JP3102386B2 - Photomask manufacturing method - Google Patents

Photomask manufacturing method

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JP3102386B2
JP3102386B2 JP23997897A JP23997897A JP3102386B2 JP 3102386 B2 JP3102386 B2 JP 3102386B2 JP 23997897 A JP23997897 A JP 23997897A JP 23997897 A JP23997897 A JP 23997897A JP 3102386 B2 JP3102386 B2 JP 3102386B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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、投影露光装置用の
フォトマスク、特に半導体製造工程で微細パターン形成
のために用いられるフォトマスクの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask for a projection exposure apparatus, and more particularly to a method for manufacturing a photomask used for forming a fine pattern in a semiconductor manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、半導体素子の製造工程において
は、半導体基板上にパターンを形成するために、主に光
リソグラフィ技術を用いている。光リソグラフィ技術で
は、縮小投影露光装置によりフォトマスク(透明領域と
遮光領域からなるパターンが形成された露光用原板であ
り、縮小率が1:1でない場合は、特にレチクルとも呼
ばれるが、ここでは、いずれもフォトマスクと呼ぶ)の
パターンを感光性樹脂の塗布された半導体基板上に転写
し、現像により感光性樹脂の所定のパターンを得ること
ができる。
2. Description of the Related Art At present, in a manufacturing process of a semiconductor device, an optical lithography technique is mainly used to form a pattern on a semiconductor substrate. In the optical lithography technology, a photomask (an exposure original plate on which a pattern including a transparent region and a light-shielding region is formed by a reduction projection exposure apparatus. When the reduction ratio is not 1: 1, it is also particularly called a reticle. A pattern of the photosensitive resin can be obtained by transferring the pattern of the photosensitive resin on a semiconductor substrate coated with the photosensitive resin and developing the pattern.

【0003】これまでの光リソグラフィ技術において
は、主に露光装置の開発、とりわけ投影レンズ系の高N
A化により、半導体素子パターンの微細化へ対応してき
た。ここで、NA(開口数)とは、レンズがどれだけ広
がった光を集められるかに対応し、この値が大きいほど
より広がった光を集められ、レンズの性能は良いことに
なる。また、一般にレーレー(Rayleigh)の式
として良く知られているように、限界解像度(解象でき
る限界の微細パターンの寸法)とNAには、R=K1×
λ/NA(ここで、K1は感光性樹脂の性能等のプロセ
スに依存する定数)の関係があり、NAを大きくするほ
ど、限界解像度は、より微細になってきていた。
[0003] In the conventional optical lithography technology, mainly the development of an exposure apparatus, especially the high N
A has responded to miniaturization of semiconductor element patterns. Here, NA (numerical aperture) corresponds to how much light the lens can collect, and the larger the value, the more light that can be collected, and the better the performance of the lens. As is generally well known as the Rayleigh equation, the critical resolution (the size of the critical fine pattern that can be resolved) and NA are R = K1 ×
There is a relationship of λ / NA (where K1 is a constant that depends on the process such as the performance of the photosensitive resin). As the NA increases, the limit resolution becomes finer.

【0004】しかし、露光装置の高NA化により解象力
は向上するものの、逆に焦点深度(焦点位置のずれが許
容できる範囲)は減少し、焦点深度の点で更なる微細化
が困難となってきた。ここでも、実際の物理的説明は省
くが、先と同様レーレーの式として、焦点深度DOFと
NAには、DOF=K2×λ/NA2(ここで、K2は
プロセスに依存する定数)の関係が成り立つことが知ら
れている。すなわち、NAを大きくする程、焦点深度は
狭くなり、わずかな焦点位置のずれも許容できなくな
る。
[0004] However, although the resolution is improved by increasing the NA of the exposure apparatus, the depth of focus (the range in which the displacement of the focal position can be tolerated) decreases, and it becomes difficult to further miniaturize the focal depth. Was. Again, although the actual physical description is omitted, the depth of focus DOF and NA have the relationship DOF = K2 × λ / NA2 (where K2 is a process-dependent constant) as the Rayleigh equation as before. It is known to hold. That is, as the NA is increased, the depth of focus becomes narrower, and a slight shift of the focal position cannot be tolerated.

【0005】そこで、様々な超解像手法が検討されるよ
うになった。一般に、超解像手法とは、照明光学系,フ
ォトマスク,および投影レンズ系瞳面における透過率お
よび位相を制御することにより、結像面での光強度分布
を改善する手法である。
Accordingly, various super-resolution techniques have been studied. In general, the super-resolution technique is a technique for improving the light intensity distribution on the image plane by controlling the transmittance and the phase on the pupil plane of the illumination optical system, the photomask, and the projection lens system.

