JPH0455854A - フォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
フォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法Info
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- JPH0455854A JPH0455854A JP2167951A JP16795190A JPH0455854A JP H0455854 A JPH0455854 A JP H0455854A JP 2167951 A JP2167951 A JP 2167951A JP 16795190 A JP16795190 A JP 16795190A JP H0455854 A JPH0455854 A JP H0455854A
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- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ハーフミクロン以下の微細パターンを有す
る半導体装置等の製造におけるリソグラフィ等に使われ
るフォトマスク装置とそれを用いたパターン形成方法に
関するものである。
る半導体装置等の製造におけるリソグラフィ等に使われ
るフォトマスク装置とそれを用いたパターン形成方法に
関するものである。
縮小投影露光法における解像限界を向上させる方法とし
て位相シフト法が、アイ・イー・イー・イー・トランス
アクションズ・オン・エレクトロン・テ゛パイスジOL
、HD−29,NO,12,12月1982年(IEE
E Tl?ANSACTIONSON ELECT
I?ON DEVICES、 VOL。
て位相シフト法が、アイ・イー・イー・イー・トランス
アクションズ・オン・エレクトロン・テ゛パイスジOL
、HD−29,NO,12,12月1982年(IEE
E Tl?ANSACTIONSON ELECT
I?ON DEVICES、 VOL。
ED−29,NO,12,DECEMBE)l 198
2 )に提案されている。この位相シフト法によれば、
その解像限界を通常の透過型フォトマスク装置による露
光法に比べて数段向上させることができる。また最近で
は、補助パターンによる補助型位相シフト法が、例えば
1988秋季応用物理学会4a−に−7寺沢ら、19
89 TEEE CH2637−7/8910000−
0057等で発表されている。
2 )に提案されている。この位相シフト法によれば、
その解像限界を通常の透過型フォトマスク装置による露
光法に比べて数段向上させることができる。また最近で
は、補助パターンによる補助型位相シフト法が、例えば
1988秋季応用物理学会4a−に−7寺沢ら、19
89 TEEE CH2637−7/8910000−
0057等で発表されている。
第5図falは位相シフト法によるフォトマスク装置の
平面図を示し、41は透明の石英板上の光透過領域、4
2は石英板上にクロム等を塗布して形成した透過光遮断
領域、43は透過光の位相を180度変化さセる位相変
換シフタであり、光透過領域41のうち位相変換シフタ
43のない部分の光透過領域41Aの透過光の位相と位
相変換シフタ43のある部分の光透過領域41Bの透過
光の位相は180度異l6゜ 第5図(b)は、シミュレーションによる第5図(al
のフォトマスク装置の透過光の光強度分布図を示すもの
である6図中の実線はパターン形成限界光強度を示し、
以降のシミュレーション結果についても同様である。
平面図を示し、41は透明の石英板上の光透過領域、4
2は石英板上にクロム等を塗布して形成した透過光遮断
領域、43は透過光の位相を180度変化さセる位相変
換シフタであり、光透過領域41のうち位相変換シフタ
43のない部分の光透過領域41Aの透過光の位相と位
相変換シフタ43のある部分の光透過領域41Bの透過
光の位相は180度異l6゜ 第5図(b)は、シミュレーションによる第5図(al
のフォトマスク装置の透過光の光強度分布図を示すもの
である6図中の実線はパターン形成限界光強度を示し、
以降のシミュレーション結果についても同様である。
以上のように構成された従来の位相シフト法によるフォ
トマスク装置においては、第5図fatのC1C2vA
で示す部分では、通常の光透過領域41A(位相変換シ
フタ43のない領域)と透過光の位相が180度変化す
る光透過領域41B(位相変換シフタ43のある領域)
との間に透過光遮断領域42が存在する。その結果、第
5図(alの01−〇2線上での透過光のコントラスト
は、位相変換シフタのない通常の透過型フォトマスク装
置に比べて数段向上する。
トマスク装置においては、第5図fatのC1C2vA
で示す部分では、通常の光透過領域41A(位相変換シ
フタ43のない領域)と透過光の位相が180度変化す
る光透過領域41B(位相変換シフタ43のある領域)
との間に透過光遮断領域42が存在する。その結果、第
5図(alの01−〇2線上での透過光のコントラスト
は、位相変換シフタのない通常の透過型フォトマスク装
置に比べて数段向上する。
位相変換シフタのない通常の透過型フォトマスク装置で
は、透過光遮断領域の幅が狭くなると、透過光遮断領域
のエツジ部分からの光の回折によって、その透過光遮断
領域の下方のi3過光の光強度は完全にOにはならない
。つまり、光をi!i遇する部分と遮断する部分とで、
光の強弱の差が少なくなり(言い替えれば、光のコント
ラストが悪くなり)、フォトマスクどおりのパターン形
成ができなくなる。
は、透過光遮断領域の幅が狭くなると、透過光遮断領域
のエツジ部分からの光の回折によって、その透過光遮断
領域の下方のi3過光の光強度は完全にOにはならない
。つまり、光をi!i遇する部分と遮断する部分とで、
光の強弱の差が少なくなり(言い替えれば、光のコント
ラストが悪くなり)、フォトマスクどおりのパターン形
成ができなくなる。
しかし、第5図fa+のフォトマスク装置のように、透
