう。例えば、図20に示
すような集積回路パターン53がある場合、透過領域P
2 に透明材料を設ければ、確かに、遮光領域N1,N2 の
解像度は向上するが、透過領域P1 または透過領域P3
には、透明材料を設けることができないため、遮光領域
N3 の解像度の向上が計れない。
That is, in the prior art, a transparent material is disposed so that a phase difference is generated between light transmitted through each of the pair of transmission regions. In other words, the transparent material is disposed on one of the pair of transmission regions. If it is arranged, a transparent material cannot be arranged on the other side. Therefore, when the pattern shape is complicated like an actual integrated circuit pattern, a pattern in which a sufficient resolution cannot be obtained partially occurs. For example, when there is an integrated circuit pattern 53 as shown in FIG.
If a transparent material is provided in the light-transmitting region 2, the resolution of the light-shielding regions N1 and N2 can be improved, but the transmission region P1 or the transmission region P3 can be improved.
Cannot provide a transparent material, the resolution of the light shielding region N3 cannot be improved.

【0014】本発明の目的は、本発明の目的は、光学マ
スク上に形成された複雑で、かつ、微細なパターンの転
写精度を向上させることのできる技術を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the transfer accuracy of a complicated and fine pattern formed on an optical mask.

【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0017】すなわち、本発明のマスクの製造方法は、
第1光透過領域と、前記第1光透過領域に接し透過光の
位相が前記第1光透過領域を透過した光の位相に対して
反転するような第2光透過領域とを有するマスクに光を
照射して、縮小投影露光装置により半導体ウエハに回路
パターンを露光する半導体装置の製造方法に用いるマス
クの製造方法であって、透過光の位相がマスク基板を透
過した光の位相に対して反転するような位相シフト膜が
形成されたマスク基板上の前記位相シフト膜を、前記半
導体ウエハ上に形成されるべき回路パターンまたはその
反転パターンと平面的な形状が相似となるようにパター
ニングする工程を有するものである。
That is, the method of manufacturing a mask according to the present invention comprises:
Light is applied to a mask having a first light transmission region and a second light transmission region that is in contact with the first light transmission region and in which the phase of the transmitted light is inverted with respect to the phase of the light transmitted through the first light transmission region. Irradiating a circuit pattern on a semiconductor wafer by a reduction projection exposure apparatus, wherein a phase of transmitted light is inverted with respect to a phase of light transmitted through the mask substrate. Patterning the phase shift film on the mask substrate on which the phase shift film is formed such that the planar shape is similar to a circuit pattern to be formed on the semiconductor wafer or an inverted pattern thereof. Have

【0018】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
マスク基板上に、透過光の位相を該マスク基板を透過し
た光の位相に対して反転させるような位相シフト膜が形
成され、前記位相シフト膜が半導体ウエハに形成される
べき回路パターンまたはその反転パターンと平面的な形
状が相似となるようにパターニングされているマスクに
対し、縮小投影露光装置を用いて光を照射し、前記位相
シフト膜が形成されている領域と、前記位相シフト膜の
形成されている領域に接する領域であって前記位相シフ
ト膜が形成されていない領域とを透過した光の干渉によ
り、前記半導体ウエハに回路パターンを露光するもので
ある。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
A phase shift film is formed on the mask substrate so that the phase of the transmitted light is inverted with respect to the phase of the light transmitted through the mask substrate, and the phase shift film is a circuit pattern to be formed on a semiconductor wafer or a circuit pattern thereof. A mask that has been patterned so as to have a pattern similar to a planar shape is irradiated with light using a reduction projection exposure apparatus, and a region where the phase shift film is formed and a region where the phase shift film is formed The semiconductor wafer is exposed to a circuit pattern by interference of light transmitted through a region which is in contact with the region where the phase shift film is not formed and which is not formed with the phase shift film.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Note that components having the same functions in all drawings for describing the embodiments are denoted by the same reference numerals.) , And the repeated explanation is omitted).

【0020】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態であるマスクの要部断面図、図2(a)〜(c)は
このマスクの製造工程を示すマスクの要部断面図、図3
(a)は図1に示すマスクの露光状態を示す断面図、図
3(b)〜(d)はこのマスクの透過領域を透過した光
の振幅、及び強度を示す説明図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a principal part of a mask according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are sectional views of a principal part showing a manufacturing process of the mask. FIG. 3
3A is a cross-sectional view showing an exposure state of the mask shown in FIG. 1, and FIGS. 3B to 3D are explanatory views showing the amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the mask.

【0021】図1に示す本実施の形態1のマスク1a
は、例えば、半導体装置の所定の製造工程において、図
示しないウエハ上に所定の集積回路パターンを転写す
る、実寸の集積回路パターンの5倍の集積回路パターン
の原画が形成されたレチクル(以下、5倍レチクルとい
う)である。
The mask 1a of the first embodiment shown in FIG.
For example, in a predetermined manufacturing process of a semiconductor device, a reticle (hereinafter, referred to as a reticle (hereinafter referred to as a reticle) in which a predetermined integrated circuit pattern is transferred onto a wafer (not shown) and an original of an integrated circuit pattern having a size five times the actual integrated circuit pattern is formed Double reticle).

【0022】マスク1aを構成する透明なマスク基板
(以下、単に基板という)2は、例えば、屈折率1.47
の合成石英ガラスからなり、その主面上には、例えば、
厚さ500〜3000Åの金属層3が所定の形状にパタ
ーン形成されている。
A transparent mask substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) 2 constituting the mask 1a has, for example, a refractive index of 1.47.
Of synthetic quartz glass, on its main surface, for example,
A metal layer 3 having a thickness of 500 to 3000 mm is patterned in a predetermined shape.

【0023】金属層3は、例えば、Cr層から、あるい
はCr層の上に酸化Cr層が積層され構成されており、
露光の際には、遮光領域Aとなる。また、金属層3が除
去されている部分は、露光の際、透過領域Bとなる。そ
して、これら遮光領域Aと透過領域Bとによって集積回
路パターンの原画が構成されている。
The metal layer 3 is composed of, for example, a Cr layer or a Cr oxide layer laminated on the Cr layer.
At the time of exposure, it becomes the light-shielded area A. Further, the portion from which the metal layer 3 has been removed becomes a transmission region B during exposure. The light shielding area A and the transmission area B constitute an original image of the integrated circuit pattern.

【0024】本実施の形態1においては、上記した金属
層3のパターン幅よりも僅かに幅広となるようにパター
ン形成された透明膜4aが配置されている。すなわち、
マスク1aには、各々の金属層3の輪郭部から透過領域
Bに一部はみ出した透明膜4aがパターン形成されてい
る。言い換えると、一つの透過領域Bは、透明膜4aに
被覆された部分と透明膜4aの形成されていない部分と
により構成されている。
In the first embodiment, the transparent film 4a is formed so as to be slightly wider than the pattern width of the metal layer 3 described above. That is,
On the mask 1a, a transparent film 4a that is partially protruded from the contour of each metal layer 3 to the transmission region B is pattern-formed. In other words, one transmission region B is constituted by a portion covered with the transparent film 4a and a portion where the transparent film 4a is not formed.

【0025】透明膜4aは、酸化インジウム(InO
X)などからなり、例えば、透過領域Bのパターン幅を
2μmとすると、はみ出した透明膜4aの幅は、0.5μ
m程である。
The transparent film 4a is made of indium oxide (InO).
X). For example, when the pattern width of the transmission region B is 2 μm, the width of the protruding transparent film 4 a is 0.5 μm.
m.

【0026】そして、今仮に、はみ出した透明膜4aの
基板2の主面からの厚さをX1 、基板2の屈折率をn、
露光の際に照射される光の波長をλとすると、透明膜4
aは、その厚さX1 が、X1 =λ/〔2(n−1)〕の
関係を満たすように形成されている。これは露光の際、
マスク1aに照射され、一つの透過領域Bを透過した光
のうち、透明膜4aを透過した光の位相と、通常の透過
領域Bを透過した光の位相との間に180度の位相差を
生じさせるためである。例えば、露光の際に照射される
光の波長λを、0.365μm(i線)、透明膜4aの屈
折率を1.5とすると、透明膜4aの基板2の主面からの
厚さX1 を、約0.37μmとすればよい。
Now, suppose that the thickness of the protruding transparent film 4a from the main surface of the substrate 2 is X1, the refractive index of the substrate 2 is n,
Assuming that the wavelength of the light irradiated upon exposure is λ, the transparent film 4
a is formed such that its thickness X1 satisfies the relationship X1 = .lambda ./ [2 (n-1)]. This is the exposure
The phase difference of 180 degrees between the phase of the light transmitted through the transparent film 4a and the phase of the light transmitted through the normal transmission area B among the light irradiated on the mask 1a and transmitted through one transmission area B is shown. It is to cause it. For example, assuming that the wavelength λ of the light irradiated upon exposure is 0.365 μm (i-line) and the refractive index of the transparent film 4a is 1.5, the thickness X1 of the transparent film 4a from the main surface of the substrate 2 is X1. Should be about 0.37 μm.

【0027】なお、図示はしないが、マスク1aには、
例えば、透明膜4aを形成する際、金属層3との位置合
わせをするための位置合わせマークが形成されている。
Although not shown, the mask 1a includes:
For example, when forming the transparent film 4a, an alignment mark for alignment with the metal layer 3 is formed.

【0028】次に、本実施の形態1のマスク1aの製造
方法を図2(a)〜(c)により説明する。
Next, a method of manufacturing the mask 1a according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0029】まず、図2(a)に示すように、研磨、洗
浄した透明な基板2の主面上に、例えば、厚さ500〜
3000ÅのCrなどからなる金属層3をスパッタリン
グ法などにより形成し、次いで、この金属層3の上面
に、例えば、0.4〜0.8μmのフォトレジスト5aを塗
布する。
First, as shown in FIG. 2A, on the main surface of the polished and cleaned transparent substrate 2, for example, a thickness of 500 to
A metal layer 3 made of Cr or the like of 3000 ° is formed by a sputtering method or the like, and then, for example, a photoresist 5a of 0.4 to 0.8 μm is applied on the upper surface of the metal layer 3.

