JP2001092105A - 露光用マスク、露光装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
露光用マスク、露光装置、及び半導体装置の製造方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F7/70425—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
- G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バックグラウンド光強度を低下させ、被転写
パターンの光強度コントラスト低下を抑制する。 【解決手段】 露光用マスクに形成された被転写パター
ンを投影光学系によりウェハ上に転写してレジストパタ
ーンを形成する露光装置において、露光用マスクは、被
転写パターン１１としてのＬ／Ｓパターン（１５０ｎｍ
／１５０ｎｍ）に対し、該パターン１１の光強度分布に
影響を与えない距離を隔てて開口部１２に、該パターン
１１を所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上
にレジストパターンとして形成されない、ダミーパター
ン１３としてのＬ／Ｓパターン（１００ｎｍ／４０ｎ
ｍ）が配置されている。
パターンの光強度コントラスト低下を抑制する。 【解決手段】 露光用マスクに形成された被転写パター
ンを投影光学系によりウェハ上に転写してレジストパタ
ーンを形成する露光装置において、露光用マスクは、被
転写パターン１１としてのＬ／Ｓパターン（１５０ｎｍ
／１５０ｎｍ）に対し、該パターン１１の光強度分布に
影響を与えない距離を隔てて開口部１２に、該パターン
１１を所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上
にレジストパターンとして形成されない、ダミーパター
ン１３としてのＬ／Ｓパターン（１００ｎｍ／４０ｎ
ｍ）が配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を製造
するための光リソグラフィー技術に係わり、特にマスク
上のパターン配置を工夫した露光用マスク、これを用い
た露光装置、更には半導体装置の製造方法に関する。
するための光リソグラフィー技術に係わり、特にマスク
上のパターン配置を工夫した露光用マスク、これを用い
た露光装置、更には半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体製造分野においては、ウェ
ハ上に微細なパターンを形成するために、レチクル（露
光用マスク）に形成されたＬＳＩパターンをウェハ上の
レジストに縮小転写する露光装置が広く用いられてい
る。
ハ上に微細なパターンを形成するために、レチクル（露
光用マスク）に形成されたＬＳＩパターンをウェハ上の
レジストに縮小転写する露光装置が広く用いられてい
る。
【０００３】この種の露光装置において光学系が理想的
であれば、数μｍ以上の繰り返しパターンにおいては、
同じ光学コントラスト，レジストパターン，露光マージ
ンが得られる。しかし現実には、使用するレチクル開口
率によってレジストパターン形状，露光マージンが異な
る現象が起きている。具体的には、ポジ型レジストを使
用する場合には、レチクル開口率増加に伴い、Dose/Foc
us方向共に露光マージンが低下し、レジストパターンの
膜減りが激しくなる。この現象は、特に解像限界付近の
微細パターンにおいて顕著である。
であれば、数μｍ以上の繰り返しパターンにおいては、
同じ光学コントラスト，レジストパターン，露光マージ
ンが得られる。しかし現実には、使用するレチクル開口
率によってレジストパターン形状，露光マージンが異な
る現象が起きている。具体的には、ポジ型レジストを使
用する場合には、レチクル開口率増加に伴い、Dose/Foc
us方向共に露光マージンが低下し、レジストパターンの
膜減りが激しくなる。この現象は、特に解像限界付近の
微細パターンにおいて顕著である。
【０００４】また、同一レチクル上であっても、局所的
に開口率が異なる場合、例えば周囲数十μｍが全てＣｒ
のラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）パターンと周囲数十
μｍが全てガラスのＬ／Ｓパターンに対応するウェハ上
のでレジストパターン形状が異なる場合もある。これら
の現象は、理想的な露光装置では発生し得ない迷光がバ
ックグラウンド光として、レチクル開口率に応じてウェ
ハ上に照射されることで、光学コントラストを低下させ
ることが原因と考えられる。
に開口率が異なる場合、例えば周囲数十μｍが全てＣｒ
のラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）パターンと周囲数十
μｍが全てガラスのＬ／Ｓパターンに対応するウェハ上
のでレジストパターン形状が異なる場合もある。これら
の現象は、理想的な露光装置では発生し得ない迷光がバ
ックグラウンド光として、レチクル開口率に応じてウェ
ハ上に照射されることで、光学コントラストを低下させ
ることが原因と考えられる。
【０００５】以上の現象によって、複数のレチクルにお
けるレチクル開口率が異なる場合、対象パターンが同じ
であっても、同一のレジストプロセスを適用することが
困難になる場合がある。この問題を解決するために、各