過光遮断領域42を介して透過光の位相を180度変化
させる位相変換シフタ43を片側の光透過領域41Bに
設けた場合、透過光遮断領域42では位相が180度異
l6た2つの透過光が干渉する。
過光遮断領域42を介して透過光の位相を180度変化
させる位相変換シフタ43を片側の光透過領域41Bに
設けた場合、透過光遮断領域42では位相が180度異
l6た2つの透過光が干渉する。
それらの回折光は、互いに消し合う作用があるため、透
過光遮断領域42の下方の透過光の光強度はほぼ0にな
る。よって、透過光遮断領域42の幅が狭くても、光の
コントラストが向上し、より微細なパターン形成が可能
となる。つまり、幅の狭い透過光遮断領域42を挟んで
接合する、互いに透過光の位相路180変異なる2つの
光i3過碩域41A、41Bは、その接合部の下方に暗
部を形成する作用をもつことになる。
過光遮断領域42の下方の透過光の光強度はほぼ0にな
る。よって、透過光遮断領域42の幅が狭くても、光の
コントラストが向上し、より微細なパターン形成が可能
となる。つまり、幅の狭い透過光遮断領域42を挟んで
接合する、互いに透過光の位相路180変異なる2つの
光i3過碩域41A、41Bは、その接合部の下方に暗
部を形成する作用をもつことになる。
第7図ta+は補助型の位相シフト法の一例によるフォ
トマスク装置の平面図を示し、51は透明の石英板上の
光透過領域、52は石英板上にクロム等を塗布して形成
した透過光遮断領域、53は透過光の位相を180度変
化させる位相変換シフタであり、光透過領域51の透過
光遮断領域52に接する領域に形成されており、光透過
領域51のうち位相変換シフタ53のない部分の光透過
領域51Aの透過光の位相と位相変換シフタ53のある
部分の光透過領域51Bの透過光の位相は180度異l
6゜ 第7図Cb)は第7図(alのフォトマスク装置の透過
光の振幅の分布図を示し、第7図(C1は透過光の光強
度分布図を示している。
トマスク装置の平面図を示し、51は透明の石英板上の
光透過領域、52は石英板上にクロム等を塗布して形成
した透過光遮断領域、53は透過光の位相を180度変
化させる位相変換シフタであり、光透過領域51の透過
光遮断領域52に接する領域に形成されており、光透過
領域51のうち位相変換シフタ53のない部分の光透過
領域51Aの透過光の位相と位相変換シフタ53のある
部分の光透過領域51Bの透過光の位相は180度異l
6゜ 第7図Cb)は第7図(alのフォトマスク装置の透過
光の振幅の分布図を示し、第7図(C1は透過光の光強
度分布図を示している。
第7図[alのフォトマスク装置においては、第7図(
blのように、光透過領域51Aを通っ透過光の振幅T
1は、ゆるやかにすそをひく分布をもつ。
blのように、光透過領域51Aを通っ透過光の振幅T
1は、ゆるやかにすそをひく分布をもつ。
一方、透過光の位相が180度変化する光透過領域51
Bを通った光の振幅T2は、光透過領域51Aを通った
光の振幅T1と逆の向きに、光透過領域51Aを通っ透
過光の振幅T1の両すそ部分で小さな山をもつ。両者を
たし合わせると、振幅T1のすそが振幅T2で打ち消さ
れて消滅し、急峻な振幅T3が得られる。よって、光透
過領域51と透過光遮断領域52との間に大きな強度差
をもった第7図tc+のような光強度分布が得られる。
Bを通った光の振幅T2は、光透過領域51Aを通った
光の振幅T1と逆の向きに、光透過領域51Aを通っ透
過光の振幅T1の両すそ部分で小さな山をもつ。両者を
たし合わせると、振幅T1のすそが振幅T2で打ち消さ
れて消滅し、急峻な振幅T3が得られる。よって、光透
過領域51と透過光遮断領域52との間に大きな強度差
をもった第7図tc+のような光強度分布が得られる。
第8図fatは、光透過領域のみから構成される従来の
透過型フォトマスク装置を示す。第8図falにおいて
、91は透明の石英板上の光i3過領域(全体)、92
は石英板上に形成して透過光の位相を180度変化させ
る位相変換シフタであり、光透過領域91のうち位相変
換シフタ92のない部分の光透過領域91Aの透過光の
位相と位相変換シフタ92のある部分の光透過領域91
Bの透過光の位相は180度異l6゜この場合、透過光
の位相が180度異l6光透過領域を直接接合させるこ
とで、その接合部の下方に暗部が形成されることになり
、透過光の位相が180度異l62つの光透過領域が暗
部形成の作用をもつことになる。
透過型フォトマスク装置を示す。第8図falにおいて
、91は透明の石英板上の光i3過領域(全体)、92
は石英板上に形成して透過光の位相を180度変化させ
る位相変換シフタであり、光透過領域91のうち位相変
換シフタ92のない部分の光透過領域91Aの透過光の
位相と位相変換シフタ92のある部分の光透過領域91
Bの透過光の位相は180度異l6゜この場合、透過光
の位相が180度異l6光透過領域を直接接合させるこ
とで、その接合部の下方に暗部が形成されることになり
、透過光の位相が180度異l62つの光透過領域が暗
部形成の作用をもつことになる。
第8図(alに示すフォトマスク装置では、透過光の位
相を180度変化させる位相変換シフタ92の周辺部全
域で光強度がOになるため、位相変換シフタ92の周辺
に沿った一筆書きパターンが得られる。第9図fatに
、第8図(alに示すフォトマスク装置による転写像の
うち一点鎖線99Aで囲んだ領域の部分での透過光の相
対的な光強度のシミュレーション結果を示す。パターン
100は位相変換ソフタ92の周辺部に沿ってループ状
に形成されている。
相を180度変化させる位相変換シフタ92の周辺部全
域で光強度がOになるため、位相変換シフタ92の周辺
に沿った一筆書きパターンが得られる。第9図fatに
、第8図(alに示すフォトマスク装置による転写像の
うち一点鎖線99Aで囲んだ領域の部分での透過光の相
対的な光強度のシミュレーション結果を示す。パターン
100は位相変換ソフタ92の周辺部に沿ってループ状
に形成されている。
