KR960006818B1 - 광학 마스크 가공방법 - Google Patents

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Description

광학 마스크 가공방법

제 1 도는 본 발명의 일실시예인 마스크의 요부 단면도.

제 2 도(a)-(c)는 이 마스크의 제조공정을 나타낸 마스크의 요부 단면도.

제 3 도(a)는 제 1 도의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 3 도(b)-(d)는 이 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 4 도는 본 발명의 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도.

제 5 도(a)는 제 4 도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 5 도(b)-(d)는 제 4 도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타

낸 실명도.

제 6 도는 본 발명의 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도.

제 7 도는 제 6 도에 나타낸 마스크의 요부 평면도.

제 8 도는 이 마스크의 제조에 사용되는 집속이온비임장치의 구성도.

제 9 도(a),(b)는 이 마스크의 제조공정을 나타낸 마스크의 요부 단면도.

제 10 도는 위상 시프트오목(凹)부의 패턴데이터의 작성순서를 나타낸 흐름도.

제 11 도(a)는 제 6 도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 11 도(b)-(d)는 제 6 도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 12 도는 본 발명의 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도.

제 13 도(a)는 제 12 도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 13 도(b)-(d)는 제 12 도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 14 도는 본 발명의 또 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도.

제 15 도는 제 14 도에 나타낸 마스크의 요부 평면도.

제 16 도는 오목(凹)부 및 동위상 보조투과영역의 패턴데이터 작성예를 설명하기 위한 마스크의 요부 평면도.

제 17 도는 제 16 도에 나타낸 오목(凹)부 및 동위상 보조투과영역의 패턴데이터의 작성순서를 나타낸 흐름도.

제 18 도(a)-(i)는 제 16 도에 나타낸 오목(凹)부 및 동위상 보조투과영역의 패턴의 작성공정에 있어서의 패턴형상을 나타낸 설명도.

제 19 도(a)는 제 14 도 및 제 15 도의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 19 도(b)-(d)는 제 14 도 및 제 15 도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 20 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 마스크의 요부 단면도.

제 21 도는 이 마스크의 요부 평면도.

제 22 도(a)는 제 20 도 및 제 21 도의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 22 도(b)-(d)는 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 23 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 마스크의 요부 단면도.

제 24 도(a)는 종래의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제24도(b)-(d)는 종래의 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 25 도(a)는 종래의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도.

제 25 도(b)-(d)는 종래의 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도.

제 26 도는 종래의 마스크를 나타낸 부분 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

A : 광차폐영역, B : 광투과영역,

la-lg : 마스크, 2 : 기판,

3 : 금속층, 4a,4b,4c : 투명막,

5a,5b : 포토레지스트, 7a-7d : 위상 시프트 오목(凹)부,

8 : 집속이온비임장치, 9 : 이온원,

12a-12c : 개구전극, 15 : 유지기,

36 : MT 데크, 37 : 오목(凹)부,

38-46 : 패턴, X₁: 두께.

본 발명은, 포토리소그래피(photolithography)에서 사용하는 마스크 및 그 제조기술에 관하며, 특히, 반도체 집적회로장치의 제조에 사용하는 마스크에 적용하는 유효한 기술에 관한 것이다.

근년, 반도체 집적회로장치에 있어서는, 회로를 구성하는 소자나 배선의 미세화, 및 소자간격이나 배선간격의 협소화가 진행되고 있다.

그러나, 소자나 배선의 미세화, 및 소자간격이나 배선간격의 협소화에 따라서, 코히런트광에 의해서 웨이퍼상에 집적회로패턴을 전사하는 마스크의 패턴전사 정밀도의 저하가 문제로 되어가고 있다.

이를 제24도(a)-(d)에 의해 설명하면 이하와 같다.

즉, 제24도(a)에 나타낸 마스크(50)에 형성된 소정의 집적회로패턴을 투영노광법 등에 의해 웨이퍼상에 전사할때, 광차폐영역 N을 끼는 한쌍의 광투과영역 P₁, P₂각각을 투과한 광은, 제24도(b)에 나타낸 바와 같이 위상이 같기 때문에, 이들의 간섭광이 제24도(c)에 나타낸 것처럼, 상기한 한쌍의 광투과영역 P₁, P₂에 끼여진 광차폐영역 N에 있어서, 강하게 합쳐지고 만다. 이 결과, 제24도(d)에 나타낸 것처럼, 웨이퍼상에 있어서의 투과상의 콘트라스트가 저하할 뿐더러, 초점의 심도가 얕아지며, 마스크의 패턴전사 정밀도가 대폭적으로 저하해버린다.

이와 같은 문제를 개선하는 수단으로서, 마스크를 투과하는 광의 위상을 조작하므로써 투영상의 분해능 및 콘트라스트를 향상시키는 위상 시프트 리소그래피가 개발되고 있다. 위상 시프트 리소그래피에 대해서는 예컨대 특개소 58-173744호(특공소 62-59296호) 공보 및 특개소 62-67514호 공보에 기재된 것이 있다.

상기 특개소 58-173744호 공보에는, 광차폐영역과 광투과영역을 구비한 마스크에 있어서, 광차폐영역을끼는 한쌍의 광투과영역의 적어도 한쪽에 투명재료를 설치하고, 노광시에 각각의 광투과영역을 투과한 광사이에 위상차를 생기게 하여, 이들의 광이 웨이퍼상의 본래의 광차폐영역이 되는 영역에서 간섭하여 약하게 합쳐지도록 한 마스크 구조에 대해서 설명되고 있다.

이와 같은 마스크에 있어서의 투과광의 작용을 제25도(a)-(d)에 의해 설명하면 이하와 같다.

즉, 제25도(a)에 나타낸 마스크(51)에 형성된 소정의 집적회로패턴을 투영노광법 등에 의해 웨이퍼상에 전사할때, 광차폐영역 N을 끼는 한쌍의 광투과영역 P₁, P₂중 투명재료(52)가 설치된 광투과영역 P₂를 투과한 광의 위상과, 통상의 광투과영역 P₁을 투과한 광의 위상과의 사이에는, 25도(b),(c)에 나타낸 것처럼180도의 위상차가 생기고 있다 따라서, 한쌍의 광투과영역 P₁, P₂를 투과한 광이, 이들 광투과영역 P_l,P₂에 끼여진 광차폐영역 N에서 간섭하여 서로 상쇄되기 때문에, 제25도(d)에 나타낸 것처럼, 웨이퍼상에 있어서의 투영상의 콘트라스트가 개선되며, 해상도 및 초점의 심도가 향상되고, 마스크(51)의 패턴전사 정밀도가 양호해진다.

또, 상기 특개소 62-67514호 공보에는, 광차폐막에 의해서 형성된 광차폐영역과 광차페막이 제거되어 형성된 광투과영역을 구비한 마스크에 있어서, 광차폐막에 그 일부를 제거하여 미세한 개구패턴을 형성함함께, 광투과영역이나, 혹은 개구패턴의 어느 한쪽에 위상 시프트층을 설치하고, 광투과영역을 투과한 광과개구패턴을 투과한 광과의 사이에 위상차를 생기게 하여 광투과영역을 투과한 광의 진폭분포가 가로방향으로 퍼지지 않도록 한 마스크 구조에 대해서 설명되고 있다.

그런데, 상기 특개소 58-173744호 공보에 기재된 종래의 기술에는, 이하의 문제가 있다는 것을 본 발명자는 발견하였다.

즉, 한쌍의 광투과영역을 투과한 광 사이에 위상차를 생기게 하는 상기 종래 기술에 있어서는, 패턴이 1차원적으로 단순히 반복해서 배치되어 있을 경우에는, 투명재료의 배치에 문제는 없지만, 패턴이 실제의 집적회로패턴과 같이 복잡한 경우, 투명재료의 배치가 불가능하게 되는 경우가 생기며, 부분적으로 충분한 해상도가 얻어지지 않는 곳이 발생한다고 하는 문제가 있다.

예컨대 제26도에 나타낸 바와 같은 집적회로패턴(53)이 있는 경우, 광투과영역 P₂에 투명재료를 설치하면, 확실히, 광차폐영역 N_l, N₂의 해상도는 향상한다 그러나, 광차폐영역 N₃의 해상도를 향상시키기 위하여 광투과영역 P₁에 투명재료를 배치하면, 광투과영역 P₁, P₂를 투과한 광의 위상이 같아져서 광차폐영역 N₂의 해상도가 저하해버린다. 또, 광차폐영역 N₃의 해상도를 향상시키기 위하여, 광투과영역 P₃와 같은 투과패턴에 투명재료를 배치하자면, 투명재료를 광투과영역 P₃의 일부분에 배치하면 좋지만, 그와 같이 하면 동일한 광투과영역 P₃내를 투과한 광에 있어서 위상의 반전이 생기며, 웨이퍼상에 불필요한 패턴이 형성되어버린다. 따라서, 광차폐영역 N₃의 해상도를 향상시키는 것이 불가능해진다.

또, 패턴이 실제의 집적회로패턴과 같이 복잡한 경우, 상기한 바와같이, 투명재료의 배치에 제약이 생기기 때문에, 투명재료의 패턴데이터를 자동적으로 작성하는 것은 곤란하다. 따라서, 종래는, 광의 위상 시프트수단을 구비한 마스크의 제조때, 투명재료의 패턴을 상기한 배치의 제약을 고려하면서 특별히 작성하지 않으면 안되었으므로, 마스크의 제조에 많은 시간과 노력을 필요로 하는 문제가 있다.

