JPH10186629A - 露光用マスク及びその作製方法並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
露光用マスク及びその作製方法並びに半導体装置の製造方法Info
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- JPH10186629A JPH10186629A JP34136796A JP34136796A JPH10186629A JP H10186629 A JPH10186629 A JP H10186629A JP 34136796 A JP34136796 A JP 34136796A JP 34136796 A JP34136796 A JP 34136796A JP H10186629 A JPH10186629 A JP H10186629A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
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- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスク上に形成された孤立パターンの焦点深
度を向上させる露光用マスクを提供する。 【解決手段】 孤立パターンに対してウエハ上に解像し
ない線幅の補助パターンを配置し、孤立パターンにピッ
チの小さい周期性をもたせることにより焦点深度の向上
を図る。
度を向上させる露光用マスクを提供する。 【解決手段】 孤立パターンに対してウエハ上に解像し
ない線幅の補助パターンを配置し、孤立パターンにピッ
チの小さい周期性をもたせることにより焦点深度の向上
を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造工程のリソグラフィーに用いられる露光用マスク及び
そのマスクの作製方法並びにこのマスクを用いた半導体
装置の製造方法に係り、特に孤立パターンの焦点深度を
向上させる露光用マスクとこのマスクの作製方法、並び
にこのマスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。
造工程のリソグラフィーに用いられる露光用マスク及び
そのマスクの作製方法並びにこのマスクを用いた半導体
装置の製造方法に係り、特に孤立パターンの焦点深度を
向上させる露光用マスクとこのマスクの作製方法、並び
にこのマスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高速化、高集積化の
要求に伴い、パターンの微細化の必要性はますます高く
なっている。デバイスパターンの微細化に伴い、リソグ
ラフィー技術は、従来の円形光源を用いた円形照明によ
る露光では十分な焦点深度が得られないため、各種の超
解像技術が利用されつつある。これらの超解像技術とし
て、変形照明法やレベンソン位相シフト法（特公昭６２
−５０８１１号公報）などが提案されている。
要求に伴い、パターンの微細化の必要性はますます高く
なっている。デバイスパターンの微細化に伴い、リソグ
ラフィー技術は、従来の円形光源を用いた円形照明によ
る露光では十分な焦点深度が得られないため、各種の超
解像技術が利用されつつある。これらの超解像技術とし
て、変形照明法やレベンソン位相シフト法（特公昭６２
−５０８１１号公報）などが提案されている。
【０００３】変形照明法は、パターンからの０次回折光
と±１次光のうちの一方のみが投影光学系に入り、しか
も、その０次光と±１次光のうちの一方が瞳面において
概ね対象の位置を通るように照明光の入射角を選ぶこと
にある。この方法により、焦点深度を増大させることが
できるとともに解像力も向上させることができる。
と±１次光のうちの一方のみが投影光学系に入り、しか
も、その０次光と±１次光のうちの一方が瞳面において
概ね対象の位置を通るように照明光の入射角を選ぶこと
にある。この方法により、焦点深度を増大させることが
できるとともに解像力も向上させることができる。
【０００４】しかし、これらの技術はライン・アンド・
スペースなどの周期的なパターンに対して解像性能及び
焦点深度の向上が大きい反面、孤立パターンでは効果が
ないなどパターン配置に制約がある。その理由は、変形
照明法及びレベンソン型位相シフト法は、パターンの周
期により発生する回折光を利用して、２光束干渉状態を
作り出すことにより焦点深度の向上を図るものである
が、孤立パターンでは、パターン周期が大きいため、２
光束干渉状態を作り出すことが困難となるからである。
スペースなどの周期的なパターンに対して解像性能及び
焦点深度の向上が大きい反面、孤立パターンでは効果が
ないなどパターン配置に制約がある。その理由は、変形
照明法及びレベンソン型位相シフト法は、パターンの周
期により発生する回折光を利用して、２光束干渉状態を
作り出すことにより焦点深度の向上を図るものである
が、孤立パターンでは、パターン周期が大きいため、２
光束干渉状態を作り出すことが困難となるからである。
【０００５】図１２は縮小露光技術の回折理論を説明す
るための模式図である。図１２（ａ）は、小さいパター
ンピッチを有するマスクを使用した模式図であり、図１
２（ｂ）は、大きいパターンピッチを有するマスクを使
用した模式図である。
るための模式図である。図１２（ａ）は、小さいパター
ンピッチを有するマスクを使用した模式図であり、図１
２（ｂ）は、大きいパターンピッチを有するマスクを使
用した模式図である。
【０００６】図１２（ａ）において、５７はステッパの
光源（図示していない）から発せられた露光用の光、５
８は遮光部６３と透明部６４を有する小さいパターンピ
ッチのマスク、５９はマスクを透過した光が分離され入
射するレンズ、６０はレンズの瞳面、６２は投影面であ
るウエハ面を示す。
光源（図示していない）から発せられた露光用の光、５
８は遮光部６３と透明部６４を有する小さいパターンピ
ッチのマスク、５９はマスクを透過した光が分離され入
射するレンズ、６０はレンズの瞳面、６２は投影面であ
るウエハ面を示す。
【０００７】図１２（ａ）を参照して、小さいパターン
ピッチ有するマスク５８を透過した光５７は、光軸に沿
って直進する０次回折光５２と光軸に対してθ（ｓｉｎ
θ＝λ／Ｐ、λ：露光光の波長、Ｐ：パターンピッチ）
なる角度をなす＋１次回折光５３と、−１次回折光５４
に分離されレンズ５９の瞳面６０に入射し、ウエハ面６
２で結像してマスク５８のパターンの像を形成する。
ピッチ有するマスク５８を透過した光５７は、光軸に沿
って直進する０次回折光５２と光軸に対してθ（ｓｉｎ
θ＝λ／Ｐ、λ：露光光の波長、Ｐ：パターンピッチ）
なる角度をなす＋１次回折光５３と、−１次回折光５４
に分離されレンズ５９の瞳面６０に入射し、ウエハ面６
２で結像してマスク５８のパターンの像を形成する。
【０００８】一方、図１２（ｂ）は、遮光部６３と透明
部６４を有する大きいパターンピッチのマスク６１に光
５７を入射した場合である。図１２（ｂ）において、大
きいパターンピッチ有するマスク６１を透過した光５７
は、光軸に沿って直進する０次回折光５２、光軸に対し
てθなる角度をなす＋１次回折光５３、−１次回折光５
４、＋２次回折光５５、−２次回折光５１、＋３次回折
光５６、−３次回折光５０に分離されレンズ５９の瞳面
６０に入射し、ウエハ面６２で結像してマスク６１のパ
ターンの像を形成する。
部６４を有する大きいパターンピッチのマスク６１に光
５７を入射した場合である。図１２（ｂ）において、大
きいパターンピッチ有するマスク６１を透過した光５７
は、光軸に沿って直進する０次回折光５２、光軸に対し
てθなる角度をなす＋１次回折光５３、−１次回折光５
４、＋２次回折光５５、−２次回折光５１、＋３次回折
光５６、−３次回折光５０に分離されレンズ５９の瞳面
６０に入射し、ウエハ面６２で結像してマスク６１のパ
ターンの像を形成する。
【０００９】図１２（ａ）、図１２（ｂ）においても、
レンズ５９の瞳面６０の内側を透過した回折光のみがウ
エハ面６２への像形成に寄与する。そのため、図１２
（ｂ）では、マスクのパターンピッチが大きいため、光
