JP2000181047A - ハーフトーン位相差マスクのマスクパターン及びその製造方法 - Google Patents

ハーフトーン位相差マスクのマスクパターン及びその製造方法

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JP2000181047A JP35651398A JP35651398A JP2000181047A JP 2000181047 A JP2000181047 A JP 2000181047A JP 35651398 A JP35651398 A JP 35651398A JP 35651398 A JP35651398 A JP 35651398A JP 2000181047 A JP2000181047 A JP 2000181047A
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Takashi Taguchi
隆 田口
Noboru Uchida
登 内田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な遮光特性を得るとともに、パターンの
エッジ部でのレジストプロファイルの劣化、膜減り等を
防ぐことができ、しかも、遮光特性を得るためのパター
ンデータ量を少なくすることができるハーフトーン位相
差マスクのマスクパターン及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
用いられるハーフトーン位相差のマスクパターンにおい
て、遮光帯を解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅
を有する残しパターン１２と、解像限界の１／２程度以
下の幅を有する抜きパターン１３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造でのリ
ソグラフィ工程に用いるハーフトーン位相差マスクのマ
スクパターン及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造におけるリソグラフィ
工程では、高集積化のためにパターンの微細化が進めら
れている。解像力を向上させるために、露光波長の短波
長化及び投影レンズの高開口数化により、解像力の向上
が図られてきた。
【０００３】しかし、露光波長以下のパターンを形成す
るために、投影レンズの高開口数化が進められたため
に、焦点深度が十分に得られないようになってきた。こ
のため、近年では、レチクルに光の位相を変える位相シ
フタを持たせた位相差マスクにより焦点深度及び解像力
を向上させる、位相差露光法が提案され、様々なマスク
パターン、構造が提案されている。
【０００４】この位相差マスクの中で、一般的に使用さ
れているＣｒパターンで遮光する遮光部に数％から十数
％の光を透過させ、さらにこの光の位相を遮光部以外の
光と１８０度の位相差を持たせたハーフトーン位相差マ
スクは、マスク製造において検査、修正が容易であるこ
と、従来の回路パターンデータをそのまま使用できるこ
とから実用化が行われている。
【０００５】また、ハーフトーン位相差マスクは、孤立
ホールパターンでの解像力及び焦点深度の向上、ライン
繰り返しパターンでは、輪帯照明等の変形照明との組み
合わせにおいて、解像力及び焦点深度の向上が得られ
る。
【０００６】一般的に数％〜十数％の透過率のハーフト
ーンマスクが適用されるため、大パターンの遮光には図
１５で示す遮光部として使用したいパターン１１１内に
解像限界の１／２程度のサイズの微細なホールパターン
１１２を繰り返し並べることにより遮光効果を持たせ、
遮光を行っている。
【０００７】また、ハーフトーン位相シフト膜上にＣｒ
膜を重ねた２重構造により、これに２回のレジスト形成
とエッチングを行うことにより、遮光したい領域にＣｒ
を残すことにより遮光する構造をとっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た大パターンに対し適用している微細ホールパターンを
繰り返し並べる手法では、データ量が大きくなってしま
うという問題があった。
【０００９】また、Ｃｒで遮光する場合、マスク製造プ
ロセスが２回のパターン形成を行うことにより、複雑に
なること、Ｃｒパターンを残すためのデータを別データ
として生成しなければならないという問題があった。
【００１０】また、ハーフトーンマスクを輪帯照明等の
変形照明との組み合わせでライン系のパターンの転写に
適用した場合、解像限界近傍のパターンでは、とくに不
具合は発生しないが、限界解像の２倍程度以上のパター
ンでは、図１６に示すように、レジストパターン１２１
においてパターンエッジ部及びその近傍で、パターンの
エッジ部でのレジストプロファイルの劣化１２２、膜減
り１２３等が生じ易い。
【００１１】このため、解像限界の２倍程度以上のパタ
ーンに対し、遮光特性を向上させるようにしたいが、大
パターンに対し適用している微細ホールパターンを繰り
返しならべる手法では、データ量が大きくなってしまう
という問題点があった。
【００１２】本発明は、上記問題点を除去し、十分な遮
光特性を得るとともに、パターンのエッジ部でのレジス
トプロファイルの劣化、膜減り等を防ぐことができ、し
かも遮光特性を得るためのパターンデータ量を少なくす
ることができるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕半導体装置製造でのリソグラフィ工程で用いられ
るハーフトーン位相差マスクのマスクパターンにおい
て、遮光帯を解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅
を有する残しパターンと、解像限界の１／２程度以下の
幅を有する抜きパターンとを具備するようにしたもので
ある。
