JPH04269749A - Photomask and its manufacture - Google Patents

Photomask and its manufacture

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JPH04269749A
JPH04269749A JP3030846A JP3084691A JPH04269749A JP H04269749 A JPH04269749 A JP H04269749A JP 3030846 A JP3030846 A JP 3030846A JP 3084691 A JP3084691 A JP 3084691A JP H04269749 A JPH04269749 A JP H04269749A
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JP
Japan
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light
photomask
phase shifter
phase shift
phase
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Application number
JP3030846A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Nozaki
野崎 勝弘
Takeshi Kato
毅 加藤
Aritoshi Sugimoto
有俊 杉本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of pattern transfer of a photomask for phase shift by constituting the phase shifter of a material having low refractive index. CONSTITUTION:A photomask M1 for phase shift has a phase shifter 2 comprising low-refractive index material such as fluorine-contained resin or the like. The phase shifter 2 is formed by applying a fluorine-contained resin on the surface of the photomask M1 by spin coating and then etching the resin.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造工程(ウエハプロセス)などにおいて使用されるフ
ォトマスクおよびその製造技術に関し、特に位相シフト
用フォトマスクに適用して有効な技術に関するものであ
る。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a photomask used in the manufacturing process (wafer process) of semiconductor integrated circuit devices and its manufacturing technology, and particularly to a technology that is effective when applied to a phase shift photomask. It is.

【0002】0002

【従来の技術】半導体集積回路の微細化が進み、回路素
子や配線の設計ルールがサブミクロン・オーダになると
、i線(波長365nm)などの光を使用してフォトマ
スク上の集積回路パターンを半導体ウエハに転写するフ
ォトリソグラフィ工程では、パターンの精度の低下が深
刻な問題となってくる。
[Background Art] As the miniaturization of semiconductor integrated circuits progresses and the design rules for circuit elements and wiring become submicron order, integrated circuit patterns on photomasks are printed using light such as i-rays (wavelength 365 nm). In the photolithography process of transferring images onto semiconductor wafers, a decrease in pattern accuracy becomes a serious problem.

【0003】例えば、図6に示すようなフォトマスクM
2 に形成された光透過領域P1,P2  および遮光
領域N1  からなるパターンをウエハ上に転写する場
合、上記遮光領域N1 を挟む一対の光透過領域P1,
P2 のそれぞれを透過した直後の二つの光は、図7に
示すように、それらの位相が同一であるため、ウエハ上
では、図8に示すように、二つの光がそれらの境界部で
互いに干渉し合って強め合う。そのため、図9に示すよ
うに、ウエハ上における上記パターンの投影像のコント
ラストが低下し、焦点深度が浅くなる結果、微細なパタ
ーンの場合は、その転写精度が大幅に低下してしまうこ
とになる。
For example, a photomask M as shown in FIG.
When transferring a pattern consisting of the light-transmitting regions P1, P2 and the light-shielding region N1 formed on the wafer onto a wafer, a pair of light-transmitting regions P1,
As shown in FIG. 7, the two lights immediately after passing through each of P2 have the same phase, so on the wafer, the two lights overlap each other at the boundary, as shown in FIG. They interfere and strengthen each other. As a result, as shown in FIG. 9, the contrast of the projected image of the pattern on the wafer decreases and the depth of focus becomes shallow, resulting in a significant drop in transfer accuracy in the case of fine patterns. .

【0004】このような問題を改善する手段として、フ
ォトマスクを透過する光の位相を変えることによって投
影像のコントラストの低下を防止する位相シフト技術が
注目されている。
[0004] As a means to improve such problems, a phase shift technique that prevents a decrease in the contrast of a projected image by changing the phase of light passing through a photomask is attracting attention.

【0005】例えば特公昭62−59296号公報には
、フォトマスク上の遮光領域を挟む一対の光透過領域の
一方に透明膜(位相シフタ)を設け、上記一対の光透過
領域を透過した二つの光の位相を互いに反転させること
によって、ウエハ上の二つの光の境界部における光の強
度を弱める位相シフト用フォトマスクが開示されている
For example, in Japanese Patent Publication No. 62-59296, a transparent film (phase shifter) is provided on one side of a pair of light transmitting regions sandwiching a light shielding region on a photomask, and two A phase-shifting photomask has been disclosed that weakens the intensity of light at a boundary between two lights on a wafer by inverting the phases of the lights.

