JPH04216548A - フォトマスク - Google Patents
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- JPH04216548A JPH04216548A JP2403043A JP40304390A JPH04216548A JP H04216548 A JPH04216548 A JP H04216548A JP 2403043 A JP2403043 A JP 2403043A JP 40304390 A JP40304390 A JP 40304390A JP H04216548 A JPH04216548 A JP H04216548A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、リソグラフィ技術を
用いてレジスト膜に所定の矩形パターンを転写する際に
使用されるフォトマスクに関するものである。
用いてレジスト膜に所定の矩形パターンを転写する際に
使用されるフォトマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置の製造工程において
回路パターンを形成する際には、通常、リソグラフィ技
術が用いられている。この技術は、基本的にはウエハ等
の基体上にフォトレジストを塗布する塗布工程、所定の
パターンを有するフォトマスクに適当な光源からの光（
例えば紫外領域の光）を照射して、そのパターンをフォ
トレジストに転写する露光工程、このフォトレジストを
現像することで所定のパターンのフォトレジストを得る
現像工程よりなりたっている。
回路パターンを形成する際には、通常、リソグラフィ技
術が用いられている。この技術は、基本的にはウエハ等
の基体上にフォトレジストを塗布する塗布工程、所定の
パターンを有するフォトマスクに適当な光源からの光（
例えば紫外領域の光）を照射して、そのパターンをフォ
トレジストに転写する露光工程、このフォトレジストを
現像することで所定のパターンのフォトレジストを得る
現像工程よりなりたっている。
【０００３】図１６はリソグラフィの露光工程で用いら
れる従来のフォトマスク７０の要部斜視図である。同図
において、７１はガラス基板であり、このガラス基板７
１上にクロム等からなる遮光層７２が形成されている。 この遮光層７２には、フォトレジストに転写すべきパタ
ーンと相似する形状に仕上げられた、例えば矩形の主パ
ターン７３が設けられている。なお、ここで、「矩形」
とは、正方形と長方形とを含んだ形状を意味する。
れる従来のフォトマスク７０の要部斜視図である。同図
において、７１はガラス基板であり、このガラス基板７
１上にクロム等からなる遮光層７２が形成されている。 この遮光層７２には、フォトレジストに転写すべきパタ
ーンと相似する形状に仕上げられた、例えば矩形の主パ
ターン７３が設けられている。なお、ここで、「矩形」
とは、正方形と長方形とを含んだ形状を意味する。
【０００４】図１７は露光装置の概略構成図である。同
図に示すように、露光装置には、紫外領域の光を下方向
に出射する光源８１が設けられている。この光源８１か
らの光Ｌはレンズ８２を介してフォトマスク７０に入射
される。そして、入射光Ｌの一部は矩形主パターン７３
を透過し、さらにレンズ８３を介してフォトレジスト面
８４に導かれる。一方、遮光層７２に入射された光Ｌは
その遮光層７２によって遮断される。したがって、フォ
トレジスト面８４には、主パターン７３に対応したパタ
ーン（以下「転写パターン」という）が転写される。
図に示すように、露光装置には、紫外領域の光を下方向
に出射する光源８１が設けられている。この光源８１か
らの光Ｌはレンズ８２を介してフォトマスク７０に入射
される。そして、入射光Ｌの一部は矩形主パターン７３
を透過し、さらにレンズ８３を介してフォトレジスト面
８４に導かれる。一方、遮光層７２に入射された光Ｌは
その遮光層７２によって遮断される。したがって、フォ
トレジスト面８４には、主パターン７３に対応したパタ
ーン（以下「転写パターン」という）が転写される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１８は、上記露光装
置（図１７）によってフォトレジスト面８４に転写され
た転写パターンおよびその周辺の光強度分布を示す図で
あり、主パターン７３を正方形で、しかもその一辺の長
さａが０．４μｍとなるように仕上げた場合の結果を示
している。同図において、横軸はＸ方向（図１６）にお