한편, 광차폐영역에 개구패턴을 형성하고, 개구패턴을 투과한 광과 광투과영역을 투과한 광과의 사이에 위상차를 생기게 하는 특개소 62-67514호 공보의 기술에 있어서는, 상기 공보와 마찬가지로, 패턴이 집적회로패턴과 같이 복잡하고, 또한 미세한 경우, 개구패턴의 배치가 곤란해진다. 예컨대 광차폐영역의 패턴폭이 좁아지면, 개구패턴의 배치가 곤란해져 버리는 문제가 있다.

또, 이 종래 기술에 있어서는, 광투과영역의 미세화에 따라 발생하는 광투과영역의 코오너부분의 광강도가 저하하는 것에 대해서 충분한 고려가 되어지고 있지 않으며, 투영된 패턴상의 코오너부분이 둥근 상태를 띠고 마는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 과제에 착안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 마스크에 형성된 패턴의 전사 정밀도를 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 광의 위상을 시프트시키는 수단을 갖춘 마스크의 제조시간을 단축시킬 수 있는 기술을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 투영된 상의 각 변 뿐만 아니라, 각 코오너부분의 해상도도 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는데 있다.

본 출원에 있어서, 개시되는 발명중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하자면 이하와 같다.

즉, 제1의 발명은, 제1주면과 제2주면을 갖는 투명 마스크기판의 상기 제1주면상에 형셩된 회로패턴을 집적회로가 형성되는 집적회로 웨이퍼상의 포토레지스트막에 광학 투영노광장치에 의해 노광하는 집적회로장치의 제조방법에 있어서, 금속층으로 된 광차폐영역과, 제1광투과영역 및 상기 제1광투과영역과 경계를 접하는 제2광투과영역으로 이루어지는 상기 회로패턴을 갖는 상기 마스크기판을 상기 광학 투영노광장치의 소정의 부위에 얹어놓는 공정, 상기 포토레지스트막이 형성된 상기 집적회로 웨이퍼를 상기 광학 투영노광장치의 소정의 부위에 얹어놓는 공정, 상기 소정의 부위에 얹어놓은 상기 마스크기판에 소정의 파장을 갖는노광광을 조사하고, 상기 제1광투과영역 및 상기 제2광투과영역의 어느 한쪽에 설치된 위상 시프트수단에의해 상기 노광광중, 상기 제1광투과영역과 상기 제2광투과영역을 투과한 광의 위상이 상호 반전하도록하여 투과시키는 공정, 상기 마스크기판을 투과한 상기 노광광을 상기 광학 투영노광장치에 의해 집광하고, 상기 마스크기판상의 회로패턴의 실상을 상기 제1광투과영역의 상기 제2광투과영역측에 있어서 상기 실상의 단부가 선명하게 되도록 상기 소정의 부위에 얹어놓은 상기 집적회로 웨이퍼상의 포토레지스트막에 투영하고, 노광하는 공정으로 이루어져, 이것들에 의해 상기 마스크기판상의 회로패턴을 상기 집적회로 웨이퍼상에 상기 포토레지스트막의 패턴으로서 전사하는 집적회로장치의 제조방법과, 제1주면과 제2주면을 갖는투명 마스크기판과, 상기 마스크기판의 상기 제1주면상에 설치된 회로파턴을 가지며, 상기 회로패턴을 광학투영노광장치에 의해 소정의 파장을 갖는 노광광으로 노광하여 집적회로를 형성해야 할 집적회로 웨이퍼상의 포토레지스트막에 상기 회로패턴의 실상을 결상하는 것에 의하여 상기 집적회로 웨이퍼상에 상기 마스크기판상의 회로패턴을 상기 포토레지스트막의 패턴으로 전사하기 위한 집적회로장치 제조를 위한 광학 마스크에 있어서, 상기 회로패턴은 금속층으로 된 광차폐영역과, 제1광투과영역과, 상기 제1광투과영역과 경계를 접하는 제2광투과영역을 구비하며, 상기 마스크기판은 상기 제1광투과영역의 상기 제2광투과영역측에 있어서 상기 실상의 단부를 선명하게 하기 위해 상기 제1광투과영역에서 상기 마스크기판을 투과한 상기노광광의 위상과 비교하여 상기 제2광투과영역에서 상기 마스크기판을 투과한 상기 노광광의 위상을 반전하기 위한 위상 시프트수단을 갖는 집적회로장치 제조를 위한 광학 마스크이다.

제2발명은, 위상 시프트수단의 패턴데이터를 설계데이터로부터 작셩된 광차페영역 또는 광투과영역의 실패턴데이터에 의거하여 자동적으로 작성하는 위상 시프트 마스크 제작방법이다.

제3발명은, 제1주면과 제2주면을 갖는 투명 마스크기판과, 상기 마스크기판의 상기 제1주면측에 설치된 금속층으로 된 광차폐영역, 제1광투과영역 및 상기 제1광투과영역이 접하거나 근접하여 설치된, 그 투과광의 위상이 상기 제1광투과영역을 투과한 투과광의 위상과 비교하여 반전하도록 한 제2광투과영역을 포함하는 회로패턴을 가지며, 상기 회로패턴을 광학 투영노광장치에 의해 소정의 파장을 갖는 노광광으로 노광하여 집적회로를 형성해야 할 집적회로 웨이퍼상의 포토레지스트막에 상기 제1 및 제2광투과영역을 투과한 각각의 투과광 사이의 상호간섭에 의하여 상기 회로패턴의 선명한 실상을 결상하는 것에 의하여 상기집적회로 웨이퍼상에 상기 마스크기판상의 회로패턴을 상기 포토레지스트막의 패턴으로 전사하는 위상 시프트 투영노광을 위한 광학 마스크 가공방법으로서, 마스크기판의 상기 제1주면측에서 소정의 개소에 집속이온비임을 작용시킴으로써 상기 제1주면측에 소정의 평면형상의 평탄한 저면을 갖는 오목(凹)부를 형성하는 공정을 구비하는 위상 시프트 투영노광을 위한 광학 마스크 가공방법이다.

제4의 발명은, 제1주면과 제2주면을 갖는 투명 마스크기판과, 상기 마스크기판의 상기 제1주면상에 설치된 금속층으로 된 광차폐영역, 제1광투과영역 및 상기 제1광투과영역에 접하거나 근접하여 설치된, 그 투과광의 위상이 상기 제1광투과영역을 투과한 투과광의 위상과 비교하여 반전하도록 한 제2광투과영역을 포함하는 회로패턴을 갖는 광학 마스크의 상기 회로패턴을 광학 투영노광장치에 의해 소정의 파장을 갖는 노광광으로 노광하여 집적회로를 형성해야 할 집적회로 웨이퍼상의 포토레지스트막에 상기 제1 및 제2광투과영역을 투과한 각각의 투과광 사이의 상호간섭에 의하여 상기 회로패턴의 선명한 실상을 결상하는 것에의하여 상기 집적회로 웨이퍼상에 상기 마스크기판상의 회로패턴을 상기 포토레지스트막의 패턴으로 전사하는 집적회로장치의 제조방법으로서, 상기 집적회로 웨이퍼상의 포토레지스트막에 결상되는 상기 제1광투과영역에 대응하는 실상중, 광의 간섭에 의하여 광량이 부족한 부분에 대응하는 마스크상의 상기 제1광투과영역의 대응하는 부분의 근방에 그 자체의 독립된 실상을 결상하지 않는 정도로 작은 치수를 가지며, 그 투과광의 위상이 상기 제1광투과영역을 투과한 투과광과 동일하도록 한 동위상 보조투과영역을 설치하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 웨이퍼상에 마스크기판상의 회로패턴을 포토레지스트막의 패턴으로서 전사하는 집적회로장치의 제조방법과 그러한 동위상 보조투과영역이 설치되어 있는 광학 마스크이다.

상기한 제1의 발명에 의하면, 노광시, 각각 제1광투과영역과 이것에 경계를 접하는 제2광투과영역으로 이루어지는 광투과영역에 있어서, 제1광투과영역과 제2광투과영역 어느 한쪽에 구비된 위상 시프트수단을 투과한 광과, 이것이 형성되어 있지 않은 영역을 투과한 광이, 상기 제1광투과영역의 상기 제2광투과영역측에 있어서 약해져 합치도록 상호간섭하므로써, 웨이퍼상의 포토레지스트막에 투영된 마스크 회로패턴의 실상의 윤곽부의 흐려짐이 저감하고, 투영상의 콘트라스트가 대폭으로 개선되며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 경우, 하나의 광투과영역내의 서로 경계를 접하는 제1광투과영역과 제2광투과영역에서위상차를 생기게 하기 때문에, 마스크상의 패턴이 복잡하더라도, 제26도에 나타낸 바와같은 경우에도 위상 시프트수단의 배치에 제약이 생기지 않도록 할 수도 있다. 또, 광차페영역의 패턴폭이 좁아져 제15도 또는 제21도에 도시하는 보조개구가 배치될 수 없는 경우에도, 위상 시프트수단의 배치가 곤란해지는 일은 없다.

상기한 제2의 발명에 의하면, 설계데이터와의 대응관계가 명확한 실(寶:위상 인자를 포함하지 않는다는뜻) 패턴데이터를 설계데이터로부터 작성한 다음, 얻어진 실패턴데이터에서 시프트막 패턴데이터를 자동작성하는 것이 가능하므로 광의 위상 시프트수단을 갖는 마스크의 제조시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있다.

제 3발명에 의하면, 마스크의 투명기판의 표면부분을 집속이온비임(Focused Ion Beam)에 의하여 절삭하므로써 수직인 측벽을 가지며, 평탄한 저면을 갖는 위상 시프트 오목(凹)부를 형성시킬 수 있으므로 위상시프트의 효과를 최대로 이끌어낼 수 있다. 또한, 부가적인 포토레지스트 공정을 사용하지 않고 위상 시프트 오목(凹)부를 집속이온비임에 의해 마스크의 패턴데이터를 이용하여 직접 주사하므로써 패턴닝할 수도 있으므로 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 할 수도 있다.

