JPH06242594A - 変形照明露光装置用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 孤立パターンの解像度を向上できる変形照明
露光装置用マスクを提供する 【構成】 最小パターンピッチＰに最適化された変形照
明露光装置用マスクにおける線幅ｗの孤立した主パター
ンＡの両側に距離s1,s2を保って線幅sw1,sw2の補助パタ
ーンＡＳ1,ＡＳ2を配置する。線幅sw1,sw2を最小線幅Ｐ
/２より狭く設定して補助パターンが単独で解像されな
いようにする。Ｐ/２≦s1≦(Ｐ−sw1)及びＰ/２≦s2≦
(Ｐ−sw2)となるように距離s1,s2を設定して補助パター
ンＡＳ1,ＡＳ2の透過光と主パターンＡの透過光との光
路差が大略半波長だけ異なるようにする。こうして、主
パターンＡから暗部に染み出した光を補助パターンＡＳ
1,ＡＳ2から暗部に染み出した光によって打ち消してコ
ントラストを強調して解像度を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、微細パターン形成に
使用される変形照明露光装置用マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、大規模集積回路(ＬＳＩ)等の微細
半導体デバイスの製造工程ではステッパと呼ばれる露光
装置が微細パターン形成のために使用されている。ま
た、その際における光源としては、水銀ランプから発す
るｇ線(波長４３６nm),ｉ線(波長３６５nm)あるいはク
リプトン・フッ素(ＫrＦ)エキシマレーザ等が使用されて
いる。

【０００３】これらの露光装置では、光源から発した光
が照明レンズ系(照明均一化手段等も含む)によってマス
ク又はレチクルと呼ばれる原版(以下、マスクで代表す
る)に照射され、このマスクを通過した光は投影レンズ
系(通常５：１に縮小される)によって光感光性材料(レ
ジスト)をコーティングした半導体基板上に結像投影さ
れる。そして、光によって硬化されなかたレジストを除
去することによってレジストパターンが得られる。尚、
上記マスクはクロム酸化膜/クロム等からなる不透明パ
ターンによってガラス基板上に形成される。

【０００４】従来の露光装置では、マスク上のパターン
形状と半導体基板上に形成されるパターン形状とは多少
の変形があるにしても相似形である。ところが、最近、
像を形成するためのパターンの周辺にこのパターンから
の光とは位相の異なる光を供給する補助パターンを配置
して解像度を向上するマスクが提案されている。その際
に、上記補助パターンを微細パターンに形成して、使用
される露光装置によって解像されないようにしている。

【０００５】このような補助パターンを用いたマスクと
して、特開平３−２１０５６０号公報に開示されたよう
なものがある。このマスクでは、解像度を向上するため
に、図２２に示すように、幅Ｗ1(＝０.５×λ/ＮＡ
λ：露光波長、ＮＡ：露光装置の開口数)以下の主パタ
ーンに対して、中心間距離Ｄ(＝１.２×λ/ＮＡ)を保っ
て幅Ｗ2(＝０.４×Ｗ1〜０.５×Ｗ1)の補助パターンを
設けている。尚、上記寸法はウエハ面上での寸法であ
り、主パターン寸法は極めて小さい。

【０００６】ここで、０.６μmルールのＬＳＩの生産に
使用されるＮＡ＝０.５のｉ線露光装置(λ＝３６５nm)
において、上記特開平３−２１０５６０号公報に開示さ
れたマスクを使用する場合を考える。この場合における
主パターン寸法は３６５nmとなる。ところが、現在利用
できるｉ線レジストでの限界解像度は３５０nm程度であ
る。したがって、上記補助パターンを用いたマスクは殆
ど限界解像度付近でしか使用できないことなる。

【０００７】通常、このような限界解像度付近の寸法を
有する主パターンを用いた露光装置用マスクは実際の生
産工程で使用されることはなく(上記ｉ線露光装置では
せいぜい０.５μmまで使用)、上述のような補助パター
ンを用いる方法は実用的ではない。

【０００８】一方、露光装置の解像度を向上するため
に、マスクの透明部(クロム開口部)を少なくとも２種類
以上に分類して、異なる種類の透明部からの光の位相が
異なるようにした位相シフトマスクが最近使用され始め
ている。この位相シフトマスクは、露光装置の解像度を
上述した補助パターンを用いたマスクよりも更に向上さ
せることはできるのであるが、パターン設計やマスク形
成が複雑であるうえに欠陥検査や修正が困難である。

【０００９】そこで、露光装置の照明系を改良して解像
度を向上する変形照明法が一部の露光装置に利用されつ
つある。この変形照明露光装置ではマスクに対して光を
斜めに照射する必要があり、斜め照射のためのフィルタ
としてリング状の輪帯照明用フィルタや４つ穴状の４方
向フィルタ等が提案されている。

【００１０】上記変形照明露光装置は、位相シフトマス
クを用いた露光装置とは異なって位相制御が不要なため
にマスク製造が通常マスクと大差なく、しかも少なくと
もライン・アンド・スペースパターンに対して位相シフト
マスクを用いた露光装置と同等の解像度を実現できるの
で非常に実用性が高い。

