JPH0772611A - Phase shift mask - Google Patents
Phase shift maskInfo
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- JPH0772611A JPH0772611A JP16292093A JP16292093A JPH0772611A JP H0772611 A JPH0772611 A JP H0772611A JP 16292093 A JP16292093 A JP 16292093A JP 16292093 A JP16292093 A JP 16292093A JP H0772611 A JPH0772611 A JP H0772611A
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- phase
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- shifter
- phase shift
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
等に用いられる露光用マスクに係わり、特に位相シフト
法を利用して解像度の向上をはかった位相シフトマスク
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure mask used for manufacturing a semiconductor integrated circuit and the like, and more particularly to a phase shift mask having an improved resolution by using a phase shift method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積化,微細
化の一途を辿っており、その製造に際しては、微細加工
の要としてリソグラフィ技術が重要である。リソグラフ
ィ技術において、例えば光源に関しては、g線,i線,
エキシマレーザ,X線等種々の光源の採用が検討されて
おり、またレジスト材料に関しても、各光源に適した新
レジスト材料の開発が行われている。さらに、多層レジ
スト法,CEL(Contrast Enhancement Layer)法及び
イメージリバース法等のレジスト処理技術に関しても研
究が進められている。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been highly integrated and miniaturized, and in the manufacturing thereof, a lithography technique is important as a key to fine processing. In lithography technology, for example, g-line, i-line,
The adoption of various light sources such as excimer laser and X-ray is being studied, and regarding resist materials, new resist materials suitable for each light source are being developed. Further, researches are also being conducted on resist processing techniques such as a multilayer resist method, a CEL (Contrast Enhancement Layer) method and an image reverse method.
【0003】これに対し、マスク製作技術に関しては、
これまで十分な検討がなされていなかったが、最近にな
って位相シフト法が提案されている(M.D.Levenson, N.
S.Viswanathan and R.A.Simpson: IEEE Trans. ED-29(1
982)1828)。On the other hand, regarding the mask manufacturing technique,
The phase shift method has been proposed recently (MDLevenson, N.
S.Viswanathan and RASimpson: IEEE Trans. ED-29 (1
982) 1828).
【0004】図20に位相シフト法の原理を示す。この
Levenson らが提案した位相シフト法は、その原理から
からライン・アンド・スペースのような単純な繰り返し
のパターンには有効であるが、複雑なパターンになると
隣合う開口部を透過する光の位相が同位相となる部分が
生じるため、位相シフト法としての効果が著しく低減す
る。FIG. 20 shows the principle of the phase shift method. this
From the principle, the phase shift method proposed by Levenson et al. Is effective for a simple repeating pattern such as line and space, but in the case of a complicated pattern, the phase of the light passing through the adjacent openings is Since a portion having the same phase is generated, the effect of the phase shift method is significantly reduced.
【0005】従来の位相シフト法をDRAMなどの電子
デバイスに適用する場合、セルアレイ部などの単純な繰
り返しパターンが多い部分には有効であるが、セルアレ
イ部から周辺回路へ導出する部分(センスアンプなど)
は複雑なパターン配置をしたものが多く、この部分に従
来の位相シフト法を適用しようとすると、パターンを位
相シフタが配置しやすいように書き換えなければならな
い。このため、従来の位相シフト法は設計的に制約の大
きなものであった。When the conventional phase shift method is applied to an electronic device such as a DRAM, it is effective for a portion having many simple repeating patterns such as a cell array portion, but a portion derived from the cell array portion to a peripheral circuit (a sense amplifier or the like). )
Many of them have complicated pattern arrangements, and if the conventional phase shift method is applied to this portion, the pattern must be rewritten so that the phase shifter can easily arrange them. Therefore, the conventional phase shift method has a large design constraint.
【0006】一方、位相シフトマスクのシフタ材料には
次の問題があった。今まで提案されている位相シフタに
は透過性の高いレジスト(PMMAなど)やCVD法や
スパッタ法で形成したSiO2 膜、SOG等の塗布で形
成するSiO2 膜、エッチングによりシフタとなる部分
を彫り込んだものなどある。このうちエッチングにより
シフタ層を形成する方式は、エッチングの形状,残渣等
により位相シフタ部と通常の開口部との透過光強度が異
なり、位相シフタ部と通常の開口部で形成される解像パ
ターンに不均一性が生じるといった問題が存在した。ま
た、位相シフタを透過性の高い材料で形成しても、基板
開口部と位相シフタ部を通過する光の強度が異なるのを
避けることはできなかった。On the other hand, the shifter material of the phase shift mask has the following problems. Until now proposed highly permeable to the phase shifter has a resist (PMMA, etc.) or a CVD method or a sputtering method in forming the SiO 2 film, SiO 2 film formed by a coating such as SOG, a portion to be a shifter by etching Some are engraved. Among them, in the method of forming the shifter layer by etching, the transmitted light intensity between the phase shifter section and the normal opening differs depending on the etching shape, residue, etc., and the resolution pattern formed by the phase shifter section and the normal opening There was a problem that non-uniformity occurs in the. Even if the phase shifter is made of a highly transparent material, it is unavoidable that the intensities of light passing through the substrate opening and the phase shifter differ.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の位
相シフト法においては、ライン・アンド・スペースのよ
うな繰り返しのパターンに交互に位相シフタを配置しな
いと位相シフト法としての十分な効果が得られないと考
えられており、従来の位相シフト法はマスクパターンの
設計上の制約が大きいものと考えられていた。As described above, in the conventional phase shift method, a sufficient effect as the phase shift method cannot be obtained unless the phase shifters are alternately arranged in a repeating pattern such as line and space. It is thought that the conventional phase shift method has a large restriction on the design of the mask pattern.
【0008】また、エッチングにより位相シフタを形成
する方法には、エッチングの形状,残渣等により基板開
口部を透過した光強度と位相シフタを透過した光強度の
値が異なるといった問題があった。このため、位相シフ
タ部と透明基板の開口部で形成される解像パターンに不
均一性が生じ、露光パターンが所望通り形成されないと
いった問題が生じていた。Further, the method of forming the phase shifter by etching has a problem that the intensity of light transmitted through the substrate opening and the intensity of light transmitted through the phase shifter differ depending on the shape of etching, residues, and the like. Therefore, the resolution pattern formed in the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate becomes nonuniform, and the exposure pattern cannot be formed as desired.
【0009】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、位相シフト法における十
分な解像力を保持しながら、マスクの設計的な制約を小
さくすることのできる位相シフトマスクを提供すること
にある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances. An object of the present invention is to provide a phase shift capable of reducing mask design constraints while maintaining sufficient resolution in the phase shift method. To provide a mask.
【0010】また、本発明の他の目的は、基板開口部を
透過した光強度と位相シフタを透過した光強度を近付け
ることができ、位相シフタ部と透明基板の開口部で形成
される解像パターンの均一性向上をはかり得る位相シフ
トマスクを提供することにある。Another object of the present invention is to make the light intensity transmitted through the substrate opening and the light intensity transmitted through the phase shifter close to each other, and the resolution formed by the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate. An object of the present invention is to provide a phase shift mask that can improve the uniformity of patterns.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、従来位
相シフトマスクにおける設計的な制約を小さくし、かつ
位相シフト法としての効果が十分得られるように、例え
ば(0°,90°,180°,270°)の位相組み合
わせ(隣合うパターンを透過した光の相対位相差が90
°若しくは180°)で位相シフタを配置した位相シフ
トマスクを実現することである。The gist of the present invention is, for example, (0 °, 90 °, 0 °, 90 °, so as to reduce the design constraint in the conventional phase shift mask and to sufficiently obtain the effect as the phase shift method. 180 °, 270 °) phase combination (relative phase difference of light transmitted through adjacent patterns is 90
Or 180 °) to realize a phase shift mask in which a phase shifter is arranged.
【0012】即ち、本発明(請求項1)は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置した位相シフト
マスクにおいて、隣接する開口部を透過した光の相対位
相差が略180°となるように位相シフタを配置した任
意の2本の平行な開口部で囲まれた領域に形成された開
口部の全て若しくは一部が2本の平行な開口部に平行で
あり、かつ2本の平行な開口部に垂直な任意の断面にお
ける囲まれた開口部の本数が偶数の部分では、囲まれた
開口部内で隣接するものの相対位相を180°、囲まれ
た開口部と2本の平行な開口部間で隣接するものの相対
位相を180°とし、奇数の部分では、囲まれた開口部
内で隣接するものの相対位相を180°、囲まれた開口
部と2本の平行な開口部間で隣接するものの相対位相を
180°若しくは90°となるように設定してなること
を特徴とする。That is, the present invention (claim 1) is a phase shift mask in which a light shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening. All or part of the openings formed in the area surrounded by any two parallel openings in which the phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is approximately 180 °. Is parallel to the two parallel openings, and in a portion where the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings is an even number, even though they are adjacent in the enclosed openings, The relative phase is 180 °, the relative phase of the adjacent one between the enclosed opening and the two parallel openings is 180 °, and the relative phase of the adjacent one in the enclosed opening is 180 ° in the odd-numbered portion. , Enclosed opening and two parallel openings Characterized by comprising setting the relative phase of the adjacent ones so that the 180 ° or 90 ° between parts.
【0013】また、本発明(請求項2)は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置した位相シフト
マスクにおいて、隣接する開口部を透過した光の相対位
相差が略180°となるように位相シフタを配置した任
意の2本の平行な開口部で囲まれた領域に形成された開
口部の全て若しくは一部が2本の平行な開口部に平行で
あり、かつ2本の平行な開口部に垂直な任意の断面にお
ける囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の
場合と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣
接する開口部を透過した光の相対位相を180°となる
ようにし、偶数部分に含まれない奇数部分において隣接
する開口部を透過した光の相対位相を90°若しくは1
80°となるように設定してなることを特徴とする。Further, the present invention (claim 2) is a phase shift mask in which a light shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening. All or part of the openings formed in the area surrounded by any two parallel openings in which the phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is approximately 180 °. Is parallel to the two parallel openings, and the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings may be odd or even depending on the position of the cross section. At this time, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings in the even part is set to 180 °, and the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings in the odd part not included in the even part is 90 ° or 1
It is characterized in that it is set to be 80 °.
【0014】また、本発明(請求項3)は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置した位相シフト
マスクにおいて、隣接する開口部を透過した光の相対位
相差が略180°となるように位相シフタを配置した任
意の2本の平行な開口部で囲まれた領域に形成された開
口部の全て若しくは一部が2本の平行な開口部に平行で
あり、かつ2本の平行な開口部に垂直な任意の断面にお
ける囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の
場合と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣
接した開口部を透過した光の相対位相を180°になる
ようにし、その結果奇数部分において隣接する開口部を
透過した光の相対位相が0°になるパターンに対し、こ
の0°になった隣接する開口部を透過した光の相対位相
が90°となるようにシフタの配置条件を変更してなる
ことを特徴とする。Further, the present invention (claim 3) is a phase shift mask in which a light shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening. All or part of the openings formed in the area surrounded by any two parallel openings in which the phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is approximately 180 °. Is parallel to the two parallel openings, and the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings may be odd or even depending on the position of the cross section. At this time, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings in the even-numbered portion is set to 180 °, and as a result, the relative phase of the light transmitted through the adjacent opening in the odd-numbered portion is set to 0 °, Adjacent to 0 ° That the relative phase of the light openings and transmitted is equal to or formed by changing the arrangement condition of the shifter so that 90 °.
【0015】また、本発明(請求項4)は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置し、隣接する開
口部の相対位相差が0°,90°,180°,270°
のグループよりなる位相シフトマスクにおいて、透明基
板に対する相対位相差を180°で除した値ai につい
てその少数部が0.44から0.55である第1のパタ
ーングループを抽出し、少数部が0.94<ai となる
第2のパターングループを抽出し、第1のグループで描
画することで90°位相差のシフタパターンを形成し、
第2のグループで描画することで180°位相差のシフ
タパターンを形成してなることを特徴とする。Further, according to the present invention (claim 4), a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate, and a phase shifter is arranged in a part of the opening so that the adjacent opening is formed. Relative phase difference of 0 °, 90 °, 180 °, 270 °
In the phase shift mask consisting of the groups, the first pattern group whose minority part is 0.44 to 0.55 is extracted for the value a i obtained by dividing the relative phase difference with respect to the transparent substrate by 180 °, and the minority part is A second pattern group satisfying 0.94 <a i is extracted, and a 90 ° phase difference shifter pattern is formed by drawing in the first group,
It is characterized in that a shifter pattern having a 180 ° phase difference is formed by drawing in the second group.
