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    公开号:WO1991020018A1
    申请号:PCT/JP1991/000817
    申请日:1991-06-19
    公开日:1991-12-26
    发明作者:Hiroshi Ohtsuka；Kazutoshi Abe；Takashi Taguchi
    申请人:Oki Electric Industry Co., Ltd.；
    IPC主号:G03F1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書. 位相 シ フ ト マ ス ク
    [0002] 技術分野
    [0003] 本発明は、 配線パターン等を形成する際のホ ト リ ソ グ ラフ イエ程で使用される位相シフ トマスクに関する もの である。
    [0004] 背景技術
    [0005] 光の位相を反転させる位相シフ トマスク と しては、 例 えば Γ Ι Ε Ε Ε トラ ンスアク ショ ンズ オン エレ ク ト ロ ン デバイ シズ （ IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON D - EVICES) 」 、 E D - 2 9 [ 1 2 ] ( 1 9 8 2 — 1 2 ) (米） P . 1 8 2 8 — 1 8 3 6 に開示されたものがある < 以下、 その構成を説明する。 .
    [0006] 第 5 図 （ A ) 〜第 5図 （ D ) は前記文献に記載された 位相シフ 卜マスクの構成と特性を示すものである。 第 5 図 （ A ) は位相シフ トマスクの断面図、 第 5 図 （ B ) は 該マスク上での光の振幅、 第 5図 （ C ) は図示しないゥ ェハ上での光の振幅及び第 5図 （ D ) は図示しないゥェ ハ上での光強度を示すものである。
    [0007] この位相シフ トマスクは、 ガラスから成る光透過性の 基板 1 を有している。 該基板 1 上にはク ロム （Cr) 、 酸 化ク ロム （Cr02) などの遮光パターン 2が選択的に形成 されている。 遮光パターン 2 間の露出する基板 1 上には， 相対する一方の光透過部に位相シフ夕一層 3が形成され てレ、る。
    [0008] 位相シフタ一層 3 は、 感光後のホ ト レジス ト、 Si02, SOG 又は MgF2等の単層構造から成る光透過性の膜である。 この位相シフタ一層 3の膜厚 dは、 屈折率を n及び露光 波長を； I とする と、 d - A Z S ( n — 1 ) の関係が成り 立つように設定されている。
    [0009] 上記構成の位相シフ トマスクを介して、 図示しないゥ ェハに波長 λの光 4 を照射すれば、 位相シフ タ一層 3 を 経た位相シフ トマスク上においては、 第 5図 （ Β ) に示 すような光の振幅が得られる。 即ち、 光の振幅に 1 8 0 c の位相差が与えられる。 これにより、 ウェハ上での光の 振幅は第 5図 （ C ) に示すようになり、 ウェハ上での、 光強度は第 5図 （ D ) の如く増大する。
    [0010] このように、 例えば第 5図 （ A ) のような繰り返しパ 夕一ンにおいて、 位相シフ トマスク上の相対する光透過 部の一方に位相シフタ一層 3 を設けるこ とによ り、 ゥェ ハ上での光強度が増大される。 その結果投影像のコ ン ト ラ ス トを根本的に改良する こ とができる。
    [0011] 以下、 この様子を第 6図， 第 7図を用いて説明する。 第 6 図は、 ライ ン部 （点がう ってある部分） を光の遮 光部、 スペース部を光の透過部と した繰り返しパター ン を示し、 一つおきに、 スペース部 （透明基板であり位相 は 0 ° ) に位相を反転させるシフタ一層 3 (透明基板に 対して 1 8 0 ° の位相差がある。 ） が配置されている。