【００１１】以下、上記変形照明法について簡単に説明
する。上記変形照明法では、図１９(a)に示すように、
マスクに対して照明光が斜めに入射される。その際に、
照明光の入射角θは、マスク上に存在する最小パターン
ピッチＰ(解像可能なパターンの最小ピッチ)に最適化さ
れたライン・アンド・スペースパターン(以下、最小ライ
ン・アンド・スペースと言う)において隣接する透過部Ａ,
Ｂ間あるいは透過部Ｂ,Ｃ間での光路差“ａ"が丁度露光
波長の半波長になるように設定されている。つまり、ａ
＝Ｐ・sinθ＝λ/２の関係を満たしているのである。

【００１２】その結果、図１９(b)に示すように、結像
面上では隣接する光パターンＡ',Ｂ'あるいは光パター
ンＢ',Ｃ'の位相が逆位相となるためにパターン間の暗
部に染み出した光は互いに打ち消し合い、像の明部と暗
部とのコントラストが強調されてパターンの解像度が向
上するのである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記変
形照明露光装置にも以下に示すような問題がある。すな
わち、図２０に示すように、孤立パターンにおいては暗
部に染み出した光を打ち消す光が存在しないために、上
述のような効果は期待できない。したがって、ライン・
アンド・スペースパターンに比べて孤立パターンでは同
じ線幅の微細パターンの場合には像のコントラストが低
下してレジストパターンに対する線幅制御性が低下す
る。同様に、ライン・アンド・スペースパターンの最外に
位置するパターンに対しても外側から逆位相の光がこな
いために解像度が低下してしまうのである。

【００１４】図１９および図２０では、説明を単純化す
るために光の入射方向は一方向しか記載していないが、
マスクへの垂線に対して対称な方向からの入射光も使用
される。さらに、図２１に示すように、実際には直交す
る２方向へ延在してパターンが存在するために、４方向
の照明が使用されることになる。この場合には、入射角
度は図中のＢからの光に対してＡ,Ｃからの光が逆位相
となるように、同様にＱからの光に対してＰ,Ｒからの
光が逆位相になるように設定される。

【００１５】また、上述のような変形照明露光装置の欠
点を補うために、上記特開平３−２１０５６０号公報に
おける補助パターンを変形照明露光装置用マスクに適用
することが考えられる。ところが、そうした場合には次
のような問題が生ずる。

【００１６】すなわち、上述のｉ線露光装置と同じＮＡ
＝０.５及び最小解像度０.３５μmに設定されたｉ線変
形照明露光装置に上記補助パターンを適用した場合に
は、図２３(a)に示すような最適化されたライン・アンド
・スペースパターンにおけるピッチ０.７０μmに比較し
て、図２３(b)に示すように補助パターンが主パターン
から離れ過ぎる(主パターン−補助パターン間ピッチＤ
＝０.８７６μm)。したがって、上記補助パターンは、
主パターンに隣接してこの主パターンと共に０.３５μm
ライン・アンド・スペースパターンを形成するような仮想
のパターンの領域内に完全には入りきらずに、補助パタ
ーンの一部の領域(イ)は上記仮想パターンの領域からは
み出ることになる。

【００１７】その結果、上記補助パターンにおける上記
仮想パターン領域内にある領域(ロ)を透過した光は主パ
ターンを透過した光の逆位相であるために、主パターン
から暗部側に染み出した光を上記領域(ロ)から上記暗部
に染み出した光によって打ち消すことができる。ところ
が、補助パターンにおける上記領域(イ)を透過した光は
主パターンを透過した光と同位相であるために、逆に上
記暗部に染み出す光を増加させることになる。したがっ
て、上述のように、変形照明露光装置用マスクに特開平
３−２１０５６０号公報における補助パターンをそのま
ま適用しただけでは変形照明露光装置の欠点を解消する
ことは不可能である。

【００１８】そこで、この発明の目的は、最小解像度
０.３５μm設定の変形照明露光装置であっても孤立パタ
ーンやライン・アンド・スペースパターンの最外パターン
の解像度を向上できる変形照明露光装置用マスクを提供
することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、最小パターンピッチＰのパターンを
転写するための変形照明露光装置用マスクであって、他
のパターンから距離(Ｐ＋所定値Ｓ）以上を保って配置
されてＰ/２以上の幅を有する主パターンの少なくとも
一部の近傍に上記主パターンと同じ透過特性を有する補
助パターンを配置し、この補助パターンの幅ＳをＰ/２
より狭くする一方、上記主パターンから上記補助パター
ンまでの最短距離をＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以
下であるようにしたことを特徴としている。

【００２０】また、第２の発明は、第１の発明の変形照
明露光装置用マスクであって、上記補助パターンは、上
記主パターンの少なくとも一部の側辺にのみ平行に配置
されていることを特徴としている。

【００２１】また、第３の発明は、第１の発明の変形照
明露光装置用マスクであって、上記補助パターンは、上
記主パターンの少なくとも一部の側辺および端辺に平行
に配置されていることを特徴としている。

【００２２】また、第４の発明は、第１の発明の変形照
明露光装置用マスクであって、上記補助パターンは、上
記主パターンの少なくとも一部を連続して囲むように配
置されていることを特徴としている。

【００２３】また、第５の発明は、最小パターンピッチ
Ｐのパターンを転写するための変形照明露光装置用マス
クであって、互いに距離（Ｐ＋所定値Ｓ）未満を保って
配置されてＰ/２以上の幅を有する複数のパターンから
構成される主パターンにおける最外に位置する２つのパ
ターンの少なくとも一方の外側近傍に上記主パターンと
同じ透過特性を有する幅Ｓの補助パターンを配置し、こ
の補助パターンの幅ＳをＰ/２より狭くする一方、上記
一方の最外に位置するパターンから上記補助パターンま
での距離をＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以下である
ようにしたことを特徴としている。