【0030】そして、フォトレジスト5aをプリベーク
した後、予め、図示しない磁気テープなどにコード化さ
れ記録された半導体装置の集積回路パターンの位置座
標、形状などが収められたパターンデータに基づいて、
電子線露光方式などにより、フォトレジスト5aの所定
部分に電子線Eを照射する。
Then, after pre-baking the photoresist 5a, based on pattern data in which the position coordinates, shape, and the like of the integrated circuit pattern of the semiconductor device, which are previously encoded and recorded on a magnetic tape (not shown), are stored.
A predetermined portion of the photoresist 5a is irradiated with an electron beam E by an electron beam exposure method or the like.

【0031】その後、図2(b)に示すように、フォト
レジスト5aの露光部分を所定の現像液により除去し、
露出した金属層3をドライエッチング法などによりエッ
チングして所定の形状にパターン形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2B, the exposed portions of the photoresist 5a are removed by a predetermined developing solution.
The exposed metal layer 3 is etched by a dry etching method or the like to form a pattern in a predetermined shape.

【0032】そして、レジスト剥離液によりフォトレジ
スト5aを除去し、基板2を洗浄、検査した後、図2
(c)に示すように基板2の主面に、基板2の主面から
の厚さが約0.37μmの酸化インジウム(InOx )等
からなる透明膜4aを金属層3を被覆するようにスパッ
タリング法などにより形成する。
Then, the photoresist 5a is removed with a resist stripper, and the substrate 2 is washed and inspected.
As shown in (c), a transparent film 4 a made of indium oxide (InO x ) or the like having a thickness of about 0.37 μm from the main surface of the substrate 2 is coated on the main surface of the substrate 2 so as to cover the metal layer 3. It is formed by a sputtering method or the like.

【0033】次いで、透明膜4aの上面に、例えば、0.
4〜0.8μmのフォトレジスト5bを塗布し、さらにそ
の上面に、例えば、厚さ0.05μmのアルミニウム(A
l)からなる帯電防止層6をスパッタリング法などによ
り形成する。
Next, on the upper surface of the transparent film 4a, for example,
A photoresist 5b having a thickness of 4 to 0.8 μm is applied, and further, for example, a 0.05 μm thick aluminum (A
The antistatic layer 6 of 1) is formed by a sputtering method or the like.

【0034】その後、上記した集積回路パターンのパタ
ーンデータにおいて、遮光領域A、または透過領域Bの
パターンの幅を拡大または縮小して得られた透明膜4a
のパターンデータに基づいて、電子線露光方式などによ
り、例えば、透明膜4aを残す部分のフォトレジスト5
bに電子線Eを照射し、露光する。
Thereafter, in the pattern data of the integrated circuit pattern described above, the transparent film 4a obtained by enlarging or reducing the width of the pattern of the light shielding area A or the transmission area B is used.
Based on the pattern data, for example, the photoresist 5 in a portion where the transparent film 4a is left by an electron beam exposure method or the like.
b is irradiated with an electron beam E and exposed.

【0035】本実施の形態1においては、上記した透明
膜4aのパターンデータは、例えば、遮光領域Aのパタ
ーン幅を太らせることにより、自動的に作成されるよう
になっている。すなわち、透明膜4aのパターンデータ
は、集積回路パターンのパターンデータを作成する時と
同じように特別に作成するのではなく、集積回路パター
ンにおけるパターンデータに基づいて作成される。
In the first embodiment, the pattern data of the transparent film 4a is automatically created by, for example, increasing the pattern width of the light shielding area A. That is, the pattern data of the transparent film 4a is not created specially as in the case of creating the pattern data of the integrated circuit pattern, but is created based on the pattern data of the integrated circuit pattern.

【0036】そして、フォトレジスト5bを露光後、現
像、透明膜4aの所定部分のエッチング、フォトレジス
ト5bの除去、さらに洗浄、検査などの工程を経て、図
1に示したマスク1aが製造される。
After exposing the photoresist 5b, development, etching of a predetermined portion of the transparent film 4a, removal of the photoresist 5b, cleaning, inspection, and the like are performed, and the mask 1a shown in FIG. 1 is manufactured. .

【0037】このようにして製造されたマスク1aを用
いて、フォトレジストが塗布されたウエハ上にマスク1
a上の集積回路パターンを転写するには、例えば、次の
ようにする。
Using the mask 1a manufactured as described above, the mask 1 is placed on the wafer coated with the photoresist.
To transfer the integrated circuit pattern on a, for example, the following is performed.

【0038】すなわち、図示しない縮小投影露光装置に
マスク1a、及びウエハを配置して、マスク1a上の集
積回路パターンの原画を光学的に1/5に縮小してウエ
ハ上に投影するとともに、ウエハを順次ステップ状に移
動させるたびに繰り返し投影露光することによって、ウ
エハ全面に集積回路パターンの転写を行う。
That is, the mask 1a and the wafer are arranged in a reduction projection exposure apparatus (not shown), and the original image of the integrated circuit pattern on the mask 1a is optically reduced to 1/5 and projected onto the wafer. Are repeatedly projected and exposed each time the wafers are sequentially moved stepwise, thereby transferring an integrated circuit pattern over the entire surface of the wafer.

【0039】次に、本実施の形態1の作用を図3(a)
〜(d)により説明する。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (d).

【0040】図3(a)に示す本実施の形態1のマスク
1aにおいては、マスク1a上の所定の集積回路パター
ンの原画を縮小露光法などによりウエハ上に転写する
際、マスク1aの各々の透過領域Bにおいて、透明膜4
aを透過した光と、通常の透過領域Bを透過した光との
間には180度の位相差が生じる(図3(b),
(c))。
In the mask 1a of the first embodiment shown in FIG. 3A, when an original image of a predetermined integrated circuit pattern on the mask 1a is transferred onto a wafer by a reduced exposure method or the like, each of the masks 1a In the transmission area B, the transparent film 4
A phase difference of 180 degrees occurs between the light transmitted through a and the light transmitted through the normal transmission region B (FIG. 3B,
(C)).

【0041】そして、透明膜4aは、各金属層3の端部
に配置されているため、一つの透過領域Bを透過した光
のうち、透明膜4aを透過した光と通常の透過領域Bを
透過した光とが、透過領域Bと隣接する遮光領域A,A
との境界部分において弱め合う。
Since the transparent film 4a is disposed at the end of each metal layer 3, the light transmitted through the transparent film 4a and the light transmitted through the transparent film 4a out of the light transmitted through one transmission region B are used. The transmitted light is transmitted to the light shielding areas A and A adjacent to the transmission area B.
Weaken each other at the border.

【0042】したがって、ウエハ上の光強度分布のモジ
ュレーション(modulation)が大幅に改善される(図3
(d))。特に、ウエハ上に投影される各々の遮光領域
Aの端部のぼけが大幅に低減され、パターン転写精度を
大幅に向上させることができる。なお、光強度は、光の
振幅の2乗となるため、ウエハ上における光振幅の負側
の波形は、図3(d)に示すように、正側に反転され
る。
Therefore, the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved (FIG. 3).
(D)). In particular, blurring at the end of each light shielding area A projected on the wafer is greatly reduced, and the pattern transfer accuracy can be greatly improved. Since the light intensity is the square of the light amplitude, the waveform on the negative side of the light amplitude on the wafer is inverted to the positive side as shown in FIG.

【0043】ところで、従来の技術は、一対の透過領域
を透過した光の間に位相差を生じさせる技術、言い換え
ると二つの透過領域で一つの作用を生じさせる技術であ
った。
The conventional technique is a technique for generating a phase difference between light transmitted through a pair of transmission areas, in other words, a technique for producing one action in two transmission areas.

【0044】そして、前記発明が解決しようとする課題
で説明したように、実際の集積回路パターンのようにパ
ターンが複雑で、かつ、二次元的に配置されている場
合、部分的にパターン転写精度が低下してしまう部分が
生じ、透明材料の配置に制約があった。
As described in the problem to be solved by the invention, when the pattern is complicated and two-dimensionally arranged like an actual integrated circuit pattern, the pattern transfer accuracy is partially reduced. Of the transparent material is restricted.

【0045】すなわち、マスク上のパターンの全てのパ
ターン転写精度を向上させるような透明材料の配置が非
常に困難であった。
That is, it was very difficult to arrange a transparent material so as to improve the accuracy of transferring all the patterns on the mask.

【0046】したがって、透明材料のパターンデータを
自動的に作成することができず、これを作成する場合に
は、パターン転写精度が部分的に低下しないようにその
配置を考慮しながら、透明材料用の特別なパターンを設
計、図面化し、このパターンをコンピュータ処理するこ
とによって作成しなければならない。
Therefore, the pattern data of the transparent material cannot be automatically created. When the pattern data is created, the pattern data for the transparent material is taken into consideration while considering the arrangement so that the pattern transfer accuracy is not partially reduced. Must be designed, drawn and computerized to create this pattern.

【0047】これに対して、本実施の形態1のマスク1
aにおいては、一つの透過領域を透過した光のなかで位
相差を生じさせ、パターン転写精度を向上させる技術で
あるため、マスク1aに形成されたパターンが複雑であ
っても、それに対応して透明膜4aを配置できる。
On the other hand, the mask 1 of the first embodiment
In the technique a, the phase difference is generated in the light transmitted through one transmission area to improve the pattern transfer accuracy. Therefore, even if the pattern formed on the mask 1a is complicated, The transparent film 4a can be arranged.

【0048】そして、このため、透明膜4aの配置が容
易であり、透明膜4aのパターンデータを集積回路パタ
ーンを構成する遮光領域A、または透過領域Bのパター
ンデータに基づいて自動的に作成することが可能とな
る。
For this reason, the arrangement of the transparent film 4a is easy, and the pattern data of the transparent film 4a is automatically created based on the pattern data of the light shielding area A or the transmission area B constituting the integrated circuit pattern. It becomes possible.

