JPH07333826A - フォトマスク - Google Patents
フォトマスクInfo
- Publication number
- JPH07333826A JPH07333826A JP13149494A JP13149494A JPH07333826A JP H07333826 A JPH07333826 A JP H07333826A JP 13149494 A JP13149494 A JP 13149494A JP 13149494 A JP13149494 A JP 13149494A JP H07333826 A JPH07333826 A JP H07333826A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening
- light
- photomask
- phase shift
- shielding film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトマスク、特に縮小投影露光装置に使用
するフォトマスクに関し、フォトマスクに形成された微
細パターンの透過光の光強度を高めて非露光部とのコン
トラストを充分大きくしてレジストの解像を可能にする
フォトマスクを提供することを目的とする。 【構成】 透明基板１上に例えば１辺の大きさが（１．
０９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形である第１の開
口３を有する半透明位相シフト膜２が形成され、この半
透明位相シフト膜２の第１の開口３内に遮光膜４が形成
され、この遮光膜４の中心に遮光領域となる第２の開口
５が形成されるように構成される。
するフォトマスクに関し、フォトマスクに形成された微
細パターンの透過光の光強度を高めて非露光部とのコン
トラストを充分大きくしてレジストの解像を可能にする
フォトマスクを提供することを目的とする。 【構成】 透明基板１上に例えば１辺の大きさが（１．
０９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形である第１の開
口３を有する半透明位相シフト膜２が形成され、この半
透明位相シフト膜２の第１の開口３内に遮光膜４が形成
され、この遮光膜４の中心に遮光領域となる第２の開口
５が形成されるように構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスク、特に縮
小投影露光装置に使用するフォトマスクに関する。
小投影露光装置に使用するフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】波長が０．３６５μｍのｉ線を使用して
露光する場合の微細パターンの露光解像限界は、縮小投
影露光装置の開口数ＮＡを大きくすることで向上してき
た。しかし、焦点深度はＮＡの２乗に反比例して小さく
なるため、今日のようにＮＡがかなり大きくなってくる
と充分な焦点深度が得られず、ＮＡの増大による解像度
向上にも限界が出てきた。
露光する場合の微細パターンの露光解像限界は、縮小投
影露光装置の開口数ＮＡを大きくすることで向上してき
た。しかし、焦点深度はＮＡの２乗に反比例して小さく
なるため、今日のようにＮＡがかなり大きくなってくる
と充分な焦点深度が得られず、ＮＡの増大による解像度
向上にも限界が出てきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法で微細パタ
ーンが解像困難になる原因は、フォトマスク透過光のウ
ェーハ上での光強度分布を考えた場合、パターンの微細
化に伴ってウェーハ上における光強度分布のピーク値が
低下し、非露光部との光強度のコントラストが充分とれ
なくなってレジストが解像困難になるためである。ま
た、それと同時にパターンに対する忠実性も悪化する。
ーンが解像困難になる原因は、フォトマスク透過光のウ
ェーハ上での光強度分布を考えた場合、パターンの微細
化に伴ってウェーハ上における光強度分布のピーク値が
低下し、非露光部との光強度のコントラストが充分とれ
なくなってレジストが解像困難になるためである。ま
た、それと同時にパターンに対する忠実性も悪化する。
【０００４】本発明の目的は、これらの欠点を解消する
ことにあり、フォトマスクに形成された微細パターンの
透過光の光強度を高めて非露光部とのコントラストを充
分大きくしてレジストの解像を可能にするフォトマスク
を提供することにある。
ことにあり、フォトマスクに形成された微細パターンの
透過光の光強度を高めて非露光部とのコントラストを充
分大きくしてレジストの解像を可能にするフォトマスク
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、透明基板
（１）上に第１の開口（３）を有する半透明位相シフト
膜（２）が形成され、この半透明位相シフト膜（２）の
前記の第１の開口（３）内に遮光膜（４）が形成され、
この遮光膜（４）の中心に第２の開口（５）が形成され
ているフォトマスクによって達成される。
（１）上に第１の開口（３）を有する半透明位相シフト
膜（２）が形成され、この半透明位相シフト膜（２）の
前記の第１の開口（３）内に遮光膜（４）が形成され、
この遮光膜（４）の中心に第２の開口（５）が形成され
ているフォトマスクによって達成される。
【０００６】なお、第１の開口（３）の形状は、１辺の
大きさが（１．０９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形 但し、λは露光光の波長（μｍ）であり、ＮＡは露光装
置の開口数である。 であるか、または、半径が（０．６４±１５％）・λ／
ＮＡμｍの円形であるか、または、１辺の大きさが