【００２４】また、第６の発明は、最小パターンピッチ
Ｐのパターンを転写するための変形照明露光装置用マス
クであって、互いに距離を保って配置されてＰ/２以上
の幅を有する複数のパターンから構成される主パターン
に在って距離(Ｐ＋所定値Ｓ)以上離れて隣接する２つの
パターンの間に上記主パターンと同じ透過特性を有する
幅Ｓの補助パターンを配置し、この補助パターンの幅Ｓ
をＰ/２より狭くする一方、上記隣接する２つのパター
ンから上記補助パターンまでの距離をＰ/２以上であっ
て且つ(Ｐ−Ｓ)以下であるようにしたことを特徴として
いる。

【００２５】

【作用】第１の発明では、他のパターンから距離(Ｐ＋
Ｓ)以上を保って配置されてＰ/２以上の幅を有する主パ
ターンの少なくとも一部の近傍に、上記主パターンと同
じ透過特性を有する補助パターンが配置された変形照明
露光装置用マスクを用いて、変形照明露光装置によって
レジストに対して露光される。その際に、上記補助パタ
ーンの幅Ｓは最小線幅Ｐ/２よりも狭くなっているの
で、上記補助パターンは解像されることなく露光処理が
実施される。

【００２６】さらに、上記主パターンから補助パターン
までの最短距離はＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以下
であるので、上記主パターンの少なくとも一部を透過し
た光と上記補助パターンを透過した光との光路差は露光
波長の大略半波長となる。したがって、上記主パターン
の少なくとも一部を透過して暗部側に染み出した光が上
記補助パターンを透過して上記暗部側に染み出した光に
よって打ち消され、上記結像面上での上記主パターンの
少なくとも一部に対応した明部とその周囲の暗部とのコ
ントラストが強調されて上記主パターンの解像度が向上
される。こうして、上記主パターンである孤立パターン
の解像度が向上される。

【００２７】また、第２の発明では、上記主パターンの
少なくとも一部の側辺にのみ平行に配置された補助パタ
ーンによる第１の発明と同様の作用によって、上記結像
面上における上記主パターンの少なくとも一部の側辺に
係るコントラストが強調される。こうして、上記主パタ
ーンである孤立パターンの解像度が向上される。

【００２８】また、第３の発明では、上記主パターンの
少なくとも一部の側辺および端辺に平行に配置された補
助パターンによる第１の発明と同様の作用によって、上
記結像面上における上記主パターンの側辺および端辺に
係るコントラストが強調される。こうして、４方向照明
によって上記主パターンである孤立パターンの解像度が
より向上される。

【００２９】また、第４の発明では、上記主パターンの
少なくとも一部を連続して囲むように配置された補助パ
ターンによる第１の発明と同様の作用によって、上記結
像面上における上記主パターンの少なくとも一部の側辺
および端辺に係るコントラストが強調される。こうし
て、４方向照明によって上記主パターンである孤立パタ
ーンの解像度が更に向上される。

【００３０】また、第５の発明では、互いに距離(Ｐ＋
Ｓ)未満を保って配置された複数のパターンから構成さ
れる主パターンにおける最外に位置する２つのパターン
の少なくとも一方の外側近傍に配置された補助パターン
による第１の発明と同様の作用によって、上記結像面上
における上記一方の最外に位置するパターンに対応した
明部とその周囲の暗部とのコントラストが強調される。
こうして、上記最小ライン・アンド・スペースパターンの
最外パターンの解像度が向上される。

【００３１】また、第６の発明では、互いに距離を保っ
て配置された複数のパターンから構成される主パターン
に在って距離(Ｐ＋Ｓ)以上離れて隣接する２つのパター
ンの間に配置された補助パターンによる第１の発明と同
様の作用によって、上記結像面上における上記隣接する
２つのパターンに対応した２つの明部とその間の暗部と
のコントラストが強調される。こうして、上記最小ライ
ン・アンド・スペースパターンの解像度が更に向上され
る。

【００３２】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。この発明は、最小パターンピッチＰに最適化
された変形照明露光装置用マスクにおけるパターンから
距離Ｐ以上離れて孤立している主パターン(孤立パター
ン）や最小パターンピッチＰに最適化された変形照明露
光装置用ライン・アンド・スペースパターンにおける最
外パターン(主パターン)の少なくとも一部の近傍に、主
パターンと同じ透過特性を有する単独では解像不可能な
補助パターンを主パターンより所定距離をおいて配置す
ることによって、最小パターンピッチＰに最適化された
変形照明露光装置用マスクの解像度向上を図るものであ
る。

【００３３】＜第１実施例＞図１は、本実施例の変形照
明露光装置用マスクにおける孤立パターンおよびライン
・アンド・スペースパターンに対する補助パターンの配置
例を示す図である。ここで、解像可能なパターンを示す
ライン・アンド・スペースパターンのピッチは“Ｐ1"およ
び“Ｐ2"の２種類ある。また、図１における最小パター
ンピッチＰは“Ｐ1"である。最小パターンピッチＰに最
適化された変形照明露光装置用マスクにおける線幅ｗの
矩形の孤立パターンである主パターンＡの両側の外側
に、距離s1および距離s2だけ離して線幅sw1の補助パタ
ーンＡＳ1および線幅sw2の補助パターンＡＳ2を配置す
る。