【００１４】〔２〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンの製造方法において、遮光部としたい部分を矩形に
分割し、この分割された矩形のパターンに対し解像限界
から解像限界の１．５倍程度の幅のパターンと解像限界
の１／２程度以下の幅の抜きパターンの分割数を決定
し、この分割数は遮光したい矩形の長辺または短辺の長
さをＬとし、分割図形の最大残しパターン幅をＭＬ、分
割図形の最大抜きパターン幅をＭＳとし、分割最大ピッ
チをＭＰとした場合、矩形の１辺の長さからＭＬを引い
た値をＭＰで割った値の切り上げた整数Ｐの２倍に１を
足した数とし、次に図形最小単位長さをＳとし、分割図
形の最大残しパターン及びＭＬ−Ｓ幅の残しパターン及
び最大抜きパターン幅ＭＳを２Ｐ＋１個の繰り返しで組
み合わせることにより、上記の図形を分割するようにし
たものである。
【００１５】〔３〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンにおいて、遮光帯を解像限界から解像限界の１．５
倍程度の幅を有する残しパターンの縁取りと、その縁取
りパターンから解像限界の１／２程度以下の内側の領域
を解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有する残
しパターン及び解像限界の１／２程度以下の幅を有する
抜きパターンとを具備するようにしたものである。
【００１６】〔４〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンの製造方法において、遮光部としたい部分を矩形に
分割し、解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有
する残しパターンの縁取りと、この縁取りパターンから
解像限界の１／２程度以下の内側の領域に対し、解像限
界から解像限界の１．５倍程度の幅の残しパターンと解
像限界の１／２程度以下の幅の抜きパターンの分割数を
決定し、この分割数は遮光したい矩形の長辺または短辺
の長さをＬとし、分割図形の最大残しパターン幅をＭ
Ｌ、分割図形の最大抜きパターン幅をＭＳとし、分割最
大ピッチ（ＭＬ＋ＭＳ）をＭＰとし、矩形の１辺の長さ
から２倍のＭＰを引いた値をＭＰで割った値の切り上げ
た整数Ｐの２倍に１を足した数とし、次に図形最小単位
長さをＳとし、分割図形の最大残しパターン及びＭＬ−
Ｓの残しパターン及び最大抜きパターン幅ＭＳを２Ｐ＋
１個の繰り返しで組み合わせることにより、上記の図形
を分割するようにしたものである。
【００１７】〔５〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンにおいて、回路パターンを矩形分割した矩形パター
ンの２辺の長さが解像限界の２倍程度以上の矩形に対
し、解像限界から解像限界の１．５倍程度パターンの幅
を有する残しパターンの縁取りをつくるように回路パタ
ーンの部分の内側に解像限界の１／２程度以下の幅を有
する抜きパターンを具備するようにしたものである。
【００１８】〔６〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンにおいて、回路パターンを矩形分割した矩形パター
ンの２辺の長さが解像限界の２倍程度以上の矩形に対
し、解像限界から解像限界の１．５倍程度パターンの幅
を有する残しパターンの縁取りをつくるように回路パタ
ーンの部分の内側に解像限界の１／２程度以下の幅を有
する抜きパターン及び遮光したい回路パターンの矩形部
分の角部に縁取り残しパターンから、解像限界以下の間
隔を空けた解像限界の１／２程度以下の幅のＬ字型残し
パターンを具備するようにしたものである。
【００１９】〔７〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンにおいて、回路パターンを矩形分割した矩形パター
ンの２辺の長さが解像限界の２倍程度以上の矩形に対
し、周辺から解像限界以上の幅内側にその４辺に沿っ
て、抜きパターン間が解像限界程度の幅の残しパターン
となるように解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜
きパターンを具備するようにしたものである。
【００２０】〔８〕半導体装置製造でのリソグラフィ工
程で用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパタ
ーンにおいて、回路パターンを矩形分割した矩形パター
ンの２辺の長さが解像限界の２倍程度以上の矩形に対
し、周辺から解像限界以上の幅内側にその４辺に沿っ
て、抜きパターン間が解像限界程度の幅の残しパターン
となるように解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜
きパターン及び遮光したい回路パターンの矩形部分の角
部に縁取りから、解像限界以下の間隔を空けた解像限界
の１／２程度以下のＬ字型パターンを具備するようにし
たものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明の第１実施例を示すハーフト
ーンマスクでの遮光帯として使用するパターンの平面図
であり、図１（ａ）はその大パターンを示す図、図１
（ｂ）はその大パターンの詳細なパターンを示す図であ
る。
【００２３】ハーフトーンマスクでの遮光帯として使用
する大パターンは、図１（ａ）に示すように、５〜１０
μｍ程度以上の幅の矩形図形１１に分割することができ
る。
【００２４】この遮光特性を持たせたい部分（矩形図
形）１１は図１（ｂ）に示すように、解像限界から解像
限界の１．５倍程度の幅を有する残しパターン１２と解
像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターン１３
で構成する。
【００２５】例えば、構成するパターンは、ＫｒＦエキ
シマレーザ光で露光を行う、開口数０．６程度の露光機