【0006】また各種超解像手法のなかでも、照明光学
系の最適化による解像特性の向上、いわゆる変形照明法
は現実性が高く、近年、特に注目を集めている。
[0006] Among various super-resolution methods, the improvement of resolution characteristics by optimizing the illumination optical system, that is, the so-called modified illumination method is highly realistic and has attracted particular attention in recent years.

【0007】各種超解像手法の提案により、光リソグラ
フィの限界は、露光波長以下に達している。しかし、こ
の解像限界近くのパターン形成においては、光近接効果
(Optical proximity effec
t)の影響が顕著になってきた。光近接効果とは、パタ
ーンがその周辺の他のパターンの影響を受け、形状およ
び寸法が変化する現象である。そのため、光近接効果補
正(Optical Proximity Corre
ction:以下、OPCという)が盛んに検討される
ようになった。これは、感光性樹脂パターンの変形とは
逆に、あらかじめマスクパターンを変形させておくこと
により、所望の感光性樹脂パターンを得る方法である。
OPC手法には、単純にマスクパターンのサイズ変える
方法(マスクバイアス、パターンの一部のサイズを変え
る方法は特にジョグと区別される)や、パターンの角に
解像限界以下の微細パターンを配置するハットおよびセ
ルフ等の方法がある。
[0007] With the proposal of various super-resolution techniques, the limit of optical lithography has reached below the exposure wavelength. However, in the pattern formation near the resolution limit, the optical proximity effect (Optical proximity effect) is used.
The influence of t) has become significant. The optical proximity effect is a phenomenon in which a pattern is affected by another pattern around the pattern, and the shape and dimensions change. Therefore, the optical proximity correction (Optical Proximity Corre)
ction: hereinafter referred to as OPC) has been actively studied. This is a method of obtaining a desired photosensitive resin pattern by deforming the mask pattern in advance, contrary to the deformation of the photosensitive resin pattern.
In the OPC method, a method of simply changing the size of a mask pattern (a method of changing a mask bias or a part of the size of a pattern is particularly distinguished from a jog method), or disposing a fine pattern smaller than the resolution limit at a corner of the pattern. There are methods such as hat and self.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光近接効果補正においては、マスクパターンの寸法を変
化させていたため、ある一定の刻みでしかパターン寸法
を変化させられないという問題があった。マスクデータ
作成および描画装置の露光データは、すべてx,y方向
とも等間隔のグリッド上に乗るように作成される。この
グリッドサイズは、マスク描画装置での制限で決定され
ている。すなわち、マスク描画装置の最小ビームサイズ
以上でなければ、寸法が保証できないためである。
However, in the conventional optical proximity effect correction, since the dimensions of the mask pattern are changed, there has been a problem that the pattern dimensions can be changed only at certain intervals. The mask data creation and the exposure data of the drawing apparatus are all created so as to be on a grid at equal intervals in both the x and y directions. This grid size is determined by the limitation in the mask drawing apparatus. That is, the dimension cannot be guaranteed unless it is equal to or larger than the minimum beam size of the mask drawing apparatus.

【0009】このグリッドマスク描画装置としては、主
に電子線描画装置が用いられるが、この最小ビームサイ
ズが0.05μm程度である。この場合、露光装置の縮
小率が1/5であれば、結像面上(半導体基板上)で
は、0.01μmグリッドで設計できることになる。た
だし、マスク描画装置において、ビームを最小値まで絞
って描画することは実用的ではなく、この最小グリッド
は、あまり用いられていなかった。これは、ビーム径を
絞るほど同じ面積を描画する時間は、その寸法の2乗に
反比例して増加するためであり、最小ビーム径でマスク
全面を描画するには、1日以上かかってしまう。
As the grid mask drawing apparatus, an electron beam drawing apparatus is mainly used, and the minimum beam size is about 0.05 μm. In this case, if the reduction ratio of the exposure apparatus is 1/5, it is possible to design with a 0.01 μm grid on the image plane (on the semiconductor substrate). However, in a mask drawing apparatus, it is not practical to draw a beam by narrowing the beam to a minimum value, and this minimum grid is not often used. This is because, as the beam diameter is reduced, the time for writing the same area increases in inverse proportion to the square of the dimension, and it takes one day or more to write the entire mask with the minimum beam diameter.

【0010】このような長時間の描画では、描画装置の
安定性がマスク精度に大きく影響するようになってしま
う。そのため、マスク上で安定して形成できるパターン
寸法刻みは0.1μmであり、半導体素子の設計には、
その1/5の0.02μm程度のグリッドサイズが用い
られていた。よって、光近接効果により転写パターンの
寸法が小さくなる場合に、マスクバイアスを付加する
と、反対に大きくなりすぎることもあり、マスク描画時
のグリッド以下の刻みで転写パターンの寸法を制御する
手法が必要とされていた。
In such a long-time drawing, the stability of the drawing apparatus greatly affects the mask accuracy. Therefore, the pattern dimension increment that can be stably formed on the mask is 0.1 μm, and the design of the semiconductor element requires
A grid size of about 0.0 of 0.02 μm was used. Therefore, when the dimension of the transfer pattern is reduced due to the optical proximity effect, adding a mask bias may make the transfer pattern too large.On the other hand, it is necessary to control the transfer pattern dimension in steps smaller than the grid when drawing the mask. And it was.

