JP3332973B2 - Light exposure mask and method of manufacturing the same - Google Patents

Light exposure mask and method of manufacturing the same

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JP3332973B2
JP3332973B2 JP2591493A JP2591493A JP3332973B2 JP 3332973 B2 JP3332973 B2 JP 3332973B2 JP 2591493 A JP2591493 A JP 2591493A JP 2591493 A JP2591493 A JP 2591493A JP 3332973 B2 JP3332973 B2 JP 3332973B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はホトリソグラフィで使用
する光露光用マスクに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light exposure mask used in photolithography.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体技術の発展が目ざましく、
半導体装置の最小の加工寸法は0.5ミクロンサイズの
ものが量産されるようになってきている。このような微
細化はリソグラフィ技術と呼ばれる微細パターン形成技
術の飛躍的な進歩に根ざしている。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of semiconductor technology has been remarkable,
Semiconductor devices having a minimum processing size of 0.5 μm have been mass-produced. Such miniaturization is based on a dramatic advance in a fine pattern forming technology called a lithography technology.

【0003】このリソグラフィ技術は、大きく分けてレ
ジスト塗布と露光と現像との工程から構成されており、
パターンの微細化は、レジストの材料、露光装置および
露光方法、現像方法などの改良によって達成されてい
る。そして特に、露光装置および露光方法の改良によっ
て顕著にパターンの微細化が進められてきた。しかし、
パターンの微細化が進むにつれ、半導体基板であるウェ
ハ上に転写されるパターンが原図である光露光用マスク
と異なってしまうという問題が無視できなくなってき
た。
[0003] This lithography technique is roughly divided into steps of resist coating, exposure and development.
Pattern miniaturization has been achieved by improving resist materials, exposure apparatuses and exposure methods, development methods, and the like. In particular, pattern miniaturization has been remarkably promoted by improving the exposure apparatus and the exposure method. But,
As the pattern becomes finer, the problem that the pattern transferred onto the wafer, which is a semiconductor substrate, differs from that of the light exposure mask, which is the original drawing, cannot be ignored.

【0004】つまり、上記問題は、投影光学系における
回折の影響で光露光用マスク上では矩形であるパターン
が、パターンの輪郭の角部が取れて丸みを帯びてウェハ
上に転写されるために発生するものであり、微細パター
ンでは、図5の(a),(b)に示すように光露光用マ
スク上では正方形のパターン1がシリコンウェハ上に転
写されると円形の転写パターン2となってしまう。この
ように、半導体製造工程において光露光用マスク上では
正方形である微細なコンタクトホールがウェハ上では円
形に転写されることは極めて一般的に観察され、転写パ
ターンが設計データを忠実に再現できないことが問題と
なる場合がある。例えば、ゲートの端でパターンが丸ま
ってしまうためにゲートからのリーク電流が増加した
り、コンタクトホールの面積が小さくなるためにコンタ
クト抵抗が増加したりする。
In other words, the above problem is caused by the fact that a pattern that is rectangular on a light exposure mask is transferred to a wafer with rounded corners due to the effect of diffraction in a projection optical system, with the corners of the pattern outline being removed. In the case of a fine pattern, as shown in FIGS. 5A and 5B, when a square pattern 1 is transferred onto a silicon wafer on a light exposure mask, a circular transfer pattern 2 is formed. Would. As described above, it is very generally observed that fine contact holes that are square on a light exposure mask are transferred in a circular shape on a wafer in a semiconductor manufacturing process, and that a transfer pattern cannot faithfully reproduce design data. May be a problem. For example, the pattern is rounded at the end of the gate, so that the leakage current from the gate increases, and the contact resistance increases because the area of the contact hole is reduced.

【0005】上記のようにパターンの角部が丸みを帯び
ることを防止するために、光露光用マスクを変形させる
方法が、例えば、特公昭62−7535号公報や特開昭
58−200238号公報などに記載されている。これ
らの方法は、図6の(a),(b)に示すように、光露
光用マスクにおける矩形のマスクパターン3の四隅の角
部に、単独ではウェハ上に転写されないような小さな補
助パターン4を付加して、転写パターン5を元々の設計
パターンに近づけるものであり、この方法は転写パター
ン5の設計パターンに対する忠実度を高めるために非常
に有効な方法である。
In order to prevent the corners of a pattern from being rounded as described above, a method of deforming a light exposure mask is disclosed in, for example, JP-B-62-7535 and JP-A-58-200238. And so on. As shown in FIGS. 6A and 6B, these methods use a small auxiliary pattern 4 which is not transferred to a wafer by itself at four corners of a rectangular mask pattern 3 in a light exposure mask. To make the transfer pattern 5 closer to the original design pattern. This method is a very effective method for increasing the fidelity of the transfer pattern 5 to the design pattern.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
矩形の光露光用マスクパターンの四隅の角部に補助パタ
ーン4を付加して転写パターン5を元々の設計パターン
に近づける方法においては、パターンデータ量が大幅に
増加するという問題がある。
However, in the method of adding the auxiliary patterns 4 to the four corners of the rectangular light exposure mask pattern to bring the transfer pattern 5 closer to the original design pattern, the pattern data amount is reduced. However, there is a problem that the number increases significantly.