（０．４９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正八角形である
か、または、幅が（１．０２±１５％）・λ／ＮＡμｍ
の直線パターンであることが好ましい。
大きさが（１．０９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形 但し、λは露光光の波長（μｍ）であり、ＮＡは露光装
置の開口数である。 であるか、または、半径が（０．６４±１５％）・λ／
ＮＡμｍの円形であるか、または、１辺の大きさが
（０．４９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正八角形である
か、または、幅が（１．０２±１５％）・λ／ＮＡμｍ
の直線パターンであることが好ましい。
【０００７】
【作用】図３（ａ）に示すように、透明基板１上に第１
の開口３を有する半透明の位相シフト膜（１８０°位相
を反転する。）２が形成され、その第１の開口３内に、
遮光膜４が形成されているフォトマスクを使用して露光
したときのフォトマスク透過光の振幅を図３（ｂ）に示
し、ウェーハ上の光振幅を図３（ｃ）に示す。図３にお
いて正側は露光々と同一位相の振幅を表し、負側は１８
０°反転した位相の振幅を表す。半透明の位相シフト膜
２を透過して１８０°位相が反転した半透過光は遮光膜
４との界面において回折し、回折像の１次極大（露光々
と同一位相）が、図３（ｃ）にａとｂとをもって示すよ
うに遮光膜４に対応するウェーハ上の領域に発生する。
の開口３を有する半透明の位相シフト膜（１８０°位相
を反転する。）２が形成され、その第１の開口３内に、
遮光膜４が形成されているフォトマスクを使用して露光
したときのフォトマスク透過光の振幅を図３（ｂ）に示
し、ウェーハ上の光振幅を図３（ｃ）に示す。図３にお
いて正側は露光々と同一位相の振幅を表し、負側は１８
０°反転した位相の振幅を表す。半透明の位相シフト膜
２を透過して１８０°位相が反転した半透過光は遮光膜
４との界面において回折し、回折像の１次極大（露光々
と同一位相）が、図３（ｃ）にａとｂとをもって示すよ
うに遮光膜４に対応するウェーハ上の領域に発生する。
【０００８】遮光膜４の大きさを変化させると図３
（ｃ）において記号ａとｂとをもって示す回折像の１次
極大の発生位置が図４に示すように相互に重なり合っ
て、遮光膜４の中心に対応するウェーハ上において回折
像の光振幅が最大になる。フレネル回折の計算により、
正方形の遮光膜４の一辺の大きさと遮光膜４の中心に対
応するウェーハ上に発生する回折像の光振幅（フォトマ
スクを外したときのウェーハ上の光振幅を１．０とす
る。）との関係を露光装置の開口数（ＮＡ）が０．４と
０．５と０．６の場合について求めると、図５に示すグ
ラフが求められる。なお、半透明位相シフト膜２の透過
率は０．１とし、遮光膜４の透過率は０とする。このグ
ラフから、遮光膜４の形状が正方形の場合には、一辺の
長さが１．０９λ／ＮＡμｍのときにウェーハ上におけ
る回折像の光振幅が最大になることがわかる。
（ｃ）において記号ａとｂとをもって示す回折像の１次
極大の発生位置が図４に示すように相互に重なり合っ
て、遮光膜４の中心に対応するウェーハ上において回折
像の光振幅が最大になる。フレネル回折の計算により、
正方形の遮光膜４の一辺の大きさと遮光膜４の中心に対
応するウェーハ上に発生する回折像の光振幅（フォトマ
スクを外したときのウェーハ上の光振幅を１．０とす
る。）との関係を露光装置の開口数（ＮＡ）が０．４と
０．５と０．６の場合について求めると、図５に示すグ
ラフが求められる。なお、半透明位相シフト膜２の透過
率は０．１とし、遮光膜４の透過率は０とする。このグ
ラフから、遮光膜４の形状が正方形の場合には、一辺の
長さが１．０９λ／ＮＡμｍのときにウェーハ上におけ
る回折像の光振幅が最大になることがわかる。
【０００９】同様に、遮光膜４の形状が正八角形の場合
についてのフレネル回折の計算結果を図６に示す。この
場合には、一辺の長さが０．４９λ／ＮＡμｍのときに
ウェーハ上における回折像の光振幅が最大になる。
についてのフレネル回折の計算結果を図６に示す。この
場合には、一辺の長さが０．４９λ／ＮＡμｍのときに
ウェーハ上における回折像の光振幅が最大になる。
【００１０】また、遮光膜４の形状が直線パターンの場
合についてのフレネル回折の計算結果を図７に示す。こ
の場合には、直線パターンの幅が１．０２λ／ＮＡμｍ
のときにウェーハ上における回折像の光振幅が最大にな
る。
合についてのフレネル回折の計算結果を図７に示す。こ
の場合には、直線パターンの幅が１．０２λ／ＮＡμｍ
のときにウェーハ上における回折像の光振幅が最大にな
る。
【００１１】そこで、これらの遮光膜４の中心部に透過
領域となる第２の開口（図示せず）を形成すれば、この
第２の開口を透過した透過光のウェーハ上での光強度
は、図４に示す回折像の光強度が加わって強調される。
領域となる第２の開口（図示せず）を形成すれば、この
第２の開口を透過した透過光のウェーハ上での光強度
は、図４に示す回折像の光強度が加わって強調される。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例に係
るフォトマスクについて説明する。なお、露光装置の光
源の波長λは０．３６５μｍであり、開口数ＮＡは０．
６３とする。
るフォトマスクについて説明する。なお、露光装置の光
源の波長λは０．３６５μｍであり、開口数ＮＡは０．
６３とする。
【００１３】図１参照 図１の（ａ）はフォトマスクの断面図であり、（ｂ）は
平面図である。
平面図である。
【００１４】透明基板１上に、１辺の大きさが式（１．
０９±１５％）・λ／ＮＡを計算して求めた値の０．６
３μｍである正方形の第１の開口３を有する半透明の位