【0011】そして、このようなグリッドの制限のた
め、OPC手法が適用できない場合が発生していた。た
とえば、次に示すコンタクトホールパターンのリニアリ
ティにおいても、マスク寸法のグリッドの問題が生じ
る。ここで、マスク寸法と、その得られた感光性樹脂パ
ターンの寸法との関係をリニアリティと呼ぶ。そして、
ホールパターンは、ラインパターンの2倍以上寸法変動
が大きくなる(リニアリティが悪い)ことは、良く知ら
れている。
[0011] Due to such a limitation of the grid, the OPC method cannot be applied in some cases. For example, in the linearity of the contact hole pattern described below, the problem of the grid of the mask dimension occurs. Here, the relationship between the mask dimension and the dimension of the obtained photosensitive resin pattern is called linearity. And
It is well known that a hole pattern has a large dimensional variation (poor linearity) at least twice as large as a line pattern.

【0012】図9(a),(b)には、KrFエキシマ
レーザー露光(NA=0.55、コヒーレントファクタ
ーσ=0.8)における0.2μmおよび0.25μm
のホールパターンの光強度分布シミュレーションを示し
ている。また、図10には、これらの光強度分布シミュ
レーションより求めたマスクパターン寸法と感光性樹脂
に転写されるパターン寸法との関係を示している。
FIGS. 9A and 9B show 0.2 μm and 0.25 μm in KrF excimer laser exposure (NA = 0.55, coherent factor σ = 0.8).
3 shows a light intensity distribution simulation of the hole pattern of FIG. FIG. 10 shows the relationship between the mask pattern size obtained from the light intensity distribution simulation and the pattern size transferred to the photosensitive resin.

【0013】ここでは、0.2μmのホールパターンの
寸法を設計値に合わせている。このようなマスク寸法と
転写寸法の関係は、リニアリティと呼ばれている。ここ
で、感光性樹脂パターン寸法は、光強度分布シミュレー
ションの結果より、ある一定値以上(スライスレベル)
の光強度で感光性樹脂が現像により除去されるいう簡便
な現像モデルを用いて寸法を求めたものである。そし
て、そのスライスレベルは、0.2ホールパターンが
0.2μmとなる値に設定した。マスクパターン(半導
体基板上の値:1/5)と感光性樹脂パターンとの寸法
は、理想的な直線関係にはならず、大きなマスク寸法ほ
ど寸法が大きく外れることになる。
Here, the size of the hole pattern of 0.2 μm is adjusted to the design value. Such a relationship between the mask dimension and the transfer dimension is called linearity. Here, the size of the photosensitive resin pattern is a certain value or more (slice level) from the result of the light intensity distribution simulation.
The dimensions were determined using a simple development model in which the photosensitive resin was removed by development at a light intensity of: Then, the slice level was set to a value at which the 0.2 hole pattern became 0.2 μm. The dimension between the mask pattern (value on the semiconductor substrate: 1/5) and the photosensitive resin pattern does not have an ideal linear relationship, and the larger the mask dimension, the larger the dimension deviates.

【0014】このようにリニアリティが悪いと、0.2
μmと0.25μmのホールパターンを同時に形成する
ことは困難であり、0.2μmのホールパターンに露光
量を合わせると、0.25μmのホールパターンは0.
29μm以上に大きくなってしまった。0.25μmの
ホールパターン用のマスク寸法を0.225μmにすれ
ば、0.25μmの感光性樹脂パターンを得られるが、
これは、マスク描画時のグリッドのため、マスク作成が
不可能であった。
If the linearity is poor, 0.2
It is difficult to form a hole pattern of 0.25 μm and a hole pattern of 0.25 μm at the same time.
It became larger than 29 μm. If the mask size for the 0.25 μm hole pattern is 0.225 μm, a 0.25 μm photosensitive resin pattern can be obtained.
In this case, it was impossible to create a mask because of the grid at the time of mask drawing.