【００３４】上記両補助パターンＡＳ1,ＡＳ2は、単独
では解像されないように線幅sw1,sw2は共に最小線幅Ｐ/
２に比べて充分狭く設定され、本実施例においてはＰ/
４に設定している。さらに、上記主パターンＡと補助パ
ターンＡＳ1との間の距離s1および主パターンＡと補助
パターンＡＳ2との間の距離s2は、共にＰ/２≦s1≦(Ｐ
−sw1)およびＰ/２≦s2≦(Ｐ−sw2)となるように設定し
ている。この条件は、上記主パターンＡに隣接してこの
主パターンＡと共に上記最小ライン・アンド・スペースパ
ターンを形成するような仮想のパターンを考えた場合
に、補助パターンＡＳ1,ＡＳ2が上記仮想パターンの領
域内に完全に入るための条件である。換言すれば、上記
条件は、図２に示すように、補助パターンＡＳ1,ＡＳ2
を透過する光と主パターンＡを透過する光との光路差
“ｂ”が露光波長の大略半波長(位相差では大略１８０
度)となるのに必要な条件である。尚、本実施例におい
ては距離s1および距離s2共にＰ/２に設定している。

【００３５】また、本実施例を最小ライン・アンド・スペ
ース０.３５μm用マスク(Ｐ＝０.７μm)に適用して補助
パターンＡＳ1,ＡＳ2の線幅をsw1＝sw2＝０.１７５μm
に設定した場合は、実際に形成されたマスクには投影パ
ターン換算で０.０３nm程度の線幅バラツキが在って必
ずしもsw1＝sw2とはならない。また、主パターンＡとの
距離s1,s2をs1＝s2＝０.３５μmに設定してもs1＝s2と
はならない。さらに、補助パターンＡＳ1,ＡＳ2の長さ
を主パターンＡの長さと同じ長さに設定しても実際のマ
スク上では０.０３μm〜０.０５μm程度のバラツキが生
ずる。尚、上記各寸法は結像面上での寸法であり、以下
の各実施例においても同様であるとする。

【００３６】上述のように形成した変形照明露光装置用
マスクを用いて、ＮＡ＝０.５４のｉ線変形照明露光装
置に最小ピッチ０.７μmを目標とした２方向照明系を取
り付けてネガレジストに露光した。その結果、上記主パ
ターンＡに係るマスク上パターン幅対レジストパターン
幅のリニアリティが、補助パターン無しの場合にはパタ
ーン幅０.４μmまでしか無かったのに対して補助パター
ンＡＳ1,ＡＳ2を設けることによって０.３５μmまで確
保された。したがって、上述のような補助パターンＡＳ
1および補助パターンＡＳ2に係る線幅sw1,sw2や距離s1,
s2や長さのバラツキにも拘わらず、主パターンＡにおけ
る線幅のリニアリティを向上できる。

【００３７】また、得られた主パターンＡに係るレジス
トパターンの断面形状における側壁がより垂直に近くな
り、このレジストパターンを用いてエッチングを行う際
におけるパターン幅制御性を向上できるのである。

【００３８】このように、本実施例においては、孤立パ
ターンである主パターンＡと共に上最小ライン・アンド・
スペースパターンを形成するような仮想パターンの領域
内に正確に補助パターンＡＳ1,ＡＳ2を配置するので、
例え最小パターンピッチＰが０.７μmであっても主パタ
ーンＡを透過した光と補助パターンＡＳ1,ＡＳ2を透過
した光との光路差を露光波長の大略半波長にすることが
できる。したがって、結像面上における主パターンＡか
ら暗部に染み出す光は補助パターンＡＳ1,ＡＳ2から上
記暗部に染み出す光によって完全に打ち消されるのであ
る。

【００３９】すなわち、本実施例の変形照明露光装置用
マスクを用いれば、最小解像度０.３５μm設定のｉ線変
形照明露光装置であっても孤立パターンの解像度を向上
できる。したがって、微細なレジストパターンの開口部
における幅のリニアリティの向上および側壁の垂直化を
図ることができる。

【００４０】本実施例においては２方向照明を採用して
いるが、図３に示すように、対象とする最小ピッチが同
じであれば４方向照明であっても同様のパターン配置を
適用することができる。また、上記実施例においては上
記主パターンＡの両側に補助パターンＡＳ1,ＡＳ2を配
置している。しかしながら、他のパターンとの兼合いで
主パターンＡの両側に配置できない場合には一方の側部
にのみ配置しても効果は得られる。

【００４１】上記補助パターンは主パターンＡ全体に沿
って配置する必要はなく、図９に示すように、主パター
ンＡのうちの線幅制御を精密にする必要のある箇所にの
み補助パターンＡＳ1,ＡＳ3を配置してもよい。この場
合においても、主パターンＡに対する補助パターンＡＳ
1,ＡＳ3の配置規則は上述のとおりである。但し、上記
主パターンＡの基部と補助パターンＡＳ1,ＡＳ3の端部
との間の距離s10はＰ/２以上である必要がある。

