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JP2865685B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JP2865685B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2865685B2
JP2865685B2 JP1390589A JP1390589A JP2865685B2 JP 2865685 B2 JP2865685 B2 JP 2865685B2 JP 1390589 A JP1390589 A JP 1390589A JP 1390589 A JP1390589 A JP 1390589A JP 2865685 B2 JP2865685 B2 JP 2865685B2
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利栄 黒▲崎▼
創一 片桐
茂夫 森山
昇雄 長谷川
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は投影露光装置により、マスク基板上に形成さ
れた微細パターンを半導体基板上に転写する工程を有す
る半導体装置の製造方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a step of transferring a fine pattern formed on a mask substrate onto a semiconductor substrate by a projection exposure apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体素子等の回路パターンが描かれたマスク(以
下、レティクルと称す)を照明光学系で照明し、回路パ
ターンをウェーハ上に転写する縮小投影露光装置には、
転写可能なパターンが微細化できることが要求される。
縮小投影露光装置の解像限界付近の微細パターンを転写
する一手法として、レティクル上の微細な遮光部分を隔
てて隣接する開口部分を透過する照明光に位相差を与え
る方法が特開昭58−173744号公報に述べられている。更
に、従来の位相差を与えるレティクルについては、アイ
・イー・イー・イー,トランザクション オン エレク
トロン デバイス29(1982年)第1282頁以下(IEEE,Tra
ns.on Electron Devices,Vol.ED−29 No.12(1982)P.
1282〜)におけるマーク ディー レヴェンソン(Mar
c.D.Levenson)等による“Improving Resolution in Ph
otolithography with a Phase−Shifting Mask"と題す
る論文に論じられている。上記の文献で提案しているレ
ティクルは、遮光部分を隔てて隣接する開口部分を透過
する照明光に180゜の位相差を与えるものであり、投影
露光装置で得られる周期的に並ぶパターンの解像力を向
上させるのに好適なものである。
A reduction projection exposure apparatus that illuminates a mask (hereinafter, referred to as a reticle) on which a circuit pattern such as a semiconductor element is drawn by an illumination optical system and transfers the circuit pattern onto a wafer includes:
It is required that a transferable pattern can be miniaturized.
As one method of transferring a fine pattern near the resolution limit of a reduction projection exposure apparatus, a method of giving a phase difference to illumination light transmitted through an opening adjacent to the reticle through a fine light-shielding portion is disclosed in No. 173744. Further, a conventional reticle for providing a phase difference is described in IEE, Transaction on Electron Device 29 (1982), p. 1282 and below (IEEE, Tra
ns.on Electron Devices, Vol.ED-29 No.12 (1982) P.
1282 ~) by Mark Dee Levenson (Mar
cDLevenson) and others on “Improving Resolution in Ph
The reticle proposed in the above-mentioned document gives a 180 ° phase difference to the illumination light passing through the opening adjacent to the light-shielding part. This is suitable for improving the resolving power of periodically arranged patterns obtained by the projection exposure apparatus.

しかし、上記方法は隣接する開口部が互いに分離して
いる時にのみ有効である。隣接している開口部がある部
分で隣接している場合は、連続した開口部であるために
位相差を与えることができない。したがって、隣接して
いる開口部がある部分で接続している微細パターンから
構成される半導体素子を上記位相差を導入したマスクを
用いて製作することはできない。
However, the above method is only effective when adjacent openings are separated from each other. If the adjacent openings are adjacent at a certain portion, no phase difference can be given because the openings are continuous. Therefore, it is impossible to manufacture a semiconductor element composed of a fine pattern connected at a portion where an adjacent opening exists, using a mask in which the phase difference is introduced.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

実際の半導体素子回路パターンでは、例えば隣接する
線状の開口パターンが端部で接続している場合がある。
従来の位相差を与える手法では、この接続部分で照明光
の位相が急変するため、線状のパターンが隣接する部分
ではそのパターンは解像するものの、接続する部分でも
パターンが分離してしまう。このため、ウェーハ上で所
望の形状のパターンが得られないという問題があった。
In an actual semiconductor element circuit pattern, for example, adjacent linear opening patterns may be connected at an end.
In the conventional method of giving a phase difference, the phase of the illumination light changes abruptly at this connection portion, so that the pattern is resolved at the portion where the linear pattern is adjacent, but the pattern is also separated at the connection portion. Therefore, there is a problem that a pattern having a desired shape cannot be obtained on the wafer.