を使い透過率６％のハーフトーンマスクに対し、露光機
の照明系の最大σに対し内側の半分を遮光する輪帯照明
を適用した場合において、残しパターンとしてはウエハ
上の寸法で０．２０μｍと抜きパターン０．０５μｍの
組み合わせとする。
【００２６】図形数を少なくするために露光に適用する
光学条件（投影レンズの開口数、照明光学系の照明形状
等）、及びパターン転写が行われるレジスト材料の特性
等から、遮光に必要な最少の分割となるような大きなピ
ッチの分割とすることが望ましい。また、図形数を少な
くしデータ量を少なくするために、矩形の２辺の長い辺
に平行に分割することが望ましい。
【００２７】図２はそのハーフトーンマスクとその特性
を示す図であり、図２（ａ）はそのハーフトーンマスク
パターンの平面図、図２（ｂ）はそのハーフトーンマス
クパターンのＡ部での２次元光強度分布を示す図であ
り、横軸はそのＡ部のＸ軸（ｎｍ）、縦軸はそのＡ部の
Ｙ軸（ｎｍ）である。図２（ｃ）はそのハーフトーンマ
スクパターンのＢ−Ｂ′でのウエハ上での光強度分布で
あり、横軸は位置（ｎｍ）、縦軸は光強度を示してい
る。
【００２８】上記したように、第１実施例によれば、ハ
ーフトーンマスクで遮光帯矩形分割した矩形図形に対し
て、解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有する
残しパターン１２と解像限界の１／２程度以下の幅を有
する抜きパターン１３で構成したので、図２（ａ）に示
す遮光部分の角部の光強度分布は図２（ｂ）、また、Ｂ
−Ｂ′でのウエハ上での光強度分布は図２（ｃ）に示す
ようになり、十分な遮光特性を得ることができる。
【００２９】また、ハーフトーンマスクの使用によるサ
イドピークの影響により、パターンのエッジ部でのレジ
ストプロファイルの劣化、膜減り等が生じることを防ぐ
ことができ、遮光特性を得られるためのパターンデータ
量を少なくすることが可能となる。
【００３０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。
【００３１】次に、上記したパターンの発生方法につい
て説明する。
【００３２】図３は本発明の第２実施例のパターンを発
生させるためのフローチャートである。
【００３３】（１）まず、遮光部としたい部分を矩形に
分割する（ステップＳ１）。
【００３４】（２）次いで、分割された矩形のパターン
に対し、この図形を解像限界から解像限界の１．５倍程
度の幅のパターンと解像限界の１／２程度以下の幅の抜
きパターンでの分割数を決定する。その分割数は、遮光
したい矩形の長辺または短辺の長さをＬとし、分割図形
の最大残しパターン幅をＭＬ、分割図形の最大抜きパタ
ーン幅をＭＳとし、分割最大ピッチをＭＰとした場合
に、矩形の１辺の長さからＭＬを引いた値をＭＰで割っ
た値の切り上げた整数Ｐの２倍に１を足した数とする
（ステップＳ２）。
【００３５】（３）次いで、図形最小単位長さをＳと
し、分割図形の最大残しパターン及びＭＬ−Ｓ幅の残し
パターン及び最大抜きパターン幅ＭＳを２Ｐ＋１個の繰
り返しで組み合わせる（ステップＳ３）。
【００３６】上記した方法により、ハーフトーンマスク
で遮光帯として使用したい矩形分割した分割領域を、分
割図形の最大残しパターン及びＭＬ−Ｓの残しパターン
及び最大抜きパターン幅ＭＳで分離を行ったので、ハー
フトーンマスクで遮光効果のあるパターン発生が可能と
なり、遮光特性を得られるためのパターンデータ量を少
なくすることが可能となる。
【００３７】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。
【００３８】図４は本発明の第３実施例を示すハーフト
ーンマスクでの遮光帯として使用するパターンの平面図
であり、図４（ａ）はその大パターンを示す図、図４
（ｂ）はその大パターンの詳細なパターンを示す図であ
る。
【００３９】ハーフトーンマスクでの遮光帯として使用
する大パターンは、図４（ａ）に示すように、５〜１０
μｍ程度以上の幅の矩形図形２１に分割することができ
る。
【００４０】この遮光特性を持たせたい部分（矩形図
形）２１を、図４（ｂ）に示すように、解像限界から解
像限界の１．５倍程度の幅を有する残しパターンの縁取
り２２と、その縁取りパターンから解像限界の１／２程
度以下の内側の領域を、解像限界から解像限界の１．５
倍程度の幅を有する残しパターン２３及び解像限界の１
／２程度以下の幅を有する抜きパターン２４で構成す
る。
【００４１】例えば、構成するパターンは、ＫｒＦエキ
シマレーザ光で露光を行う、開口数０．６程度の露光機
を使い、透過率６％のハーフトーンマスクに対し、露光
機の照明系の最大σに対し１／２輪帯照明を適用した場
合に、残しパターンとしてはウエハ上の寸法で０．２０
μｍと抜きパターン０．０５μｍの組み合わせとする。
【００４２】構成するパターンは図形数を少なくするた
めに、露光に適用する光学条件（投影レンズの開口数、
照明光学系の照明形状等）、及びパターン転写が行われ
るレジスト材料の特性等から遮光に必要な最少の分割と
なるような大きなピッチの分割とすることが望ましい。
また、図形数が少なくデータ量を少なくするために、矩
形の２辺の長い辺に平行に分割することが望ましい。
【００４３】図５はそのハーフトーンマスクとその特性
を示す図であり、図５（ａ）はそのハーフトーンマスク
パターンの平面図、図５（ｂ）はそのハーフトーンマス
クパターンのＡ部での２次元光強度分布を示す図であ
り、横軸はそのＡ部のＸ軸（ｎｍ）、縦軸はそのＡ部の
Ｙ軸（ｎｍ）である。図５（ｃ）はそのハーフトーンマ
スクパターンのＢ−Ｂ′でのウエハ上での光強度分布で
あり、横軸は位置（ｎｍ）、縦軸は光強度を示してい
る。
【００４４】上記したように、第３実施例によれば、ハ
ーフトーンマスクで遮光帯を矩形分割した矩形図形に対
して、解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有す
