JP2647232B2 - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents
位相シフトマスク及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、LSIの製造に用いられる位相シフトマス
ク及びその製造方法に関し、特に欠陥検査や修正が容易
で制御性のよい位相シフトマスク及びその製造方法に関
するものである。
ク及びその製造方法に関し、特に欠陥検査や修正が容易
で制御性のよい位相シフトマスク及びその製造方法に関
するものである。
［従来の技術］ 従来より、フォトマスク上の拡大パターンをウェハ上
に縮小して繰り返し結像させ、所望のLSIパターンを形
成する光リソグラフィ技術は良く知られている。
に縮小して繰り返し結像させ、所望のLSIパターンを形
成する光リソグラフィ技術は良く知られている。
第２図は上記のような縮小光学式の光ステッパを用い
た従来の光リソグラフィ技術による露光法を示す原理図
であり、上段はフォトマスクの側断面形状、中段はフォ
トマスクを通過した光の電場強度、下段はフォトマスク
透過光が照射されるウェハ上の光強度である。
た従来の光リソグラフィ技術による露光法を示す原理図
であり、上段はフォトマスクの側断面形状、中段はフォ
トマスクを通過した光の電場強度、下段はフォトマスク
透過光が照射されるウェハ上の光強度である。
図において、（１）はフォトマスクの透明基板となる
ガラス基板、（２）はガラス基板（１）に形成されたMo
Si（モリブデンシリコン）等からなる不透明のマスクパ
ターンである。マスクパターン（２）の材料は、光リソ
グラフィで用いられる光、例えば、ｇ線、ｉ線、エキシ
マレーザ等を十分遮断できるものであれば他のものでも
よい。
ガラス基板、（２）はガラス基板（１）に形成されたMo
Si（モリブデンシリコン）等からなる不透明のマスクパ
ターンである。マスクパターン（２）の材料は、光リソ
グラフィで用いられる光、例えば、ｇ線、ｉ線、エキシ
マレーザ等を十分遮断できるものであれば他のものでも
よい。
このようなガラス基板（１）及びマスクパターン
（２）からなるフォトマスクを介して光（例えば、上記
ｉ線）を照射すると、フォトマスクを透過した光の電場
は同一極性のパルス状の強度分布となる。従って、光リ
ソグラフィの解像限界Ｒ［μｍ］以下のパターン転写を
行うと、図示したように、ウェハ上に照射される光強度
は、マスクパターン（２）の縁部を光が回り込むので、
なだらかな干渉波形となってしまう。即ち、フォトマス
クを透過した光の電場は空間的に分離された波形となる
が、ウェハ上の光強度は、隣接した光により互いに重な
り合ってしまうため、パターンの解像を行うことはでき
なくなる。
（２）からなるフォトマスクを介して光（例えば、上記
ｉ線）を照射すると、フォトマスクを透過した光の電場
は同一極性のパルス状の強度分布となる。従って、光リ
ソグラフィの解像限界Ｒ［μｍ］以下のパターン転写を
行うと、図示したように、ウェハ上に照射される光強度
は、マスクパターン（２）の縁部を光が回り込むので、
なだらかな干渉波形となってしまう。即ち、フォトマス
クを透過した光の電場は空間的に分離された波形となる
が、ウェハ上の光強度は、隣接した光により互いに重な
り合ってしまうため、パターンの解像を行うことはでき
なくなる。
ところで、パターン密度に寄与する解像限界Ｒは、以
下の式で表わされ、解像限界Ｒが小さいほど解像度は
高くなる。
下の式で表わされ、解像限界Ｒが小さいほど解像度は
高くなる。
Ｒ＝k1・λ/NA … 但し、式において、k1はレジストのプロセスに依存
する定数であり、0.5程度まで下げることが可能であ
る。又、λは露光に用いられる光の波長、NAはレンズの
開口数である。
する定数であり、0.5程度まで下げることが可能であ
る。又、λは露光に用いられる光の波長、NAはレンズの
開口数である。
式から、定数k1及び波長λを小さくし且つレンズの
開口数NAを高くすれば、解像限界Ｒは小さく（即ち、解
像度は高く）なることが分かる。現在、ｉ線（λ＝0.36
5μｍ）を用いて、開口数NAの値が0.5の光ステッパが実
現しており、又、定数k1の値を0.5まで低減させること
が可能なので、解像限界Ｒの値は、0.4［μｍ］程度ま
で小さくすることができる。
開口数NAを高くすれば、解像限界Ｒは小さく（即ち、解
像度は高く）なることが分かる。現在、ｉ線（λ＝0.36
5μｍ）を用いて、開口数NAの値が0.5の光ステッパが実
現しており、又、定数k1の値を0.5まで低減させること
が可能なので、解像限界Ｒの値は、0.4［μｍ］程度ま
で小さくすることができる。
これよりも小さい解像限界Ｒを得るためには、更に波