本発明の目的は、隣接する開口パターンがある部分で
接続しているような微細パターンについても、正確に転
写できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of accurately transferring even a fine pattern in which adjacent opening patterns are connected at a certain portion.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、マスク基板上の開口パターンを透過する
照明光の位相差を開口パターン内部で連続的に、あるい
は段階的に変化させるように構成することにより、達成
される。照明光の位相差を与える方法として、透明な薄
膜を設ける方法,マスク基板をエッチングする方法,マ
スク基板に不純物を注入して屈折率を変える方法があ
る。
The above object is achieved by a configuration in which the phase difference of the illumination light transmitted through the opening pattern on the mask substrate is changed continuously or stepwise inside the opening pattern. There are a method of providing a phase difference of illumination light, a method of providing a transparent thin film, a method of etching a mask substrate, and a method of changing a refractive index by injecting impurities into a mask substrate.

〔作用〕[Action]

レティクル上の隣接する開口部を透過した光に180゜
の位相差を与える(位相を反転させる)ことにより、解
像力が向上する。また、隣接する開口部が一端で接続し
ている部分は、この接続部付近で位相を連続的あるいは
段階的に変化させることにより、パターンを分離させる
ことなく形成することができる。
By providing a 180 ° phase difference (inverting the phase) to the light transmitted through the adjacent opening on the reticle, the resolution is improved. Further, the portion where the adjacent openings are connected at one end can be formed without separating the pattern by changing the phase continuously or stepwise in the vicinity of the connection.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第1図により説明する。第1
図は、本発明を適用したレティクル上のU字型の開口パ
ターンを示す図である。この開口パターン1を透過する
照明光は、図示のように5ヶ所の領域1−1〜1−5に
おいて異なる位相差が与えられている。すなわち、領域
1−1においては0゜の位相差、領域1−2においては
45゜、領域1−3においては90゜、領域1−4において
は135゜、領域1−5においては180゜の位相差が与えら
れている。一つの開口パターンにおいて照明光の位相差
を段階的に変化させる方法を以下に示す。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First
The figure shows a U-shaped opening pattern on a reticle to which the present invention is applied. Illumination light transmitted through the aperture pattern 1 has different phase differences in five regions 1-1 to 1-5 as shown in the figure. That is, in the region 1-1, the phase difference is 0 °, and in the region 1-2,
The phase difference is 45 °, the region 1-3 is 90 °, the region 1-4 is 135 °, and the region 1-5 is 180 °. A method for changing the phase difference of the illumination light stepwise in one aperture pattern will be described below.

第7図は、第1図に示す開口パターン1のパターンに
沿った一点鎖線部の断面を示す図である。レティクル基
板7上の遮光膜8が除去されている開口部分10−1〜10
−5は、第1図に示す5つの領域1−1〜1−5に対応
している。このうち、領域10−5には、SiO2からなる位
相シフト層9が0.38μmの厚さで設けられている。この
厚さdの値は、SiO2の屈折率をn、照明光の波長をλと
するとき、 なる関係を満足しているので、領域10−5を透過する照
明光の位相は、位相シフト層が全く設けられていない領
域10−1を透過する照明光の位相と比べて180゜シフト
している。領域10−2,10−3,10−4に設けられている位
相シフト層9の厚さは領域10−5に設けられている位相
シフト層9の厚さdの1/4,1/2,3/4となっている。
FIG. 7 is a view showing a cross-section taken along a chain line along the pattern of the opening pattern 1 shown in FIG. Opening portions 10-1 to 10-10 where light shielding film 8 on reticle substrate 7 is removed
-5 corresponds to the five regions 1-1 to 1-5 shown in FIG. The phase shift layer 9 made of SiO 2 is provided in the region 10-5 with a thickness of 0.38 μm. The value of the thickness d is n, where n is the refractive index of SiO 2 and λ is the wavelength of the illumination light. Therefore, the phase of the illuminating light transmitted through the region 10-5 is shifted by 180 ° from the phase of the illuminating light transmitted through the region 10-1 where no phase shift layer is provided. I have. The thickness of the phase shift layer 9 provided in the regions 10-2, 10-3, and 10-4 is 1/4, 1/2 of the thickness d of the phase shift layer 9 provided in the region 10-5. , 3/4.