しかしながら、前記の通常の位相シフト法は、第5図t
a+に示すように、光透過領域41 (クロム等の透過
光遮断領域がない部分)で、かつ透過光の位相を180
度変化させる位相変換シフタ43の境界(第5図+al
のK)が存在するとき、つまり透過光の位相が180度
異l62つの光透過領域41A41Bが直接接合する領
域が存在するときは、その接合部の下方に不要暗部が形
成され、そこに透過光遮断領域があるかのようにレジス
トパターンが形成されてしまう。すなわち、そこでの断
面(第5図のり、−D2線)では、その境界で180度
の位相差を持つ2つの透過光の位相が、互いに相殺し、
その振幅がOになる。光強度は、振幅の2乗で表される
ので、前記のような境界ではほぼ0になる。第5図(′
b)に示した透過光の光強度のシミュレーション結果で
も、境界Kに対応する箇所では、そこに透過光遮断領域
があるかのように光強度は0になっている。
a+に示すように、光透過領域41 (クロム等の透過
光遮断領域がない部分)で、かつ透過光の位相を180
度変化させる位相変換シフタ43の境界(第5図+al
のK)が存在するとき、つまり透過光の位相が180度
異l62つの光透過領域41A41Bが直接接合する領
域が存在するときは、その接合部の下方に不要暗部が形
成され、そこに透過光遮断領域があるかのようにレジス
トパターンが形成されてしまう。すなわち、そこでの断
面(第5図のり、−D2線)では、その境界で180度
の位相差を持つ2つの透過光の位相が、互いに相殺し、
その振幅がOになる。光強度は、振幅の2乗で表される
ので、前記のような境界ではほぼ0になる。第5図(′
b)に示した透過光の光強度のシミュレーション結果で
も、境界Kに対応する箇所では、そこに透過光遮断領域
があるかのように光強度は0になっている。
さらに、第5図のり、−D2線上でのフォトマスク装置
の断面図を第6図(alに示し、その透過光の光強度分
布図を第6図(blに示し、またそれによって形成され
るレジストパターンの断面図を第6図(C1に示す。こ
のとき、上記の理由により、正常なレジストパターン4
8の他に、境界Kに対応する箇所にレジストパターン4
8Aが形成されることになる。
の断面図を第6図(alに示し、その透過光の光強度分
布図を第6図(blに示し、またそれによって形成され
るレジストパターンの断面図を第6図(C1に示す。こ
のとき、上記の理由により、正常なレジストパターン4
8の他に、境界Kに対応する箇所にレジストパターン4
8Aが形成されることになる。
これは、つぎのエンチング工程ではマスクとなり、本来
つながらないパターンがつながってしまうという好まし
くない事態が起こる。
つながらないパターンがつながってしまうという好まし
くない事態が起こる。
以上のように、従来の位相シフト法では、光透過領域が
分枝パターンでの境界が存在しにくい閉ループでは適応
が可能であるが、前記のような境界が存在する開ループ
では、位相変換シックの境界でパターンがつながり、適
応が不可能である。
分枝パターンでの境界が存在しにくい閉ループでは適応
が可能であるが、前記のような境界が存在する開ループ
では、位相変換シックの境界でパターンがつながり、適
応が不可能である。
現在、主流になっている高解像度レジストがポジレジス
トであり、より微細化を要求されるパターンが配線等の
開ループであることを考慮すると、位相変換シックを適
応できるパターンが非常に限られてくるという問題点を
有していた。
トであり、より微細化を要求されるパターンが配線等の
開ループであることを考慮すると、位相変換シックを適
応できるパターンが非常に限られてくるという問題点を
有していた。
また前記の補助型位相シフト法は、位相シフト法で問題
となるパターンによる制限はない。しかし、その効果は
位相シフト法に比べて少なく、主流の技術とはなりにく
いことは日経マイクロデバイス(NIKKEI MIC
I?0DEVICE > 1990年5月号P7475
に論ぜられている。
となるパターンによる制限はない。しかし、その効果は
位相シフト法に比べて少なく、主流の技術とはなりにく
いことは日経マイクロデバイス(NIKKEI MIC
I?0DEVICE > 1990年5月号P7475
に論ぜられている。
一方、第8図(alに示す従来の透過型フォトマスク装
置では、位相変換シフタ92の周辺に沿った一筆書きパ
ターンしか得られず、孤立したパターンが得られないと
いう欠点がある。
置では、位相変換シフタ92の周辺に沿った一筆書きパ
ターンしか得られず、孤立したパターンが得られないと
いう欠点がある。
この発明の目的は、位相変換シフタを用いてパターン形
成を行う際に、不要暗部の形成を防止し、開ループパタ
ーンや孤立パターン等を容易に形成することができるフ
ォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法を
提供することである。
成を行う際に、不要暗部の形成を防止し、開ループパタ
ーンや孤立パターン等を容易に形成することができるフ
ォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法を
提供することである。
請求項(1)記載のフォトマスク装置は、透過光の位相
が互いに略180変異なる暗部形成用の第1および第2
の光透過領域を直接もしくは透過光遮断領域を介して接
合し、前記第1および第2の光透過領域の接合部の暗部
形成不要部分に前記第1および第2の光透過領域の透過
光の位相の中間の位相で光を透過させる第3の光透過領
域を介在させている。
が互いに略180変異なる暗部形成用の第1および第2
の光透過領域を直接もしくは透過光遮断領域を介して接
合し、前記第1および第2の光透過領域の接合部の暗部
形成不要部分に前記第1および第2の光透過領域の透過
光の位相の中間の位相で光を透過させる第3の光透過領
域を介在させている。
請求項(2)記載のパターン形成方法は、請求項fi+
記載のフォトマスク装置を基板上に形成されたレジスト
上に設置し、前記フォトマスク装置の第1第2および第