【0049】このように本実施の形態によれば以下の効
果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0050】(1).マスク1aの各々の透過領域Bにおい
て、透明膜4aを透過した光と、通常の透過領域Bを透
過した光との間に180度の位相差が生じ、これらの光
が遮光領域Aと透過領域Bとの境界部分において弱め合
うため、ウエハ上の光強度分布のモジュレーションが大
幅に改善される。特に、ウエハ上に投影される遮光領域
Aのパターン像の端部のぼけが大幅に低減され、パター
ン転写精度を大幅に向上させることができる。
(1) In each transmission region B of the mask 1a, a phase difference of 180 degrees occurs between the light transmitted through the transparent film 4a and the light transmitted through the normal transmission region B, and these light Are weakened at the boundary between the light shielding area A and the transmission area B, so that the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved. In particular, blurring at the end of the pattern image in the light-shielded area A projected on the wafer is greatly reduced, and the pattern transfer accuracy can be greatly improved.

【0051】(2).上記(1) により、マスク上に形成され
たパターンが、微細、かつ複雑な集積回路パターンであ
っても、部分的にパターン転写精度が低下することがな
く、パターン全ての転写精度を向上させることができ
る。
(2) According to the above (1), even if the pattern formed on the mask is a fine and complicated integrated circuit pattern, the pattern transfer accuracy is not partially reduced, and Transfer accuracy can be improved.

【0052】(3).位相をシフトさせる透明膜4aは、一
つの透過領域Bを透過した光の位相差のみを考慮する技
術であるため、複雑な集積回路パターンであっても、そ
の配置が容易となる。
(3) Since the transparent film 4a for shifting the phase is a technology that considers only the phase difference of the light transmitted through one transmission region B, even if it is a complicated integrated circuit pattern, its arrangement is not changed. It will be easier.

【0053】(4).上記(3) により、透明膜4aのパター
ンデータを、集積回路パターンを構成する遮光領域A、
または透過領域Bのパターンデータに基づいて自動的に
作成させることができる。
(4) According to the above (3), the pattern data of the transparent film 4a is transferred to the light shielding area A,
Alternatively, it can be automatically created based on the pattern data of the transmission region B.

【0054】(5).上記(3) ,(4) により、透明膜4aの
パターンデータを短時間で作成することができるため、
位相をシフトさせる透明膜4aの形成されたマスク1a
の製造時間を大幅に短縮させることができる。
(5) According to the above (3) and (4), the pattern data of the transparent film 4a can be created in a short time.
Mask 1a on which transparent film 4a for shifting the phase is formed
Can greatly reduce the manufacturing time.

【0055】(実施の形態2)図4は本発明の他の実施
の形態であるマスクの要部断面図、図5(a),(b)
はこのマスクの製造工程を示すマスクの要部断面図、図
6はこのマスクを製造する際に用いられる集束イオンビ
ーム装置の構成図、図7(a)は図4に示すマスクの露
光状態を示す断面図、図7(b)〜(d)はこのマスク
の透過領域を透過した光の振幅、及び強度を示す説明図
である。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view of a main part of a mask according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 5 (a) and 5 (b).
FIG. 6 is a sectional view of a main part of the mask showing a manufacturing process of the mask, FIG. 6 is a configuration diagram of a focused ion beam apparatus used in manufacturing the mask, and FIG. 7A shows an exposure state of the mask shown in FIG. FIGS. 7B to 7D are explanatory views showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region of the mask.

【0056】図4に示す本実施の形態2のマスク1bに
おいては、露光の際に透過領域Bを透過した光に位相差
を生じさせる手段として、実施の形態1の透明膜4aに
代えて、露光の際、透過領域Bとなる基板2に位相シフ
ト溝7aが形成されている。
In the mask 1b according to the second embodiment shown in FIG. 4, as a means for generating a phase difference in the light transmitted through the transmission region B at the time of exposure, instead of the transparent film 4a according to the first embodiment, At the time of exposure, a phase shift groove 7a is formed in the substrate 2 which becomes the transmission region B.

【0057】位相シフト溝7aは、露光の際、遮光領域
Aとなる金属層3の端部に沿って、すなわち、金属層3
の輪郭部に沿って形成されている。位相シフト溝7aの
幅は、例えば、透過領域Bのパターン幅を2μmとする
と、0.5μm程である。
During the exposure, the phase shift groove 7a is formed along the edge of the metal layer 3 which becomes the light shielding area A, that is, the metal layer 3
Are formed along the outline of the. The width of the phase shift groove 7a is, for example, about 0.5 μm when the pattern width of the transmission region B is 2 μm.

【0058】そして、仮に、位相シフト溝7aの深さを
d、基板2の屈折率をn、露光の際に照射される光の波
長をλとすると、位相シフト溝7aは、その深さdが、
d=λ/〔2(n−1)〕の関係を満たすように形成さ
れている。これは露光の際、マスク1bに照射された光
の内、各々の透過領域Bにおいて、位相シフト溝7aを
透過した光の位相と、通常の透過領域Bを透過した光の
位相との間に180度の位相差を生じさせるためであ
る。例えば、露光の際に照射される光の波長λを、0.3
65μm(i線)とすると、位相シフト溝7aの深さd
を、約0.39μmとすればよい。
Assuming that the depth of the phase shift groove 7a is d, the refractive index of the substrate 2 is n, and the wavelength of light irradiated during exposure is λ, the phase shift groove 7a has a depth d. But,
It is formed so as to satisfy the relationship of d = λ / [2 (n−1)]. This is because, in the light transmitted to the mask 1b, the phase of the light transmitted through the phase shift groove 7a and the phase of the light transmitted through the normal transmission area B in each of the transmission regions B in the light irradiated on the mask 1b. This is for generating a phase difference of 180 degrees. For example, the wavelength λ of the light irradiated at the time of exposure is set to 0.3.
If it is 65 μm (i-line), the depth d of the phase shift groove 7a
Should be about 0.39 μm.

【0059】なお、図示はしないが、マスク1bには、
位相シフト溝7aを形成する際、金属層3との位置合わ
せをする等のための位置合わせマークが形成されてい
る。
Although not shown, the mask 1b has
When forming the phase shift groove 7a, an alignment mark for alignment with the metal layer 3 is formed.

【0060】次に、このマスク1bの製造に用いられる
集束イオンビーム装置8を図6により説明する。
Next, a focused ion beam apparatus 8 used for manufacturing the mask 1b will be described with reference to FIG.

【0061】装置本体の上部に設けられたイオン源9の
内部には、図示はしないが、例えば、ガリウム(Ga)
等の溶融液体金属などが収容されている。イオン源9の
下方には、引き出し電極10が設置されており、その下
方には、静電レンズにより構成された第1レンズ電極1
1a、及び第1アパーチャ電極12aが設置されてい
る。アパーチャ電極12aの下方には、第2レンズ電極
11b、第2アパーチャ電極12b、ビーム照射のO
N、OFFを制御するブランキング電極13、さらに第
3アパーチャ電極12c、及び偏向電極14が設置され
ている。
Although not shown, for example, gallium (Ga) is provided inside the ion source 9 provided on the upper part of the apparatus main body.
Etc. are stored. An extraction electrode 10 is provided below the ion source 9, and a first lens electrode 1 formed by an electrostatic lens is provided below the extraction electrode 10.
1a and a first aperture electrode 12a are provided. Below the aperture electrode 12a, a second lens electrode 11b, a second aperture electrode 12b,
A blanking electrode 13 for controlling N and OFF, a third aperture electrode 12c, and a deflection electrode 14 are provided.

【0062】このような各電極の構成によって、イオン
源9から放出されたイオンビームは、上記ブランキング
電極13、及び偏向電極14によって制御され、保持器
15に保持されるパターン形成前のマスク1bに照射さ
れるようになっている。
With such a configuration of each electrode, the ion beam emitted from the ion source 9 is controlled by the blanking electrode 13 and the deflecting electrode 14, and the mask 1 b before pattern formation held by the holder 15 is formed. Is to be irradiated.

【0063】なお、イオンビームは、その走査の際に、
例えば、0.02×0.02μmのピクセル単位毎に、ビー
ム照射時間を設定し、走査回数を予め設定することで、
金属層3、または基板2をエッチング加工できる。
The ion beam is scanned at the time of scanning.
For example, by setting the beam irradiation time and the number of scans in advance for each pixel unit of 0.02 × 0.02 μm,
The metal layer 3 or the substrate 2 can be etched.

【0064】保持器15は、X,Y方向に移動可能な試
料台16上に設置されており、試料台16は、傍部に設
けられたレーザーミラー17を介してレーザー干渉測長
器18によってその位置認識が行われ、試料台駆動モー
タ19によってその位置合わせが行われるようになって
いる。
The holder 15 is set on a sample table 16 movable in the X and Y directions. The sample table 16 is controlled by a laser interferometer 18 via a laser mirror 17 provided on the side. The position is recognized, and the position is adjusted by the sample stage drive motor 19.

【0065】なお、保持器15の上方には、二次イオン
・二次電子検出器20が設置されており、被加工物から
の二次イオン、及び二次電子の発生を検出できるように
なっている。また、上記した二次イオン・二次電子検出
器20の上方には、電子シャワー放射部21が設置され
ており、被加工物の帯電を防止できるようになってい
る。
A secondary ion / secondary electron detector 20 is provided above the holder 15, so that the generation of secondary ions and secondary electrons from the workpiece can be detected. ing. An electron shower radiator 21 is provided above the secondary ion / secondary electron detector 20 so that the workpiece can be prevented from being charged.

【0066】以上に説明した処理系内部は、図中、上記
した試料台16の下方に示された真空ポンプ22によっ
て真空状態が維持される構造となっている。
The inside of the processing system described above has a structure in which a vacuum state is maintained by a vacuum pump 22 shown below the sample table 16 in the figure.