【0016】一方、本発明(請求項5)は、透光性基板
上に所望の開口パターンを有する遮光膜を形成すると共
に、開口パターンの一部に透過光に対して位相をシフト
する位相シフト材料を形成した位相シフトマスクにおい
て、位相シフト材料が形成されていない開口パターンか
らなる透過部と、位相シフト材料が形成された開口パタ
ーンからなるシフタ部の双方に位相シフト材料と同じ材
料からなるバッファ膜を形成し、透過部及びシフタ部を
通過する光の透過率が略等しくなるようにバッファ膜の
厚みを調整してなることを特徴とする。On the other hand, according to the present invention (Claim 5), a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate, and a phase shift for shifting the phase of the transmitted light in a part of the opening pattern. In the phase shift mask in which the material is formed, a buffer made of the same material as the phase shift material is used for both the transmission portion having the opening pattern in which the phase shift material is not formed and the shifter portion having the opening pattern in which the phase shift material is formed. It is characterized in that a film is formed and the thickness of the buffer film is adjusted so that the transmittances of light passing through the transmission part and the shifter part are substantially equal.
【0017】より具体的には本発明の特徴は、位相シフ
タを透過性の高いレジスト(PMMA等)やCVD法や
スパッタ法で形成したSiO2 膜、SOG等の塗布で形
成するSiO2 膜等の成膜によって形成し、かつ通常の
位相シフトマスクの作製プロセスを経て形成されたマス
クの全面(基板開口部と位相シフタ部を含む領域)に位
相シフタと同一の材料を位相シフタ形成と同一のプロセ
スで形成する。この全面に形成した位相シフタと同一の
材料の膜厚を次式のように選ぶことにより(膜厚の値は
露光波長と位相シフタ材料の屈折率によって決まる)、
基板開口部を透過した光強度と位相シフタを透過した光
強度の値を等しくすることができる。[0017] than the features specifically, the present invention, SiO 2 film was formed by the phase shifter having a high permeability resist (PMMA, etc.) or a CVD method or a sputtering method, SiO 2 film or the like formed by a coating such as SOG The same material as the phase shifter is formed on the entire surface (region including the substrate opening and the phase shifter portion) of the mask formed by the film formation of and the normal phase shift mask manufacturing process. Form in the process. By selecting the film thickness of the same material as the phase shifter formed on this entire surface by the following equation (the value of the film thickness is determined by the exposure wavelength and the refractive index of the phase shifter material),
The values of the light intensity transmitted through the substrate opening and the light intensity transmitted through the phase shifter can be made equal.
【0018】 h=(λ/4ns ){m−ns /(ns −1)} 但し、ns :シフタ屈折率,λ:露光波長,m:整数で
ある。H = (λ / 4n s ) {m−n s / (n s −1)} where n s is the shifter refractive index, λ is the exposure wavelength, and m is an integer.
【0019】これにより、位相シフタ部と透明基板の開
口部で形成される解像パターンに不均一性が生じること
なく、所望通りパターンが形成されるようになる。上式
よりmの値によっては膜厚hは負の値となるが、これは
マスク製作上不合理である。従って、mはh≧0となる
ような値を選ぶべきである。さらに、マスク製作におけ
るスループットの関係から膜厚hはなるべく薄い値、即
ちmの値は小さい値とすることが望ましい。しかし、h
の値が小さすぎると成膜時間が短時間であるため、均一
で精度の高い膜が形成できない。マスク作製のスループ
ット、成膜の安定性からmの値は6から9までが適当で
あると考えられる。As a result, the pattern can be formed as desired without causing nonuniformity in the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate. According to the above equation, the film thickness h becomes a negative value depending on the value of m, but this is unreasonable in mask fabrication. Therefore, m should be selected such that h ≧ 0. Further, it is desirable that the film thickness h is as thin as possible, that is, the value of m is small in view of the throughput in the mask fabrication. But h
If the value of is too small, the film formation time is short, and a uniform and highly accurate film cannot be formed. A value of 6 to 9 is considered to be appropriate in view of the throughput of mask production and the stability of film formation.
【0020】さらに、透光性基板上にマスクパターンと
位相シフトパターンが形成され、位相シフト材料を透過
した光の位相回転角度の所望値からのずれが±10°以
内であるとき、位相シフトパターンが形成されていない
開口部を透過した光強度に対する位相シフトパターンが
形成されている開口部を透過した光強度の比が0.99
〜1.01、より好ましくは0.995〜1.005と
なるような屈折率の材料を位相シフト材料とする。Further, when the mask pattern and the phase shift pattern are formed on the transparent substrate and the deviation of the phase rotation angle of the light transmitted through the phase shift material from the desired value is within ± 10 °, the phase shift pattern. The ratio of the light intensity transmitted through the opening in which the phase shift pattern is formed to the light intensity transmitted through the opening in which the film is not formed is 0.99.
A material having a refractive index of ˜1.01, more preferably 0.995 to 1.005 is used as the phase shift material.
【0021】[0021]
【作用】本発明(請求項1〜4)において、従来の位相
シフトマスクの開口部にシフタを配置するとき、本来は
隣合うパターンが同位相とならないように0°,180
°,0°,180°…(隣合うパターンを透過する光の
相対位相差が180°)とシフタを交互に配置するが、
本発明者らは連続するパターンに0°,90°,180
°,270°(隣合うパターンを透過する光の相対位相
差が90°)のシフタを配置し、その解像性を調べた。
その結果を図17に示す。シフタを0°,90°,18
0°,270°に配置しても0°,180°,0°,1
80°…と配置する場合に比べ解像力の低下は少なく、
通常露光(全開口部を透過する光の位相が同位相)に比
べ解像性が高いことが判明した。In the present invention (claims 1 to 4), when arranging the shifter in the opening of the conventional phase shift mask, 0 °, 180 ° so that the adjacent patterns should not be in the same phase originally.
°, 0 °, 180 ° ... (relative phase difference of light passing through adjacent patterns is 180 °) and shifters are arranged alternately,
The present inventors have made continuous patterns 0 °, 90 °, 180
A shifter having an angle of 270 ° and a relative phase difference of 270 ° (the relative phase difference of light passing through adjacent patterns was 90 °) was arranged, and the resolution was examined.
The result is shown in FIG. Shifter 0 °, 90 °, 18
0 °, 180 °, 0 °, 1 even at 0 °, 270 °
Compared to the case where it is arranged at 80 ° ...
It was found that the resolution is higher than that in normal exposure (the phase of light transmitted through all apertures is the same phase).
【0022】以上の結果から本発明のように、開口部に
シフタを配置するとき、0°,180°の位相シフタだ
けでなく、例えば90°,270°の位相シフタを配置
し隣合う開口部を透過する相対位相差を90°として
も、位相シフト法としての十分な効果が得られる。さら
に、従来は位相シフト法の効果を高めるためライン・ア
ンド・スペースのような周期的なパターンに0°,18
0°の位相シフタを交互に配置していたため設計的な制
約が大きかったが、例えば90°,270°若しくは1
20°,240°の位相シフタを設けることによって、
位相シフト法としての十分な効果が得られ設計的な自由
度が高くなる。From the above results, when the shifters are arranged in the openings as in the present invention, not only the phase shifters of 0 ° and 180 ° but also the phase shifters of 90 ° and 270 ° are arranged and the adjacent openings are arranged. Even if the relative phase difference transmitting 90 ° is 90 °, a sufficient effect as the phase shift method can be obtained. Further, conventionally, in order to enhance the effect of the phase shift method, a periodic pattern such as line-and-space is used for 0 °, 18
Since the 0 ° phase shifters were arranged alternately, the design constraint was large, but for example 90 °, 270 ° or 1
By providing 20 ° and 240 ° phase shifters,
A sufficient effect as a phase shift method can be obtained, and the degree of freedom in design is increased.
【0023】具体的な配置方法としては、高密度メモリ
素子のような電子デバイスのパターンに対しては、例え
ば高密度メモリ素子のメモリセルアレイ内パターンのよ
うな周期的若しくは高い解像性が要求されるパターン部
分には0°,180°(隣合うパターンを透過する光の
相対位相差が180°)の組み合わせで位相シフタを配
置し、その他のパターン部分(非周期的なパターン)に
は0°,90°,180°,270°の位相シフタを隣
合うパターンを透過する光の相対位相差が90°若しく
は180°となるように配置する。As a specific arrangement method, for a pattern of an electronic device such as a high density memory element, periodicity or high resolution such as a pattern in a memory cell array of the high density memory element is required. The phase shifters are arranged in a combination of 0 ° and 180 ° (the relative phase difference of the light passing through the adjacent patterns is 180 °) in the pattern portions, and 0 ° in the other pattern portions (aperiodic patterns). , 90 °, 180 °, 270 ° phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent patterns is 90 ° or 180 °.
【0024】一方、本発明(請求項5)において、位相
シフタの形成を、透過性の高いレジストやCVD法やス
パッタ法で形成したSiO2 膜、SOG等の塗布で形成
するSiO2 膜といった成膜によって形成する場合、位
相シフタと透明基板との露光波長に対する屈折率を厳密
に合わせないと位相シフタと透明基板との界面での多重
反射が起こり、図18に示すように基板開口部を透過し
た光強度Iq と位相シフタを透過した光強度Is の値が
異なってくる。これは、位相シフタ部と基板の開口部で
形成される解像パターン寸法に不均一性が生じることを
意味している。この問題は、位相シフタと透明基板との
屈折率を等しくすることで解決できるが、位相シフタ膜
を成膜で行う以上、両者の屈折率を厳密に等しくするこ
とは不可能に近い。Meanwhile, in the present invention (Claim 5), the formation of the phase shifter, highly permeable resist, a CVD method or a sputtering method in forming the SiO 2 film, formed such SiO 2 film formed by a coating such as SOG When the film is formed by a film, unless the refractive indices of the phase shifter and the transparent substrate with respect to the exposure wavelength are strictly matched, multiple reflection occurs at the interface between the phase shifter and the transparent substrate, and the light passes through the substrate opening as shown in FIG. The value of the light intensity I q is different from the value of the light intensity I s transmitted through the phase shifter. This means that non-uniformity occurs in the size of the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the opening of the substrate. This problem can be solved by making the refractive indexes of the phase shifter and the transparent substrate equal, but since the phase shifter film is formed by film formation, it is almost impossible to make the refractive indexes of the two strictly equal.
【0025】そこで本発明では、基板開口部及び位相シ
フタ部の両方に位相シフタ材料と同じバッファ膜を形成
することにより、基板開口部及び位相シフタ部の両方で
積極的に多重反射を生じさせ、これらの多重反射の影響
を等しくすることにより、位相シフタ部と基板開口部で
形成される解像パターン寸法に不均一が生じないように
している。多重反射の影響が等しくなる理由は、後述す
るようにバッファ膜の膜厚を最適に調整すればよい。こ
こでは、位相シフタを成膜で形成してもマスク全面にお
いて多重反射の影響が等しくなり、位相シフタ部と基板
開口部で形成される解像パターン寸法に不均一が生じな
いようにする方法の原理を説明する。Therefore, in the present invention, by forming the same buffer film as the phase shifter material in both the substrate opening and the phase shifter, positive reflection is caused in both the substrate opening and the phase shifter. By equalizing the effects of these multiple reflections, non-uniformity does not occur in the size of the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the substrate opening. The reason why the effects of multiple reflection are equal is to adjust the film thickness of the buffer film to an optimum value as described later. Here, even if the phase shifter is formed by film formation, the effect of multiple reflection is equalized over the entire surface of the mask, and the resolution pattern dimension formed in the phase shifter portion and the substrate opening is prevented from becoming nonuniform. The principle will be explained.