【0015】一方、セリフ等のOPC手法を用いれば、
セリフのサイズによりホールパターンの寸法を更に細か
な刻みで変化させられる。しかし、セリフは微細なた
め、寸法が安定しないという問題があった。特に、電子
線描画装置のフィールドつなぎにセリフパターンがかか
ると、極端に寸法が変化するという問題が知られてい
る。セリフの寸法が小さくなると、感光性樹脂に転写さ
れるホールパターンの寸法が小さくなる。ホールパター
ンは、同寸法のラインパターンに比べて焦点深度が狭
く、寸法が小さくなると更に焦点深度が減少してしま
う。そのため、ホールパターンにおけるセリフの使用
は、困難であった。
On the other hand, if an OPC method such as dialogue is used,
The size of the hole pattern can be changed in finer increments depending on the size of the serif. However, there is a problem that the dimensions are not stable because the serif is fine. In particular, there has been known a problem that when a serif pattern is applied to a field connection of an electron beam lithography apparatus, dimensions are extremely changed. As the size of the serif decreases, the size of the hole pattern transferred to the photosensitive resin decreases. The hole pattern has a smaller depth of focus than a line pattern of the same size, and the smaller the size, the further the depth of focus is reduced. Therefore, it has been difficult to use serifs in the hole pattern.

【0016】ホールパターンのリニアリティを改善する
ことにより、半導体素子の製造マージンを拡大する。た
とえば、ホールパターンが大きくなりすぎると、隣接パ
ターンが接触するという問題が生じ、反対に小さくなる
と、接合抵抗の上昇および焦点深度の低下という問題が
生じる。
By improving the linearity of the hole pattern, the manufacturing margin of the semiconductor device is expanded. For example, if the hole pattern is too large, there is a problem that adjacent patterns come into contact with each other, and if the hole pattern is too small, there is a problem that junction resistance increases and the depth of focus decreases.

【0017】本発明の目的は、セリフのような微細パタ
ーンを用いずにホールパターンのリニアリティを改善す
るフォトマスク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 photomask which improves the linearity of a hole pattern without using a fine pattern such as serifs.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、互いに寸
法の異なる複数種類のホールパターンを有し、透過照明
により前記ホールパターンを感光性樹脂に転写するフォ
トマスクの製造方法において、前記複数種類のホールパ
ターン寸法を所望の転写寸法との関係からそれぞれ求
め、前記所望のマスクパターンがグリッドに乗らない場
合は、前記所望のマスクパターンより小さく、かつグリ
ッドに乗せて設計データを作成し、オーバー露光により
描画することによって前記所望のマスクパターンを仕上
げ、 前記所望のマスクパターンがグリッドに乗る場合
は、前記所望のマスクパターンの設計データを作成し、
通常露光により描画することによって前記所望のマスク
パターンを仕上げ、複数種類のホールパターンを形成す
るものである。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a photomask according to the present invention has a plurality of types of hole patterns having different dimensions from each other, and the hole patterns are formed by a photosensitive resin by transmitted illumination. A plurality of types of hole pattern dimensions are respectively determined from a relationship with a desired transfer dimension, so that the desired mask pattern does not fit on a grid.
If the mask pattern is smaller than the desired mask pattern and
To create design data, and over-exposure
Finish the desired mask pattern by drawing
The desired mask pattern is on the grid
Creates design data of the desired mask pattern,
The desired mask is formed by drawing by normal exposure.
The pattern is finished to form a plurality of types of hole patterns.

【0019】また前記複数種類のホールパターンのうち
少なくとも1種類のホールパターンは、ホールパターン
のデータの内側にさらに二重露光用データを作成し、二
重露光用データ部分を二重露光することにより露光量を
設定するものである
Further , among the plurality of types of hole patterns,
At least one type of hole pattern is a hole pattern
Create double exposure data inside the data of
Double exposure of the data portion for double exposure
To set .

【0020】本発明は、寸法の異なるホールが存在する
マスクにおいて、まず小寸法ホールパターンを所望の大
きさよりグリッドに乗るように小さく設計する。たとえ
ば、先に述べた0.2μmと0.25μmのホールパタ
ーンを同時に半導体基板上に開口する場合は、マスク上
では0.25μmのホールパターンを0.225μmに
しておく必要があった。しかし、グリッドサイズの0.
005μmにしなければ、0.225μmのデータは作
成できない。このように細かなグリッドは、マスク描画
装置の制限があり、使用できない。そこで、0.25μ
mのホールパターンもデータ上はグリッドに乗る0.2
μmとする。そして、マスク描画時に他のパターンより
露光量を高くすることにより所望の寸法に肥大させる。
According to the present invention, in a mask having holes having different sizes, a small-size hole pattern is first designed to be smaller than a desired size so as to ride on a grid. For example, when the above-described hole patterns of 0.2 μm and 0.25 μm are simultaneously opened on the semiconductor substrate, the hole pattern of 0.25 μm needs to be 0.225 μm on the mask. However, a grid size of 0.
If it is not 005 μm, data of 0.225 μm cannot be created. Such a fine grid cannot be used due to the limitation of the mask drawing apparatus. Therefore, 0.25μ
The hole pattern of m is also on the grid on the data 0.2
μm. Then, when the mask is drawn, the exposure amount is made larger than that of the other patterns to enlarge the pattern to a desired size.