【0067】また、上記した各処理系は、装置本体の外
部に設けられた各制御部23〜27によってその作動が
制御されており、各制御部23〜27は、さらに各イン
ターフェイス部28〜32を介して制御コンピュータ3
3によって制御される構造となっている。制御コンピュ
ータ33は、ターミナル34、データを記録する磁気デ
ィスク装置35、及びMTデッキ36を備えている。
The operation of each of the above-described processing systems is controlled by each of the control units 23 to 27 provided outside the apparatus main body, and each of the control units 23 to 27 further includes each of the interface units 28 to 32. Control computer 3 via
3 is controlled. The control computer 33 includes a terminal 34, a magnetic disk device 35 for recording data, and an MT deck 36.

【0068】次に、マスク1bの製造方法を図5
(a),(b)、及び図6により説明する。
Next, a method of manufacturing the mask 1b will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) and (b) and FIG.

【0069】まず、図5(a)に示すように、研磨、洗
浄した基板2の主面に、例えば、500〜3000Åの
金属層3をスパッタリング法などにより形成した後、マ
スク1bを集束イオンビーム装置8の保持器15に保持
させる。
First, as shown in FIG. 5A, a metal layer 3 of, for example, 500 to 3000 ° is formed on the main surface of the polished and cleaned substrate 2 by a sputtering method or the like, and then the focused ion beam It is held by the holder 15 of the device 8.

【0070】次いで、イオン源9からイオンビームを放
出し、このイオンビームを上記各電極により、例えば、
0.5μmのビーム径に集束すれば、1.5μA程度のイオ
ンビーム電流が得られ、予めMTデッキ36の磁気テー
プに記録された集積回路パターンのパターンデータに基
づいて金属層3の所定部分に集束されたイオンビームを
照射し金属層3をエッチングする。この際、ピクセル当
たりの照射時間は、例えば、3×10−6秒、ビームの
走査回数は、30回程度である。このようにして、図5
(b)に示すように、金属層3がパターン形成される。
なお、金属層3のパターン形成は、実施の形態1のよう
に電子線露光法などによっても良い。
Next, an ion beam is emitted from the ion source 9, and the ion beam is emitted from each of the electrodes by, for example,
If the beam is focused to a beam diameter of 0.5 μm, an ion beam current of about 1.5 μA can be obtained, and a predetermined portion of the metal layer 3 is formed on the basis of the pattern data of the integrated circuit pattern previously recorded on the magnetic tape of the MT deck 36. The metal layer 3 is etched by irradiating the focused ion beam. At this time, the irradiation time per pixel is, for example, 3 × 10 −6 seconds, and the number of beam scans is about 30 times. Thus, FIG.
As shown in (b), the metal layer 3 is patterned.
The pattern formation of the metal layer 3 may be performed by an electron beam exposure method as in the first embodiment.

【0071】その後、マスク1bに形成された図示しな
い位置合わせマークに所定量のイオンビームを照射し、
発生した二次電子を二次イオン・二次電子検出器20に
より検出して、その検出データにより位置合わせマーク
の位置座標を算出する。
After that, a predetermined amount of ion beam is irradiated on a positioning mark (not shown) formed on the mask 1b.
The generated secondary electrons are detected by the secondary ion / secondary electron detector 20, and the position coordinates of the alignment mark are calculated based on the detected data.

【0072】そして、算出された位置合わせマークの位
置座標をもとに、イオンビーム照射の際にイオンビーム
が位相シフト溝7aを形成する位置に照射されるよう
に、試料台16を移動させる。
Then, based on the calculated position coordinates of the alignment mark, the sample stage 16 is moved so that the ion beam is irradiated to the position where the phase shift groove 7a is formed at the time of ion beam irradiation.

【0073】次いで、位相シフト溝7aのパターンデー
タに基づいて、金属層3の端部に沿って金属層3のパタ
ーン形成により露出した基板2にイオンビームを照射
し、位相シフト溝7a(図4)を形成する。この際、集
束イオンビームによれば、位相シフト溝7aの深さ、幅
などの制御を容易に行える。
Next, based on the pattern data of the phase shift groove 7a, the substrate 2 exposed by the pattern formation of the metal layer 3 along the edge of the metal layer 3 is irradiated with an ion beam, and the phase shift groove 7a (FIG. ) Is formed. At this time, according to the focused ion beam, the depth, width, and the like of the phase shift groove 7a can be easily controlled.

【0074】本実施の形態2においては、上記した位相
シフト溝7aのパターンデータは、例えば、集積回路パ
ターンのパターンデータをポジネガ反転させ得られた透
過領域Bのパターンデータと、遮光領域Aのパターン幅
を太らせて得られたパターンデータとの論理積(AN
D)をとることによって自動的に作成されるようになっ
ている。
In the second embodiment, the pattern data of the phase shift groove 7a is, for example, the pattern data of the transmissive area B obtained by inverting the pattern data of the integrated circuit pattern in the positive / negative manner, and the pattern data of the light shielding area A. AND (AND) with pattern data obtained by increasing the width
D) is automatically created.

【0075】すなわち、位相シフト溝7aのパターンデ
ータは、特別に作成するのではなく、集積回路パターン
のパターンデータに基づいて自動的に作成される。
That is, the pattern data of the phase shift groove 7a is not automatically created, but is automatically created based on the pattern data of the integrated circuit pattern.

【0076】このようにして製造されたマスク1bを用
いて、フォトレジストが塗布されたウエハ上にマスク1
b上の集積回路パターンを転写するには、例えば、次の
ようにする。
Using the mask 1b manufactured as described above, the mask 1b is placed on the wafer coated with the photoresist.
To transfer the integrated circuit pattern on b, for example, the following is performed.

【0077】すなわち、図示しない縮小投影露光装置に
マスク1b、及びウエハを配置して、マスク1b上の集
積回路パターンを光学的に1/5に縮小してウエハ上に
投影するとともに、ウエハを順次ステップ状に移動させ
るたびに繰り返し投影露光することによって、ウエハ全
面に集積回路パターンの転写を行う。
That is, the mask 1b and the wafer are arranged in a reduction projection exposure apparatus (not shown), and the integrated circuit pattern on the mask 1b is optically reduced to 1/5 and projected onto the wafer. The transfer of the integrated circuit pattern is performed on the entire surface of the wafer by repeatedly performing projection exposure each time the wafer is moved in a step shape.

【0078】次に、本実施の形態2のマスク1bの作用
を図7(a)〜(d)により説明する。
Next, the operation of the mask 1b according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

【0079】図7(a)に示すマスク1b上の所定の集
積回路パターンの原画を転写する露光工程の際、マスク
1bの各々の透過領域Bにおいて、位相シフト溝7aを
透過した光と、通常の透過領域Bを透過した光との間に
は、180度の位相差が生じる(図7(b),
(c))。
In the exposure step of transferring the original image of the predetermined integrated circuit pattern on the mask 1b shown in FIG. 7A, the light transmitted through the phase shift groove 7a and the light transmitted through the phase shift groove 7a in each transmission region B of the mask 1b A phase difference of 180 degrees is generated between the light and the light transmitted through the transmission region B (FIG. 7B,
(C)).

【0080】そして、位相シフト溝7aは、各金属層3
の端部に配置されているため、一つの透過領域Bを透過
した光のうち、位相シフト溝7aを透過した光と通常の
透過領域Bを透過した光とが、透過領域Bに隣接する遮
光領域A,Aとの境界部分において弱め合う。
The phase shift groove 7a is formed in each metal layer 3
Of the light transmitted through one transmission region B, the light transmitted through the phase shift groove 7a and the light transmitted through the normal transmission region B out of the light transmitted through one transmission region B are light-shielded adjacent to the transmission region B. The regions A, A weaken each other at the boundary.

【0081】したがって、ウエハ上の光強度分布のモジ
ュレーションが大幅に改善される(図7(d))。特
に、ウエハ上に投影される各々の遮光領域Aの端部のぼ
けが大幅に低減され、ウエハ上に投影されるパターンの
転写精度が大幅に向上する。
Therefore, the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved (FIG. 7D). In particular, blurring at the end of each light shielding area A projected on the wafer is greatly reduced, and transfer accuracy of the pattern projected on the wafer is greatly improved.

【0082】なお、光強度は、光の振幅の2乗となるた
め、ウエハ上における光振幅の負側の波形は、図7
(d)に示すように、正側に反転される。
Since the light intensity is the square of the light amplitude, the waveform on the negative side of the light amplitude on the wafer is shown in FIG.
As shown in (d), it is inverted to the positive side.

【0083】また、本実施の形態2のマスク1bにおい
ても、実施の形態1と同じように、一つの透過領域Bを
透過した光における位相差のみを考慮する技術であるた
め、マスク1b上に複雑な集積回路パターンが形成され
ていても、位相シフト溝7aの配置が容易であり、位相
シフト溝7aのパターンデータを集積回路パターンを構
成する遮光領域A、または透過領域Bのパターンデータ
に基づいて自動的に作成することが可能となる。
Also, in the mask 1b according to the second embodiment, similar to the first embodiment, only the phase difference in the light transmitted through one transmission region B is taken into account. Even if a complicated integrated circuit pattern is formed, the arrangement of the phase shift groove 7a is easy, and the pattern data of the phase shift groove 7a is determined based on the pattern data of the light shielding area A or the transmission area B constituting the integrated circuit pattern. Automatically.

【0084】しかも、本実施の形態2のマスク1bにお
いては、その製造の際、実施の形態1で説明した位相を
シフトさせる透明膜4aを形成する工程がない上、集束
イオンビームによって金属層3をパターンニングする
際、併せて位相シフト溝7aも形成してしまうため、そ
の製造時間をさらに短縮させることができる。
Moreover, in the mask 1b of the second embodiment, there is no step of forming the transparent film 4a for shifting the phase described in the first embodiment when manufacturing the mask 1b. When patterning, a phase shift groove 7a is also formed, so that the manufacturing time can be further reduced.

【0085】このように実施の形態2によれば以下の効
果を得ることができる。
According to the second embodiment, the following effects can be obtained.