軸に対する角度θが小さくなり、±１次回折光、±２次
回折光、±３次回折光、…がレンズ５９の瞳面６０の内
側に入射し多光束干渉が起こる。
レンズ５９の瞳面６０の内側を透過した回折光のみがウ
エハ面６２への像形成に寄与する。そのため、図１２
（ｂ）では、マスクのパターンピッチが大きいため、光
軸に対する角度θが小さくなり、±１次回折光、±２次
回折光、±３次回折光、…がレンズ５９の瞳面６０の内
側に入射し多光束干渉が起こる。
【００１０】図１３は図１２に示したマスクを用いた場
合における投影レンズ系の瞳面上に形成される回折光の
様子を示す模式図である。図１３（ａ）は、小さいパタ
ーンピッチを有するマスク５８の瞳面上回折光を示し、
図１３（ｂ）は大きいパターンピッチを有するマスク６
１の瞳面上回折光を示す。
合における投影レンズ系の瞳面上に形成される回折光の
様子を示す模式図である。図１３（ａ）は、小さいパタ
ーンピッチを有するマスク５８の瞳面上回折光を示し、
図１３（ｂ）は大きいパターンピッチを有するマスク６
１の瞳面上回折光を示す。
【００１１】図１３において、６０は投影レンズの瞳
面、５２は０次回折光、５３は＋１次回折光、５４は−
１次回折光、５５は＋２次回折光、５１は−２次回折
光、５６は＋３次回折光、５０は−３次回折光である。
面、５２は０次回折光、５３は＋１次回折光、５４は−
１次回折光、５５は＋２次回折光、５１は−２次回折
光、５６は＋３次回折光、５０は−３次回折光である。
【００１２】図１３（ｂ）では、マスクに形成されてい
るパターンピッチが大きいため、瞳面への入射角θが小
さく回折光の間隔が小さくなるので、瞳面６０の中に高
次の回折光まで進入する。このため、パターンピッチの
大きい孤立パターンでは多光束干渉が起こり、図１３
（ａ）に示したパターンピッチの小さい連続パターンと
比較すると焦点深度が減少する。
るパターンピッチが大きいため、瞳面への入射角θが小
さく回折光の間隔が小さくなるので、瞳面６０の中に高
次の回折光まで進入する。このため、パターンピッチの
大きい孤立パターンでは多光束干渉が起こり、図１３
（ａ）に示したパターンピッチの小さい連続パターンと
比較すると焦点深度が減少する。
【００１３】ここで、図１４を参照して、多光束干渉が
起こることにより焦点深度が低下する理由について説明
する。図１４は各種干渉による結像を説明するための模
式図である。図１４（ａ）は３光束干渉を例にした多光
束干渉による結像を示し、図１４（ｂ）は２光束干渉に
よる結像を示す。
起こることにより焦点深度が低下する理由について説明
する。図１４は各種干渉による結像を説明するための模
式図である。図１４（ａ）は３光束干渉を例にした多光
束干渉による結像を示し、図１４（ｂ）は２光束干渉に
よる結像を示す。
【００１４】図１４（ａ）の３光束干渉では、０次光を
基準にした±１次光の位相が、デフォーカスと共に変わ
っていくので、像のコントラストが落ちる。これは３光
束以上の多光束になればなる程一層顕著になる。一方、
図１４（ｂ）の２光束干渉では、二つの波の谷（弱めあ
う部分）と山（強めあう部分）がそれぞれ同じ位置に発
生するため、両者の位相差はデフォーカス時でも発生せ
ず像のコントラストは低下しない。
基準にした±１次光の位相が、デフォーカスと共に変わ
っていくので、像のコントラストが落ちる。これは３光
束以上の多光束になればなる程一層顕著になる。一方、
図１４（ｂ）の２光束干渉では、二つの波の谷（弱めあ
う部分）と山（強めあう部分）がそれぞれ同じ位置に発
生するため、両者の位相差はデフォーカス時でも発生せ
ず像のコントラストは低下しない。
【００１５】以上より、多光束干渉では、ベストフォー
カス面からデフォーカス方向にずれたときに、位相関係
が変化するため像のコントラストが維持できず、焦点深
度が低下してしまうという問題が発生する。
カス面からデフォーカス方向にずれたときに、位相関係
が変化するため像のコントラストが維持できず、焦点深
度が低下してしまうという問題が発生する。
【００１６】この問題を解決する方法として、例えば、
特開平６−２７５４９２号公報により、同一マスク上に
連続パターンと孤立パターンが混在する場合の孤立パタ
ーンの焦点深度を向上させる方法が提案されている。
特開平６−２７５４９２号公報により、同一マスク上に
連続パターンと孤立パターンが混在する場合の孤立パタ
ーンの焦点深度を向上させる方法が提案されている。
【００１７】ここで、特開平６−２７５４９２号公報に
開示された同一マスク上に連続パターンと孤立パターン
が混在する場合の、孤立パターンの焦点深度を向上させ
る方法について説明する。
開示された同一マスク上に連続パターンと孤立パターン
が混在する場合の、孤立パターンの焦点深度を向上させ
る方法について説明する。
【００１８】図１５は、従来の孤立パターンの焦点深度
を向上させる方法を示すパターンの平面図である。ま
ず、図１５（ａ）はライン・アンド・スペースパターン
を示すパターン平面図である。図１５（ｂ）は図１５
（ａ）と同一マスク上に描画した孤立パターン６９およ
び補助パターン７０を示すパターン平面図、図１５
（ｃ）は図１５（ｂ）の補助パターンの反転パターンを
示すパターン平面図である。
を向上させる方法を示すパターンの平面図である。ま
ず、図１５（ａ）はライン・アンド・スペースパターン
を示すパターン平面図である。図１５（ｂ）は図１５
（ａ）と同一マスク上に描画した孤立パターン６９およ
び補助パターン７０を示すパターン平面図、図１５
（ｃ）は図１５（ｂ）の補助パターンの反転パターンを
示すパターン平面図である。
【００１９】図１５（ａ）、図１５（ｂ）において、マ
スク６７上にはライン・アンド・スペースパターン６８
並びに孤立パターン６９及びその補助パターン７０が形
成されている。図１５（ｃ）において、マスク６７とは
別層のマスク７１上には補助パターン７０を反転させる
Ｃｒ抜きの反転パターン７２が形成されている。
スク６７上にはライン・アンド・スペースパターン６８
並びに孤立パターン６９及びその補助パターン７０が形
成されている。図１５（ｃ）において、マスク６７とは
別層のマスク７１上には補助パターン７０を反転させる
Ｃｒ抜きの反転パターン７２が形成されている。
【００２０】まず、マスク６７を用いて、４分割光源か
ら斜入射照明により縮小投影露光を行い、ライン・アン
ド・スペースパターン６８、孤立パターン６９及び補助
パターン７０をウエハ上のポジ型レジストに転写する。
続いて、マスク７１を用い、同様に縮小投影露光を行う
ことにより、孤立パターン６９の両サイドに形成された
補助パターン７０の転写パターンを消滅させるものであ
る。
ら斜入射照明により縮小投影露光を行い、ライン・アン
ド・スペースパターン６８、孤立パターン６９及び補助
パターン７０をウエハ上のポジ型レジストに転写する。
続いて、マスク７１を用い、同様に縮小投影露光を行う
ことにより、孤立パターン６９の両サイドに形成された
補助パターン７０の転写パターンを消滅させるものであ
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、孤立パターンの焦点深度を向上させるために孤立パ
ターンの両サイドに設けた補助パターンは、ウエハ上に
解像してしまう。このため、反転パターンで補助パター
ンを消滅させるマスクが必要であるとともに、そのマス
クを用いて補助パターンを消滅させる工程が必要とな
り、工程数が増加することになる。また、パターン露光
時に位置合せ誤差が生じた場合において、補助パターン
を消滅させる機能が劣化する等の問題点がある。
は、孤立パターンの焦点深度を向上させるために孤立パ
ターンの両サイドに設けた補助パターンは、ウエハ上に
解像してしまう。このため、反転パターンで補助パター
ンを消滅させるマスクが必要であるとともに、そのマス
クを用いて補助パターンを消滅させる工程が必要とな
り、工程数が増加することになる。また、パターン露光
時に位置合せ誤差が生じた場合において、補助パターン
を消滅させる機能が劣化する等の問題点がある。
【００２２】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、別層のマスクを用いて工程を増