【0026】図19に示す透明基板/シフタの2層構造
におけるシフタ内の多重反射について考える。nq ,n
s はそれぞれ透明基板、位相シフタの露光波長における
屈折率で、透明基板から位相シフタへの入射光に対して
の振幅透過率をt1 、位相シフタから透明基板への振幅
反射率をr1 、位相シフタから空気への振幅透過率、振
幅反射率をそれぞれt2 ,r2 とする。また、シフタの
厚みをhとする。波長λ、振幅a0 の光が角度φ0 で透
明基板へ入射し、空気中へ出て行くときのL1,L2 ,
L3 …の振幅はa0 t1 t2 ,a0 t1 t2 r1 r2 ,
a0 t1 t2 (r1 r2 )2 …であるから、これらを加
え合わせた干渉波の複素振幅は、 at =a0 t1 t2 +a0 t1 t2 (r1 r2 ) exp(iδ) +a0 t1 t2 (r1 r2 )2 exp(i2δ)+… =a0 t1 t2 /(1−r1 r2 exp(iδ)) … (1) で与えられる。Consider the multiple reflection in the shifter in the two-layer structure of the transparent substrate / shifter shown in FIG. n q , n
s is the refractive index of the transparent substrate and the phase shifter at the exposure wavelength, the amplitude transmittance for incident light from the transparent substrate to the phase shifter is t 1 , the amplitude reflectance from the phase shifter to the transparent substrate is r 1 , The amplitude transmittance and the amplitude reflectance from the phase shifter to the air are t 2 and r 2 , respectively. The thickness of the shifter is h. When light of wavelength λ and amplitude a 0 enters the transparent substrate at an angle φ 0 and goes out into the air, L 1 , L 2 ,
The amplitude of L 3 ... Is a 0 t 1 t 2 , a 0 t 1 t 2 r 1 r 2 ,
Since a 0 t 1 t 2 (r 1 r 2 ) 2 ..., The complex amplitude of the interference wave obtained by adding these is: a t = a 0 t 1 t 2 + a 0 t 1 t 2 (r 1 r 2 ) Exp (iδ) + a 0 t 1 t 2 (r 1 r 2 ) 2 exp (i 2δ) + ... = a 0 t 1 t 2 / (1-r 1 r 2 exp (iδ))… (1) To be
【0027】ここで、隣合う光束間の位相差δは図19
より δ=k{(AB+BC)ns −AP} =(4πhn/λ)cos φ1 … (2) である。Here, the phase difference δ between adjacent light beams is shown in FIG.
It is more δ = k {(AB + BC ) n s -AP} = (4πhn / λ) cos φ 1 ... (2).
【0028】従って干渉光の強度は、 It =|at |2 =a0 2 t1 2 t2 2 /{1+(r1 r2 )2 −2r1 r2 cos δ} … (3) ここで、r1 ,r2 ,t1 ,t2 は垂直入射(φ1 =
0)とすると、 r1 =(nq −ns )/(nq +ns ) r2 =(1−ns )/(1+ns ) t1 =2nq /(ns +nq ) t2 =2ns /(1+ns ) … (4) であるから、入射強度Ia =ao 2 に対する透過光強度
It の比は、Therefore, the intensity of the interference light is It = | a t | 2 = a 0 2 t 1 2 t 2 2 / {1+ (r 1 r 2 ) 2 −2r 1 r 2 cos δ} (3) where Where r 1 , r 2 , t 1 and t 2 are normal incidence (φ 1 =
0), r 1 = (n q −n s ) / (n q + n s ) r 2 = (1−n s ) / (1 + n s ) t 1 = 2n q / (n s + n q ) t 2 = 2n s / (1 + n s ) ... (4) Therefore , the ratio of the transmitted light intensity It to the incident intensity I a = a o 2 is:
【数1】 となり、δは (2)式より δ=4πhns /λ … (6) となるので、シフタを配接していない開口部に対して位
相がθだけずれるシフタを透過する光のδは (6)式より δθ=(4πns /λ)・λ/{2(ns −1)}・θ/π ={2ns /(ns −1)}θ … (7) 基板開口部と位相シフタ部を透過する光強度を等しくす
るために、全面に位相シフタと同じ材料を位相角δθだ
け形成する。このとき、(5) 式で表わされるIt/Ia
は、基板開口部と位相シフタ部で等しくなるので、 cos (δπ+δθ)=cos δθ ∴θ={(ns −1)/2ns }{m−(ns /(ns −1))}π … (8) (6)(7)(8) 式より h=(λ/4ns ){m−(ns /(ns −1))} (m=1,2,3…) … (9) よって、(9) 式を満足する膜厚hの位相シフタと同材料
の膜を全面に形成すれば基板開口部と位相シフタ部の多
重反射の影響が同じになりそれぞれの透過光強度が等し
くなる。[Equation 1] Therefore, δ becomes δ = 4πhn s / λ (6) according to Eq. (2), so δ of the light transmitted through the shifter whose phase is shifted by θ with respect to the opening where the shifter is not connected is (6) δθ the equation = (4πn s / λ) · λ / {2 (n s -1)} · θ / π = {2n s / (n s -1)} θ ... (7) substrate opening and the phase shifter portion In order to equalize the intensity of light transmitted through, the same material as the phase shifter is formed on the entire surface by the phase angle δθ. At this time, I t / I a expressed by the equation (5)
Since equal in substrate opening and the phase shifter portion, cos (δπ + δθ) = cos δθ ∴θ = {(n s -1) / 2n s} {m- (n s / (n s -1))} π (8) (6) (7) (8) From the equation, h = (λ / 4n s ) {m− (n s / (n s −1))} (m = 1, 2, 3 ...) (9) Therefore, if a film of the same material as the phase shifter that satisfies the expression (9) is formed on the entire surface, the effects of multiple reflections of the substrate opening and the phase shifter will be the same, and the transmitted light intensity of each will be the same. Are equal.
【0029】次に、位相シフタと同材料の膜を全面に形
成しないときのシフタ材料の屈折率の許容範囲について
考える。このとき、基板開口部と位相シフタ部を透過す
る光強度の差が基板開口部の光強度の1%以内が許容範
囲とすると、 |(Is −Iq )/Iq )|≦0.01 … (10) (5)(10) 式よりNext, the allowable range of the refractive index of the shifter material when a film of the same material as the phase shifter is not formed on the entire surface will be considered. At this time, if the difference between the light intensities transmitted through the substrate opening and the phase shifter is within 1% of the light intensity in the substrate opening, the allowable range is | (I s −I q ) / I q ) | ≦ 0. 01 ... (10) (5) From the equation (10)
【数2】 いま、位相シフタ膜厚の180°からのずれ量の許容範
囲が±10°とすると 170°≦δ≦190° … (12) 透明基板の屈折率nq は露光波長λにより一様に決まる
ので、(8)(9)式を同時に満足するシフタの屈折率ns が
シフタ基板界面での多重反射、シフタ膜厚の180°か
らのずれ量から見て望ましい値であり、このような屈折
率の値の材料を選ぶべきである。[Equation 2] Now, assuming that the allowable range of the shift amount of the phase shifter film thickness from 180 ° is ± 10 °, 170 ° ≦ δ ≦ 190 ° (12) Since the refractive index n q of the transparent substrate is uniformly determined by the exposure wavelength λ. , The refractive index n s of the shifter that simultaneously satisfies the expressions (8) and (9) is a desirable value in view of the multiple reflection at the interface of the shifter substrate and the shift amount of the shifter film thickness from 180 °. You should choose the material of the value of.
【0030】[0030]
【実施例】以下、本発明(請求項1〜4)の実施例を図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention (claims 1 to 4) will be described below with reference to the drawings.
【0031】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
に係わる位相シフトマスクの構造を示すもので、(a)
は平面図、(b)(c)は(a)の矢視A−A′断面図
である。まず、図1(b)では、透明基板1上に遮光膜
パターン2が形成されている。透明基板1の材料として
は例えば石英、遮光膜2の材料としては例えば酸化クロ
ムなどがある。さらに、透明基板1上の開口部のある領
域に厚さt t=λ/2(ns −1)×φ/180 … (13) の位相シフタ3が形成されている。但し、λ:露光波
長、ns :露光波長における位相シフタの屈折率、φ:
透明開口部101 を透過する光との位相差である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows the structure of a phase shift mask according to the first embodiment of the present invention.
Is a plan view, and (b) and (c) are cross-sectional views taken along the line AA ′ of (a). First, in FIG. 1B, the light shielding film pattern 2 is formed on the transparent substrate 1. The material of the transparent substrate 1 is, for example, quartz, and the material of the light shielding film 2 is, for example, chromium oxide. Further, a phase shifter 3 having a thickness t t = λ / 2 (n s −1) × φ / 180 (13) is formed on the transparent substrate 1 in a region having an opening. Here, λ: exposure wavelength, n s : refractive index of phase shifter at exposure wavelength, φ:
This is the phase difference with the light that passes through the transparent opening 101.
【0032】また、1つの開口部に形成される位相シフ
タ3の厚さは、その開口部の領域では同じものとして形
成される。位相シフタ3の材料としては、例えば液相成
長法,スパッタ法,塗布法若しくはCVD法で形成され
たSiO2 膜などが考えられる。Further, the thickness of the phase shifter 3 formed in one opening is the same in the area of the opening. As a material of the phase shifter 3, for example, a liquid phase growth method, a sputtering method, a coating method or a SiO 2 film formed by a CVD method can be considered.
【0033】いま、露光光をi線(λ=365nm)、
位相シフタ材料を液相中で形成したSiO2 膜とする
と、位相シフタのi線波長での屈折率はns =1.44
6であるから、位相シフタ3を透過する光と透明開口部
101を透過する光との位相差を180°としたい場合
は、(13)式より位相シフタ3の膜厚を409nmとす
ればよいことが分かる。同様に、位相差を90°とした
いときは膜厚が204.5nm、位相差を270°とし
たいときは膜厚が613.5nmの位相シフタ3を形成
すればよいことが分かる。このとき、位相シフタ3の膜
厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の±10%以内である。Now, exposing light is i-line (λ = 365 nm),
If the phase shifter material is a SiO 2 film formed in a liquid phase, the refractive index of the phase shifter at the i-line wavelength is n s = 1.44.
Therefore, if it is desired to set the phase difference between the light passing through the phase shifter 3 and the light passing through the transparent opening 101 to 180 °, the film thickness of the phase shifter 3 should be set to 409 nm from the equation (13). I understand. Similarly, it can be seen that the phase shifter 3 having a film thickness of 204.5 nm can be formed when the phase difference is 90 °, and the phase shifter 3 having a film thickness of 613.5 nm can be formed when the phase difference is 270 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter 3 is within ± 10% of the desired film thickness.
【0034】このように従来のレベンソン型位相シフト
法は、0°と180°の位相だけで位相シフトマスクを
形成していたため、隣合うパターンの位相が異なる組み
合わせは(0°,180°)の1通りしかなく、そのた
め設計的に制約が大きなものであった。そこで、図1
(b)のように新たに90°,270°の位相シフタを
追加することで、隣合うパターンの位相が異なる組み合
わせは(0°,90°)(0°,180°)(0°,2
70°)(90°,180°)(90°,270°)
(180°,270°)の6通りとなり、設計的な制約
が大幅に緩和されることになる。As described above, in the conventional Levenson-type phase shift method, since the phase shift mask is formed only with the phases of 0 ° and 180 °, the combination in which the phases of adjacent patterns are different is (0 °, 180 °). There was only one way, so there were major design constraints. Therefore, in FIG.
By adding new phase shifters of 90 ° and 270 ° as shown in (b), a combination in which the phases of adjacent patterns are different is (0 °, 90 °) (0 °, 180 °) (0 °, 2
70 °) (90 °, 180 °) (90 °, 270 °)
There are six types (180 °, 270 °), which means that design constraints are greatly relaxed.
【0035】また、図1(b)では透明基板1上に位相
シフタ3を形成する例を示したが、位相シフタは図1
(c)のように彫り込みによって形成してもよい。この
場合、彫り込み量は(13)式で表され、ns は露光波長
における透明基板の屈折率となることは言うまでもな
い。このとき、彫り込み量誤差の許容範囲は所望の彫り
込み量の±10%以内である。1B shows an example in which the phase shifter 3 is formed on the transparent substrate 1, the phase shifter shown in FIG.
You may form by engraving like (c). In this case, it is needless to say that the engraving amount is expressed by the equation (13), and n s is the refractive index of the transparent substrate at the exposure wavelength. At this time, the allowable range of the engraving amount error is within ± 10% of the desired engraving amount.
【0036】以上述べたように、従来はレベンソン型位
相シフト法の効果を高めるため180°のシフタをライ
ン・アンド・スペースのような繰り返しのパターンに交
互に配置していたため設計的な制約が大きかったが、本
実施例のように、開口部にシフタを配置するとき、例え
ば0°,90°,180°,270°のシフタを配置す
ることによって位相シフト法としての十分な効果が得ら
れ、さらには設計的な自由度が高くなる。As described above, conventionally, in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method, 180 ° shifters are alternately arranged in a repetitive pattern such as a line-and-space method, so that there is a large design constraint. However, when the shifter is arranged in the opening as in the present embodiment, by arranging the shifters of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, for example, a sufficient effect as the phase shift method can be obtained. Furthermore, the degree of freedom in design is increased.