【0086】(1).マスク1bの各々の透過領域Bにおい
て、位相シフト溝7aを透過した光と、通常の透過領域
Bを透過した光との間に180度の位相差が生じ、これ
ら光が遮光領域Aと透過領域Bとの境界部分において弱
め合うため、ウエハ上の光強度分布のモジュレーション
が大幅に改善される。特に、ウエハ上に投影される遮光
領域Aのパターン像の端部のぼけが大幅に低減され、パ
ターン転写精度を大幅に向上させることができる。
(1) In each transmission area B of the mask 1b, a phase difference of 180 degrees occurs between the light transmitted through the phase shift groove 7a and the light transmitted through the normal transmission area B, and these lights are generated. Are weakened at the boundary between the light shielding area A and the transmission area B, so that the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved. In particular, blurring at the end of the pattern image in the light-shielded area A projected on the wafer is greatly reduced, and the pattern transfer accuracy can be greatly improved.

【0087】(2).上記(1) により、マスク上に形成され
たパターンが、微細、かつ複雑な集積回路パターンであ
っても、部分的にパターン像の転写精度が低下すること
がなく、パターン全ての転写精度を向上させることがで
きる。
(2) According to the above (1), even if the pattern formed on the mask is a fine and complicated integrated circuit pattern, the transfer accuracy of the pattern image does not partially decrease, and The transfer accuracy of all the patterns can be improved.

【0088】(3).位相シフト溝7aは、一つの透過領域
Bを透過した光の位相差のみを考慮する技術であるた
め、複雑な集積回路パターンであっても、その配置が容
易である。
(3) Since the phase shift groove 7a is a technique that considers only the phase difference of light transmitted through one transmission region B, even if it is a complicated integrated circuit pattern, it can be easily arranged. .

【0089】(4).上記(3) により、位相シフト溝7aの
パターンデータを集積回路パターンを構成する遮光領域
A、または透過領域Bのパターンデータに基づいて自動
的に作成することができるため、その作成が容易であ
り、マスク1bを短時間で製造することができる。
(4) According to the above (3), the pattern data of the phase shift groove 7a can be automatically created based on the pattern data of the light shielding area A or the transmission area B constituting the integrated circuit pattern. The mask 1b can be manufactured in a short time.

【0090】(5).マスク1bにおいては、その製造の
際、実施の形態1で説明した位相をシフトさせる透明膜
4aを形成する工程がない上、集束イオンビームよって
金属層3をパターンニングする際、併せて位相シフト溝
7aも形成してしまうため、その製造時間をさらに短縮
させることができる。
(5) In the mask 1b, there is no step of forming the transparent film 4a for shifting the phase described in the first embodiment when manufacturing the mask 1b, and the metal layer 3 is patterned by a focused ion beam. At this time, since the phase shift groove 7a is also formed, the manufacturing time can be further reduced.

【0091】(6).マスク1bにおいては、透明膜4aが
パターン形成後の洗浄工程などにより劣化しないため、
その寿命を大幅に向上させることができる。
(6) In the mask 1b, since the transparent film 4a does not deteriorate due to a cleaning process after pattern formation,
Its life can be greatly improved.

【0092】(実施の形態3)図8は本発明のさらに他
の実施の形態であるマスクの要部断面図、図9はこのマ
スクの要部平面図、図10(a)は図8、及び図9のマ
スクの露光状態を示す断面図、図10(b)〜(d)は
このマスクの透過領域を透過した光の振幅、及び強度を
示す説明図である。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a sectional view of a principal part of a mask according to still another embodiment of the present invention, FIG. 9 is a plan view of the principal part of this mask, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing an exposure state of the mask in FIG. 9, and FIGS. 10B to 10D are explanatory views showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region of the mask.

【0093】まず、図8、及び図9により本実施の形態
3のマスク1cを説明する。なお、本実施の形態3にお
いては、図9に示すように透過領域Bの形状を矩形状と
して説明する。
First, the mask 1c according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the shape of the transmission region B is rectangular as shown in FIG.

【0094】本実施の形態3のマスク1cは、例えば、
半導体装置の所定の製造工程において図示しないウエハ
上に所定の集積回路パターンを転写する5倍レチクルで
あり、遮光領域Aを構成する金属層3には、この金属層
3の上面から基板2の主面に達する複数の溝37が設け
られている。
The mask 1c of the third embodiment is, for example,
This is a five-fold reticle for transferring a predetermined integrated circuit pattern onto a wafer (not shown) in a predetermined manufacturing process of the semiconductor device. A plurality of grooves 37 reaching the surface are provided.

【0095】そして、溝37は、図9に示すように、矩
形状の透過領域B,Bを囲むように、透過領域Bの各辺
に沿って平行に配置されている。なお、例えば、溝37
の幅は、0.5μm程である。
As shown in FIG. 9, the grooves 37 are arranged in parallel along each side of the transmission region B so as to surround the rectangular transmission regions B. In addition, for example, the groove 37
Is about 0.5 μm.

【0096】さらに、溝37の上部には、例えば、屈折
率が1.5の酸化インジウム(InOx )からなる透明膜
4bが設けられており、露光の際に、この透明膜4b、
及び溝37を透過した光と、透過領域Bを透過した光と
の間に位相差が生じる構造となっている。
Further, a transparent film 4b made of, for example, indium oxide (InO x ) having a refractive index of 1.5 is provided on the upper portion of the groove 37. When the transparent film 4b is exposed to light,
Further, a phase difference is generated between the light transmitted through the groove 37 and the light transmitted through the transmission region B.

【0097】そして、透明膜4bの基板2の主面からの
厚さX2 は、実施の形態1と同じく、露光の際、マスク
1cに照射された光のうち、透明膜4b、及び溝37を
透過した光の位相と、透過領域Bを透過した光の位相と
の間に180度の位相差を生じさせるため、X2 =λ/
〔2(n−1)〕の関係を満たすように形成されてい
る。例えば、露光の際に照射される光の波長λを、0.3
65μm(i線)とすると、透明膜4bの基板2の主面
からの厚さX2 を、約0.37μmとすればよい。
The thickness X2 of the transparent film 4b from the main surface of the substrate 2 is equal to the thickness of the transparent film 4b and the groove 37 of the light applied to the mask 1c during exposure, as in the first embodiment. In order to cause a phase difference of 180 degrees between the phase of the transmitted light and the phase of the light transmitted through the transmission region B, X2 = λ /
It is formed so as to satisfy the relationship of [2 (n-1)]. For example, the wavelength λ of the light irradiated at the time of exposure is set to 0.3.
Assuming that the thickness is 65 μm (i-line), the thickness X2 of the transparent film 4b from the main surface of the substrate 2 may be about 0.37 μm.

【0098】なお、図示はしないが、マスク1cには、
例えば、溝37や透明膜4bを形成する際、それらと金
属層3との位置合わせをするための位置合わせマークが
形成されている。
Although not shown, the mask 1c includes:
For example, when forming the groove 37 and the transparent film 4b, an alignment mark for aligning them with the metal layer 3 is formed.

【0099】このようなマスク1cを製造するには、例
えば、次のようにする。
To manufacture such a mask 1c, for example, the following is performed.

【0100】まず、研磨、洗浄した基板2の主面を覆う
ように、例えば、500〜3000Åの金属層3をスパ
ッタリング法などにより形成した後、これを実施の形態
2で説明した集束イオンビーム装置8の保持器15に保
持させる。
First, a metal layer 3 of, for example, 500 to 3000 ° is formed by a sputtering method or the like so as to cover the main surface of the polished and cleaned substrate 2, and then the focused ion beam device described in the second embodiment is formed. 8 is held by the holder 15.

【0101】次いで、予めMTデッキ36の磁気テープ
に記録されている集積回路パターンデータに基づいて、
基板2の主面を覆う金属層3をイオンビームによりパタ
ーン形成する。
Next, based on the integrated circuit pattern data previously recorded on the magnetic tape of the MT deck 36,
The metal layer 3 covering the main surface of the substrate 2 is patterned by an ion beam.

【0102】その後、同じくMTデッキ36の磁気テー
プに予め記録されている溝37のパターンデータに基づ
いて、基板2の主面上の金属層3にイオンビームを照射
し、金属層3に溝37を形成する。この溝37のパター
ンデータは、例えば、矩形状の透過領域Bに対する溝3
7の配置規則を設定しておくことで、自動的に作成され
るようになっている。
Thereafter, the metal layer 3 on the main surface of the substrate 2 is irradiated with an ion beam based on the pattern data of the groove 37 previously recorded on the magnetic tape of the MT deck 36, and the groove 37 is applied to the metal layer 3. To form The pattern data of the groove 37 is, for example, the groove 3 for the rectangular transmission region B.
By setting the arrangement rule of No. 7, it is automatically created.

【0103】そして、集積回路パターンのパターンデー
タと溝37のパターンデータとに基づいて作成された透
明膜4bのパターンデータに基づいて、実施の形態1と
同様にして透明膜4bを形成する。
Then, based on the pattern data of the transparent film 4b created based on the pattern data of the integrated circuit pattern and the pattern data of the groove 37, the transparent film 4b is formed in the same manner as in the first embodiment.

【0104】次に本実施の形態3の作用を図10(a)
〜(d)により説明する。
Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (d).

【0105】図10(a)に示すマスク1c上の所定の
集積回路パターンの原画を縮小露光法などによりウエハ
上に転写する際、マスク1cの各々の透過領域Bにおい
て、透明膜4b、及び溝37を透過した光と、透過領域
Bを透過した光との間には、180度の位相差が生じる
(図10(b),(c))。
When an original image of a predetermined integrated circuit pattern on a mask 1c shown in FIG. 10A is transferred onto a wafer by a reduced exposure method or the like, a transparent film 4b and a groove are formed in each transmission region B of the mask 1c. A phase difference of 180 degrees is generated between the light transmitted through 37 and the light transmitted through transmission region B (FIGS. 10B and 10C).