長λを短くするか、又は、開口数NAを高くすれば良い
が、光源やレンズの設計が技術的に難しくなる。又、実
施的に解像度に関連する焦点深度δは、以下ので表わ
される。
長λを短くするか、又は、開口数NAを高くすれば良い
が、光源やレンズの設計が技術的に難しくなる。又、実
施的に解像度に関連する焦点深度δは、以下ので表わ
される。
δ＝λ／［２（NA）２］ … 従って、式から明らかなように、波長λを小さく且
つ開口数NAを高くして解像限界Ｒを小さくすると焦点深
度δも小さくなり、結局、解像度が低くなってしまうと
いう問題点がある。
つ開口数NAを高くして解像限界Ｒを小さくすると焦点深
度δも小さくなり、結局、解像度が低くなってしまうと
いう問題点がある。
このような問題点を解決するため、従来より、以下の
ように、位相シフトマスクを用いた露光法が提案されて
いる。
ように、位相シフトマスクを用いた露光法が提案されて
いる。
第３図は、例えば特開昭57−62052号公報及び特開昭5
8−17344号公報に記載された、改良された従来の光リソ
グラフィ技術による露光法を示す原理図である。
8−17344号公報に記載された、改良された従来の光リソ
グラフィ技術による露光法を示す原理図である。
図において、（３）はSiO2等の透明材からなる位相シ
フタであり、隣接するマスクパターン（２）の間（光透
過部）に１つおきに配設されている。位相シフタ（３）
は透過した光の位相を180゜だけシフトさせる機能を有
している。
フタであり、隣接するマスクパターン（２）の間（光透
過部）に１つおきに配設されている。位相シフタ（３）
は透過した光の位相を180゜だけシフトさせる機能を有
している。
第３図のような位相シフトマスクを用いた場合、位相
シフトマスクを透過した光の電場強度分布は、交互に位
相が反転されるため、図示したように反転パルス状とな
る。
シフトマスクを透過した光の電場強度分布は、交互に位
相が反転されるため、図示したように反転パルス状とな
る。
従って、第２図の場合と同様の光学系で投影すると、
ウェハ上の光強度は、パターン像が隣接して重なり合う
部分で光強度が相殺されるため、図示したように分離さ
れたパターン波形となる。
ウェハ上の光強度は、パターン像が隣接して重なり合う
部分で光強度が相殺されるため、図示したように分離さ
れたパターン波形となる。
第３図の露光方法によれば、解像力が第２図の場合よ
り高くなり、実験的には、最小解像パターン幅を約半分
にすることができる。
り高くなり、実験的には、最小解像パターン幅を約半分
にすることができる。
しかし、第３図の位相シフトマスクの構成は、ライン
及びスペースパターンのような周期的パターンに対して
は容易に適用することができるが、任意のパターンに対
しては、ウェハ上の光強度を完全に分離することができ
ず適用困難である。
及びスペースパターンのような周期的パターンに対して
は容易に適用することができるが、任意のパターンに対
しては、ウェハ上の光強度を完全に分離することができ
ず適用困難である。
この問題点を解決するため、任意のパターンに対して
も適用可能で、且つ、製造上の面からも容易に実現可能
な位相シフトマスクを用いた露光方法が提案されてい
る。
も適用可能で、且つ、製造上の面からも容易に実現可能
な位相シフトマスクを用いた露光方法が提案されてい
る。
第４図は、例えば1989年の「IEDMコンファレンス」に
記載された、更に改良した従来のセルフ・アライン方式
による位相シフトマスクを用いた露光法を示す原理図で
ある。
記載された、更に改良した従来のセルフ・アライン方式
による位相シフトマスクを用いた露光法を示す原理図で
ある。
この場合、位相シフタ（３）は、マスクパターン
（２）の上面に載置された状態で形成されており、マス
クパターン（２）よりも広いパターン幅を有している。
（２）の上面に載置された状態で形成されており、マス
クパターン（２）よりも広いパターン幅を有している。
これにより、マスクパターン（２）の縁部付近の光の
位相が反転し、ウェハ上に結像される光強度は、図示し
たようにパターンの配列とは無関係に確実に分離され
る。
位相が反転し、ウェハ上に結像される光強度は、図示し
たようにパターンの配列とは無関係に確実に分離され
る。
次に、第５図の断面図で示す工程図を参照しながら、
第４図に示した従来の位相シフトマスクの製造方法につ
いて説明する。
第４図に示した従来の位相シフトマスクの製造方法につ
いて説明する。
まず、工程（ａ）のように、ガラス基板（１）上にマ
スクパターン（２）及び位相シフタ（３）の材料膜を積
層し、更に、位相シフタ（３）の上にレジストパターン
（４）を形成する。
スクパターン（２）及び位相シフタ（３）の材料膜を積
層し、更に、位相シフタ（３）の上にレジストパターン