【0037】具体的な配置としては、高密度メモリ素子
のメモリセルアレイパターンのような周期的若しくは高
い解像性が要求されるパターン部分には(0°,180
°)の位相組み合わせ(相対位相差180°)を用い、
その他のパターンには隣合うパターンの位相が異なる組
み合わせが(0°,90°),(0°,180°),
(0°,270°),(90°,180°),(90
°,270°),(180°,270°)(相対位相差
90°若しくは180°)となるようにシフタを配置す
ることによって、セルアレイ部は高い解像力が得られ、
その他の部分は設計的な制約が緩和される。As a specific arrangement, (0 °, 180 °) is provided in a pattern portion which requires periodicity or high resolution, such as a memory cell array pattern of a high density memory device.
Phase combination (relative phase difference 180 °)
For other patterns, combinations of adjacent patterns with different phases (0 °, 90 °), (0 °, 180 °),
(0 °, 270 °), (90 °, 180 °), (90
, 270 °), (180 °, 270 °) (relative phase difference 90 ° or 180 °) so that the cell array section can obtain high resolution.
Other parts have relaxed design restrictions.
【0038】(実施例2)図2は、本発明の第2の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造工程を示す断面図で
ある。本実施例では、液相成長法を用いた位相シフトマ
スクの製造方法について説明する。(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a second embodiment of the present invention. In this example, a method of manufacturing a phase shift mask using a liquid phase growth method will be described.
【0039】まず、図2(a)に示すように、透明基板
10上に遮光膜11からなるパターンを形成する。透明
基板10としては例えば石英基板、遮光膜11としては
例えば厚さ100nmの酸化クロムなどを用いる。First, as shown in FIG. 2A, a pattern made of the light shielding film 11 is formed on the transparent substrate 10. The transparent substrate 10 is, for example, a quartz substrate, and the light shielding film 11 is, for example, 100 nm thick chromium oxide.
【0040】次いで、図2(b)に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部110及び180°のシフ
タを形成する透明基板開口部112上にレジスト12が
形成されるように、レジストをパターニングする。即
ち、位相を180°で除したときの小数部が0.44以
上0.55以下の位相シフタが形成される開口部を抜き
パターンとする。このレジストのパターニングには、電
子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用いてもか
まわない。Next, as shown in FIG. 2B, a resist is formed so that the resist 12 is formed on the transparent substrate opening 110 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 112 where the 180 ° shifter is formed. Pattern. That is, the opening portion where the phase shifter is formed in which the fractional part when the phase is divided by 180 ° is 0.44 or more and 0.55 or less is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.
【0041】次いで、酸化珪素が過飽和に溶解した液相
中に透明基板を浸し、図2(c)に示すように、透明開
口部に酸化珪素膜13を成長させる。このとき成長させ
る酸化珪素膜13の膜厚は、位相シフタを透過した光と
透明基板を透過した光の位相差が90°に近くなるよう
な膜厚とする。このとき、位相シフタの膜厚誤差の許容
範囲は所望の膜厚の±10%以内である。いま、露光光
をi線(λ=365nm)とすると、液相成長法を用い
て形成した酸化珪素のi線波長での屈折率はns =1.
446であるから、このとき形成する酸化珪素膜13の
膜厚は204.5nmに近い値となる。Then, the transparent substrate is dipped in a liquid phase in which silicon oxide is supersaturated and a silicon oxide film 13 is grown in the transparent opening as shown in FIG. 2 (c). The thickness of the silicon oxide film 13 grown at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 90 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter is within ± 10% of the desired film thickness. Now, assuming that the exposure light is i-line (λ = 365 nm), the refractive index at the i-line wavelength of silicon oxide formed by the liquid phase growth method is n s = 1.
Since it is 446, the film thickness of the silicon oxide film 13 formed at this time has a value close to 204.5 nm.
【0042】次いで、図2(d)に示すように、レジス
ト12をSH法やアッシャー法などを用いて剥離する。
次いで、図2(e)に示すように、シフタを形成しない
透明基板開口部110及び90°のシフタを形成する透
明基板開口部111上にレジスト14が形成されるよう
に、レジストをパターニングする。即ち、位相を180
°で除したときの値ai が0.94<ai となる位相シ
フタが形成される開口部を抜きパターンとする。このレ
ジストのパターニングには、電子ビームを用いてもよい
し光リソグラフィを用いてもかまわない。Next, as shown in FIG. 2D, the resist 12 is peeled off by using the SH method or the asher method.
Next, as shown in FIG. 2E, the resist is patterned so that the resist 14 is formed on the transparent substrate opening 110 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 111 where the 90 ° shifter is formed. That is, the phase is 180
An opening in which a phase shifter is formed such that the value a i when divided by ° is 0.94 <a i is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.
【0043】次いで、酸化珪素が過飽和に溶解した液相
中に透明基板を浸し、図2(f)に示すように、透明開
口部に酸化珪素膜15を成長させる。このとき成長させ
る酸化珪素膜15の膜厚は、位相シフタを透過した光と
透明基板を透過した光の位相差が180°近くなるよう
な膜厚とする。このとき、位相シフタの膜厚誤差の許容
範囲は所望の膜厚の±10%以内である。いま、露光光
をi線(λ=365nm)とすると、液相成長法を用い
て形成した酸化珪素のi線波長での屈折率はns =1.
446であるから、このとき形成する酸化珪素膜の膜厚
は409nmに近い値となる。次いで、図2(g)に示
すように、レジストをSH法やアッシャー法などを用い
て剥離する。Then, the transparent substrate is dipped in a liquid phase in which silicon oxide is supersaturated and a silicon oxide film 15 is grown in the transparent opening as shown in FIG. 2 (f). The thickness of the silicon oxide film 15 grown at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 180 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter is within ± 10% of the desired film thickness. Now, assuming that the exposure light is i-line (λ = 365 nm), the refractive index at the i-line wavelength of silicon oxide formed by the liquid phase growth method is n s = 1.
Since it is 446, the film thickness of the silicon oxide film formed at this time has a value close to 409 nm. Next, as shown in FIG. 2G, the resist is peeled off by using the SH method or the asher method.
【0044】これにより、第1回目の酸化珪素膜13の
成長で基板開口部111に膜厚204.5nmの位相シ
フタ(90°)が形成され、第2回目の酸化珪素膜15
の成長で基板開口部112に膜厚409nmの位相シフ
タ(180°)が形成され、第1回及び第2回目の酸化
珪素膜13,15の成長で基板開口部113に膜厚61
3.5nmの位相シフタ(270°)が形成されること
になる。As a result, a 204.5 nm-thickness phase shifter (90 °) is formed in the substrate opening 111 by the first growth of the silicon oxide film 13 and the second silicon oxide film 15 is formed.
The phase shifter (180 °) having a film thickness of 409 nm is formed in the substrate opening portion 112 by the growth of the film, and the film thickness 61 is formed in the substrate opening portion 113 by the growth of the first and second silicon oxide films 13 and 15.
A 3.5 nm phase shifter (270 °) will be formed.
【0045】以上説明したように本実施例の位相シフト
マスク製造方法を用いると、位相シフタの膜厚として9
0°,180°,270°の3種類が存在するが、遮光
膜パターン形成後のマスク上のレジストパターニングは
2回で済み、マスク製造工程の短縮化がはかれる。さら
に、90°の位相シフタ(即ち薄い膜厚の位相シフタ)
から先に形成しているため、マスク上の2回目のレジス
トパターニングの際(図2(e))、下地の段差(位相
シフタと遮光膜の段差)の影響を最小限に抑えることが
できる。As described above, when the phase shift mask manufacturing method of this embodiment is used, the film thickness of the phase shifter is 9
There are three types, 0 °, 180 °, and 270 °, but the resist patterning on the mask after the formation of the light-shielding film pattern only needs to be performed twice, and the mask manufacturing process can be shortened. Furthermore, a 90 ° phase shifter (that is, a thin film thickness phase shifter)
Since it is formed first, it is possible to minimize the influence of the step of the underlying layer (step between the phase shifter and the light shielding film) at the time of the second resist patterning on the mask (FIG. 2E).
【0046】(実施例3)図3は、本発明の第3の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造工程を示す断面図で
ある。本実施例では、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
(例えばSOGなど)やスパッタ法、CVD法を用いた
位相シフトマスクの製造方法について説明する。(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a method of applying a liquid silicon oxide film (for example, SOG), a method of manufacturing a phase shift mask using a sputtering method, and a CVD method will be described.
【0047】まず、図3(a)に示すように、透明基板
16上に遮光膜17からなるパターンを形成する。透明
基板16としては例えば石英基板、遮光膜17としては
例えば厚さ100nmの酸化クロムなどを用いる。First, as shown in FIG. 3A, a pattern made of the light shielding film 17 is formed on the transparent substrate 16. The transparent substrate 16 is, for example, a quartz substrate, and the light shielding film 17 is, for example, 100 nm thick chromium oxide.
【0048】次いで、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
(例えばSOGなど)やスパッタ法,CVD法を用い
て、図3(b)に示すように、酸化珪素膜18をマスク
全面に形成する。このとき形成する酸化珪素膜18の膜
厚は、位相シフタを透過した光と透明基板を透過した光
の位相差が90°に近くなるような膜厚とする。このと
き、位相シフタの膜厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の±
10%以内である。いま、露光光をi線(λ=365n
m)とすると、CVD法を用いて形成した酸化珪素のi
線波長での屈折率はns =1.446であるから、この
とき形成する酸化珪素膜18の膜厚は204.5nmに
近い値となる。Next, as shown in FIG. 3B, a silicon oxide film 18 is formed on the entire surface of the mask by a method of applying a liquid silicon oxide film (eg, SOG), a sputtering method, or a CVD method. The thickness of the silicon oxide film 18 formed at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 90 °. At this time, the allowable range of the thickness error of the phase shifter is ±
It is within 10%. Now, let the exposure light be i-line (λ = 365n
m), i of silicon oxide formed by the CVD method
Since the refractive index at the linear wavelength is n s = 1.446, the film thickness of the silicon oxide film 18 formed at this time has a value close to 204.5 nm.
【0049】次いで、図3(c)に示すように、90°
のシフタを形成する透明基板開口部117及び270°
のシフタを形成する透明基板開口部119上にレジスト
19が形成されるように、レジストをパターニングす
る。即ち、位相を180°で除したときの小数部が0.
44以上0.55以下の位相シフタが形成される開口部
を抜きパターンとする。このレジストのパターニングに
は、電子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用い
てもかまわない。Then, as shown in FIG. 3C, 90 °
Transparent substrate opening 117 and 270 ° forming the shifter of
The resist is patterned so that the resist 19 is formed on the transparent substrate opening 119 forming the shifter. That is, the fractional part when the phase is divided by 180 ° is 0.
An opening in which a phase shifter of 44 or more and 0.55 or less is formed is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.
【0050】次いで、図3(d)に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部116及び180°のシフ
タを形成する透明基板開口部118上の酸化珪素膜をエ
ッチングにより除去する。このエッチングは等方性、異
方性いずれの方法を用いてもかまわない。Next, as shown in FIG. 3D, the silicon oxide film on the transparent substrate opening 116 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 118 where the shifter of 180 ° is formed is removed by etching. This etching may use either an isotropic method or an anisotropic method.
【0051】次いで、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
(例えばSOGなど)やスパッタ法,CVD法を用い
て、図3(e)に示すように、酸化珪素膜20をマスク
全面に形成する。このとき形成する酸化珪素膜20の膜
厚は、位相シフタを透過した光と透明基板を透過した光
の位相差が180°に近くなるような膜厚とする。この
とき、位相シフタの膜厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の
±10%以内である。いま、露光光をi線(λ=365
nm)とすると、CVD法を用いて形成した酸化珪素の
i線波長での屈折率はns =1.446であるから、こ
のとき形成する酸化珪素膜20の膜厚は409nmに近
い値となる。Next, as shown in FIG. 3E, a silicon oxide film 20 is formed on the entire surface of the mask by a method of applying a liquid silicon oxide film (eg, SOG), a sputtering method, or a CVD method. The thickness of the silicon oxide film 20 formed at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 180 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter is within ± 10% of the desired film thickness. Now, let the exposure light be i-line (λ = 365
nm), the refractive index at the i-line wavelength of silicon oxide formed by the CVD method is n s = 1.446. Therefore, the film thickness of the silicon oxide film 20 formed at this time is close to 409 nm. Become.