ける点Ｏ（転写パターンの中心位置）からの距離を示し
、縦軸は全面露光した場合の強度を“１”とした時の相
対強度を示している。なお、『全面露光』とは、主パタ
ーン７３を形成しない、すなわちガラス基板７１のみに
よって形成されたフォトマスク７０を介してフォトレジ
スト面８４を露光することをいう。
置（図１７）によってフォトレジスト面８４に転写され
た転写パターンおよびその周辺の光強度分布を示す図で
あり、主パターン７３を正方形で、しかもその一辺の長
さａが０．４μｍとなるように仕上げた場合の結果を示
している。同図において、横軸はＸ方向（図１６）にお
ける点Ｏ（転写パターンの中心位置）からの距離を示し
、縦軸は全面露光した場合の強度を“１”とした時の相
対強度を示している。なお、『全面露光』とは、主パタ
ーン７３を形成しない、すなわちガラス基板７１のみに
よって形成されたフォトマスク７０を介してフォトレジ
スト面８４を露光することをいう。
【０００６】図１８からわかるように、主ピークの光強
度はガウシアン型の分布を呈している、すなわち点Ｏか
ら離れるにしたがって徐々に、しかも連続的に減少して
いる。特に、同図に示すように点Ｏでの光強度が小さく
、光強度の変化が緩やかな場合には、フォトレジスト面
８４に転写された転写パターン（矩形パターン）のエッ
ヂ部分がブロードになってしまい、主パターン７３に対
応する転写パターンをフォトレジスト面８４に忠実に再
現することが困難となっている。通常、フォトマスクに
コンタクトホール用の主パターンのみが形成されている
場合には、上記問題が生じていた。
度はガウシアン型の分布を呈している、すなわち点Ｏか
ら離れるにしたがって徐々に、しかも連続的に減少して
いる。特に、同図に示すように点Ｏでの光強度が小さく
、光強度の変化が緩やかな場合には、フォトレジスト面
８４に転写された転写パターン（矩形パターン）のエッ
ヂ部分がブロードになってしまい、主パターン７３に対
応する転写パターンをフォトレジスト面８４に忠実に再
現することが困難となっている。通常、フォトマスクに
コンタクトホール用の主パターンのみが形成されている
場合には、上記問題が生じていた。
【０００７】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、主パターンに対応するパターンを精
度良くレジスト膜に転写することができるフォトマスク
を提供することを目的とする。
されたものであり、主パターンに対応するパターンを精
度良くレジスト膜に転写することができるフォトマスク
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、リソ
グラフィ技術を用いてレジスト膜に所定の矩形パターン
を転写する際に使用されるフォトマスクであって、透明
基板と、前記透明基板上に形成され、前記矩形パターン
と相似した形状の透光性の主パターンと、前記主パター
ンを挟んで相対向する透光性の補助パターンを有する遮
光層とを備え、前記レジスト膜の表面領域のうち前記主
パターンに対応するパターンが形成される位置で、前記
補助パターンのフレネル回折光と前記主パターンの０次
回折光とが相互に強め合うように、前記補助パターンを
前記主パターンから離隔配置している。
グラフィ技術を用いてレジスト膜に所定の矩形パターン
を転写する際に使用されるフォトマスクであって、透明
基板と、前記透明基板上に形成され、前記矩形パターン
と相似した形状の透光性の主パターンと、前記主パター
ンを挟んで相対向する透光性の補助パターンを有する遮
光層とを備え、前記レジスト膜の表面領域のうち前記主
パターンに対応するパターンが形成される位置で、前記
補助パターンのフレネル回折光と前記主パターンの０次
回折光とが相互に強め合うように、前記補助パターンを
前記主パターンから離隔配置している。
【０００９】
【作用】請求項２の発明は、前記補助パターンに位相シ
フタを設けている。
フタを設けている。
【００１０】この発明におけるフォトマスクによれば、
レジスト膜の表面領域のうち主パターンに対応するパタ
ーンが形成される位置で、補助パターンのフレネル回折
光と前記主パターンの０次回折光とが相互に強め合うよ
うに、前記補助パターンが前記主パターンの周囲に離隔
配置されている。そのため、レジスト膜上に露光された
パターンの形状をほとんど変化させることなく、前記レ
ジスト膜における当該パターンの光強度が大きくなり、
当該パターンのエッジ部がシャープになる。
レジスト膜の表面領域のうち主パターンに対応するパタ