加させることなく、孤立パターンの焦点深度を向上させ
る露光用マスクを得ることを目的とする。
ためになされたもので、別層のマスクを用いて工程を増
加させることなく、孤立パターンの焦点深度を向上させ
る露光用マスクを得ることを目的とする。
【００２３】また、連続パターンと焦点深度の小さい孤
立パターンが混在するマスクを用いて、実際のウエハ面
に露光する場合においても、露光による像のボケや解像
度の低下を生じることなく良好なパターンを形成するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
立パターンが混在するマスクを用いて、実際のウエハ面
に露光する場合においても、露光による像のボケや解像
度の低下を生じることなく良好なパターンを形成するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る露光用マ
スクは、マスク基板と、このマスク基板の主表面上に、
第１の間隔をおいて繰り返し配置される連続パターン及
びこの連続パターンに隣接して第１の間隔以上の第２の
間隔をおいて配置される孤立パターンが形成された所定
の主パターンと、所定の主パターンの並び方向に沿って
形成され、孤立パターンに周期性をもたせることによ
り、瞳面上における回折光の多光束干渉を解消するとと
もに、露光光による投影面への解像限界以下の線幅であ
る補助パターンとを備えたものである。
スクは、マスク基板と、このマスク基板の主表面上に、
第１の間隔をおいて繰り返し配置される連続パターン及
びこの連続パターンに隣接して第１の間隔以上の第２の
間隔をおいて配置される孤立パターンが形成された所定
の主パターンと、所定の主パターンの並び方向に沿って
形成され、孤立パターンに周期性をもたせることによ
り、瞳面上における回折光の多光束干渉を解消するとと
もに、露光光による投影面への解像限界以下の線幅であ
る補助パターンとを備えたものである。
【００２５】さらに、補助パターンを格子状のパターン
としたものである。
としたものである。
【００２６】またさらに、補助パターンをハーフトーン
型の材料で形成したものである。
型の材料で形成したものである。
【００２７】この発明に係る露光用マスクの作製方法
は、マスク基板上に、露光光による投影面への解像限界
以下の線幅を有する補助パターンを形成する第１の工程
と、補助パターン上に絶縁膜を形成する第２の工程と、
絶縁膜上に第１の間隔をおいて繰り返し配置される連続
パターン及びこの連続パターンに隣接して第１の間隔以
上の第２の間隔をおいて配置される孤立パターンが配置
された所定の主パターンを形成する第３の工程とを備
え、第１の工程で形成された補助パターンは、第３の工
程で形成された孤立パターンに周期性をもたせることに
より瞳面上における回折光の多光束干渉を解消するもの
である。
は、マスク基板上に、露光光による投影面への解像限界
以下の線幅を有する補助パターンを形成する第１の工程
と、補助パターン上に絶縁膜を形成する第２の工程と、
絶縁膜上に第１の間隔をおいて繰り返し配置される連続
パターン及びこの連続パターンに隣接して第１の間隔以
上の第２の間隔をおいて配置される孤立パターンが配置
された所定の主パターンを形成する第３の工程とを備
え、第１の工程で形成された補助パターンは、第３の工
程で形成された孤立パターンに周期性をもたせることに
より瞳面上における回折光の多光束干渉を解消するもの
である。
【００２８】またこの発明に係る半導体装置の製造方法
は、マスク基板上に、第１の間隔をおいて繰り返し配置
される連続パターン及びこの連続パターンに隣接して第
１の間隔以上の第２の間隔をおいて配置される孤立パタ
ーンが形成された所定の主パターンと、所定の主パター
ンの並び方向に沿って形成され、孤立パターンに周期性
をもたせることにより瞳面上における回折光の多光束干
渉を解消するとともに露光光の投影面への解像限界以下
の線幅である補助パターンとを備え、この連続パターン
及び孤立パターン並びに補助パターンを形成したマスク
を用いて縮小投影露光を行うものである。
は、マスク基板上に、第１の間隔をおいて繰り返し配置
される連続パターン及びこの連続パターンに隣接して第
１の間隔以上の第２の間隔をおいて配置される孤立パタ
ーンが形成された所定の主パターンと、所定の主パター
ンの並び方向に沿って形成され、孤立パターンに周期性
をもたせることにより瞳面上における回折光の多光束干
渉を解消するとともに露光光の投影面への解像限界以下
の線幅である補助パターンとを備え、この連続パターン
及び孤立パターン並びに補助パターンを形成したマスク
を用いて縮小投影露光を行うものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図１から図１１を用いて、
この発明の実施の形態について説明する。図１〜図１１
に記載した寸法は、ウエハ上での寸法であるウエハ換算
値で示す。
この発明の実施の形態について説明する。図１〜図１１
に記載した寸法は、ウエハ上での寸法であるウエハ換算
値で示す。
【００３０】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形
態１におけるマスクの平面図であり、図２は図１のマス
ク平面図のＡ−Ａ’面の断面構造図である。図３はマス
ク基板上に形成された格子パターンのパターン平面図、
図４はマスク基板上に形成されたウエハ上に形成したい
所定の主パターンの平面図である。
態１におけるマスクの平面図であり、図２は図１のマス
ク平面図のＡ−Ａ’面の断面構造図である。図３はマス
ク基板上に形成された格子パターンのパターン平面図、
図４はマスク基板上に形成されたウエハ上に形成したい
所定の主パターンの平面図である。
【００３１】図１〜図４において、１は石英ガラス等の
透明ガラス基板であるマスク基板、２は補助パターンと
しての格子パターン、５はＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇ
ｌａｓｓ）あるいはシリコン酸化膜等の酸化膜からなる
絶縁膜、６はウエハ上に形成したい所定の主パターン、
１４はマスクである。
透明ガラス基板であるマスク基板、２は補助パターンと
しての格子パターン、５はＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇ
ｌａｓｓ）あるいはシリコン酸化膜等の酸化膜からなる
絶縁膜、６はウエハ上に形成したい所定の主パターン、
１４はマスクである。
【００３２】図１および図２のマスク１４を参照して、
格子パターン２は、例えばＣｒ膜あるいはＭｏＳｉ膜で
形成されており、パターン線幅Ｌ１＝０．１μｍ、パタ
ーン間隔幅Ｓ１＝０．４０μｍ、ピッチ０．５μｍでマ
スク基板１全面に描画されている。この格子パターン２
は、マスク基板全面に形成された絶縁膜５に埋め込まれ
ている。この絶縁膜５上に、所定の主パターン６が、例
えばＣｒ膜あるいはＭｏＳｉ膜で形成されており、パタ
ーン線幅Ｌ２＝０．３０μｍ、パターン間隔幅Ｓ２＝
１．０μｍ、Ｓ３＝０．３０μｍ間隔でマスク基板１上
に絶縁膜５を介して形成されている。
格子パターン２は、例えばＣｒ膜あるいはＭｏＳｉ膜で
形成されており、パターン線幅Ｌ１＝０．１μｍ、パタ
ーン間隔幅Ｓ１＝０．４０μｍ、ピッチ０．５μｍでマ
スク基板１全面に描画されている。この格子パターン２
は、マスク基板全面に形成された絶縁膜５に埋め込まれ
ている。この絶縁膜５上に、所定の主パターン６が、例
えばＣｒ膜あるいはＭｏＳｉ膜で形成されており、パタ
ーン線幅Ｌ２＝０．３０μｍ、パターン間隔幅Ｓ２＝
１．０μｍ、Ｓ３＝０．３０μｍ間隔でマスク基板１上
に絶縁膜５を介して形成されている。
【００３３】この発明の実施の形態１においては、マス
ク１４に示すとおり、所定の主パターン６のパターン間
隔幅Ｓ２のようなパターン間隔の広い部分に、ウエハ上
に解像しない線幅の格子パターン２を形成することによ
り、孤立している主パターンに周期性をもたせるマスク
構成とする点に特徴がある。
ク１４に示すとおり、所定の主パターン６のパターン間
隔幅Ｓ２のようなパターン間隔の広い部分に、ウエハ上
に解像しない線幅の格子パターン２を形成することによ