【0007】つまり、設計データは光露光用マスク作成
のために描画データに変換されており、光露光用マスク
作製には現在は主として電子線描画が用いられている。
この光露光用マスク描画用のデータは、複雑な設計デー
タを矩形に分割した多数の矩形図形の集まりから構成し
ている。
That is, the design data is converted into drawing data for producing a light exposure mask, and electron beam drawing is mainly used at present for producing a light exposure mask.
The light exposure mask drawing data is composed of a group of a large number of rectangular figures obtained by dividing complicated design data into rectangles.

【0008】図7の(a),(b)は補助パターンを付
加する前の図形6と、付加した後の図形7とをそれぞれ
矩形図形に分割した例を示し、補助パターンを付加する
前のデータは1つの矩形図形であったデータが、補助パ
ターンを付加することによって7つの矩形図形となるこ
とがわかる。単純なデータであればデータ量が7倍に増
えてもデータ処理は可能であるが、現在の超LSIのパ
ターンデータ量は非常に大きく、補助パターンを付加し
ない通常のマスクパターンに対してもCAD機器および
データ変換のためのコンピュータの処理能力は限界に近
い。
FIGS. 7A and 7B show an example in which the graphic 6 before the auxiliary pattern is added and the graphic 7 after the addition are divided into rectangular figures, respectively. It can be seen that the data is one rectangular figure, but becomes seven rectangular figures by adding the auxiliary pattern. Although data processing is possible even if the data amount is increased by a factor of seven if the data is simple data, the pattern data amount of the current VLSI is very large, and CAD processing is performed even for a normal mask pattern without an auxiliary pattern. The processing power of instruments and computers for data conversion is nearing its limits.

【0009】したがって、このようなデータに補助パタ
ーンを付加してデータ量が数倍になった場合、現状のコ
ンピュータの処理能力を越えてしまい、データ処理が不
可能となる場合がある。また、データ処理が可能な場合
でも、データ処理に要する時間が長くなり実用的で無く
なってしまう。
Therefore, if the data amount is increased several times by adding an auxiliary pattern to such data, the data processing capacity of the current computer may be exceeded and data processing may not be possible. Further, even when data processing is possible, the time required for data processing becomes long, which is not practical.

【0010】しかし、超LSIに対して補助パターンを
付加する場合でも、例えばメモリーデバイスのようにセ
ル単位で完全に周期性を持ったパターンであればデータ
の圧縮はそれほど困難でない。すなわち、ある繰り返し
単位を抜き出して、その部分のみに補助パターンを付加
したデータを作製し、このデータを描画データに変換し
て描画時にこのデータを配列すればよい。
However, even when an auxiliary pattern is added to an VLSI, data compression is not so difficult if the pattern has complete periodicity in units of cells, such as a memory device. That is, a certain repeating unit is extracted, data in which an auxiliary pattern is added to only that portion is prepared, this data is converted into drawing data, and this data may be arranged at the time of drawing.

【0011】一方、パターンがランダムな配置を持って
いる場合、このようなデータ圧縮は容易ではない。例え
ば、コンタクトホールの有無でプログラムを行うコンタ
クトホールプログラム方式のマスクROM(リード・オ
ンリイ・メモリー)の場合には、コンタクトホール形成
用のマスクパターンにおけるコンタクトホールの有無が
プログラムにより決まるので、図8の(a)に示すよう
にマスクパターンの周期性が失われる。この光露光用マ
スク8に補助パターン9を付加した場合、図8の(b)
に示すようになり、データの圧縮は不可能であり、デー
タ量は元のデータの数倍になってデータ処理は非常に困
難となる。
On the other hand, when the pattern has a random arrangement, such data compression is not easy. For example, in the case of a mask ROM (read only memory) of a contact hole program type in which programming is performed depending on the presence or absence of a contact hole, the presence or absence of the contact hole in the mask pattern for forming the contact hole is determined by the program. As shown in (a), the periodicity of the mask pattern is lost. When an auxiliary pattern 9 is added to the light exposure mask 8, FIG.
, The data cannot be compressed, the data amount becomes several times the original data, and the data processing becomes very difficult.

【0012】マスクROMのためのマスクデータは、マ
スクROMへのプログラムのコードに基づいて、コンピ
ュータプログラムで自動的に発生され、補助パターンを
付加していない従来方法では、図8(a)に示されたマ
スクパターンはプログラムコードに基づいて、光露光用
マスク8上の各々の位置に矩形を発生すればよかった。
しかし、図8(b)に示す補助パターン9付のマスクパ
ターンを光露光用マスク8上で自動発生するためには、
コンピュータプログラムを大幅に変更しなけらばならな
い。
The mask data for the mask ROM is automatically generated by a computer program based on the code of the program to the mask ROM, and in the conventional method in which no auxiliary pattern is added, the mask data shown in FIG. It suffices that the obtained mask pattern generates a rectangle at each position on the light exposure mask 8 based on the program code.
However, in order to automatically generate the mask pattern with the auxiliary pattern 9 shown in FIG.
Computer programs have to be changed significantly.