【００４２】＜第２実施例＞図４は４方向照明の場合に
おける孤立ラインに対する補助パターンの配置例を示
す。本実施例においては、主パターンＡの両側に加えて
両端側にも別の補助パターンＡＳ3,ＡＳ4を配置してい
る。補助パターンＡＳ3,ＡＳ4の線幅sw3,sw4は、補助パ
ターンＡＳ1,ＡＳ2の線幅sw1,sw2と同じ条件を満たして
いる。また、上記補助パターンＡＳ3,ＡＳ4の長さは、
主パターンＡの線幅ｗと大略同じかそれより長い方がよ
い。

【００４３】そこで、本実施例の一具体例として、第１
実施例の場合と同様に、上記補助パターンＡＳ1,ＡＳ2,
ＡＳ3,ＡＳ4の線幅をsw1＝sw2＝sw3＝sw4＝０.１７５μ
mに設定し、距離をs1＝s2＝s3＝s4＝０.３５μmに設定
した。また、上記補助パターンＡＳ3,ＡＳ4の長さは(主
パターンＡの線幅ｗ＋０.２μm)とした。

【００４４】上述のような補助パターンＡＳ3,ＡＳ4を
付加した変形照明露光装置用マスクを用いて第１実施例
と同じＮＡ＝０.５４のｉ線変形照明露光装置によって
ネガレジストに露光した場合には、孤立パターンである
主パターンＡの端部でのコントラストが向上して、レジ
ストパターンの開口部における端部の側壁の傾斜がより
垂直に近くなってエッチング後の線幅制御性が向上す
る。

【００４５】上記補助パターンは主パターンＡの総てに
沿って配置する必要はなく、図１０に示すように、主パ
ターンＡのうちの線幅制御を精密にする必要のある箇所
の周囲にのみ配置してもよい。この場合においても、主
パターンＡに対する補助パターンＡＳ1,ＡＳ2,ＡＳ3の
配置規則は上述のとおりである。但し、上記主パターン
Ａの基部と補助パターンＡＳ1,ＡＳ3の端部との間の距
離s10はＰ/２以上である必要がある。

【００４６】＜第３実施例＞図５は補助パターンが主パ
ターンを完全に取り囲むような配置例を示す。本実施例
においては、補助パターンＡＳの直線部の線幅をsw1＝s
w2＝sw3＝sw4＝０.１７５μmに設定し、主パターンＡと
補助パターンＡＳの各直線部との距離をs1＝s2＝s3＝s4
＝０.３５μmに設定した。しかしながら、これらのパラ
メータは第１実施例で述べた条件を満たせばよく、上記
パラメータは飽くまでも本実施例の一例に過ぎない。

【００４７】上記補助パターンは主パターンＡ全体に沿
って配置する必要はなく、図１１に示すように、主パタ
ーンＡのうちの線幅制御を精密にする必要のある箇所に
のみ補助パターンＡＳを配置してもよい。この場合にお
いても、主パターンＡに対する補助パターンＡＳの配置
規則は上述のとおりである。但し、上記主パターンＡの
基部と補助パターンＡＳの端部との間の距離s10はＰ/２
以上である必要がある。

【００４８】＜第４実施例＞図６は屈曲部を有する孤立
パターンに対する補助パターンの配置例を示す。本実施
例においては、屈曲部を有する主パターンＡに沿って屈
曲部を有する補助パターンＡＳ1,ＡＳ2を設ける。この
補助パターンＡＳ1,ＡＳ2の線幅sw1,sw2は第１実施例で
述べた条件を満たすようにする。また、上記補助パター
ンＡＳ1,ＡＳ2と主パターンＡとの間の距離s1,s2も第１
実施例で述べた条件を満たすようにする。尚、上記屈曲
部を有する孤立パターン(主パターンＡ)に端部が在る場
合には、図７に示すように、主パターンＡの端部を補助
パターンＡＳで完全に囲んでもよい。

【００４９】＜第５実施例＞本実施例においては、図８
に示すように、屈曲部を有する孤立パターン(主パター
ンＡ)に対して、屈曲部を有しない直線状の補助パター
ンＡＳ1,ＡＳ2,ＡＳ3,ＡＳ4を設ける。この補助パター
ンＡＳ1,ＡＳ2,ＡＳ3,ＡＳ4の線幅sw1,sw2,sw3,sw4は第
１実施例で述べた条件を満たすようにする。また、補助
パターンＡＳ1,ＡＳ2,ＡＳ3,ＡＳ4と主パターンＡとの
間の距離s1,s2,s3,s4も第１実施例で述べた条件を満た
すようにする。

【００５０】＜第６実施例＞図１２は略正方形のコンタ
クトホールＣである孤立パターンに対する補助パターン
の配置例を示す。本実施例においては、横幅w1,縦幅w2
のコンタクトホールＣを距離s1を保って取り囲む線幅sw
1の補助パターンＣＳを配置している。但し、補助パタ
ーンＣＳの方向は４方向からの照明光の入射方向に対し
て約４５度傾斜している必要がある。また、補助パター
ンＣＳは単独では解像されないように線幅sw1は最小線
幅Ｐ/２に比べて充分小さく設定されており、本実施例
ではＰ/４に設定している。

【００５１】さらに、上記コンタクトホールＣと上記補
助パターンＣＳとの間の距離s1は、Ｐ/２≦s1≦(Ｐ−sw
1)となるように設定している。この条件は、第１実施例
で述べたように、補助パターンＣＳを透過する光とコン
タクトホールＣを透過する光との光路差が露光波長の大
略半波長(位相差では大略１８０度)となるために必要な
条件であり、本実施例においてはＰ/２に設定してい
る。