層のレチクル開口率に応じてレジストプロセス構築を行
うには莫大な労力とコストがかかる。また、同一レチク
ル上でも、ロジック／メモリ混載チップのような場合、
開口率が高いロジック部のキャッシュ用小規模セルと開
口率が低いメモリ部の大規模セルとの露光マージン／レ
ジストパターン形状が大きく異なってしまう場合があ
る。
けるレチクル開口率が異なる場合、対象パターンが同じ
であっても、同一のレジストプロセスを適用することが
困難になる場合がある。この問題を解決するために、各
層のレチクル開口率に応じてレジストプロセス構築を行
うには莫大な労力とコストがかかる。また、同一レチク
ル上でも、ロジック／メモリ混載チップのような場合、
開口率が高いロジック部のキャッシュ用小規模セルと開
口率が低いメモリ部の大規模セルとの露光マージン／レ
ジストパターン形状が大きく異なってしまう場合があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、現在使用
可能な光リソグラフィー用の露光装置においては、被転
写パターンの光強度コントラストが照明条件から計算さ
れる理想的値よりもバックグラウンド光の存在によって
低下し、このために露光マージン減少，レジスト形状劣
化を招く問題があった。また、光強度コントラスト低下
の割合は、レチクル開口率が大きいほど顕著であった。
可能な光リソグラフィー用の露光装置においては、被転
写パターンの光強度コントラストが照明条件から計算さ
れる理想的値よりもバックグラウンド光の存在によって
低下し、このために露光マージン減少，レジスト形状劣
化を招く問題があった。また、光強度コントラスト低下
の割合は、レチクル開口率が大きいほど顕著であった。
【０００７】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、バックグラウンド光強
度を低下させ、被転写パターンの光強度コントラスト低
下を抑制し得る露光用マスクを提供することにある。
ので、その目的とするところは、バックグラウンド光強
度を低下させ、被転写パターンの光強度コントラスト低
下を抑制し得る露光用マスクを提供することにある。
【０００８】また、本発明の他の目的は、上記露光用マ
スクを用いて精度良いパターン露光を行うことのできる
露光装置、更には半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
スクを用いて精度良いパターン露光を行うことのできる
露光装置、更には半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
【０００９】また、本発明の更に他の目的は、同一の露
光用マスクの全体の領域、又は複数の露光用マスクに対
して被転写パターンにおける光強度コントラストを均一
化することができ、同一レジストプロセスの適用を容易
にした露光装置、及び半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
光用マスクの全体の領域、又は複数の露光用マスクに対
して被転写パターンにおける光強度コントラストを均一
化することができ、同一レジストプロセスの適用を容易
にした露光装置、及び半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
するために本発明は次のような構成を採用している。
【００１１】即ち本発明は、光リソグラフィー工程にお
いて使用される露光用マスクであって、ウェハ上に転写
すべき被転写パターンと共に、該パターンの光強度分布
に影響を与えない距離を隔てて、該パターンを所望寸法
で形成するための露光条件ではウェハ上にレジストパタ
ーンとして形成されないダミーパターンが配置されてい
ることを特徴とする。
いて使用される露光用マスクであって、ウェハ上に転写
すべき被転写パターンと共に、該パターンの光強度分布
に影響を与えない距離を隔てて、該パターンを所望寸法
で形成するための露光条件ではウェハ上にレジストパタ
ーンとして形成されないダミーパターンが配置されてい
ることを特徴とする。
【００１２】また本発明は、露光用マスクに形成された
被転写パターンを投影光学系によりウェハ上に転写して
レジストパターンを形成する露光装置において、前記露
光用マスクは、前記被転写パターンと共に、該パターン
の光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該パター
ンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上に
レジストパターンとして形成されないダミーパターンが
配置されてなることを特徴とする。
被転写パターンを投影光学系によりウェハ上に転写して
レジストパターンを形成する露光装置において、前記露
光用マスクは、前記被転写パターンと共に、該パターン
の光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該パター
ンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上に
レジストパターンとして形成されないダミーパターンが
配置されてなることを特徴とする。
【００１３】また本発明は、半導体装置の製造方法にお
いて、上記の露光装置を用いて、ウェハ上に被転写パタ
ーンを転写した後、レジストを現像処理することにより
所望のレジストパターンを形成することを特徴とする。