상기한 제4의 발명에 의하면, 위상 시프트 노광에 있어 예컨대 광투과영역의 코오너부분과 같이 광의 간섭에 의하여 광량이 부족한 부분의 근방에 동위상 보조투과영역을 설치하므로써, 상기 광투과영역의 코오너부분의 광강도가 증가하기 때문에, 각 변의 해상도 뿐만 아니라, 코오너부분과 같이 광량이 부족한 부분의 해상도도 향상되어 위상 시프트의 효과를 저해하지 않고 광투과영역의 노광시의 변형을 최소한도로 저감하는 것이 가능해진다.

(실시예 1)

제1도는 본 발명의 일실시예인 마스크의 요부 단면도, 제2도(a)-(c)는 이 마스크의 제조공정을 나타낸 마스크의 요부 단면도, 제3도(a)는 제1도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도, 제3도(b)-(d)는 이 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도이다.

제1도에 나타낸 본 실시예 1의 마스크(la)는, 예컨대 반도체 집적회로장치의 소정의 제조공정에서 사용되는 레티클(reticle)이다. 그리고, 본 실시예 1의 마스크(la)에는, 예컨.대 실제치수의 5배의 집적회로패턴의 원화가 형성되어 있다.

마스크(la)를 구성하는 투명한 마스크기판(이하, 간단하게 기판이라 함)(2)은 예컨대 굴절율 1.47의 합성석영유리 등으로 이루어지며 제1주면과 제2주면을 갖는다. 기판(2)의 제1주면위에는, 예컨대 두께 500-3000Å 정도의 금속층(3)이 소정의 형상으로 패턴 형성되어 있다.

금속층(3)은, 예컨대 Cr 막으로 구성되어 있으며, 노광시에는, 광차폐영역(A)으로 된다. 그리고, 금속층(3)은, Cr 층의 상층에 산화크롬을 적층한 적층구조로 하여도 좋다.

또, 금속층(3)이 제거되어 있는 부분은, 노광시에 광투과영역(B)으로 된다. 그리고, 마스크(1a)상에 형성된 집적회로패턴의 원화는, 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)에 의해서 구성되어 있다.

제1도에는 상기 마스크(1a)의 회로패턴이 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)으로 대별되어 나타내져 있을뿐만 아니라, 제1광차폐영역 (Al), 제2광차폐영역 (A2), 제1의1광투과영역 (B'1), 제1의2광투과영역 (B'2), 제2의1광투과영역(B"1), 제2의2광투과영역(B" 2), 제2의 3 광투과영역(B"3)으로 세분되어 나타내져 있다. 이하에서는 그 세영역에 의한 작용은 동일하므로 광차폐영역(A), 제1광투과영역(B'), 제2광투과영역(B")과 같이 첨자에 의한 구분없이 설명한다.

본 실시예 1의 마스크(la)에 있어서는, 상기한 금속층(3)의 패턴폭보다 약간 폭넓게 패턴형셩된 투명막(4a)이 그 일부를 금속층(3)의 윤곽부에서 광투과영역(B)에 삐어져나오게 한 상태로 마스크(la)상에 배치되어 있다. 따라서, 하나의 광투과영역(B)은, 투명막(4a)에 피복된 제2광투과영역(B" )과, 투명막(4a)에 피복되어 있지 않은 제1광투과영역(B')으로써 구성되어 있다.

투명막(4a)은, 예컨대 산화인듐(InOx)으로 된다. 투명막(4a)의 재료에는, 투과율이 기판(2)에 대해서 충분히 높고(적어도 90% 이상 필요), 또한 기판(2)과의 접착성이 높은 재료가 선택되고 있다. 투명막(4a)의 제2광투과영역(B" )으로 뼈어져나온 부분의 폭은, 예컨대 광투과영역(B)의 패턴폭을 2μm 정도로 하면, 0.5μm 정도이다. 투명막(4a)은, 투명막(4a)의 기판(2)의 제1주면으로부터의 두께를 X₁, 투명막(4a)의 굴절율을 n_l, 노광시에 조사되는 광의 파장을 λ로 하면, X₁=λ/[2(n₁-1)]의 관계를 만족하도록 형성되어 있다. 이것은 노광시, 하나의 광투과영역(B)을 투과한 광중, 제2광투과영역(B" )의 투명막(4a)을 투과한 광과, 제1광투과영역(B')인 통상의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차를 생기게 하기 위함이다. 예컨대 노광시에 조사되는 광의 파장 λ을 0.365μm(i선), 투명막(4a)의 굴절율 n₁을 1.5로 한 경우에는, 투명막(4a)의 기판(2)의 제l주면으로부터의 두께 X₁는 0.37μm 정도로 하면 좋다. 그리고, 도시하지 않았으나, 마스크(la)에는 예컨대 투명막(4a)을 형성할때, 금속층(3)과의 위치맞춤을 하기 위한 위치맞춤 마아크가 형성되어 있다.

다음에, 본 실시예 1의 마스크(la)의 제조방법을 제2도(a)-(c)에 의해 설명한다.

먼저, 합성 석영유리 등으로 된 투명한 기판(2)의 표면을 연마, 세정(洗淨)한 후, 제2도(a)에 나타낸 것처럼, 그 제1주면상에, 예컨대 두께 500-3000Å 정도의 Cr 등으로 된 금속층(3)을 스퍼터링법(spatteringmdhod) 등에 의해 형성한다. 이어서, 이 금속층(3)의 상면에, 예컨대 0.4-0,8μm의 포토레지스트(이하,레지스트라 함)(5a)를 도포한다. 계속해서, 레지스트(5a)를 프리베이크.(prebake)한 후, 도시하지 않는 자기테이프 등에 미리 코오드화된 반도체 집적회로장치의 집적회로패턴 데이터에 의거하여 전자선 노광방식 등에 의해 레지스트(5a)의 소청부분에 전자선(E)을 조사한다. 그리고, 집적회로패턴 데이터에는, 패턴의 위치좌표나 형상 등이 기록되어 있다.

이어서, 제2도(b)에 나타낸 것처럼, 예컨대 레지스트(5a)의 노광부분을 소정의 현상액에 의해 제거한 후, 노출한 금속층(3)을 드라이에칭법 등에 의해 에칭제거하여 소정의 형상으로 패턴 형성한다.

계속해서, 레지스트(5a)를 레지스트 박리액에 의해 제거하고, 기판(2)을 세정, 검사한 후, 제2도(c)에 나타낸 것처럼, 기판(2)의 제1주면상에 산화인듐(InOx) 등으로 된 투명막(4a)을 스퍼터링법 등애 의해 피착한다. 이때, 투명막(4a)의 기판(2)의 제1주면으로부터의 두께 X₁은, 예컨대 0.37μm 정도이다.

그후, 투명막(4a)의 상면에, 예컨대 0.4-0.8㎛의 레지스트(5b)를 도포하고, 다시 그 상면에, 예컨대 두께 0.05μm의 알루미늄(Al)으로 된 대전방지층(6)을 스퍼터링법 등에 의해 형성한다.

이어서, 투명막(4a)의 패턴데이터에 의거하여 전자선 노광방식 등에 의해 레지스트(5b)에 투명막(4a)의 패턴을 전사한다.

투명막(4a)의 패턴데이터는, 상기한 집적회로 패턴데이터의 광차폐영역(A) 또는 광투과영역(B)의 패턴폭을 확대 또는 축소하여 자동적으로 작성한다. 예컨대 본 실시예 1에 있어서는, 광차페영역(A)의 패턴폭을, 예컨대 0.5-2.0μm 정도 굵게하므로써, 투명막(4a)의 패턴데이터를 자동적으로 작성하도록 되어 있다.

그후, 현상, 투명막(4a)의 소정 부분의 에칭, 레지스트(5b)의 제거, 다시 세정, 검사등의 공정을 거쳐, 제1도에 나타낸 마스크(1a)가 제조된다.

이와 같이 해서 제조된 마스크(1a)를 사용하여 레지스트가 도포된 웨이퍼상에 마스크(la)상의 집적회로패턴을 전사하여 집적회로장치를 제조하자면, 예컨대 이하와 같이 한다.

즉, 도시하지 않는 축소투영노광장치에 마스크(1a) 및 웨이퍼를 각각 배치하여, 마스크(la)에 소정의 파장을 갖는 노광광을 조사하여 제1광투과영역(B')과 위상 시프트 투명막(4a)이 설치된 제2광투과영역(B" )을 투과한 광의 위상이 상호 반전하도록 투과시키고, 투과한 노광광을 집광하여 마스크(la)상의 집적회로패턴의 원화가 광학적으로 1/5로 축소되게 웨이퍼상에 투영함과 함께, 웨이퍼를 순차척으로 스텝상으로 이동시킬때마다, 투영노광을 반복하므로써, 마스크(la)상의 집적회로패턴을 집적회로 웨이퍼상의 레지스트막에 전사하여 집적회로장치를 제조한다.

다음에, 본 실시예 1의 작용을 제3도(a)-(d)에 따라 설명한다.

제3도(a)에 나타낸 본 실시예 1의 마스크(la)에 있어서는, 마스크(1a)상에 형성된 소정의 집적회로패턴의 원화를 축소투영노광법 등에 의해 웨이퍼상의 레지스트막에 전사할때, 마스크(la) 각각의 광투과영역(B)에 있어서, 제2광투과영역(B" )의 투명막(4a)을 투과한 광과, 제 1광투과영역(B)인 통상의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차가 생긴다(제3도(b),(c)).