【００５２】本実施例の一具体例として、上記最小ライ
ン・アンド・スペース０.３５μm用マスク(Ｐ＝０.７μm)
に適用する場合には、横幅w1＝縦幅w2＝０.４μmのコン
タクトホールＣに対して距離s1＝０.３５μmを保って線
幅sw1＝０.１７５μmの補助パターンを配置する。

【００５３】このように構成されたマスクを用いてＮＡ
＝０.５４のｉ線変形照明露光装置に最小ピッチ０.７μ
mを目標とする４方向照明系を取り付けてポジレジスト
に露光した結果、補助パターンＣＳが無い場合に比べて
０.４μmホールを開口できる焦点深度が１.０μmから
１.３μmに増加する。

【００５４】本実施例においては、補助パターンＣＳの
線幅sw1や補助パターンＣＳとコンタクトホールＣとの
距離s1は常に一定としたが、マスク製作工程でのバラツ
キのために実際にできあがるパターンは設計通りとはな
らない。しかしながら、そのことは全く問題とはならな
い。したがって、本実施例においては、必ずしも補助パ
ターンＣＳの線幅sw1や補助パターンＣＳとコンタクト
ホールＣとの距離s1を長さ方向に完全に一定にする必要
はない。

【００５５】また、本実施例においては、コンタクトホ
ールＣを取り囲んで１本の補助パターンＣＳを配置して
いるが、図１３に示すように、コンタクトホールＣから
距離s1だけ離れて線幅sw1を有する４本の矩形の補助パ
ターンＣＳ1,ＣＳ2,ＣＳ3,ＣＳ4を配置してコンタクト
ホールＣを取り囲んでもよい。但し、その場合には、図
１２と同様に、補助パターンＣＳ1,ＣＳ2,ＣＳ3,ＣＳ4
の配列方向は、夫々４方向からの照明光の入射方向に対
して約４５度に傾斜している必要がある。尚、図１３に
おいては、補助パターンＣＳ1,ＣＳ2,ＣＳ3,ＣＳ4の長
さはコンタクトホールＣの横幅w1あるいは縦幅w2の長さ
に合わせているが、図１４に示すように、コンタクトホ
ールＣの横幅w1,縦幅w2の長さに比べて長くてもよい。
さらに、図１５に示すように、コンタクトホールＣの横
幅w1,縦幅w2の長さに比べて短くてもよい。

【００５６】＜第７実施例＞図１６は変形照明露光装置
用の上記最小ライン・アンド・スペースパターンにおける
最外のパターンに対する補助パターンの配置例を示す。
本実施例においては、線幅w1,w2,w3,w4を有するパター
ンＡ1,Ａ2,Ａ3,Ａ4がパターン間距離d1,d2,d3で形成さ
れて主パターンを構成している際に、最も外側のパター
ンＡ1,,Ａ4から夫々距離s1,s2を保って線幅sw1,sw2の補
助パターンＡＳ1,ＡＳ2を配置している。

【００５７】上記補助パターンＡＳ1,ＡＳ2の線幅sw1,s
w2は、補助パターンＡＳ1,ＡＳ2が単独では解像されな
いように共に最小線幅Ｐ/２に比べて充分小さく設定さ
れ、本実施例においては Ｐ/４に設定している。さら
に、最外側のパターンＡ1と補助パターンＡＳ1との間の
距離s1及び最外側のパターンＡ4と補助パターンＡＳ2と
の間の距離s2は、共にＰ/２≦s1≦(Ｐ−sw1)およびＰ/
２≦s2≦(Ｐ−sw2)となるように設定されている。この
条件は、上記最外側の両パターンＡ1,Ａ4と共に上記最
小ライン・アンド・スペースパターンを形成するような仮
想パターンの領域内に補助パターンＡＳ1,ＡＳ2が完全
に入って、上記補助パターンＡＳ1を透過する光とパタ
ーンＡ1を透過する光との光路差及び補助パターンＡＳ2
を透過する光とパターンＡ4を透過する光との光路差を
露光波長の大略半波長(位相差では大略１８０度)にする
ために必要な条件であり、本実施例においては距離s1お
よび距離s2共にＰ/２に設定している。

【００５８】尚、上記補助パターンＡＳ1,ＡＳ2の最小
線幅がαＰである場合には、パターン間距離d1,d2,d3は
いずれも(１＋α)Ｐより小さくなくてはならない。も
し、パターン間距離d3が(１＋α)Ｐ以上である場合に
は、パターンＡ3とパターンＡ4との間に別の補助パター
ンを挿入することができる。

【００５９】すなわち、上記パターン間距離d3の範囲が (１＋α)Ｐ≦d3＜(１.５＋２α)Ｐ である場合には、図１７に示すように、パターンＡ3と
パターンＡ4との間に補助パターンＡＳ3を挿入すること
ができる。その際に、パターンＡ3と補助パターンＡＳ3
との間の距離s3および最外側のパターンＡ4と補助パタ
ーンＡＳ3との間の距離s4は共にＰ/２≦s3≦(Ｐ−sw3)
およびＰ/２≦s4≦(Ｐ−sw3)の条件を満たす必要がある
ので、上記パターン間距離d3の最小値は(１＋α)Ｐとな
るのである。