3の光透過領域を通して露光光を前記レジスト上に照射
する。
記載のフォトマスク装置を基板上に形成されたレジスト
上に設置し、前記フォトマスク装置の第1第2および第
3の光透過領域を通して露光光を前記レジスト上に照射
する。
請求項fil記載のフォトマスク装置では、透過光の位
相が互いに略180変異なる暗部形成用の第1および第
2の光透過領域を直接もしくは透過光遮断領域を介して
接合することで、第1の光透過領域を透過する光と第2
の光i3過領域を透過する光とが互いに弱め合い、これ
によって直接接合しもしくは透過光遮断領域を介して接
合した第1および第2の光透過領域の接合部周辺の下方
に暗部を形成する。
相が互いに略180変異なる暗部形成用の第1および第
2の光透過領域を直接もしくは透過光遮断領域を介して
接合することで、第1の光透過領域を透過する光と第2
の光i3過領域を透過する光とが互いに弱め合い、これ
によって直接接合しもしくは透過光遮断領域を介して接
合した第1および第2の光透過領域の接合部周辺の下方
に暗部を形成する。
ところが、第1および第2の光透過領域を平面上に形成
する場合、暗部形成不要部分にも第1および第2の光透
過領域が接合する場合がある。このような暗部形成不要
部分において、第1および第2の光透過領域の間に第1
および第2の光透過領域の透過光の位相の中間の位相で
光を透過させる第3の光透過領域を介在させると、光の
打ち消し作用が抑えられることになり、不要暗部の形成
が防止される。
する場合、暗部形成不要部分にも第1および第2の光透
過領域が接合する場合がある。このような暗部形成不要
部分において、第1および第2の光透過領域の間に第1
および第2の光透過領域の透過光の位相の中間の位相で
光を透過させる第3の光透過領域を介在させると、光の
打ち消し作用が抑えられることになり、不要暗部の形成
が防止される。
つまり、このフォトマスク装置では、透過光の位相差を
180度有する隣接する第1および第2の光透過領域の
境界に、両光透過領域の透過光の位相の中間の位相で光
を透過させる第3の光透過領域を設けることにより、そ
の境界部分の光強度を持ち上げる。第3の光透過領域は
、第1および第2の光透過領域の境界部での光の位相の
移り変わりを、ゆるやかにする作用を存し、180度の
位相差を持つ2光の干渉を弱める作用をもつのである。
180度有する隣接する第1および第2の光透過領域の
境界に、両光透過領域の透過光の位相の中間の位相で光
を透過させる第3の光透過領域を設けることにより、そ
の境界部分の光強度を持ち上げる。第3の光透過領域は
、第1および第2の光透過領域の境界部での光の位相の
移り変わりを、ゆるやかにする作用を存し、180度の
位相差を持つ2光の干渉を弱める作用をもつのである。
これによって、透過光の位相差を180度をする隣接す
る第1および第2の光透過領域の境界部の下方における
不要暗部の形成を阻止し、位相シフト法によって分枝パ
ターンや開ループパターンを容易に形成できるものであ
る。
る第1および第2の光透過領域の境界部の下方における
不要暗部の形成を阻止し、位相シフト法によって分枝パ
ターンや開ループパターンを容易に形成できるものであ
る。
請求項(2)記載のパターン形成方法では、フォトマス
ク装置の第1.第2および第3の光透過領域を通して露
光光を前記レジスト上に照射するので、レジストを分枝
パターンや開ループパターンに残すことができる。
ク装置の第1.第2および第3の光透過領域を通して露
光光を前記レジスト上に照射するので、レジストを分枝
パターンや開ループパターンに残すことができる。
第1図ialはこの発明の第1の実施例の位相シフト法
によるフォトマスク装置の平面図を示し、(1)は透明
の石英板上の光透過領域、I2は石英板上にクロム等を
塗布して形成した透過光遮断領域、I3は透過光の位相
を180度変化させる位相変換シフタ、14は透過光の
位相を90度変化させる位相変換シフタであり、光透過
領域(1)のうち位相変換シフタ13.14のない部分
の光透過領域(1)Aの透過光の位相と位相変換シフタ
】3のある部分の光透過領域(1)Bの透過光の位相は
180度異変異、光透過領域(1)Aの透過光の位相と
位相変換シフタ14のある部分の光透過領域(1)Cの
透過光の位相は90度変異り、光透過領域(1)Cの透
過光の位相と位相変換シフタ13のある光透過領域(1
)Bの透過光の位相も90度変異る。
によるフォトマスク装置の平面図を示し、(1)は透明
の石英板上の光透過領域、I2は石英板上にクロム等を
塗布して形成した透過光遮断領域、I3は透過光の位相
を180度変化させる位相変換シフタ、14は透過光の
位相を90度変化させる位相変換シフタであり、光透過
領域(1)のうち位相変換シフタ13.14のない部分
の光透過領域(1)Aの透過光の位相と位相変換シフタ
】3のある部分の光透過領域(1)Bの透過光の位相は
180度異変異、光透過領域(1)Aの透過光の位相と
位相変換シフタ14のある部分の光透過領域(1)Cの
透過光の位相は90度変異り、光透過領域(1)Cの透
過光の位相と位相変換シフタ13のある光透過領域(1
)Bの透過光の位相も90度変異る。
第1図中)は、シミュレーションによる第】図ta)の
フォトマスク装置の透過光の光強度分布図を示すもので
ある。
フォトマスク装置の透過光の光強度分布図を示すもので
ある。
以上のように構成されたこの実施例のフォトマスク装置
において、以下その動作を説明する。
において、以下その動作を説明する。
透過光の位相を180度変化させる位相変換シフタ13
の境界が光透過領域(1)に存在するとき、その境界部
に透過光の位相を90度変化させる位相変換シフタ14
を配置する。光透過領域(1)Aの透過光に対して90
度の位相差をもった光を透過させる位相変換シフタ14
は、光透過領域(1)Bから光透過領域(1)Aにかけ
て、透過光の位相が180度から0度へ移り変わるとき
のバッファの役割を果たし、境界部分の光強度がOにな
ることを避ける効果をもつ。つまり、180度位変位相