る残しパターンの縁取り２２とその縁取りパターンから
解像限界の１／２程度以下の内側の領域を解像限界から
解像限界の１．５倍程度の幅を有する残しパターン２３
及び解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパター
ン２４で構成したので、図５（ａ）で示す遮光部分の角
部の光強度分布は図５（ｂ）、また、Ｂ−Ｂ′でのウエ
ハ上での光強度分布は図５（ｃ）に示すようになる。
【００４５】したがって、十分に遮光特性を得られるこ
とにより、ハーフトーンマスクの使用によるサイドピー
クの影響により、パターンのエッジ部でのレジストプロ
ファイルの劣化、膜減り等が生じることを防ぎ、遮光特
性が得られるためのパターンデータ量を少なくすること
が可能となる。
【００４６】また、第１実施例では、微細な繰り返しパ
ターンと垂直な辺のパターンエッジのガタツキが生じ易
い構成となっているが、第３実施例では、遮光したいパ
ターン周辺を縁取りパターンとしているため、遮光パタ
ーンのレジストへの転写時のエッジのガタツキを抑える
ことができる。
【００４７】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。
【００４８】次に、上記したパターンの発生方法につい
て説明する。
【００４９】図６は本発明の第４実施例を示すパターン
を発生させるためのフローチャートである。
【００５０】（１）まず、遮光部としたい部分を矩形に
分割する（ステップＳ１１）。
【００５１】（２）次に、矩形に分割した遮光部分を解
像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有する残しパ
ターンの縁取りと、その縁取りパターンから解像限界の
１／２程度以下の内側の領域に対し、解像限界から解像
限界の１．５倍程度の幅の残しパターンと解像限界の１
／２程度以下の幅の抜きパターンでの分割数を決定す
る。分割数は、遮光したい矩形の長辺または短辺の長さ
をＬとし、分割図形の最大残しパターン幅をＭＬ、分割
図形の最大抜きパターン幅をＭＳとし、分割最大ピッチ
（ＭＬ＋ＭＳ）をＭＰとし、矩形の１辺の長さから２倍
のＭＰを引いた値をＭＰで割った値の切り上げた整数Ｐ
の２倍に１を足した数とする（ステップＳ１２）。
【００５２】（３）次に、図形最小単位長さをＳとし、
分割図形の最大残しパターン及びＭＬ−Ｓの残しパター
ン及び最大抜きパターン幅ＭＳを２Ｐ＋１個の繰り返し
で組み合わせる（ステップＳ１３）。
【００５３】上記した方法により、ハーフトーンマスク
で遮光帯として使用したい矩形分割した図形に対し、分
割図形の最大残しパターンでの縁取りパターン及びその
縁取りパターンから解像限界の１／２程度の最大抜きパ
ターン領域とし、この内側の領域を最大残しパターンＭ
Ｌ及びＭＬ−Ｓの残しパターン及び最大抜きパターン幅
をＭＳとしたパターンを発生させたため、ハーフトーン
マスクで遮光効果のあるパターン発生が可能となり、遮
光特性が得られるためのパターンデータ量を少なくする
ことが可能となり、遮光パターンのレジストへの転写時
のエッジのガタツキの少ない遮光パターンを発生するこ
とが可能となる。
【００５４】次に、本発明の第５実施例について説明す
る。
【００５５】図７は本発明の第５実施例を示すハーフト
ーンマスクでの遮光帯として使用するパターンの平面図
であり、図７（ａ）はその大パターンを示す図、図７
（ｂ）はその大パターンの詳細なパターンを示す図であ
る。
【００５６】半導体装置の回路パターンは様々な幅、長
さを持ったパターンが混在している。この回路パターン
を矩形分割した場合に、図７（ａ）に示すように、矩形
の１辺が解像限界の２倍以下程度のパターン３１と矩形
の２辺が共に解像限界の２倍程度以上の幅を有する回路
パターン３２とに分離することができる。
【００５７】矩形の１辺が解像限界の２倍以下程度のパ
ターン３１は、微細なパターンで、ハーフトーンマスク
の効果を得たい部分であり、矩形の２辺が共に解像限界
の２倍程度以上の幅を有する回路パターン３２は、ハー
フトーンマスクの特性を持たせず、遮光を行いたい部分
であり、変形照明との組み合わせた露光法では、パター
ンエッジ部でのプロファイルの劣化が生じ易い部分であ
る。
【００５８】また、図７（ｂ）に示すように、この回路
パターンを矩形分割した分割領域の矩形の２辺が、共に
解像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの部
分３２は、解像限界から解像限界の１．５倍程度パター
ンの幅を有する残しパターンの縁取り３３を作るよう
に、回路パターンの部分３２の内側に解像限界の１／２
程度以下の幅を有する抜きパターン３４で構成する。
【００５９】また、回路パターンの部分３２が十分に大
きく、パターン内部の遮光特性を持たせたい場合には、
第３実施例で示したように、さらにパターン内側に抜き
パターンを付け加えればよい。
【００６０】図８はそのハーフトーンマスクとその特性
を示す図であり、図８（ａ）はそのハーフトーンマスク
パターンの平面図、図８（ｂ）は従来技術の２次元光強
度分布を示す図であり、横軸はそのＸ軸（ｎｍ）、縦軸
はそのＹ軸（ｎｍ）である。図８（ｃ）はそのハーフト
ーンマスクパターンの２次元光強度分布を示す図であ
り、横軸はＸ軸（ｎｍ）、縦軸はＹ軸（ｎｍ）を示して
いる。
【００６１】上記したように、第５実施例によれば、矩
形分割した分割領域の矩形の２辺が、共に解像限界の２
倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分に対し、解
像限界から解像限界の１．５倍程度パターンの幅を有す
る残しパターンの縁取り３３を作るように、回路パター
ンの部分３２の内側に解像限界の１／２程度以下の幅を
有する抜きパターン３４を設けるように構成したので、
図８（ａ）のパターンに対する光強度分布は図８（ｃ）