【００６０】また、上記パターン間距離d3の範囲が d3≧(１.５＋２α)Ｐ である場合には、図１８に示すように、パターンＡ3と
パターンＡ4との間に２個の補助パターンＡＳ3,ＡＳ4を
挿入することができる。その際に、パターンＡ3と補助
パターンＡＳ3との間の距離s3および最外側のパターン
Ａ4と補助パターンＡＳ4との間の距離s5は共にＰ/２≦s
3≦(Ｐ−sw3)およびＰ/２≦s5≦(Ｐ−sw4)の条件を満た
す必要があり、両補助パターンＡＳ3,ＡＳ4間の距離s4
はs4≧Ｐ/２の条件を満たす必要があるので、上記パタ
ーン間距離d3の最小値は(１.５＋２α）・Ｐとなるので
ある。

【００６１】以上の例で示した主パターンを構成する各
パターンの数はこの発明には関係なく、隣接する２つの
パターンの間に（１＋α)Ｐ以上であって(１.５＋２α)
Ｐ未満のスペースがあれば、そのスペースに１本の補助
パターンを追加することができる。あるいは、隣接する
２つのパターンの間に(１.５＋２α)Ｐ以上のスペース
があれば、そのスペースに２本の補助パターンを追加す
ることができる。その場合には、互いに独立な２組の主
パターンが隣接しているものと見なすことができる。

【００６２】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
変形照明露光装置用マスクは、他のパターンから距離
(Ｐ＋Ｓ)以上を保って配置されてＰ/２以上の幅を有す
る主パターンの少なくとも一部の近傍に補助パターンを
配置し、この補助パターンの幅ＳをＰ/２より狭くする
一方、上記主パターンから上記補助パターンまでの最短
距離をＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以下であるよう
にしたので、上記補助パターンは単独では解像されず、
しかも上記最小パターンピッチＰが０.７μmであっても
上記主パターンの少なくとも一部と共に上記最小ライン
・アンド・スペースパターンを形成するような仮想パター
ンの領域内に正確に上記補助パターンを配置できる。

【００６３】つまり、上記最小パターンピッチＰが０.
７μmであっても、上記主パターンの少なくとも一部を
透過した光と上記補助パターンを透過した光との光路差
を露光波長の大略半波長にでき、上記主パターンの少な
くとも一部の像のコントラストを向上させて孤立パター
ンの解像度を向上できる。したがって、この発明によれ
ば、最小解像度０.３５μm設定の変形照明露光装置を用
いた場合であっても孤立パターンの解像度を向上できる
のである。

【００６４】また、第２の発明の変形照明露光装置用マ
スクは、上記補助パターンを上記主パターンの少なくと
も一部の側辺にのみ平行に配置しているので、上記主パ
ターン(孤立パターン)の少なくとも一部の側辺の解像度
を向上できる。

【００６５】また、第３の発明の変形照明露光装置用マ
スクは、上記補助パターンを上記主パターンの少なくと
も一部の側辺および端辺に平行に配置したので、４方向
照明によって上記主パターン(孤立パターン)の少なくと
も一部の側辺および端辺の解像度を向上できる。したが
って、この発明を用いることによって、コンタクトホー
ルにおけるレジストパターンの幅を正確に制御できる。

【００６６】また、第４の発明の変形照明露光装置用マ
スクは、上記補助パターンを上記主パターンの少なくと
も一部を連続して囲むように配置したので、４方向照明
によって主パターン(孤立パターン)の解像度を更に向上
できる。したがって、この幅を用いることによって、コ
ンタクトホールにおけるレジストパターンの幅を更に正
確に制御できる。

【００６７】また、第５の発明の変形照明露光装置用マ
スクは、互いに距離(Ｐ＋Ｓ)未満を保って配置された複
数のパターンから構成される主パターンにおける最外に
位置する２つのパターンの少なくとも一方の外側近傍に
幅Ｓの補助パターンを配置して、この補助パターンの幅
ＳをＰ/２より狭くする一方、上記一方の最外に位置す
るパターンから上記補助パターンまでの距離をＰ/２以
上であって且つ（Ｐ−Ｓ)以下であるようにしたので、
上記最小解像度０.３５μm設定の変形照明露光装置を用
いた場合であってもライン・アンド・スペースパターンの
最外パターンの解像度を向上できる。

【００６８】また、第６の発明の変形照明露光装置用マ
スクは、互いに距離を保って配置された複数のパターン
から構成される主パターンに在って距離(Ｐ＋Ｓ)以上離
れて隣接する２つのパターンの間に幅Ｓの補助パターン
を配置して、この補助パターンの幅ＳをＰ/２より狭く
する一方、上記隣接する２つのパターンから上記補助パ
ターンまでの距離をＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以
下であるようにしたので、上記主パターンに在って距離
(Ｐ＋Ｓ)以上離れて隣接する２つのパターンの像のコン
トラストを向上できる。したがって、この発明によれ
ば、上記最小解像度０.３５μm設定の変形照明露光装置
を用いた場合であってもライン・アンド・スペースパター
ンの解像度を更に向上できる。

【００６９】尚、上記説明では２方向照明および４方向
照明の場合について述べたが、輪帯照明に対しても一定
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の変形照明露光装置用マスクにおける
孤立パターンである矩形の主パターンに対する２方向入
射の場合の補助パターンの配置例を示す図である。

