(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互式位相シフトマスクであって、
透光基板と、
前記透光基板の表面に設置され、複数の第一位相の透光横列と複数の第二位相の透光横列とが交互に配設された透光アレイを形成する遮光層と、
所定距離を隔てて前記透光アレイの周縁部の透光横列の列方向全域に隣接すると共に、前記隣接する周縁部の透光横列の位相と相反する位相を有し、露光光によるパターンがフォトレジスト層に転写されない帯状の位相干渉強化部とを備えることを特徴とする交互式位相シフトマスク。
【請求項２】
前記透光基板は石英ガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項３】
前記遮光層はクロム金属層であることを特徴とする請求項１に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項４】
前記位相干渉強化部は帯状透光領域であることを特徴とする請求項１に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項５】
前記帯状透光領域の幅は５０〜８０nmの間であることを特徴とする請求項４に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項６】
前記位相干渉強化部と前記隣接する透光横列との距離は約５０〜２００nmの間であることを特徴とする請求項４に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項７】
前記位相干渉強化部は、同一位相を有する複数の帯状透光領域から成ることを特徴とする請求項１に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項８】
前記第一位相は０度であると共に、前記第二位相は１８０度であることを特徴とする請求項１に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項９】
前記位相干渉強化部は、露光光によるフォトレジスト層への転写が不可となる大きさに設定されることを特徴とする請求項５に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１０】
交互式位相シフトマスクであって、
透光基板と、
前記透光基板の表面に設置され、複数の第一位相の透光縦列と複数の第二位相の透光縦列とが交互に配設された透光アレイを形成する遮光層と、
所定距離を隔てて前記透光アレイの周縁部の透光縦列の列方向全域に隣接すると共に、前記隣接する周縁部の透光縦列の位相と相反する位相を有し、露光光によるパターンがフォトレジスト層に転写されない帯状の位相干渉強化部とを備えることを特徴とする交互式位相シフトマスク。
【請求項１１】
前記透光基板は石英ガラス基板であることを特徴とする請求項１０に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１２】
前記遮光層はクロム金属層であることを特徴とする請求項１０に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１３】
前記位相干渉強化部は帯状透光領域であることを特徴とする請求項１０に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１４】
前記帯状透光領域の幅は５０〜８０nmの間であることを特徴とする請求項１３に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１５】
前記位相干渉強化部と前記隣接する透光縦列との距離は約５０〜２００nmの間であることを特徴とする請求項１３に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１６】
前記位相干渉強化部は、同一位相を有する複数の帯状透光領域から成ることを特徴とする請求項１０に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１７】
前記第一位相は０度であると共に、前記第二位相は１８０度であることを特徴とする請求項１０に記載の交互式位相シフトマスク。
【請求項１８】
前記位相干渉強化部は、露光光によるフォトレジスト層への転写が不可となる大きさに設定されることを特徴とする請求項５に記載の交互式位相シフトマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程のフォトリソグラフィ（photolithography）に用いられるマスクに関するものであって、特に交互式位相シフトマスクPSM(alternating phase shift mask）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、DRAM(dynamic random access memory）のストレージノード（storage node）に用いられる交互式位相シフトマスクは、大きく分けて、横列式（row-type）、縦列式（column-type）、碁盤式（check-board type）の３つがある。図１および図３は交互式位相シフトマスクの一例を示す図であり、図１は平面図、図３は図１のＡＡ’断面図である。図１および図３に示したマスクは横列式の交互式位相シフトマスクであり、以下では横列式を例にとって説明する。
【０００３】
マスクは、透光性の石英ガラス基板１及びそのガラス基板１表面に形成されたクロム材の遮光層３から構成される。前記遮光層３に光透過部を構成する複数の開口を形成することにより、縦横に並んだ光透過部のアレイが形成される。前記アレイは、横一列に並んだ複数の光透過部から構成されて交互式配列の位相が０度の透光横列Ｉと、横一列に並んだ複数の光透過部から構成されて交互式配列の位相が１８０度の透光横列ＩＩとにより構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２は、図１のマスクがフォトレジスト層に転写する透過光パターンを示している。パターン１０，１０ａのアレイはフォトレジスト層が示すストレージノード領域を表している。図２で示されるように、アレイの上下周縁部においては、位相干渉効果が弱いために周縁部の透光領域横列２０、２２（上、下横列）のストレージノード領域でパターンに変形（deformation）が生じやすく、メモリ素子の大きさの臨界次元CD（critical dimension）に誤差が生じる。
【０００５】
従来は、上述の問題を解決するために、マスクを形成する際に周縁部の光透過部のサイズを修正して、前記パターンの変形を補償するようにしている。そのため、何度も実験をしなければサイズに関して正確な修正パラメータが得られないという欠点があった。
【０００６】