に示すようになる。
【００６２】したがって、図８（ｂ）に示す従来のパタ
ーンでの光強度分布に比べ、パターン内部における最大
光強度を抑えることができ、ハーフトーンマスクの使用
によるサイドピークの影響により、パターンのエッジ部
でのレジストプロファイルの劣化、膜減り等が生じるこ
とを低減することが可能となる。
【００６３】次に、本発明の第６実施例について説明す
る。
【００６４】図９は本発明の第６実施例を示すハーフト
ーンマスクでの遮光帯として使用するパターンの平面図
であり、図９（ａ）はその大パターンを示す図、図９
（ｂ）はその大パターンの詳細なパターンを示す図であ
る。
【００６５】この図に示すように、この実施例では、回
路パターンは様々な幅、長さを持ったパターンが混在し
ている。
【００６６】図９（ａ）に示すように、この回路パター
ンを矩形分割した場合に、矩形の１辺が解像限界の２倍
以下程度のパターンの部分４１と矩形の２辺が共に解像
限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分４
２とに分離することができる。
【００６７】矩形の１辺が解像限界の２倍以下程度のパ
ターンの部分４１は、微細なパターンで、ハーフトーン
マスクの効果を得たい部分であり、矩形の２辺が共に解
像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分
４２は、変形照明との組み合わせた露光法では、パター
ンエッジ部でのプロファイルの劣化が生じ易い部分であ
る。
【００６８】図９（ｂ）に示すように、この回路パター
ンを矩形分割した分割領域の矩形の２辺が、共に解像限
界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分４２
は、解像限界から解像限界の１．５倍程度パターンの幅
を有する残しパターンの縁取り４３をつくるように回路
パターンの部分４２の内側に解像限界の１／２程度以下
の幅を有する抜きパターン４４及び遮光したい回路パタ
ーンの矩形部分の角部に縁取り残しパターン４３から解
像限界以下の間隔を空けた、解像限界の１／２程度以下
の幅のＬ字型残しパターン４５により構成する。
【００６９】また、回路パターンの部分４２が十分に大
きく、パターン内部の遮光特性を持たせたい場合には、
第３実施例で示したように、さらにパターン内側に抜き
パターンを付け加えてもよい。
【００７０】図１０はそのハーフトーンマスクとその特
性を示す図であり、図１０（ａ）はそのハーフトーンマ
スクパターンの平面図、図１０（ｂ）はそのハーフトー
ンマスクパターンの２次元光強度分布を示す図であり、
横軸はＸ軸（ｎｍ）、縦軸はＹ軸（ｎｍ）を示してい
る。
【００７１】上記したように、第６実施例によれば、矩
形分割した分割領域の矩形の２辺が、共に解像限界の２
倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分に対し、解
像限界から解像限界の１．５倍程度パターンの幅を有す
る残しパターンの縁取り４３をつくるように回路パター
ンの部分４２の内側に解像限界の１／２程度以下の幅を
有する抜きパターン４４及び遮光したい回路パターンの
矩形部分の角部に縁取り残しパターン４３から解像限界
以下の間隔を空けた、解像限界の１／２程度以下の幅の
Ｌ字型残しパターンにより構成を行ったので、図１０
（ａ）のパターンに対する光強度分布は図１０（ｂ）で
示すように、ハーフトーンマスクの使用によるサイドピ
ークの影響により、パターンのエッジ部でのレジストプ
ロファイルの劣化、膜減り等が生じることを防ぐことが
可能となり、更にパターンエッジ部の形状が第５実施例
より設計形状に忠実なパターンを得ることが可能とな
る。
【００７２】次に、本発明の第７実施例について説明す
る。
【００７３】図１１は本発明の第７実施例を示すハーフ
トーンマスクでの遮光帯として使用するパターンの平面
図であり、図１１（ａ）はその大パターンを示す図、図
１１（ｂ）はその大パターンの詳細なパターンを示す図
である。
【００７４】この第７実施例では、この図１１に示すよ
うに、半導体装置の回路パターンは様々な幅、長さを持
ったパターンが混在している。図１１（ａ）に示すよう
に、この回路パターンを矩形分割した場合に、矩形の１
辺が解像限界の２倍以下程度のパターン５１と矩形の２
辺が共に解像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パタ
ーン５２とに分離することができる。
【００７５】矩形の１辺が解像限界の２倍以下程度のパ
ターン５１は、微細なパターンで、ハーフトーンマスク
の効果を得たい部分であり、矩形の２辺が共に解像限界
の２倍程度以上の幅を有する回路パターン５２は、ハー
フトーンマスクの特性を持たせず、遮光を行いたい部分
であり、変形照明との組み合わせた露光法では、パター
ンエッジ部でのプロファイルの劣化が生じ易い部分であ
る。
【００７６】また、図１１（ｂ）に示すように、この回
路パターンを矩形分割した分割領域の矩形の２辺が、共
に解像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの
部分５２は、周辺から解像限界以上の幅内側に、その４
辺に沿って、抜きパターン間が解像限界程度の幅の残し
パターンとなるように、解像限界の１／２程度以下の幅
を有する抜きパターン５３で構成する。
【００７７】また、回路パターンの部分５２が十分に大
きく、パターン内部の遮光特性を持たせたい場合には、
第３実施例で示したように、さらにパターン内側に抜き
パターンを付け加えてもよい。
【００７８】図１２はそのハーフトーンマスクとその特
性を示す図であり、図１２（ａ）はそのハーフトーンマ
スクパターンの平面図、図１２（ｂ）は従来技術の２次
元光強度分布を示す図であり、横軸はそのＸ軸（ｎ
ｍ）、縦軸はそのＹ軸（ｎｍ）である。図１２（ｃ）は