透過領域(1)Bと90度変位相光i3jM領域(1)
Cとの境界では光強度は0にならず、同様に90度の光
透過領域(1)Cと0変位相の光透過領域(1)Aとの
境界においても光強度が0にならない現象を利用して光
透過領域(1)A、IIBの接合部の下方の不要暗部の
形成を防止したものである。
の境界が光透過領域(1)に存在するとき、その境界部
に透過光の位相を90度変化させる位相変換シフタ14
を配置する。光透過領域(1)Aの透過光に対して90
度の位相差をもった光を透過させる位相変換シフタ14
は、光透過領域(1)Bから光透過領域(1)Aにかけ
て、透過光の位相が180度から0度へ移り変わるとき
のバッファの役割を果たし、境界部分の光強度がOにな
ることを避ける効果をもつ。つまり、180度位変位相
透過領域(1)Bと90度変位相光i3jM領域(1)
Cとの境界では光強度は0にならず、同様に90度の光
透過領域(1)Cと0変位相の光透過領域(1)Aとの
境界においても光強度が0にならない現象を利用して光
透過領域(1)A、IIBの接合部の下方の不要暗部の
形成を防止したものである。
この現象は、実数軸をX軸にとり、虚数軸をY軸にとっ
た複素平面を考えると理解できる。光強度を、長さ1を
もったベクトルと考えると、180変位相が異なったも
のどうしをたし合わせると−、クトルが0になる(つま
り消える)のが容易に理解される。これは光強度が0の
現象である。
た複素平面を考えると理解できる。光強度を、長さ1を
もったベクトルと考えると、180変位相が異なったも
のどうしをたし合わせると−、クトルが0になる(つま
り消える)のが容易に理解される。これは光強度が0の
現象である。
しかし、位相が90度変異ったものどうしをたし合わせ
ると45度傾いたベクトルが得られる。
ると45度傾いたベクトルが得られる。
つまり、ベクトルが長さをもてば、その光強度は0には
ならない。また、45度1頃いたベクトルと13535
度傾ベクトルをたし合わせると、実数成分がOの虚数軸
上のベクトルができる。しかし、光強度は2乗した絶対
値で表されるから、この部分も光強度は0にはならない
。よって、180度と0度との間に位相が違う成分が入
ると、その境界での光強度は0よりも大きくなる。
ならない。また、45度1頃いたベクトルと13535
度傾ベクトルをたし合わせると、実数成分がOの虚数軸
上のベクトルができる。しかし、光強度は2乗した絶対
値で表されるから、この部分も光強度は0にはならない
。よって、180度と0度との間に位相が違う成分が入
ると、その境界での光強度は0よりも大きくなる。
よって、このフォトマスク装置に露光光が入射すると、
第1図(alのA、−A2線上では、通常のコントラス
ト向上効果が得られる。つまり、透過光遮断領域13を
介して光透過領域(1)Aと光透過領域(1)Bとが接
合しているので、従来例で述べたのと同様に、180度
位変位相なる光透過領域(1)A(1)Bの接合が暗部
を作るように作用する。
第1図(alのA、−A2線上では、通常のコントラス
ト向上効果が得られる。つまり、透過光遮断領域13を
介して光透過領域(1)Aと光透過領域(1)Bとが接
合しているので、従来例で述べたのと同様に、180度
位変位相なる光透過領域(1)A(1)Bの接合が暗部
を作るように作用する。
また、第1図falのB、−82線上では、i3過光の
位相を90度変化させる位相変換ソフタ14によって、
透過光の位相が0度、90度、180度と段階的に変化
する。
位相を90度変化させる位相変換ソフタ14によって、
透過光の位相が0度、90度、180度と段階的に変化
する。
よって、第1図(b)に示すように、はぼマスク通りの
光強度分布が得られる。
光強度分布が得られる。
つぎに、第1図(a)のB、−82線上のフォトマスク
装置の断面図を第2図(a)に示し、フォトマスク装置
を透過した光の強度分布図を同図(blに示し、それに
よって形成されたレジストパターンの断面図を同図fc
lに示す。透過光の位相を90度変化させる位相変換シ
フタ14を設けたことによって、従来例で現れた不要な
レジストパターンは現れず、マスク通りのレジストパタ
ーン18のみが形成される。
装置の断面図を第2図(a)に示し、フォトマスク装置
を透過した光の強度分布図を同図(blに示し、それに
よって形成されたレジストパターンの断面図を同図fc
lに示す。透過光の位相を90度変化させる位相変換シ
フタ14を設けたことによって、従来例で現れた不要な
レジストパターンは現れず、マスク通りのレジストパタ
ーン18のみが形成される。
以上のように、この実施例によれば、透過光の位相を9
0度変化させる位相変換シフタ14を180度位変位相
化させる位相変換シフタ13の境界に設けることにより
、位相が180度異l9光透過領域の接合による不要暗
部の形成を容易に防止することができ、分枝を含むよう
な開ループのパターンでもマスクを任意に作成すること
ができる。
0度変化させる位相変換シフタ14を180度位変位相
化させる位相変換シフタ13の境界に設けることにより
、位相が180度異l9光透過領域の接合による不要暗
部の形成を容易に防止することができ、分枝を含むよう
な開ループのパターンでもマスクを任意に作成すること
ができる。
さらに前記の例は、わかりやすく90度変位相異なる位
相変換シフタ14を1つ間に挟んだが、その境界での光
強度分布をi3過型マスクのものに近づけようとすれば
、180度の光透過領域から0度の光透過領域の間に多
くの位相の異なる位相変換シフタを段階的に配置すれば
よい。
相変換シフタ14を1つ間に挟んだが、その境界での光
強度分布をi3過型マスクのものに近づけようとすれば
、180度の光透過領域から0度の光透過領域の間に多
くの位相の異なる位相変換シフタを段階的に配置すれば
よい。
第3図は上記のような構成としたこの発明の第2の実施
例の位相シフト法によるフォトマスク装置の平面図を示
し、21は透明の石英板上の光透過領域、22は石英板
上にクロム等を塗布して形成した透過光遮断領域、23