いて、上記の露光装置を用いて、ウェハ上に被転写パタ
ーンを転写した後、レジストを現像処理することにより
所望のレジストパターンを形成することを特徴とする。
【００１４】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。
は次のものがあげられる。
【００１５】(1-1) ダミーパターンは、露光光の波長を
λ、投影光学系の開口数をＮＡとしたときに、被転写パ
ターンから２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて露光用マ
スクの開口部に配置されていること。
λ、投影光学系の開口数をＮＡとしたときに、被転写パ
ターンから２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて露光用マ
スクの開口部に配置されていること。
【００１６】(1-2) ダミーパターンは、露光用マスクを
通して得られるダミーパターン部の光強度の最小値Ｉmi
n が、被転写パターンを所望寸法で形成するのに必要な
露光用マスクを通して得られる光強度Ｉtargetに対し
て、要求される露光マージン全域においてＩmin ＞Ｉta
rgetを満足するように形成されていること。
通して得られるダミーパターン部の光強度の最小値Ｉmi
n が、被転写パターンを所望寸法で形成するのに必要な
露光用マスクを通して得られる光強度Ｉtargetに対し
て、要求される露光マージン全域においてＩmin ＞Ｉta
rgetを満足するように形成されていること。
【００１７】(1-3) ダミーパターンは、周期的なライン
アンドスペースのパターンであり、Ｉmin ＞Ｉtargetを
満足するようにラインアンドスペースの周期及び各寸法
が設定されていること。
アンドスペースのパターンであり、Ｉmin ＞Ｉtargetを
満足するようにラインアンドスペースの周期及び各寸法
が設定されていること。
【００１８】(1-4) ダミーパターンのピッチＰdummy
は、露光光の波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒ
ーレンスファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解
像しない条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていること。
は、露光光の波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒ
ーレンスファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解
像しない条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていること。
【００１９】(2-1) ダミーパターンは、露光光の波長を
λ、投影光学系の開口数をＮＡとしたときに、被転写パ
ターンから２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて露光用マ
スクの遮蔽部に配置されていること。
λ、投影光学系の開口数をＮＡとしたときに、被転写パ
ターンから２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて露光用マ
スクの遮蔽部に配置されていること。
【００２０】(2-2) ダミーパターンは、露光用マスクを
通して得られるダミーパターン部の光強度の最大値Ｉma
x が、被転写パターンを所望寸法で形成するのに必要な
露光用マスクを通して得られる光強度Ｉtargetに対し
て、要求される露光マージン全域においてＩmax ＜Ｉta
rgetを満足するように形成されていること。
通して得られるダミーパターン部の光強度の最大値Ｉma
x が、被転写パターンを所望寸法で形成するのに必要な
露光用マスクを通して得られる光強度Ｉtargetに対し
て、要求される露光マージン全域においてＩmax ＜Ｉta
rgetを満足するように形成されていること。
【００２１】(2-3) ダミーパターンは、周期的なライン
アンドスペースのパターンであり、Ｉmax ＜Ｉtargetを
満足するようにラインアンドスペースの周期及び各寸法
が設定されていること。
アンドスペースのパターンであり、Ｉmax ＜Ｉtargetを
満足するようにラインアンドスペースの周期及び各寸法
が設定されていること。
【００２２】(2-4) ダミーパターンのピッチＰdummy
は、露光光の波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒ
ーレンスファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解
像しない条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていること。
は、露光光の波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒ
ーレンスファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解
像しない条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていること。
【００２３】(3-1) ダミーパターンは、露光光の波長を