【0006】上記位相シフト用フォトマスクは、図10
に示すようなフォトマスクM1 上の光透過領域P1,
P2 および遮光領域N1 からなるパターンをウエハ
上に転写する際、上記一対の光透過領域P1,P2 の
いずれか一方に所定の屈折率を有する透明膜からなる位
相シフタ2を設け、これらの光透過領域P1,P2 を
透過した直後の二つの光の位相が互いに反転する(図1
1参照)ように位相シフタ2の膜厚を調整したものであ
る。これにより、ウエハ上では、図12に示すように、
二つの光がそれらの境界部で互いに干渉し合って弱め合
うので、図13に示すように、上記パターンの投影像の
コントラストが向上する。
The above phase shift photomask is shown in FIG.
A light transmitting area P1 on a photomask M1 as shown in FIG.
When transferring the pattern consisting of P2 and the light-shielding area N1 onto a wafer, a phase shifter 2 made of a transparent film having a predetermined refractive index is provided on either one of the pair of light-transmitting areas P1 and P2 to block the light transmission. Immediately after passing through regions P1 and P2, the phases of the two lights are reversed (Fig. 1
1), the film thickness of the phase shifter 2 is adjusted as shown in FIG. As a result, on the wafer, as shown in FIG.
Since the two lights interfere with each other at the boundary and weaken each other, the contrast of the projected image of the pattern is improved, as shown in FIG.

【0007】また、特開昭62−67514号公報には
、フォトマスク上の第一の光透過領域の周囲に第二の微
小な光透過領域を設けるとともに、上記いずれか一方の
光透過領域に位相シフタを設け、上記一対の光透過領域
を透過した二つの光の位相を互いに反転させることによ
ってパターンの転写精度を向上させる位相シフト用フォ
トマスクが開示されている。
Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-67514, a second minute light transmitting region is provided around the first light transmitting region on the photomask, and a second light transmitting region is provided in one of the above light transmitting regions. A phase shift photomask has been disclosed which improves pattern transfer accuracy by providing a phase shifter and mutually inverting the phases of two lights transmitted through the pair of light transmitting regions.

【0008】また、特開平2−140743号公報には
、光透過領域内の一部に位相シフタを設け、この位相シ
フタが有る箇所と無い箇所とを透過した二つの光の位相
を互いに反転させることによってパターンの転写精度を
向上させる位相シフト用フォトマスクが開示されている
[0008] Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-140743, a phase shifter is provided in a part of the light transmitting region, and the phases of two lights transmitted through a portion with the phase shifter and a portion without the phase shifter are mutually inverted. A phase shift photomask has been disclosed that improves pattern transfer accuracy.

【0009】従来、これらの位相シフト用フォトマスク
は、下記のような方法で製造されている。まず、全面に
Crの薄膜を堆積したガラス基板(マスクブランクス)
上に電子線レジストをスピン塗布し、電子線描画装置を
用いて上記電子線レジスト上に集積回路パターンの潜像
を形成した後、この電子線レジストの露光部分を現像液
により除去し、露出したCr膜をエッチングすることに
よってフォトマスクを作成する。
Conventionally, these phase shift photomasks have been manufactured by the following method. First, a glass substrate (mask blank) with a thin Cr film deposited on its entire surface.
After spin-coating an electron beam resist on top and forming a latent image of an integrated circuit pattern on the electron beam resist using an electron beam lithography device, the exposed portion of the electron beam resist was removed with a developer and exposed. A photomask is created by etching the Cr film.

【0010】次に、上記フォトマスクの全面に位相シフ
タ材料であるスピンオングラス(Spin On Gl
ass) などの透明な薄膜を堆積した後、リソグラフ
ィ技術を用いてこの薄膜をエッチングすることによって
フォトマスクの所定の光透過領域にこの薄膜を残す。
Next, spin-on glass (Spin On Gl), which is a phase shifter material, is applied to the entire surface of the photomask.
After depositing a transparent thin film, such as (as), the thin film is left in predetermined light-transmissive areas of the photomask by etching the thin film using lithographic techniques.