【0052】次いで、図3(f)に示すように、180
°のシフタ形成する透明基板開口部118及び270°
のシフタを形成する透明基板開口部119上にレジスト
21が形成されるように、レジストをパターニングす
る。即ち、位相を180°で除したときの値ai が0.
94<ai となる位相シフタが形成される開口部を抜き
パターンとする。このレジストのパターニングには、電
子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用いてもか
まわない。Then, as shown in FIG.
Shifter forming transparent substrate openings 118 and 270 °
The resist is patterned so that the resist 21 is formed on the transparent substrate opening 119 that forms the shifter. That is, the value a i when the phase is divided by 180 ° is 0.
The opening in which the phase shifter with 94 <a i is formed is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.
【0053】次いで、図3(g)に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部116及び90°のシフタ
を形成する透明基板開口部117上の酸化珪素膜をエッ
チングにより除去する。このエッチングは等方性、異方
性いずれの方法を用いてもかまわない。その後、レジス
トをSH法やアッシャー法などを用いて剥離する。Next, as shown in FIG. 3G, the silicon oxide film on the transparent substrate opening 116 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 117 where the shifter of 90 ° is formed is removed by etching. This etching may use either an isotropic method or an anisotropic method. After that, the resist is peeled off by using the SH method or the asher method.
【0054】このような実施例であっても、遮光膜パタ
ーン形成後のマスク上のレジストパターニングは2回行
うだけで、位相シフタの膜厚として90°,180°,
270°の3種類を形成することができ、第2の実施例
と同様の効果が得られる。Even in such an embodiment, the resist patterning on the mask after forming the light-shielding film pattern is performed only twice, and the film thickness of the phase shifter is 90 °, 180 °,
Three kinds of 270 ° can be formed, and the same effect as the second embodiment can be obtained.
【0055】(実施例4)図4は、本発明の第4の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造方法を示す断面図で
ある。本実施例では、エッチング法を用いた位相シフト
マスクの製造方法について説明する。(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional view showing a method of manufacturing a phase shift mask according to a fourth embodiment of the present invention. In this example, a method for manufacturing a phase shift mask using an etching method will be described.
【0056】まず、図4(a)に示すように、透明基板
26上に遮光膜27からなるパターンを形成する。透明
基板26としては例えば石英基板、遮光膜27としては
例えば厚さ100nmの酸化クロムなどを用いる。First, as shown in FIG. 4A, a pattern made of the light shielding film 27 is formed on the transparent substrate 26. As the transparent substrate 26, for example, a quartz substrate is used, and as the light shielding film 27, for example, 100 nm-thick chromium oxide is used.
【0057】次いで、図4(b)に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部120及び180°のシフ
タを形成する透明基板開口部122上にレジスト28が
形成されるように、レジストをパターニングする。この
レジストのパターニングには、電子ビームを用いてもよ
いし光リソグラフィを用いてもかまわない。即ち、位相
を180°で除したときの小数部が0.44以上0.5
5以下の位相シフタが形成される開口部を抜きパターン
とする。Next, as shown in FIG. 4B, a resist is formed so that the resist 28 is formed on the transparent substrate opening 120 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 122 where the shifter of 180 ° is formed. Pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography. That is, the fractional part when the phase is divided by 180 ° is 0.44 or more and 0.5
An opening in which a phase shifter of 5 or less is formed is used as a blank pattern.
【0058】次いで、図4(c)に示すように、透明基
板26をエッチングによって彫り込む。このエッチング
は等方性、異方性いずれの方式を用いてもかまわない。
このときエッチングで彫り込む深さは、彫り込み部を透
過した光と透明基板26を透過した光の位相差が90°
に近くなるような膜厚とする。このとき、彫り込む深さ
の許容範囲は所望の彫り込み量の±10%以内である。
いま、露光光をi線(λ=365nm)、透明基板26
を石英とすると、石英のi線波長での屈折率はns =
1.446であるから、このとき掘り込む深さは20
4.5nmに近い値となる。その後、図4(d)に示す
ように、レジスト28をSH法やアッシャー法などを用
いて剥離する。Next, as shown in FIG. 4C, the transparent substrate 26 is engraved by etching. This etching may be either isotropic or anisotropic.
At this time, the etching depth is such that the phase difference between the light transmitted through the carved portion and the light transmitted through the transparent substrate 26 is 90 °.
The film thickness should be close to At this time, the allowable range of the engraving depth is within ± 10% of the desired engraving amount.
Now, exposing light to the i-line (λ = 365 nm), the transparent substrate 26
Is quartz, the refractive index of quartz at the i-line wavelength is n s =
Since it is 1.446, the depth to be dug at this time is 20
The value is close to 4.5 nm. After that, as shown in FIG. 4D, the resist 28 is peeled off by using the SH method or the asher method.
【0059】次いで、図4(e)に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部120及び90°のシフタ
を形成する透明基板開口部121上にレジスト29が形
成されるように、レジストをパターニングする。即ち、
位相を180°で除したときの値ai が0.94<ai
となる位相シフタが形成される開口部を抜きパターンと
する。このレジストのパターニングには、電子ビームを
用いてもよいし光リソグラフィを用いてもかまわない。Then, as shown in FIG. 4E, a resist is formed so that the resist 29 is formed on the transparent substrate opening 120 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 121 where the 90 ° shifter is formed. Pattern. That is,
The value a i when the phase is divided by 180 ° is 0.94 <a i
The opening in which the phase shifter is formed is defined as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.
【0060】次いで、図4(f)に示すように、透明基
板26をエッチングによって彫り込む。このエッチング
には、等方性,異方性いずれの方法を用いてもかまわな
い。このときエッチングで彫り込む深さは、彫り込み部
を透過した光と透明基板26を透過した光の位相差が1
80°に近くなるような膜厚とする。このとき、彫り込
む深さの許容範囲は所望の彫り込み量の±10%以内で
ある。いま、露光光をi線(λ=365nm)、透明基
板26を石英とすると、石英のi線波長での屈折率はn
s =1.446であるから、このとき掘り込む深さは4
09nmに近い値となる。その後、図4(g)に示すよ
うに、レジスト29をSH法やアッシャー法などを用い
て剥離する。Next, as shown in FIG. 4F, the transparent substrate 26 is engraved by etching. For this etching, either an isotropic method or an anisotropic method may be used. At this time, the etching depth is such that the phase difference between the light transmitted through the carved portion and the light transmitted through the transparent substrate 26 is 1
The film thickness should be close to 80 °. At this time, the allowable range of the engraving depth is within ± 10% of the desired engraving amount. If the exposure light is i-line (λ = 365 nm) and the transparent substrate 26 is quartz, the refractive index of quartz at the i-line wavelength is n.
Since s = 1.446, the depth to be dug at this time is 4
The value is close to 09 nm. Then, as shown in FIG. 4G, the resist 29 is peeled off by using the SH method or the asher method.
【0061】これにより、第1回目のエッチングで基板
開口部121に掘り込み深さ204.5nmの位相シフ
タ(90°)が形成され、第2回目のエッチングで基板
開口部122に掘り込み深さ409nmの位相シフタ
(180°)が形成され、第1回及び第2回目のエッチ
ングで基板開口部123に掘り込み深さ613.5nm
の位相シフタ(270°)が形成されることになる。As a result, a phase shifter (90 °) having a digging depth of 204.5 nm is formed in the substrate opening 121 in the first etching, and a digging depth in the substrate opening 122 is formed in the second etching. A 409 nm phase shifter (180 °) is formed, and a depth of 613.5 nm is dug into the substrate opening 123 by the first and second etchings.
The phase shifter (270 °) is formed.
【0062】以上説明したように本実施例の位相シフト
マスク製造方法を用いると、位相シフタの膜厚として9
0°,180°,270°の3種類が存在するが、遮光
膜パターン形成後のマスク上のレジストパターニングは
2回ですみ、マスク製造工程の短縮化がはかれる。さら
に90°の位相シフタ(即ち彫り込みの浅い位相シフ
タ)から先に形成しているため、マスク上の2回目のレ
ジストパターニングの際(図4(e))、下地の段差
(位相シフタと遮光膜の段差)の影響を最小限に抑える
ことができる。As described above, when the phase shift mask manufacturing method of this embodiment is used, the film thickness of the phase shifter is 9
There are three types, 0 °, 180 °, and 270 °, but the resist patterning on the mask after forming the light-shielding film pattern only needs to be performed twice, and the mask manufacturing process can be shortened. Further, since the 90 ° phase shifter (that is, the shallowly engraved phase shifter) is formed first, when the second resist patterning on the mask is performed (FIG. 4E), the underlying step (the phase shifter and the light shielding film) is formed. It is possible to minimize the effect of the step).
【0063】(実施例5)図5は、本発明の第5の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタの配置例を示
す平面図である。なお、比較のために従来の位相シフタ
の配置例を図6に示す。各図とも周期的なパターンから
なるセルアレイ領域と、非周期的なパターンからなるセ
ンスアンプ領域を点線で囲んである。(Embodiment 5) FIG. 5 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a fifth embodiment of the present invention. For comparison, FIG. 6 shows an arrangement example of the conventional phase shifter. In each drawing, a cell array region having a periodic pattern and a sense amplifier region having an aperiodic pattern are surrounded by dotted lines.
【0064】図6に示す従来例では、0°,180°の
位相のみで開口部にシフタを配置している。セルアレイ
部のような周期的なパターンの部分では180°に対す
る膜厚のシフタがあれば、隣合う開口部を透過する光の
位相が異なるように配置できる。しかし、セルアレイ部
からの導出部(ここではセンスアンプ部を例にあげてい
る)では、隣合う開口部を透過する光の位相が同位相と
なる部分(図中のp,q)が存在する。これらの部分で
は位相シフト法の効果が著しく低下するため、寸法を大
きくしたり、隣合う開口部を透過する光の位相が異なる
ようにパターンを書き換える必要がある。このため、0
°,180°の位相のみで開口部にシフタを配置する場
合は設計的に制約が大きいと言える。In the conventional example shown in FIG. 6, the shifters are arranged in the openings only at the phases of 0 ° and 180 °. If there is a shifter having a film thickness of 180 ° in a periodic pattern portion such as a cell array portion, it is possible to arrange the light beams passing through the adjacent openings so that the phases thereof are different from each other. However, in the derivation section from the cell array section (here, the sense amplifier section is taken as an example), there is a section (p, q in the figure) in which the phases of the light transmitted through the adjacent openings are the same. . Since the effect of the phase shift method is remarkably reduced in these portions, it is necessary to increase the size and rewrite the pattern so that the phases of the lights passing through the adjacent openings are different. Therefore, 0
It can be said that there is a large design constraint when the shifter is arranged in the opening with only the phases of 180 ° and 180 °.
【0065】これに対し図5に示す本実施例では、0
°,180°の位相の他に、90°,270°の位相シ
フタを用いた場合のシフタの配置例を示している。この
ように0°,90°,180°,270°の4種類の位
相を用いた場合、隣合う開口部を透過する光の位相を異
ならせようとすると、位相差は90°若しくは180°
となる。前記図17でも分かるように隣合う開口部を透
過する光の位相差は180°の方が解像力が高いので、
セルアレイ部のような単純な繰り返しパターンの部分で
は、0°,180°,0°,180°…とシフタを配置
することが望ましい。それは、例えばDRAMのセル部
分はトレンチやスタックといった3次元構造をとること
が多く、その分高い解像力が要求されるからである。On the other hand, in this embodiment shown in FIG.
An example of arrangement of shifters in the case of using 90 ° and 270 ° phase shifters in addition to 90 ° and 180 ° phases is shown. When four kinds of phases of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° are used in this way, when trying to make the phases of lights passing through the adjacent openings different from each other, the phase difference is 90 ° or 180 °.
Becomes As can be seen from FIG. 17, since the phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is 180 °, the resolution is higher,
It is desirable to arrange shifters such as 0 °, 180 °, 0 °, 180 ° ... In a simple repeating pattern portion such as a cell array portion. This is because, for example, the cell portion of a DRAM often has a three-dimensional structure such as a trench or a stack, and a high resolution is required accordingly.