【0013】本発明は上記問題を解決するもので、パタ
ーンデータ量が大幅に増加したり、コンピュータプログ
ラムを大幅に変更したりすることなく、微細パターンに
おいても設計パターンに忠実な転写パターンを形成でき
る光露光用マスクを提供することを目的とするものであ
る。
The present invention solves the above-mentioned problem, and can form a transfer pattern faithful to a design pattern even in a fine pattern without significantly increasing the amount of pattern data or changing the computer program significantly. It is an object of the present invention to provide a light exposure mask.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の光露光用マスクは、矩形図形からなる主パタ
ーンが、周期性を有して並べられた状態から一部が欠落
してなる周期性を有しない状態で配置された第1のパタ
ーンデータと、複数の補助パターンが前記周期性と同様
の周期性を有する状態で配置された第2のパターンデー
タとの各パターン同士が重ね合わされて形成されてな
り、主パターンがある箇所では主パターンと補助パター
ンとが一部が重なった状態もしくは続いた形状に形成さ
れ、主パターンが欠落している箇所では補助パターンの
みが独立した形状に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a light exposure mask according to the present invention comprises a main pattern comprising a rectangular figure.
Are partially missing from the state where they are arranged with periodicity
A first pattern arranged in a state having no periodicity
Pattern data and a plurality of auxiliary patterns are the same as the periodicity
Pattern data arranged in a state having a periodicity of
Pattern is not formed by overlapping each other
Where the main pattern is located,
Is formed in a partially overlapping or continuous shape
Where the main pattern is missing,
Only in an independent shape.

【0015】また、本発明の光露光用マスクの製造方法
は、矩形図形からなる主パターンが、周期性を有して並
べられた状態から一部が欠落してなる周期性を有しない
状態で配置された第1のパターンデータを形成する工程
と、複数の補助パターンが前記周期性と同様の周期性を
有する状態で配置された第2のパターンデータを形成す
る工程と、前記第1のパターンと前記第2のパターンと
を重ね合わせるように合成することで、主パターンがあ
る箇所では主パターンと補助パターンとが一部が重なっ
た状態もしくは続いた形状に形成されており、主パター
ンが欠落している箇所では補助パターンのみが独立した
形状に形成されている光露光用マスクを製造する工程と
を有することを特徴とする。
Further, a method of manufacturing a photo-exposure mask according to the present invention.
Indicates that the main pattern consisting of rectangular figures
Does not have a periodicity that is partially missing from the exposed state
Forming first pattern data arranged in a state
And the plurality of auxiliary patterns have the same periodicity as the periodicity.
Forming second pattern data arranged in a state having
And the first pattern and the second pattern
The main pattern is synthesized by superimposing
Where the main and auxiliary patterns partially overlap
The main putter
Where the auxiliary pattern is independent
Manufacturing a light exposure mask formed in a shape; and
It is characterized by having.

【0016】[0016]

【作用】上記構成の光露光用マスクにより、補助パター
ンを、主パターンが基本的な周期構造となっている箇所
だけでなく、前記周期構造と異なっている箇所も含め
て、前記基本的な周期構造のパターンに対応する場所に
形成したため、補助パターンを付加することによるデー
タ量の増加を最小限に抑えることができながら、設計パ
ターンとしての第1のパターンのデータに対応させて
実な転写パターンを形成することができる。
According to the present invention , an auxiliary pattern is formed by using
Are formed not only at locations where the main pattern has a basic periodic structure, but also at locations corresponding to the pattern of the basic periodic structure, including locations that are different from the periodic structure. Can minimize the increase in the data amount due to the addition of the data, and can form a faithful transfer pattern corresponding to the data of the first pattern as the design pattern.

【0017】この場合に、補助パターンが他のパターン
と重ならず単独で配置される箇所がある場合には、補助
パターンを単独では半導体基板に転写されない大きさに
形成することにより、不要な補助パターンが半導体基板
に転写されることを防止することができる。
In this case, if there is a portion where the auxiliary pattern is arranged independently without overlapping with another pattern, the auxiliary pattern is formed to have a size that is not transferred to the semiconductor substrate by itself, so that unnecessary auxiliary patterns are formed. It is possible to prevent the pattern from being transferred to the semiconductor substrate.

【0018】また、上記の光露光用マスクの製造方法に
より上記構成の光露光用マスクを能率良く作製すること
ができる。
Further, the light exposure mask having the above structure can be efficiently manufactured by the above-described method for manufacturing a light exposure mask.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。まず、第1の実施例を図1により詳細に説明する。
図1はコンタクトホールプログラム方式のマスクROM
のコンタクトホール形成用光露光用マスクを製作するた
めのデータの構成を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 shows a mask ROM of a contact hole program type.
2 shows a data structure for manufacturing a light exposure mask for forming a contact hole.

【0020】既に述べたように、図1の(a)に示すコ
ンタクトホール形成用の設計パターン11は完全な周期
構造を持っておらず、データの圧縮は困難である。しか
し、この設計パターン11は隠れた規則性(周期性)を
持っている。コンタクトホールの有無によりプログラム
を行っているためにコンタクトホールの配置は規則性を
失っているが、点線で示したコンタクトホールを省いた
部分を加えて考えると、矩形の主パターン12が縦横に
完全に規則的に配列されている。この、規則性に着目す
るとデータの圧縮を行うことが可能である。コンタクト
ホールを省いた部分にも主パターン12があると考え
て、全ての主パターン12の4隅の角部に相当する部分
に補助パターン13のみのデータをつくり、これを2層
目のデータとする。この2層目のデータは完全に規則的
に配列されているのでデータの圧縮が可能である。
As described above, the design pattern 11 for forming a contact hole shown in FIG. 1A does not have a perfect periodic structure, and it is difficult to compress data. However, the design pattern 11 has a hidden regularity (periodicity). Although the arrangement of the contact holes has lost regularity due to the programming depending on the presence or absence of the contact holes, the rectangular main pattern 12 is completely vertically and horizontally when considering the portion excluding the contact holes indicated by the dotted lines. Are arranged regularly. Focusing on this regularity, data compression can be performed. Assuming that the main pattern 12 is also present in the portion where the contact hole is omitted, data of only the auxiliary pattern 13 is created in a portion corresponding to the four corners of all the main patterns 12, and this is used as the data of the second layer. I do. Since the data of the second layer is completely regularly arranged, the data can be compressed.