ーンが形成される位置で、補助パターンのフレネル回折
光と前記主パターンの０次回折光とが相互に強め合うよ
うに、前記補助パターンが前記主パターンの周囲に離隔
配置されている。そのため、レジスト膜上に露光された
パターンの形状をほとんど変化させることなく、前記レ
ジスト膜における当該パターンの光強度が大きくなり、
当該パターンのエッジ部がシャープになる。
【００１１】
【実施例】図１はこの発明にかかるフォトマスクの一実
施例を示す斜視図である。また、図２はそのフォトマス
クの機能を説明するための説明図である。図１および図
２（ａ） に示すように、このフォトマスク１０では、
ガラス基板１１上に遮光層１２が形成されている。この
遮光層１２の略中心位置に主パターン１３が設けられる
とともに、この主パターン１３の各辺の法線Ｎ上に補助
パターン１４ａ〜１４ｄがそれぞれ主パターン１３から
一定距離だけ離れて設けられている。なお、各補助パタ
ーン１４ａ〜１４ｄと主パターン１３との距離はそれぞ
れ後で説明するようにして設定される。また、補助パタ
ーン１４ａ〜１４ｄには、ＳｉＯ２ などの位相反転部
材１５が充填されている。この位相反転部材１５は透明
部材あるいは半透明部材である。したがって、光Ｌが位
相反転部材１５を透過すると、透過光の位相は光Ｌに対
し１８０°ずれる。
施例を示す斜視図である。また、図２はそのフォトマス
クの機能を説明するための説明図である。図１および図
２（ａ） に示すように、このフォトマスク１０では、
ガラス基板１１上に遮光層１２が形成されている。この
遮光層１２の略中心位置に主パターン１３が設けられる
とともに、この主パターン１３の各辺の法線Ｎ上に補助
パターン１４ａ〜１４ｄがそれぞれ主パターン１３から
一定距離だけ離れて設けられている。なお、各補助パタ
ーン１４ａ〜１４ｄと主パターン１３との距離はそれぞ
れ後で説明するようにして設定される。また、補助パタ
ーン１４ａ〜１４ｄには、ＳｉＯ２ などの位相反転部
材１５が充填されている。この位相反転部材１５は透明
部材あるいは半透明部材である。したがって、光Ｌが位
相反転部材１５を透過すると、透過光の位相は光Ｌに対
し１８０°ずれる。
【００１２】次に、上記のように構成されたフォトマス
ク１０の作用について図２を参照しつつ説明する。まず
、フォトマスク１０を図１７の露光装置にセットし、光
源８１を点灯させると、光源８１からの光Ｌがレンズ８
２を介してフォトマスク１０に入射される。そして、フ
ォトマスク１０直下では、図２（ｂ） に示すように、
主パターン１３および補助パターン１４ａ〜１４ｄに対
応した領域にのみ光が導かれる。ただし、光が位相反転
部材１５を透過すると、その位相が１８０°だけずれる
。 そのため、主パターン１３を透過した光の位相と、位相
反転部材１５および補助パターン１４ａ〜１４ｄを透過
した光のそれとは１８０°だけ相互にずれている。
ク１０の作用について図２を参照しつつ説明する。まず
、フォトマスク１０を図１７の露光装置にセットし、光
源８１を点灯させると、光源８１からの光Ｌがレンズ８
２を介してフォトマスク１０に入射される。そして、フ
ォトマスク１０直下では、図２（ｂ） に示すように、
主パターン１３および補助パターン１４ａ〜１４ｄに対
応した領域にのみ光が導かれる。ただし、光が位相反転
部材１５を透過すると、その位相が１８０°だけずれる
。 そのため、主パターン１３を透過した光の位相と、位相
反転部材１５および補助パターン１４ａ〜１４ｄを透過
した光のそれとは１８０°だけ相互にずれている。
【００１３】さらに、これらの透過光がレンズ８３を介
してフォトレジスト面８４に導かれ、主パターン１３に
対応した光学像がフォトレジスト面８４に転写される。
してフォトレジスト面８４に導かれ、主パターン１３に
対応した光学像がフォトレジスト面８４に転写される。
【００１４】図２（ｃ） の波形ＷＦ１３は、フォトレ
ジスト面８４での主パターン１３による光学像の振幅ψ
（Ｘ） を示す図であり、また波形ＷＦａｂは、補助パ
ターン１４ａ，１４ｂによる光学像の合成振幅ψ′（Ｘ
） を示す図である。ここでは、各補助パターン１４ａ
，１４ｂと主パターン１３との距離はそれぞれ適当に設
定され、点Ｏ（転写パターンの中心位置）で波形ＷＦ１
３，ＷＦａｂが重なり合い、点Ｏでの振幅ψ（Ｏ） ，
ψ′（Ｏ） がともに同符号（＞０）となっている。な
お、前記距離を調整する代わりに、補助パターン１４ａ
，１４ｂの大きさを調整することによっても、点Ｏで波