λ、投影光学系の開口数をＮＡとしたときに、被転写パ
ターンから２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて露光用マ
スクの開口部及び遮蔽部にそれぞれ配置されているこ
と。
λ、投影光学系の開口数をＮＡとしたときに、被転写パ
ターンから２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて露光用マ
スクの開口部及び遮蔽部にそれぞれ配置されているこ
と。
【００２４】(3-2) ダミーパターンは、露光用マスクの
開口部におけるダミーパターン部の光強度の最小値Ｉmi
n が、被転写パターンを所望寸法で形成するのに必要な
露光用マスクを通して得られる光強度Ｉtargetに対し
て、要求される露光マージン全域においてＩmin ＞Ｉta
rgetを満足し、且つ露光用マスクの遮蔽部におけるダミ
ーパターン部の光強度の最大値Ｉmax が、要求される露
光マージン全域においてＩmax ＜Ｉtargetを満足するよ
うに形成されていること。
開口部におけるダミーパターン部の光強度の最小値Ｉmi
n が、被転写パターンを所望寸法で形成するのに必要な
露光用マスクを通して得られる光強度Ｉtargetに対し
て、要求される露光マージン全域においてＩmin ＞Ｉta
rgetを満足し、且つ露光用マスクの遮蔽部におけるダミ
ーパターン部の光強度の最大値Ｉmax が、要求される露
光マージン全域においてＩmax ＜Ｉtargetを満足するよ
うに形成されていること。
【００２５】(3-3) ダミーパターンは、周期的なライン
アンドスペースのパターンであり、開口部のダミーパタ
ーンはＩmin ＞Ｉtargetを満足するようにラインアンド
スペースの周期及び各寸法が設定され、且つ遮蔽部のダ
ミーパターンはＩmax ＜Ｉtargetを満足するようにライ
ンアンドスペースの周期及び各寸法が設定されているこ
と。
アンドスペースのパターンであり、開口部のダミーパタ
ーンはＩmin ＞Ｉtargetを満足するようにラインアンド
スペースの周期及び各寸法が設定され、且つ遮蔽部のダ
ミーパターンはＩmax ＜Ｉtargetを満足するようにライ
ンアンドスペースの周期及び各寸法が設定されているこ
と。
【００２６】(3-4) ダミーパターンのピッチＰdummy
は、露光光の波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒ
ーレンスファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解
像しない条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていること。
は、露光光の波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒ
ーレンスファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解
像しない条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていること。
【００２７】（作用）本発明によれば、露光用マスク
に、ウェハ上に転写すべき被転写パターンと共に、該パ
ターンの光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該
パターンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェ
ハ上にレジストパターンとして形成されないダミーパタ
ーンを配置することにより、バックグラウンド光強度を
最適に設定することができる。
に、ウェハ上に転写すべき被転写パターンと共に、該パ
ターンの光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該
パターンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェ
ハ上にレジストパターンとして形成されないダミーパタ
ーンを配置することにより、バックグラウンド光強度を
最適に設定することができる。
【００２８】より具体的には、被転写パターンから所定
距離以上隔てて露光用マスクの開口部にダミーパターン
を配置することにより、バックグラウンド光強度を低下
させ、被転写パターンにおける光強度コントラスト低下
を抑制することが可能となる。これとは逆に、被転写パ
ターンから所定距離以上隔てて露光用マスクの遮蔽部に
ダミーパターンを配置することにより、バックグラウン
ド光強度を上昇させることもできる。これは、バックグ
ラウンド光強度が小さすぎる露光用マスクに対して、露
光装置に許容できる程度までバックグラウンド光強度を
上昇させるのに有効である。
距離以上隔てて露光用マスクの開口部にダミーパターン
を配置することにより、バックグラウンド光強度を低下
させ、被転写パターンにおける光強度コントラスト低下
を抑制することが可能となる。これとは逆に、被転写パ
ターンから所定距離以上隔てて露光用マスクの遮蔽部に
ダミーパターンを配置することにより、バックグラウン
ド光強度を上昇させることもできる。これは、バックグ
ラウンド光強度が小さすぎる露光用マスクに対して、露
光装置に許容できる程度までバックグラウンド光強度を
上昇させるのに有効である。
【００２９】また、同一の露光用マスクにおいて、露光
用マスクの開口部及び遮蔽部にダミーパターンをそれぞ