位相シフト層9の厚さを部分的に変化させる方法を以
下に示す。まず、開口部全面に蒸着等を手法でSiO2層を
設ける。次にホトレジストを塗布し通常のリソグラフィ
(露光,現像)の方法で領域10−1〜10−4上のホトレ
ジストを除去する。残ったホトレジストをマスクとして
SiO2を1/4の厚さの0.095μmだけエッチングして除去す
る。再びホトレジストを塗布し、今度は領域10−1〜10
−3上のホトレジストを除去し、残ったホトレジストを
マスクとしてSiO2を再び0.095μmだけ除去する。SiO2
を除去する領域を変えることにより、最終的に第7図に
示すように階段状の位相シフト層9を形成することがで
きる。
A method for partially changing the thickness of the phase shift layer 9 will be described below. First, an SiO 2 layer is provided on the entire surface of the opening by vapor deposition or the like. Next, a photoresist is applied and the photoresist on the regions 10-1 to 10-4 is removed by a usual lithography (exposure, development) method. Using the remaining photoresist as a mask
The SiO 2 is etched away by a quarter thickness of 0.095 μm. Apply photoresist again, this time in areas 10-1 to 10
The photoresist on the -3 removed, only the SiO 2 remaining photoresist as a mask again 0.095μm removed. SiO 2
By changing the region from which is removed, a stepwise phase shift layer 9 can be finally formed as shown in FIG.

逆に、SiO2の蒸着とエッチングを繰り返しながら徐々
に位相シフト層9の厚さを部分的に厚くしていく方法も
考えられる。すなわち、まず開口部全面にSiO2を0.095
μmだけ蒸着し、次にホトレジスト塗布,露光,現像,
エッチングなる通常のリソグラフィの手法を用いて第8
図に示す位相シフト層9−1を形成する。再び全面にSi
O2を0.095μmだけ蒸着し、同様の方法により位相シフ
ト層9−2を形成する。以下、蒸着,エッチングを繰り
返すことにより第8図に示す層9−3,9−4を形成す
る。その結果、第7図に示すマスクと同一のマスクを形
成することができる。尚、各層9−1〜9−4は必ずし
も同一の透明材料である必要はなく、45゜の位相差が生
じるように材料の屈折率と厚さを適宜選択することがで
きる。また、位相シフト層9は、レジスト、例えばPMMA
のような電子線描画用のレジストそのものでもよい。こ
の場合、PMMA塗布,描画,現像,硬化処理の工程を繰り
返せばよく、エッチングの工程は不要である。ここで
は、位相差45゜を1ステップとして各層を形成したが、
各層の境界部が暗線部として転写されることがない位相
差であれば、これに限らない。
Conversely, a method of gradually increasing the thickness of the phase shift layer 9 while repeating deposition and etching of SiO 2 is also conceivable. That is, first, 0.095 of SiO 2 is applied to the entire surface of the opening.
μm, then apply photoresist, expose, develop,
Eighth using the usual lithography technique of etching
The phase shift layer 9-1 shown in the figure is formed. Again Si
The O 2 only deposition 0.095 m, to form a phase shift layer 9-2 in the same manner. Thereafter, layers 9-3 and 9-4 shown in FIG. 8 are formed by repeating deposition and etching. As a result, the same mask as that shown in FIG. 7 can be formed. The layers 9-1 to 9-4 do not necessarily need to be made of the same transparent material, and the refractive index and the thickness of the material can be appropriately selected so that a phase difference of 45 ° occurs. The phase shift layer 9 is formed of a resist, for example, PMMA
The resist for electron beam lithography itself may be used. In this case, the steps of PMMA application, drawing, development, and curing may be repeated, and the etching step is unnecessary. Here, each layer is formed with a phase difference of 45 ° as one step.
The phase difference is not limited as long as the boundary between the layers does not transfer as a dark line portion.