形ＷＦａｂを波形ＷＦ１３重ね合わせることも可能であ
る。しかしながら、補助パターン１４ａ，１４ｂのサイ
ズが主パターン１３よりも大きくなるようにフォトマス
ク１０を仕上げた場合には、次の問題が生じてしまう。
ジスト面８４での主パターン１３による光学像の振幅ψ
（Ｘ） を示す図であり、また波形ＷＦａｂは、補助パ
ターン１４ａ，１４ｂによる光学像の合成振幅ψ′（Ｘ
） を示す図である。ここでは、各補助パターン１４ａ
，１４ｂと主パターン１３との距離はそれぞれ適当に設
定され、点Ｏ（転写パターンの中心位置）で波形ＷＦ１
３，ＷＦａｂが重なり合い、点Ｏでの振幅ψ（Ｏ） ，
ψ′（Ｏ） がともに同符号（＞０）となっている。な
お、前記距離を調整する代わりに、補助パターン１４ａ
，１４ｂの大きさを調整することによっても、点Ｏで波
形ＷＦａｂを波形ＷＦ１３重ね合わせることも可能であ
る。しかしながら、補助パターン１４ａ，１４ｂのサイ
ズが主パターン１３よりも大きくなるようにフォトマス
ク１０を仕上げた場合には、次の問題が生じてしまう。
【００１５】すなわち、フォトマスク１０に補助パター
ン１４ａ，１４ｂを設けることによって、それら補助パ
ターン１４ａ，１４ｂに対応した光学像（以下「サブパ
ターン」という）がそれぞれフォトレジスト面８４に転
写される。このサブパターンはリソグラフィ工程におい
て不要なものであり、排除する必要があるが、補助パタ
ーン１４ａ，１４ｂのサイズが主パターン１３よりも十
分に小さい場合には、フォトレジスト面８４でのサブパ
ターンの光強度は小さく、実際のリソグラフィ工程にお
いて特に問題になることはない。しかしながら、補助パ
ターン１４ａ，１４ｂのサイズが主パターン１３と同程
度あるいはそれ以上になると、フォトレジスト面８４に
転写されるサブパターンの光強度が転写パターンと同程
度あるいはそれ以上となってしまう。そのため、この発
明では、補助パターン１４ａ，１４ｂのサイズが主パタ
ーン１３に比べ十分に小さくなるように仕上げる必要が
ある。例えば、主パターン１３を０．４μｍ×０．４μ
ｍに仕上げた場合、補助パターン１４ａ，１４ｂを０．
２μｍ×０．４μｍ程度あるいはそれ以下に仕上げる必
要がある。
ン１４ａ，１４ｂを設けることによって、それら補助パ
ターン１４ａ，１４ｂに対応した光学像（以下「サブパ
ターン」という）がそれぞれフォトレジスト面８４に転
写される。このサブパターンはリソグラフィ工程におい
て不要なものであり、排除する必要があるが、補助パタ
ーン１４ａ，１４ｂのサイズが主パターン１３よりも十
分に小さい場合には、フォトレジスト面８４でのサブパ
ターンの光強度は小さく、実際のリソグラフィ工程にお
いて特に問題になることはない。しかしながら、補助パ
ターン１４ａ，１４ｂのサイズが主パターン１３と同程
度あるいはそれ以上になると、フォトレジスト面８４に
転写されるサブパターンの光強度が転写パターンと同程
度あるいはそれ以上となってしまう。そのため、この発
明では、補助パターン１４ａ，１４ｂのサイズが主パタ
ーン１３に比べ十分に小さくなるように仕上げる必要が
ある。例えば、主パターン１３を０．４μｍ×０．４μ
ｍに仕上げた場合、補助パターン１４ａ，１４ｂを０．
２μｍ×０．４μｍ程度あるいはそれ以下に仕上げる必
要がある。
【００１６】図２（ｄ） は、主パターン１３による回
折光と補助パターン１４ａ，１４ｂによる回折光との合
成光、つまり実際にフォトレジスト面８４に照射される
光（以下「照射光」という）の振幅ψ″（Ｘ） を示す
図である。図２（ｄ） において、波形ＷＦはその振幅
ψ″（Ｘ） を示すものであり、点Ｏでの振幅ψ″（Ｏ
） は、ψ″（Ｏ） ＝ψ（Ｏ） ＋ψ′（Ｏ）となり
、振幅ψ″（Ｏ） の絶対値は振幅ψ（Ｏ） のそれよ
りも大きくなっている。
折光と補助パターン１４ａ，１４ｂによる回折光との合
成光、つまり実際にフォトレジスト面８４に照射される
光（以下「照射光」という）の振幅ψ″（Ｘ） を示す
図である。図２（ｄ） において、波形ＷＦはその振幅
ψ″（Ｘ） を示すものであり、点Ｏでの振幅ψ″（Ｏ
） は、ψ″（Ｏ） ＝ψ（Ｏ） ＋ψ′（Ｏ）となり
、振幅ψ″（Ｏ） の絶対値は振幅ψ（Ｏ） のそれよ
りも大きくなっている。
【００１７】したがって、図２（ｅ） に示すように、
照射光の光強度Ｉ（Ｘ） は、主パターン１３による回
折光の光強度（点線）よりも大きくなる。また、同図に
示すように、主パターン１３による回折光のみによって
転写されるパターンのＸ方向の幅Ｗと、主パターン１３
による０次回折光と補助パターン１４ａ，１４ｂによる