れ配置することにより、露光用マスク全体にわたってバ
ックグラウンド光強度を平均化することができ、これに
よりマスク全体にわたって露光マージン／レジストパタ
ーン形状を均一化することが可能となる。さらに、複数
の露光用マスクにおいて、露光用マスクの開口部及び遮
蔽部にダミーパターンを配置することにより、異なる露
光用マスクに対してバックグラウンド光強度を平均化す
ることができ、これにより複数の露光用マスクに対して
同一のレジストプロセスを適用することが容易となる。
用マスクの開口部及び遮蔽部にダミーパターンをそれぞ
れ配置することにより、露光用マスク全体にわたってバ
ックグラウンド光強度を平均化することができ、これに
よりマスク全体にわたって露光マージン／レジストパタ
ーン形状を均一化することが可能となる。さらに、複数
の露光用マスクにおいて、露光用マスクの開口部及び遮
蔽部にダミーパターンを配置することにより、異なる露
光用マスクに対してバックグラウンド光強度を平均化す
ることができ、これにより複数の露光用マスクに対して
同一のレジストプロセスを適用することが容易となる。
【００３０】また、露光用マスクの開口部にダミーパタ
ーンを形成する場合に、ダミーパターン部の光強度の最
小値Ｉmin と被転写パターンの強度Ｉtargetとの関係を
Ｉmin ＞Ｉtargetに設定することにより、ダミーパター
ンがウェハ上に解像されるのを防止することが可能とな
る。さらに、露光用マスクの遮蔽部にダミーパターンを
形成する場合に、ダミーパターン部の光強度の最大値Ｉ
max と被転写パターンの強度Ｉtargetとの関係をＩmax
＜Ｉtargetに設定することにより、ダミーパターンがウ
ェハ上解像されるのを防止することが可能となる。
ーンを形成する場合に、ダミーパターン部の光強度の最
小値Ｉmin と被転写パターンの強度Ｉtargetとの関係を
Ｉmin ＞Ｉtargetに設定することにより、ダミーパター
ンがウェハ上に解像されるのを防止することが可能とな
る。さらに、露光用マスクの遮蔽部にダミーパターンを
形成する場合に、ダミーパターン部の光強度の最大値Ｉ
max と被転写パターンの強度Ｉtargetとの関係をＩmax
＜Ｉtargetに設定することにより、ダミーパターンがウ
ェハ上解像されるのを防止することが可能となる。
【００３１】また、ダミーパターンを被転写パターンか
ら２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて配置することによ
り、ダミーパターンの形成によって被転写パターンの光
強度分布に影響が生じるのを防止することが可能とな
る。さらに、ダミーパターンのピッチＰdummy をＰdumm
y ≦λ／ＮＡ（１＋σ）に設定することにより、ダミー
パターンを解像しない条件を設定することが可能とな
る。
ら２．３λ／ＮＡ以上の距離を隔てて配置することによ
り、ダミーパターンの形成によって被転写パターンの光
強度分布に影響が生じるのを防止することが可能とな
る。さらに、ダミーパターンのピッチＰdummy をＰdumm
y ≦λ／ＮＡ（１＋σ）に設定することにより、ダミー
パターンを解像しない条件を設定することが可能とな
る。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
形態によって説明する。
【００３３】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる露光装置を示す概略構成図であり、
図中の１はＫｒＦエキシマレーザ等の光源、２は集光レ
ンズ、３はガラス等の透明基板３ａの一主面にＣｒ等の
遮光膜パターン３ｂを形成した露光用マスク、４は縮小
投影光学系、５はレジスト、６はウェハを示している。
本装置における各種条件は、例えば開口数ＮＡ０．６、
照明コヒーレンスファクタσ０．７５、遮蔽率ε０．６
７となっている。なお、本装置の基本的な構成は従来装
置と同様であるが、後述するように用いる露光用マスク
が従来とは異なっている。
の実施形態に係わる露光装置を示す概略構成図であり、
図中の１はＫｒＦエキシマレーザ等の光源、２は集光レ
ンズ、３はガラス等の透明基板３ａの一主面にＣｒ等の
遮光膜パターン３ｂを形成した露光用マスク、４は縮小
投影光学系、５はレジスト、６はウェハを示している。
本装置における各種条件は、例えば開口数ＮＡ０．６、
照明コヒーレンスファクタσ０．７５、遮蔽率ε０．６
７となっている。なお、本装置の基本的な構成は従来装
置と同様であるが、後述するように用いる露光用マスク
が従来とは異なっている。
【００３４】露光用マスクとしては、図２（ａ）（ｂ）
に示すように、ウェハ上に転写すべきＬ／Ｓパターン
（被転写パターン）１１のみが形成されたレチクルＡ
と、Ｌ／Ｓパターン１１と共にダミーパターン１３が形
成されたレチクルＢを用意した。レチクルＡの被転写パ
ターン１１は、１５０ｎｍ／１５０ｎｍのＬ／Ｓパター
ンであり、その大半が開口部１２（開口率８０％）とな
っている。レチクルＢのダミーパターン１３は、レチク
ルＡのＬ／Ｓパターン１１から１μｍの距離を隔ててレ
チクルＡの開口部１２に設けた１００ｎｍ／１４０ｎｍ
のＬ／Ｓパターンであり、これを加えることで開口率６
０％にした。
に示すように、ウェハ上に転写すべきＬ／Ｓパターン
（被転写パターン）１１のみが形成されたレチクルＡ
と、Ｌ／Ｓパターン１１と共にダミーパターン１３が形