り、孤立している主パターンに周期性をもたせるマスク
構成とする点に特徴がある。
【００３４】図５は、この発明の実施の形態１における
所定の主パターン６の投影レンズ系の瞳面に形成される
光学像を説明するための模式図である。図５（ａ）は、
パターン線幅Ｌ２＝０．３０μｍ、パターン間隔幅Ｓ３
＝０．３０μｍで形成される連続パターンの瞳面の模式
図であり、図５（ｂ）はパターン線幅Ｌ２＝０．３０μ
ｍ、パターン間隔幅Ｓ２＝１．０μｍ、で形成される孤
立パターンの瞳面の模式図である。図５においては、補
助パターンである格子パターンが形成されていない場合
について説明する。
所定の主パターン６の投影レンズ系の瞳面に形成される
光学像を説明するための模式図である。図５（ａ）は、
パターン線幅Ｌ２＝０．３０μｍ、パターン間隔幅Ｓ３
＝０．３０μｍで形成される連続パターンの瞳面の模式
図であり、図５（ｂ）はパターン線幅Ｌ２＝０．３０μ
ｍ、パターン間隔幅Ｓ２＝１．０μｍ、で形成される孤
立パターンの瞳面の模式図である。図５においては、補
助パターンである格子パターンが形成されていない場合
について説明する。
【００３５】図５において、７は投影レンズ系の瞳面、
８は瞳面７に形成された０次回折光、９は０次回折光８
の中心点、１０は瞳面７に形成された１次回折光、１１
は１次回折光１０の中心点、１２は瞳面７に形成された
−１次回折光、１３は−１次回折光１２の中心点であ
る。
８は瞳面７に形成された０次回折光、９は０次回折光８
の中心点、１０は瞳面７に形成された１次回折光、１１
は１次回折光１０の中心点、１２は瞳面７に形成された
−１次回折光、１３は−１次回折光１２の中心点であ
る。
【００３６】一般にパターンにより発生する回折光の位
置Ｘは、 Ｘ＝λ／Ｐ λ：露光光の波長 Ｐ：パターンピッチ で表される。
置Ｘは、 Ｘ＝λ／Ｐ λ：露光光の波長 Ｐ：パターンピッチ で表される。
【００３７】図５（ａ）において、露光光としてＫｒＦ
エキシマレーザ光を使用すると、上記連続パターン（Ｌ
２＝０．３０μｍ、Ｓ３＝０．３０μｍ）に対しては、
投影レンズ系の瞳面７に形成される０次回折光８の中心
点９からその左右にそれぞれ形成された＋１次回折光１
０の中心点１１と、−１次回折光１２の中心点１３まで
の間隔Ｘは、Ｘ＝０．４１μｍとなる。一方、図５
（ｂ）において、露光光としてＫｒＦエキシマレーザ光
を使用すると、上記孤立パターン（Ｌ２＝０．３０μ
ｍ、Ｓ２＝１．０μｍ）のＸは、Ｘ＝０．１９μｍであ
る。
エキシマレーザ光を使用すると、上記連続パターン（Ｌ
２＝０．３０μｍ、Ｓ３＝０．３０μｍ）に対しては、
投影レンズ系の瞳面７に形成される０次回折光８の中心
点９からその左右にそれぞれ形成された＋１次回折光１
０の中心点１１と、−１次回折光１２の中心点１３まで
の間隔Ｘは、Ｘ＝０．４１μｍとなる。一方、図５
（ｂ）において、露光光としてＫｒＦエキシマレーザ光
を使用すると、上記孤立パターン（Ｌ２＝０．３０μ
ｍ、Ｓ２＝１．０μｍ）のＸは、Ｘ＝０．１９μｍであ
る。
【００３８】図５（ａ）の連続パターンは、回折光の間
隔Ｘが大きいため、瞳面の中に高次の回折光が発生しな
いが、図５（ｂ）の場合は、回折光の間隔Ｘが小さいた
め高次の回折光である例えば±２次回折光、±３次回折
光まで進入してしまう。しかし、この発明の実施の形態
１における格子パターン２を用いた場合を考えると、格
子パターン２のパターン間隔幅Ｓ１＝０．４μｍである
ことから、密集パターンである図５（ａ）と同様の回折
光が発生し、焦点深度が向上する。
隔Ｘが大きいため、瞳面の中に高次の回折光が発生しな
いが、図５（ｂ）の場合は、回折光の間隔Ｘが小さいた
め高次の回折光である例えば±２次回折光、±３次回折
光まで進入してしまう。しかし、この発明の実施の形態
１における格子パターン２を用いた場合を考えると、格
子パターン２のパターン間隔幅Ｓ１＝０．４μｍである
ことから、密集パターンである図５（ａ）と同様の回折
光が発生し、焦点深度が向上する。
【００３９】図６はこの発明の実施の形態１における各
種ライン・アンド・スペース（以下Ｌ／Ｓと記載する）
パターンのウエハ上の光強度分布を示すグラフである。
この発明の実施の形態１において、格子パターンサイズ
を決定する際に重要となるのは、格子パターンがウエハ
上に解像しないことである。
種ライン・アンド・スペース（以下Ｌ／Ｓと記載する）
パターンのウエハ上の光強度分布を示すグラフである。
この発明の実施の形態１において、格子パターンサイズ
を決定する際に重要となるのは、格子パターンがウエハ
上に解像しないことである。
【００４０】そこで、図６を参照して、この発明の実施
の形態１に従った格子パターン２のパターン線幅につい
て説明する。光学条件は、露光光としてＫｒＦエキシマ
レーザ光を使用し、波長λ＝０．２４８μｍ、レンズの
開口数ＮＡ＝０．５０、σ値＝０．５である。ここでσ
値は、レチクル照明系の開口数と投影光学レンズの開口
数の比である。
の形態１に従った格子パターン２のパターン線幅につい
て説明する。光学条件は、露光光としてＫｒＦエキシマ
レーザ光を使用し、波長λ＝０．２４８μｍ、レンズの
開口数ＮＡ＝０．５０、σ値＝０．５である。ここでσ
値は、レチクル照明系の開口数と投影光学レンズの開口
数の比である。
【００４１】図６において、グラフの縦軸は光学像のウ
エハ上での光強度、横軸はウエハ上のパターンの位置で
ある。図６のグラフ上のマスク断面図は、例えば、マス
ク基板１上に０．３０μｍＬ／Ｓの格子パターン２が形
成されたマスクを使用して露光を行った場合のウエハ上
での光強度について説明するために図示したものであ
る。
エハ上での光強度、横軸はウエハ上のパターンの位置で
ある。図６のグラフ上のマスク断面図は、例えば、マス
ク基板１上に０．３０μｍＬ／Ｓの格子パターン２が形
成されたマスクを使用して露光を行った場合のウエハ上
での光強度について説明するために図示したものであ
る。
【００４２】図６を参照して、グラフ上のマスク断面図
では、格子パターン２が存在する位置では０．３０μｍ
Ｌ／Ｓの光強度分布の光強度が弱く、格子パターン２が
存在しないスペース部分は０．３０μｍＬ／Ｓの光強度
分布の光強度が大きい。この光強度の差が十分であるパ
ターンは、高い解像度を得ることができる。ここで、
０．３０μｍＬ／Ｓとは、０．３０μｍのパターン線幅
の格子パターン２が０．３０μｍパターン間隔幅で形成
されたＬ／Ｓパターンを意味する。
では、格子パターン２が存在する位置では０．３０μｍ
Ｌ／Ｓの光強度分布の光強度が弱く、格子パターン２が
存在しないスペース部分は０．３０μｍＬ／Ｓの光強度
分布の光強度が大きい。この光強度の差が十分であるパ
ターンは、高い解像度を得ることができる。ここで、
０．３０μｍＬ／Ｓとは、０．３０μｍのパターン線幅
の格子パターン２が０．３０μｍパターン間隔幅で形成
されたＬ／Ｓパターンを意味する。
【００４３】図６のグラフを参照して、０．１０〜０．
１６μｍＬ／Ｓパターンを格子パターンとした時のウエ
ハ上の光強度は、投影レンズの瞳面上に光が十分入らな
いため小さく、ウエハ上のレジストに対して解像限界以
下となり、パターンは解像しない。また、０．１８μｍ
Ｌ／Ｓパターンにおいては、ウエハ上のレジストに対し
てパターニングする像のコントラストが不十分なため、
解像しない。
１６μｍＬ／Ｓパターンを格子パターンとした時のウエ
ハ上の光強度は、投影レンズの瞳面上に光が十分入らな
いため小さく、ウエハ上のレジストに対して解像限界以
下となり、パターンは解像しない。また、０．１８μｍ
Ｌ／Ｓパターンにおいては、ウエハ上のレジストに対し
てパターニングする像のコントラストが不十分なため、
解像しない。
【００４４】図６に図示したＢ−Ｂラインは、ウエハ上
に解像する光強度のレベルを示す。以上より、Ｂ−Ｂラ
インを超えないパターン線幅であれば、発明の実施の形
態１におけるマスクの格子パターンとなり得る。より好
ましくは、０．１６μｍ以下の線幅であればウエハ上に
解像することのない補助パターンとなり得る。また、焦
点深度のある連続パターンに対しては、格子線の光強度
が十分弱いため影響を及ぼすことはない。
に解像する光強度のレベルを示す。以上より、Ｂ−Ｂラ