【図２】補助パターンによるコントラスト向上効果の説
明図である。

【図３】図１と同じ孤立パターンである矩形の主パター
ンに対する４方向入射の場合の補助パターンの配置例を
示す図である。

【図４】孤立パターンである矩形の主パターンに対する
４方向入射の場合の図３とは異なる補助パターンの配置
例を示す図である。

【図５】孤立パターンである矩形の主パターンに対する
４方向入射の場合の図３および図４とは異なる補助パタ
ーンの配置例を示す図である。

【図６】孤立パターンである屈曲部を有する主パターン
に対する補助パターンの配置例を示す図である。

【図７】孤立パターンである屈曲部を有する主パターン
に対する補助パターンの図６とは異なる配置例を示す図
である。

【図８】孤立パターンである屈曲部を有する主パターン
に対する補助パターンの図６および図７とは異なる配置
例を示す図である。

【図９】主パターンの一部に対する補助パターンの配置
例を示す図である。

【図１０】主パターンの一部に対する補助パターンの図
９とは異なる配置例を示す図である。

【図１１】主パターンの一部に対する補助パターンの図
９および図１０とは異なる配置例を示す図である。

【図１２】孤立パターンであるコンタクトホールに対す
る補助パターンの配置例を示す図である。

【図１３】孤立パターンであるコンタクトホールに対す
る補助パターンの図１２とは異なる配置例を示す図であ
る。

【図１４】孤立パターンであるコンタクトホールに対す
る補助パターンの図１２および図１３とは異なる配置例
を示す図である。

【図１５】孤立パターンであるコンタクトホールに対す
る補助パターンの図１２,図１３および図１４とは異な
る配置例を示す図である。

【図１６】ライン・アンド・スペースパターンに対する補
助パターンの配置例を示す図である。

【図１７】ライン・アンド・スペースパターンに対する補
助パターンの図１６とは異なる配置例を示す図である。

【図１８】ライン・アンド・スペースパターンに対する補
助パターンの図１６および図１７とは異なる配置例を示
す図である。

【図１９】ライン・アンド・スペースパターンにおける変
形照明法の説明図である。

【図２０】孤立パターンにおける変形照明法の説明図で
ある。

【図２１】直交する２方向へ延在するパターンを有する
マスクに対する照明法の説明図である。

【図２２】従来の補助パターンを用いたマスクの一例を
示す図である。

【図２３】図２２に示す従来の補助パターンを用いたマ
スクを変形照明露光装置に使用した場合における問題点
の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…主パターン(孤立パターン)、 Ａ1〜Ａ4…ライン・アンド・スペースパターン、 ＡＳ,ＡＳ1〜ＡＳ4,ＣＳ1〜ＣＳ4…補助パターン、 Ｃ…コンタクトホール。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 解像可能なパターンの最小ピッチを表す
   最小パターンピッチＰを有するパターンを転写するため
   の変形照明露光装置用マスクであって、 他のパターンから距離(Ｐ＋所定値Ｓ)以上を保って配置
   されてＰ/２以上の幅を有する主パターンの少なくとも
   一部の近傍に、上記主パターンと同じ透過特性を有する
   補助パターンを配置し、 この補助パターンの幅ＳをＰ/２より狭くする一方、上
   記主パターンから上記補助パターンまでの最短距離をＰ
   /２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以下であるようにしたこ
   とを特徴とする変形照明露光装置用マスク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の変形照明露光装置用マ
   スクであって、 上記補助パターンは、上記主パターンの少なくとも一部
   の側辺にのみ平行に配置されていることを特徴とする変
   形照明露光装置用マスク。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の変形照明露光装置用マ
   スクであって、 上記補助パターンは、上記主パターンの少なくとも一部
   の側辺および端辺に平行に配置されていることを特徴と
   する変形照明露光装置用マスク。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の変形照明露光装置用マ
   スクであって、 上記補助パターンは、上記主パターンの少なくとも一部
   を連続して囲むように配置されていることを特徴とする
   変形照明露光装置用マスク。
5. 【請求項５】 解像可能なパターンの最小ピッチを表す
   最小パターンピッチＰを有するパターンを転写するため
   の変形照明露光装置用マスクであって、 互いに距離(Ｐ＋所定値Ｓ)未満を保って配置されてＰ/
   ２以上の幅を有する複数のパターンから構成される主パ
   ターンにおける最外に位置する２つのパターンの少なく
   とも一方の外側近傍に、上記主パターンと同じ透過特性
   を有する幅Ｓの補助パターンを配置し、 この補助パターンの幅ＳをＰ/２より狭くする一方、上
   記一方の最外に位置するパターンから上記補助パターン
   までの距離をＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以下であ
   るようにしたことを特徴とする変形照明露光装置用マス
   ク。
6. 【請求項６】 解像可能なパターンの最小ピッチを表す
   最小パターンピッチＰを有するパターンを転写するため
   の変形照明露光装置用マスクであって、 互いに距離を保って配置されてＰ/２以上の幅を有する
   複数のパターンから構成される主パターンに在って距離
   (Ｐ＋所定値Ｓ)以上離れて隣接する２つのパターンの間
   に、上記主パターンと同じ透過特性を有する幅Ｓの補助
   パターンを配置し、 この補助パターンの幅ＳをＰ/２より狭くする一方、上
   記隣接する２つのパターンから上記補助パターンまでの
   距離をＰ/２以上であって且つ(Ｐ−Ｓ)以下であるよう
   にしたことを特徴とする変形照明露光装置用マスク。