（４）を形成する。
続いて、工程（ｂ）のように、レジストパターン
（４）に応じた形状のマスクパターン（２）及び位相シ
フタ（３）をエッチングにより形成し、レジストパター
ン（４）を除去する。
（４）に応じた形状のマスクパターン（２）及び位相シ
フタ（３）をエッチングにより形成し、レジストパター
ン（４）を除去する。
次に、工程（ｃ）のように、マスクパターン（２）の
みを加工するための等方性エッチングを行い、マスクパ
ターン（２）のみの幅を位相シフタ（３）よりも小さく
する。これにより、第４図のような位相シフタ（３）を
有するマスクパターン（２）がガラス基板（１）上に形
成される。
みを加工するための等方性エッチングを行い、マスクパ
ターン（２）のみの幅を位相シフタ（３）よりも小さく
する。これにより、第４図のような位相シフタ（３）を
有するマスクパターン（２）がガラス基板（１）上に形
成される。
こうして形成された位相シフトマスクは、工程（ｂ）
又は（ｃ）以降に、パターン欠け等の欠陥検査が行われ
る。しかし、工程（ｃ）の等方性エッチングにおいて
は、マスクパターン（２）と位相シフタ（３）との間に
存在する異物等により加工精度がバラツキ易く制御性が
悪い。従って、製造上のバラツキ要因が多く、欠陥検査
及び修正の信頼性が悪い。
又は（ｃ）以降に、パターン欠け等の欠陥検査が行われ
る。しかし、工程（ｃ）の等方性エッチングにおいて
は、マスクパターン（２）と位相シフタ（３）との間に
存在する異物等により加工精度がバラツキ易く制御性が
悪い。従って、製造上のバラツキ要因が多く、欠陥検査
及び修正の信頼性が悪い。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の位相シフトマスク及びその製造方法は以上のよ
うに、マスクパターン（２）及び位相シフタ（３）をエ
ッチングした後で、マスクパターン（２）のみを等方性
エッチングしているので、欠陥検査及び修正が困難とな
るうえ、厳しく管理すべき加工精度の制御性が悪いとい
う問題点があった。
うに、マスクパターン（２）及び位相シフタ（３）をエ
ッチングした後で、マスクパターン（２）のみを等方性
エッチングしているので、欠陥検査及び修正が困難とな
るうえ、厳しく管理すべき加工精度の制御性が悪いとい
う問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、欠陥検査及び修正が容易で、且つ、制御性
のよい位相シフトマスク及びその製造方法を得ることを
目的とする。
れたもので、欠陥検査及び修正が容易で、且つ、制御性
のよい位相シフトマスク及びその製造方法を得ることを
目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明の特許請求の範囲第１項に係る位相シフトマ
スクの製造方法は、透明基板上にMoSiのマスクパターン
を形成する工程と、マスクパターンを酸化してマスクパ
ターンの周辺部にMoSiの酸化物からなる位相シフタを形
成する工程とを備えたものである。
スクの製造方法は、透明基板上にMoSiのマスクパターン
を形成する工程と、マスクパターンを酸化してマスクパ
ターンの周辺部にMoSiの酸化物からなる位相シフタを形
成する工程とを備えたものである。
又、この発明の特許請求の範囲第２項に係る位相シフ
トマスクは、透明基板と、透明基板上に形成されたマス
クパターンと、マスクパターンの周辺部に形成されたMo
Siの酸化物からなる位相シフタとを備えたものである。
トマスクは、透明基板と、透明基板上に形成されたマス
クパターンと、マスクパターンの周辺部に形成されたMo
Siの酸化物からなる位相シフタとを備えたものである。
［作用］ この発明の特許請求の範囲第１項による位相シフトマ
スクの製造方法においては、透明基板上にMoSiの完全な
マスクパターンを形成した後に、マスクパターンの周辺
部を前面にわたって酸化させ、MoSiの酸化物からなる位
相シフタを高精度且つ均一に形成する。
スクの製造方法においては、透明基板上にMoSiの完全な
マスクパターンを形成した後に、マスクパターンの周辺
部を前面にわたって酸化させ、MoSiの酸化物からなる位
相シフタを高精度且つ均一に形成する。
又、この発明の特許請求の範囲第２項による位相シフ
トマスクにおいては、マスクパターンの周辺部に形成さ
れたMoSiの酸化物からなる位相シフタにより、透過光の
電場強度を位相反転し、ウェハ上のパターン縁部での光
強度を相殺させて解像度を向上させる。
トマスクにおいては、マスクパターンの周辺部に形成さ
れたMoSiの酸化物からなる位相シフタにより、透過光の
電場強度を位相反転し、ウェハ上のパターン縁部での光