成されたレチクルＢを用意した。レチクルＡの被転写パ
ターン１１は、１５０ｎｍ／１５０ｎｍのＬ／Ｓパター
ンであり、その大半が開口部１２（開口率８０％）とな
っている。レチクルＢのダミーパターン１３は、レチク
ルＡのＬ／Ｓパターン１１から１μｍの距離を隔ててレ
チクルＡの開口部１２に設けた１００ｎｍ／１４０ｎｍ
のＬ／Ｓパターンであり、これを加えることで開口率６
０％にした。
【００３５】先の露光装置を用い、更にウェハ上のレジ
ストとしてポジ型化学増幅型レジストを用い、その面積
の大半が開口部１２であるレチクルＡを該レチクルＡ中
の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１がＬ：Ｓ＝１：１の
寸法で露光される露光量で露光した。さらに、レチクル
ＢをレチクルＡと同じ照明系及びレジストプロセスを用
いて、レチクルＢ中の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１
がＬ：Ｓ＝１：１の寸法で露光される露光量で露光し
た。
ストとしてポジ型化学増幅型レジストを用い、その面積
の大半が開口部１２であるレチクルＡを該レチクルＡ中
の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１がＬ：Ｓ＝１：１の
寸法で露光される露光量で露光した。さらに、レチクル
ＢをレチクルＡと同じ照明系及びレジストプロセスを用
いて、レチクルＢ中の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１
がＬ：Ｓ＝１：１の寸法で露光される露光量で露光し
た。
【００３６】レチクルＡ，Ｂ使用時の１５０ｎｍのＬ／
Ｓパターン１１のレジスト形状を図３（ａ）（ｂ）に示
す。レチクルＡによるレジストパターンは、図３（ａ）
に示すように頭部が丸くなっているのに対して、レチク
ルＢでは図３（ｂ）に示すように良好な矩形パターンが
得られた。また、０．４μｍＤＯＦを与える露光量裕度
がレチクルＡにおいては７％であるのに対して、レチク
ルＢでは１０％と露光マージンの向上が向上した。
Ｓパターン１１のレジスト形状を図３（ａ）（ｂ）に示
す。レチクルＡによるレジストパターンは、図３（ａ）
に示すように頭部が丸くなっているのに対して、レチク
ルＢでは図３（ｂ）に示すように良好な矩形パターンが
得られた。また、０．４μｍＤＯＦを与える露光量裕度
がレチクルＡにおいては７％であるのに対して、レチク
ルＢでは１０％と露光マージンの向上が向上した。
【００３７】露光量，フォーカス量を変えて露光を行っ
たが、レチクルＢ中の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１
が１５０±１５ｍの寸法で形成される範囲内において
は、レチクルＢ中のダミーパターン部分のレジストは全
て溶解しており、ウェハ上に転写されなかった。
たが、レチクルＢ中の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１
が１５０±１５ｍの寸法で形成される範囲内において
は、レチクルＢ中のダミーパターン部分のレジストは全
て溶解しており、ウェハ上に転写されなかった。
【００３８】ここで、本実施形態による作用効果につい
て更に詳しく説明する。本実施形態のようにポジ型レジ
スト使用した場合を例にすると、図１０（ａ）に示すよ
うなレチクルＡに対して理想的な露光装置を用いた場合
の光強度分布は、図１０（ｂ）に示すようになる。この
場合の光強度コントラストは、被転写パターン１１の光
強度分布のパターン範囲内における極大値Ｉhigh、極小
値Ｉlow を用いて、 ２（Ｉhigh−Ｉlow ）／（Ｉhigh＋Ｉlow ） と定義できる。
て更に詳しく説明する。本実施形態のようにポジ型レジ
スト使用した場合を例にすると、図１０（ａ）に示すよ
うなレチクルＡに対して理想的な露光装置を用いた場合
の光強度分布は、図１０（ｂ）に示すようになる。この
場合の光強度コントラストは、被転写パターン１１の光
強度分布のパターン範囲内における極大値Ｉhigh、極小
値Ｉlow を用いて、 ２（Ｉhigh−Ｉlow ）／（Ｉhigh＋Ｉlow ） と定義できる。
【００３９】しかし、現実にはレチクル開口率に応じた
バックグラウンド光Ｉbcが存在するために、現実に得ら
れる被転写パターン１１の光強度分布（図中の破線に示
す）の光強度コントラストは、 ２（Ｉhigh−Ｉlow）／（Ｉhigh＋Ｉlow＋２Ｉbc） であり、理想的な露光装置の場合と比べて低下する。
バックグラウンド光Ｉbcが存在するために、現実に得ら
れる被転写パターン１１の光強度分布（図中の破線に示
す）の光強度コントラストは、 ２（Ｉhigh−Ｉlow）／（Ｉhigh＋Ｉlow＋２Ｉbc） であり、理想的な露光装置の場合と比べて低下する。
【００４０】このバックグラウンド光Ｉbcによる光強度
コントラストの低下によって、露光マージンが低下し、
パターン頭部が丸くなるなどレジストパターン形状が悪
化する。
コントラストの低下によって、露光マージンが低下し、
パターン頭部が丸くなるなどレジストパターン形状が悪
化する。
【００４１】これに対し、図１１（ａ）に示すように、
ダミーパターン１３を有するレチクルＢを用いると、レ
チクル開口率が低下していることから、図１１（ｂ）に
示すように、バックグラウンド光が低下する（Ｉbc→Ｉ
bc' ）。このため、ポジ型レジスト使用時にレジスト頭