【0021】以上のように、マスクデータおよび描画装
置のグリッドサイズ以下の刻みでマスク寸法を設定する
ことにより、半導体基板上に形成される感光性樹脂パタ
ーンの寸法をより正確に制御する。
As described above, the dimensions of the photosensitive resin pattern formed on the semiconductor substrate can be more accurately controlled by setting the mask dimensions in steps smaller than the mask data and the grid size of the drawing apparatus.

【0022】特に、光近接効果補正においては、マスク
寸法を変化させ半導体基板上に所望の寸法の感光性樹脂
パターンを形成しているが、従来は、データ作成および
マスク描画時のグリッドサイズの制限があり、そのグリ
ッドサイズ以下の刻みで感光性樹脂パターンの寸法を制
御することができなかった。
In particular, in the optical proximity effect correction, a photosensitive resin pattern having a desired size is formed on a semiconductor substrate by changing a mask size. However, conventionally, there is a limitation on a grid size at the time of data creation and mask drawing. Therefore, the dimension of the photosensitive resin pattern could not be controlled in steps smaller than the grid size.

【0023】本発明のフォトマスク作製方法において
は、露光量により寸法を部分的に変化させているため、
従来のようにデジタル的ではなく、アナログ的に寸法を
制御して所望の寸法のマスクを作製することができる。
In the photomask manufacturing method of the present invention, since the dimensions are partially changed depending on the exposure amount,
A mask having a desired size can be manufactured by controlling the size in an analog manner, not in a digital manner as in the related art.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
に係るフォトマスク製造用のデータを示す図、図2は、
図1に示すデータを用いてマスク作成を行ったマスクパ
ターンを示す図である。なお、ここでは、露光装置とし
て、縮小率1/5倍(マスクパターン寸法:結像面上パ
ターン寸法=5:1)、開口数NA=0.55、コヒー
レントファクターσ=0.8のKrFエキシマレーザー
(波長λ=248nm)露光装置を用いることとする。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing data for manufacturing a photomask according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a mask pattern created by using the data shown in FIG. 1. Here, as the exposure apparatus, a KrF excimer having a reduction ratio of 1/5 (mask pattern size: pattern size on an image forming surface = 5: 1), a numerical aperture NA = 0.55, and a coherent factor σ = 0.8. A laser (wavelength λ = 248 nm) exposure apparatus is used.

【0026】また、マスク設計のグリッドは0.025
μmであり、0.2μmと0.25μm(結像面上)ホ
ールパターンを同時に形成するものとして説明する。以
下、この説明では、マスク上の寸法も半導体基板上での
値で記述する(実際のマスクパターン寸法は、その5倍
の値である)。
The grid for mask design is 0.025.
In the following description, it is assumed that hole patterns of 0.2 μm and 0.25 μm (on the image plane) are formed simultaneously. Hereinafter, in this description, the dimension on the mask is also described by a value on the semiconductor substrate (the actual mask pattern dimension is five times the value).

【0027】図1において、0.2μmホール(開口
用)パターン1および0.25μmホール(開口用)パ
ターン2は、設計(CAD)データ上では、いずれも
0.2μmデータ11となっている。そして、0.25
μmホールパターン2は、その内側にさらに2重露光用
データ12(0.15μmデータ)が作成されている。
In FIG. 1, a 0.2 μm hole (for opening) pattern 1 and a 0.25 μm hole (for opening) pattern 2 are both 0.2 μm data 11 on design (CAD) data. And 0.25
In the μm hole pattern 2, double exposure data 12 (0.15 μm data) is further created inside.

【0028】そして、この設計データからマスク描画装
置用にデータ変換を行う際に、データの重なり箇所の処
理をせずに、この2重露光用データ12(0.15μm
データ)部分が2重露光されるようにする。一般に、マ
スク描画用データ変換においては、各パターンのつなぎ
部分が重なっていても、この部分を2重露光しないよう
にする処理を行っているが、本発明においては、この重
なり箇所の処理をせず2重露光を行っている。
When converting the design data for the mask drawing apparatus, the double exposure data 12 (0.15 μm
(Data) portion is double-exposed. In general, in the mask drawing data conversion, a process is performed to prevent double exposure of a connected portion of each pattern even if the connected portion overlaps. However, in the present invention, processing of this overlapping portion is performed. First, double exposure is performed.