【0021】図1の(b)に示す補助パターンデータで
はデータ量は全体の9分の1に圧縮されている。この圧
縮データを全面に展開することにより補助パターン13
のデータとすることができる。この補助パターンデータ
と1層目のデータ(図1の(a)に示す設計パターン1
1のデータ)とを描画時に合成することにより、図1
(c)に示すように、コンタクトホールを省いた部分に
も主パターン12があると考えた全ての主パターン12
の4隅の角部に相当する部分に補助パターン13が形成
されている光露光用マスク14を作製することができ
る。
In the auxiliary pattern data shown in FIG. 1B, the data amount is compressed to 1/9 of the whole. By expanding this compressed data over the entire surface, the auxiliary pattern 13
Data. The auxiliary pattern data and the data of the first layer (design pattern 1 shown in FIG.
1 at the time of drawing,
As shown in (c), all the main patterns 12 considered to have the main pattern 12 even in the portion where the contact hole is omitted are shown.
The light exposure mask 14 in which the auxiliary patterns 13 are formed in the portions corresponding to the four corners of the above can be manufactured.

【0022】この場合、1層目のデータは従来の光露光
用マスクのデータと全く同じであり、また、2層目のデ
ータは圧縮されているためにそのデータ量は小さくでき
る。なお、図1の(b)に示す例では補助パターン13
のデータ量は1/9に圧縮されているが、実際の超LS
Iのパターンデータの場合には、繰り返し回数がはるか
に大きくなるため、データ量の圧縮割合はずっと大きく
できる。実際にLSI用の光露光用マスクを、この方法
で作成した結果、補助パターン13を付加した光露光用
マスク14に対するデータ量は従来と同様の露光用マス
ク11のデータ量に対して、全体で1割程度増加しただ
けであった。すなわち、2層目のデータは1層目のデー
タの1割程度の量に過ぎず、この程度の増加であればデ
ータ処理に対する負担の増加は殆ど無視できる範囲であ
る。
In this case, the data of the first layer is exactly the same as the data of the conventional light exposure mask, and the data amount of the second layer can be reduced because the data is compressed. Note that, in the example shown in FIG.
Is compressed to 1/9, but the actual super LS
In the case of the pattern data of I, since the number of repetitions is much larger, the compression ratio of the data amount can be much larger. As a result of actually producing a light exposure mask for LSI by this method, the data amount of the light exposure mask 14 to which the auxiliary pattern 13 is added is larger than the data amount of the light exposure mask 11 as in the related art. It increased only about 10%. That is, the data of the second layer is only about 10% of the data of the first layer, and an increase of this degree is a range where the increase in the load on the data processing is almost negligible.

【0023】また、プログラムコードに基づいて自動的
に発生すべきマスクデータ(図1の(a)参照)は、従
来のマスクデータと同じであるため、新たにプログラム
コードに基づいて複雑なマスクデータを作製するプログ
ラムを作る必要はなく、従来のプログラムがそのまま使
える。
The mask data to be automatically generated based on the program code (see FIG. 1A) is the same as the conventional mask data. There is no need to create a program for creating a program, and a conventional program can be used as it is.

【0024】ところで、補助パターンデータと1層目の
データとを合成してなる図1(c)に示した光露光用マ
スク14は、補助パターン13が必要でないコンタクト
ホールの無い部分にも補助パターン13が存在してい
る。しかし、補助パターン13は単独では半導体基板で
あるウェハ上には転写されないパターンとなるように設
計されており、不要な補助パターン13がウェハ上に転
写されてしまってデバイスに悪影響を与えることはな
い。実際に、作成した光露光用マスク14を用いてウェ
ハ上への転写実験を行った結果、適正露光量の2倍まで
露光エネルギーを上げても不要な補助パターンがウェハ
上に転写されることはなかった。ただし、補助パターン
の寸法が大きすぎると不要な補助パターンがウェハ上に
転写される可能性があるため、補助パターン13の設計
には十分に注意を要する。
By the way, the light exposure mask 14 shown in FIG. 1C, which is obtained by combining the auxiliary pattern data and the data of the first layer, has the auxiliary pattern 13 even in a portion having no contact hole where the auxiliary pattern 13 is unnecessary. 13 are present. However, the auxiliary pattern 13 is designed so as to be a pattern that is not transferred to a semiconductor substrate alone, and the unnecessary auxiliary pattern 13 is not transferred to the wafer and does not adversely affect the device. . Actually, as a result of conducting a transfer experiment on the wafer using the prepared light exposure mask 14, even if the exposure energy is increased to twice the proper exposure amount, unnecessary auxiliary patterns are not transferred onto the wafer. Did not. However, if the size of the auxiliary pattern is too large, unnecessary auxiliary patterns may be transferred onto the wafer, so that the design of the auxiliary pattern 13 requires careful attention.

