JP5239799B2 - ハーフトーン型位相シフトマスク - Google Patents
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Description
コントラスト=(Itop−Ibottom)/(Itop+Ibottom) …(1)
MEEF=ΔウェハCD/ΔマスクCD/4 …(2)
上記のように、35〜65nmハーフピッチ・ノードにおいて、ハーフトーンマスクはマスクの転写特性を示すコントラスト、MEEFが共に悪化するという問題があった。
ハーフトーンマスクの照明条件として、本発明では、ウェハ上に転写したときにハーフピッチ55nmノード以下のパタンを形成するフォトリソグラフィにおいて、露光波長193nmのArFエキシマレーザを用い、投影レンズの開口数(NA)を1.3とし、純水を用いた液浸露光を用いた。ただし、実施形態の一例としてNA=1.3の高NAレンズを用いた場合について説明するが、本発明のハーフトーンマスクにおいては、NAが1以上の高NAレンズであればNA=1.3と同様にMEEFの改善効果が得られるものである。
ハーフトーンマスクの評価方法として、本発明においては、上記のフォトリソグラフィにおけるマスクパタンの転写特性を見積もるために、シミュレーション・ソフトウェアとしてEM−Suite(商品名:Panoramic Technology社製)を用いた。また、ハーフトーンマスクの三次元電磁界シミュレーションにはTEMPESTpr2(EM−Suiteオプション)によるFDTD法(時間領域差分法、有限差分時間領域法とも称する。)で、Non−constant scattering coefficientモデルを用いた。マスク中の電磁場解析のシミュレーショングリッドは、マスク寸法上で2nmとし、解像性能評価にはAerial in Resistモデルを使用し、MEEFとレジスト内での光学像のコントラストを求めた。また、レジストの屈折率は1.72とした。
バイアス(d)=2×a
図1において、マスクは4倍体のレチクルであるので、ラインCDは目標とする線幅寸法(ターゲットCD(Critical Dimension)と称する)の4倍の数値を示す。図1において、バイアスdの値が+の場合はラインCDが広がる方向であり、dの値が−の場合はラインCDが狭くなる方向を意味する。ただし、+の場合には特に+の表示はしておらず、以下の本実施形態ではいずれも−の場合を好ましい例として挙げている。
以下、実施形態により、本発明を詳細に説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態のハーフトーンマスクの一例を示す断面模式図である。ハーフトーンマスク50は、透明基板51上に単層ハーフトーン膜52が設けられ、一例として、屈折率(n)は2.4、消衰係数(k)は0.6とした。本実施形態においては、ハーフトーン膜52の膜厚t1を変え、マスクパタンのラインCDのバイアス(以後、ラインバイアスと記す)を変えたとき、上記のMEEFおよびコントラストに関して効果的なウェハ上のハーフピッチ・ノードの範囲を求めた。
図14は、本発明の第2の実施形態のハーフトーンマスクの一例を示す断面模式図である。ハーフトーンマスク140は、透明基板141上に単層ハーフトーン膜142が設けられ、一例として、屈折率(n)は2.5、消衰係数(k)は0.5とした。本実施形態においては、ハーフトーン膜142の膜厚t2を変え、マスクパタンのラインバイアスを変えたとき、上記のMEEFおよびコントラストに関して効果的なウェハ上のハーフピッチ・ノードの範囲を求めた。
11、51、141 透明基板
12、52、142 半透明膜(ハーフトーン膜)
20 従来のハーフトンマスク
21 透明基板
22 半透明膜(ハーフトーン膜)
271、281 透明な石英基板
272、282a、282b 半透明膜(ハーフトーン膜)
273、283 石英基板を透過した透過光
274、284、285 ハーフトーン膜を透過した透過光
282 大きいパタン
285 微細パタン
Claims (5)
- ArFエキシマレーザを露光光源とし、高NAレンズで四重極偏光照明により液浸露光するフォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスクにおいて、該フォトマスクが透明基板上に露光光を所定の透過率で透過し位相を変える単層の半透明膜でマスクパタンを形成したハーフトーン型位相シフトマスクであって、
前記マスクパタンが、ウェハ上に転写されたときにハーフピッチ38nm〜55nmノードの範囲となるパタンであり、
前記半透明膜のマスクパタンを透過した透過光と前記透明基板を透過した透過光との位相差が161°以上172°以下であり、
前記マスクパタンを形成する半透明膜が、膜厚58nm〜66nmの範囲であり、屈折率が2〜2.6、より好ましくは2.3〜2.6の範囲であり、消衰係数が0.3〜0.9の範囲であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。 - 前記マスクパタンが、1:1ライン/スペースからラインバイアスを−30nm〜−10nmの範囲としたパタンであり、前記マスクパタンをウェハ上に転写したときにハーフピッチ38nm〜55nmノードの範囲のパタンであることを特徴とする請求項1に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
- 前記マスクパタンが、1:1ライン/スペースからラインバイアスを−50nm〜−30nmの範囲としたパタンであり、前記マスクパタンをウェハ上に転写したときにハーフピッチ44nm〜52nmノードの範囲のパタンであることを特徴とする請求項1に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
- ArFエキシマレーザを露光光源とし、高NAレンズで四重極偏光照明により液浸露光するフォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスクにおいて、該フォトマスクが透明基板上に露光光を所定の透過率で透過し位相を変える単層の半透明膜でマスクパタンを形成したハーフトーン型位相シフトマスクであって、
前記半透明膜のマスクパタンを透過した透過光と前記透明基板を透過した透過光との位相差が161°以上172°以下であり、
前記マスクパタンが、1:1ライン/スペースからラインバイアスを−30nm〜−10nmの範囲としたパタンであり、前記マスクパタンをウェハ上に転写したときにハーフピッチ38nm〜55nmノードの範囲のパタンであることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。 - ArFエキシマレーザを露光光源とし、高NAレンズで四重極偏光照明により液浸露光するフォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスクにおいて、該フォトマスクが透明基板上に露光光を所定の透過率で透過し位相を変える単層の半透明膜でマスクパタンを形成したハーフトーン型位相シフトマスクであって、
前記半透明膜のマスクパタンを透過した透過光と前記透明基板を透過した透過光との位相差が161°以上172°以下であり、
前記マスクパタンが、1:1ライン/スペースからラインバイアスを−50nm〜−30nmの範囲としたパタンであり、前記マスクパタンをウェハ上に転写したときにハーフピッチ44nm〜52nmノードの範囲のパタンであることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
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