    [0012] 第 7 図 （ A) ， 第 7図 （ B ) はこの位相シフ トマスク に光を照射したときの図示しないウェハ上での光強度分 布である。 第 7図 （A) において、 曲線 a及び曲線 bは、 第 6図の位相シフ トパターンの中央部 （Y 2 — Y 2 ' ) 、 およびエッ ジ部 （ Y 1 — Y 1 ' ) におけるウェハ上での 光強度分布を示す。
    [0013] そ して第 7図 （ B) において、 曲線 cは、 位相シフ ト パターンにおける位相シフタ一部 (X 1 - X 1 ' ) での ウェハ上での光強度最大値の分布を示す。
    [0014] 第 7図 （A) ， 第 7図 （ B) から明らかなように、 位 相シフタ一の中央 B (光強度 I , ) に対し、 位相シフ夕 一 と光の透過部との境界 （シフ タエッ ジ部） 上の点 A (光強度 I 2 ) では、 光強度が低下している。 発明の開示 ，
    [0015] 本発明は、 光を透過する基体と、 この基体上に選択的 に形成され、 光を遮断する遮光パター ン と、 この遮光パ ター ンに隣接した基体上に、 基体との位相差が各々 9 0 ° である 2種の位相シフ タ一層を遮光パターンを狭んで交 互に配置し、 かつ 2種の位相シフ タ一層間の位相差が 1 8 0 ° であるように した位相シフタ一層とを有する位 相シフ 卜マスクである。 図面の簡単な説明
    [0016] 第 1 図は、 本発明の位相シフ トマスクの断面図、 2 図は、 本発明の位相シフ トマス クの上面図、 第 3図 （ A ) は、 本発明の位相シフ トマスクを使用 した時のウェハ上 での光強度分布、 第 3 図 （ B ) は、 本発明の位相シフ ト マスクを使用 した時のウェハ上での光強度分布、 第 3図 ( C ) は、 本発明の位相シフ トマスクを使用 した時のゥ ェハ上での光強度コ ン ト ラス ト分布、 第 4 図は、 レ ジス トパダーン評価図、 第 5 図 (a)は、 従来の位相シフ トマス クの断面図、 第 5図 (b)は、 従来の位相シフ トマス クを使 用した時のマスク上での光振幅、 第 5図 (c)は、 従来の位 相シフ トマスクを使用 した時のウェハ上での光振幅、 第 5図 (d)は、 従来の位相シフ トマスクを使用 した時のゥェ ハ上での光強度、 第 6図は、 従来の位相シフ トマスクの 上面図、 第 7図 （ A ) は、 従来の位相シフ トマス クを使 用 した時のウェハ上での光強度分布、 第 7図 （ B ) は、 従来の位相シフ トマスクを使用 した時のウェハ上での光 強度分布である。 発明を実施するための最良の形態 以下この発明を第 1 図〜第 3図により詳細に説明する , 第 1 図は本発明の位相シフ トマスクの断面図である。 1 1 は透明基板、 1 2 は遮光パターン、 1 3 a は透明基 板 1 1 に対して位相差 9 0 ° の位相シフ夕一層、 1 3 b は透明基板 1 1 に対して位相差 2 7 0 ° の位相シフ ター 層である （位相シフタ一層 1 3 bは、 透明基板 1 1 に対 して 9 0 ° の位相差があるのと等価である。 ） 。
    [0017] 次にこれらの位相シフ トパターンに関して説明する。 第 2図は、 この位相シフ トマス クを上面から見た場合 のシフ トパターン図である。 上面図において、 位相シフ トマスクはライ ン部 （点が打ってある部分） を光の遮光 部、 スペース部を光の透過部と した繰り返しパター ンで 構成され、 スペース部 （透明基板であり位相は 0 ° ) に 対して、 位相シフタ一層 1 3 a (位相 9 0 ° ) および位 相シフタ一層 1 3 b (位相 2 7 0 ° ) が、 交互に配置さ れている。 尚、 2種の位相シフ夕一層の間には 1 8 0 ° の位相差がある。
    [0018] 第 3図 （ A) は、 この位相シフ トマスクを介して、 図 示しないウェハに、 波長 λの光を照射した時の中央部 ( Υ 4 - Υ 4 ' ) 、 およびエッ ジ部 （Y 3 — Y 3 ' ) に おける、 ウェハ上の光強度分布を夫々 曲線 d及び eで示 したものである。 .