【0011】位相シフタを設けた光透過領域を透過した
光と、位相シフタを設けていない光透過領域を透過した
光の位相を互いに反転させるには、光の波長をλ、位相
シフタの屈折率をnとして、位相シフタの膜厚(d)を
、d=λ/2(n−1)の整数倍の関係を満たすように
設定する。例えば光の波長が365nm(i線)、位相
シフタ材料であるスピンオングラスの屈折率が1.5で
ある場合は、位相シフタの膜厚を365nmまたはその
整数倍にする。
In order to mutually invert the phases of the light transmitted through the light transmission region provided with a phase shifter and the light transmitted through the light transmission region not provided with a phase shifter, the wavelength of the light is set to λ, and the refractive index of the phase shifter is set. The film thickness (d) of the phase shifter is set to satisfy the relationship of d=an integer multiple of λ/2(n-1), where n is the thickness (d) of the phase shifter. For example, when the wavelength of light is 365 nm (i-line) and the refractive index of spin-on glass, which is a phase shifter material, is 1.5, the thickness of the phase shifter is set to 365 nm or an integral multiple thereof.

【0012】0012

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の検討によれば、前記従来の位相シフト用フォトマス
クおよびその製造方法には、下記のような問題点がある
However, according to the studies of the present inventors, the conventional phase shift photomask and its manufacturing method have the following problems.

【0013】まず、位相シフタ材料であるスピンオング
ラスをフォトマスク上にスピン塗布する際、フォトマス
クの表面の段差によってスピンオングラスの膜厚が不均
一となる箇所が局所的に生じるため、そのような箇所で
は所期の位相シフト効果が得られないという問題がある
First, when spin-on glass, which is a phase shifter material, is spin-coated onto a photomask, there are localized areas where the thickness of the spin-on glass becomes uneven due to differences in the surface of the photomask. There is a problem in that the desired phase shift effect cannot be obtained at certain points.

【0014】また、位相シフタ材料であるスピンオング
ラスは、フォトマスク材料である石英ガラスと同じ酸化
珪素(SiO2)で構成されているため、フォトマスク
上にスピン塗布したスピンオングラスをエッチングする
際、充分なエッチング選択比が得られないという問題が
ある。そのため、実際の製造工程では、スピンオングラ
スの下層にエッチングストッパ用の薄膜を設ける工程が
不可欠となる。
Furthermore, since the spin-on glass that is the phase shifter material is made of the same silicon oxide (SiO2) as the quartz glass that is the photomask material, it is difficult to etch the spin-on glass spin-coated onto the photomask. There is a problem that a suitable etching selectivity cannot be obtained. Therefore, in the actual manufacturing process, it is essential to provide a thin film for an etching stopper under the spin-on glass.

【0015】また、位相シフト用フォトマスクおよび通
常のフォトマスクに共通の問題点として、露光時にフォ
トマスクを透過した光がウエハの表面や、フォトマスク
とウエハとを結ぶ光路上の対物レンズの表面で反射し、
さらにフォトマスクの表面で再反射する、いわゆる多重
反射(迷光)が生じるため、ウエハ上の本来は非露光領
域である箇所までもが幾分か露光されてしまい、ウエハ
上に転写されるパターンの精度が低下するという問題が
ある。
[0015] Furthermore, a common problem with phase shift photomasks and ordinary photomasks is that the light that has passed through the photomask during exposure may damage the surface of the wafer or the surface of the objective lens on the optical path connecting the photomask and the wafer. reflected by
Furthermore, because so-called multiple reflections (stray light), which are re-reflected on the surface of the photomask, occur, even areas on the wafer that are originally non-exposed are exposed to some extent, resulting in a difference in the pattern transferred onto the wafer. There is a problem that accuracy decreases.

【0016】本発明は、上記した問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的は、位相シフタの膜厚のばら
つきに起因するパターン転写精度の低下を抑制する技術
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a technique for suppressing a decrease in pattern transfer accuracy caused by variations in the film thickness of a phase shifter. .

【0017】本発明の他の目的は、位相シフト用フォト
マスクの製造工程を短縮する技術を提供することにある
Another object of the present invention is to provide a technique for shortening the manufacturing process of a phase shift photomask.

【0018】本発明の他の目的は、フォトマスクを透過
した光の多重反射(迷光)に起因するパターン転写精度
の低下を抑制する技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for suppressing deterioration in pattern transfer accuracy caused by multiple reflections (stray light) of light transmitted through a photomask.

【0019】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の位相シフト用フ
ォトマスクは、位相シフタをフッ素系樹脂などの低屈折
率材料からなる透明な薄膜により構成したものである。
[Means for Solving the Problems] In the phase shift photomask of the present invention, the phase shifter is constituted by a transparent thin film made of a low refractive index material such as a fluororesin.

【0021】[0021]

【作用】屈折率がnの媒質中に入射した光の波長は、下
記の式 λ=λ0/n(λ:媒質中の波長、λ0:入射光の波長
)により、nが小さい程長くなる。すなわち、位相シフ
タを低屈折率材料で構成することにより、位相シフタを
透過した光の波長が長くなり、その分、光路長は短くな
る。これにより、位相シフタを設けた光透過領域を透過
した光と、位相シフタを設けていない光透過領域を透過
した光の光路長の差が短くなり、位相シフタの膜厚にば
らつきがある場合においても、上記二つの光の位相差の
ばらつきが小さくなる。
[Operation] The wavelength of light incident on a medium with a refractive index of n becomes longer as n becomes smaller, according to the following formula λ=λ0/n (λ: wavelength in the medium, λ0: wavelength of incident light). That is, by forming the phase shifter with a low refractive index material, the wavelength of light transmitted through the phase shifter becomes longer, and the optical path length becomes shorter accordingly. This reduces the difference in optical path length between the light transmitted through the light transmission region provided with the phase shifter and the light transmitted through the light transmission region not provided with the phase shifter. Also, the variation in the phase difference between the two lights becomes smaller.

【0022】また、位相シフタを低屈折率材料で構成す
ることにより、フォトマスクを透過した光の多重反射(
迷光)が低減されるので、これに起因するパターン転写
精度の低下を抑制することができる。
Furthermore, by constructing the phase shifter with a low refractive index material, multiple reflections (
Since stray light) is reduced, it is possible to suppress a decrease in pattern transfer accuracy caused by this.

【0023】[0023]

【実施例】図1は、本実施例の位相シフト用フォトマス
クM1 の要部断面図、図2は、同じく平面図である。 この位相シフト用フォトマスクM1は、ウエハに所定の
集積回路パターンを転写するための、例えば実寸の5倍
の寸法の集積回路パターンの原画が形成されたレチクル
である。
Embodiment FIG. 1 is a sectional view of a main part of a phase shift photomask M1 of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof. This phase shift photomask M1 is a reticle on which an original image of an integrated circuit pattern, for example, five times the actual size, is formed for transferring a predetermined integrated circuit pattern onto a wafer.

【0024】例えば屈折率が1.47程度の透明な合成
石英ガラスからなる上記位相シフト用フォトマスクM1
 の主面には、周囲を遮光領域N1 によって囲まれた
一対の光透過領域P1,P2 が形成されている。上記
遮光領域N1 は、例えばCrなどの遮光膜1によって
構成されている。
The phase shift photomask M1 is made of transparent synthetic quartz glass having a refractive index of about 1.47, for example.
A pair of light transmitting regions P1 and P2 surrounded by a light shielding region N1 are formed on the main surface of the light transmitting device. The light-shielding region N1 is constituted by a light-shielding film 1 made of, for example, Cr.

【0025】上記光透過領域P1,P2 および遮光領
域N1 を形成するには、例えばスパッタ法を用いて全
面にCrなどの遮光膜1を堆積したガラス基板(マスク
ブランクス)を用意し、その主面に電子線レジストをス
ピン塗布した後、電子線描画装置を用いてこのガラス基
板に電子線を照射し、電子線レジストの露光部分を現像
液により除去した後、露出した遮光膜1をエッチングす
る。
In order to form the light transmitting regions P1, P2 and the light shielding region N1, a glass substrate (mask blank) on which a light shielding film 1 such as Cr is deposited on the entire surface using, for example, sputtering is prepared, and the main surface thereof is After spin-coating an electron beam resist on the substrate, the glass substrate is irradiated with an electron beam using an electron beam lithography device, the exposed portion of the electron beam resist is removed with a developer, and the exposed light shielding film 1 is etched.

【0026】上記位相シフト用フォトマスクM1 の一
対の光透過領域P1,P2 の一方(P1)には、透明
な薄膜からなる位相シフタ2が設けられている。従来、
この位相シフタ2は、スピンオングラスなどの酸化珪素
系材料によって構成されていたが、本実施例の位相シフ
タ2は、スピンオングラスよりも屈折率の低いフッ素系
樹脂によって構成されている。
A phase shifter 2 made of a transparent thin film is provided in one (P1) of the pair of light transmitting regions P1, P2 of the phase shift photomask M1. Conventionally,
The phase shifter 2 was made of a silicon oxide material such as spin-on glass, but the phase shifter 2 of this embodiment is made of a fluororesin having a lower refractive index than spin-on glass.

【0027】位相シフタ2に用いて好適なフッ素系樹脂
の一例として、「サイトップ」(商品名、旭硝子株式会
社製フッ素系樹脂)を挙げることができる。このフッ素
系樹脂は、屈折率が1.34とスピンオングラス(屈折
率≒1.5)に比べてはるかに低い。また、i線(波長
365nm)の透過率は約95%、KrFエキシマレー
ザ(波長248nm)の透過率は約80%と優れた透過
率を有し、しかも膜厚1μm以下のスピン塗布も可能で
ある。
An example of a fluororesin suitable for use in the phase shifter 2 is "CYTOP" (trade name, fluororesin manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). This fluororesin has a refractive index of 1.34, which is much lower than that of spin-on glass (refractive index≈1.5). In addition, it has excellent transmittance of approximately 95% for i-line (wavelength: 365 nm) and approximately 80% for KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), and is also capable of spin coating with a film thickness of 1 μm or less. be.

【0028】従って、上記フッ素系樹脂を用いて光透過
領域P1 に位相シフタ2を形成するには、光透過領域
P1,P2 および遮光領域N1 を形成したフォトマ
スクの全面にこのフッ素系樹脂をスピン塗布し、これを
ベークして硬化させた後、エッチングを行う。上記フッ
素系樹脂は、酸素系ガスに対する活性が高いため、上記
エッチングは、酸素系ガスを用いた反応性イオンエッチ
ングが良い。この酸素系ガスを用いた反応性イオンエッ
チングによれば、フォトマスク材料である石英ガラスに
対して高い選択比でフッ素系樹脂をエッチングすること
ができるので、スピンオングラスなどの酸化珪素系材料
をエッチングして位相シフタを作成する従来技術と異な
り、エッチングストッパ用の薄膜が不要となる。
Therefore, in order to form the phase shifter 2 in the light transmitting region P1 using the above fluororesin, this fluororesin is spun over the entire surface of the photomask on which the light transmitting regions P1, P2 and the light shielding region N1 have been formed. After coating and baking to harden, etching is performed. Since the fluororesin has high activity against oxygen-based gases, reactive ion etching using oxygen-based gases is preferable for the etching. According to reactive ion etching using this oxygen-based gas, fluorine-based resin can be etched with a high selectivity to quartz glass, which is a photomask material, so silicon oxide-based materials such as spin-on glass can be etched. Unlike the conventional technique in which a phase shifter is created by using the same method, a thin film for an etching stopper is not required.

【0029】位相シフタ2を設けた光透過領域P1  
を透過した光と、位相シフタ2の無い光透過領域P2 
を透過した光の位相を互いに反転させるには、光の波長
をλ、位相シフタ2の屈折率をnとして、位相シフタ2
の膜厚(d)を、d=λ/2(n−1)の整数倍の関係
を満たすように設定すればよい。例えば光の波長を36
5nm(i線)、位相シフタ2を構成するフッ素系樹脂
の屈折率を1.34とすると、位相シフタ2の膜厚を5
37nmまたはその整数倍とすればよい。
Light transmission region P1 provided with phase shifter 2
and the light transmission area P2 without phase shifter 2.
In order to mutually invert the phases of the light transmitted through the phase shifter 2, the wavelength of the light is λ, the refractive index of the phase shifter 2 is n, and the phase shifter 2
The film thickness (d) may be set to satisfy the relationship of d=an integral multiple of λ/2(n-1). For example, the wavelength of light is 36
5 nm (i-line), and the refractive index of the fluororesin constituting the phase shifter 2 is 1.34, the film thickness of the phase shifter 2 is 5 nm.
It may be 37 nm or an integral multiple thereof.

【0030】ところで、位相シフタ2の材料となる上記
フッ素系樹脂をフォトマスク上にスピン塗布した際、光
透過領域P1 と遮光領域N1 との段差によって位相
シフタ2の膜厚(d)が前記の値(537nm)からず
れ、その結果、上記一対の光透過領域P1,P2 を透
過した二つの光の位相差が180度からずれてしまうこ
とがある。
By the way, when the above-mentioned fluororesin, which is the material of the phase shifter 2, is spin-coated on a photomask, the film thickness (d) of the phase shifter 2 is changed from the above-mentioned level due to the difference in level between the light-transmitting region P1 and the light-shielding region N1. As a result, the phase difference between the two lights transmitted through the pair of light transmitting regions P1 and P2 may deviate from 180 degrees.

【0031】しかし、上記フッ素系樹脂はその屈折率が
スピンオングラスなどの酸化珪素系材料に比べてはるか
に低いため、このフッ素系樹脂からなる位相シフタ2を
透過した光の波長は、酸化珪素系材料からなる位相シフ
タ2を透過した光の波長よりも長くなり、その分、光路
長は短くなる。
However, since the refractive index of the fluorine-based resin is much lower than that of silicon oxide-based materials such as spin-on glass, the wavelength of the light transmitted through the phase shifter 2 made of this fluorine-based resin differs from that of silicon oxide-based materials. The wavelength is longer than the wavelength of the light transmitted through the phase shifter 2 made of material, and the optical path length is correspondingly shorter.

【0032】そのため、本実施例の位相シフト用フォト
マスクM1 は、位相シフタ2を設けた光透過領域P1
 を透過した光と、位相シフタ2の無い光透過領域P2
 を透過した光の光路長の差が従来よりも短くなり、位
相シフタ2の膜厚にばらつきがある場合においても、一
対の光透過領域P1,P2 を透過した二つの光の位相
差の180度からのずれを少なくすることができる。
Therefore, the phase shift photomask M1 of this embodiment has a light transmitting region P1 provided with the phase shifter 2.
and the light transmission area P2 without phase shifter 2.
Even if the difference in the optical path length of the light transmitted through the pair of light transmission regions P1 and P2 is shorter than before, and there is variation in the film thickness of the phase shifter 2, the 180 degree difference in the phase difference between the two light transmitted through the pair of light transmission regions P1 and P2 It is possible to reduce the deviation from the

【0033】すなわち、本実施例の位相シフト用フォト
マスクM1 によれば、スピンオングラスなどの酸化珪
素系材料で位相シフタを構成した従来の位相シフト用フ
ォトマスクに比べてパターン転写精度が向上する。
That is, according to the phase shift photomask M1 of this embodiment, the pattern transfer accuracy is improved compared to the conventional phase shift photomask in which the phase shifter is made of a silicon oxide based material such as spin-on glass.

【0034】図3は、本実施例の位相シフト用フォトマ
スクM1 を装着した縮小投影露光装置3の光学系であ
る。
FIG. 3 shows the optical system of the reduction projection exposure apparatus 3 equipped with the phase shift photomask M1 of this embodiment.

【0035】光源4と半導体ウエハ5とを結ぶ光路上に
は、コリメータレンズ6、位相シフト用フォトマスクM
1 および対物レンズ7が配置されている。コリメータ
レンズ6は、光源4から放射された光を平行光に変換し
て位相シフト用フォトマスクM1 に入射する。位相シ
フト用フォトマスクM1 の一対の光透過領域P1,P
2 を透過することによって互いの位相が反転した二つ
の光L1,L2 は、対物レンズ7によって一つに合成
され、スポット状の光ビームとなって半導体ウエハ5の
表面に入射する。
On the optical path connecting the light source 4 and the semiconductor wafer 5, a collimator lens 6 and a phase shift photomask M are provided.
1 and an objective lens 7 are arranged. The collimator lens 6 converts the light emitted from the light source 4 into parallel light, which enters the phase shift photomask M1. Pair of light transmitting regions P1, P of phase shift photomask M1
The two lights L1 and L2, whose phases have been reversed by passing through the wafer 2, are combined into one by the objective lens 7, and are incident on the surface of the semiconductor wafer 5 as a spot-shaped light beam.

【0036】このとき、上記光L1,L2 の一部が半
導体ウエハ5の表面や対物レンズ7の表面で反射し、位
相シフト用フォトマスクM1 の下面に入射する。しか
し、この下面には低屈折率の位相シフタ2が設けられて
いるため、位相シフト用フォトマスクM1 の下面での
光の再反射率は、酸化珪素系材料からなる位相シフタを
設けた従来の位相シフト用フォトマスクのそれに比べて
低い。
At this time, a portion of the lights L1 and L2 is reflected by the surface of the semiconductor wafer 5 and the surface of the objective lens 7, and enters the lower surface of the phase shift photomask M1. However, since a phase shifter 2 with a low refractive index is provided on the bottom surface, the re-reflection rate of light on the bottom surface of the phase shift photomask M1 is lower than that of the conventional phase shifter provided with a phase shifter made of silicon oxide material. It is lower than that of a phase shift photomask.

【0037】すなわち、本実施例の位相シフト用フォト
マスクM1 によれば、多重反射(迷光)の影響を低減
することができるため、従来の位相シフト用フォトマス
クに比べてパターン転写精度が向上する。
That is, according to the phase shift photomask M1 of this embodiment, the influence of multiple reflections (stray light) can be reduced, so the pattern transfer accuracy is improved compared to the conventional phase shift photomask. .

【0038】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
[0038] Above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on examples, but the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Needless to say.

【0039】前記実施例の位相シフト用フォトマスクは
、Crなどの遮光膜の上に位相シフタを形成したもので
あるが、例えば図4に示すように、位相シフタ2の材料
となる低屈折率の透明膜の上に遮光膜1を形成してもよ
い。この場合には、透明膜上に遮光膜1を設けていない
領域が位相シフタ2となる。
The phase shift photomask of the above embodiment has a phase shifter formed on a light shielding film such as Cr. For example, as shown in FIG. The light shielding film 1 may be formed on the transparent film. In this case, a region on the transparent film where the light shielding film 1 is not provided becomes the phase shifter 2.

【0040】また、Crなどの遮光膜によって遮光領域
を形成する手段に代えて、図5に示すように、位相シフ
タ2を構成する低屈折率の透明膜を光の解像度以下の微
小な間隔で繰り返し配置したパターンとすることによっ
て遮光領域N1 を形成することもできる。この場合は
、石英ガラスの表面に低屈折率の透明膜を堆積し、電子
線リソグラフィ技術を用いてこの透明膜をエッチングす
ることにより、光透過領域P1 、遮光領域N1 およ
び位相シフタ2を同一工程で同時に作成することができ
る。
Furthermore, instead of forming a light-shielding region using a light-shielding film such as Cr, as shown in FIG. The light-shielding region N1 can also be formed by forming a repeating pattern. In this case, by depositing a transparent film with a low refractive index on the surface of the quartz glass and etching this transparent film using electron beam lithography, the light transmitting region P1, the light shielding region N1, and the phase shifter 2 are formed in the same process. can be created at the same time.

【0041】位相シフトを構成する低屈折率の透明膜と
しては、前記フッ素系樹脂に限定さされるものではない
The low refractive index transparent film constituting the phase shift is not limited to the above-mentioned fluororesin.

【0042】[0042]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
[Effects of the Invention] Among the inventions disclosed in this application, the effects obtained by the typical inventions will be briefly explained as follows.
It is as follows.

【0043】位相シフタを低屈折率材料により構成した
本発明の位相シフト用フォトマスクによれば、位相シフ
タの膜厚のばらつきや、フォトマスクを透過した光の多
重反射(迷光)に起因するパターン転写精度の低下を抑
制することができる。
According to the phase shift photomask of the present invention in which the phase shifter is made of a low refractive index material, patterns due to variations in the film thickness of the phase shifter and multiple reflections (stray light) of light transmitted through the photomask can be formed. Deterioration in transfer accuracy can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例である位相シフト用フォトマ
スクの要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a phase shift photomask according to an embodiment of the present invention.

【図2】この位相シフト用フォトマスクの要部平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view of essential parts of this phase shift photomask.

【図3】この位相シフト用フォトマスクを装着した縮小
投影露光装置の光学系を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an optical system of a reduction projection exposure apparatus equipped with this phase shift photomask.

【図4】本発明の他の実施例である位相シフト用フォト
マスクの要部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part of a phase shift photomask according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例である位相シフト用フォト
マスクの要部断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a main part of a phase shift photomask according to another embodiment of the present invention.

【図6】位相シフタを有しないフォトマスクの要部断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main part of a photomask without a phase shifter.

【図7】このフォトマスクを透過した直後の光の振幅を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the amplitude of light immediately after passing through this photomask.

【図8】ウエハ上における光の振幅を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the amplitude of light on a wafer.

【図9】ウエハ上における光の強度を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the intensity of light on a wafer.

【図10】従来の位相シフト用フォトマスクの要部断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view of a main part of a conventional phase shift photomask.

【図11】この位相シフト用フォトマスクを透過した直
後の光の振幅を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the amplitude of light immediately after passing through this phase shift photomask.

【図12】ウエハ上における光の振幅を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the amplitude of light on a wafer.

【図13】ウエハ上における光の強度を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the intensity of light on a wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  遮光膜 2  位相シフタ 3  縮小投影露光装置 4  光源 5  半導体ウエハ 6  コリメータレンズ 7  対物レンズ L1 光 L2 光 M1 位相シフト用フォトマスク M2 フォトマスク N1 遮光領域 P1 光透過領域 P2 光透過領域 1. Light shielding film 2 Phase shifter 3. Reduction projection exposure device 4. Light source 5 Semiconductor wafer 6 Collimator lens 7 Objective lens L1 light L2 light M1 Photomask for phase shift M2 Photomask N1 Light shielding area P1 Light transmission area P2 Light transmission area

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一対の光透過領域の一方に透明な薄膜
からなる位相シフタを設け、前記一対の光透過領域を透
過した二つの光の位相を互いに反転させる位相シフト用
フォトマスクであって、前記位相シフタを低屈折率材料
により構成したことを特徴とするフォトマスク。
1. A phase shift photomask, wherein a phase shifter made of a transparent thin film is provided on one of a pair of light transmitting regions, and the phases of two lights transmitted through the pair of light transmitting regions are mutually inverted. A photomask characterized in that the phase shifter is made of a low refractive index material.
【請求項2】  前記位相シフタをフッ素系樹脂により
構成したことを特徴とする請求項1記載のフォトマスク
2. The photomask according to claim 1, wherein the phase shifter is made of a fluororesin.
【請求項3】  フォトマスクの表面にフッ素系樹脂を
スピン塗布した後、前記フッ素系樹脂をエッチングする
ことによって位相シフタを形成することを特徴とする請
求項2記載のフォトマスクの製造方法。
3. The method of manufacturing a photomask according to claim 2, wherein the phase shifter is formed by spin-coating a fluororesin on the surface of the photomask and then etching the fluororesin.
【請求項4】  酸素系ガスを用いた反応性イオンエッ
チングによって前記フッ素系樹脂をエッチングすること
を特徴とする請求項3記載のフォトマスクの製造方法。
4. The method of manufacturing a photomask according to claim 3, wherein the fluororesin is etched by reactive ion etching using an oxygen-based gas.
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