インを超えないパターン線幅であれば、発明の実施の形
態１におけるマスクの格子パターンとなり得る。より好
ましくは、０．１６μｍ以下の線幅であればウエハ上に
解像することのない補助パターンとなり得る。また、焦
点深度のある連続パターンに対しては、格子線の光強度
が十分弱いため影響を及ぼすことはない。
【００４５】図７は０．２５μｍパターン線幅一定パタ
ーンでパターン間隔幅をパラメータとしたときの焦点深
度（以下ＤＯＦと記載する）の結果を示すグラフであ
る。図７において、縦軸はＤＯＦ、横軸はパターン間隔
幅を示す。一般に孤立パターンでは焦点深度ＤＯＦが小
さくなり、連続パターンではＤＯＦが大きくなる。
ーンでパターン間隔幅をパラメータとしたときの焦点深
度（以下ＤＯＦと記載する）の結果を示すグラフであ
る。図７において、縦軸はＤＯＦ、横軸はパターン間隔
幅を示す。一般に孤立パターンでは焦点深度ＤＯＦが小
さくなり、連続パターンではＤＯＦが大きくなる。
【００４６】ここで、格子パターンのパターンピッチを
どの程度密集パターンにする必要があるかについて説明
する。光学条件は、ＮＡ＝０．５５、σ＝０．８、露光
光としてＫｒＦエキシマレーザを使用した場合を示す。
格子パターンサイズの決定時と光学条件が異なるが、定
性的にはほぼ同じと考えられるので、以下図７を用いて
格子パターンのパターン間隔幅について検討する。
どの程度密集パターンにする必要があるかについて説明
する。光学条件は、ＮＡ＝０．５５、σ＝０．８、露光
光としてＫｒＦエキシマレーザを使用した場合を示す。
格子パターンサイズの決定時と光学条件が異なるが、定
性的にはほぼ同じと考えられるので、以下図７を用いて
格子パターンのパターン間隔幅について検討する。
【００４７】図７を参照して、パターン間隔幅が０．５
μｍ以上ではＤＯＦが小さくなり、０．５μｍ未満では
ＤＯＦが大きくなる。つまり、０．２５μｍのパターン
線幅のパターンであれば、パターンピッチは０．７５μ
ｍ以下にする必要がある。以上を考慮して格子パターン
のパターンピッチを決定すると、パターン間隔幅０．５
μｍのＤＯＦが小さいため、０．５μｍの中に格子パタ
ーンが少なくとも一本は必要となる。よって、格子パタ
ーンのパターン線幅を０．１０μｍとすると、０．４０
μｍ以下のパターン間隔幅を有する格子パターンが必要
である。
μｍ以上ではＤＯＦが小さくなり、０．５μｍ未満では
ＤＯＦが大きくなる。つまり、０．２５μｍのパターン
線幅のパターンであれば、パターンピッチは０．７５μ
ｍ以下にする必要がある。以上を考慮して格子パターン
のパターンピッチを決定すると、パターン間隔幅０．５
μｍのＤＯＦが小さいため、０．５μｍの中に格子パタ
ーンが少なくとも一本は必要となる。よって、格子パタ
ーンのパターン線幅を０．１０μｍとすると、０．４０
μｍ以下のパターン間隔幅を有する格子パターンが必要
である。
【００４８】図８および図９は実際に作製したマスクの
光学像評価を行ったグラフである。光学条件はＮＡ＝
０．５５、σ＝０．５である。図８および図９におい
て、縦軸は光学像の光強度、横軸はウエハ上のパターン
の位置を示す。
光学像評価を行ったグラフである。光学条件はＮＡ＝
０．５５、σ＝０．５である。図８および図９におい
て、縦軸は光学像の光強度、横軸はウエハ上のパターン
の位置を示す。
【００４９】図８は、マスク基板上１に０．２５μｍの
パターン線幅と２．０μｍのパターン間隔幅を有する孤
立パターンである所定の主パターン６と、０．１０μｍ
のパターン線幅と０．３０μｍのパターン間隔幅を有す
る補助パターンである格子パターン２を形成したマスク
を使用した時のＦ（フォーカス）＝０μｍの格子パター
ン有りの場合と無しの場合の光学像である。ここでＦ＝
０μｍとは、光学的な結像点にウエハ面を合わせた位置
を示し、ベストフォーカスの位置を示す。
パターン線幅と２．０μｍのパターン間隔幅を有する孤
立パターンである所定の主パターン６と、０．１０μｍ
のパターン線幅と０．３０μｍのパターン間隔幅を有す
る補助パターンである格子パターン２を形成したマスク
を使用した時のＦ（フォーカス）＝０μｍの格子パター
ン有りの場合と無しの場合の光学像である。ここでＦ＝
０μｍとは、光学的な結像点にウエハ面を合わせた位置
を示し、ベストフォーカスの位置を示す。
【００５０】図８において、格子パターンなしの光学像
は、０．２５μｍのパターン線幅を有する所定の主パタ
ーン６のエッジ部分から光強度が強くなっているが、次
の所定の主パターン６のエッジがある（図示していな
い）２．０μｍのパターン間隔の間は、光強度の強い状
態が続く。これに対して、格子パターンありの光学像
は、所定の主パターン６のパターン間隔である２．０μ
ｍの間に、０．１０μｍのパターン線幅／０．３０μｍ
のパターン間隔幅の格子パターン２があるため、パター
ンのエッジからエッジまでの距離が短く光強度分布が良
好な光学像となる。
は、０．２５μｍのパターン線幅を有する所定の主パタ
ーン６のエッジ部分から光強度が強くなっているが、次
の所定の主パターン６のエッジがある（図示していな
い）２．０μｍのパターン間隔の間は、光強度の強い状
態が続く。これに対して、格子パターンありの光学像
は、所定の主パターン６のパターン間隔である２．０μ
ｍの間に、０．１０μｍのパターン線幅／０．３０μｍ
のパターン間隔幅の格子パターン２があるため、パター
ンのエッジからエッジまでの距離が短く光強度分布が良
好な光学像となる。
【００５１】図９は、図８と同様のマスクを使用した時
のＦ（フォーカス）＝０．６μｍの格子パターン有りの
場合と無しの場合の光学像である。ここで、Ｆ＝０．６
μｍとは、ベストフォーカスの位置から投影面が０．６
μｍずれていることを意味する。
のＦ（フォーカス）＝０．６μｍの格子パターン有りの
場合と無しの場合の光学像である。ここで、Ｆ＝０．６
μｍとは、ベストフォーカスの位置から投影面が０．６
μｍずれていることを意味する。
【００５２】図９においても、図８と同様に格子パター
ン有りの場合の光強度分布は良好である。以上より、投
影面がベストフォーカス面から０．６μｍずれた場合で
も、格子パターン２は孤立パターンの焦点深度を向上さ
せる効果を有する。
ン有りの場合の光強度分布は良好である。以上より、投
影面がベストフォーカス面から０．６μｍずれた場合で
も、格子パターン２は孤立パターンの焦点深度を向上さ
せる効果を有する。
【００５３】次に、図１および図２で示したマスク１４
の製造方法について図１０を参照して説明する。図１０
（ａ）〜（ｇ）は、マスクの製造工程を示す断面構造図
である。この断面は、例えば図１のＡ−Ａ’断面であ
る。
の製造方法について図１０を参照して説明する。図１０
（ａ）〜（ｇ）は、マスクの製造工程を示す断面構造図
である。この断面は、例えば図１のＡ−Ａ’断面であ
る。
【００５４】まず、図１０（ａ）において、マスク基板
１上にＭｏＳｉ膜あるいはＣｒ膜で格子パターン２とな
る遮光膜を膜厚約１０００Å形成する。次に図１０
（ｂ）において電子ビーム用レジスト３を塗布し、電子
ビーム４による描画によりレジスト３上にマスクパター
ンを描画する。その後、図１０（ｃ）において、例えば
ドライエッチングをおこない格子パターン２を形成す
る。ドライエッチングには、Ｃｒ膜に対しては例えばＣ
Ｃｌ4＋Ｏ2ガスが用いられ、ＭｏＳｉ膜に対しては、例
えばＣＦ4＋Ｏ2ガスが用いられる。
１上にＭｏＳｉ膜あるいはＣｒ膜で格子パターン２とな
る遮光膜を膜厚約１０００Å形成する。次に図１０
（ｂ）において電子ビーム用レジスト３を塗布し、電子
ビーム４による描画によりレジスト３上にマスクパター
ンを描画する。その後、図１０（ｃ）において、例えば
ドライエッチングをおこない格子パターン２を形成す
る。ドライエッチングには、Ｃｒ膜に対しては例えばＣ
Ｃｌ4＋Ｏ2ガスが用いられ、ＭｏＳｉ膜に対しては、例
えばＣＦ4＋Ｏ2ガスが用いられる。
【００５５】次に図１０（ｄ）においてエッチングのス
トッパー膜としてＳＯＧ等からなる絶縁膜５を約２００
０Å塗布する。次に図１０（ｅ）において、ＭｏＳｉ膜
あるいはＣｒ膜でウエハ上に形成したい所定の主パター
ン６となる遮光膜を膜厚約１０００Å形成する。次に図
１０（ｆ）において、電子ビーム用レジスト３を塗布し