そのハーフトーンマスクパターンの２次元光強度分布を
示す図であり、横軸はＸ軸（ｎｍ）、縦軸はＹ軸（ｎ
ｍ）を示している。
【００７９】上記したように、第７実施例によれば、矩
形分割した分割領域の矩形の２辺が、共に解像限界の２
倍程度以上の幅を有する回路をパターンの部分に対し、
周辺から解像限界以上の幅内側にその４辺に沿って、抜
きパターン間が解像限界程度の幅の残しパターンとなる
ように解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパタ
ーン５３を構成するようにしたので、図１２（ａ）のパ
ターンに対する光強度分布は図１２（ｃ）に示すように
なる。
【００８０】したがって、図１２（ｂ）に示す従来のパ
ターンでの光強度分布に比べ、パターン内部における最
大光強度を抑えることができ、ハーフトーンマスクの使
用によるサイドピークの影響により、パターンのエッジ
部でのレジストプロファイルの劣化、膜減り等が生じる
ことを防ぐことができる。また、パターン外周部に設け
た抜きパターンを分離したので、抜きの縁取りパターン
の角部における光強度の増加を抑えることができ、第５
実施例及び第６実施例より幅の広い抜きパターンを用い
ることができ、マスク製造プロセスの負荷を少なくする
ことができる。
【００８１】次に、本発明の第８実施例について説明す
る。
【００８２】図１３は本発明の第８実施例を示すハーフ
トーンマスクでの遮光帯として使用するパターンの平面
図であり、図１３（ａ）はその大パターンを示す図、図
１３（ｂ）はその大パターンの詳細なパターンを示す図
である。
【００８３】この第７実施例では、図に示すように、半
導体装置の回路パターンは、様々な幅、長さを持ったパ
ターンが混在している。
【００８４】図１３（ａ）に示すように、この回路パタ
ーンを矩形分割した場合に、矩形の１辺が解像限界の２
倍以下程度のパターンの部分６１と矩形の２辺が共に解
像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分
６２とに分離することができる。
【００８５】矩形の１辺が解像限界の２倍以下程度のパ
ターンの部分６１は、微細なパターンで、ハーフトーン
マスクの効果を得たい部分であり、矩形の２辺が共に解
像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの部分
６２は矩形で回路パターンを分割した場合に、矩形の２
辺が共に解像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パタ
ーンの部分であり、変形照明との組み合わせた露光法で
は、パターンエッジ部でのプロファイルの劣化が生じ易
い部分である。
【００８６】また、図１３（ｂ）に示すように、この回
路パターンを矩形分割した分割領域の矩形の２辺が、共
に解像限界の２倍程度以上の幅を有する回路パターンの
部分６２は、周辺から解像限界以上の幅内側に、その４
辺に沿って、抜きパターン間が解像限界程度の幅の残し
パターンとなるように、解像限界の１／２程度以下の幅
を有する抜きパターン６３及び遮光したい回路パターン
の矩形部分の角部に縁取りから解像限界以下程度の間隔
を空けた、解像限界の１／２程度以下のＬ字型パターン
６４により構成される。
【００８７】また、回路パターンの部分６２が十分に大
きく、パターン内部の遮光特性を持たせたい場合には、
第３実施例で示したように、さらにパターン内側に抜き
パターンを付け加えてもよい。
【００８８】図１４はそのハーフトーンマスクとその特
性を示す図であり、図１４（ａ）はそのハーフトーンマ
スクパターンの平面図、図１４（ｂ）はそのハーフトー
ンマスクパターンの２次元光強度分布を示す図であり、
横軸はＸ軸（ｎｍ）、縦軸はＹ軸（ｎｍ）を示してい
る。
【００８９】上記したように、第８実施例では、矩形分
割した分割領域の矩形の２辺が、共に解像限界の２倍程
度以上の幅を有する回路パターンの部分に対し、周辺か
ら解像限界以上の幅内側にその４辺に沿って、抜きパタ
ーン間が解像限界程度の幅の残しパターンとなるように
解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターン及
び遮光したい回路パターンの矩形部分の角部に縁取りか
ら解像限界以下程度の間隔を空けた、解像限界の１／２
程度以下のＬ字型パターンにより構成を行ったので、図
１４（ａ）のパターンに対する光強度分布は図１４
（ｂ）で示される。
【００９０】ハーフトーンマスクの使用によるサイドピ
ークの影響により、パターンのエッジ部でのレジストプ
ロファイルの劣化、膜減り等が生じることを防ぐことが
可能となり、さらに、パターンエッジ部の形状が第７実
施例より設計形状に忠実なパターンを得ることが可能と
なる。また、パターン外周部に設けた抜きパターンを分
離したので、抜きの縁取りパターンの角部における光強
度の増加を抑えることができ、第５実施例及び第６実施
例より幅の広い抜きパターンを用いることができマスク
製造プロセスの負荷を少なくすることができる。
【００９１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００９２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。
【００９３】（１）請求項１記載の発明によれば、十分
な遮光特性を得ることができる。
【００９４】また、ハーフトーンマスクの使用によるサ
イドピークの影響により、パターンのエッジ部でのレジ
ストプロファイルの劣化、膜減り等が生じることを防ぐ
ことができ、遮光特性を得られるためのパターンデータ
量を少なくすることができる。
【００９５】（２）請求項２記載の発明によれば、ハー
フトーンマスクで遮光帯として使用したい矩形分割した
分割領域を、分割図形の最大残しパターン及びＭＬ−Ｓ
の残しパターン及び最大抜きパターン幅のＭＳで分離を