【0066】さらに本実施例では、センスアンプ部にお
いて従来では隣合う開口部を透過する光の位相が同相と
なる部分において、90°,270°といった位相を設
けている。この配置方法によって、センスアンプ部分に
おいても隣合う開口部を透過した光の位相が異なるよう
になり、位相シフト法の効果を持たせることができる。
従って、従来の位相シフト法のように隣合う開口部を透
過する光の位相が同じになる部分が少なくなり、これら
の部分の寸法を大きくしたり、隣合う開口部を透過する
光の位相が異なるようにパターンを書き換えるといった
設計的な制約が小さくなる。Further, in the present embodiment, in the conventional sense amplifier section, phases such as 90 ° and 270 ° are provided in the portions where the phases of the lights passing through the adjacent openings are in phase. According to this arrangement method, the phases of the light transmitted through the adjacent openings are different even in the sense amplifier portion, and the effect of the phase shift method can be provided.
Therefore, as in the conventional phase shift method, there are few portions where the phase of the light passing through the adjacent openings becomes the same, and the size of these portions is increased or the phase of the light passing through the adjacent openings is reduced. Design restrictions such as rewriting patterns differently are reduced.
【0067】(実施例6)図7は、本発明の第6の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。図7(a)は従来例であり、0°,18
0°の位相のみで開口部にシフタを配置している。この
ように従来のレベンソン型位相シフト法は、0°,18
0°の位相の組み合わせだけで位相シフトマスクを形成
していたため、隣合うパターンの位相が異なる組み合わ
せは(0°,180°)の1通りしかなく、そのため図
7(a)のパターンs,qには0°,180°のいずれ
の位相を配置しても隣合うパターンの位相が等しくなっ
てしまう。このため、この部分で位相シフト法の効果が
著しく低減してしまう。(Embodiment 6) FIG. 7 is a plan view showing an example of arrangement of phase shifters of a phase shift mask according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 7A shows a conventional example, which is 0 °, 18
The shifter is arranged in the opening with only the phase of 0 °. As described above, the conventional Levenson-type phase shift method uses 0 °, 18
Since the phase shift mask is formed only by the combination of the phases of 0 °, there is only one combination (0 °, 180 °) in which the phases of the adjacent patterns are different. Therefore, the patterns s and q of FIG. In both cases, the phases of adjacent patterns will be the same regardless of whether the phase is 0 ° or 180 °. Therefore, the effect of the phase shift method is significantly reduced in this portion.
【0068】そこで本実施例では図7(b)のように、
パターンs,qに新たに90°,270°の位相シフタ
を組み合わせる。これによって、隣合うパターンの位相
が異なる組み合わせは(0°,90°),(0°,18
0°),(0°,270°),(90°,180°),
(90°,270°),(180°,270°)の6通
りとなり、隣合うパターンの位相が異なるようになり位
相シフト法としての効果が生じてくる。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG.
Phase shifters of 90 ° and 270 ° are newly combined with the patterns s and q. As a result, the combinations in which the phases of the adjacent patterns are different are (0 °, 90 °), (0 °, 18
0 °), (0 °, 270 °), (90 °, 180 °),
There are 6 patterns of (90 °, 270 °) and (180 °, 270 °), the phases of adjacent patterns are different, and the effect as the phase shift method occurs.
【0069】(実施例7)図8は、本発明の第7の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透過
した光の相対位相差が180°に近くなるように位相シ
フタを配置した任意の2本の平行な開口部分で囲まれた
領域(図中の点線内の領域DA )に、前記2本の囲む開
口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記2本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面(A−A′断面)における開口部の本数は偶数(図
では2本)である。この場合、隣合う開口部を透過した
光の相対位相を180°に近くなるように位相シフタを
配置する。(Embodiment 7) FIG. 8 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D A ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions. Further, the number of openings in an arbitrary section (section AA ') perpendicular to the direction along the two surrounding openings is an even number (two in the figure). In this case, the phase shifter is arranged so that the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is close to 180 °.
【0070】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に180°に近くな
るようになり位相シフト法としての効果が十分に発揮さ
れ、本マスクを用いて形成されたパターンには高い解像
力が得られるようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 180 °, and the effect of the phase shift method is sufficiently exerted. A high resolution can be obtained for the formed pattern.
【0071】(実施例8)図9は、本発明の第8の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透過
した光の相対位相差が180°に近くなるように位相シ
フタを配置した任意の2本の平行な開口部分で囲まれた
領域(図中の点線内の領域DB )に、前記2本の囲む開
口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記2本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面(B−B′断面)における開口部の本数は偶数(図
では3本)である。この場合、隣合う開口部を透過した
光の相対位相を90°に近くなるように位相シフタを配
置する。(Embodiment 8) FIG. 9 is a plan view showing an example of arrangement of phase shifters of a phase shift mask according to an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D B ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions. Further, the number of openings in any cross section (BB 'cross section) perpendicular to the direction along the two surrounding openings is an even number (three in the figure). In this case, the phase shifter is arranged so that the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is close to 90 °.
【0072】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に90°に近くなる
ようになり位相シフト法としての効果が十分に発揮さ
れ、本マスクを用いて形成されたパターンには高い解像
力が得られるようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 90 °, and the effect as the phase shift method is sufficiently exhibited. A high resolution can be obtained for the formed pattern.
【0073】(実施例9)図10は、本発明の第9の実
施例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示
す平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透
過した光の相対位相差が180°に近くなるように位相
シフタを配置した任意の2本の平行な開口部分で囲まれ
た領域(図中の点線内の領域DC )に、前記2本の囲む
開口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記2本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面における開口部の本数は偶数の場合と奇数の場合が
混在している。即ち、C1−C1′断面では偶数(図で
は2本)、C2−C2′断面、C3−C3′断面では奇
数(図ではそれぞれ1本と3本)である。(Embodiment 9) FIG. 10 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D C ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions. Furthermore, the number of openings in an arbitrary cross section perpendicular to the direction along the two surrounding openings is even and odd. That is, the C1-C1 'section has an even number (two in the figure), the C2-C2' section, and the C3-C3 'section has an odd number (one and three in the figure).
【0074】このように偶数箇所が1つ、奇数箇所が複
数の場合、まず偶数の部分の隣接した開口部を透過した
光の相対位相を180°に近くなるようにし(即ちC1
−C1′断面においてQ1を180°、R1を0°に近
い値とし)、次にそれ以外の開口部分においては隣接す
る開口部を透過した光の相対位相を90°に近くなるよ
うに(即ちC2−C2′断面、C3−C3′断面におい
てP1を90°若しくは270°に近い値と)する。When there is one even-numbered portion and a plurality of odd-numbered portions, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings of the even-numbered portions is first set to be close to 180 ° (that is, C1).
In the −C1 ′ cross section, Q1 is set to 180 ° and R1 is set to a value close to 0 °, and then, in the other opening portions, the relative phase of the light transmitted through the adjacent opening portions is made close to 90 ° (that is, P1 is set to 90 ° or a value close to 270 ° in the C2-C2 ′ cross section and the C3-C3 ′ cross section.
【0075】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に180°若しくは
90°に近くなるようになり位相シフト法としての効果
が十分に発揮され、本マスクを用いて形成されたパター
ンには高い解像力が得られるようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 180 ° or 90 °, and the effect of the phase shift method is sufficiently exerted, and the present mask is used. A high resolution can be obtained for the pattern formed by using the pattern.
【0076】(実施例10)図11は、本発明の第10
の実施例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例
を示す平面図である。この実施例では、隣接する開口部
を透過した光の相対位相差が180°に近くなるように
位相シフタを配置した任意の2本の平行な開口部分で囲
まれた領域(図中の点線内の領域DD )に、前記2本の
囲む開口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。
さらに、前記2本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任
意の断面における開口部の本数は偶数の場合と奇数の場
合が混在している。即ちD1−D1′断面、D2−D
2′断面では偶数(図では2本)、D3−D3′断面で
は奇数(図では3本)である。(Embodiment 10) FIG. 11 shows a tenth embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing an example of arrangement of phase shifters of the phase shift mask according to the example of FIG. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D D ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions.
Furthermore, the number of openings in an arbitrary cross section perpendicular to the direction along the two surrounding openings is even and odd. That is, D1-D1 'cross section, D2-D
It is even (2 in the figure) in the 2'section and odd (3 in the figure) in the D3-D3 'section.
【0077】このように奇数箇所が1つ、偶数箇所が複
数の場合、まず複数ある偶数の部分(図ではD1−D
1′断面とD2−D2′断面)のうち、どちらか一つ
(図ではD1−D1′断面とする)において隣接した開
口部を透過した光の相対位相を180°に近くなるよう
にする(即ちD1−D1′断面においてQ2を180
°、R2を0°に近い値とする)。次にそれ以外の偶数
の部分(図ではD2−D2′断面)において隣接した開
口部を透過した光の相対位相を180°に近くなるよう
にする(即ちD2−D2′断面においてP2を180°
に近い値とする)。このとき、P2−Q2間の相対位相
差は0°となり、この部分において位相シフト法の効果
が得られなくなる。そこで、P2若しくはQ2のいずれ
かを90°若しくは270°に近い値とする。これによ
り、P2−Q2間の相対位相差は90°となり、この部
分においても位相シフト法の効果が得られるようにな
る。When there is one odd-numbered portion and a plurality of even-numbered portions in this way, first, there are a plurality of even-numbered portions (D1-D in the figure).
In either one of the 1'section and the D2-D2 'section) (the D1-D1' section in the figure), the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is made to be close to 180 ° ( That is, Q2 is 180 in the D1-D1 'cross section.
And R2 are values close to 0 °). Next, the relative phase of the light transmitted through the adjacent apertures is made to be close to 180 ° in other even-numbered portions (D2-D2 'cross section in the figure) (that is, P2 is 180 ° in the D2-D2' cross section).
To a value close to). At this time, the relative phase difference between P2 and Q2 becomes 0 °, and the effect of the phase shift method cannot be obtained in this portion. Therefore, either P2 or Q2 is set to a value close to 90 ° or 270 °. As a result, the relative phase difference between P2 and Q2 becomes 90 °, and the effect of the phase shift method can be obtained in this portion as well.
【0078】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に180°若しくは
90°に近くなるようになる。さらに相対位相180°
から先に配置することによって、相対位相180°の部
分が形成されることになり、マスク全面にわたって相対
位相90°の場合よりも位相シフト法としての効果が十
分に発揮され(図17より相対位相90°よりも180
°のほうが位相シフト法としての効果が高い)、本マス
クを用いて形成されたパターンには高い解像力が得られ
るようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 180 ° or 90 °. 180 ° relative phase
When the relative phase is 180 °, the portion having the relative phase of 180 ° is formed, and the effect as the phase shift method is sufficiently exerted as compared with the case of the relative phase of 90 ° over the entire surface of the mask. 180 more than 90 °
The higher the effect of the phase shift method is, the higher the resolving power can be obtained for the pattern formed by using this mask.
【0079】次に、本発明(請求項5)の実施例を図面
を参照して説明する。Next, an embodiment of the present invention (claim 5) will be described with reference to the drawings.
【0080】(実施例11)図12は本発明の第11の
実施例に係わる位相シフトマスクの構造を示す断面図で
ある。透明基板50上に遮光膜パターン51が形成され
ている。透明基板50の材料としては例えば石英、遮光
膜51の材料としては例えば酸化クロムなどを用いた。
石英基板50上の開口部のある領域に厚さλ/2(ns
−1)(λ:露光波長、ns :露光波長における位相シ
フタの屈折率)の位相シフタ52が形成されている。位
相シフタ52の材料としては、例えば液相成長法,スパ
ッタ法若しくはCVD法で形成されたSiO2 膜などを
用いた。(Embodiment 11) FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a phase shift mask according to an eleventh embodiment of the present invention. A light shielding film pattern 51 is formed on the transparent substrate 50. For example, quartz is used as the material of the transparent substrate 50, and chromium oxide or the like is used as the material of the light shielding film 51.
The thickness λ / 2 (n s
-1) (λ: exposure wavelength, n s : refractive index of phase shifter at exposure wavelength) phase shifter 52 is formed. As a material of the phase shifter 52, for example, a SiO 2 film formed by a liquid phase growth method, a sputtering method or a CVD method is used.
【0081】ここまでは従来構造と同じであるが、本実
施例ではさらに、位相シフタ52と同じ成膜方法で形成
した位相シフタ52と同じ材料(バッファ膜)53を、
石英開口部501と位相シフタ部502の両方の光透過
部を含む領域に均一に形成する。このとき、成膜方法に
よっては遮光膜上に形成される場合もあるが、遮光膜5
1上に形成されたバッファ膜53は露光の際転写に影響
しない。この位相シフタと同じ材料のバッファ膜53の
膜厚hは露光波長λと位相シフタの屈折率nsで決定さ
れ、次式で与えられる。Although the structure so far is the same as the conventional structure, in the present embodiment, the same material (buffer film) 53 as the phase shifter 52 formed by the same film forming method as the phase shifter 52 is further added.