相シフト膜２が形成され、この第１の開口３内に遮光膜
４が形成され、この遮光膜４の中心に一例として一辺の
大きさが０．３μｍである正方形の第２の開口５が形成
されている。位相シフト膜２には酸化クロム膜等の半透
明膜が使用され、透過光の位相を１８０°反転する厚さ
に形成されている。また、遮光膜４にはクローム膜等が
使用される。
０９±１５％）・λ／ＮＡを計算して求めた値の０．６
３μｍである正方形の第１の開口３を有する半透明の位
相シフト膜２が形成され、この第１の開口３内に遮光膜
４が形成され、この遮光膜４の中心に一例として一辺の
大きさが０．３μｍである正方形の第２の開口５が形成
されている。位相シフト膜２には酸化クロム膜等の半透
明膜が使用され、透過光の位相を１８０°反転する厚さ
に形成されている。また、遮光膜４にはクローム膜等が
使用される。
【００１５】図８参照 このフォトマスクを使用して、開口数ＮＡ＝０．６３、
開口数に対する光源の大きさσ＝０．３の縮小露光装置
を使用して露光したときのウェーハ上の光強度分布を図
８に示す。図の縦軸は、フォトマスクを外したときのウ
ェーハ上の光強度を１．０としたときの光強度を示し、
グラフＡはベストフォーカスの場合、グラフＢはデフォ
ーカスが＋０．９μｍの場合の光強度分布を示す。
開口数に対する光源の大きさσ＝０．３の縮小露光装置
を使用して露光したときのウェーハ上の光強度分布を図
８に示す。図の縦軸は、フォトマスクを外したときのウ
ェーハ上の光強度を１．０としたときの光強度を示し、
グラフＡはベストフォーカスの場合、グラフＢはデフォ
ーカスが＋０．９μｍの場合の光強度分布を示す。
【００１６】比較例 図２参照 透明基板１上に遮光膜４が形成され、その遮光膜４に１
辺の大きさが０．３μｍの正方形の開口６が形成されて
いる従来のフォトマスクの断面図を図２（ａ）に示し、
平面図を同図（ｂ）に示す。
辺の大きさが０．３μｍの正方形の開口６が形成されて
いる従来のフォトマスクの断面図を図２（ａ）に示し、
平面図を同図（ｂ）に示す。
【００１７】図９参照 この従来のフォトマスクを使用して露光したときのウェ
ーハ上の光強度分布を図９に示す。
ーハ上の光強度分布を図９に示す。
【００１８】図８と図９とを比較すると、本発明に係る
フォトマスクを使用した場合には、ベストフォーカス
（グラフＡ）で約１．３倍、デフォーカス＋０．９μｍ
（グラフＢ）では２倍程度光強度分布のピーク値の大き
さが従来よりも増加している。また、ピーク値が増加し
たのにもかゝわらず、裾が広がらないために、デフォー
カス特性もかなり向上している。
フォトマスクを使用した場合には、ベストフォーカス
（グラフＡ）で約１．３倍、デフォーカス＋０．９μｍ
（グラフＢ）では２倍程度光強度分布のピーク値の大き
さが従来よりも増加している。また、ピーク値が増加し
たのにもかゝわらず、裾が広がらないために、デフォー
カス特性もかなり向上している。
【００１９】なお、位相が１８０°反転する半透明位相
シフト膜２の回折光によって第２の開口５の中心の光強
度を強調するのであるから、半透明位相シフト膜２に形
成する第１の開口３の形状は、１辺の大きさが（１．０
９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形に限られるもので
はなく、半径が（０．６４±１５％）・λ／ＮＡμｍの
円形または１辺の大きさが（０．４９±１５％）・λ／
ＮＡμｍの正八角形または幅が（１．０２±１５％）・
λ／ＮＡμｍの直線パターンであってもよい。
シフト膜２の回折光によって第２の開口５の中心の光強
度を強調するのであるから、半透明位相シフト膜２に形
成する第１の開口３の形状は、１辺の大きさが（１．０
９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形に限られるもので
はなく、半径が（０．６４±１５％）・λ／ＮＡμｍの
円形または１辺の大きさが（０．４９±１５％）・λ／
ＮＡμｍの正八角形または幅が（１．０２±１５％）・
λ／ＮＡμｍの直線パターンであってもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るフォ
トマスクにおいては、透明基板上に第１の開口を有する
半透明位相シフト膜が形成され、この第１の開口内に第
２の開口を有する遮光膜が形成されているフォトマスク
を使用すると、半透明位相シフト膜を透過した光の回折
像の１次極大を第２の開口に対応する領域のウェーハ上
に重なって発生させることができるので、第２の開口を
透過する光強度にこの回折像の光強度が加わって、非露
光部との光強度コントラストが充分大きくなり、微細パ
ターンの解像が可能になる。
トマスクにおいては、透明基板上に第１の開口を有する
半透明位相シフト膜が形成され、この第１の開口内に第
２の開口を有する遮光膜が形成されているフォトマスク
を使用すると、半透明位相シフト膜を透過した光の回折
像の１次極大を第２の開口に対応する領域のウェーハ上
に重なって発生させることができるので、第２の開口を
透過する光強度にこの回折像の光強度が加わって、非露
光部との光強度コントラストが充分大きくなり、微細パ
ターンの解像が可能になる。
【図１】本発明に係るフォトマスクの構成図である。
【図２】従来のフォトマスクの構成図である。
【図３】原理説明図である。
【図４】原理説明図である。
【図５】遮光膜が正方形のときのフレネル回折の計算結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図６】遮光膜が正八角形のときのフレネル回折の計算
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図７】遮光膜が直線パターンのときのフレネル回折の