여기서, 동일한 광투과영역(B)을 투과한 서로가 반대위상의 투과광은, 제2광투과영역(B" )의 투명막(4a)이 광투과영역(B)의 주변에 배치되어 있기 때문에, 광투과영역(B)과 광차폐영역(A)과의 경계부에서 약해져 합쳐진다. 따라서, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐이 저감하고, 투영상의 콘트라스트가 대폭으로 개선되며, 해상도 및 초점심도가 대폭으로 향상한다(제3도(d)). 그리고, 광강도는, 광의 진폭의 제급으로 되기 때문에, 웨이퍼상에 있어서의 광의 진폭의 부측(negativeside)의 파형은, 제3도(d)에 나타낸 것처럼 정측(positive side)으로 반전된다.

이와 같이 본 실시예 1에 의하면, 이하의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(1) 노광에 즈음해서, 각각의 광투과영역(B)을 투과한 광중, 제2광투과영역(B" )의 투명막(4a)를 투과한 광과, 투명막(4a)이 없는 제1광투과영역(B')을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차가 생기고, 이들의 광이 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)과의 경계부에 있어서 약해져 합치도록 하므로써, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐을 저감시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 투영상의 콘트라스트를 대폭으로 개선할수가 있으며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다.

(2) 상기 (1)에 의해, 노광여유를 넓게하는 것이 가능해진다.

(3) 하나의 광투과영역(B)의 내부에서 위상차를 생기게 하기 때문에, 마스크(la)상의 패턴이 복잡하더라도, 투명막(4a)의 배치에 제약이 생기는 일은 없다. 또, 광차폐영역(A)의 패턴폭이 좁더라도 투명막(4a)의 배치가 곤란해지는 일은 없다. 이 결과, 마스크(la)상에 형성된 패턴이, 집적회로패턴과 같이 복잡하며, 또한 미세하더라도, 부분적으로 패턴전사 정밀도가 저하하는 일이 없고, 마스크(la)상에 형성된 패턴 전체의전사 정밀도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다.

(4) 투명막(4a)의 패턴데이터를 광차폐영역(A) 또는 광투과영역(B)의 패턴데이터에 의거하여 자동적으로 작성하므로써, 투명막(4a)의 패턴데이터를 단시간에서, 또한 용이하게 작성할 수 있기 때문에, 위상 시프트 마스크의 제조시간을 대폭으로 단축시키는 것이 가능해진다.

(실시예 2)

제4도는 본 발명의 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도, 제5도(a)는 제4도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도. 제5도(b)-(d)는 제4도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도이다.

제4도에는 본 실시예 2의 마스크(lb)의 회로패턴이 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)으로 대별되어 나타내져 있을 뿐만 아니라, 제1광차폐영역(Al), 제2광차폐영역(A2), 제1호 1 광투과영역(B'1), 제1의 2 광투과영역(B'2), 제2의 1 광투과영역(B" 1), 제2의 2 광투과영역(B" 2), 제2의 3 광투과영역(B" 3)으로 세분되어 나타내져 있다. 이하에서는 그 세영역에 의한 작용은 동일하므로 광차폐영역(A), 제1광투과영역(B'), 제2광투과영역(B" )과 같이 첨자에 의한 구분없이 설명한다. 제4도에 나타낸 본 실시예 2의 마스크(lb)에서는 투명막(4b)이 제1광투과영역(B')인 광투과영역(B)의 중앙부근에 배치되어 있다.

이 경우에 있어서도, 투명막(4b)을, 그 두께 X₁가 X₁=λ/[2(n₁-1)]의 관계를 만족할 수 있도록, 기판(2) 위에 형성하므로써 제5도(a)-(d)로 나타낸 것처럼, 마스크(lb)의 각각의 광투과영역(B,B)에 있어서, 제1광투과영역(B')의 투명막(4b)을 투과한 광과, 제2광투과영역(B" )인 통상의 광투과영역(B')을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차가 생기고(제5도(b),(c)), 이들의 광이 광투과영역(B)과 그것에 인접하는 광차폐영역(A,A)과의 경계부분에서 약해져 합쳐짐으로써, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐을 저감하는 것이 가능해진다. 이 결과, 투영상의 콘트라스트를 대폭으로 개선할 수가 있으며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다(제5도(d)).

또, 이런 경우, 투명막(4b)의 패턴데이터는, 예컨대 집적회로패턴의 포지티브 패턴테이터를 네가티브데이터로 반전시켜 얻어진 광투과영역(B)의 패턴을 소정치수 폭만큼 좁게 하므로써 자동적으로 작성할 수 있다.

따라서, 본 실시예 2에 의하면, 전기한 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(실시예 3)

제6도는 본 발명의 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도, 제7도는 제6도에 나타낸 마스크의 요부 평면도, 제8도는 이 마스크의 제조에 사용되는 집속이온비임장치의 구성도, 제9도(a),(b)는 이 마스크의 제조공정을 나타낸 마스크의 요부 단면도, 제10도는 위상 시프트 오목(凹)부의 패턴데이터의 작성순서를 나타낸 흐름도, 제11도(a)는 제6도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도, 제11도(b)-(d)는 제6도에 나타낸 마스크의 투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도이다.

이하, 본 실시예 3의 마스크를 제6도 및 제7도에 의해 설명한다. 그리고, 제7도의 사선은 광차폐영역(A)을 나타내고 있다.

제6도에는 본 실시예 3의 마스크(1c)의 회로패턴이 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)으로 대별되어 나타내져 있을 뿐만 아니라, 제1광차폐영역(Al), 제2광차폐영역(A2), 제1의 1 광투과영역(B'1), 제1의 2 광투과영역(B'2), 제2의 1 광투과영역(B" 1), 제2의 2 광투과영역(B" 2), 제2의 3 광투과영역(B" 3)으로 세분되어 나타내져 있다. 이하에서는 그 세영역에 의한 작용은 동일하므로 광차폐영역(A), 제1광투과영역(B'), 제2광투과영역(B" )과 같이 첨자에 의한 구분 없이 설명한다.

본 실시예 3의 마스크(1c)에 있어서는, 노광할때에 광투과영역(B)의 제1 광투과영역(B')과 제2광투과영역(B" )을 투과한 광사이에 위상차를 생기게 하는 수단으로서, 전기한 실시예 1의 투명막(4a) 대신 위상시프트 오목(凹)부(7a)가 기판(2)의 제l주면에 형성되어 있다.

위상 시프트 오목(凹)부(7a)는 광투과영역(B)의 제2광투과영역(B" )인 주번에 배치되어 있다. 즉, 위상시프트 오목(凹)부(7a)는, 금속층(3)의 윤곽부에 따라서 배치되어 있다. 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 폭은, 예컨대 광투과영역(B)의 패턴폭을 2.0㎛로 하면, 0.5μm 정도이다. 그리고, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)는, 그 깊이를 d, 기판(2)의 굴절율을 n₂, 노광시 조사되는 광의 파장을 λ로 하면, d=λ/[2(n₂-1)]의 관계를 만족하도록 형성되어 있다. 이는 노광할때, 각각의 광투과영역(B)을 투과한 광중, 제2광투과영역(B" )의 위상 시프트 오목(凹)부(7a)를 투과한 광의 위상과, 제1광투과영역(B')인 통상의 광투과영역(B)을 투과한 광의 위상과의 사이에 180도의 위상차를 생기게 하기 위함이다. 예컨대 노광시 조사되는 광의 파장 λ를 0.365㎛(i선)으로 한 경우에는, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 깊이(d)는 0.39μm 정도로 하면 좋다. 그리고, 도시하지는 않았으나 마스크(1c)에는, 예컨대 위상 시프트 오목(凹)부(7'a)를 형성할때에 금속층(3)과의 위치맞춤하기 위한 위치맞춤 마아크가 형성되어 있다.

다음에, 이 마스크(1c)의 제조에 사용되는 집속이온비임장치(8)를 제8도에 의해 설명한다.

장치본체의 상부에 설치된 이온원(9)의 내부에는, 도시하지 않았으나, 예컨대 갈륨(Ga) 등의 용융액체 금속 등이 수용되고 있다. 이온원(9)의 아래쪽에는, 인출전극(10)이 설치되어 있으며, 그 아래쪽에는 정전렌즈에 의해 구성된 제1렌즈전극(11a) 및 제1개구(aperture)전극(12a)이 설치되어 있다. 개구전극(12a)의 아래쪽에는, 제2렌즈전극(1lb), 제2개구전극(12b), 비임조사의 ON, OFF를 제어하는 블랭킹(blanking)전극(13), 또한 제3개구전극(12c) 및 편향전극(14)이 설치되어 있다.

이와 같은 각 전극의 구성에 의해서, 이온원(9)에서 방출된 이온비임은, 상기한 블랭킹전극(13) 및 편향전극(14)에 의해서 제어되며, 유지기(15)에 유지되는 패턴 형성전의 마스크(1c) 조사되도록 되어 있다. 그리고, 이온비임은, 그 주사할때에, 예컨대 0.02×0.02μm의 픽셀 단위마다에, 비임조사기간 및 주사회수를 미리 설정하므로써, 금속층(3) 또는 기판(2)을 에칭 가공할 수 있다.