マスク開口部に異なる位相差を与える手段として、第
9図に示すようにマスク基板そのものを所定の深さだけ
エッチングしてもよい。マスク基板の屈折率をnとする
と、λ/{2(n−1)}なる深さだけエッチングすれ
ば、照明光の位相は180゜シフトする。エッチング深さ
を変えれば、位相差も変化する。
As means for giving a different phase difference to the mask opening, the mask substrate itself may be etched to a predetermined depth as shown in FIG. Assuming that the refractive index of the mask substrate is n, the phase of the illumination light is shifted by 180 ° if the etching is performed to a depth of λ / {2 (n−1)}. Changing the etching depth changes the phase difference.

マスク開口部に異なる位相差を与える他の手段とし
て、マスク基板にPb,P,B等のイオンを注入して局部的に
屈折率を変化させてもよい。この場合、マスク基板の厚
さは変化しないが屈折率が変化するので、それに対応し
て位相も変化する。
As another means for providing a different phase difference to the mask opening, ions such as Pb, P, and B may be implanted into the mask substrate to locally change the refractive index. In this case, the thickness of the mask substrate does not change but the refractive index changes, so that the phase changes correspondingly.

反射型マスクを用いる場合は、所定の反射面に凹部あ
るいは凸部を設けて、反射する照明光に光路長の差を与
えることによって、位相を変化させることができる。凹
部の深さあるいは凸部の高さを変えることによって、位
相のシフト量を制御することができる。
When a reflective mask is used, the phase can be changed by providing a concave portion or a convex portion on a predetermined reflecting surface and giving a difference in optical path length to reflected illumination light. The phase shift amount can be controlled by changing the depth of the concave portion or the height of the convex portion.

第10図は本発明の実施例である投影露光装置である。
マスク13は第1図に示すパターン1を有するレティクル
であって、照明光源11とコンデンサレンズ21から成る照
明光学系によって照明され、該マスク上のパターンは投
影レンズ15を通してウェーハ16上に転写される。ウェー
ハ16はXYステージ17上に装着されており、その位置をレ
ーザ測長器18で計測しながらXYステージ17を定寸送りし
てパターン露光を繰り返す。第1図に示すレティクルパ
ターン1を第10図に示す縮小投影露光装置(波長λ=0.
365μm,開口数NA=0.4)を用いてウェーハ上に転写する
ときに得られる光強度分布の計算値を第2図に示す。レ
ティクルパターン1の最小寸法はウェーハ上の寸法に換
算して0.3μmである。光強度分布を示す等高線2から
わかるように、光強度レベルに差はみられるものの、所
望の形状の光強度分布が得られている。
FIG. 10 shows a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
The mask 13 is a reticle having a pattern 1 shown in FIG. 1, and is illuminated by an illumination optical system including an illumination light source 11 and a condenser lens 21. The pattern on the mask is transferred onto a wafer 16 through a projection lens 15. . The wafer 16 is mounted on an XY stage 17, and the position of the wafer 16 is measured by a laser length measuring device 18, and the XY stage 17 is fed in a fixed size to repeat pattern exposure. The reticle pattern 1 shown in FIG. 1 is converted to a reduced projection exposure apparatus (wavelength λ = 0.
FIG. 2 shows the calculated values of the light intensity distribution obtained when the image is transferred onto the wafer using 365 μm and numerical aperture NA = 0.4). The minimum dimension of reticle pattern 1 is 0.3 μm in terms of the dimension on the wafer. As can be seen from the contour line 2 showing the light intensity distribution, a light intensity distribution having a desired shape is obtained although there is a difference in light intensity level.