【0025】補助パターン13が正方形であり、補助パ
ターン13の中心が主パターン12の角部の位置にある
場合について、詳細な検討を行ったところ、補助パター
ン13の一辺の寸法Lを、 L < 0.5・λ/NA とすることで補助パターン13が単独でウェハ上に転写
されることを防ぐことができることがわかった。ここ
で、λはこの光露光用マスク14が用いられる投影露光
装置の波長、NAは露光装置の投影レンズの開口数であ
る。
A detailed study was conducted on the case where the auxiliary pattern 13 was a square and the center of the auxiliary pattern 13 was located at the corner of the main pattern 12. As a result, the dimension L of one side of the auxiliary pattern 13 was L <L. It has been found that by setting the value to 0.5 · λ / NA, the auxiliary pattern 13 can be prevented from being independently transferred onto the wafer. Here, λ is the wavelength of the projection exposure apparatus using the light exposure mask 14, and NA is the numerical aperture of the projection lens of the exposure apparatus.

【0026】一方、補助パターン13により転写パター
ンの角の丸みを抑えるためには補助パターン13の一辺
の寸法Lを、 L > 0.2・λ/NA とすることが必要である。
On the other hand, in order to suppress the roundness of the corners of the transfer pattern by the auxiliary pattern 13, the dimension L of one side of the auxiliary pattern 13 needs to be L> 0.2 · λ / NA.

【0027】したがって、補助パターン13の寸法は 0.2・λ/NA < L < 0.5・λ/NA とすることが望ましい。Therefore, it is desirable that the dimension of the auxiliary pattern 13 be 0.2.lambda./NA<L<0.5.lambda./NA.

【0028】図1の(b)に示した補助パターン13
は、一つの主パターン12に対し、4つの正方形からな
っている。上述のように、主パターン12からなる第1
層目のデータと補助パターン13からなる2層目のデー
タとを描画時に合成する場合、データが重なりあってい
る部分は2回描画されることになる。補助パターン13
と主パターン12の重なり合う部分は微小な面積である
ので影響はそれほど大きくないが、光露光用マスク作成
の際の精度低下の原因となり得る。これに対処するもの
として、補助パターンを図2の(b)に示すようにL字
形にすることで、主パターン21との重なりを取り除く
ことができる(図2の(c)参照)。この時、補助パタ
ーン22のデータ量(第2層目のデータ)は2倍に増加
する。しかし、補助パターン22は圧縮されており、デ
ータ量は大きくないので2倍程度の増加であればデータ
処理への負担の増加は無視できる。図2の(c)に示す
ように、L字型の補助パターンデータを用いて形成した
光露光用マスク23は、補助パターン22の不要な部分
の面積を小さくすることができ、不要な補助パターン2
2による影響を小さくすることができる。
The auxiliary pattern 13 shown in FIG.
Is composed of four squares for one main pattern 12. As described above, the first pattern composed of the main pattern 12
When the data of the layer and the data of the second layer composed of the auxiliary pattern 13 are combined at the time of drawing, the part where the data overlaps is drawn twice. Auxiliary pattern 13
Since the overlapping portion of the main pattern 12 and the main pattern 12 has a very small area, the influence is not so large, but may cause a decrease in accuracy when producing a light exposure mask. To cope with this, by making the auxiliary pattern L-shaped as shown in FIG. 2B, the overlap with the main pattern 21 can be removed (see FIG. 2C). At this time, the data amount (data of the second layer) of the auxiliary pattern 22 is doubled. However, since the auxiliary pattern 22 is compressed and the data amount is not large, if the increase is about twice, the increase in the load on the data processing can be ignored. As shown in FIG. 2C, the light exposure mask 23 formed using the L-shaped auxiliary pattern data can reduce the area of the unnecessary portion of the auxiliary pattern 22 and can reduce the unnecessary auxiliary pattern. 2
2 can be reduced.

【0029】続いて、図3を用いて本発明の第2の実施
例について詳細に説明する。図3の(a)はゲートアレ
イの配線のマスクの設計パターン31で、コンタクト間
をポリシリコン配線により接続するパターンとなってい
る。この設計パターン31は一見すると周期性が無いよ
うにみえる。しかしこの場合、ポリシリコン配線で接続
すべき下地基板のコンタクトホール(図3の(b)にお
いて点線で示した部分)は第1の実施例と異なり、完全
に規則的に配列されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A shows a design pattern 31 of a mask of a wiring of a gate array, which is a pattern in which contacts are connected by a polysilicon wiring. At first glance, this design pattern 31 does not seem to have periodicity. However, in this case, unlike the first embodiment, the contact holes (portions indicated by dotted lines in FIG. 3B) of the underlying substrate to be connected by polysilicon wiring are arranged completely regularly.

【0030】ポリシリコン配線は各々のコンタクトホー
ル間を接続する場合と、コンタクトホールのみを埋める
場合とに別れている。この場合には、コンタクトホール
部分32を覆うパターンのみを主パターン32として抜
き出せば周期性のあるデータとして、データ圧縮が可能
となる(図3の(c)参照)。このコンタクトホールを
覆う周期性のある主パターン32における四隅の角部に
微細な補助パターン33を付加したデータを二層目のデ
ータとする。1層目のデータはコンタクトホール部分3
2間を接続する部分だけの全面データとする(なお、図
3(b)に示すパターンを接続パターン、図3(c)に
示すパターンデータを補助パターン付加データと呼
ぶ)。
The polysilicon wiring is divided into a case where each contact hole is connected and a case where only the contact hole is filled. In this case, if only the pattern covering the contact hole portion 32 is extracted as the main pattern 32, the data can be compressed as periodic data (see FIG. 3C). Data obtained by adding fine auxiliary patterns 33 to the corners of the four corners of the periodic main pattern 32 covering the contact holes is defined as data of the second layer. The data of the first layer is the contact hole part 3
It is assumed that the entire data is only the part connecting the two (the pattern shown in FIG. 3B is called a connection pattern, and the pattern data shown in FIG. 3C is called auxiliary pattern addition data).