は透過光の位相を180度変化させる位相変換シフタ、
25は透過光の位相を120度変化させる位相変換シフ
タ、26は透過光の位相を60度変化させる位相変換シ
フタであり、光透過領域21のうち位相変換シフタ23
.25.26のない部分の光透過領域21Aの透過光の
位相と位相変換シフタ23のある部分の光透過領域21
Bの透過光の位相は180度異l9、光透過領域21A
の透過光の位相と位相変換シフタ26のある部分の光M
A ?iJf域21Cの透過光の位相は60度変異り
、光i3過領域2ICの透過光の位相と位相変換シフタ
25のある部分の光透過領域21Dのi3過先の位相も
60度変異り、光透過領域21Dの透過光の位相と位相
変換シフタ23のある部分の光透過領域21Bの透過光
の位相も60度変異る。
例の位相シフト法によるフォトマスク装置の平面図を示
し、21は透明の石英板上の光透過領域、22は石英板
上にクロム等を塗布して形成した透過光遮断領域、23
は透過光の位相を180度変化させる位相変換シフタ、
25は透過光の位相を120度変化させる位相変換シフ
タ、26は透過光の位相を60度変化させる位相変換シ
フタであり、光透過領域21のうち位相変換シフタ23
.25.26のない部分の光透過領域21Aの透過光の
位相と位相変換シフタ23のある部分の光透過領域21
Bの透過光の位相は180度異l9、光透過領域21A
の透過光の位相と位相変換シフタ26のある部分の光M
A ?iJf域21Cの透過光の位相は60度変異り
、光i3過領域2ICの透過光の位相と位相変換シフタ
25のある部分の光透過領域21Dのi3過先の位相も
60度変異り、光透過領域21Dの透過光の位相と位相
変換シフタ23のある部分の光透過領域21Bの透過光
の位相も60度変異る。
上記のように、透過光の位相を60度変化させる位相変
換シフタ26と120度変化させる位相変換シフタ25
を、段階的に180度位変位相化させる位相変換シフタ
23の境界に設けることにより、よりスムーズなマスク
通りの光強度分布が得られる。
換シフタ26と120度変化させる位相変換シフタ25
を、段階的に180度位変位相化させる位相変換シフタ
23の境界に設けることにより、よりスムーズなマスク
通りの光強度分布が得られる。
第4図はこの発明の第3の実施例の位相シフト法による
フォトマスク装置の平面図を示し、31は透明の石英板
上の光透過領域、32は石英板上にクロム等を塗布して
形成した透過光遮断領域、33は透過光の位相を90度
変化させる位相変換シフタ、34は透過光の位相を一9
0度変化させる位相変換シックであり、光i3過領域3
1のうち位相変換シフタ34のある部分の光透過領域3
1Aのi3過光の位相と位相変換シック33.34のな
い部分の光透過領域31Bの3過光の位相は90度変声
り、光透過領域31Bの透過光の位相と位相変換シフタ
33のある部分の光透過領域31Cの透過光の位相は9
0度変声り、光透過領域31Aの透過光の位相と光透過
領域31Cのi3過光の位相は180度異l6゜ この実施例では、位相を180度変化させる位相変換シ
フタを使わず、位相を90度変化させる位相変換シフタ
と位相を一90度変化させる位相変換ソフタとの2種類
の位相変換シックでコントラストを向上させ、位相変換
シフタのない透過光(0変位相)をへソファとして用い
ている。
フォトマスク装置の平面図を示し、31は透明の石英板
上の光透過領域、32は石英板上にクロム等を塗布して
形成した透過光遮断領域、33は透過光の位相を90度
変化させる位相変換シフタ、34は透過光の位相を一9
0度変化させる位相変換シックであり、光i3過領域3
1のうち位相変換シフタ34のある部分の光透過領域3
1Aのi3過光の位相と位相変換シック33.34のな
い部分の光透過領域31Bの3過光の位相は90度変声
り、光透過領域31Bの透過光の位相と位相変換シフタ
33のある部分の光透過領域31Cの透過光の位相は9
0度変声り、光透過領域31Aの透過光の位相と光透過
領域31Cのi3過光の位相は180度異l6゜ この実施例では、位相を180度変化させる位相変換シ
フタを使わず、位相を90度変化させる位相変換シフタ
と位相を一90度変化させる位相変換ソフタとの2種類
の位相変換シックでコントラストを向上させ、位相変換
シフタのない透過光(0変位相)をへソファとして用い
ている。
この例のように位相差が180度の境界にバッフアを置
くという概念が重要であって、位相変換シフタをどのよ
うに配置するかは重要でないことは言うまでもない。
くという概念が重要であって、位相変換シフタをどのよ
うに配置するかは重要でないことは言うまでもない。
なお、第1.第2.第3の実施例において、90度、1
80度、−90度等の位相変換シフタは、クロムの上に
形成しても、エツチングによ、て透過光遮断領域を構成
するクロムの下に形成してもよい。また、異なる屈折率
を持ったもので180度と90度、270度の位相変換
シフタを作り分けてもよく、このようにすると、位相の
変化量の異なる位相変換シフタの高さを揃えることが可
能となり、フォトマスクの表面の段差を少なくすること
ができる。以上のように、レチクル上に異なる位相変換
シックを2つ以上作る方法は、どのようにしてもよい。
80度、−90度等の位相変換シフタは、クロムの上に
形成しても、エツチングによ、て透過光遮断領域を構成
するクロムの下に形成してもよい。また、異なる屈折率
を持ったもので180度と90度、270度の位相変換
シフタを作り分けてもよく、このようにすると、位相の
変化量の異なる位相変換シフタの高さを揃えることが可
能となり、フォトマスクの表面の段差を少なくすること
ができる。以上のように、レチクル上に異なる位相変換
シックを2つ以上作る方法は、どのようにしてもよい。
第81D(blにこの発明の第4の実施例のフォトマス
ク装置の平面図を示す。第8図(blは、光透過領域の
みから構成されるフォトマスク装置の構成を示すもので
ある。第8図において、93は透過光の位相を90度変
化させる位相変換シフタであり、位相変換シフタ92の