回折光とによって転写されるパターンの幅Ｗ′とは、ほ
ぼ等しくなっている。すなわち、主パターン１３から適
当な距離だけ離れた位置に補助パターン１４ａ，１４ｂ
を設けたことによって、転写パターンのＸ方向の幅を変
化させることなく、点Ｏでの光強度Ｉ（Ｏ） を高める
ことができる。その結果、転写パターンのエッジ部をシ
ャープにすることができ、転写パターンを精度良くフォ
トレジスト面８４に転写することができる。このことは
、後で述べるシミュレーションにおいても、同様の結果
が得られている。
照射光の光強度Ｉ（Ｘ） は、主パターン１３による回
折光の光強度（点線）よりも大きくなる。また、同図に
示すように、主パターン１３による回折光のみによって
転写されるパターンのＸ方向の幅Ｗと、主パターン１３
による０次回折光と補助パターン１４ａ，１４ｂによる
回折光とによって転写されるパターンの幅Ｗ′とは、ほ
ぼ等しくなっている。すなわち、主パターン１３から適
当な距離だけ離れた位置に補助パターン１４ａ，１４ｂ
を設けたことによって、転写パターンのＸ方向の幅を変
化させることなく、点Ｏでの光強度Ｉ（Ｏ） を高める
ことができる。その結果、転写パターンのエッジ部をシ
ャープにすることができ、転写パターンを精度良くフォ
トレジスト面８４に転写することができる。このことは
、後で述べるシミュレーションにおいても、同様の結果
が得られている。
【００１８】なお、上記においては、補助パターン１４
ａ，１４ｂを設けたことによる効果について説明したが
、各補助パターン１４ｃ，１４ｄと主パターン１３との
距離をそれぞれ上記と同様に調整することにより、上記
と同様の効果が得られる。すなわち、補助パターン１４
ｃ，１４ｄをさらに設けた場合には、転写パターンのＹ
方向の幅を変化させることなく、点Ｏでの光強度Ｉ（Ｏ
） をさらに高めることができる。もちろん、補助パタ
ーン１４ａ〜１４ｄのすべてをフォトマスク１０に設け
ることが上記効果を得るための必須条件と言うわけでは
なく、補助パターンの個数は任意である。
ａ，１４ｂを設けたことによる効果について説明したが
、各補助パターン１４ｃ，１４ｄと主パターン１３との
距離をそれぞれ上記と同様に調整することにより、上記
と同様の効果が得られる。すなわち、補助パターン１４
ｃ，１４ｄをさらに設けた場合には、転写パターンのＹ
方向の幅を変化させることなく、点Ｏでの光強度Ｉ（Ｏ
） をさらに高めることができる。もちろん、補助パタ
ーン１４ａ〜１４ｄのすべてをフォトマスク１０に設け
ることが上記効果を得るための必須条件と言うわけでは
なく、補助パターンの個数は任意である。
【００１９】次に、補助パターンと主パターンとの距離
と、上記効果との関係について説明する。この関係を調
べるために、本願発明者は、以下のシミュレーションを
行い、フォトレジスト面８４での光強度分布並びにその
露光処理によってどの程度フォトレジストが現像される
かについて調べた。
と、上記効果との関係について説明する。この関係を調
べるために、本願発明者は、以下のシミュレーションを
行い、フォトレジスト面８４での光強度分布並びにその
露光処理によってどの程度フォトレジストが現像される
かについて調べた。
【００２０】図３および図４は、そのシミュレーション
条件を示す図である。両図に示すように、フォトマスク
１０には、０．４μｍ×０．４μｍの主パターン１３が
形成されている。また、主パターン１３からＸ，（−Ｘ
）方向に所定距離ｄ（０ ，０．１ ，０．２ ，０．
３ ，０．４ μｍ）だけ離れて０．２μｍ×０．４μ
ｍの補助パターン１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられて
いる。なお、補助パターン１４ａ，１４ｂには、位相反
転部材が充填されている。また、露光装置（図１７）で
は、光源８１からの光の波長λは４３２ｎｍであり、レ
ンズ８３の開口数ＮＡは０．５４である。
条件を示す図である。両図に示すように、フォトマスク
１０には、０．４μｍ×０．４μｍの主パターン１３が
形成されている。また、主パターン１３からＸ，（−Ｘ
）方向に所定距離ｄ（０ ，０．１ ，０．２ ，０．
３ ，０．４ μｍ）だけ離れて０．２μｍ×０．４μ
ｍの補助パターン１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられて
いる。なお、補助パターン１４ａ，１４ｂには、位相反
転部材が充填されている。また、露光装置（図１７）で