【0029】そして、この描画データを用いてマスク作
成を行ったマスクパターンを図2に示す。マスクパター
ンとは、透明基板101上に成膜されたクロム遮光膜1
02に設計データ部分のクロム遮光膜を除去し開口をあ
けたものである。ここでは、0.2μmホールパターン
1に露光量を合わせて露光を行っている。このとき、内
部が2重露光される0.25μmホールパターン2はオ
ーバー露光となるため、寸法が太り、0.225μmと
なる。この0.225μmという値は、図3に示すリニ
アリティより求めた寸法である。マスク上に0.2μm
ホールパターンで0.2μmの感光性樹脂パターンが得
られる条件で、0.25μmの感光性樹脂パターンを得
るには、図3の縦軸(感光性樹脂パターン寸法)の0.
25μm位置から水平に線を引き、リニアリティの曲線
との交点を求め、その交点の横軸(マスク寸法)を読め
ば、0.225μmホールパターンが必要であることが
解る。よって、本マスクを用いて感光性樹脂の塗布され
た基板上に露光を行えば、図4に示すように0.2μm
ホールパターン1と0.25μmホールパターンを同時
に感光性樹脂103上に精度良く形成することができ
る。
FIG. 2 shows a mask pattern in which a mask is created using the drawing data. The mask pattern is a chrome light-shielding film 1 formed on the transparent substrate 101.
In FIG. 02, the chromium light-shielding film in the design data portion was removed to form an opening. Here, exposure is performed by adjusting the exposure amount to the hole pattern 1 of 0.2 μm. At this time, the 0.25 μm hole pattern 2 in which the inside is double-exposed is overexposed, so that the size is increased to 0.225 μm. The value of 0.225 μm is a dimension obtained from the linearity shown in FIG. 0.2 μm on mask
In order to obtain a 0.25 μm photosensitive resin pattern under the condition that a 0.2 μm photosensitive resin pattern can be obtained as a hole pattern, it is necessary to set the vertical axis (photosensitive resin pattern dimension) of FIG.
A line is drawn horizontally from the position of 25 μm, the intersection with the linearity curve is determined, and the horizontal axis (mask dimension) of the intersection is read, indicating that a 0.225 μm hole pattern is necessary. Therefore, when exposure is performed on the substrate coated with the photosensitive resin using this mask, as shown in FIG.
The hole pattern 1 and the 0.25 μm hole pattern can be simultaneously formed on the photosensitive resin 103 with high accuracy.

【0030】なお、このように2重露光を行いパターン
を肥大させる場合は、その重ね合わせの形状および面積
により寸法が制御できる。
When the pattern is enlarged by performing double exposure in this manner, the dimensions can be controlled by the shape and area of the superposition.

【0031】また、ここでは、0.2μmデータの内側
に2重露光用のデータを配置したが、2重露光の方法
は、これ以外にも可能である。たとえば、図5に示すよ
うに、0.2μmデータ11の外周に一定の幅で2重露
光用のデータ22を配置しても良い。また図6に示すよ
うに、0.2μmホールパターン11の4隅に2重露光
用のデータ32を配置すれば、パターン寸法の制御だけ
でなく、コーナー部の丸まりを改善することができる。
In this case, the data for double exposure is arranged inside the 0.2 μm data, but other methods of double exposure are possible. For example, as shown in FIG. 5, data 22 for double exposure may be arranged at a constant width on the outer periphery of the 0.2 μm data 11. Further, as shown in FIG. 6, if the data 32 for double exposure is arranged at the four corners of the 0.2 μm hole pattern 11, not only the control of the pattern size but also the rounding of the corner can be improved.

【0032】(実施形態2)次に、本発明の実施形態2
に係るフォトマスクの製造方法について説明する。ここ
でも、先の実施形態1と同様の露光条件とし、半導体基
板上に0.2μmおよび0.25μmのホールパターン
を形成するフォトマスクの設計について説明する。
(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention
Will be described. Here, the design of a photomask for forming hole patterns of 0.2 μm and 0.25 μm on a semiconductor substrate under the same exposure conditions as in the first embodiment will be described.

【0033】図7に、本マスク製造方法で用いる設計デ
ータを示す。ここでも、0.2μmホール(開口用)パ
ターン1および0.25μmホールパターン2は、設計
(CAD)データでは、いずれも0.2μmデータ11
a,11bとなっている。また、本実施形態では、2重
露光を行わず、描画装置に近接補正機構(たとえば、シ
ョットランク補正:パターン毎に露光量を設定する機
能)がある場合に、これを利用しても同様の効果が得ら
れるようにしている。
FIG. 7 shows design data used in the present mask manufacturing method. Here, both the 0.2 μm hole (for opening) pattern 1 and the 0.25 μm hole pattern 2 are 0.2 μm data 11 in the design (CAD) data.
a and 11b. Further, in the present embodiment, when the drawing apparatus has a proximity correction mechanism (for example, shot rank correction: a function of setting an exposure amount for each pattern) without performing double exposure, the same applies. The effect is obtained.