これに対して、第1図に示すパターン1と同一形状の
パターンを従来の位相差を与える手法で実現しようとす
ると、例えば第3図に示すようなパターン3のようにな
る。すなわち、パターン3を2つの領域3−1,3−2に
分け、それぞれの領域の照明光の位相を0゜,180゜とす
る。このときのウェーハ上の光強度分布は第4図に示す
等高線4のようになる。位相差が与えられているので、
隣接する線状パターンは分離して解像している。しか
し、両パターンが接続すべき部分も分離しているので所
望の形状の光強度分布が得られていない。また、第5図
のように、位相差を与えないで第1図と同一の形状の開
口パターン5を用いると、ウェーハ上での光強度分布は
第6図に示す等高線6のようになり、パターンが全く解
像していない。第1図に示す実施例によれば、上述の解
像不良を生じさせることなく微細パターンを転写するこ
とができる。
On the other hand, if a pattern having the same shape as the pattern 1 shown in FIG. 1 is to be realized by a conventional method of giving a phase difference, the pattern becomes, for example, a pattern 3 shown in FIG. That is, the pattern 3 is divided into two regions 3-1 and 3-2, and the phase of the illumination light in each region is set to 0 ° and 180 °. The light intensity distribution on the wafer at this time is as shown by a contour line 4 in FIG. Since the phase difference is given,
Adjacent linear patterns are separated and resolved. However, since the portions to be connected by the two patterns are also separated, a light intensity distribution of a desired shape cannot be obtained. In addition, as shown in FIG. 5, when an opening pattern 5 having the same shape as that of FIG. 1 is used without giving a phase difference, the light intensity distribution on the wafer becomes like contour lines 6 shown in FIG. The pattern is not resolved at all. According to the embodiment shown in FIG. 1, a fine pattern can be transferred without causing the above-mentioned poor resolution.

第11図は、本発明のマスクを用いて半導体素子を製作
するための配線パターンの一例である。このパターン
は、広い開口部21の内側に微細な寸法の遮光パターン19
が存在するものである。開口領域20は照明光の位相が18
0゜シフトする領域であり、開口領域22は照明光の位相
が90゜シフトする領域である。他の開口領域21は位相の
シフト量が0の領域である。線状の遮光パターン19は、
その両側の照明光の位相差が180゜となるので確実に転
写される。また、開口部20,21,22は互いに接する境界線
上で位相差が90゜となっており、180゜より充分小さい
ので分離することなく転写される。照明光の位相が90゜
シフトする領域22は微細な寸法の遮光パターン19の先端
に配置するが、その形状や大きさは特に限定されたもの
ではなく、開口領域20と開口領域21とが接しないように
配置すればよい。また、ここでは180゜の位相差を2段
階に分けて90゜の位相差を与える領域を設けたが、3段
階以上に分けて60゜,120゜等の位相差を与える領域を設
けてもよい。
FIG. 11 is an example of a wiring pattern for manufacturing a semiconductor device using the mask of the present invention. This pattern includes a light-shielding pattern 19 having a fine dimension inside a wide opening 21.
Is what exists. The aperture area 20 has an illumination light phase of 18
The aperture region 22 is a region where the phase of the illumination light is shifted by 90 °. The other opening area 21 is an area where the amount of phase shift is zero. The linear light-shielding pattern 19
The phase difference between the illumination light on both sides is 180 °, so that the light is reliably transferred. The openings 20, 21, and 22 have a phase difference of 90 ° on a boundary line contacting each other, and are sufficiently smaller than 180 °, so that they are transferred without separation. The region 22 in which the phase of the illumination light shifts by 90 ° is disposed at the tip of the light-shielding pattern 19 having a fine dimension, but the shape and size thereof are not particularly limited, and the opening region 20 and the opening region 21 are in contact with each other. What is necessary is just to arrange so that it may not. Also, here, a region for providing a phase difference of 90 ° is provided by dividing the phase difference of 180 ° into two stages, but a region for providing a phase difference of 60 °, 120 ° or the like is provided in three or more stages. Good.