유지기(Holder)(15)는, X, Y 방향으로 이동가능한 시료대(16) 위에 설치돠어 있으며, 시료대(16)는, 옆부분에 설치된 레이저 거울(17)을 통하여 레이저 간섭계(18)에 의해 그 위치 인식이 행하여지며, 시료대 구동모우터(19)에 의해서 그 위치맞춤이 행하여지도록 되어 있다. 그리고, 유지기(15)의 위쪽에는,2차 이온 2차 전자검출기(20)가 설치되어 있으며, 피가공물로부터의 2차 이온 및 2차 전자의 발생을 검출할 수 있도록되어 있다. 또, 상기한 2차 이온 2차 전자검출기(20)의 위쪽에는, 전자 샤우어 방사부(21)가 설치되어 있으며, 피가공물의 대전을 방지할 수 있도록 되어 있다.

이상과 같이 설명한 처리계 내부는, 도면중, 상기한 시료대(16)의 아래쪽에 나타낸 진공펌프(22)에 의해서진공상태가 유지되는 구조로 되어 있다. 또, 상기한 각 처리계는, 장치본체의 외부에 설치된 각 제어부(23)-(27)에 의해서 그 작동이 제어되고 있으며, 각 제어부(23)-(27)는, 다시 각 인터페이스부(28)-(32)를 거쳐서 제어컴퓨터(33)에 의해서 제어되는 구조로 되어 있다. 제어컴퓨터(33)는, 터미널(34), 데이터를 기록하는 자기디스크장치(35) 및 MT 데크(deck)(36)를 구비하고 있다.

다음에, 본 실시예 3의 마스크(1c)의 제조방법을 제8도, 제9도(a),(b) 및 제10도에 의해 설명한다.

먼저, 제9도(a)에 나타낸 것처럼, 연마, 세정한 기판(2)의 제1주면에, 예컨대 500-3000Å의 금속층(3)을 스퍼터링법 등에 의해 형성한 후, 마스크(1c)를 집속이온비임장치(8)의 유지기(15)에 유지한다

이어서, 이온원(9)에서 이온비임을 방출하고, 이 이온비임을 상기 각 전극에 의해, 예컨대 0.5μm의 비임지름에 집속한다. 이때,1.5μA 정도의 이온비임 전류가 얻어진다. 그리고, 이 집속한 이온비임을 미리 MT데크(36)의 자기테이프에 기록된 집적회로패턴의 패턴데이터에 의거하여 금속층(3)의 소정부분에 조사하고, 금속층(3)을 에칭한다. 이때, 픽셀당의 조사시간은, 예컨대 3×10-6초, 비임의 주사회수는,30회 정도이다. 이와 같이 하여, 제9도(b)에 나타낸 것처럼, 금속층(3)을 패턴 형성한다. 그리고, 금속층(3)의 패턴형성은, 전기한 실시예 1과 같이 전자선 노광법 등에 의해서 행해질 수 있다.

그후, 마스크(1c)에 형성된 도시하지 않은 위치맞춤 마아크에 소정량의 이온비임을 조사하고, 발생한 2차전자를 2차 이온·2차 전자검출기(20)에 의해 검출하여, 그 검출데이터에 의해 위치맛춤 마아크의 위치좌표를 산출한다.

그리고, 산출된 위치맞춤 마아크의 위치좌표를 기본으로, 이온비임이 위상 시프트 오목(凹)부(7a)를 형성하는 위치에 조사되도록, 시료대(16)를 이동한다.

이어서, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 패턴데이터에 의거하여, 금속층(3)의 윤곽부에 따라서, 금속층(3)의 패턴형성에 의해 노출한 기판(2)의 제1주면에 이온비임을 조사하고, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)(제6도)를 형성한다. 이때, 집속이온비임에 의하면, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 깊이, 폭등을 용이하게, 또한 정밀도를 가지고 설정할 수 있다.

위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 패턴데이터는, 광차폐영역(A)(또는 광투과영역(B)의 패턴데이터와, 광차폐영역(A)(또는 광투과영역(B))의 패턴을 확대 또는 축소하여 얻어진 패턴데이터를 논리연산하므로써 작성한다.

예컨대 제10도에 나타낸 것처럼, 먼저, LSI 회로 설계공정(스텝 101a), CAD 디자인 데이터공정(10lb), 논리합공정(101c)에 의해서 집적회로 패턴데이터를 작성한 후, 사이징공정(102)에서, 광차폐영역(A)의 패턴폭을 소정치수만큼 굵게 한 패턴의 데이터를 작성한다. 동시에, 리버스톤(reverse tone)공정(103)에서, 집적회로패턴의 패턴데이터를 포지티브데이터를 네거티브로 반전하여 광투과영역(B)의 패턴의 데이터를 작성한다. 그리고, 이들의 패턴데이터의 논리곱(AND)을 취함(104)으로써 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 패턴데이터를 자동적으로 작성한다(105).

다음에, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)를 형성한 후, 마스크(1c)에 형성된 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 저면을, 예컨대 프레온(CF₄)계의 가스 플라즈마에 의해, 드라이 에칭하여 평탄화한다. 이와 같이 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 저면을 평탄화하므로써, 이 오목(凹)부를 투과하는 광의 위상의 조작성을 향상시키는것이 가능해진다. 그리고, 드라이에칭 처리할때에는, 프레온계의 가스를, 예컨대 0.lTorr로 감압된 플라즈마드라이에칭 처리실내에 20scc/min 공급한다.

이와 같이 해서 제6도 및 제7도에 나타낸 마스크(1c)가 제조된다.

다음에, 본 실시예 3의 마스크(1c)의 작용을 제11도(a)-(d)에 의해 설명한다.

제11도(a)에 나타낸 마스크(1c)상의 소정의 집적회로패턴의 원화를 축소투영노광법 등에 의해 전사할 때, 마스크(1c)의 각각의 광투과영역(B)에 있어서, 제2광투과영역(B" )의 위상 시프트 오목(凹)부(7a)를 투과한 광과, 제1광투과영역(B')인 통상의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에는 180도의 위상차가 생긴다(제11도(b),(c)).

여기서, 동일한 광투과영역(B)을 투과한 서로가 반대위상인 제1광투과영역(B')과 제2광투과영역(B" )의 투과광은, 제2광투과영역(B" )의 위상 시프트 오목(凹)부(7a)가 마스크(1c)상의 광투과영역(B)의 주변에 배치되어 있기 때문에, 광투과영역(B)과 광차폐영역(A)과의 경계부에서 약해져 합친다. 따라서, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐이 저감하고, 투영상의 콘트라스트가 대폭으로 개선되며, 해상도 및 초점심도가 대폭으로 향상한다(제11도(d)). 그리고, 광강도는 광의 진폭의 제곱으로 되기 때문에, 웨이퍼상에 있어서의 광진폭의 부측의 파형은, 제11도(d)에 나타낸 것처럼 정측으로 반전된다.

이와 같이 본 실시예 3에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 노광할때, 각각의 광투과영역(B)을 투과한 광중, 제2광투과영역(B" )의 위상 시프트 오목(凹)부(7a)를 투과한 광과, 제1광투과영역(B')인 통상의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차가 생기고, 이들 광이 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)과의 경계부분에서 약해져서 합치도록 하므로써, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐을 저감시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 투영상의 콘트라스트를 대폭으로 개선할 수가 있으며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다.

(2) 상기 (1)에 의해, 노광여유를 넓게 하는 것이 가능해진다.

(3) 하나의 광투과영역(B)의 내부에서 위상차를 생기도록 하기 때문에, 마스크(1c)상의 패턴이 복잡하더라도, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 배치에 제약은 생기지 않는다 또, 광차폐영역(A)의 패턴폭이 좁더라도 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 배치가 곤란해지는 일도 없다. 이 결과, 마스크(1c)상에 형성된 패턴이, 집적회로패턴과 같이, 복잡하며, 또한 미세하더라도, 부분적으로 패턴전사 정밀도가 저하하는 일이 없고, 마스크(1c)상에 형성된 패턴전체의 전사 정밀도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다.

(4) 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 패턴데이터를 광차폐영역(A) 또는 광투과영역(B)의 패턴데이터에 의거하여 자동적으로 작성하므로써, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 패턴데이터를 용이하게 작성할 수가 있으며, 또한 그 작성시간을 대폭으로 단축하는 것이 가능해진다.

(5) 광의 위상 시프트수단을 전기한 실시예 1,2의 투명막 대신에 위상 시프트 오목(凹)부(7a)로 하므로써, 마스크(1c)의 제조시 투명막의 형성공정을 필요로 하지 않는다.

(6) 상기한 (4) 및 (5)에 덧붙여서, 금속층(3)을 집속이온비임에 의해서 패턴닝할때, 위상 시프트 오목(凹)부(7a)가 함께 형성될 수 있으므로, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다도 마스크의 제조과정을 용이하게 할 수가 있으며, 또한 그 제조시간을 대폭으로 단축시키는 것이 가능해진다.

(7) 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 하는 것이 가능해지기 때문에, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다는 외관결함이나 이물질의 부착 혹은 손인(cause of damage) 등을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.

(8) 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 경우, 위상 시프트용의 투명막처럼 마스크 제조후의 조사광이나 노광광에 의해, 예컨대 막질이 열화하거나, 투과율이 열화하거나, 혹은 기판(2)과의 접착성이 열화하거나 하는일은 없다.

(9) 상기 (8)에 의해, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다도 마스크 수명을 향상시키는 것이 가능해진다.

(10) 상기한 (8)에 의해, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다도 광의 위상 조작 정밀도를 장기에 걸쳐서 유지하는 것이 가능해진다.

(11) 위상 시프트 오목(凹)부(7a)의 경우, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 경우와 같은 막질이나 투과율 혹은 접착성의 열화, 및 막의 박리등을 고려할 필요가 없기 때문에, 마스크(1c)에 대해서 고온중에 있어서의 오존 황산세정이나 고압수 스크라블(scrabble)세정 등의 처리를 시행하는 것이 가능해진다.