【0034】すなわち、パターンを肥大させる0.25
μmホールパターン2には、特別の露光量のランクが設
定され、0.2μmデータ11bは同じ0.2μmデー
タ11aより20%のオーバー露光となるように設定さ
れている。よって、本マスク描画データを用いてマスク
描画を行うと、0.25μmホールパターン2はマスク
上で0.225μmホールパターンに加工することがで
きる。よって、このマスクを用いて露光を行えば、感光
性樹脂に0.2μmと0.25μmのホールパターンを
同時に形成できる。
That is, 0.25 which enlarges the pattern
A special exposure rank is set for the μm hole pattern 2, and the 0.2 μm data 11b is set to be 20% over-exposed to the same 0.2 μm data 11a. Therefore, when mask drawing is performed using the present mask drawing data, the 0.25 μm hole pattern 2 can be processed into a 0.225 μm hole pattern on the mask. Therefore, when exposure is performed using this mask, hole patterns of 0.2 μm and 0.25 μm can be simultaneously formed in the photosensitive resin.

【0035】近接効果補正とは、マスク描画時にパター
ンの粗密によりパターン寸法が変動することであり、そ
のために、特定のパターンの露光量を別々に設定する手
法がとられる。よって、これは設計データどうりのマス
クパターンを形成する手法であるが、本発明において
は、グリッドに乗らないパターンを形成するために、こ
の機能を利用している。そのために、所望のマスクパタ
ーン(グリッドには乗っていない)より小さく、かつグ
リッドにのる寸法で設計データを作成している。そし
て、露光量で太らせ、所望のマスクパターンに仕上げ
る。設計データを小さくするのは、マスク描画時の感光
性樹脂パターンが、露光量が低い場合(アンダー露光)
より高い場合(オーバー露光)の方が形状が良くなり、
かつ寸法精度も良いためである。
The proximity effect correction means that the pattern size fluctuates due to the density of the pattern at the time of drawing a mask. For this purpose, a method of separately setting the exposure amount of a specific pattern is used. Therefore, this is a method of forming a mask pattern based on design data. In the present invention, this function is used to form a pattern that does not ride on the grid. For this purpose, design data is created with dimensions smaller than the desired mask pattern (not on the grid) and on the grid. Then, the film is fattened by the amount of exposure light to finish a desired mask pattern. The design data is reduced when the exposure amount of the photosensitive resin pattern at the time of mask drawing is low (under exposure)
If it is higher (overexposure), the shape will be better,
This is because the dimensional accuracy is good.

【0036】(実施形態3)次に、本発明の実施形態3
に係るフォトマスクの製造方法について説明する。ここ
でも先の実施形態1と同様の露光条件とし、半導体基板
上に0.2μmおよび0.25μmのホールパターンを
形成するフォトマスクの設計について説明する。
(Embodiment 3) Next, Embodiment 3 of the present invention.
Will be described. Here, the design of a photomask for forming hole patterns of 0.2 μm and 0.25 μm on a semiconductor substrate under the same exposure conditions as in Embodiment 1 will be described.

【0037】図8に、本マスク製造方法で用いる設計デ
ータを示す。ここでも、0.2μmホール(開口用)パ
ターン1および0.25μmホールパターン2は、設計
(CAD)データでは、いずれも0.2μmデータ11
a,11となっている。ただし、本実施形態では、2重
露光を行わずに、0.25μmホールパターン2には、
描画装置で解像されない程度の大きさの微細パターンが
形成されている。ここでは、1グリッドの大きさ(0.
025μm角)のパターンを1グリッドおきに配置して
いる。
FIG. 8 shows design data used in the present mask manufacturing method. Here, both the 0.2 μm hole (for opening) pattern 1 and the 0.25 μm hole pattern 2 are 0.2 μm data 11 in the design (CAD) data.
a and 11. However, in this embodiment, without performing double exposure, the 0.25 μm hole pattern 2 has
A fine pattern having a size that cannot be resolved by the drawing apparatus is formed. Here, the size of one grid (0.
(025 μm square) pattern is arranged every other grid.

【0038】本CADデータをマスク描画装置で描画す
ると、この微細パターンは解像されず、パターン形状を
各辺1/2グリッドづつ大きくする。よって、0.25
μmホールパターンは、マスクパターンでは0.225
μmとなり、半導体基板上に転写したとき、0.25μ
mホールを形成することができる。
When this CAD data is drawn by a mask drawing apparatus, this fine pattern is not resolved, and the pattern shape is enlarged by 1/2 grid on each side. Therefore, 0.25
The μm hole pattern is 0.225 in the mask pattern.
μm, which is 0.25 μm when transferred onto a semiconductor substrate.
m holes can be formed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
旦パターンを大きくリサイズし、さらに、その部分をオ
ーバー露光することにより、グリッドに乗らないマスク
パターンを形成し、半導体基板上に所望の寸法の感光性
樹脂パターンを得ることができる。したがって、マスク
作製時のグリッドサイズの制限以上細かな刻みでリニア
リティを補正できるという効果を有し、リニアリティの
悪いホールパターンにおいて特に寸法精度向上の効果が
大きい。
As described above, according to the present invention, a mask pattern that does not ride on the grid is formed by temporarily resizing a pattern once and further over-exposing the pattern to form a desired pattern on a semiconductor substrate. A photosensitive resin pattern having dimensions can be obtained. Therefore, there is an effect that the linearity can be corrected in finer increments than the limit of the grid size at the time of manufacturing the mask, and the effect of improving the dimensional accuracy is particularly great in a hole pattern with poor linearity.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るフォトマスクの製造
方法で用いる設計データを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing design data used in a photomask manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1に係るフォトマスクの製造
方法で得られるマスクパターンを示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a mask pattern obtained by the photomask manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明のフォトマスクの製造方法で用いるマス
クパターン寸法と感光性樹脂パターン寸法の関係(リニ
アリティ)を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship (linearity) between a mask pattern dimension and a photosensitive resin pattern dimension used in the photomask manufacturing method of the present invention.