第12図は、広い開口部21の内側に微小寸法の遮光パタ
ーン19が奇数本存在する例である。開口部21を透過する
照明光の位相のシフト量を0とする場合、開口部20は照
明光の位相が180゜シフトする領域であり、開口部22は
照明光の位相が90゜シフトする領域である。線状の遮光
パターン19は、その両側を透過する照明光の位相差が18
0゜となるので確実に転写される。また、開口部20と22
とは、あるいは開口部21と22とは、それらの境界線で位
相差が90゜となっており、180゜より充分に小さな値な
ので互いに分離することはない。180゜の位相差を3段
階以上に分けて、60゜,120゜等の位相差を与える領域を
並べてもよい。
FIG. 12 is an example in which an odd number of minute-sized light-shielding patterns 19 exist inside the wide opening 21. When the phase shift amount of the illumination light transmitted through the opening 21 is 0, the opening 20 is an area where the phase of the illumination light is shifted by 180 °, and the opening 22 is an area where the phase of the illumination light is shifted by 90 °. It is. The linear light-shielding pattern 19 has a phase difference of 18
Since it is 0 °, it is reliably transferred. Also, openings 20 and 22
Or the openings 21 and 22 have a phase difference of 90 ° at their boundary and are sufficiently smaller than 180 ° so that they are not separated from each other. The phase difference of 180 ° may be divided into three or more stages, and regions giving a phase difference of 60 °, 120 °, etc. may be arranged.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、開口部を透過する照明光の位相差を
0゜から180゜近辺までの間で段階的に少しずつ変化さ
せているので、この間で光強度がゼロとなってパターン
が分離することはない。このため、互いに隣接する開口
パターンが部分的に接続しているような微細パターンに
ついても、本発明である照明光に位相差を与えるマスク
と投影露光装置を用いて転写することができるという効
果がある。また、上記のような微細パターンから構成さ
れる半導体素子を製作することができるという効果があ
る。
According to the present invention, since the phase difference of the illumination light transmitted through the opening is gradually changed stepwise from 0 ° to around 180 °, the light intensity becomes zero during this period and the pattern is separated. I will not do it. Therefore, even a fine pattern in which adjacent opening patterns are partially connected to each other can be transferred by using the projection exposure apparatus and the mask that provides a phase difference to the illumination light according to the present invention. is there. Further, there is an effect that a semiconductor element including the fine pattern as described above can be manufactured.