(12) 상기한 (11)에 의해, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다도 이물(異物)의 제거처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.

(실시예 4)

제12도는 본 발명의 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도, 제13도(a)는 제12도에 나타낸 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도, 제13도(b)-(d)는 제12도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도이다.

제12도에는 실시예 4의 마스크(ld)의 회로패턴이 광차폐영역(A)과 광투과영역(B)으로 대별되어 나타내져 있을 뿐만 아니라, 제1광차폐영역(Al), 제2광차폐영역(A2), 제1의 1광투과영역(B'1), 제1의 2 광투과영역(B'2), 제2의 1 광투과영역(B"1), 제2의 2 광투과영역(B" 2), 제2의 3 광투과영역(B" 3)으로 세분되어 나타내져 있다. 이하에서는 그 세영역에 의한 작용은 동일하므로 광차폐영역(A), 제1광투과영역(B'), 제2광투과영역(B" )와 같이 첨자에 의한 구분없이 설명한다. 제12도에 나타낸 본 실시예 4의 마스크(ld)에서는 위상 시프트 오목(凹)(7b)가 제1광투과영역(B')인 광투광영역(B)의 중앙부근에 배치되고 있다.

이 경우에 있어서도, 위상 시프트 오목(凹)부(7b)를, 그 깊이 d가, d=λ/[2(n₂-1)]의 관계를 만족하도록 기판(2)에 형성하므로써, 제13도(a)-(d)에서 나타낸 것처럼, 마스크(ld) 각각의 광투과영역(B,B)에 있어서, 제1광투과영역(B')의 위상 시프트 오목(凹)부(7b)를 투과한 광과 제2광투과영역(B" )인 통상의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차가 생기고(제13도(b),(c)), 이들의 광이 광투과영역(B)와 그것에 인접한 광차폐영역(A,A)과의 경계부분에 있어서 약해져 합치므로써, 웨이퍼상에 투영되는 상의윤곽부의 흐려짐을 저감하는 것이 가능해진다. 이 결과, 투명상의 콘트라스트를 대폭으로 개선할 수가 있으며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다(제13도(d)).

또, 이 경우, 위상 시프트 오목(凹)부(7b)의 패턴데이터는, 예컨대 집적회로패턴의 패턴데이터를 포지티브에서 네가티브로 반전시켜서 얻어진 광투과영역(B)의 패턴을 소정치수 폭만큼 좁히므로써 자동적으로 작성할 수 있다.

따라서, 본 실시예 4에 의하면, 전기한 실시예 3가 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(실시예 5)

제14도는 본 발명의 또 다른 실시예인 마스크의 요부 단면도, 제15도는 제14도에 나타낸 마스크의 요부 평면도, 제16도는 오목(凹)부 및 동위상 보조투과영역의 패턴데이터 작성예를 설명하기 위한 마스크의 요부평면도, 제17도는 제16도에 나타낸 오목(凹)부 및 동위상 보조투과영역의 패턴데이터의 작성순서를 나타낸 흐름도, 제18도(a)-(i)는 제16도에 나타낸 오목(凹)부 및 동위상 보조투과영역의 패턴의 작성공정에 있어서의 패턴형상을 나타낸 설명도, 제19도(a)는 제14도 및 제15도의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도, 제19도(b)-(d)는 제14도 및 제15도에 나타낸 마스크의 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도이다.

이하, 본 실시예 5의 마스크(le)를 제14도 및 제15도에 의해 설명한다.

본 실시예 5의 마스크(le)에 있어서는, 광차폐영역(A)을 구성하는 금속층(3)에, 그 상면에서 기판(2)의 제1주면에 도달하는 오목(凹)부(37)가 복수군데 형성되어 있다(이 오목(凹)부(37)가 형성된 영역이 본 실시예 5와 실시예 6에서 제2광투과영역이다).

오목(凹)부(37)는, 제15도에 나타낸 것처럼, 사각형의 광투과영역(B,B)(본 실시예 5와 실시예 6에서 하나의 광투과영역(B) 전체가 제1광투과영역이다)을 둘러싸는 것처럼, 광투과영역(B)의 각 변에 따라서 평행으로 배치되어 있다. 오목(凹)부(37)의 폭은, 예컨대 0.5μm 정도이다.

오목(凹)부(37)의 상부에는, 예컨대 굴절율이 1.5의 산화인듐(lnOx) 등으로 된 투명막(4c)이 설치되어있다.

마스크(le)는, 투명막(4c)에 의해서, 노광시에 제2광투과영역의 투명막(4c) 및 오목(凹)부(37)를 투과한 광과, 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 위상차가 생기는 구조로 되어 있다.

투명막(4c)은, 투명막(4c)의 기판(2)의 제1주면으로부터의 두께를 X₂로 하면, 전기한 실시예 1과 마찬가지로, X₂=λ/[2(n₁-1)]의 관계를 만족하도록 형성되어 있다. 이것은, 노광할때, 마스크(le)에 조사된 광중,제2광투과영역의 투명막(4c) 및 오목(凹)부(37)를 투과한 광의 위상과, 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광의 위상과의 사이에 180도의 위상차를 생기게 하기 위한 것이다. 예컨대 노광시에 조사되는 광의 파장 λ를 0.365㎛(i선)로 한 경우에는, 투명막(4c)의 기관(2)의 제1주면으로부터의 두께 X₂는, 0.37μm 정도로 하면 좋다.

다시금, 본 실시예 5에 있어서는, 제15도에 나타낸 것처럼 사각형의 광투과영역(B)의 네코오너에 예컨대 0.5×0.5μm의 치수를 갖는 사각형의 동위상 보조투과영역(C)이 설치되어 있다. 이것은, 마스크(le)상에 직각으로 형성된 집적회로패턴의 네코오너가, 집적회로페턴의 미세화에 따라 현상후에 웨이퍼상에 둥근 상태로 되는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 집적회로패턴에 있어서, 광강도가 제일 저하하기 쉽고, 비뜰어짐이 크게 되어버리는 네코오너에, 동위상 보조투과영역(C)을 설치하므로써, 네코오너부근의 광강도를 증가시켜서 투영상을 보정하고 있다. 그리고, 도시하지 않았으나, 마스크(le)에는, 예컨대 오목(凹)부(37)나 투명막(4c)를 형성할때, 그들과 금속층(3)과의 위치맞춤을 하기 위한 위치맞춤 마아크가 형성되어 있다.

이와 같은 마스크(le)를 제조하자면, 예컨대 다음과 같이 한다.

즉, 먼저, 연마, 세정한 기판(2)의 제1주면에, 예컨대 500-3000Å 정도의 금속층(3)을 스퍼터링법 등에 의해 형성한 후, 이것을 전기한 실시예 3에서 설명한 집속이온비임장치(8)의 유지기(15)에 유지한다.

이어서, 미리 데크(36)의 자기테이프에 기록되어 있는 집적회로패턴에 의거하여, 기판(2)의 제1주면상의 금속층(3)을 집속이온비임에 의해 패턴형성한다.

그후, 마찬가지로 MT 데크(36)의 자기테이프에 이리 기록되어 있는 오목(凹)부(37) 및 동위상 보조투과영역(C)의 패턴데이터에 의거하여, 기판(2)의 제1주면상의 금속층(3)에 집속이온비임을 조사하고, 금속층(3)에 오목(凹)부(37)를 형성한다.

오목(凹)부(37) 및 동위상 보조투과영역(C)의 패턴데이터는, 후술하는 바와 같이, 사각형의 광투과영역(B)에 대한 배치규칙을 설정해두는 것에 의해서, 자동적으로 작성되도록 되어 있다.

그리고, 집적회로패턴의 패턴데이터와 오목(凹)부(37) 및 동위상 보조투과영역(C)의 패턴데이터에 의거하여 투명막(4c)의 패턴데이터를 작성하고, 이것에 의거하여 투명막(4c)를 마스크(le) 위에 전기한 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성한다.

여기서, 제16도에 나타낸 것처럼 집적회로패턴을 예로 하여, 그것에 형성된 오목(凹)부(37) 및 동위상 보조투과영역(C)의 패턴데이터의 작성방법을 제17도의 흐름도에 따라서, 제18도(a)-(i)를 사용하여 설명한다. 그리고, 제16도에는, 도면을 보기 쉽도록 하기 위해, 투명막(4c)은 도시하지 않는다. 또, 제18도(a)-(i)의 사선은 각 공정에서 작성된 패턴을 나타내고 있다.

먼저, LSI 회로설계공정, CAD 디자인 데이터공정, 논리합공정에 의해서, 제18도(a)에 나타낸 것처럼 광투과영역(B)의 패턴(38)의 데이터를 작성한다(스텝 10la-101c).

계속해서, 사이징 1의 공정에 의해, 제18도(b)에 나타낸 것처럼, 광투과영역(B)의 패턴폭을, 예컨대 2.0μm 정도 굵게한 패턴(39)을 작성한다(102a)

동시에, 사이징 2의 공정에 의해, 제18도(c)에 나타낸 것처럼, 광투과영역(B)의 패턴폭을, 예컨대 1.0㎛굵게한 패턴(40)을 작성한다(102b)

이어서, 코오너 클리핑(comer clipping)공정에 의해, 제18도(d)에 나타낸 것처럼, 패턴(39)의 코오너부분만을 추출한 패턴(41)의 데이터를 작성한 후(103a), 작성된 패턴(41)의 데이터를 리버스톤공정에 의해 포지티브로부터 네가티브로 반전시켜서, 제18도(e)에 나타낸, 패턴(42)의 데이터를 작성한다(104a).