強度を相殺させて解像度を向上させる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例による位相シフトマスク及び
その製造方法を断面図で示す工程図であり、図におい
て、（１）〜（４）は前述と同様のものである。
１図はこの発明の一実施例による位相シフトマスク及び
その製造方法を断面図で示す工程図であり、図におい
て、（１）〜（４）は前述と同様のものである。
まず、工程（ａ）において、ガラス基板（１）の上に
マスクパターン（２）となる材料膜を形成し、マスクパ
ターン（２）の上にレジストパターン（４）を形成す
る。
マスクパターン（２）となる材料膜を形成し、マスクパ
ターン（２）の上にレジストパターン（４）を形成す
る。
続いて、工程（ｂ）において、レジストパターン
（４）に従う形状でマスクパターン（２）をエッチング
し、レジストパターン（４）を除去する。
（４）に従う形状でマスクパターン（２）をエッチング
し、レジストパターン（４）を除去する。
次に、工程（ｃ）において、マスクパターン（２）を
酸化させて、マスクパターン（２）の周辺部の全面に均
一の厚さの位相シフタ（３）を形成する。
酸化させて、マスクパターン（２）の周辺部の全面に均
一の厚さの位相シフタ（３）を形成する。
この場合、パターン欠陥検査及び修正等は、工程
（ｂ）の後に行われ、これにより、要求精度に応じた完
全なマスクパターン（２）が形成される。
（ｂ）の後に行われ、これにより、要求精度に応じた完
全なマスクパターン（２）が形成される。
又、工程（ｃ）で形成される位相シフタ（３）の厚さ
は、酸化処理時間の管理により容易に制御することがで
き、位相シフタ（３）に欠陥が生じる可能性がないの
で、工程（ｃ）の後に検査を行う必要はない。
は、酸化処理時間の管理により容易に制御することがで
き、位相シフタ（３）に欠陥が生じる可能性がないの
で、工程（ｃ）の後に検査を行う必要はない。
こうして、第１図（ｃ）のように、ガラス基板（１）
上に所定のマスクパターン（２）とマスクパターン
（２）の周辺部を均一に覆う位相シフタ（３）とが形成
された位相シフトマスクが完成する。
上に所定のマスクパターン（２）とマスクパターン
（２）の周辺部を均一に覆う位相シフタ（３）とが形成
された位相シフトマスクが完成する。
尚、マスクパターン（２）の材料としては、光リソグ
ラフィで用いられる光（ｇ線、ｉ線、エキシマレーザ
等）を十分遮断でき且つ酸化後に透明になるものであれ
ば良いが、特に加工性に優れたMoSiを用いることが望ま
しい。
ラフィで用いられる光（ｇ線、ｉ線、エキシマレーザ
等）を十分遮断でき且つ酸化後に透明になるものであれ
ば良いが、特に加工性に優れたMoSiを用いることが望ま
しい。
又、上記実施例のように熱酸化処理を用いれば、位相
シフタ（３）となる酸化膜厚の制御性を更に向上させる
ことができ、高精度の位相シフタ（３）を形成すること
ができる。
シフタ（３）となる酸化膜厚の制御性を更に向上させる
ことができ、高精度の位相シフタ（３）を形成すること
ができる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明の特許請求の範囲第１項によれ
ば、透明基板上にMoSiのマスクパターンを形成する工程
と、マスクパターンを酸化してマスクパターンの周辺部
にMoSiの酸化物からなる位相シフタを形成する工程とを
備え、透明基板上に完全なマスクパターンを形成した後
に、マスクパターンの周辺部を全面酸化させて位相シフ
タを高精度且つ均一に形成するようにしたので、欠陥検
査及び修正が容易で且つ制御性のよい位相シフトマスク
の製造方法が得られる効果がある。
ば、透明基板上にMoSiのマスクパターンを形成する工程
と、マスクパターンを酸化してマスクパターンの周辺部
にMoSiの酸化物からなる位相シフタを形成する工程とを
備え、透明基板上に完全なマスクパターンを形成した後
に、マスクパターンの周辺部を全面酸化させて位相シフ
タを高精度且つ均一に形成するようにしたので、欠陥検
査及び修正が容易で且つ制御性のよい位相シフトマスク
の製造方法が得られる効果がある。
又、この発明の特許請求の範囲第２項によれば、透明
基板と、透明基板上に形成されたマスクパターンと、マ
スクパターンの周辺部に形成されたMoSiの酸化物からな
る位相シフタとを備え、マスクパターンの周辺部の位相
シフタにより透過光の電場強度を位相反転し、ウェハ上
のパターン縁部での光強度を相殺させて解像度を向上さ
せるようにしたので、欠陥検査及び修正が容易で且つ制
御性のよい位相シフトマスクが得られる効果がある。
基板と、透明基板上に形成されたマスクパターンと、マ
スクパターンの周辺部に形成されたMoSiの酸化物からな
る位相シフタとを備え、マスクパターンの周辺部の位相