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

第1図は、レティクル上において本発明を実施した開口
パターンを示す図、第2図は第1図に示すパターンをウ
ェーハ上に転写した場合の光強度分布を示す図、第3図
は従来の位相差を与える手法で構成した開口パターンを
示す図、第4図は第3図に示す開口パターンから得られ
る光強度分布を示す図、第5図は位相差を与えない開口
パターンを示す図、第6図は第5図に示す開口パターン
から得られる光強度分布を示す図、第7図,第8図,第
9図はいずれも第1図に示す開口パターンに沿った断面
を示す図、第10図は本発明を実施した縮小投影露光装置
を示す図、第11図および第12図はいずれも広い開口部の
内側に微細な遮光パターンが存在する場合の本発明の実
施例を示す図である。 符号の説明 1−1,1−2,1−3,1−4,1−5……それぞれ照明光の位相
のシフト量が0゜,45゜,90゜,135゜,180゜となるように
構成した開口部、2……開口部1−1〜1−5からなる
開口パターンをウェーハ上に転写した際に得られる光強
度分布を表す等高線、7……レティクル基板、8……遮
光膜、9……位相シフト層、11……照明光源、12……コ
ンデンサレンズ、13……位相差を与えるマスク、15……
縮小投影レンズ、16……ウェーハ、20……照明光の位相
のシフト量が180゜となるように構成した開口部、21…
…照明光の位相のシフト量が0゜となるように構成した
開口部、22……照明光の位相のシフト量が90゜となるよ
うに構成した開口部。
FIG. 1 is a view showing an opening pattern in which the present invention is implemented on a reticle, FIG. 2 is a view showing a light intensity distribution when the pattern shown in FIG. 1 is transferred onto a wafer, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an opening pattern formed by a method of giving a phase difference, FIG. 4 is a diagram showing a light intensity distribution obtained from the opening pattern shown in FIG. 3, FIG. FIG. 6 is a diagram showing a light intensity distribution obtained from the opening pattern shown in FIG. 5, and FIGS. 7, 8, and 9 are diagrams each showing a cross section along the opening pattern shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing a reduced projection exposure apparatus embodying the present invention, and FIGS. 11 and 12 are diagrams showing an embodiment of the present invention in the case where a fine light shielding pattern exists inside a wide opening. It is. Description of reference numerals 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5... So that the phase shift amounts of the illumination light become 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, and 180 °, respectively. , A contour line representing a light intensity distribution obtained when an opening pattern composed of the opening portions 1-1 to 1-5 is transferred onto a wafer, 7 a reticle substrate, 8 a light-shielding film , 9 ... Phase shift layer, 11 ... Illumination light source, 12 ... Condenser lens, 13 ... Mask giving phase difference, 15 ...
A reduction projection lens, 16 wafers, 20 apertures configured so that the phase shift of the illumination light is 180 °, 21 apertures
... An opening configured so that the phase shift of the illumination light is 0 °, 22... An opening configured such that the phase shift of the illumination light is 90 °.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森山 茂夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 長谷川 昇雄 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−292643(JP,A) 特開 昭62−189468(JP,A) 特開 昭57−62052(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 1/00 - 1/16──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeo Moriyama 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-61-292643 (JP, A) JP-A-62-189468 (JP, A) JP-A-57-62052 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) G03F 1/00-1/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第一の光透過領域と、 透過光の位相が前記第一の光透過領域を透過した光の位
相とほぼ反転する第二の光透過領域と、 前記第一の光透過領域および第二の光透過領域の間に位
置し、前記第一の光透過領域および第二の光透過領域と
遮光部を介さずに接し、透過光の位相が前記第一の光透
過領域を透過した光と前記第二の光透過領域を透過した
光の間の位相となるような第三の光透過領域を有するマ
スク基板に光を照射して、半導体基板上に前記第一、第
二、第三の光透過領域からなる一つの開口パターンを転
写してパターンを形成する工程を有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
A first light-transmitting region; a second light-transmitting region in which a phase of the transmitted light is substantially inverted from a phase of light transmitted through the first light-transmitting region; and a first light-transmitting region. And between the first light transmitting region and the second light transmitting region, and is in contact with the first light transmitting region and the second light transmitting region without passing through the light shielding portion, and the phase of the transmitted light is transmitted through the first light transmitting region. Irradiating light on a mask substrate having a third light transmission region such that the phase becomes the phase between the transmitted light and the light transmitted through the second light transmission region, and the first, second, and A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a pattern by transferring one opening pattern formed of a third light transmitting region.
【請求項2】前記第三の光透過領域は、透過光の位相が
連続的に変化するように形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the third light transmitting region is formed such that the phase of the transmitted light changes continuously.
【請求項3】前記第三の光透過領域は、透過光の位相が
段階的に変化するように形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。。
3. The method according to claim 1, wherein the third light transmitting region is formed such that the phase of the transmitted light changes stepwise. .
【請求項4】第一の光透過領域と、 前記第一の光透過領域と遮光部を介して隣接し、透過光
と前記第一の光透過領域を透過した光との位相差がほぼ
180度となるような第二の光透過領域と、 前記第一の光透過領域および第二の光透過領域の双方と
遮光部を介さずに接し、透過光が前記第一の光透過領域
を透過する光と第二の光透過領域を透過する光の間の位
相を有する第三の光透過領域を有するマスク基板に光を
透過させ、半導体基板上に半導体素子のパターンを転写
する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. A phase difference between a first light transmitting region and light passing through the first light transmitting region, which is adjacent to the first light transmitting region via a light shielding portion, and substantially equal to a light transmitted through the first light transmitting region.
A second light transmitting region that is 180 degrees, and both the first light transmitting region and the second light transmitting region are in contact with each other without passing through the light blocking portion, and the transmitted light passes through the first light transmitting region. Having a step of transmitting light to a mask substrate having a third light transmitting region having a phase between the transmitted light and the light transmitting through the second light transmitting region, and transferring the pattern of the semiconductor element onto the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】前記第一、第二、第三の光透過領域によっ
て形成される開口部は、U字型の開口パターンを形成す
ることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造
方法。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the openings formed by the first, second, and third light transmitting regions form a U-shaped opening pattern. Method.
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