또, 한편에서는, 상기 사이징 2의 공정에서 작셩된 패턴(40)을 리버스튼공정에 의해 포지티브에서 네가티브로 반전시켜서, 제18도(f)에 나타낸 패턴(43)의 데이터를 작성한다(103b).

그리고, 제18도(b),(e),(f)에 나타낸 패턴(39),(42),(43)의 데이터의 논리곱을 취하므로써, 제18도(g)에 나타낸 것처럼 오목(凹)부(37)의 패턴(44)의 데이터를 작성한다(105a,106a)

한편, 제18도(c)에서 나타낸 패턴(40)의 데이터와 제18도(d)에서 나타낸 패턴(41)의 데이터와의 논리곱을 취하므로써, 제18도(h)에 나타낸 패턴(45)의 데이터를 작성한다(104b).

계속해서, 작성된 패턴(45)의 면적 b가, 패턴(41)의 면적 a의 1/2 보다도 작은지 아닌지를 판정한다(105b). 이 결과, 면적 b가 면적 a의 1/2 보다 작은 패턴만을 선택하고, 제18도(i)에 나타낸 동위상 보조투과영역(C)의 패턴(46)의 데이터를 작성한다(106b). 패턴(45)의 면적을 소정치와 비교한 이유는, 광투과영역(B)의 패턴(38)의 볼록상의 코오너부만에 동위상 보조투과영역(C)을 부과하기 위함이다.

다음에, 본 실시예 5의 작용을 제19도(a)∼(d)에 의해 설명하겠다.

제19도(a)에 나타낸 마스크(le)상의 소정의 집적회로패턴의 원화를 축소노광법 등에 의해 웨이퍼상에 전사할 때, 마스크(le) 광차폐영역(A)에 있어서의 제2광투과영역의 투명막(4c) 및 오목(凹)부(37)를 투과한 광과, 제l광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에는,180도의 위상차가 생긴다(제19도(b),(c) )

여기서, 제2광투과영역의 투명막(4c) 및 오목(凹)부(37)를 투과한 광과, 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광이, 광투과영역(B)에 인접하는 광차폐영역(A,A)의 단부에서 약해져서 합친다 따라서, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐이 저감하고, 투영상의 콘트라스트가 대폭으로 개선되며, 해상도 및 초점심도가 대폭으로 향상한다. 그리고, 광강도는, 광의 진폭의 제곱으로 되기 때문에, 웨이퍼상에 있어서의 광진폭의 부측의 파형은, 제l9도(d)에 나타낸 것처럼, 정측으로 반전된다.

이와 같이 본 실시예 5에 의하면, 이하의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(1) 노광할때에, 마스크(le)에 조사된 광중, 제2광투과영역의 투명막(4c) 및 오목(凹)부(37)를 투과한 광과, 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 180도의 위상차가 생기고, 이들 광이 광차폐영역(A)의 단부에 있어서 약해져 합치도륵 하므로써, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐을 저감시키는 것이 가능해진다. 그 결과 투영상의 콘트라스트를 대폭으로 개선할 수가 있으며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시키는 것이 가능해진다.

(2) 상기 (1)에 의해, 노광 여유를 넓게하는 것이 가능해진다.

(3) 상기 (1)에 의해, 패턴전사 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

(4) 광투과영역(B)의 네코오너에 동위상 보조투과영역(C)을 설치하므로써, 투영상의 네코오너의 광강도가 증가하기 때문에, 그 해상도를 향상시키는 것이 가능해지며, 패턴전사 정밀도를 더 향상시키는 것이 가능해진다.

(5) 오목(凹)부(37) 및 투명막(4c)의 패턴을 자동적으로 작성하므로써, 위상 시프트 마스크의 제조시간을 종래보다도 대폭으로 단축시키는 것이 가능해진다.

(실시예 6)

제20도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 마스크의 요부 단면도, 제21도는 이 마스크의 요부 평면도, 제22도(a)는 제20도 및 제21도의 마스크의 노광상태를 나타낸 단면도, 제22도(b)∼(d)는 광투과영역을 투과한 광의 진폭 및 강도를 나타낸 설명도이다.

이하, 본 실시예 6의 마스크(lf)를 제20도 및 제21도에 의해 설명한다.

본 실시예 6의 마스크(lf)에 있어서는, 노광할때에 제2광투과영역의 오목(凹)부(37)를 투과한 광과 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에 위상차를 생기게 할 수단으로서, 전기한 실시예5의 투명막(4c) 대신에 위상 시프트 오목(凹)부(7c)가 오목(凹)부(37)의 하부의 기판(2)에 형성되어 있다.

위상 시프트 오목(凹)부(7c)는, 그 깊이를 d, 기판(2)의 굴절율을 n₂, 노광광의 파장을 λ로 하면, 전기한 실시예(3)과 마찬가지로, d=λ/[2(n₂-1)]의 관계를 만족하도록 형성되어 있다.

예컨대, 광의 파장 λ를 0.365㎛(i선)으로 한 경우, 위상 시프트 오목(凹)부(7c)의 깊이 d는 0.39μm 정도로 하면 좋다.

위상 시프트 오목(凹)부(7c)의 저면은, 그곳을 투과하는 광의 조작성을 향상시키기 위하여, 전기한 실시예3과 마찬가지로 플라즈마 드라이에칭 처리를 하여 거의 평탄화한다. 위상 시프트 오목(凹)부(7c)는, 예컨대 오목(凹)부(37)를 형성할 때, 집속이온비임의 주사회수를 늘려서 기판(2)을 깊이 d만큼 에칭하므로써 형성한다.

또, 본 실시예 6에 있어서도 전기한 실시예 5와 마찬가지로, 제21도에 나타낸 것처럼, 사각형의 광투과영역(B)의 네코오너에, 예컨대 0.5×0.5μm 정도의 사각형의 동위상 보조투과영역(C)이 설치되어 있다. 그리고, 도시하지는 않겠으나, 마스크(lf)에는, 예컨대 오목(凹)부(37)나 동위상 보조투과영역(C)을 형성할 때, 그들과 금속층(3)과의 위치맞춤하기 위한 위치맞춤 마아크가 형성되어 있다.

오목(凹)부(37) 및 동위상 보조투과영역(C)의 패턴데이터는, 예컨대 전기한 실시예 5와 마찬가지로하여 작성한다. 또, 이런 경우, 위상 시프트 오목(凹)부(7c)의 패턴데이터는, 오목(凹)부(37)의 패턴데이터와 동일하다.

다음에, 본 실시예 6의 작용을 제22도(a)∼(d)에 의해 설명한다.

제22도(a)에 나타낸 마스크(lf)상의 소정의 집적회로패턴의 원화를 축소. 노광법 등에 의해 웨이퍼상에 전사할때, 제2광투과영역의 오목(凹)부(37) 및 위상 시프트 오목(凹)부(7c)를 투과한 광과, 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광과의 사이에는 180도의 위상차가 생긴다(제22도(b),(c)).

여기서, 마스크(lf)에 조사된 광중, 제2광투과영역의 오목(凹)부(37) 및 위상 시프트 오목(凹)부(7c)를투과한 광과, 제1광투과영역으로서의 광투과영역(B)을 투과한 광이. 광투과영역(B)에 인접한 광차폐영역(A,A)의 단부에 있어서 약해져 합친다. 따라서, 웨이퍼상에 투영되는 상의 윤곽부의 흐려짐이 저감하고, 투영상의 콘트라스트가 대폭으로 개선되며, 해상도 및 초점심도가 대폭으로 향상한다(제22도(d)). 그리고, 광강도는, 광의 진폭의 제곱으로 되기 때문에, 웨이퍼상에 있어서의 광진폭의 부측의 파형은, 제22도(d)에 나타낸 것처럼 정측으로 반전한다.

이상, 본 실시예 6에 있어서는, 전기한 실시예 5의 (1)∼(5)의 효과 이외에, 이하의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(1) 광의 위상 시프트수단을 투명막(4c) 대신에 위상 시프트 오목(凹)부(7c)로 하므로써, 마스크(lf)의제조시 위상 시프트용의 투명막의 형성공정을 필요로 하지 않는다.

(2) 상기 (1)에 덧붙여서, 집속이온비임에 의해서 금슥총(3)에 오목(凹)부(37)를 형성할때, 위상 시프트오목(凹)부(7c)를 함께 형성하므로써, 전기한 실시예 5의 마스크(le) 보다도 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 할 수가 있으며, 또한 그 제조시간을 대폭으로 단축시키는 것이 가능해진다.

(3) 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 하는 것이 가능해지기 때문에, 전기한 실시예 5의 마스크(le) 보다도 외관의 결함이나 이물의 부착, 손인 등을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.

(4) 위상 시프트 오목(凹)부(7c)의 경우, 위상 시프트용의 투명막과 같이 마스크 제조후의 조사광이나 노광광에 의해, 예컨대 막질이 열화하거나, 투과율이 열화하거나, 혹은 기판(2)과의 접착성이 열화하거나 하는일이 없다.

(5) 상기 (4)에 의해, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다는 수명을 향상시키는 것이 가능해진다.

(6) 상기한 (4)에 의해, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다도 광의 위상 조작 정밀도를 장기간에 걸쳐서 유지하는 것이 가능해진다.

(7) 위상 시프트 오목(凹)부(7c)의 경우, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 경우와 같은 막질이나 투과율 혹은 접착성의 열화, 및 막의 박리등을 고려할 필요가 없기 때문에, 마스크(lf)에 대해서 고온에서의 오존 황산세정이나 고압수 스크라블 세정등의 처리를 행하는 것이 가능해진다,

(8) 상기 (7)에 의해, 광의 위상 시프트수단으로서 투명막을 사용한 마스크 보다도 이물의 게거처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.