The quartz opening 501 and the phase shifter 502 are uniformly formed in a region including the light transmitting portions. At this time, the light-shielding film 5 may be formed on the light-shielding film depending on the film forming method.
The buffer film 53 formed on 1 does not affect the transfer at the time of exposure. The film thickness h of the buffer film 53 made of the same material as the phase shifter is determined by the exposure wavelength λ and the refractive index n s of the phase shifter, and is given by the following equation.
【0082】 h=(λ/4ns ){m−ns /(ns −1)} … (14) 但し、ns :シフタ屈折率,λ:露光波長,m:整数で
ある。H = (λ / 4n s ) {m−n s / (n s −1)} (14) where n s is the shifter refractive index, λ is the exposure wavelength, and m is an integer.
【0083】いま、露光光をi線(λ=365nm)、
位相シフタ材料を液相中で形成したSiO2 膜とする
と、位相シフタのi線波長での屈折率はns =1.44
6であるから位相シフタ52の膜厚は409nm、位相
シフタと同じ材料のバッファ膜53の膜厚はm=5のと
き11.1nmとなる。Now, the exposure light is changed to i-line (λ = 365 nm),
If the phase shifter material is a SiO 2 film formed in a liquid phase, the refractive index of the phase shifter at the i-line wavelength is n s = 1.44.
Therefore, the thickness of the phase shifter 52 is 409 nm, and the thickness of the buffer film 53 made of the same material as the phase shifter is 11.1 nm when m = 5.
【0084】即ち、i線に対する位相シフトマスクを液
相成長法を用いて形成するには、石英基板50上に遮光
膜パターン51を形成した後、409nmの位相シフタ
52を液相成長法を用いて形成し、さらに同じ方法を用
いて11.1nmの位相シフタ52と同じ材料のバッフ
ァ膜53を石英開口部501と位相シフタ部502の両
方に形成すればよい。このバッファ膜53の膜厚の所望
値からのずれの許容範囲は、所望値の±10%以内であ
る。That is, in order to form the phase shift mask for the i-line by using the liquid phase growth method, after forming the light shielding film pattern 51 on the quartz substrate 50, the phase shifter 52 of 409 nm is used by the liquid phase growth method. Then, the buffer film 53 of 11.1 nm of the same material as the phase shifter 52 may be formed in both the quartz opening 501 and the phase shifter 502 by using the same method. The allowable range of the deviation of the film thickness of the buffer film 53 from the desired value is within ± 10% of the desired value.
【0085】図13に露光光をi線、位相シフタを液相
成長法を用いたSiO2 膜としたときの、入射強度に対
する透過光の比Is の位相角δ依存性を示す。図より、
δ=0°のときIs は92.793%なのに対して、δ
=180°のときは93.109%となる。これは、液
相成長法を用いてi線用位相シフトマスクを形成した場
合、本実施例の手法(位相シフタと同じ膜を石英開口部
と位相シフタ部の両方に均一に形成するといった手法)
を用いないと、位相シフタ部を透過した光強度は石英開
口部を透過した光強度に比べ0.316%も高くなって
しまうことが分かる。FIG. 13 shows the dependence of the ratio I s of the transmitted light on the incident intensity on the phase angle δ when the exposure light is an i-line and the phase shifter is a SiO 2 film using a liquid phase growth method. From the figure,
When δ = 0 °, I s is 92.793%, while δ
When it is 180 °, it becomes 93.109%. This is the method of the present embodiment when the phase shift mask for i-line is formed by using the liquid phase growth method (method in which the same film as the phase shifter is uniformly formed in both the quartz opening and the phase shifter).
It can be seen that the light intensity transmitted through the phase shifter portion is as high as 0.316% as compared with the light intensity transmitted through the quartz opening portion without using.
【0086】これを補正するために、位相シフタ部を透
過した光強度と石英開口部を透過した光強度を等しく
し、かつ位相シフタ部を透過した光の位相と石英開口部
を透過した光の位相を180°異なるようにするには、
図13に示すように位相角δに対応する膜厚hを、石英
開口部と位相シフタ部の両方に均一に形成すればよいこ
とが分かる。In order to correct this, the light intensity transmitted through the phase shifter portion and the light intensity transmitted through the quartz opening portion are made equal, and the phase of the light transmitted through the phase shifter portion and the light transmitted through the quartz opening portion are To make the phases 180 degrees different,
As shown in FIG. 13, it can be seen that the film thickness h corresponding to the phase angle δ should be formed uniformly in both the quartz opening and the phase shifter.
【0087】露光光をi線(λ=365nm)、位相シ
フタ材料を液相中で形成したSiO2 膜(ns =1.4
46)としたときの本実施例に示した膜厚hと整数mの
値の関係を図14に示す。図14よりmの値によっては
膜厚hは負の値となるが、これはマスク製作上不合理で
ある。従って、mはh≧0となるような値を選ぶべきで
ある。さらに、マスク製作におけるスループットの関係
から膜厚hはなるべく薄い値とすることが望ましい。The exposure light is the i-line (λ = 365 nm), and the SiO 2 film ( ns = 1.4) formed by the phase shifter material in the liquid phase is used.
FIG. 14 shows the relationship between the film thickness h and the value of the integer m shown in this embodiment when the value is set to 46). According to FIG. 14, the film thickness h has a negative value depending on the value of m, but this is unreasonable in mask fabrication. Therefore, m should be selected such that h ≧ 0. Further, it is desirable that the film thickness h be as thin as possible in view of the throughput in the mask fabrication.
【0088】例えばi線用位相シフタのSiO2 を液相
中(成膜レート約100nm/h)で形成すると、図1
4よりm=10の場合、成膜時間が通常の位相シフトマ
スクの約12%も余分にかかることになる。また、hの
値が小さ過ぎると成膜時間が短時間であるため、均一で
精度の高い膜が形成できない。液相中で位相シフタを形
成する場合、膜厚20nm以下では膜の均一性が低いこ
とが知られている。つまり、mの値の下限は膜厚の安定
性で決定され、この下限値はマスク製作プロセスによっ
て異なる。以上のことから、液相中でi線用の位相シフ
トマスクを形成する場合、図14に示したようにmの値
は6から9までが適当であると考えられる。For example, when SiO 2 of the phase shifter for i-line is formed in the liquid phase (film formation rate of about 100 nm / h),
4, when m = 10, the film formation time is about 12% longer than that of a normal phase shift mask. On the other hand, if the value of h is too small, the film formation time is short, and a uniform and highly accurate film cannot be formed. When forming a phase shifter in a liquid phase, it is known that the film uniformity is low when the film thickness is 20 nm or less. That is, the lower limit of the value of m is determined by the stability of the film thickness, and the lower limit depends on the mask manufacturing process. From the above, when forming a phase shift mask for i-line in the liquid phase, it is considered appropriate that the value of m is 6 to 9 as shown in FIG.
【0089】このように本実施例によれば、通常の位相
シフトマスクの作製プロセスを経て形成されたマスクの
全面(透明基板開口部と位相シフタ部)に位相シフタと
同一の材料を形成し、この材料の膜厚を選ぶことによっ
て(膜厚の値は露光波長と位相シフタ材料の屈折率によ
って決まる)、透明基板開口部を透過した光強度と位相
シフタを透過した光強度の値を等しくすることができ
る。これにより、位相シフタ部と透明基板開口部で形成
される解像パターンに不均一性が生じることなく所望通
りパターンが形成されるようになる。As described above, according to this embodiment, the same material as the phase shifter is formed on the entire surface (transparent substrate opening and phase shifter) of the mask formed through the normal phase shift mask manufacturing process. By selecting the film thickness of this material (the film thickness value depends on the exposure wavelength and the refractive index of the phase shifter material), the light intensity transmitted through the transparent substrate opening and the light intensity transmitted through the phase shifter are made equal. be able to. As a result, the pattern can be formed as desired without causing nonuniformity in the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the transparent substrate opening.
【0090】(実施例12)図15は、本発明の第12
の実施例における最適屈折率をもつシフタ材料を選ぶ方
法を説明するための図である。第11の実施例で示した
ように位相シフタと同じ膜を石英開口部と位相シフタ部
の両方に形成する手法を用いないとき、石英開口部の透
過光強度と位相シフタ部の透過光強度の差が許容範囲内
となるようにシフタ材料の屈折率(即ち適したシフタ材
料)を選ばなければならない。いま、石英開口部の透過
光強度と位相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の
光強度の1%以内が許容範囲とすると、前記(11)式の
ようになる。(Embodiment 12) FIG. 15 shows a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of selecting a shifter material having an optimum refractive index in the example of FIG. When the method of forming the same film as the phase shifter on both the quartz aperture and the phase shifter as shown in the eleventh embodiment is not used, the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter are The index of refraction of the shifter material (i.e. a suitable shifter material) must be chosen so that the difference is within an acceptable range. Now, assuming that the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is within 1% of the light intensity of the quartz aperture, the equation (11) is obtained.
【0091】また、位相シフタ膜厚の180°からのズ
レ量の許容範囲が±10度とすると前記(12)式のよう
になる。Further, when the allowable range of the shift amount of the phase shifter film thickness from 180 ° is ± 10 degrees, the equation (12) is obtained.
【0092】図4は、KrFエキシマレーザーを用いた
ときのIs /Iq の位相シフタ屈折率ns 依存性を示し
ている。(12)式を満たすIs /Iq の値は、図4の斜
線部で示されている。いま、石英開口部の透過光強度と
位相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の光強度の
1%以内が許容範囲とするシフタの屈折率は、次の関係
を満たすことが必要である。FIG. 4 shows the dependence of I s / I q on the phase shifter refractive index n s when a KrF excimer laser is used. The value of I s / I q that satisfies the equation (12) is shown by the shaded area in FIG. Now, the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is within 1% of the light intensity of the quartz aperture within the allowable range. The refractive index of the shifter must satisfy the following relationship. is there.
【0093】 1.46≦ns ≦1.55 … (15) 次に、石英開口部の透過光強度と位相シフタ部の透過光
強度の差の許容範囲がより厳しく0.05%とすると、1.46 ≦ n s ≦ 1.55 (15) Next, assuming that the allowable range of the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is 0.05%,
【数3】 となる。また、位相シフタ膜厚の180°からのズレ量
の許容範囲が±10度とすると、前記(12)式となる。[Equation 3] Becomes Further, when the allowable range of the shift amount of the phase shifter film thickness from 180 ° is ± 10 degrees, the above equation (12) is obtained.
【0094】図15はKrFエキシマレーザーを用いた
ときのIs /Iq の位相シフタ屈折率ns 依存性を示し
ている。(9) 式を満たすIs /Iq の値は図15の斜線
部で示されている。いま、石英開口部の透過光強度と位
相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の光強度の1
%以内が許容範囲とするシフタの屈折率は次の関係を満
たすことが必要である。FIG. 15 shows the dependence of I s / I q on the phase shifter refractive index n s when a KrF excimer laser is used. The value of I s / I q that satisfies the equation (9) is shown by the shaded area in FIG. Now, the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is 1 of the light intensity of the quartz aperture.
It is necessary that the refractive index of the shifter, which is within the allowable range within%, satisfies the following relationship.
【0095】 1.48≦ns ≦1.53 … (17) ここで、石英開口部の透過光強度と位相シフタ部の透過
光強度の差の許容範囲が石英開口部の光強度の±1%以
内望ましくは±0.5%以内となる根拠について図16
を用いて説明する。図16はレジスト寸法の透過光強度
の所望値からのずれ依存性である。図16よりデバイス
試作に必要な焦点深度±0.5μm以上得るには、透過
光強度の所望値からのずれの許容範囲は±1%であるこ
とが分かる。また、図16より商品デバイス作製に必要
な焦点深度±1.0μm以上得るには、透過光強度の所
望値からのずれの許容範囲は±0.5%であることが分
かる。1.48 ≦ n s ≦ 1.53 (17) Here, the allowable range of the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is ± 1 of the light intensity of the quartz aperture. Fig. 16 shows the reason why it is within ±%, preferably within ± 0.5%
Will be explained. FIG. 16 shows the dependence of the resist size on the intensity of transmitted light from the desired value. From FIG. 16, it can be seen that the allowable range of deviation from the desired value of the transmitted light intensity is ± 1% in order to obtain the focal depth of ± 0.5 μm or more required for the device prototype. Further, it can be seen from FIG. 16 that the allowable range of deviation from the desired value of the transmitted light intensity is ± 0.5% in order to obtain a depth of focus of ± 1.0 μm or more required for manufacturing a commercial device.