【0106】そして、一つの透過領域Bを透過した光の
うち、透明膜4b、及び溝37を透過した光と、透過領
域Bを透過した光とが、透過領域Bに隣接する遮光領域
A,Aの端部において弱め合う。
Then, of the light transmitted through one transmission area B, the light transmitted through the transparent film 4b and the groove 37 and the light transmitted through the transmission area B become light-shielded areas A, Weak at the end of A.

【0107】したがって、ウエハ上の光強度分布のモデ
ュレーションが大幅に改善される(図10(d))。特
に、ウエハ上に投影される各々の遮光領域Aの端部のぼ
けが大幅に低減され、ウエハ上に投影されるパターンの
転写精度が大幅に向上する。
Therefore, the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved (FIG. 10D). In particular, blurring at the end of each light shielding area A projected on the wafer is greatly reduced, and transfer accuracy of the pattern projected on the wafer is greatly improved.

【0108】なお、光強度は、光の振幅の2乗となるた
め、ウエハ上における光振幅の負側の波形は、図10
(d)に示すように、正側に反転される。
Since the light intensity is the square of the light amplitude, the waveform on the negative side of the light amplitude on the wafer is as shown in FIG.
As shown in (d), it is inverted to the positive side.

【0109】また、本実施の形態3のマスク1cにおい
ても、一つの透過領域Bを透過した光における位相差の
みを考慮すれば良いため、溝37、及び透明膜4bの配
置が容易であり、溝37、及び透明膜4bのパターンデ
ータを、集積回路パターンを構成する矩形状の透過領域
Bのパターンデータに基づいて自動的に作成することが
できる。
Further, also in the mask 1c of the third embodiment, since only the phase difference in the light transmitted through one transmission region B needs to be considered, the arrangement of the groove 37 and the transparent film 4b is easy. The pattern data of the groove 37 and the transparent film 4b can be automatically created based on the pattern data of the rectangular transmission region B constituting the integrated circuit pattern.

【0110】このように本実施の形態によれば以下の効
果を得ることができる。
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0111】(1).マスク1cの各々の透過領域Bにおい
て、透明膜4b、及び溝37を透過した光と、透過領域
Bを透過した光との間に180度の位相差が生じ、これ
ら光が遮光領域Aの端部において弱め合うため、ウエハ
上の光強度分布のモジュレーションが大幅に改善され
る。特に、ウエハ上に投影される遮光領域Aのパターン
像の端部のぼけが大幅に低減され、パターン転写精度を
大幅に向上させることができる。
(1) In each transmissive area B of the mask 1c, a phase difference of 180 degrees occurs between the light transmitted through the transparent film 4b and the groove 37 and the light transmitted through the transmissive area B. Since the light is weakened at the end of the light shielding area A, the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved. In particular, blurring at the end of the pattern image in the light-shielded area A projected on the wafer is greatly reduced, and the pattern transfer accuracy can be greatly improved.

【0112】(2).上記(1) により、マスク上に形成され
たパターンが、微細、かつ複雑な集積回路パターンであ
っても、部分的にパターン転写精度が低下することがな
く、そのパターン全ての転写精度を向上させることがで
きる。
(2) According to the above (1), even if the pattern formed on the mask is a fine and complicated integrated circuit pattern, the pattern transfer accuracy is not partially reduced, and the pattern All transfer accuracy can be improved.

【0113】(3).位相をシフトさせる透明膜4b、及び
溝37は、一つの透過領域Bを透過した光の位相差のみ
を考慮する技術であるため、複雑な集積回路パターンで
あっても、その配置が容易となる。
(3) Since the transparent film 4b for shifting the phase and the groove 37 are technologies that take into account only the phase difference of light transmitted through one transmission region B, even a complicated integrated circuit pattern is used. , And its arrangement becomes easy.

【0114】(4).上記(3) により、溝37、及び透明膜
4bのパターンデータを、集積回路パターンを構成する
遮光領域A、または透過領域Bのパターンデータに基づ
いて自動的に作成させることができる。
(4) According to the above (3), the pattern data of the groove 37 and the transparent film 4b are automatically created based on the pattern data of the light shielding area A or the transmission area B constituting the integrated circuit pattern. be able to.

【0115】(5).上記(3) ,(4) により、透明膜4bの
パターンデータを短時間で作成することができるため、
位相をシフトさせる透明膜4b、溝37の形成されたマ
スク1cを短時間で製造することができる。
(5) According to the above (3) and (4), the pattern data of the transparent film 4b can be created in a short time.
The mask 1c on which the transparent film 4b for shifting the phase and the groove 37 are formed can be manufactured in a short time.

【0116】(実施の形態4)図11は本発明のさらに
他の実施の形態を示すマスクの要部断面図、図12はこ
のマスクの要部平面図、図13(a)は図11、及び図
12のマスクの露光状態を示す断面図、図13(b)〜
(d)は透過領域を透過した光の振幅、及び強度を示す
説明図である。
(Embodiment 4) FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of a mask showing still another embodiment of the present invention, FIG. 12 is a plan view of the main part of this mask, and FIG. FIG. 13B is a cross-sectional view showing an exposure state of the mask of FIG.
(D) is an explanatory view showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region.

【0117】まず、図11、及び図12により本実施の
形態4のマスク1dを説明する。
First, the mask 1d according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

【0118】本実施の形態4のマスク1dにおいては、
露光の際、溝37を透過した光と透過領域Bを透過した
光との間に位相差を生じさせる手段として、実施の形態
3の透明膜4bに代えて、溝37の下部の基板2に位相
シフト溝7bを形成している。
In the mask 1d according to the fourth embodiment,
At the time of exposure, as means for generating a phase difference between light transmitted through the groove 37 and light transmitted through the transmission area B, instead of the transparent film 4b of the third embodiment, the substrate 2 below the groove 37 is used. A phase shift groove 7b is formed.

【0119】位相シフト溝7bの深さdは、実施の形態
2と同じく、露光の際、マスク1bに照射された光のう
ち、溝37、及び位相シフト溝7bを透過した光の位相
と、透過領域Bを透過した光の位相との間に180度の
位相差を生じさせるため、d=λ/〔2(n−1)〕の
関係を満たすように形成されている。例えば、光の波長
λを、0.365μm(i線)とすると、位相シフト溝7
bの深さdを、約0.39μmとすればよい。
As in the second embodiment, the depth d of the phase shift groove 7b is set such that the phase of light transmitted through the groove 37 and the phase shift groove 7b in the light irradiated on the mask 1b during exposure is In order to generate a phase difference of 180 degrees with the phase of the light transmitted through the transmission region B, it is formed so as to satisfy the relationship d = λ / [2 (n−1)]. For example, if the wavelength λ of light is 0.365 μm (i-line), the phase shift groove 7
The depth d of b may be about 0.39 μm.

【0120】さらに、本実施の形態4においては、図1
2に示すように、矩形状の透過領域Bの四隅に、例え
ば、0.5×0.5μmの矩形状の微小のサブ透過領域(同
位相補助透過領域)Cを設けている。これは、集積回路
パターンの微細化につれ、現像後にウエハ上に形成され
るパターンラインの四隅などが、マスク上の集積回路パ
ターンの原画と異なり直角にならず丸みを帯びてしまう
といった不具合を防止するためである。すなわち、集積
回路パターンにおいて、最も光強度が低下し易く、歪み
が大きくなってしまう角部に、サブ透過領域Cを設け、
角部付近の光強度を増加させ投影されるパターン像を補
正している。
Further, in Embodiment 4, FIG.
As shown in FIG. 2, rectangular sub-transmission regions (in-phase auxiliary transmission regions) C of, for example, 0.5 × 0.5 μm are provided at the four corners of the rectangular transmission region B. This prevents a problem that, with the miniaturization of the integrated circuit pattern, the four corners of the pattern lines formed on the wafer after development do not become right angles and are rounded unlike the original image of the integrated circuit pattern on the mask. That's why. That is, in the integrated circuit pattern, the sub-transmission area C is provided at the corner where the light intensity is most likely to decrease and the distortion is increased,
The light intensity near the corner is increased to correct the projected pattern image.

【0121】なお、図示はしないが、マスク1dには、
例えば、溝37やサブ透過領域Cを形成する際、それら
と金属層3との位置合わせをするための位置合わせマー
クが形成されている。
Although not shown, the mask 1d includes:
For example, when forming the groove 37 and the sub-transmission area C, an alignment mark for aligning them with the metal layer 3 is formed.

【0122】また、このようなマスク1dを製造するに
は、イオンビームにより金属層3をエッチングして溝3
7を形成する際、イオンビームの走査回数を増やし、基
板2を深さdだけエッチングしてやれば良い。
In order to manufacture such a mask 1d, the metal layer 3 is etched by an ion beam to form the groove 3d.
When forming the substrate 7, the number of scans of the ion beam may be increased and the substrate 2 may be etched to a depth d.

【0123】次に、本実施の形態4の作用を図13
(a)〜(d)により説明する。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (d).

【0124】図13(a)に示すマスク1d上の所定の
集積回路パターン原画を縮小露光法などによりウエハ上
に転写する際、マスク1dの各々の透過領域Bにおい
て、溝37、及び位相シフト溝7bを透過した光と、透
過領域Bを透過した光との間には、180度の位相差が
生じる(図13(b),(c))。
When a predetermined integrated circuit pattern original image on the mask 1d shown in FIG. 13A is transferred onto a wafer by a reduction exposure method or the like, a groove 37 and a phase shift groove are formed in each transmission region B of the mask 1d. A phase difference of 180 degrees is generated between the light transmitted through the transmission region 7b and the light transmitted through the transmission region B (FIGS. 13B and 13C).

【0125】そして、一つの透過領域Bを透過した光の
うち、溝37、及び位相シフト溝7bを透過した光と、
透過領域Bを透過した光とが、透過領域Bに隣接する遮
光領域A,Aの端部において弱め合う。
The light transmitted through the groove 37 and the phase shift groove 7b among the light transmitted through one transmission area B is
The light transmitted through the transmission region B weakens at the ends of the light shielding regions A adjacent to the transmission region B.