(실시예 7)

제23도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 마스크의 요부 단면도이다.

제23도에 나타낸 본 실시예 7의 마스크(lg)에 있어서는, 광차폐영역(A)을 끼는 한쌍의 광투과영역(한쌍중 한쪽이 제1광투과영역, 다른쪽이 제2광투과영역)(B,B)의 적어도 한쪽에 위상 시프트 오목(凹)부(7d)가 형성되어 있다.

위상 시프트 오목(凹)부(7d)의 저면은, 그곳을 투과하는 광의 위상의 조작성을 향상시키기 위하여, 전기한 실시예 3과 마찬가지로 플라즈마 드라이에칭 처리가 행해져 거의 평탄화되어 있다.

본 실시예 7은, 예컨대 메모리셀과 같이 집적회로패턴이 단순히 배치되는 부분에 있어서 적용하는 것이가능하다.

위상 시프트 오목(凹)부(7d)는, 예컨대 전기한 실시예 6과 마찬가지로, 금속층(3)을 집속이온비임에 의해 에칭하여 광투과영역(B)을 형성할때, 비임의 주사회수를 늘려서 기판(2)를 깊이 d만큼 에칭하여 형성한다 이상, 본 실시예 7에 의하면, 이하의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

(1) 노광할때, 광차폐영역(A)을 끼는 한쌍의 광투과영역(B,B)의 각각의 광투과영역(B)을 투과한 광사이에 180도의 위상차를 생기게 하므로써, 광차폐영역(A)을 끼는 각각의 광투과영역(B)을 투과한 광이, 광차폐영역(A)에서 약해져 합치기 때문에, 한쌍의 광투과영역(B)에 끼어진 광차폐영역(A)의 해상도가 향상하고, 패턴전사 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

(2) 광의 위상 시프트수단을 종래의 투명막에 대신에 위상 시프트 오목(凹)부(7d)로 하므로써, 마스크(lg)의 제조시 투명막의 형성공정을 필요로 하지 않는다.

(3) 상기한 (2)에 덧붙여서, 금속층(3)을 집속이온비임에 의해서 패터닝할때, 위상 시프트 오목(凹)부(7d)를 함께 형성하므로써, 종래 보다도 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 할 수가 있으며, 또한 그 제조시간을 대폭으로 단축시키는 것이 가능해진다.

(4) 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 하는 것이 가능해지기 때문에, 종래 보다도 외관결함이나 이물의 부착, 손인 등을 대폭으로 저감하는 것이 가능해진다.

(5) 위상 시프트 오목(凹)부(7d)의 경우, 종래의 위상 시프트용의 투명막처럼 마스크 제조후의 조사광이나 노광광에 의해, 예컨대 막질이나 투과율 혹은 접착성이 열화하는 일은 없다.

(6) 상기 (5)에 의해, 광의 위상 시프트수단을 구비한 마스크의 수명을 종래 보다도 향상시키는 것이 가능해진다.

(7) 상기 (5)에 의해 광의 위상조작 정밀도를 종래보다도 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.

(8) 위상 시프트 오목(凹)부(7d)는, 위상 시프트용의 투명막과 같은 막질이나 투과율 혹은 접착성의 열화, 및 막의 박리 등을 고려할 필요가 없기 때문에, 마스크(lg)에 대해서 고온에서의 오존 황산세정이나 고압수 스크라블 세정 등의 처리를 행하는 것이 가능해진다.

(9) 상기 (8)에 의해, 투명막을 사용한 마스크 보다도 이물의 제거처리를 양호하게 행하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 전기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

예컨대 전기한 실시예 3에 있어서는, 위상 시프트 오목(凹)부의 패턴데이터를 광차폐영역의 패턴을 확대하여 작성된 패턴데이터와 광투과영역의 패턴데이터와의 논리급을 취하므로써 작성한 경우에 대해서 설명하여였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 여러가지로 변경이 가능하며, 예컨대 광차폐영역의 패턴을 확대하여 작성된 패턴에서 원래의 광차폐영역의 괘턴의 차를 취하여 작성하여도 좋다.

또, 전기한 실시예 1,2,5에 있어서, 투명막을 산화인듐으로 한 경우에 대해서 설명하있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 이산화실리콘, 질화실리콘, 불화마그네슘 혹은 폴리메틸메타크릴레이트 등이라도 좋다.

이상과 같은 실명에서는 주로 본 발명자에 의해서 이루어진 발명이 그 배경으로 된 이용분야인 반도체 집적회로장치의 제조공정에 사용되는 마스크에 적용한 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 여러가지로 적용가능하며, 포토리소그래피에 의해, 소정의 기판위에 소정패턴을 전사하는 것을 필요로 하는 기술분야에 적용가능하다.

본 출원에 있어서, 개시되는 발명중, 대표적인 것에 의해서 얻어지는 효과를 간단하게 설명하면, 다음과같다.

상기한 제1의 발명에 의하면, 노광시, 각각 제1광투과영역과 이것에 경계를 접하는 제2광투과영역으로 이루어지는 광투과영역에 있어서, 제1광투과영역과 제2광투과영역 어느 한쪽에 구비된 위상 시프트수단을 투과한 광과, 이것이 형성되어 있지 않은 영억을 투과한 광이, 상기 제1 광투과영역의 상기 제2광투과영역측에 있어서 약해져 합치도록 상호 간섭하므로써, 웨이퍼상의 포트레지스트막에 투영된 마스크 회로폐턴의실상의 윤곽부의 흐려짐이 저감하고, 투영상의 콘트라스트가 대폭으로 개선되며, 해상도 및 초점심도를 대폭으로 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 경우, 하나의 광투과영역내의 서로 경계를 접하는 쳬1광투과영역과 제2광투과영역에서 위상차를 생기게 하기 때문에, 마스크상의 패턴이 복잡하더라도, 제26도.에 나타낸 바와같은 경우에도 위상시프트수단의 배치에 제약이 생기지 않도록 할 수도 있다. 또, 광차폐영역의 패턴폭이 좁아져 제15도 또는 제21도에 도시하는 보조개구가 배치될 수 없는 경우에도, 위상 시프트수단의 배치가 곤란해지는 일은 없다.

상기한 제2의 발명에 의하면, 설계데이터와의 대응관계가 명확한 실{實:위상 인자를 포함하지 않는다는뜻) 패턴데이터를 설계데이터로부터 작성한 다음, 얻어진 실패턴 데이티에서 시프트막 패턴데이터를 자동작셩하는 것이 가능하므로 광의 위상 시프트수단을 갖는 마스크의 제조시간을 대폭척으로 단축시킬 수 있다.

제 3 발명에 의하면, 마스크의 투명기판의 표면부분을 집속이온비임(Focused Ion Beam)에 의하여 절삭하므로써 수직인 측벽을 가지며, 평탄한 저면을 갖는 위상 시프트 오목(凹)부를 형성시킬 수 있으므로 위상시프트의 효과를 최대로 이끌어낼 수 있다. 또한, 부가적인 포토레지스트공정을 사용하지 않고 위상 시프트오목(凹)부를 집속이온비임에 의해 마스크의 패턴데이터를 이용하여 직접 주사하므로써 패턴닝할 수도 있으므로 위상 시프트 마스크의 제조과정을 용이하게 할 수도 있다.

상기한 제4의 발명에 의하면, 위상 시프트 노광에 있어서, 예컨대 광투과영역의 코오너부분과 같이 광의간섭에 의하여 광량이 부족한 부분의 근방에 동위상 보조투과영역을 설치하므로써, 상기 광투과영역의 코오너부분의 광강도가 증가하기 때문에, 각 변의 해상도 뿐만 아니라, 코오너부분과 같이 광량이 부족한 부분의해상도도 향상되어 위상 시프트 효과를 저해하지 않고 광투과영역의 노광시의 변형을 최소한도로 저감하는것이 가능해진다.

Claims (5)

1. (가) 제1주면을 갖는 투명 마스크기판과,(나) (i) 상기 마스크l판의 상기 제1주면측에 설치된 금속층으로 이루어지는 광차폐영역,(ii) 제1광투과영역 및 (iii) 상기 제1광투과영역에 접하거나 근접하여 설치된, 그 투과광의 위상이 상기 제1광투과영역을 투과한 투과광의 외상과 비교하여 반전하도록 한 제2광투과영역을 포함하는 회로패턴을 가지며, 또한 상기 회로패턴을 광학 투영노광장치에 의해 소정의 파장을 갖는 노광광으로 노광하여 상기 제1 및 제2광투과영역을 투과한 각각의 투과광 사이의 상호간섭에 의하여상기 회로패턴의 선명한 실상을 포토레지스트막에 결상전사하기 위하여 사용하는 광학 마스크의 가공방법으로서, 상기 마스크기판의 상기 제1주면측으로부터 소정의 개소에 집속이온비임을 작용시킴으로써 상기 제1주면측에 소정의 평면형상의 평탄한 저면을 갖는 오목(凹)부를 형성하는 공정을 포함하는 광학 마스크 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 오목(凹)부가 상기 제1주면측의 제1광투과영역이 될 부분에 형성되는 광학마스크 가공방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 오목(凹)부가 상기 제1주면측의 제2광투과영역이 될 부분에 형성되는 광학 마스크 가공방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 집속이온비임에 의한 오목(凹)부의 형성은 미리 읽어 넣어진 상기 광차폐영역의 패턴에 대응하는 차광막 패턴데이터에 의거하여 수행되는 광학 마스크 가공방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 집속이온비임에 의한 가공은 미리 읽어 넣어진 상기 광차폐영역의 패턴에 대응하는 차광막 패턴데이터에 의거하여 수행되는 광학 마스크 가공방법.