本発明の目的は、透過光パターンアレイにおける縁辺部パターンの変形を抑えることができる交互式位相シフトマスクを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は交互式位相シフトマスクを提供するものであって、透光基板と、前記透光基板の表面に設置され、複数の第一位相の透光横列と複数の第二位相の透光横列とが交互に配設された透光アレイを形成する遮光層と、所定距離を隔てて前記透光アレイの周縁部の透光横列の列方向全域に隣接すると共に、隣接する周縁部の透光縦列の位相と相反する位相を有し、露光光によるパターンがフォトレジスト層に転写されない帯状の位相干渉強化部（phase interference enhancement feature、PIEF）とを備える。
遮光層をエッチングして、透光開口アレイを形成するのと同時に、周縁部の透光横列脇に、位相干渉強化部を形成し、アレイ周縁の位相干渉効果を補助して、アレイ周縁のパターンが変形するのを防ぐ。
更に、透光開口横列に代えて透光縦列（透光開口縦列（column））にも適用することができる。
更に、前記交互式位相シフトマスクにおいて、透光基板は石英ガラス基板である。
更に、前記交互式位相シフトマスクにおいて、遮光層はクロム（Cr）金属層或いはクロム合金からなる。
更に、前記交互式位相シフトマスクにおいて、位相干渉強化部は単一の帯状透光領域、同一位相を有する複数の帯状透光領域から成る平行帯状（parallel strip）透光領域、或いは複数のブロック（multiple piece）透光領域である。並びに、前記帯状透光領域の幅は５０〜８０nmの間である。更に、前記位相干渉強化部と隣接する透光横列の距離は約５０〜２００nmの間である。４倍のマスクを用いた場合、幅は２００〜３２０nmの間、距離は２００〜８００nmの間である。
公知の技術と比較して、位相干渉強化部の大きさ、アレイ周縁との距離は、どちらも厳格な制御を必要とせず、即ち、位相干渉強化部は容易にアレイの周縁に設けることが出来、これにより、何度にも渡る実験と模擬を経なくても、アレイの周縁のパターン変形を修正することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をより一層明瞭にするため、以下の図４〜図７を参照して本発明の実施の形態を説明する。図４および図６は本発明による交互式位相シフトマスク（alt.PSM）を示す図であり、図４はマスクの平面図、図６は図４のＢＢ’断面図である。マスクは主に、光透過性の石英ガラス基板１及びガラス基板１表面に形成された遮光層３から構成される。この遮光層３にはクロムやクロム合金などが用いられる。前記遮光層３に光を透過する透光開口横列のアレイを形成することにより、位相０度の透光横列Ｉ，Ｉ’と位相１８０度の透光横列ＩＩ，ＩＩ’が交互に形成されている。前記アレイは、例えば、０.１３μmのDRAMのストレージノード等の形成に用いられる繰り返しパターンを示したものである。
【０００９】
本実施の形態では、アレイ上下縁辺部の位相干渉効果を増加させるため、上端の位相０度の透光横列Ｉ’に対して位相１８０度の位相干渉強化部３０を設け、下端の位相１８０度の透光横列ＩＩ’に対して位相０度の位相干渉強化部３２を設けた。帯状の透光領域である位相干渉強化部３０，３２の幅は、それぞれ約５０〜８０nmに設定される。また、位相干渉強化部３０と透光横列Ｉ’との距離および位相干渉強化部３２と透光横列ＩＩ’との距離は、それぞれ約５０〜２００nmに設定される。
【００１０】
上記幅および距離は、位相干渉強化部３０，３２が位相干渉効果を発揮できるような値であって、かつ、露光工程において位相干渉強化部３０，３２に対応する帯状パターンがフォトレジスト上に転写されないような値に設定される。すなわち、位相干渉強化部３０，３２の幅を最小の露光パターン解像度より小さく設定すれば良い。
【００１１】
続いて、図５は、図４のマスクがフォトレジスト層に転写するパターンを示す図であり、符号１００のアレイはフォトレジストが示すストレージノードの領域を表す。図５で示されるように、位相干渉強化部３０、３２の作用により、周縁部横列（最上段横列および最下段横列）のストレージノード領域は変形が生じにくい。
【００１２】
また、図７は、位相干渉強化部３０、３２の各種形態を示したものである。図７（ｉ）は、前記位相干渉強化部３０、３２と同様の単一の帯状透光領域５０を示したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７（ｉｉ）に示すような平行な複数の帯状透光領域６０であっても良いし、或いは図７（ｉｉｉ）に示すように横方向に並んだ複数のブロック状透光領域７０で位相干渉強化部を構成しても良い。
【００１３】
更に、上述した実施の形態では横列の透光領域を例としているが、本発明は縦列の透光領域を備えるマスクに適用することもでき、その場合には、位相干渉強化部が周縁部縦列透光領域の左右両側に設置される。並びに、上述した実施の形態ではDRAMのストレージノード形成に用いられるマスクを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の交互式位相シフトマスクは、全ての重複パターン形成用交互式位相シフトマスクに適用することができる。
【００１４】
なお、前記位相干渉強化部はアレイの周縁近辺に設置しやすく、サイズや形状は厳格な制限が必要ないため、容易にアレイ周縁部のパターン変形を修正することができる。
【００１５】
本発明では好ましい実施の形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変形を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位相干渉強化部を設けたことにより転写画像のコントラストを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知技術の交互式位相シフトマスクの平面図である。
【図２】図１のマスクがフォトレジスト層に転写するパターンを示す図である。
【図３】図１のＡＡ’断面図である。
【図４】本発明による交互式位相シフトマスクの一実施の形態を示す平面図である。
【図５】図４のマスクがフォトレジスト層に転写するパターンを示す図である。
【図６】図４のＢＢ’断面図である。
【図７】位相干渉強化部の種々の形態を示す図であり、（ｉ）は第１の形態を、（ｉｉ）は第２の形態を、（ｉｉｉ）は第３の形態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１…透光ガラス基板
３…遮光層
１０、１００…ストレージノード
１０ａ…変形したストレージノード
２０、２２…周縁部透光横列から転写したパターン
Ｉ…位相が０度である透光横列
ＩＩ…位相が１８０度である透光横列
３０…位相が１８０度である位相干渉強化部
３２…位相が０度である位相干渉強化部
５０、６０…帯状位相干渉強化部
７０…ブロック状位相干渉強化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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