電子ビーム４による描画によりレジスト３上にマスクパ
ターンを描画する。その後図１０（ｇ）において、例え
ばドライエッチングをおこない主パターン６を形成す
る。
トッパー膜としてＳＯＧ等からなる絶縁膜５を約２００
０Å塗布する。次に図１０（ｅ）において、ＭｏＳｉ膜
あるいはＣｒ膜でウエハ上に形成したい所定の主パター
ン６となる遮光膜を膜厚約１０００Å形成する。次に図
１０（ｆ）において、電子ビーム用レジスト３を塗布し
電子ビーム４による描画によりレジスト３上にマスクパ
ターンを描画する。その後図１０（ｇ）において、例え
ばドライエッチングをおこない主パターン６を形成す
る。
【００５６】以上のように、この発明の実施の形態１に
おけるマスクの作製方法では、所定の主パターン６の形
成前に補助パターンである格子パターン２を形成してい
るので、所定の主パターン６の孤立パターン部分に対す
る補助パターンの位置に注意を払う必要がなく、マスク
の作製が簡単に行えるという効果を奏する。
おけるマスクの作製方法では、所定の主パターン６の形
成前に補助パターンである格子パターン２を形成してい
るので、所定の主パターン６の孤立パターン部分に対す
る補助パターンの位置に注意を払う必要がなく、マスク
の作製が簡単に行えるという効果を奏する。
【００５７】上記により作製したマスク１４を用いて、
例えば露光光としてＫｒＦエキシマレーザ光を使用した
縮小投影露光を行い、投影面であるウエハ上のレジスト
に形成したい所定の主パターン６を転写し、その後にウ
エハを現像して所定のパターン６をウエハ上に形成す
る。以下、リソグラフィー以外については、公知の製造
工程に従って半導体装置を製造する。
例えば露光光としてＫｒＦエキシマレーザ光を使用した
縮小投影露光を行い、投影面であるウエハ上のレジスト
に形成したい所定の主パターン６を転写し、その後にウ
エハを現像して所定のパターン６をウエハ上に形成す
る。以下、リソグラフィー以外については、公知の製造
工程に従って半導体装置を製造する。
【００５８】このマスク１４を用いて、リソグラフィー
を行うことにより、連続パターンのみならず、焦点深度
の小さい孤立パターンについても補助パターンにより焦
点深度を向上させることができるので、マスク全体のパ
ターンの焦点深度を向上させることができ、反りや表面
段差が存在する実際のウエハ面に露光する場合において
も、露光による像のボケや解像度の低下を生じることな
く良好なパターンを形成することができ、高集積化され
た電気特性のよい半導体装置を得ることができる。さら
に、孤立パターンの焦点深度を向上させる補助パターン
は、ウエハ上に解像しない線幅であるため、補助パター
ンを消滅させるマスクと工程が不要となり半導体装置の
製造工程が簡略化される効果がある。
を行うことにより、連続パターンのみならず、焦点深度
の小さい孤立パターンについても補助パターンにより焦
点深度を向上させることができるので、マスク全体のパ
ターンの焦点深度を向上させることができ、反りや表面
段差が存在する実際のウエハ面に露光する場合において
も、露光による像のボケや解像度の低下を生じることな
く良好なパターンを形成することができ、高集積化され
た電気特性のよい半導体装置を得ることができる。さら
に、孤立パターンの焦点深度を向上させる補助パターン
は、ウエハ上に解像しない線幅であるため、補助パター
ンを消滅させるマスクと工程が不要となり半導体装置の
製造工程が簡略化される効果がある。
【００５９】実施の形態２．発明の実施の形態１におい
ては、格子パターン２となる遮光膜とウエハ上に形成し
たい所定の主パターン６となる遮光膜の間に、ＳＯＧ等
の絶縁膜５を設けたが、この実施の形態２では、格子パ
ターン２を形成する遮光膜の材料とウエハ上に形成した
い所定の主パターン６を形成する遮光膜の材料を、エッ
チングの選択比がある材料で形成することにより、格子
パターン２を主パターン６との間に絶縁膜５を形成する
ことなくマスク作製を行うようにしたものである。例え
ば、第一層の遮光膜をＣｒ膜とし、第二層の遮光膜をＭ
ｏＳｉ膜とすると両遮光膜にエッチング選択比が生じる
ため絶縁膜５は不要となり、マスク作製工程が簡略化さ
れる効果がある。
ては、格子パターン２となる遮光膜とウエハ上に形成し
たい所定の主パターン６となる遮光膜の間に、ＳＯＧ等
の絶縁膜５を設けたが、この実施の形態２では、格子パ
ターン２を形成する遮光膜の材料とウエハ上に形成した
い所定の主パターン６を形成する遮光膜の材料を、エッ
チングの選択比がある材料で形成することにより、格子
パターン２を主パターン６との間に絶縁膜５を形成する
ことなくマスク作製を行うようにしたものである。例え
ば、第一層の遮光膜をＣｒ膜とし、第二層の遮光膜をＭ
ｏＳｉ膜とすると両遮光膜にエッチング選択比が生じる
ため絶縁膜５は不要となり、マスク作製工程が簡略化さ
れる効果がある。
【００６０】実施の形態３．図１１は、この発明の実施
の形態３における補助パターンである格子パターンの平
面図である。発明の実施の形態３においては、格子パタ
ーンとなる遮光膜をハーフトーン膜１５で形成したもの
である。格子パターンはウエハ上のレジストに対して解
像限界以下のパターンを形成する必要があるため、完全
遮光膜を用いると格子パターンは０．１０μｍ以下程度
の線幅になる。しかし、透過率Ｔ＝３０％以上の例えば
ＭＯＳｉＯＮ膜あるいはＣｒＯＮ膜などのハーフトーン
膜１５で格子パターンを形成すると、０．１４μｍ付近
までパターン線幅が許容され、マスクの作製が容易とな
る効果がある。
の形態３における補助パターンである格子パターンの平
面図である。発明の実施の形態３においては、格子パタ
ーンとなる遮光膜をハーフトーン膜１５で形成したもの
である。格子パターンはウエハ上のレジストに対して解
像限界以下のパターンを形成する必要があるため、完全
遮光膜を用いると格子パターンは０．１０μｍ以下程度
の線幅になる。しかし、透過率Ｔ＝３０％以上の例えば
ＭＯＳｉＯＮ膜あるいはＣｒＯＮ膜などのハーフトーン
膜１５で格子パターンを形成すると、０．１４μｍ付近
までパターン線幅が許容され、マスクの作製が容易とな
る効果がある。
【００６１】また、この実施の形態３におけるマスクの
作製方法については、実施の形態１におけるマスクの作
製方法と同様である。
作製方法については、実施の形態１におけるマスクの作
製方法と同様である。
【００６２】なお、実施の形態１〜３では格子パターン
２となる遮光膜を基板上に形成し、その後でウエハ上に
形成したい所定の主パターン６を形成したが、その工程
の順番を逆にしてもよい。また、実施の形態１〜３では
格子パターン２を等間隔に形成したが、格子パターン２
は計算されるピッチ内で配置されれば等間隔でなくても
よい。さらに、マスク全体に形成する必要はなく、孤立
パターンの所のみに格子パターンが存在すればよい。
２となる遮光膜を基板上に形成し、その後でウエハ上に
形成したい所定の主パターン６を形成したが、その工程
の順番を逆にしてもよい。また、実施の形態１〜３では
格子パターン２を等間隔に形成したが、格子パターン２
は計算されるピッチ内で配置されれば等間隔でなくても
よい。さらに、マスク全体に形成する必要はなく、孤立
パターンの所のみに格子パターンが存在すればよい。
【００６３】またさらに、実施の形態１〜３の補助パタ
ーンは格子パターンでなくてもよく、孤立パターンの並
び方向のライン・アンド・スペースであるストライプパ
ターンでもよい。
ーンは格子パターンでなくてもよく、孤立パターンの並
び方向のライン・アンド・スペースであるストライプパ
ターンでもよい。
【００６４】
【発明の効果】この発明に係る露光用マスクは、連続パ
ターンと孤立パターンを有するマスクと同一マスク上
に、露光光の投影面への解像限界以下の補助パターンを
形成し、孤立パターンにピッチの小さい周期をもたせる
ことにより孤立パターンの焦点深度を向上させるので、
別層のマスクを用いて補助パターンを消滅させる工程を
省略することができる。
ターンと孤立パターンを有するマスクと同一マスク上
に、露光光の投影面への解像限界以下の補助パターンを
形成し、孤立パターンにピッチの小さい周期をもたせる
ことにより孤立パターンの焦点深度を向上させるので、