は、光源８１からの光の波長λは４３２ｎｍであり、レ
ンズ８３の開口数ＮＡは０．５４である。
【００２１】図５，図７，図９，図１１及び図１３は、
それぞれ距離ｄを０ ，０．１ ，０．２ ，０．３
，０．４ μｍとした場合のフォトレジスト面での相対
強度を示す図である。また、図６，図８，図１０，図１
２及び図１４は、それぞれ距離ｄを０ ，０．１ ，０
．２ ，０．３ ，０．４ μｍとした場合のエッチン
グ深さを示す図である。これらの図において、横軸は転
写パターンの中心位置（点Ｏ）からの距離を示している
。また、図５，図７，図９，図１１及び図１３の縦軸は
全面露光に対する相対強度を示し、図６，図８，図１０
，図１２及び図１４の縦軸は現像深さを示している。
それぞれ距離ｄを０ ，０．１ ，０．２ ，０．３
，０．４ μｍとした場合のフォトレジスト面での相対
強度を示す図である。また、図６，図８，図１０，図１
２及び図１４は、それぞれ距離ｄを０ ，０．１ ，０
．２ ，０．３ ，０．４ μｍとした場合のエッチン
グ深さを示す図である。これらの図において、横軸は転
写パターンの中心位置（点Ｏ）からの距離を示している
。また、図５，図７，図９，図１１及び図１３の縦軸は
全面露光に対する相対強度を示し、図６，図８，図１０
，図１２及び図１４の縦軸は現像深さを示している。
【００２２】図５，図７，図９，図１１及び図１３から
わかるように、補助パターン１４ａ，１４ｂと主パター
ン１３との距離ｄの変化にともなって転写パターンの光
強度分布が大きく変化している。さらには、光強度分布
に応じて、現像深さも大きく変化している（図６，図８
，図１０，図１２及び図１４）。
わかるように、補助パターン１４ａ，１４ｂと主パター
ン１３との距離ｄの変化にともなって転写パターンの光
強度分布が大きく変化している。さらには、光強度分布
に応じて、現像深さも大きく変化している（図６，図８
，図１０，図１２及び図１４）。
【００２３】また、これらの図と、図１８とを比較する
ことによって、距離ｄを０．３ および０．４ μｍに
設定した場合には、転写パターンの幅、つまり転写パタ
ーンの形状を変化させることなく、点Ｏでの光強度を高
めることができることがわかる。ただし、距離ｄを０．
４ μｍに設定した場合には、図１４に示すように、転
写パターンの両側でサイドエッチングされてしまう。し
たがって、上記シミュレーションから、上記条件下では
、距離ｄを０．３ μｍに設定することが最も好ましい
ことがわかる。
ことによって、距離ｄを０．３ および０．４ μｍに
設定した場合には、転写パターンの幅、つまり転写パタ
ーンの形状を変化させることなく、点Ｏでの光強度を高
めることができることがわかる。ただし、距離ｄを０．
４ μｍに設定した場合には、図１４に示すように、転
写パターンの両側でサイドエッチングされてしまう。し
たがって、上記シミュレーションから、上記条件下では
、距離ｄを０．３ μｍに設定することが最も好ましい
ことがわかる。
【００２４】以上のように、フォトマスクに補助パター
ンを設けるにあたっては、補助パターンの個数，サイズ
等を適当に設定しながら、上記と同様のシミュレーショ
ンをおこなって、最適な条件を求めればよい。
ンを設けるにあたっては、補助パターンの個数，サイズ
等を適当に設定しながら、上記と同様のシミュレーショ
ンをおこなって、最適な条件を求めればよい。
【００２５】なお、上記実施例では、補助パターン１４
ａ〜１４ｄに位相反転部材１５を充填したが、これは、
図２からわかるように、各補助パターン１４ａ〜１４ｄ
による回折光のうち、一次回折光が転写パターンの光強
度の増大に寄与することを狙ったものである。仮に、位
相反転部材１５を設けない場合には、二次回折光が主パ
ターン１３による回折光と点Ｏでほぼ一致するように、
補助パターン１４ａ〜１４ｄを主パターン１３から離隔
配置する必要がある。もちろん、こうすることによって
、上記実施例（位相反転部材１５を設けた場合）と同様
の効果が得られる。しかしながら、一次回折光の強度は
二次回折光よりも高く、位相反転部材１５を設けること
によって、転写パターンの光強度は位相反転部材１５を
設けない場合よりも大きくなる。
ａ〜１４ｄに位相反転部材１５を充填したが、これは、
図２からわかるように、各補助パターン１４ａ〜１４ｄ
による回折光のうち、一次回折光が転写パターンの光強
度の増大に寄与することを狙ったものである。仮に、位
相反転部材１５を設けない場合には、二次回折光が主パ
ターン１３による回折光と点Ｏでほぼ一致するように、