端縁部に配設されている。
ク装置の平面図を示す。第8図(blは、光透過領域の
みから構成されるフォトマスク装置の構成を示すもので
ある。第8図において、93は透過光の位相を90度変
化させる位相変換シフタであり、位相変換シフタ92の
端縁部に配設されている。
位相変換シフタ92.93のない部分の光透過領域91
A(7)透過光の位相と位相変換シフタ92のある部分
の光透過領域91B17)透過光の位相は180度異l
6、光透過領域91Aのi3過光の位相と位相変換シフ
タ93のある部分の光透過領域91Cのy過充の位相は
90度変声り、光透過領域91Cの透過光の位相と光透
過領域91Bの透過光の位相も90度変声る。
A(7)透過光の位相と位相変換シフタ92のある部分
の光透過領域91B17)透過光の位相は180度異l
6、光透過領域91Aのi3過光の位相と位相変換シフ
タ93のある部分の光透過領域91Cのy過充の位相は
90度変声り、光透過領域91Cの透過光の位相と光透
過領域91Bの透過光の位相も90度変声る。
以上のように構成されたこの実施例のフォトマスク装置
において、以下その動作を説明する。
において、以下その動作を説明する。
透過光の位相を180度変化させる位相変換シフタ92
の境界が光透過領域91に存在するとき、その境界部に
透過光の位相を90度変化させる位相変換シフタ93を
配置する。光透過領域91A。
の境界が光透過領域91に存在するとき、その境界部に
透過光の位相を90度変化させる位相変換シフタ93を
配置する。光透過領域91A。
91Bの透過光に対して90度の位相差をもつ光を透過
させる位相変換シフタ93は、透過光が180度から0
度の位相へ移り変わる時のバッフアの役割を果たし、そ
の光強度が光透過領域91A、 91Bの接合部分でO
になることを避ける作用をもつ。
させる位相変換シフタ93は、透過光が180度から0
度の位相へ移り変わる時のバッフアの役割を果たし、そ
の光強度が光透過領域91A、 91Bの接合部分でO
になることを避ける作用をもつ。
この実施例では、位相変換シフタ93によって、位相変
換シフタ92と位相変換シフタ93との境界部分でのパ
ターン(暗部)形成が阻止される。
換シフタ92と位相変換シフタ93との境界部分でのパ
ターン(暗部)形成が阻止される。
第9図中)に第8図中3に示すフォトマスク装置による
転写像のうち一点鎖線99Bで囲んだ領域の部分での相
対光強度分布のシミュレーンヨン結果を示す。この図に
よれば、パターン101とパターン102とが独立して
形成されることが判る。
転写像のうち一点鎖線99Bで囲んだ領域の部分での相
対光強度分布のシミュレーンヨン結果を示す。この図に
よれば、パターン101とパターン102とが独立して
形成されることが判る。
この発明によれば、透過光の位相で180度異l6第1
および第2の光透過領域の間にそれらの透過光の位相の
中間の位相で光を透過させる第3の光透過領域を介在さ
せたので、第1および第2の光透過領域の接合による不
要暗部の形成を防止することができ、あらゆるパターン
においても位相シフトマスク法を適応することができる
。例えば、露光光源に従来のg線、i線を用いて64M
ビ・2トのDRAM等の0.3〜0.4 p mルール
のパターニングが可能となる。またKrFエキシマレー
ザ−(248nm)では0.2μmルールのバターニン
グが可能となり、フォトリソグラフィの限界をより伸ば
すことができ、その実用的効果は大きい。
および第2の光透過領域の間にそれらの透過光の位相の
中間の位相で光を透過させる第3の光透過領域を介在さ
せたので、第1および第2の光透過領域の接合による不
要暗部の形成を防止することができ、あらゆるパターン
においても位相シフトマスク法を適応することができる
。例えば、露光光源に従来のg線、i線を用いて64M
ビ・2トのDRAM等の0.3〜0.4 p mルール
のパターニングが可能となる。またKrFエキシマレー
ザ−(248nm)では0.2μmルールのバターニン
グが可能となり、フォトリソグラフィの限界をより伸ば
すことができ、その実用的効果は大きい。
第1図(alはこの発明の第1の実施例のフォトマスフ
装置の平面図、第1図(blは第1図+81のフォトマ
スク装置の透過光のソミュレーソヨンによる光強度分布
図、第2図fatは第1図(alのB、−82線でのマ
スク断面図、第2図fblは第1図ta+0B1B2線
での透過光の光強度分布図、第2図fclは第1図(a
lのフォトマスク装置を通して露光して得られたレジス
トパターンのB、−82線での断面図、第3図はこの発
明の第2の実施例のフォトマスク装置の平面図、第4図
はこの発明の第3の実施例のフォトマスク装置の平面図
、第5図(alはフォトマスク装置の従来例の平面図、
第5図中)は第5図(alのフォトマスク装置の透過光
のシミュレーションによる光強度分布図、第1図+81
は第5図(alのD1D2線でのフォトマスク断面図、
第6図(b)は第5図talのり、−D2線でのi3過
光の光強度分布図、第6図telは第5図ta+のフォ
トマスク装置を通して露光して得られたレジストパター
ンのり、−D2線での断面図、第7図(alは補助型位
相シフト法によるフォトマスク装置の従来例の平面図、
第7図(blは第7図(alのフォトマスク装置を通っ
た光の振幅分布図、第7図fclは同しくその光強度分
布図、第1図+81はフォトマスク装置の他の従来例の
平面図、第8図fblはこの発明の第4の実施例におけ
るフォトマスク装置の平面図、第9図(alは第8図(
alにおけるフォトマスク装置による転写光のシミュレ
ーション結果を示す光強度分布図、第1図+81は第8
図(blに示すフォトマスク装置による転写光のシミュ
レーション結果を示す光強度分布図である。 (1)(1)A〜IIC,21,21A〜21D、31
゜31A〜31C,91,91A〜91C・・・光透過
領域、12.22.32・・・i3過光遮断領域、13
,1423.25.26,33.34・・・位相変換シ