別層のマスクを用いて補助パターンを消滅させる工程を
省略することができる。
【００６５】さらに、補助パターンを格子パターンとし
たことにより、Ｘ方向の孤立パターンに対してもＹ方向
の孤立パターンに対してもこの格子パターンを適用する
ことができる。またさらに、補助パターンをハーフトー
ン型の材料で形成したことにより、補助パターンのパタ
ーン線幅を広くすることができ、補助パターンを容易に
作製できる。
たことにより、Ｘ方向の孤立パターンに対してもＹ方向
の孤立パターンに対してもこの格子パターンを適用する
ことができる。またさらに、補助パターンをハーフトー
ン型の材料で形成したことにより、補助パターンのパタ
ーン線幅を広くすることができ、補助パターンを容易に
作製できる。
【００６６】この発明に係る露光用マスクの作製方法
は、連続パターンと孤立パターンを有する所定の主パタ
ーンの形成前に、補助パターンを形成しているので、所
定の主パターンの孤立パターン部分に対する補助パター
ンの位置に注意を払う必要がなく、マスクの作製を簡単
に行うことができる。
は、連続パターンと孤立パターンを有する所定の主パタ
ーンの形成前に、補助パターンを形成しているので、所
定の主パターンの孤立パターン部分に対する補助パター
ンの位置に注意を払う必要がなく、マスクの作製を簡単
に行うことができる。
【００６７】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、露光光の投影面への解像限界以下の補助パターン
により孤立パターンの焦点深度を向上させることができ
るので、連続パターンを含むマスク全体のパターンの焦
点深度を向上させることができ、反りや表面段差が存在
する実際の投影面に露光する場合においても、露光によ
る像のボケや解像度の低下を生じることなく良好なパタ
ーンを形成することができる。従って、高集積化された
電気特性のよい半導体装置を得ることができる。
法は、露光光の投影面への解像限界以下の補助パターン
により孤立パターンの焦点深度を向上させることができ
るので、連続パターンを含むマスク全体のパターンの焦
点深度を向上させることができ、反りや表面段差が存在
する実際の投影面に露光する場合においても、露光によ
る像のボケや解像度の低下を生じることなく良好なパタ
ーンを形成することができる。従って、高集積化された
電気特性のよい半導体装置を得ることができる。
【００６８】さらに、補助パターンは、露光光の投影面
への解像限界以下の線幅であるため、補助パターンを消
滅させるマスクと工程が不要となり半導体装置の製造工
程が簡略化される効果がある。
への解像限界以下の線幅であるため、補助パターンを消
滅させるマスクと工程が不要となり半導体装置の製造工
程が簡略化される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１におけるマスクの平
面図である。
面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるマスクの断
面構造図である。
面構造図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における格子パター
ンの平面図である。
ンの平面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１における主パターン
の平面図である。
の平面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１における主パターン
の投影レンズ系の瞳面上に形成される光学像を説明する
模式図である。
の投影レンズ系の瞳面上に形成される光学像を説明する
模式図である。
【図６】 この発明の実施の形態１における各種ライン
・アンド・スペースパターンの光強度分布を示すグラフ
である。
・アンド・スペースパターンの光強度分布を示すグラフ
である。
【図７】 この発明の実施の形態１における０．２５μ
ｍパターン線幅一定でパターン間隔幅をパラメータとし
たときのＤＯＦを示すグラフである。
ｍパターン線幅一定でパターン間隔幅をパラメータとし
たときのＤＯＦを示すグラフである。
【図８】 この発明の実施の形態１におけるマスクの光
学像評価を示すグラフである。
学像評価を示すグラフである。
【図９】 この発明の実施の形態１におけるマスクの光
学像評価を示すグラフである。
学像評価を示すグラフである。
【図１０】 この発明の実施の形態１におけるマスクの
作製工程を示す断面構造図である。
作製工程を示す断面構造図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３における格子パタ
ーンの平面図である。
ーンの平面図である。
【図１２】 従来の技術における縮小露光技術の回折理
論を説明するための模式図である。
論を説明するための模式図である。
【図１３】 従来の技術における瞳面上の回折光の様子
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図１４】 従来の技術における各種干渉による結像を
説明する模式図である。
説明する模式図である。
【図１５】 従来の技術におけるマスクパターンの平
面図である。
面図である。
１ マスク基板、 ２ 格子パターン、 ５ 絶縁膜、
６ 主パターン、１４ マスク
６ 主パターン、１４ マスク
Claims (5)
- 【請求項１】 マスク基板と、 このマスク基板の主表面上に、第１の間隔をおいて繰り
返し配置される連続パターン及びこの連続パターンに隣
接して前記第１の間隔以上の第２の間隔をおいて配置さ
れる孤立パターンが形成された所定の主パターンと、 前記所定の主パターンの並び方向に沿って形成され、前
記孤立パターンに周期性をもたせることにより、瞳面上
における回折光の多光束干渉を解消するとともに、露光
光による投影面への解像限界以下の線幅である補助パタ
ーンとを備えたことを特徴とする露光用マスク。 - 【請求項２】 補助パターンは格子状のパターンである
ことを特徴とする請求項１に記載の露光用マスク。 - 【請求項３】 補助パターンはハーフトーン型の材料で
形成されることを特徴とする請求項１に記載の露光用マ
スク。 - 【請求項４】 マスク基板上に、露光光による投影面へ
の解像限界以下の線幅を有する補助パターンを形成する
第１の工程と、 前記補助パターン上に絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記絶縁膜上に第１の間隔をおいて繰り返し配置される
連続パターン及びこの連続パターンに隣接して前記第１
の間隔以上の第２の間隔をおいて配置される孤立パター
ンが配置された所定の主パターンを形成する第３の工程
とを備え、 前記第１の工程で形成された補助パターンは、前記第３
の工程で形成された孤立パターンに周期性をもたせるこ
とにより瞳面上における回折光の多光束干渉を解消する
ことを特徴とする露光用マスクの作製方法。 - 【請求項５】 マスク基板上に、第１の間隔をおいて繰
り返し配置される連続パターン及びこの連続パターンに
隣接して前記第１の間隔以上の第２の間隔をおいて配置
される孤立パターンが形成された所定の主パターンと、 前記所定の主パターンの並び方向に沿って形成され、前
記孤立パターンに周期性をもたせることにより瞳面上に
おける回折光の多光束干渉を解消するとともに露光光の
投影面への解像限界以下の線幅である補助パターンとを
備え、 前記連続パターン及び前記孤立パターン並びに前記補助
パターンを形成したマスクを用いて縮小投影露光を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34136796A JP3588212B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 露光用マスク及びその作製方法並びに半導体装置の製造方法 |