部形状が丸い場合（図３（ａ））において、レチクル開
口部１２にダミーパターン１３を配置することで被転写
パターン１１の光強度コントラスト低下、即ち露光マー
ジン低下を抑制し、良好な矩形レジスト形状（図３
（ｂ））が得られる。
ダミーパターン１３を有するレチクルＢを用いると、レ
チクル開口率が低下していることから、図１１（ｂ）に
示すように、バックグラウンド光が低下する（Ｉbc→Ｉ
bc' ）。このため、ポジ型レジスト使用時にレジスト頭
部形状が丸い場合（図３（ａ））において、レチクル開
口部１２にダミーパターン１３を配置することで被転写
パターン１１の光強度コントラスト低下、即ち露光マー
ジン低下を抑制し、良好な矩形レジスト形状（図３
（ｂ））が得られる。
【００４２】また、通常の光近接効果の影響を与えない
距離Ｌmin 以上の距離を被転写パターン１１との間に設
けることによって、ダミーパターン１３の存在による被
転写パターン１１の光強度分布の変化が避けられる。ま
た、被転写パターン１１の設計終了後に、ダミーパター
ン１３を配置することが可能である。
距離Ｌmin 以上の距離を被転写パターン１１との間に設
けることによって、ダミーパターン１３の存在による被
転写パターン１１の光強度分布の変化が避けられる。ま
た、被転写パターン１１の設計終了後に、ダミーパター
ン１３を配置することが可能である。
【００４３】レチクル上の開口部１２にダミーパターン
１３を配置する場合においても、ウェハ上にダミーパタ
ーン１３によるレジストパターンが転写されないことか
ら、ウェハ上のダミーパターン部分を除去するための付
加プロセスは不要である。
１３を配置する場合においても、ウェハ上にダミーパタ
ーン１３によるレジストパターンが転写されないことか
ら、ウェハ上のダミーパターン部分を除去するための付
加プロセスは不要である。
【００４４】なお、ポジ型の代わりにネガ型レジストを
使用する場合には、ポジ型レジスト使用時にレジスト頭
部形状が丸まっているとの記載が、後述するようにＴ−
ｔｏｐ気味若しくは逆テーパ気味となると置きかえれば
よい。
使用する場合には、ポジ型レジスト使用時にレジスト頭
部形状が丸まっているとの記載が、後述するようにＴ−
ｔｏｐ気味若しくは逆テーパ気味となると置きかえれば
よい。
【００４５】（第２の実施形態）まず、図４（ａ）
（ｂ）に示すように、ウェハ上に転写すべきＬ／Ｓパタ
ーンのみが形成されたレチクルＣと、Ｌ／Ｓパターンと
共にダミーパターンが形成されたレチクルＤを用意し
た。レチクルＣの被転写パターン１１は、１５０ｎｍ／
１５０ｎｍのＬ／Ｓパターンであり、その大半が遮光部
１４（開口率２０％）となっている。レチクルＤのダミ
ーパターン１５は、レチクルＣのＬ／Ｓパターン１１か
ら１μｍの距離を設けてレチクルＣの遮光部１４に設け
た１００ｎｍ／９０ｎｍのＬ／Ｓパターンであり、これ
を加えることで開口率３５％にした。
（ｂ）に示すように、ウェハ上に転写すべきＬ／Ｓパタ
ーンのみが形成されたレチクルＣと、Ｌ／Ｓパターンと
共にダミーパターンが形成されたレチクルＤを用意し
た。レチクルＣの被転写パターン１１は、１５０ｎｍ／
１５０ｎｍのＬ／Ｓパターンであり、その大半が遮光部
１４（開口率２０％）となっている。レチクルＤのダミ
ーパターン１５は、レチクルＣのＬ／Ｓパターン１１か
ら１μｍの距離を設けてレチクルＣの遮光部１４に設け
た１００ｎｍ／９０ｎｍのＬ／Ｓパターンであり、これ
を加えることで開口率３５％にした。
【００４６】第１の実施形態と同様の露光装置を用い
て、ポジ型化学増幅型レジスト使用時に、その面積の大
半が遮光部１４であるレチクルＣを該レチクルＣ中の１
５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１がＬ：Ｓ＝１：１の寸法
で露光される露光量で露光した。さらに、レチクルＤを
レチクルＣと同じ照明系及びレジストプロセスを用い
て、レチクルＤ中の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１が
Ｌ：Ｓ＝１：１の寸法で露光される露光量で露光した。
て、ポジ型化学増幅型レジスト使用時に、その面積の大
半が遮光部１４であるレチクルＣを該レチクルＣ中の１
５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１がＬ：Ｓ＝１：１の寸法
で露光される露光量で露光した。さらに、レチクルＤを
レチクルＣと同じ照明系及びレジストプロセスを用い
て、レチクルＤ中の１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１が
Ｌ：Ｓ＝１：１の寸法で露光される露光量で露光した。
【００４７】レチクルＣ，Ｄ使用時の１５０ｎｍのＬ／
Ｓパターン１１のレジスト形状を図５（ａ）（ｂ）に示
す。レチクルＣによるレジストパターンは、図５（ａ）
に示すように上部に庇が残る、いわゆるＴ−ｔｏｐ気味
若しくは逆テーパ気味であるのに対して、レチクルＤで
は図５（ｂ）に示すように良好な矩形パターンが得られ
た。また、０．４μｍＤＯＦを与える露光量裕度はレチ
クルＣで１１％であり、レチクルＤにおいても１０．５
％と露光マージンは殆ど変化しなかった。
Ｓパターン１１のレジスト形状を図５（ａ）（ｂ）に示
す。レチクルＣによるレジストパターンは、図５（ａ）
に示すように上部に庇が残る、いわゆるＴ−ｔｏｐ気味
若しくは逆テーパ気味であるのに対して、レチクルＤで