【図4】本発明の実施形態1に係るフォトマスクで得ら
れる半導体基板上の感光性樹脂パターンを示す平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view showing a photosensitive resin pattern on the semiconductor substrate obtained by using the photomask according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明のフォトマスクの製造方法で用いる設計
データの別の例を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of design data used in the photomask manufacturing method of the present invention.

【図6】本発明のフォトマスクの製造方法で用いる設計
データの別の例を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing another example of design data used in the photomask manufacturing method of the present invention.

【図7】本発明の実施形態2に係るフォトマスクの製造
方法で用いる設計データを示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing design data used in a method for manufacturing a photomask according to Embodiment 2 of the present invention.

【図8】本発明の実施形態3に係るフォトマスクの製造
方法で用いる設計データを示した図である。
FIG. 8 is a view showing design data used in a photomask manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来のフォトマスクを用いて得られる光強度分
布を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a light intensity distribution obtained by using a conventional photomask.

【図10】従来のフォトマスクで得られるホールパター
ンのリニアリティを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the linearity of a hole pattern obtained by a conventional photomask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 0.2μmホールパターン 2 0.25μmホールパターン 11,11a,11b 2μmデータ 12,22,32 2重露光用データ 13 微細パターン 101 透明基板 102 遮光膜 103 感光性樹脂 1 0.2 μm hole pattern 2 0.25 μm hole pattern 11, 11a, 11b 2 μm data 12, 22, 32 Double exposure data 13 Fine pattern 101 Transparent substrate 102 Light shielding film 103 Photosensitive resin

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−256124(JP,A) 特開 平5−36595(JP,A) 特開 平1−181422(JP,A) 特開 昭63−17526(JP,A) 特開 昭63−293822(JP,A) 特開 平5−11433(JP,A) 特開 平3−48420(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 1/08 Continuation of the front page (56) References JP-A-10-256124 (JP, A) JP-A-5-36595 (JP, A) JP-A-1-181422 (JP, A) JP-A-63-17526 (JP) JP-A-63-293822 (JP, A) JP-A-5-11433 (JP, A) JP-A-3-48420 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB (Name) H01L 21/027 G03F 1/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 互いに寸法の異なる複数種類のホールパ
ターンを有し、透過照明により前記ホールパターンを感
光性樹脂に転写するフォトマスクの製造方法において、 前記複数種類のホールパターン寸法を所望の転写寸法と
の関係からそれぞれ求め、前記所望のマスクパターンがグリッドに乗らない場合
は、前記所望のマスクパターンより小さく、かつグリッ
ドに乗せて設計データを作成し、オーバー露光により描
画することによって前記所望のマスクパターンを仕上
げ、 前記所望のマスクパターンがグリッドに乗る場合は、前
記所望のマスクパターンの設計データを作成し、通常露
光により描画することによって前記所望のマスクパター
ンを仕上げ、 複数種類のホールパターンを形成することを特徴とする
フォトマスクの製造方法。
1. A method of manufacturing a photomask having a plurality of types of hole patterns having different sizes from each other and transferring the hole patterns to a photosensitive resin by transmitted illumination, wherein the plurality of types of hole patterns are transferred to a desired transfer size. The desired mask pattern does not fit on the grid
Is smaller than the desired mask pattern and
To create the design data and draw by over-exposure.
Finish the desired mask pattern by painting
If the desired mask pattern is on the grid,
Create design data for the desired mask pattern and
The desired mask pattern is drawn by drawing light.
A plurality of types of hole patterns.
【請求項2】 前記複数種類のホールパターンのうち少
なくとも1種類のホールパターンは、ホールパターンの
データの内側にさらに二重露光用データを作成し、二重
露光用データ部分を二重露光することにより露光量を設
定することを特徴とする請求項1に記載のフォトマスク
の製造方法。
2. At least one type of hole pattern among the plurality of types of hole patterns further creates double exposure data inside the hole pattern data, and double exposes the double exposure data portion. 2. The method for manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the exposure amount is set according to:
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