【0096】このように本実施例によれば、位相シフタ
と同じ膜を透明基板開口部と位相シフタ部の両方に形成
する手法を用いないとき、石英開口部の透過光強度と位
相シフタ部の透過光強度の差が許容範囲内となるように
シフタ材料の屈折率(即ち適したシフタ材料)を選ぶこ
とによって、位相シフタ部と透明基板開口部で形成され
る解像パターンに不均一性が生じることなく所望通りパ
ターンが形成されるようになる。As described above, according to this embodiment, when the method of forming the same film as the phase shifter on both the transparent substrate opening and the phase shifter is not used, the transmitted light intensity of the quartz opening and the phase shifter are different. By selecting the refractive index of the shifter material (that is, a suitable shifter material) so that the difference between the transmitted light intensities is within the allowable range, the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the transparent substrate opening can have non-uniformity. The pattern is formed as desired without occurring.
【0097】[0097]
【発明の効果】以上詳述したように本発明(請求項1〜
4)によれば、0°,90°,180°,270°の位
相組み合わせ(隣合うパターンを透過した光の相対位相
差が90°若しくは180°)で位相シフタを配置する
ことにより、位相シフト法における十分な解像力を保持
しながら、マスクの設計的な制約を小さくすることので
きる位相シフトマスクを実現することが可能となる。As described in detail above, the present invention (claims 1 to 3)
According to 4), by arranging the phase shifter in a phase combination of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° (relative phase difference of light transmitted through adjacent patterns is 90 ° or 180 °), phase shift can be achieved. It is possible to realize a phase shift mask that can reduce the design constraint of the mask while maintaining sufficient resolution in the method.
【0098】また、本発明(請求項5)によれば、透過
部とシフタ部の双方に位相シフト材料と同じ材料からな
るバッファ膜を形成し、このバッファ膜の厚みを最適に
設定することにより、基板開口部を透過した光強度と位
相シフタを透過した光強度を近付けることができ、位相
シフタ部と透明基板の開口部で形成される解像パターン
の均一性向上をはかり得る位相シフトマスクを実現する
ことが可能となる。According to the present invention (Claim 5), a buffer film made of the same material as the phase shift material is formed in both the transmissive portion and the shifter portion, and the thickness of the buffer film is optimally set. , A phase shift mask that can bring the intensity of light transmitted through the substrate opening and the intensity of light transmitted through the phase shifter close to each other and can improve the uniformity of the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate. It can be realized.
【図1】第1の実施例に係わる位相シフトマスクの構造
を示す平面図と断面図。FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing a structure of a phase shift mask according to a first embodiment.
【図2】第2の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a second embodiment.
【図3】第3の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a third embodiment.
【図4】第4の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a fourth embodiment.
【図5】第5の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a fifth embodiment.
【図6】比較のために従来の位相シフトマスクのシフタ
配置例を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a shifter arrangement example of a conventional phase shift mask for comparison.
【図7】第6の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 7 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a sixth embodiment.
【図8】第7の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a seventh embodiment.
【図9】第8の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to an eighth embodiment.
【図10】第9の実施例に係わる位相シフトマスクの位
相シフタ配置例を示す平面図。FIG. 10 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a ninth embodiment.
【図11】第10の実施例に係わる位相シフトマスクの
位相シフタ配置例を示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a tenth embodiment.
【図12】第11の実施例に係わる位相シフトマスクの
構造を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a phase shift mask according to an eleventh embodiment.
【図13】第11の実施例における位相角と透過率との
関係を示す特性図。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the phase angle and the transmittance in the eleventh embodiment.
【図14】第11の実施例における膜厚と整数値との関
係を示す特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between film thickness and an integer value in the eleventh embodiment.
【図15】第12の実施例における最適屈折率を持つシ
フタ材料を選ぶ方法を説明するための図。FIG. 15 is a diagram for explaining a method of selecting a shifter material having an optimum refractive index in the twelfth embodiment.
【図16】レジスト寸法の透過光強度の所望値からのず
れ依存性を示す図。FIG. 16 is a diagram showing the dependence of resist size on deviation from a desired value of transmitted light intensity.
【図17】本発明の作用を説明するためのもので、デフ
ォーカス値とコントラストとの関係を示す特性図。FIG. 17 is a characteristic diagram for explaining the operation of the present invention and showing the relationship between the defocus value and the contrast.
【図18】本発明の作用を説明するためのもので、基板
開口部を透過した光強度Iq と位相シフタを透過した光
強度Is の値が異なる様子を示す図。FIG. 18 is a view for explaining the operation of the present invention, showing how the values of the light intensity Iq transmitted through the substrate opening and the light intensity Is transmitted through the phase shifter are different.
【図19】本発明の作用を説明するためのもので、透明
基板/シフタの2層構造におけるシフタ内の多重反射の
様子を示す図。FIG. 19 is a view for explaining the operation of the present invention, showing a state of multiple reflection in a shifter in a two-layer structure of a transparent substrate / shifter.
【図20】位相シフト法の原理を示す図。FIG. 20 is a diagram showing the principle of the phase shift method.
1,10,16,26,50…透明基板 2,11,17,27,51,52…遮光膜 3,13,15,18,20…位相シフタ 12,14,19,21,28,29…レジスト 53…バッファ膜 101,110〜113,116〜123…透明開口部 1, 10, 16, 26, 50 ... Transparent substrate 2, 11, 17, 27, 51, 52 ... Shading film 3, 13, 15, 18, 20 ... Phase shifter 12, 14, 19, 21, 28, 29 ... Resist 53 ... Buffer film 101, 110-113, 116-123 ... Transparent opening
Claims (5)
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置した位相シフトマスクにおいて、 隣接する開口部を透過した光の相対位相差が略180°
となるように位相シフタを配置した任意の2本の平行な
開口部で囲まれた領域に形成された開口部の全て若しく
は一部が前記2本の平行な開口部に平行であり、かつ前
記2本の平行な開口部に垂直な任意の断面における前記
囲まれた開口部の本数が偶数の部分では、前記囲まれた
開口部内で隣接するものの相対位相を180°、前記囲
まれた開口部と2本の平行な開口部間で隣接するものの
相対位相を180°とし、奇数の部分では、前記囲まれ
た開口部内で隣接するものの相対位相を180°、前記
囲まれた開口部と2本の平行な開口部間で隣接するもの
の相対位相を180°若しくは90°となるように設定
してなることを特徴とする位相シフトマスク。1. In a phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening, the light transmitted through adjacent openings is Relative phase difference is about 180 °
All or part of the openings formed in the region surrounded by any two parallel openings in which the phase shifter is arranged so that the phase shifter is parallel to the two parallel openings, and In a portion where the number of the enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings is an even number, the relative phase of adjacent ones in the enclosed openings is 180 °, and the enclosed openings are And the relative phase of two adjacent openings between the two parallel openings is 180 °, and the odd phase has a relative phase of 180 degrees between the adjacent openings within the enclosed opening, and the enclosed opening is two The phase shift mask is characterized in that the relative phase of adjacent ones is set to 180 ° or 90 °.
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置した位相シフトマスクにおいて、 隣接する開口部を透過した光の相対位相差が略180°
となるように位相シフタを配置した任意の2本の平行な
開口部で囲まれた領域に形成された開口部の全て若しく
は一部が前記2本の平行な開口部に平行であり、かつ前
記2本の平行な開口部に垂直な任意の断面における前記
囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の場合
と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣接す
る開口部を透過した光の相対位相を180°となるよう
にし、偶数部分に含まれない奇数部分において隣接する
開口部を透過した光の相対位相を90°若しくは180
°となるように設定してなることを特徴とする位相シフ
トマスク。2. A phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening, and Relative phase difference is about 180 °
All or part of the openings formed in the region surrounded by any two parallel openings in which the phase shifter is arranged so that the phase shifter is parallel to the two parallel openings, and When the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to two parallel openings is odd or even depending on the position of the cross section, the light transmitted through the adjacent openings in the even part Of 180 degrees relative to each other, and the relative phase of light transmitted through the adjacent openings in the odd-numbered portions not included in the even-numbered portions is 90 ° or 180 °.
A phase shift mask characterized in that it is set so that it becomes °.
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置した位相シフトマスクにおいて、 隣接する開口部を透過した光の相対位相差が略180°
となるように位相シフタを配置した任意の2本の平行な
開口部で囲まれた領域に形成された開口部の全て若しく
は一部が前記2本の平行な開口部に平行であり、かつ前
記2本の平行な開口部に垂直な任意の断面における前記
囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の場合
と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣接し
た開口部を透過した光の相対位相を180°になるよう
にし、その結果奇数部分において隣接する開口部を透過
した光の相対位相が0°になるパターンに対し、この0
°になった隣接する開口部を透過した光の相対位相が9
0°となるようにシフタの配置条件を変更してなること
を特徴とする位相シフトマスク。3. A phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a translucent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening so that light transmitted through adjacent openings is Relative phase difference is about 180 °
All or part of the openings formed in the region surrounded by any two parallel openings in which the phase shifter is arranged so that the phase shifter is parallel to the two parallel openings, and When the number of the enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings is odd or even depending on the position of the cross section, the light transmitted through the adjacent openings in the even part The relative phase of the light passing through the adjacent openings in the odd-numbered portion is 0 °, and the relative phase of
The relative phase of the light transmitted through the adjacent openings where the angle becomes ° is 9
A phase shift mask, characterized in that the shifter arrangement conditions are changed so as to be 0 °.
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置し、隣接する開口部の相対位相差が0°,90
°,180°,270°のグループよりなる位相シフト
マスクにおいて、 透明基板に対する相対位相差を180°で除した値ai
についてその少数部が0.44から0.55である第1
のパターングループを抽出し、少数部が0.94<ai
となる第2のパターングループを抽出し、第1のグルー
プで描画することで90°位相差のシフタパターンを形
成し、第2のグループで描画することで180°位相差
のシフタパターンを形成してなることを特徴とする位相
シフトマスク。4. A light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate, and a phase shifter is arranged in a part of the opening so that the relative phase difference between adjacent openings is 0 °, 90 °.
In a phase shift mask consisting of groups of °, 180 ° and 270 °, the value a i obtained by dividing the relative phase difference with respect to the transparent substrate by 180 °
For which the minority part is 0.44 to 0.55
Pattern group is extracted and the decimal part is 0.94 <a i
Then, the second pattern group is extracted, and a 90 ° phase difference shifter pattern is formed by drawing the first group, and a 180 ° phase difference shifter pattern is formed by drawing the second group. A phase shift mask characterized by the following.
る遮光膜を形成すると共に、開口パターンの一部に透過
光に対して位相をシフトする位相シフト材料を形成した
位相シフトマスクにおいて、 位相シフト材料が形成されていない開口パターンからな
る透過部と、位相シフト材料が形成された開口パターン
からなるシフタ部の双方に位相シフト材料と同じ材料か
らなるバッファ膜を形成し、透過部及びシフタ部を通過
する光の透過率が略等しくなるようにバッファ膜の厚み
を調整してなることを特徴とする位相シフトマスク。5. A phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shift material for shifting the phase of the transmitted light is formed in a part of the opening pattern, A buffer film made of the same material as the phase shift material is formed on both the transmissive part having the opening pattern in which the phase shift material is not formed and the shifter part having the opening pattern in which the phase shift material is formed. A phase shift mask characterized in that the thickness of the buffer film is adjusted so that the transmittance of light passing through the portions is substantially equal.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7094504B2 (en) | 2002-09-25 | 2006-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Mask, manufacturing method for mask, and manufacturing method for semiconductor device |
JP2007511800A (en) * | 2003-11-17 | 2007-05-10 | トッパン、フォウタマスクス、インク | Phase shift photomask and method for improving printability of structures on a wafer |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16292093A patent/JP3222637B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0990602A (en) * | 1995-09-25 | 1997-04-04 | Lg Semicon Co Ltd | Phase shift mask and preparation thereof |
US7094504B2 (en) | 2002-09-25 | 2006-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Mask, manufacturing method for mask, and manufacturing method for semiconductor device |
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JP2007511800A (en) * | 2003-11-17 | 2007-05-10 | トッパン、フォウタマスクス、インク | Phase shift photomask and method for improving printability of structures on a wafer |
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