シフタにより透過光の電場強度を位相反転し、ウェハ上
のパターン縁部での光強度を相殺させて解像度を向上さ
せるようにしたので、欠陥検査及び修正が容易で且つ制
御性のよい位相シフトマスクが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による位相シフトマスク及
びその製造方法を断面図で示す工程図、第２図は従来の
光リソグラフィによる露光法を示す原理図、第３図は改
良された従来の光リソグラフィによる露光法を示す原理
図、第４図は更に改良された従来の光リソグラフィによ
る露光法を示す原理図、第５図は第４図内の位相シフト
マスクの製造方法を断面図で示す工程図である。 （１）……ガラス基板（透明基板） （２）……マスクパターン （３）……位相シフタ 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
びその製造方法を断面図で示す工程図、第２図は従来の
光リソグラフィによる露光法を示す原理図、第３図は改
良された従来の光リソグラフィによる露光法を示す原理
図、第４図は更に改良された従来の光リソグラフィによ
る露光法を示す原理図、第５図は第４図内の位相シフト
マスクの製造方法を断面図で示す工程図である。 （１）……ガラス基板（透明基板） （２）……マスクパターン （３）……位相シフタ 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板上にMoSiのマスクパターンを形成
する工程と、前記マスクパターンを酸化して前記マスク
パターンの周辺部にMoSiの酸化物からなる位相シフタを
形成する工程とを備えた位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項２】透明基板と、前記透明基板上に形成された
マスクパターンと、前記マスクパターンの周辺部に形成
されたMoSiの酸化物からなる位相シフタとを備えた位相
シフトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10747590A JP2647232B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10747590A JP2647232B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046557A JPH046557A (ja) | 1992-01-10 |
| JP2647232B2 true JP2647232B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=14460149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10747590A Expired - Lifetime JP2647232B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647232B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940005608B1 (ko) * | 1991-05-13 | 1994-06-21 | 금성일렉트론 주식회사 | 위상반전마스크 제조방법 |
| JP2759582B2 (ja) * | 1991-09-05 | 1998-05-28 | 三菱電機株式会社 | フォトマスクおよびその製造方法 |
| KR930011099A (ko) * | 1991-11-15 | 1993-06-23 | 문정환 | 위상 반전 마스크 제조방법 |
| TWI707195B (zh) * | 2020-02-14 | 2020-10-11 | 力晶積成電子製造股份有限公司 | 相位轉移光罩的製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03211554A (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-17 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクの製造方法 |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP10747590A patent/JP2647232B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046557A (ja) | 1992-01-10 |
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