【0126】したがって、ウエハ上の光強度分布のモジ
ュレーションが大幅に改善される(図13(d))。特
に、ウエハ上に投影される各々の遮光領域Aの端部のぼ
けが大幅に低減される上、矩形状の透過領域Bの角部に
形成されたサブ透過領域Cにより角部付近の光強度が増
加されるため、ウエハ上に投影されるパターン像の転写
精度がさらに向上する。
Therefore, the modulation of the light intensity distribution on the wafer is greatly improved (FIG. 13D). In particular, the blur at the end of each light-shielding area A projected on the wafer is greatly reduced, and the light intensity near the corner is formed by the sub-transmission area C formed at the corner of the rectangular transmission area B. Is increased, the transfer accuracy of the pattern image projected onto the wafer is further improved.

【0127】なお、光強度は、光の振幅の2乗となるた
め、ウエハ上における光振幅の負側の波形は、図13
(d)に示すように、正側に反転される。
Since the light intensity is the square of the light amplitude, the waveform on the negative side of the light amplitude on the wafer is as shown in FIG.
As shown in (d), it is inverted to the positive side.

【0128】また、本実施の形態4のマスク1dにおい
ても、一つの透過領域Bを透過した光における位相差の
みを考慮すれば良いため、溝37の配置が容易であり、
溝37のパターンデータを、集積回路パターンを構成す
る矩形状の透過領域Bのパターンに対して、溝37の配
置規則を設定しておくことにより、自動的に作成するこ
とが可能である。
Further, also in the mask 1d of the fourth embodiment, since only the phase difference in the light transmitted through one transmission region B needs to be considered, the arrangement of the groove 37 is easy.
The pattern data of the groove 37 can be automatically created by setting the arrangement rule of the groove 37 with respect to the pattern of the rectangular transparent region B constituting the integrated circuit pattern.

【0129】本実施の形態4においては、実施の形態3
の(1) 〜(5) で示した効果の他に、マスク1dの製造の
際、実施の形態3で説明した位相をシフトさせる透明膜
4bを形成する工程がない上、集束イオンビームによっ
て金属層3をパターンニングする際、併せて位相シフト
溝7bも形成できるため、その製造時間をさらに短縮さ
せることができる。
In Embodiment 4, Embodiment 3
In addition to the effects shown in (1) to (5), when manufacturing the mask 1d, there is no step of forming the transparent film 4b for shifting the phase described in the third embodiment. When patterning the layer 3, the phase shift groove 7b can also be formed at the same time, so that the manufacturing time can be further reduced.

【0130】そして、マスク1dにおいては、実施の形
態3におけるマスク1cの透明膜4bの形成後の洗浄工
程などによる劣化がないため、マスク1dの寿命を大幅
に向上させることができる。
In the mask 1d, since the mask 1c in the third embodiment is not deteriorated by a cleaning process after the formation of the transparent film 4b, the life of the mask 1d can be greatly improved.

【0131】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say,

【0132】例えば、実施の形態1のマスクにおいて
は、位相をシフトさせる透明膜を金属層の輪郭部から透
過領域に一部はみ出すように配置させた場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図
14に示すマスク1eのように、透過領域Bの中央付近
に透明膜4cを配置しても良い。
For example, in the mask of the first embodiment, a case has been described where the transparent film for shifting the phase is arranged so as to partially protrude from the contour of the metal layer into the transmission region. However, the present invention is not limited to this. Instead, for example, a transparent film 4c may be arranged near the center of the transmission region B as in a mask 1e shown in FIG.

【0133】この場合においても、図16(a)〜
(d)で示すように、マスク1e(図16(a))の各
々の透過領域B,Bにおいて、透明膜4cを透過した光
と、通常の透過領域Bを透過した光との間には180度
の位相差が生じ(図16(b),(c))、一つの透過
領域Bを透過した光のうち、透明膜4cを透過した光と
通常の透過領域Bを透過した光とが、透過領域Bと隣接
する遮光領域A,Aとの境界部分において弱め合うた
め、ウエハ上の光強度分布のモジュレーション(modula
tion)が大幅に改善される(図16(d))。
Also in this case, FIGS.
As shown in (d), in each of the transmission regions B, B of the mask 1e (FIG. 16A), there is a difference between the light transmitted through the transparent film 4c and the light transmitted through the normal transmission region B. A phase difference of 180 degrees occurs (FIGS. 16B and 16C), and among the light transmitted through one transmission region B, the light transmitted through the transparent film 4c and the light transmitted through the normal transmission region B are different. , The light intensity distribution on the wafer is modulated (modula
is greatly improved (FIG. 16D).

【0134】そして、この場合の透明膜4cのパターン
データは、例えば、集積回路パターンのパターンデータ
をポジネガ反転させて得られた遮光領域のパターンを細
らせることにより作成すれば良い。
The pattern data of the transparent film 4c in this case may be created by, for example, narrowing the pattern of the light-shielded region obtained by inverting the pattern data of the integrated circuit pattern by negative / negative.

【0135】また、実施の形態2のマスクにおいては、
位相シフト溝を金属層の端部に沿って配置した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、例え
ば、図15に示すマスク1fのように、透過領域Bの中
央付近に位相シフト溝7cを形成、配置しても良い。こ
の場合も、図16(b)〜(d)で示した作用と同じ作
用が得られる。
In the mask according to the second embodiment,
Although the case where the phase shift groove is arranged along the edge of the metal layer has been described, the present invention is not limited to this. For example, as shown in a mask 1f shown in FIG. The groove 7c may be formed and arranged. In this case, the same operation as that shown in FIGS. 16B to 16D can be obtained.

【0136】また、例えば、メモリセルのように集積回
路パターンが単純に配置されるような部分においては、
図17に示すマスク1gのように遮光領域Aを挟む一対
の透過領域B,Bの少なくとも一方に位相シフト溝7d
を形成しても良い。
For example, in a portion where an integrated circuit pattern is simply arranged such as a memory cell,
As in a mask 1g shown in FIG. 17, a phase shift groove 7d is formed in at least one of a pair of transmissive regions B, B sandwiching a light shielding region A.
May be formed.

【0137】これは、光の位相をシフトさせる意味にお
いては、従来の一対の透過領域の一方に透明膜を設ける
技術と同じであるが、透明材料を設けないため、その製
造時間を大幅に短縮させることができる上、透明材料の
形成後の洗浄などによる劣化がないため、マスクの寿命
を大幅に向上させることができる効果がある。
This is the same as the conventional technique of providing a transparent film in one of a pair of transmissive regions in terms of shifting the phase of light. However, since no transparent material is provided, the manufacturing time is greatly reduced. In addition, since there is no deterioration due to cleaning or the like after the formation of the transparent material, there is an effect that the life of the mask can be significantly improved.

【0138】また、実施の形態3、4においては、透過
領域を矩形状とした場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、複雑な形状であってもそれに対
応することができる。
In the third and fourth embodiments, the case where the transmission area is rectangular has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to cope with a complicated shape.

【0139】また、実施の形態1、3において、透明膜
を酸化インジウムとした場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、フッ化マグネシウム、ポリ
メチルメタクリレートなどでも良い。
In the first and third embodiments, the case where the transparent film is made of indium oxide has been described. However, the present invention is not limited to this, and magnesium fluoride, polymethyl methacrylate, or the like may be used.

【0140】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の製造工程に用いられるマスクに適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されず種々適用可能であ
り、フォトリソグラフィ技術により、所定の基板上に微
細、かつ複雑なパターンを転写させることを必要とする
技術分野に適用可能である。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a mask used in a manufacturing process of a semiconductor device, which is a background of application, has been described. The present invention is applicable to a technical field that requires transferring a fine and complicated pattern onto a predetermined substrate by a photolithography technique.

【0141】[0141]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0142】すなわち、本発明によれば、位相シフト膜
を、半導体ウエハ上に形成されるべき回路パターンまた
はその反転パターンと平面的な形状が相似するようにパ
ターニングすることにより、位相シフト膜のパターンデ
ータを、集積回路パターンのパターンデータに基づいて
自動的に作成させることができるので、位相シフト膜の
パターンデータを短時間で作成することができる。この
ため、位相シフト膜を有するマスクの製造時間を大幅に
短縮させることが可能となる。したがって、半導体装置
の製造工程に際して、そのマスクを用いて露光処理を行
うことにより、半導体装置の開発期間を短縮することが
可能となる。
That is, according to the present invention, the phase shift film is patterned so that the planar shape thereof is similar to the circuit pattern to be formed on the semiconductor wafer or its inverted pattern, so that the pattern of the phase shift film is Since the data can be automatically created based on the pattern data of the integrated circuit pattern, the pattern data of the phase shift film can be created in a short time. For this reason, the manufacturing time of the mask having the phase shift film can be significantly reduced. Therefore, in the manufacturing process of the semiconductor device, by performing the exposure process using the mask, the development period of the semiconductor device can be shortened.

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

【図1】本発明の一実施の形態である光学マスクの要部
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an optical mask according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(c)はこの光学マスクの製造工程を
示す光学マスクの要部断面図である。
FIGS. 2A to 2C are main-portion cross-sectional views of the optical mask showing a manufacturing process of the optical mask.

【図3】(a)は図1の光学マスクの露光状態を示す断
面図であり、(b)〜(d)はこの光学マスクの透過領
域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図である。
3A is a cross-sectional view illustrating an exposure state of the optical mask of FIG. 1, and FIGS. 3B to 3D are explanatory diagrams illustrating amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the optical mask. is there.

【図4】本発明の他の実施の形態である光学マスクの要
部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of an optical mask according to another embodiment of the present invention.

【図5】(a),(b)はこの光学マスクの製造工程を
示す光学マスクの要部断面図である。
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views of a main part of the optical mask showing a manufacturing process of the optical mask.

【図6】この光学マスクを製造する際に用いられる集束
イオンビーム装置の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a focused ion beam device used when manufacturing the optical mask.