【0031】電子線描画時にこの2層のデータを重ね合
わせることにより図3の(d)に示す補助パターン付き
の光露光用マスク35が形成できる。この場合も、1層
目のデータは従来光露光用マスクのデータと同等の量で
ある。また、2層目の補助パターン付加データは図3の
(c)に示す例では1/9に圧縮されている。実際の超
LSIのパターンデータの場合には、繰り返し回数がは
るかに大きくなるためデータ量圧縮の割合はずっと大き
くできる。この場合も、実際にLSI用の光露光用マス
クを作成した結果、データ処理に要する作業量および処
理時間は従来法と殆ど差がなかった。
By overlaying these two layers of data during electron beam drawing, a light exposure mask 35 with an auxiliary pattern shown in FIG. 3D can be formed. Also in this case, the data of the first layer has the same amount as the data of the conventional light exposure mask. The auxiliary pattern additional data of the second layer is compressed to 1/9 in the example shown in FIG. In the case of actual VLSI pattern data, the number of repetitions is much larger, so that the rate of data amount compression can be much larger. Also in this case, as a result of actually producing a light exposure mask for LSI, the amount of work and the processing time required for data processing were almost the same as those of the conventional method.

【0032】ここで、図3の(b)に示した接続パター
ン34は主パターン32と同一の幅となっており、この
ために、最終マスクパターン(図3の(d)参照)は、
元の設計パターン31に対し、補助パターン33がはみ
出した形状となっている。この場合も、第1層目のデー
タと第2層目の補助パターン付加データとを描画時に合
成する場合、データが重なりあっている部分は2回描画
されることになる。
Here, the connection pattern 34 shown in FIG. 3B has the same width as the main pattern 32. Therefore, the final mask pattern (see FIG. 3D)
The auxiliary pattern 33 has a shape protruding from the original design pattern 31. Also in this case, when the data of the first layer and the auxiliary pattern additional data of the second layer are combined at the time of drawing, the portion where the data overlaps is drawn twice.

【0033】これに対処するものとして、接続パターン
36を図4の(a)に示すように補助パターン33と主
パターン32との間に収まる矩形とするとデータの重な
りは無くなる。このようにしても、第1層のデータはパ
ターンの大きさが変わるだけでひとつの矩形のままであ
るので、接続パターン34のデータ量(第1層目のデー
タ)は変化しない。このような接続データを用いた場
合、図4(c)に示すように光露光用マスク37上のパ
ターンは凹凸が大きくなる。しかし、この光露光用マス
ク37を用いてシリコンウェハ上にパターンを転写した
結果、マスクパターンの凹凸はウェハ上には殆ど影響を
与えず、直線に近いパターンが形成できた。これは、光
露光用マスク37上の補助パターン33はウェハ上には
単独では転写されないような微細なパターンであるため
であり、光露光用マスク37上の凹凸は忠実に転写され
ず、凹凸が平均化されて凹凸の中央部に沿ったパターン
が形成された。これに対し、図3の(d)に示す光露光
用マスク35を用いた場合には、補助パターン33間を
透過する光量が減少し、補助パターン33間で転写パタ
ーンの線幅が細くなるという問題が生じた。これらの結
果から、接続パターンは図4の(a)に示すような形状
とすることが最も望ましいと結論できる。
To cope with this, if the connection pattern 36 is made to be a rectangle that fits between the auxiliary pattern 33 and the main pattern 32 as shown in FIG. 4A, data overlap will be eliminated. Even in this case, the data amount of the connection pattern 34 (data of the first layer) does not change because the data of the first layer remains a single rectangle only by changing the size of the pattern. When such connection data is used, the pattern on the light exposure mask 37 has large irregularities as shown in FIG. However, as a result of transferring the pattern onto the silicon wafer using the photo-exposure mask 37, the unevenness of the mask pattern hardly affected the wafer, and a pattern close to a straight line could be formed. This is because the auxiliary pattern 33 on the light exposure mask 37 is a fine pattern that cannot be transferred alone on the wafer, and the irregularities on the light exposure mask 37 are not faithfully transferred. By averaging, a pattern was formed along the central portion of the unevenness. On the other hand, when the light exposure mask 35 shown in FIG. 3D is used, the amount of light transmitted between the auxiliary patterns 33 decreases, and the line width of the transfer pattern between the auxiliary patterns 33 decreases. A problem arose. From these results, it can be concluded that it is most desirable that the connection pattern has a shape as shown in FIG.