計算結果を示すグラフである。
計算結果を示すグラフである。
【図８】図１に示すフォトマスクを使用したときの露光
強度分布図である。
強度分布図である。
【図９】図２に示すフォトマスクを使用したときの露光
強度分布図である。
強度分布図である。
１ 透明基板 ２ 半透明位相シフト膜 ３ 第１の開口 ４ 遮光膜 ５ 第２の開口 ６ 開口
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基板（１）上に第１の開口（３）を
有する半透明位相シフト膜（２）が形成され、 該半透明位相シフト膜（２）の前記第１の開口（３）内
に遮光膜（４）が形成され、 該遮光膜（４）の中心に第２の開口（５）が形成されて
なることを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項２】 前記第１の開口（３）の形状は１辺の大
きさが（１．０９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正方形 但し、λは露光光の波長（μｍ）であり、 ＮＡは露光装置の開口数である。 であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。 - 【請求項３】 前記第１の開口（３）の形状は半径が
（０．６４±１５％）・λ／ＮＡμｍの円形であること
を特徴とする請求項１記載のフォトマスク。 - 【請求項４】 前記第１の開口（３）の形状は１辺の大
きさが（０．４９±１５％）・λ／ＮＡμｍの正八角形
であることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。 - 【請求項５】 前記第１の開口（３）の形状は幅が
（１．０２±１５％）・λ／ＮＡμｍの直線パターンで
あることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13149494A JPH07333826A (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | フォトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13149494A JPH07333826A (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | フォトマスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333826A true JPH07333826A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15059318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13149494A Withdrawn JPH07333826A (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | フォトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07333826A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100546269B1 (ko) * | 1998-03-03 | 2006-04-21 | 삼성전자주식회사 | 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법 |
| DE10206143B4 (de) * | 2001-02-14 | 2006-11-16 | Hoya Corp. | Reflektierender Maskenrohling und reflektierende Maske für EUV-Belichtung und Verfahren zum Herstellen der Maske |
| CN105867065A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-08-17 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种掩膜板及其制备方法、接触孔的制备方法 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP13149494A patent/JPH07333826A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100546269B1 (ko) * | 1998-03-03 | 2006-04-21 | 삼성전자주식회사 | 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법 |
| DE10206143B4 (de) * | 2001-02-14 | 2006-11-16 | Hoya Corp. | Reflektierender Maskenrohling und reflektierende Maske für EUV-Belichtung und Verfahren zum Herstellen der Maske |
| CN105867065A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-08-17 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种掩膜板及其制备方法、接触孔的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |