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JPH11160853A - Photomask and photomask blank - Google Patents

Photomask and photomask blank

Info

Publication number
JPH11160853A
JPH11160853A JP32326097A JP32326097A JPH11160853A JP H11160853 A JPH11160853 A JP H11160853A JP 32326097 A JP32326097 A JP 32326097A JP 32326097 A JP32326097 A JP 32326097A JP H11160853 A JPH11160853 A JP H11160853A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photomask
light
film
refractive index
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32326097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Matsuo
正 松尾
Takashi Haraguchi
崇 原口
Masao Otaki
雅央 大瀧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP32326097A priority Critical patent/JPH11160853A/en
Publication of JPH11160853A publication Critical patent/JPH11160853A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトマスクを用いてウェハー上に投影露光
する際にウェハー面及びマスク面で反射した不必要な光
に起因する転写精度の劣化を防止し、転写パターンの解
像力を向上させることができるフォトマスクを提供する
ことである。 【解決手段】 フォトマスクの遮光パターン2aが形成
された面に、露光光に対する透明性基板の屈折率nS
りも大きく、遮光パターン2aを形成している遮光膜の
屈折率nC よりも小さな屈折率nを有する薄膜4、5が
形成されており、薄膜4、5の膜厚dは(式1)を満た
すようにしたものである。
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration of transfer accuracy due to unnecessary light reflected on a wafer surface and a mask surface when projecting and exposing on a wafer using a photomask, and to improve the resolution of a transfer pattern. It is to provide a photomask that can be improved. The A surface light-shielding pattern 2a is formed in the photomask, larger than the refractive index n S of the transparent substrate against the exposing light, smaller than the refractive index n C of the light-shielding film forming the light-shielding pattern 2a Thin films 4 and 5 having a refractive index n are formed, and the film thickness d of the thin films 4 and 5 satisfies (Equation 1).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、LSI製造に用い
るフォトマスク一般に関わり、特にレベンソン型位相シ
フトマスクと光近接効果補正フォトマスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to photomasks used in LSI manufacturing, and more particularly to a Levenson-type phase shift mask and an optical proximity correction photomask.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のフォトマスクは、投影光に対し遮
光性を有する厚さ0.1μmほどの遮光パターン12が
透明性基板11の片面に形成されている(図5(a)参
照)。なお、ここで遮光パターン12は表面を低反射化
するため、多層膜構造から成る場合もある。
2. Description of the Related Art In a conventional photomask, a light-shielding pattern 12 having a thickness of about 0.1 μm and having a light-shielding property against projection light is formed on one surface of a transparent substrate 11 (see FIG. 5A). Here, the light-shielding pattern 12 may have a multilayer structure in order to reduce the surface reflection.

【0003】LSIの高集積化が進展していくにつれ
て、デザインルールは光源の波長近傍の微細な線幅を含
むようになり、フォトマスクの光透過部を通過した投影
光がウェハー上で回折し、干渉し合うことによって、パ
ターン境界部での光強度を強め合い、ウェハー上のレジ
ストが感光して、転写されたパターンが分離解像しない
という問題が生じる。
As the degree of integration of LSIs increases, design rules include fine line widths near the wavelength of the light source, and the projection light passing through the light transmitting portion of the photomask is diffracted on the wafer. The interference causes the light intensity at the pattern boundary to be strengthened, and the resist on the wafer is exposed to light, so that the transferred pattern is not separated and resolved.

【0004】そこで、フォトマスクの隣接するパターン
を透過する投影光の位相を互いに180度の位相差をも
たせることにより微細パターンの解像力を向上させると
いう位相シフトマスク技術がIBMのLevenson
らによって提唱された(特開昭58−173744号公
報、原理では公告昭62−50811号公報に記載)。
すなわち、隣接する光透過部の片側に位相シフト部を設
けることにより、透過光が回折し、干渉し合う際双方の
位相が反転するようにし、その結果境界部の光強度を弱
め合い、転写パターンは分離解像するようになる。この
関係は焦点の前後でも成り立っているため、焦点が多少
ずれていても解像度は従来の露光法よりも向上し、焦点
裕度が改善される。
Therefore, a phase shift mask technique of improving resolution of a fine pattern by providing a phase difference of 180 degrees between projection lights transmitted through adjacent patterns of a photomask to improve the resolution of a fine pattern has been developed by IBM's Levenson.
(JP-A-58-173744, the principle of which is described in JP-A-62-50811).
That is, by providing a phase shift portion on one side of the adjacent light transmission portion, the transmitted light is diffracted, so that when the interference occurs, both phases are inverted. As a result, the light intensity at the boundary portion is weakened, and the transfer pattern is reduced. Will be separated and resolved. Since this relationship is established before and after the focus, even if the focus is slightly shifted, the resolution is improved as compared with the conventional exposure method, and the focus latitude is improved.

【0005】上記のような、遮光パターンに隣接する開
口部の片側に位相シフト部を設けて透過光を位相反転さ
せるフォトマスクは、一般にレベンソン型位相シフトマ
スク、またはAlternative type位相シ
フトマスクと呼ばれる(例えば文献1;桑原理「リソグ
ラフィー技術の最前線(1)マスク技術」、O plu
s E、No.182、1995年1 月号、p.9
2)。開口部の片側に位相シフト部を設ける方法には、
シフター層と呼ばれる透過性の薄膜パターンを形成する
方法と、透明性基板11に掘り込み部13を形成する基
板掘り込み型の2通りがあるが、異物欠陥などの薄膜の
微妙な物性を考慮せずに済む基板掘り込み型(図5
(b)参照)の方が主流になってきている。
The above-described photomask that provides a phase shift portion on one side of the opening adjacent to the light-shielding pattern and inverts the phase of transmitted light is generally called a Levenson-type phase shift mask or an alternative type phase shift mask ( For example, Literature 1: Mulberry Principle, “The Forefront of Lithography Technology (1) Mask Technology”, Oplus
s E, No. 182, January 1995, p. 9
2). A method of providing a phase shift unit on one side of the opening includes:
There are two methods: a method of forming a transparent thin film pattern called a shifter layer, and a substrate digging type in which a digging portion 13 is formed in a transparent substrate 11. Considering the delicate physical properties of the thin film such as foreign matter defects. Substrate digging type (Figure 5
(See (b)) is becoming mainstream.

【0006】ウェハー上での投影光の回折、干渉による
転写忠実性の劣化は、フォトマスク上で回路パターンの
光透過部が近接しているために起こる現象であり、光近
接効果と呼ばれる。位相シフトマスクとは違ったやり方
で、より直接的にこの現象を低減するフォトマスクとし
て光近接効果補正(以下OPCと称す)マスク(図5
(c)参照)が提案されている(例えば文献2;木下晴
朗「256M時代のレチクル製造技術」、月刊Semi
conductor World、1996年6月号、
p.96)。図5(c)のOPCマスクは断面構造では
従来型のフォトマスクと同じであるが、パターン配置で
は本来の回路パターンの周辺に付加的な補正パターンが
ついていることが特徴である。
Degradation of transfer fidelity due to diffraction and interference of projection light on a wafer is a phenomenon that occurs because a light transmitting portion of a circuit pattern is close to a photomask, and is called an optical proximity effect. An optical proximity effect correction (hereinafter, referred to as OPC) mask (FIG. 5) is used as a photomask that more directly reduces this phenomenon in a manner different from the phase shift mask.
(See (c)) (for example, Reference 2: Haruo Kinoshita, "Reticle Manufacturing Technology in 256M Era", Monthly Semi)
conductor World, June 1996 issue,
p. 96). The OPC mask of FIG. 5C has the same cross-sectional structure as a conventional photomask, but is characterized in that an additional correction pattern is provided around the original circuit pattern in the pattern arrangement.

【0007】図5(a) 〜(c)に示す模式断面図は、
いずれも従来の通常型フォトマスク、レベンソン型マス
ク及びOPCマスクの基本構造である。尚これらの構成
要素である遮光パターン12は表面を低反射化するた
め、多層膜構造から成る場合もある。
FIGS. 5A to 5C are schematic sectional views.
All of these are the basic structures of conventional ordinary photomasks, Levenson-type masks, and OPC masks. The light-shielding pattern 12, which is a component of the light-shielding pattern 12, may have a multilayer structure in order to reduce the surface reflection.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】フォトマスクを用いて
ウェハー上に投影露光する際の問題点のひとつにウェハ
ー面及びマスク面で反射した不必要な光に起因する転写
精度の劣化の問題がある。特にウェハー側のレジストの
下地がAlなどの金属層の場合は反射率が高いために、
金属層の上に反射防止膜をつける必要があり、最適な反
射防止膜の選択が試みられてきた(例えば文献3;UL
SIリソグラフィ技術の革新(サイエンスフォーラ
ム)、1994、p.60)。
One of the problems in projecting and exposing a wafer on a wafer using a photomask is a problem of deterioration in transfer accuracy due to unnecessary light reflected on the wafer surface and the mask surface. . In particular, when the base of the resist on the wafer side is a metal layer such as Al, since the reflectance is high,
It is necessary to provide an antireflection film on the metal layer, and selection of an optimal antireflection film has been attempted (for example, Reference 3: UL).
Innovation of SI lithography technology (Science Forum), 1994, p. 60).

【0009】しかるにフォトマスク面で反射する光に対
しては上記のような反射防止膜の検討は十分ではなく、
今後のパターン線幅の微細化や位相シフトマスクなどの
通常と異なる形態のフォトマスクまで対応できる反射防
止技術の確立は検討課題となっている。
However, for the light reflected on the photomask surface, the study of the antireflection film as described above is not sufficient.
It is an issue to be studied to establish an anti-reflection technology capable of coping with an unusual photomask such as a pattern line width miniaturization and a phase shift mask in the future.

【0010】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、フォトマスクを用いてウェハー上に投影露光する際
にマスク面で反射した不必要な光に起因する転写精度の
劣化を防止し、転写パターンの解像力を向上させること
ができるフォトマスクを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is intended to prevent a deterioration in transfer accuracy caused by unnecessary light reflected on a mask surface when a projection exposure is performed on a wafer using a photomask. An object of the present invention is to provide a photomask capable of improving the resolution of a transfer pattern.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記問題
を解決するために、まず請求項1においては、透明性基
板上に露光光を透過しない遮光膜をパターン化してなる
遮光パターンを有するフォトマスクにおいて、前記遮光
パターンが形成された面に、前記露光光に対する前記透
明性基板の屈折率nS よりも大きく、前記遮光膜の屈折
率nC よりも小さな屈折率nを有する薄膜が形成されて
いることを特徴とするフォトマスクとしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems in the present invention, a first aspect of the present invention has a light-shielding pattern formed by patterning a light-shielding film that does not transmit exposure light on a transparent substrate. In the photomask, a thin film having a refractive index n larger than the refractive index n S of the transparent substrate and smaller than the refractive index n C of the light shielding film for the exposure light is formed on the surface on which the light shielding pattern is formed. The photomask is characterized in that the photomask is formed.

【0012】また、請求項2においては、前記薄膜の膜
厚dは d=(2m−1)λ/4n・・・・・・(式1) ここで m:自然数、λ:前記露光光の波長 n:前記露光光に対する前記薄膜の屈折率 であることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスク
としたものである。
In the present invention, the thickness d of the thin film is d = (2m-1) λ / 4n (1) where m is a natural number, and λ is the exposure light. 2. The photomask according to claim 1, wherein a wavelength n is a refractive index of the thin film with respect to the exposure light.

【0013】さらにまた、請求項3においては、前記請
求項1又は2に記載のフォトマスクを製造するためのフ
ォトマスクブランクとしたものである。
Further, in claim 3, a photomask blank for manufacturing the photomask according to claim 1 or 2 is provided.

【0014】尚、本発明が提供するフォトマスクは基本
的に、遮光パターンを有する従来型のフォトマスクに反
射防止用の薄膜を付加した構造をしているが、本発明の
反射防止効果は図5における基板掘り込みの有無には依
存しないので、以下では代表的に図5(a)の通常型マ
スクに本発明を適用する場合を説明する。基板掘り込み
型のレベンソン型マスクに適用する場合も同様である。
The photomask provided by the present invention basically has a structure in which an antireflection thin film is added to a conventional photomask having a light-shielding pattern. 5 does not depend on the presence or absence of the substrate digging, the case where the present invention is applied to the normal type mask of FIG. The same applies to the case where the present invention is applied to a substrate digging type Levenson type mask.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1(a)〜(d)に本発明のフ
ォトマスクの構成を模式断面図で示す。本発明のフォト
マスクは遮光パターン2aが形成された面に、露光光に
対する透明性基板の屈折率nS よりも大きく、遮光パタ
ーン2aを形成している遮光膜(遮光膜が多層膜の場合
は、薄膜4、5が接している側の膜)の屈折率nC より
も小さな屈折率nを有する薄膜4、5が形成されてお
り、薄膜の膜厚dは(式1)を満たすようにしたもので
ある。尚、薄膜3は全面にわたって透明性基板1の表面
での反射を抑えるための膜であり、形成する場合は透明
性基板1の屈折率nSよりも小さな屈折率を有する膜で
あることが望ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1A to 1D are schematic sectional views showing the structure of a photomask according to the present invention. In the photomask of the present invention, on the surface on which the light-shielding pattern 2a is formed, a light-shielding film that is larger than the refractive index n S of the transparent substrate with respect to exposure light and that forms the light-shielding pattern 2a , The thin films 4 and 5 having a refractive index n smaller than the refractive index n C of the film on the side where the thin films 4 and 5 are in contact, and the film thickness d of the thin film satisfies (Equation 1). It was done. The thin film 3 is a film for suppressing the reflection on the surface of the transparent substrate 1 over the entire surface, and when it is formed, it is preferable that the thin film 3 has a refractive index smaller than the refractive index n S of the transparent substrate 1. .

【0016】図2(a)〜(c)にフォトマスクを製造
するための本発明のフォトマスクブランクの構成を模式
断面図で示す。図2(a)のフォトマスクブランクから
図1(c)のフォトマスクが、図2(b)のフォトマス
クブランクから図1(b)のフォトマスクが、図2
(c)のフォトマスクブランクから図1(d)のフォト
マスクが得られる。尚、図1(a)のフォトマスクは従
来構成のフォトマスクブランクから得ることができる。
ここで、遮光膜上にフォトレジストが形成されたフォト
マスクブランクは省略されているが本発明のフォトマス
クブランクに含まれることはいうまでもない。
FIGS. 2A to 2C are schematic sectional views showing the structure of a photomask blank of the present invention for manufacturing a photomask. The photomask of FIG. 1C is converted from the photomask blank of FIG. 2A, and the photomask of FIG. 1B is changed from the photomask blank of FIG.
The photomask of FIG. 1D is obtained from the photomask blank of FIG. The photomask of FIG. 1A can be obtained from a photomask blank having a conventional configuration.
Here, the photomask blank in which the photoresist is formed on the light-shielding film is omitted, but it goes without saying that the photomask blank is included in the photomask blank of the present invention.

【0017】以下、本発明のフォトマスク及びフォトマ
スクブランクに形成されている薄膜の屈折率及び膜厚の
関連について説明する。一般に透明性基板に成膜された
薄膜に対する光の透過率や反射率は、これらの膜の光学
定数(屈折率、消衰係数)と膜厚及び基板と露光雰囲気
(通常は空気)の屈折率に依存し、膜内での多重干渉の
結果として定まる。
Hereinafter, the relationship between the refractive index and the thickness of the thin film formed on the photomask and the photomask blank of the present invention will be described. In general, the light transmittance and reflectance of a thin film formed on a transparent substrate are represented by the optical constants (refractive index, extinction coefficient) and film thickness of these films, and the refractive index of the substrate and the exposure atmosphere (usually air). And is determined as a result of multiple interferences in the film.

【0018】透明性基板上に形成された薄膜の反射率を
0にするための条件は、垂直入射を仮定すると次のよう
になる。薄膜、透明性基板及び空気の屈折率をそれぞれ
n、nS 、n0 とすると
The conditions for making the reflectance of a thin film formed on a transparent substrate zero are as follows, assuming normal incidence. Assuming that the refractive indices of the thin film, the transparent substrate and the air are n, n S and n 0 respectively

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【0020】となり、薄膜の膜厚をdとすると d=(2m−1)λ/4n・・・・・・(式1) (ここで m:自然数、λ:露光光の波長) である。When the thickness of the thin film is d, d = (2m-1) λ / 4n (1) (where m: natural number, λ: wavelength of exposure light).

【0021】(式2)、(式1)が満たされれば反射率
は0になるが、透明性基板として石英を使用した場合そ
の屈折率は露光波長でnS =1.5程度であるため、
The reflectivity becomes zero when (Equation 2) and (Equation 1) are satisfied. However, when quartz is used as the transparent substrate, its refractive index is about n S = 1.5 at the exposure wavelength. ,

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】と小さな屈折率を持ち、透明性が高い薄膜
を見いだすことは容易ではない。
It is not easy to find a highly transparent thin film having a small refractive index.

【0024】次に、遮光パターン上に形成された薄膜の
反射率を考えるときは、(式2)のnS の代わりに遮光
パターンを形成している遮光膜(遮光膜が多層膜の場合
は、薄膜4、5が接している側の膜)の屈折率nC を使
えば良い。nC は通常2.5以上と大きいので
Next, when considering the reflectance of the thin film formed on the light-shielding pattern, the light-shielding film forming the light-shielding pattern (in the case where the light-shielding film is a multilayer film) is used instead of n S in (Equation 2). The refractive index n C of the film on the side where the thin films 4 and 5 are in contact may be used. Since n C is usually as large as 2.5 or more,

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】となるような屈折率nの薄膜を見つけるの
は困難ではない。しかし通常、
It is not difficult to find a thin film having a refractive index n such that But usually

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】であり、nS よりもnが大きすぎると、パ
ターニングにより遮光膜が除去された部分の透明基板上
の反射率が大きくなり、新たな問題となる。
However, if n is larger than n S , the reflectance on the transparent substrate of the portion where the light-shielding film is removed by patterning becomes large, causing a new problem.

【0029】そこで請求項1では薄膜の屈折率nは nS <n<nC ・・・・・・(式4) になるように設定する。これにより遮光パターン上の反
射率は0にはならないが、薄膜がないときよりも必ず小
さくなる。また、nとnS との差はそれほど大きくしな
いので、パターニングにより遮光膜が除去された部分の
透明性基板上の反射率も許容内に抑えることができる。
Therefore, in the first aspect, the refractive index n of the thin film is set so that n S <n <n C (Equation 4). As a result, the reflectivity on the light-shielding pattern does not become zero, but it is always smaller than when there is no thin film. In addition, since the difference between n and n S is not so large, the reflectance on the transparent substrate of the portion where the light-shielding film has been removed by patterning can be suppressed to an acceptable level.

【0030】さらに、請求項2では(式4)を満たしつ
つ(式1)を満たすような薄膜を形成する。これにより
遮光パターン上の反射率は薄膜がないときよりも必ず小
さくなると同時に、薄膜の膜厚の変化に対して極小値を
とるようになる。
Further, in claim 2, a thin film that satisfies (Equation 1) while satisfying (Equation 4) is formed. As a result, the reflectance on the light-shielding pattern always becomes smaller than when there is no thin film, and at the same time, it takes a minimum value with respect to a change in the thickness of the thin film.

【0031】[0031]

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail with reference to the following examples.

【0032】<実施例1>実施例1では、図1(a)の
フォトマスクを作製する場合を説明する。屈折率nS
1.51、消衰係数kS =0(波長λ:248nmに対
して)の光学定数を有する石英基板からなる透明性基板
1上に酸化クロム膜及びクロム膜をスパッタリング法に
より成膜し、通常構成の2層遮光膜からなるフォトマス
クブランクを作製した。酸化クロム膜は所定の光学定数
と厚さを持ち透明性基板側から低反射となるようにし
た。ここで、クロム膜の光学定数はあらかじめ予備実験
により確認してあり、屈折率n=3.0、消衰係数k=
1.5(波長λ=248nmに対して)であった。
<Embodiment 1> In Embodiment 1, the case of manufacturing the photomask of FIG. 1A will be described. Refractive index n S =
A chromium oxide film and a chromium film are formed on a transparent substrate 1 made of a quartz substrate having an optical constant of 1.51 and an extinction coefficient k S = 0 (for a wavelength λ: 248 nm) by a sputtering method. A photomask blank composed of a two-layer light-shielding film having the above structure was manufactured. The chromium oxide film had a predetermined optical constant and thickness, and was made to have low reflection from the transparent substrate side. Here, the optical constants of the chromium film have been confirmed in advance by preliminary experiments, and the refractive index n = 3.0 and the extinction coefficient k =
1.5 (for wavelength λ = 248 nm).

【0033】次に、通常の電子線リソグラフィの工程に
より、上記フォトマスクブランク上にレジストのパター
ンを形成し、このレジストパターンをマスクとして2層
遮光膜を塩素系ガスでドライエッチングした後、レジス
トパターンを除去して2層膜からなる遮光パターン2a
を有するフォトマスクを作製した。
Next, a resist pattern is formed on the photomask blank by a usual electron beam lithography process, and the two-layer light-shielding film is dry-etched with a chlorine-based gas using the resist pattern as a mask. Is removed to form a light-shielding pattern 2a composed of a two-layer film.
Was produced.

【0034】次に、Arガスに酸素ガスを適量添加した
反応性スパッタリング法により酸化ジルコニウムシリサ
イド膜を成膜し、反射防止層となる薄膜5を形成し、本
発明のフォトマスクを作製した(図1(a)参照)。こ
こで、この酸化ジルコニウムシリサイド膜の光学定数は
あらかじめ予備実験により確認してあり、屈折率n=
1.68、消衰係数k=0.1(波長λ=248nmに
対して)であった。膜厚は約369オングストロームと
した。
Next, a zirconium oxide silicide film was formed by a reactive sputtering method in which an appropriate amount of oxygen gas was added to Ar gas, a thin film 5 serving as an antireflection layer was formed, and a photomask of the present invention was manufactured (FIG. 1 (a)). Here, the optical constant of this zirconium oxide silicide film has been confirmed in advance by a preliminary experiment, and the refractive index n =
1.68, the extinction coefficient k = 0.1 (for the wavelength λ = 248 nm). The film thickness was about 369 Å.

【0035】実施例1で得られた本発明のフォトマスク
の各部の反射率を計算した結果を図3(b)、(c)に
示す。尚、図3(b)、(c)の横軸は実際に変化する
のは薄膜5の膜厚dであるが、n×d/λで規格化して
いる。このようにn×d/λ=1/4すなわち膜厚をd
=2480/(4×1.68)=369オングストロー
ム付近とすることで、どの反射率も概ね10%を越える
ことはない。このように、遮光パターン及び透明性基板
上ともに低反射のフォトマスクが得られる。
FIGS. 3B and 3C show the results of calculating the reflectance of each part of the photomask of the present invention obtained in Example 1. FIG. In FIGS. 3B and 3C, it is the thickness d of the thin film 5 that actually changes, but is normalized by n × d / λ. Thus, n × d / λ = 1/4, that is, the film thickness is d
= 2480 / (4 × 1.68) = approximately 369 angstroms, so that none of the reflectances exceed approximately 10%. In this manner, a photomask having low reflection on both the light-shielding pattern and the transparent substrate can be obtained.

【0036】<実施例2>ここでは、図1(b)のフォ
トマスクを図2(b)のブランクから作製する事例につ
いて説明する。まず実施例1と同様な光学定数を有する
石英基板からなる透明性基板1上にArガスに酸素ガス
を適量添加した反応性スパッタリング法により酸化ジル
コニウムシリサイド膜を成膜し薄膜4を形成した。この
薄膜4の光学定数はあらかじめ予備実験により確認して
あり、屈折率n=1.68、消衰係数k=0.1(波長
λ=248nmに対して)であった。
<Embodiment 2> Here, an example in which the photomask of FIG. 1B is manufactured from the blank of FIG. 2B will be described. First, a zirconium oxide silicide film was formed on a transparent substrate 1 made of a quartz substrate having the same optical constant as in Example 1 by a reactive sputtering method in which an appropriate amount of oxygen gas was added to Ar gas to form a thin film 4. The optical constants of the thin film 4 were confirmed in advance by preliminary experiments, and the refractive index n was 1.68 and the extinction coefficient k was 0.1 (for a wavelength λ of 248 nm).

【0037】次に、薄膜4上にクロム膜及び酸化クロム
膜からなる遮光膜2をスパッタリング法により形成し、
本発明のフォトマスクブランクを作製した(図2(b)
参照)。酸化クロム膜は所定の光学定数と厚さを持ち、
パターン側から低反射となるようにした。尚、このとき
のクロム膜の光学定数はあらかじめ予備実験により確認
してあり、屈折率n=3.0、消衰係数k=1.5(波
長λ=248nmに対して)である。
Next, a light-shielding film 2 composed of a chromium film and a chromium oxide film is formed on the thin film 4 by a sputtering method.
A photomask blank of the present invention was produced (FIG. 2B).
reference). The chromium oxide film has a predetermined optical constant and thickness,
Low reflection from the pattern side. Incidentally, the optical constant of the chromium film at this time has been confirmed in advance by a preliminary experiment, and the refractive index n = 3.0 and the extinction coefficient k = 1.5 (for a wavelength λ = 248 nm).

【0038】次に、実施例1と同様な工程で遮光膜2を
パターニング処理して、遮光パターン2aを形成し、本
発明のフォトマスクを作製した(図1(b)参照)。
Next, the light-shielding film 2 was patterned by the same process as in Example 1 to form a light-shielding pattern 2a, thereby producing a photomask of the present invention (see FIG. 1B).

【0039】実施例2で得られた本発明のフォトマスク
の各部の反射率を計算した結果を図4(b)、(c)に
示す。尚、図4(b)、(c)の横軸は実際に変化する
のは薄膜4の膜厚dであるが、n×d/λで規格化して
いる。このように膜厚が変化してもどの反射率も概ね1
0%を越えることはないが、遮光パターン及び透明性基
板上の反射率がお互いに交差する点の膜厚を設定してや
れば、遮光パターン及び透明性基板上ともに低反射のフ
ォトマスクが得られる。
FIGS. 4B and 4C show the results of calculating the reflectance of each part of the photomask of the present invention obtained in Example 2. It should be noted that the abscissas in FIGS. 4B and 4C actually change the thickness d of the thin film 4, but are normalized by n × d / λ. Even if the film thickness changes in this manner, any reflectance is approximately 1
Although it does not exceed 0%, if the film thickness at the point where the light-shielding pattern and the reflectance on the transparent substrate cross each other is set, a photomask with low reflection on both the light-shielding pattern and the transparent substrate can be obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明のフォトマスクは上記の構成を有
しているから、遮光パターン及び遮光膜が除去された透
明性基板上に関わらずマスク全体の反射率が低下し、露
光の際の不必要な反射光に起因する転写精度の劣化を防
止できる。ここで、フォトマスク全体の反射率を低下さ
せるための薄膜は、それ自身のパターニング工程を行わ
ずとも目的の効果が得られるように光学定数及び膜厚を
選択しているので、従来のフォトマスク製造工程に成膜
工程を追加するだけで済む。また、本発明のフォトマス
クで用いる反射防止用の薄膜にはフォトマスクの保護膜
的役割をもたせることができる。例えばレベンソンマス
ク製造の最終工程で、薬液に浸漬して基板を掘り込み部
を形成し、位相差を調整するとき、基板裏側が薬液に浸
食されることを防ぐことができる。さらに、フォトマス
クが繰り返し露光に使用される間に発生する汚染をこの
薄膜で受けとめることで、従来のフォトマスクのように
露出した遮光膜や透明性基板が洗浄時に変質する恐れは
なくなる。
Since the photomask of the present invention has the above-described structure, the reflectance of the entire mask is reduced regardless of the light-shielding pattern and the transparent substrate from which the light-shielding film has been removed. Deterioration of transfer accuracy due to unnecessary reflected light can be prevented. Here, since the optical constant and the film thickness of the thin film for lowering the reflectivity of the entire photomask are selected so that the desired effect can be obtained without performing the patterning process of the thin film itself, the conventional photomask is used. It is only necessary to add a film forming process to the manufacturing process. Further, the thin film for anti-reflection used in the photomask of the present invention can also serve as a protective film of the photomask. For example, in the final step of manufacturing a Levenson mask, when the substrate is dug into a chemical solution to form a dug portion and adjust the phase difference, the backside of the substrate can be prevented from being eroded by the chemical solution. In addition, by receiving the contamination generated during repeated use of the photomask during the exposure, the thin film and the transparent substrate exposed as in the conventional photomask are not likely to deteriorate during cleaning.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)〜(d)は、本発明のフォトマスクの構
成を示す模式断面図である。
FIGS. 1A to 1D are schematic cross-sectional views illustrating a configuration of a photomask of the present invention.

【図2】(a)〜(c)は、本発明のフォトマスクブラ
ンクの構成を示す模式断面図である。
FIGS. 2A to 2C are schematic cross-sectional views illustrating a configuration of a photomask blank of the present invention.

【図3】(a)は、本発明のフォトマスクの実施例1の
構成を示す模式断面図である。(b)〜(c)は、実施
例1で作製された本発明のフォトマスクの反射率特性を
示すグラフである。
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a photomask according to a first embodiment of the present invention. (B)-(c) are graphs showing the reflectance characteristics of the photomask of the present invention manufactured in Example 1.

【図4】(a)は、本発明のフォトマスクの実施例2の
構成を示す模式断面図である。(b)〜(c)は、実施
例2で作製された本発明のフォトマスクの反射率特性を
示すグラフである。
FIG. 4A is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a photomask according to a second embodiment of the present invention. (B)-(c) are graphs showing the reflectance characteristics of the photomask of the present invention manufactured in Example 2.

【図5】(a)は、従来の通常型マスクの構成を示す模
式断面図である。(b)は、従来のレベンソン型マスク
の構成を示す模式断面図である。(c)は、従来のOP
Cマスクの構成を示す模式断面図である。
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional normal mask. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional Levenson-type mask. (C) shows the conventional OP
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a C mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11……透明性基板 2……遮光膜 2a、12……遮光パターン 3、4、5……薄膜 13……堀込み部 1, 11 transparent substrate 2 light-shielding film 2a, 12 light-shielding pattern 3, 4, 5 thin film 13 engraved part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明性基板上に露光光を透過しない遮光膜
をパターン化してなる遮光パターンを有するフォトマス
クにおいて、前記遮光パターンが形成された面に、前記
露光光に対する前記透明性基板の屈折率nS よりも大き
く、前記遮光膜の屈折率nCよりも小さな屈折率nを有
する薄膜が形成されていることを特徴とするフォトマス
ク。
1. A photomask having a light-shielding pattern formed by patterning a light-shielding film that does not transmit exposure light on a transparent substrate, wherein the surface on which the light-shielding pattern is formed is refracted by the transparent substrate with respect to the exposure light. A photomask, wherein a thin film having a refractive index n larger than the refractive index n S and smaller than the refractive index n C of the light shielding film is formed.
【請求項2】前記薄膜の膜厚dは d=(2m−1)λ/4n ここで m:自然数、λ:露光光の波長 n:露光光に対する薄膜の屈折率 であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスク。2. The film thickness d of the thin film is d = (2m-1) λ / 4n, where m: natural number, λ: wavelength of exposure light, n: refractive index of the thin film with respect to exposure light. The photomask according to claim 1. 【請求項3】請求項1又は2に記載のフォトマスクを製
造するためのフォトマスクブランク。
3. A photomask blank for producing the photomask according to claim 1.
JP32326097A 1997-11-25 1997-11-25 Photomask and photomask blank Pending JPH11160853A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002229176A (en) * 2001-01-30 2002-08-14 Toppan Printing Co Ltd Levenson-type phase shift mask
JP2008539570A (en) * 2005-04-27 2008-11-13 オブデュキャット、アクチボラグ Means for transferring pattern to transfer target

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