【0034】そして、これらの光露光用マスクを用いる
ことにより、ゲートアレイ集積回路、スタンダードセル
集積回路、マスクプログラムROMなどを設計データを
忠実に再現した転写パターンで製造することができる。
By using these light exposure masks, a gate array integrated circuit, a standard cell integrated circuit, a mask program ROM, and the like can be manufactured with a transfer pattern that faithfully reproduces design data.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、矩形図形からなる主パターンが、周期性を有
して並べられた状態から一部が欠落してなる周期性を有
しない状態で配置された第1のパターンデータと、複数
の補助パターンが前記周期性と同様の周期性を有する状
態で配置された第2のパターンデータとの各パターン同
士を重ね合わせることで、主パターンがある箇所では主
パターンと補助パターンとが一部が重なった状態もしく
は続いた形状に形成し、主パターンが欠落している箇所
では補助パターンのみが独立した形状に形成した光露光
用マスクにより、補助パターンを付加することによるデ
ータ量の増加を最小限に抑えることができながら、設計
パターンに忠実な転写パターンを形成することができ
る。そして、この場合に、補助パターンが他のパターン
と重ならず単独で配置される箇所がある場合には、補助
パターンを単独では半導体基板に転写されない大きさに
形成することにより、不要な補助パターンが半導体基板
に転写されることを防止することができる。さらに、本
発明の光露光用マスクを用いることにより完全な周期性
を持たないパターンを有するLSIについても設計パタ
ーンに近い転写パターンを半導体基板上で得ることが可
能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the main pattern composed of rectangular figures has periodicity.
Has a periodicity in which some parts are missing from the
The first pattern data arranged without
State that the auxiliary pattern has a periodicity similar to the above periodicity
Each pattern with the second pattern data arranged in the
By superimposing the master, where there is a main pattern,
The pattern and the auxiliary pattern may partially overlap
Is formed in a continuous shape, where the main pattern is missing
In the light exposure, only the auxiliary pattern is formed into an independent shape
With the use mask, it is possible to form a transfer pattern faithful to the design pattern while minimizing an increase in the data amount due to the addition of the auxiliary pattern. In this case, if there is a portion where the auxiliary pattern is arranged independently without overlapping with other patterns, the auxiliary pattern is formed to a size that is not transferred to the semiconductor substrate by itself, thereby making the unnecessary auxiliary pattern unnecessary. Can be prevented from being transferred to the semiconductor substrate. Further, by using the light exposure mask of the present invention, a transfer pattern close to a design pattern can be obtained on a semiconductor substrate even for an LSI having a pattern having no complete periodicity.

【0036】また、矩形図形からなる主パターンが、周
期性を有して並べられた状態から一部が欠落してなる周
期性を有しない状態で配置された第1のパターンデータ
を形成する工程と、複数の補助パターンが前記周期性と
同様の周期性を有する状態で配置された第2のパターン
データを形成する工程と、前記第1のパターンと前記第
2のパターンとを重ね合わせるように合成することで、
主パターンがある箇所では主パターンと補助パターンと
が一部が重なった状態もしくは続いた形状に形成されて
おり、主パターンが欠落している箇所では補助パターン
のみが独立した形状に形成されている光露光用マスクを
製造する工程とを有することにより上記構成の光露光用
マスクを能率良く作製することができる。
The main pattern consisting of a rectangular figure is
A part that is partially missing from the state of being arranged with
First pattern data arranged in a state without period
Forming a plurality of auxiliary patterns with the periodicity
Second pattern arranged in a state having similar periodicity
Forming data, the first pattern and the second
By combining the two patterns so that they overlap,
Where there is a main pattern, the main pattern and auxiliary pattern
Is formed in a partially overlapping or continuous shape
And the auxiliary pattern is used where the main pattern is missing.
Only a light exposure mask that is formed in an independent shape
By including the manufacturing process, the light exposure mask having the above structure can be efficiently manufactured.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る光露光用マスク作
製のためのデータ構成とマスクパターンを表わすもの
で、(a)は光露光用マスクの設計パターンデータの平
面図、(b)は補助パターンデータの平面図、(c)は
補助パターン付き光露光用マスクの平面図。
FIGS. 1A and 1B show a data structure and a mask pattern for manufacturing a light exposure mask according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of design pattern data of the light exposure mask, and FIG. () Is a plan view of auxiliary pattern data, and (c) is a plan view of a light exposure mask with an auxiliary pattern.

【図2】本発明の第1の実施例を改良した光露光用マス
クを説明するためのデータ構成とマスクパターンを表わ
すもので、(a)は光露光用マスクの設計パターンデー
タの平面図、(b)は補助パターンデータの平面図、
(c)は補助パターン付き光露光用マスクの平面図。
FIGS. 2A and 2B show a data structure and a mask pattern for explaining a light exposure mask obtained by improving the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view of design pattern data of the light exposure mask; (B) is a plan view of the auxiliary pattern data,
(C) is a plan view of a light exposure mask with an auxiliary pattern.

【図3】本発明の第2の実施例である光露光用マスク作
製のためのデータ構成とマスクパターンを表わすもの
で、(a)は光露光用マスクの設計パターンデータの平
面図、(b)は第1層データの平面図、(c)は第2層
データ(補助パターン付加データ)の平面図、(d)は
補助パターン付き光露光用マスクの平面図。
3A and 3B show a data structure and a mask pattern for producing a light exposure mask according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view of design pattern data of the light exposure mask, and FIG. () Is a plan view of the first layer data, (c) is a plan view of the second layer data (auxiliary pattern additional data), and (d) is a plan view of the light exposure mask with the auxiliary pattern.

【図4】本発明の第2の実施例を改良した光露光用マス
クを説明するためのデータ構成とマスクパターンを表わ
すもので、(a)は第1層データの平面図、(b)は第
2層データ(補助パターン付加データ)の平面図、
(c)は補助パターン付き光露光用マスクの平面図。
4A and 4B show a data structure and a mask pattern for explaining a light exposure mask improved from the second embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a plan view of first layer data, and FIG. Plan view of second layer data (auxiliary pattern additional data),
(C) is a plan view of a light exposure mask with an auxiliary pattern.