| US08/882,999 US5888677A (en) | 1996-12-20 | 1997-06-26 | Exposure mask, method of fabricating same, and method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34136796A JP3588212B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 露光用マスク及びその作製方法並びに半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186629A true JPH10186629A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3588212B2 JP3588212B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=18345519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34136796A Expired - Fee Related JP3588212B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 露光用マスク及びその作製方法並びに半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5888677A (ja) |
| JP (1) | JP3588212B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7632614B2 (en) | 2006-01-06 | 2009-12-15 | Elpida Memory, Inc. | Circuit pattern exposure method and mask |
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| JPH117120A (ja) * | 1997-06-18 | 1999-01-12 | Sony Corp | マスクパターン作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作成装置 |
| JP3302926B2 (ja) * | 1998-07-02 | 2002-07-15 | 株式会社東芝 | 露光装置の検査方法 |
| US6379868B1 (en) * | 1999-04-01 | 2002-04-30 | Agere Systems Guardian Corp. | Lithographic process for device fabrication using dark-field illumination |
| US6392750B1 (en) * | 1999-08-31 | 2002-05-21 | Candescent Technologies Corporation | Use of scattered and/or transmitted light in determining characteristics, including dimensional information, of object such as part of flat-panel display |
| DE10038928A1 (de) * | 2000-08-09 | 2002-02-28 | Infineon Technologies Ag | Photolithographische Maske |
| US7192479B2 (en) * | 2002-04-17 | 2007-03-20 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Laser annealing mask and method for smoothing an annealed surface |
| US20060216615A1 (en) * | 2005-03-28 | 2006-09-28 | Michael Goldstein | Wavefront engineering with off-focus mask features |
| JP2008003520A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Toshiba Corp | フォトマスク及び半導体装置の製造方法 |
| US7738692B2 (en) | 2006-07-20 | 2010-06-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Methods of determining quality of a light source |
| CN101408723B (zh) * | 2007-10-09 | 2011-03-23 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种可提高成品率的光罩 |
| CN103235489B (zh) * | 2013-05-15 | 2015-01-07 | 中国科学院光电技术研究所 | 可变周期多光束干涉光刻的方法 |
| US10811492B2 (en) | 2018-10-31 | 2020-10-20 | Texas Instruments Incorporated | Method and device for patterning thick layers |
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|---|---|---|---|---|
| US4759616A (en) * | 1985-08-26 | 1988-07-26 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for anamorphically shaping and deflecting electromagnetic beams |
| WO1991020018A1 (en) * | 1990-06-21 | 1991-12-26 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Mask for shifting phase |
| KR0135729B1 (en) * | 1993-02-12 | 1998-04-24 | Mitsubishi Electric Corp | Attenuating type phase shifting mask and method of manufacturing thereof |
| JP3202393B2 (ja) * | 1993-03-19 | 2001-08-27 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07253649A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-10-03 | Toshiba Corp | 露光用マスク及び投影露光方法 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34136796A patent/JP3588212B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-26 US US08/882,999 patent/US5888677A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7632614B2 (en) | 2006-01-06 | 2009-12-15 | Elpida Memory, Inc. | Circuit pattern exposure method and mask |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5888677A (en) | 1999-03-30 |
| JP3588212B2 (ja) | 2004-11-10 |
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