    [0019] 第 3図 （ B ) は、 この位相シフタ一層 1 3 aの （ X 2
    [0020] - X 2 ' ) におけるウェハ上での光強度最大値の推移を 曲線 f ' によ り示した図である。 パターン間隔をそれら のコ ン ト ラ ス ト力 1 . 5以上となるようなパター ンとす るこ とによ り、 上述の第 3図 （ A ) , 第 3図 （ B ) によ り、 位相シフタ一層 1 3 aの中央点 D (光強度 I 3 ) に 対し、 この位相シフタ一層 1 3 a と隣接する光透過部と の境界 （シフタエツ ジ部） 点。 （光強度 I 4 ) における 光強度の低下量は、 第 3 図 Cの曲線 gの如 く 6 0 %程度 である。 即ちこの位相シフタ一層のエッ ジを、 光強度が 1 . 5以上となるパターン間に配置する こ とによって、 点 Dの光強度を大き く 保ったままウェハ上での光強度は、 0. 9以上が得られる。
    [0021] 第 3図 （ C ) の hは、 透明基板 1 1 との位相差が 180° である位相シフタ一層を、 遮光部間に 1 つおきに配置し た場合の光強度のコ ン ト ラス トを示す。 第 3図 （ C ) の g と hを比較すれば、 本発明の位相シフ トマスクを用い るこ とにより、 シフタエッ ジ部での解像度がより向上し ているこ とがわかる。
    [0022] 第 4図に、 この位相シフ トマスクを用いた時のレジス トパター ン評価図を示す。 この図からもわかるように、 レジス トパターンは完全に分離されており、 解像度がよ り向上しているこ とがわかるであろう。
    [0023] この発明において、 上述した 2種の位相シフタ一層間 の位相差を 1 8 0 ° x n ( nは し 3， 5 …：). に保持す るには次のようにする。
    [0024] 例えば具体的に波長 3 6 5 nmの i線に対しては、 屈折 率 1 . 3 8 の MgF2を用いた場合、 9 0 ° の位相シフ タ一 層 1 3 a は 2 4 0 0 A程度の厚さ、 2 7 0 ° の位相シフ 夕一層 1 3 bは 7 2 0 0 A程度の厚さに形成すればよい c 又屈折率 2 . 8 3 の SiC と上記 MgF2を用いた場合、 9 0 ° の位相シフタ一層 1 3 aは、 MgF22 4 0 0 A程度 2 7 0 ° の位相シフタ一層 1 3 bは SiC 1 5 0 O A程度 に形成すればよい。
    [0025] 以上詳細に説明したように、 この発明による位相シフ トマス クは、 透明基板に対して、 位相差を有する 2種の 位相シフタ一層を配置し、 これら位相シフタ一層に照射 される光の位相を相対的に反転させるようにしたため、 解像度が向上する。 さ らに、 2種の位相シフタ一層は、 透明基板に対して、 9 0 ° であるため、 シフタエッ ジ部 の光強度の低下が抑えられ、 シフタエッ ジ転写がよ り抑 えられる。 従って、 ポジ型レジス トを用いるプロセスに おいても、 光透過部が閉じたパターン以外でも、 位相シ フ ト法が適用できる。 産業上の利用可能性
    [0026] 本発明によれば、 位相の異なる 2種の位相シフタ一層 を遮光パターン間に交互に配置するようにしたので、 照 射光の位相が、 相対的に反転される。 従って、 ホ ト リ ソ グラフ ィ工程での解像度がよ り向上する。 .
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 光を透過する基体と、
    前記基体上に選択的に形成され、 光を遮断する遮光パ ターンと、
    前記遮光パターンを狭んで、 露出した前記基体上に交 互に形成された光を透過する 2種の位相シフタ一層であ つて、 前記 2種の位相シフタ一層は、 前記基体との間に 各々 9 0 ° の位相差を有し、 かつ前記遮光パターンを狭 んで隣接した 2種の位相シフタ一層間には 1 8 0 ° の位 相差がある 2種の位相シフタ一層とを有するこ とを特徴 とする位相シフ トマスク。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    1993-01-15| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991910858 Country of ref document: EP |
    1993-04-07| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991910858 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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