【図5】投影光学系における回折の影響を説明するため
の図で、(a)は光露光用マスクのマスクパターンの平
面図、(b)は転写パターンの平面図。
5A and 5B are diagrams for explaining the influence of diffraction in the projection optical system, wherein FIG. 5A is a plan view of a mask pattern of a light exposure mask, and FIG. 5B is a plan view of a transfer pattern.

【図6】従来の補助パターン付マスクを説明するための
の図で、(a)は光露光用マスクのマスクパターンの平
面図、(b)は転写パターンの平面図。
6A and 6B are views for explaining a conventional mask with an auxiliary pattern, in which FIG. 6A is a plan view of a mask pattern of a light exposure mask, and FIG. 6B is a plan view of a transfer pattern.

【図7】(a),(b)は補助パターンを付加する前の
図形と、付加した後の図形とをそれぞれ矩形図形に分割
した例を示す平面図。
FIGS. 7A and 7B are plan views showing examples in which a figure before adding an auxiliary pattern and a figure after adding an auxiliary pattern are each divided into rectangular figures.

【図8】(a)は従来の光露光用マスクの平面図、
(b)は従来の補助パターン付マスクの平面図。
FIG. 8A is a plan view of a conventional light exposure mask,
(B) is a plan view of a conventional mask with an auxiliary pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31 設計パターン 12,21,32 主パターン 13,22,33 補助パターン 14,35,37 補助パターン付き光露光用マ
スク 34,36 接続パターン
11, 31 design pattern 12, 21, 32 main pattern 13, 22, 33 auxiliary pattern 14, 35, 37 light exposure mask with auxiliary pattern 34, 36 connection pattern

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】矩形図形からなる主パターンが、周期性を
有して並べられた状態から一部が欠落してなる周期性を
有しない状態で配置された第1のパターンデータと、複
数の補助パターンが前記周期性と同様の周期性を有する
状態で配置された第2のパターンデータとの各パターン
同士が重ね合わされて形成されてなり、 主パターンがある箇所では主パターンと補助パターンと
が一部が重なった状態もしくは続いた形状に形成され、
主パターンが欠落している箇所では補助パターンのみが
独立した形状に形成されていることを特徴とする 光露光
用マスク。
1. A main pattern comprising a rectangular figure has periodicity.
The periodicity that some parts are missing from the arranged state
The first pattern data arranged without the
Number of auxiliary patterns have periodicity similar to the periodicity
Each pattern with the second pattern data arranged in the state
The main pattern and the auxiliary pattern are formed where the main pattern is located.
Is formed in a partially overlapping state or a continuous shape,
Where the main pattern is missing, only the auxiliary pattern
A light exposure mask formed in an independent shape .
【請求項2】 主パターンがある箇所では、補助パター
ンが主パターンの四隅に重ね合わされている請求項1記
載の光露光用マスク。
2. In a place where a main pattern exists, an auxiliary putter is provided.
2. The light exposure mask according to claim 1, wherein the mask is superimposed on four corners of the main pattern .
【請求項3】 補助パターンが、独立した形状に形成さ
れている箇所では半導体基板に転写されない大きさであ
る請求項1または2に記載の光露光用マスク。
3. The auxiliary pattern is formed in an independent shape.
Size is too large to be transferred to the semiconductor substrate.
The light exposure mask according to claim 1.
【請求項4】 補助パターンは正方形であり、かつ前記
補助パターンの一辺の寸法は0.2・λ/NA(ただ
し、λは投影露光装置の波長、NAは露光装置の投影レ
ンズの開口数)より大きく、かつ0.5・λ/NAより
小さいことを特徴とする請求項3記載の光露光用マス
ク。
4. The auxiliary pattern is square, and
The dimension of one side of the auxiliary pattern is 0.2 · λ / NA (only
Is the wavelength of the projection exposure apparatus, and NA is the projection level of the exposure apparatus.
Larger than 0.5 · λ / NA
4. The mass for light exposure according to claim 3, wherein the mass is small.
H.
【請求項5】矩形図形からなる主パターンが、周期性を
有して並べられた状態から一部が欠落してなる周期性を
有しない状態で配置された第1のパターンデータを形成
する工程と、 複数の補助パターンが前記周期性と同様の周期性を有す
る状態で配置された第2のパターンデータを形成する工
程と、 前記第1のパターンと前記第2のパターンとを重ね合わ
せるように合成することで、主パターンがある箇所では
主パターンと補助パターンとが一部が重なった状態もし
くは続いた形状に形成されており、主パターンが欠落し
ている箇所では補助パターンのみが独立した形状に形成
されている光露光用マスクを製造する工程とを有するこ
とを特徴とする光露光用マスクの製造方法。
5. A main pattern comprising a rectangular figure has a periodicity.
The periodicity that some parts are missing from the arranged state
Form the first pattern data arranged without having
And the plurality of auxiliary patterns have the same periodicity as the periodicity.
To form the second pattern data arranged in the
And overlapping the first pattern and the second pattern
By combining so that the main pattern
If the main pattern and the auxiliary pattern partially overlap,
The main pattern is missing
Where only the auxiliary pattern is formed in an independent shape
Manufacturing a light exposure mask,
A method for manufacturing a light exposure mask, characterized in that:
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