補助パターン１４ａ〜１４ｄを主パターン１３から離隔
配置する必要がある。もちろん、こうすることによって
、上記実施例（位相反転部材１５を設けた場合）と同様
の効果が得られる。しかしながら、一次回折光の強度は
二次回折光よりも高く、位相反転部材１５を設けること
によって、転写パターンの光強度は位相反転部材１５を
設けない場合よりも大きくなる。
【００２６】また、図１５（ａ） に示すように、主パ
ターン１３から（−Ｘ）方向に補助パターン１４ｅ，１
４ｆを順次設けてもよい。この場合、補助パターン１４
ｅには、位相反転部材１５を充填する一方、補助パター
ン１４ｆには充填しない。そして、図１５（ｂ） に示
すように、点Ｏで波形ＷＦ１３，ＷＦｅ ，ＷＦｆ が
重なり合い、しかも点Ｏでの振幅ψ（Ｏ） ，ψｅ （
Ｏ） ，ψｆ （Ｏ） がともに同符号となるように、
各補助パターン１４ｅ，１４ｆと主パターン１３との距
離をそれぞれ適当に設定する。 なお、波形ＷＦ１３，ＷＦｅ ，ＷＦｆ は、それぞれ
主パターン１３，補助パターン１４ｅ，１４ｆによる回
折光の振幅ψ（Ｘ） ，ψｅ （Ｘ） ，ψｆ （Ｘ）
を示す波形である。
ターン１３から（−Ｘ）方向に補助パターン１４ｅ，１
４ｆを順次設けてもよい。この場合、補助パターン１４
ｅには、位相反転部材１５を充填する一方、補助パター
ン１４ｆには充填しない。そして、図１５（ｂ） に示
すように、点Ｏで波形ＷＦ１３，ＷＦｅ ，ＷＦｆ が
重なり合い、しかも点Ｏでの振幅ψ（Ｏ） ，ψｅ （
Ｏ） ，ψｆ （Ｏ） がともに同符号となるように、
各補助パターン１４ｅ，１４ｆと主パターン１３との距
離をそれぞれ適当に設定する。 なお、波形ＷＦ１３，ＷＦｅ ，ＷＦｆ は、それぞれ
主パターン１３，補助パターン１４ｅ，１４ｆによる回
折光の振幅ψ（Ｘ） ，ψｅ （Ｘ） ，ψｆ （Ｘ）
を示す波形である。
【００２７】上記のように構成したフォトマスクでは、
補助パターン１４ｅによる一次回折光のみならず、補助
パターン１４ｆによる二次回折光が転写パターンの光強
度の増大に寄与し、よりシャープなパターンを形成する
ことができる。
補助パターン１４ｅによる一次回折光のみならず、補助
パターン１４ｆによる二次回折光が転写パターンの光強
度の増大に寄与し、よりシャープなパターンを形成する
ことができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、レジ
スト膜の表面領域のうち主パターンに対応するパターン
が形成される位置で、補助パターンの回折光と前記主パ
ターンの回折光とが相互に強め合うように、前記補助パ
ターンが離隔配置されているので、前記レジスト膜に露
光されたパターンの形状をほとんど変化させることなく
、前記レジスト膜における当該パターンの光強度を大き
くすることができ、その結果、前記主パターンに対応す
転写光パターンを精度良く前記レジスト膜に転写するこ
とができる。
スト膜の表面領域のうち主パターンに対応するパターン
が形成される位置で、補助パターンの回折光と前記主パ
ターンの回折光とが相互に強め合うように、前記補助パ
ターンが離隔配置されているので、前記レジスト膜に露
光されたパターンの形状をほとんど変化させることなく
、前記レジスト膜における当該パターンの光強度を大き
くすることができ、その結果、前記主パターンに対応す
転写光パターンを精度良く前記レジスト膜に転写するこ
とができる。
【図１】この発明にかかるフォトマスクの一実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】そのフォトマスクの機能を説明するための説明
図である。
図である。
【図３】シミュレーション条件を示す図である。
【図４】シミュレーション条件を示す図である。
【図５】距離ｄを０μｍとした場合のフォトレジスト面
での相対強度を示す図である。
での相対強度を示す図である。
【図６】距離ｄを０μｍとした場合のエッチング深さを
示す図である。
示す図である。
【図７】距離ｄを０．１ μｍとした場合のフォトレジ
スト面での相対強度を示す図である。
スト面での相対強度を示す図である。
【図８】距離ｄを０．１ μｍとした場合のエッチング
深さを示す図である。
深さを示す図である。
【図９】距離ｄを０．２ μｍとした場合のフォトレジ
スト面での相対強度を示す図である。
スト面での相対強度を示す図である。
【図１０】距離ｄを０．２ μｍとした場合のエッチン
グ深さを示す図である。
グ深さを示す図である。
【図１１】距離ｄを０．３ μｍとした場合のフォトレ