【図7】(a)は図4の光学マスクの露光状態を示す断
面図であり、(b)〜(d)はこの光学マスクの透過領
域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図である。
7A is a cross-sectional view illustrating an exposure state of the optical mask of FIG. 4, and FIGS. 7B to 7D are explanatory diagrams illustrating amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the optical mask. is there.

【図8】本発明のさらに他の実施の形態である光学マス
クの要部断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of an optical mask according to still another embodiment of the present invention.

【図9】この光学マスクの要部平面図である。FIG. 9 is a plan view of a main part of the optical mask.

【図10】(a)は図8及び図9の光学マスクの露光状
態を示す断面図であり、(b)〜(d)はこの光学マス
クの透過領域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図
である。
10A is a cross-sectional view showing an exposure state of the optical mask of FIGS. 8 and 9, and FIGS. 10B to 10D show amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the optical mask. FIG.

【図11】本発明のさらに他の実施の形態を示す光学マ
スクの要部断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of an optical mask showing still another embodiment of the present invention.

【図12】この光学マスクの要部平面図である。FIG. 12 is a plan view of a main part of the optical mask.

【図13】(a)は図11及び図12の光学マスクの断
面図であり、(b)〜(d)はこの光学マスクの透過領
域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図である。
FIG. 13A is a cross-sectional view of the optical mask of FIGS. 11 and 12, and FIGS. 13B to 13D are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the optical mask. .

【図14】本発明のさらに他の実施の形態である光学マ
スクの要部断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of an optical mask according to still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明のさらに他の実施の形態である光学マ
スクの要部断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a main part of an optical mask according to still another embodiment of the present invention.

【図16】(a)は図14の光学マスクの露光状態を示
す断面図であり、(b)〜(d)は図14で示した光学
マスクの透過領域を透過した光の振幅及び強度を示す説
明図である。
16A is a cross-sectional view showing an exposure state of the optical mask of FIG. 14, and FIGS. 16B to 16D show amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the optical mask shown in FIG. FIG.

【図17】本発明のさらに他の実施の形態である光学マ
スクの要部断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of a main part of an optical mask according to still another embodiment of the present invention.

【図18】(a)は従来の光学マスクの露光状態を示す
断面図であり、(b)〜(d)は従来の光学マスクの透
過領域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図であ
る。
18A is a cross-sectional view illustrating an exposure state of a conventional optical mask, and FIGS. 18B to 18D are explanatory diagrams illustrating amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the conventional optical mask. is there.

【図19】(a)は従来の光学マスクの露光状態を示す
断面図であり、(b)〜(d)は従来の光学マスクの透
過領域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図であ
る。
19A is a cross-sectional view illustrating an exposure state of a conventional optical mask, and FIGS. 19B to 19D are explanatory diagrams illustrating amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the conventional optical mask. is there.

【図20】従来の光学マスクを示す部分平面図である。FIG. 20 is a partial plan view showing a conventional optical mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜1g マスク 2 マスク基板 3 金属層 4a〜4c 透明膜 5a,5b フォトレジスト 6 帯電防止層 7a〜7d 位相シフト溝 8 集束イオンビーム装置 9 イオン源 10 引き出し電極 11a,11b 第1、第2レンズ電極 12a〜12c 第1〜第3アパーチャ電極 13 ブランキング電極 14 偏向電極 15 保持器 16 試料台 17 レーザーミラー 18 レーザー干渉測長器 19 試料台駆動モータ 20 二次イオン・二次電子検出器 21 電子シャワー放射部 22 真空ポンプ 23〜27 制御部 28〜32 インターフェイス部 33 制御コンピュータ 34 ターミナル 35 磁気ディスク装置 36 MTデッキ 37 溝 A 遮光領域 B 透過領域 C サブ透過領域(同位相補助透過領域) E 電子線 50,51 従来のマスク 52 透明材料 53 集積回路パターン P1 〜P3 従来のマスクにおける透過領域 N〜N3 従来のマスクにおける遮光領域 1a-1g Mask 2 Mask substrate 3 Metal layer 4a-4c Transparent film 5a, 5b Photoresist 6 Antistatic layer 7a-7d Phase shift groove 8 Focused ion beam device 9 Ion source 10 Extraction electrode 11a, 11b First, second lens Electrodes 12a to 12c First to third aperture electrodes 13 Blanking electrode 14 Deflection electrode 15 Holder 16 Sample table 17 Laser mirror 18 Laser interferometer 19 Sample table drive motor 20 Secondary ion / secondary electron detector 21 Electron Shower radiation unit 22 Vacuum pump 23 to 27 Control unit 28 to 32 Interface unit 33 Control computer 34 Terminal 35 Magnetic disk unit 36 MT deck 37 Groove A Light shielding area B Transmission area C Sub transmission area (in-phase auxiliary transmission area) E Electron beam 50,51 Conventional mask 52 Transparent Shielding region in the transmission region N~N3 conventional mask in charge 53 the integrated circuit pattern P1 to P3 conventional mask

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1光透過領域と、前記第1光透過領域
に接し透過光の位相が前記第1光透過領域を透過した光
の位相に対して反転するような第2光透過領域とを有す
るマスクに光を照射して、縮小投影露光装置により半導
体ウエハに回路パターンを露光する半導体装置の製造方
法に用いるマスクの製造方法であって、透過光の位相が
マスク基板を透過した光の位相に対して反転するような
位相シフト膜が形成されたマスク基板上の前記位相シフ
ト膜を、前記半導体ウエハ上に形成されるべき回路パタ
ーンまたはその反転パターンと平面的な形状が相似とな
るようにパターニングする工程を有することを特徴とす
るマスクの製造方法。
1. A first light transmitting region, and a second light transmitting region which is in contact with the first light transmitting region and whose phase of transmitted light is inverted with respect to the phase of light transmitted through the first light transmitting region. A method of manufacturing a mask for use in a method of manufacturing a semiconductor device in which a circuit pattern is exposed on a semiconductor wafer by irradiating light to a mask having a mask, wherein a phase of transmitted light is a phase of light transmitted through a mask substrate. The phase shift film on the mask substrate on which the phase shift film that is inverted with respect to the phase is formed such that the planar shape is similar to the circuit pattern to be formed on the semiconductor wafer or the inverted pattern thereof. A method of manufacturing a mask, comprising the step of:
【請求項2】 請求項1記載のマスクの製造方法におい
て、前記位相シフト膜は、前記マスク基板とは異なる材
質で形成されていることを特徴とするマスクの製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the phase shift film is formed of a material different from that of the mask substrate.
【請求項3】 請求項2記載のマスクの製造方法におい
て、前記マスク基板を透過した光と、前記マスク基板お
よび前記位相シフト膜を透過した光との干渉により、前
記位相シフト膜の形成されていない領域を強調すること
を特徴とするマスクの製造方法。
3. The method of manufacturing a mask according to claim 2, wherein the phase shift film is formed by interference between light transmitted through the mask substrate and light transmitted through the mask substrate and the phase shift film. A method of manufacturing a mask, characterized by emphasizing a region that does not exist.
【請求項4】 請求項1記載のマスクの製造方法におい
て、前記第1光透過領域は、前記第2光透過領域を取り
囲むように形成されており、前記第1光透過領域を透過
した光と、前記第2光透過領域を透過した光との干渉に
より、前記第2光透過領域を強調することを特徴とする
マスクの製造方法。
4. The method of manufacturing a mask according to claim 1, wherein the first light transmitting region is formed so as to surround the second light transmitting region, and the light transmitted through the first light transmitting region. A method of manufacturing a mask, wherein the second light transmitting region is emphasized by interference with light transmitted through the second light transmitting region.
【請求項5】 請求項4記載のマスクの製造方法におい
て、前記第1光透過領域には前記位相シフト膜は形成さ
れておらず、前記第2光透過領域には前記位相シフト膜
が形成されていることを特徴とするマスクの製造方法。
5. The method for manufacturing a mask according to claim 4, wherein the phase shift film is not formed in the first light transmitting region, and the phase shift film is formed in the second light transmitting region. A method for manufacturing a mask, comprising:
【請求項6】 マスク基板上に、透過光の位相を該マス
ク基板を透過した光の位相に対して反転させるような位
相シフト膜が形成され、前記位相シフト膜が半導体ウエ
ハに形成されるべき回路パターンまたはその反転パター
ンと平面的な形状が相似となるようにパターニングされ
ているマスクに対し、縮小投影露光装置を用いて光を照
射し、前記位相シフト膜が形成されている領域と、前記
位相シフト膜の形成されている領域に接する領域であっ
て前記位相シフト膜が形成されていない領域とを透過し
た光の干渉により、前記半導体ウエハに回路パターンを
露光することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A phase shift film is formed on a mask substrate to invert the phase of transmitted light with respect to the phase of light transmitted through the mask substrate, and the phase shift film is to be formed on a semiconductor wafer. A mask that is patterned so that the planar shape thereof is similar to the circuit pattern or its inverted pattern is irradiated with light using a reduction projection exposure apparatus, and a region where the phase shift film is formed, A semiconductor device, wherein a circuit pattern is exposed on the semiconductor wafer by interference of light transmitted through a region which is in contact with a region where a phase shift film is formed and where the phase shift film is not formed. Manufacturing method.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法で
あって、前記マスク基板上の前記位相シフト膜が形成さ
れている領域と、該位相シフト膜が形成されている領域
に接する領域であって前記位相シフト膜が形成されてい
ない領域を透過した光が、前記位相シフト膜が形成され
ている領域と前記位相シフト膜が形成されていない領域
との境界部において互いに干渉して弱め合い、前記位相
シフト膜の形成されていない領域を強調することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a region on the mask substrate on which the phase shift film is formed and a region in contact with the region on which the phase shift film is formed. The light transmitted through the region where the phase shift film is not formed interferes with each other at the boundary between the region where the phase shift film is formed and the region where the phase shift film is not formed and is weakened. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a region where the phase shift film is not formed is emphasized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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