行ったので、ハーフトーンマスクで遮光効果のあるパタ
ーン発生が可能となり、遮光特性を得られるためのパタ
ーンデータ量を少なくすることが可能となる。
【００９６】（３）請求項３記載の発明によれば、十分
に遮光特性を得られることにより、ハーフトーンマスク
の使用によるサイドピークの影響により、パターンのエ
ッジ部でのレジストプロファイルの劣化、膜減り等を防
ぎ、遮光特性が得られるためのパターンデータ量を少な
くすることが可能となる。
【００９７】（４）請求項４記載の発明によれば、ハー
フトーンマスクで遮光帯として使用したい矩形分割した
図形に対し、分割図形の最大残しパターンでの縁取りパ
ターン及びその縁取りパターンから解像限界の１／２程
度の最大抜きパターン領域とし、この内側の領域を最大
残しパターンＭＬ及びＭＬ−Ｓの残しパターン及び最大
抜きパターン幅をＭＳとしたパターンを発生させたた
め、ハーフトーンマスクで遮光効果のあるパターン発生
が可能となり、遮光特性が得られるためのパターンデー
タ量を少なくすることが可能となり、遮光パターンのレ
ジストへの転写時のエッジのガタツキの少ない遮光パタ
ーンを発生することが可能となる。
【００９８】（５）請求項５記載の発明によれば、従来
のパターンでの光強度分布に比べ、パターン内部におけ
る最大光強度を抑えることができ、ハーフトーンマスク
の使用によるサイドピークの影響により、パターンのエ
ッジ部でのレジストプロファイルの劣化、膜減り等が生
じることを低減することが可能となる。
【００９９】（６）請求項６記載の発明によれば、光強
度分布はハーフトーンマスクの使用によるサイドピーク
の影響により、パターンのエッジ部でのレジストプロフ
ァイルの劣化、膜減り等を防ぐことが可能となり、更に
パターンエッジ部の形状がより設計形状に忠実なパター
ンを得ることが可能となる。
【０１００】（７）請求項７記載の発明によれば、パタ
ーンに対する光強度分布は、従来のパターンでの光強度
分布に比べ、パターン内部における最大光強度を抑える
ことができ、ハーフトーンマスクの使用によるサイドピ
ークの影響により、パターンのエッジ部でのレジストプ
ロファイルの劣化、膜減り等を防ぐことができる。ま
た、パターン外周部に設けた抜きパターンを分離したの
で、抜きの縁取りパターンの角部における光強度の増加
を抑えることができ、上記（５）及び（６）より幅の広
い抜きパターンを用いることができ、マスク製造プロセ
スの負荷を少なくすることができる。
【０１０１】（８）請求項８記載の発明によれば、パタ
ーンに対する光強度分布は、ハーフトーンマスクの使用
によるサイドピークの影響により、パターンのエッジ部
でのレジストプロファイルの劣化、膜減り等が生じるこ
とを防ぐことが可能となり、さらに、パターンエッジ部
の形状が上記（７）より設計形状に忠実なパターンを得
ることが可能となる。
【０１０２】また、パターン外周部に設けた抜きパター
ンを分離したので、抜きの縁取りパターンの角部におけ
る光強度の増加を抑えることができ、上記（５）及び
（６）より幅の広い抜きパターンを用いることができマ
スク製造プロセスの負荷を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すハーフトーンマスク
での遮光帯として使用するパターンの平面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すハーフトーンマスク
とその特性を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示すパターンを発生させ
るためのフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施例を示すハーフトーンマスク
での遮光帯として使用するパターンの平面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示すハーフトーンマスク
とその特性を示す図である。
【図６】本発明の第４実施例を示すパターンを発生させ
るためのフローチャートである。
【図７】本発明の第５実施例を示すハーフトーンマスク
での遮光帯として使用するパターンの平面図である。
【図８】本発明の第５実施例を示すハーフトーンマスク
とその特性を示す図である。
【図９】本発明の第６実施例を示すハーフトーンマスク
での遮光帯として使用するパターンの平面図である。
【図１０】本発明の第６実施例を示すハーフトーンマス
クとその特性を示す図である。
【図１１】本発明の第７実施例を示すハーフトーンマス
クでの遮光帯として使用するパターンの平面図である。
【図１２】本発明の第７実施例を示すハーフトーンマス
クとその特性を示す図である。
【図１３】本発明の第８実施例を示すハーフトーンマス
クでの遮光帯として使用するパターンの平面図である。
【図１４】本発明の第８実施例を示すハーフトーンマス
クとその特性を示す図である。
【図１５】従来のハーフトーンマスクの平面図である。
【図１６】従来技術の問題点の説明図である。
【符号の説明】
１１，２１ 矩形図形 １２，２３ 残しパターン １３，２４，３４，４４，５３，６３ 抜きパターン ２２，３３，４３ 残しパターンの縁取り ３１，４１，５１，６１ 矩形の１辺が解像限界の２
倍以下程度のパターン ３２，５２ 回路パターン ４１，６１ パターンの部分 ４２，６２ 回路パターン部分 ５１ パターン ４５，６４ Ｌ字型パターン

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    において、 遮光帯を解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有
    する残しパターンと、 解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターンと
    を具備するハーフトーン位相差マスクのマスクパター