ジスト面での相対強度を示す図である。
ジスト面での相対強度を示す図である。
【図１２】距離ｄを０．３ μｍとした場合のエッチン
グ深さを示す図である。
グ深さを示す図である。
【図１３】距離ｄを０．４ μｍとした場合のフォトレ
ジスト面での相対強度を示す図である。
ジスト面での相対強度を示す図である。
【図１４】距離ｄを０．４ μｍとした場合のエッチン
グ深さを示す図である。
グ深さを示す図である。
【図１５】他の実施例にかかるフォトマスクの機能を説
明するための説明図である。
明するための説明図である。
【図１６】従来のフォトマスクを示す斜視図である。
【図１７】露光装置の概略構成図である。
【図１８】フォトレジスト面における光強度分布を示す
図である。
図である。
１０ フォトマスク
１１ ガラス基板
１２ 遮光層
１３ 主パターン
１４ａ〜１４ｆ 補助パターン
Ｎ 法線
Claims (2)
- 【請求項１】 リソグラフィ技術を用いてレジスト膜
に所定の矩形パターンを転写する際に使用されるフォト
マスクであって、透明基板と、前記透明基板上に形成さ
れ、前記矩形パターンと相似した形状の透光性の主パタ
ーンと、前記主パターンを挟んで相対向する透光性の補
助パターンを有する遮光層とを備え、前記レジスト膜の
表面領域のうち前記主パターンに対応するパターンが形
成される位置で、前記補助パターンのフレネル回折光と
前記主パターンの０次回折光とが相互に強め合うように
、前記補助パターンが前記主パターンから離隔配置され
ることを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項２】 前記補助パターンに位相シフタが設け
られている請求項１記載のフォトマスク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403043A JPH04216548A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | フォトマスク |
| US07/717,061 US5229230A (en) | 1990-12-18 | 1991-06-18 | Photomask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403043A JPH04216548A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | フォトマスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216548A true JPH04216548A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=18512792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2403043A Pending JPH04216548A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | フォトマスク |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229230A (ja) |
| JP (1) | JPH04216548A (ja) |
Cited By (5)
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| JP2018116314A (ja) * | 2018-05-01 | 2018-07-26 | Hoya株式会社 | フォトマスク及び表示装置の製造方法 |
| JP2020122988A (ja) * | 2020-05-11 | 2020-08-13 | Hoya株式会社 | フォトマスク及び表示装置の製造方法 |
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| KR0158904B1 (ko) * | 1994-12-02 | 1999-02-01 | 김주용 | 콘택마스크 |
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|---|---|
| US5229230A (en) | 1993-07-20 |
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