ック(1)C・・t3のt遠湯優成 (1)1図 (a) (b) 第 第 図 (b) 図 第 第 (b) 図 図 区 lj’)tv の 田 区 Cす
装置の平面図、第1図(blは第1図+81のフォトマ
スク装置の透過光のソミュレーソヨンによる光強度分布
図、第2図fatは第1図(alのB、−82線でのマ
スク断面図、第2図fblは第1図ta+0B1B2線
での透過光の光強度分布図、第2図fclは第1図(a
lのフォトマスク装置を通して露光して得られたレジス
トパターンのB、−82線での断面図、第3図はこの発
明の第2の実施例のフォトマスク装置の平面図、第4図
はこの発明の第3の実施例のフォトマスク装置の平面図
、第5図(alはフォトマスク装置の従来例の平面図、
第5図中)は第5図(alのフォトマスク装置の透過光
のシミュレーションによる光強度分布図、第1図+81
は第5図(alのD1D2線でのフォトマスク断面図、
第6図(b)は第5図talのり、−D2線でのi3過
光の光強度分布図、第6図telは第5図ta+のフォ
トマスク装置を通して露光して得られたレジストパター
ンのり、−D2線での断面図、第7図(alは補助型位
相シフト法によるフォトマスク装置の従来例の平面図、
第7図(blは第7図(alのフォトマスク装置を通っ
た光の振幅分布図、第7図fclは同しくその光強度分
布図、第1図+81はフォトマスク装置の他の従来例の
平面図、第8図fblはこの発明の第4の実施例におけ
るフォトマスク装置の平面図、第9図(alは第8図(
alにおけるフォトマスク装置による転写光のシミュレ
ーション結果を示す光強度分布図、第1図+81は第8
図(blに示すフォトマスク装置による転写光のシミュ
レーション結果を示す光強度分布図である。 (1)(1)A〜IIC,21,21A〜21D、31
゜31A〜31C,91,91A〜91C・・・光透過
領域、12.22.32・・・i3過光遮断領域、13
,1423.25.26,33.34・・・位相変換シ
ック(1)C・・t3のt遠湯優成 (1)1図 (a) (b) 第 第 図 (b) 図 第 第 (b) 図 図 区 lj’)tv の 田 区 Cす
Claims (2)
- (1)透過光の位相が互いに略180度異なる暗部形成
用の第1および第2の光透過領域を直接もしくは透過光
遮断領域を介して接合し、前記第1および第2の光透過
領域の接合部の暗部形成不要部分に前記第1および第2
の光透過領域の透過光の位相の中間の位相で光を透過さ
せる第3の光透過領域を介在させたフォトマスク装置。 - (2)請求項(1)記載のフォトマスク装置を基板上に
形成されたレジスト上に設置し、前記フォトマスク装置
の第1、第2および第3の光透過領域を通して露光光を
前記レジスト上に照射することを特徴とするパターン形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167951A JPH0455854A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | フォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167951A JPH0455854A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | フォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455854A true JPH0455854A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15859073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2167951A Pending JPH0455854A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | フォトマスク装置およびこれを用いたパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0455854A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611826A (ja) * | 1992-04-28 | 1994-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | フォトマスク及びその製造方法 |
| US5368963A (en) * | 1991-07-30 | 1994-11-29 | Fujitsu Limited | Photomask and method of fabricating the same |
| JP2010050420A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電子機器 |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2167951A patent/JPH0455854A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5368963A (en) * | 1991-07-30 | 1994-11-29 | Fujitsu Limited | Photomask and method of fabricating the same |
| JPH0611826A (ja) * | 1992-04-28 | 1994-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | フォトマスク及びその製造方法 |
| JP2010050420A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電子機器 |
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