    ン。
  2. 【請求項２】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    の製造方法において、 遮光部としたい部分を矩形に分割し、該分割された矩形
    のパターンに対し解像限界から解像限界の１．５倍程度
    の幅のパターンと解像限界の１／２程度以下の幅の抜き
    パターンの分割数を決定し、該分割数は遮光したい矩形
    の長辺または短辺の長さをＬとし、分割図形の最大残し
    パターン幅をＭＬ、分割図形の最大抜きパターン幅をＭ
    Ｓとし、分割最大ピッチをＭＰとした場合、矩形の１辺
    の長さからＭＬを引いた値をＭＰで割った値の切り上げ
    た整数Ｐの２倍に１を足した数とし、次に図形最小単位
    長さをＳとし、分割図形の最大残しパターン及びＭＬ−
    Ｓ幅の残しパターン及び最大抜きパターン幅ＭＳを２Ｐ
    ＋１個の繰り返しで組み合わせることにより、上記の図
    形を分割するハーフトーン位相差マスクのマスクパター
    ンの製造方法。
  3. 【請求項３】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    において、 遮光帯を解像限界から解像限界の１．５倍程度の幅を有
    する残しパターンの縁取りと、該縁取りパターンから解
    像限界の１／２程度以下の内側の領域を解像限界から解
    像限界の１．５倍程度の幅を有する残しパターン及び解
    像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターンとを
    具備するハーフトーン位相差マスクのマスクパターン。
  4. 【請求項４】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    の製造方法において、 遮光部としたい部分を矩形に分割し、解像限界から解像
    限界の１．５倍程度の幅を有する残しパターンの縁取り
    と、該縁取りパターンから解像限界の１／２程度以下の
    内側の領域に対し、解像限界から解像限界の１．５倍程
    度の幅の残しパターンと解像限界の１／２程度以下の幅
    の抜きパターンの分割数を決定し、該分割数は遮光した
    い矩形の長辺または短辺の長さをＬとし、分割図形の最
    大残しパターン幅をＭＬ、分割図形の最大抜きパターン
    幅をＭＳとし、分割最大ピッチ（ＭＬ＋ＭＳ）をＭＰと
    し、矩形の１辺の長さから２倍のＭＰを引いた値をＭＰ
    で割った値の切り上げた整数Ｐの２倍に１を足した数と
    し、次に図形最小単位長さをＳとし、分割図形の最大残
    しパターン及びＭＬ−Ｓの残しパターン及び最大抜きパ
    ターン幅ＭＳを２Ｐ＋１個の繰り返しで組み合わせるこ
    とにより、上記の図形を分割するハーフトーン位相差マ
    スクのパターンの製造方法。
  5. 【請求項５】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    において、 回路パターンを矩形分割した矩形パターンの２辺の長さ
    が解像限界の２倍程度以上の矩形に対し、解像限界から
    解像限界の１．５倍程度パターンの幅を有する残しパタ
    ーンの縁取りをつくるように回路パターンの部分の内側
    に解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターン
    を具備するハーフトーン位相差マスクのパターン。
  6. 【請求項６】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    において、 回路パターンを矩形分割した矩形パターンの２辺の長さ
    が解像限界の２倍程度以上の矩形に対し、解像限界から
    解像限界の１．５倍程度パターンの幅を有する残しパタ
    ーンの縁取りをつくるように回路パターンの部分の内側
    に解像限界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターン
    及び遮光したい回路パターンの矩形部分の角部に縁取り
    残しパターンから、解像限界以下の間隔を空けた解像限
    界の１／２程度以下の幅のＬ字型残しパターンを具備す
    るハーフトーン位相差マスクのマスクパターン。
  7. 【請求項７】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    において、 回路パターンを矩形分割した矩形パターンの２辺の長さ
    が解像限界の２倍程度以上の矩形に対し、周辺から解像
    限界以上の幅内側にその４辺に沿って、抜きパターン間
    が解像限界程度の幅の残しパターンとなるように解像限
    界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターンを具備す
    るハーフトーン位相差マスクのマスクパターン。
  8. 【請求項８】 半導体装置製造でのリソグラフィ工程で
    用いられるハーフトーン位相差マスクのマスクパターン
    において、 回路パターンを矩形分割した矩形パターンの２辺の長さ
    が解像限界の２倍程度以上の矩形に対し、周辺から解像
    限界以上の幅内側にその４辺に沿って、抜きパターン間
    が解像限界程度の幅の残しパターンとなるように解像限
    界の１／２程度以下の幅を有する抜きパターン及び遮光
    したい回路パターンの矩形部分の角部に縁取りから、解
    像限界以下の間隔を空けた解像限界の１／２程度以下の
    Ｌ字型パターンを具備するハーフトーン位相差マスクの
    マスクパターン。
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