は図５（ｂ）に示すように良好な矩形パターンが得られ
た。また、０．４μｍＤＯＦを与える露光量裕度はレチ
クルＣで１１％であり、レチクルＤにおいても１０．５
％と露光マージンは殆ど変化しなかった。
【００４８】従って本実施形態によっても、先の第１の
実施形態と同様の効果が得られる。つまり、ポジ型レジ
スト使用時にレジスト頭部がＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆
テーパ気味となる場合においては、レチクル遮光部１４
にダミーパターン１５を配置することで、バックグラウ
ンド光を増加させ、良好な矩形形状のレジストパターン
を得ることが可能となる。
実施形態と同様の効果が得られる。つまり、ポジ型レジ
スト使用時にレジスト頭部がＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆
テーパ気味となる場合においては、レチクル遮光部１４
にダミーパターン１５を配置することで、バックグラウ
ンド光を増加させ、良好な矩形形状のレジストパターン
を得ることが可能となる。
【００４９】ここで、本来は露光装置においてバックグ
ラウンド光はない方が望ましいのであるが、露光装置は
複数種のレチクルを用い、レチクルによってはバックグ
ラウンド光の大きいものもあることから、露光装置の光
学条件は平均的なレチクルに合わせ、ある程度のバック
グラウンド光を許容して設定されている。このため、本
来は最も望ましいはずである、図３（ａ）のようなバッ
クグラウンド光の極めて少ないレチクルを用いると、露
光装置の設定によっては逆にＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆
テーパ気味になる場合が生じる。これを防止するため
に、本実施形態では図４（ｂ）のようにダミーパターン
１５を設けているのである。
ラウンド光はない方が望ましいのであるが、露光装置は
複数種のレチクルを用い、レチクルによってはバックグ
ラウンド光の大きいものもあることから、露光装置の光
学条件は平均的なレチクルに合わせ、ある程度のバック
グラウンド光を許容して設定されている。このため、本
来は最も望ましいはずである、図３（ａ）のようなバッ
クグラウンド光の極めて少ないレチクルを用いると、露
光装置の設定によっては逆にＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆
テーパ気味になる場合が生じる。これを防止するため
に、本実施形態では図４（ｂ）のようにダミーパターン
１５を設けているのである。
【００５０】また本実施形態では、第１の実施形態と同
様に、通常の光近接効果の影響を与えない距離Ｌmin 以
上の距離を被転写パターン１１との間に設けることによ
って、ダミーパターン１５の存在による被転写パターン
１１の光強度分布の変化が避けられる。また、被転写パ
ターン１１の設計終了後に、ダミーパターン１５を配置
することが可能である。
様に、通常の光近接効果の影響を与えない距離Ｌmin 以
上の距離を被転写パターン１１との間に設けることによ
って、ダミーパターン１５の存在による被転写パターン
１１の光強度分布の変化が避けられる。また、被転写パ
ターン１１の設計終了後に、ダミーパターン１５を配置
することが可能である。
【００５１】レチクル遮光部１４にダミーパターン１５
を配置する場合においても、ウェハ上にダミーパターン
１５によるレジストパターンが転写されないことから、
ウェハ上のダミーパターン部分を除去するための付加プ
ロセスは不要である。
を配置する場合においても、ウェハ上にダミーパターン
１５によるレジストパターンが転写されないことから、
ウェハ上のダミーパターン部分を除去するための付加プ
ロセスは不要である。
【００５２】なお、ポジ型の代わりにネガ型レジストを
使用する場合には、ネガ型レジスト使用時にレジスト頭
部形状がＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆テーパ気味という記
載が、丸まっていると置きかえればよい。
使用する場合には、ネガ型レジスト使用時にレジスト頭
部形状がＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆テーパ気味という記
載が、丸まっていると置きかえればよい。
【００５３】（第３の実施形態）第１の実施形態と同様
の露光装置において、ポジ型化学増幅レジストを用い
て、開口率がレチクル全面平均で８０％のレチクルＡ、
後述するダミーパターン１３をレチクルＡ上の開口部１
２に追加することでレチクル開口率６０％にしたレチク
ルＢを露光した。
の露光装置において、ポジ型化学増幅レジストを用い
て、開口率がレチクル全面平均で８０％のレチクルＡ、
後述するダミーパターン１３をレチクルＡ上の開口部１
２に追加することでレチクル開口率６０％にしたレチク
ルＢを露光した。
【００５４】レチクルＡに含まれるパターンにおいて、
実験的に最も露光マージンが狭いのは１５０ｎｍのＬ／
Ｓパターン１１であり、０．４μｍＤＯＦが得られる露
光量裕度は７％、このとき頭部が丸いレジスト形状（図
３（ａ））であった。
実験的に最も露光マージンが狭いのは１５０ｎｍのＬ／
Ｓパターン１１であり、０．４μｍＤＯＦが得られる露
光量裕度は７％、このとき頭部が丸いレジスト形状（図
３（ａ））であった。
【００５５】前記の露光条件において、１５０ｎｍのＬ
／Ｓパターン１１について、Ｍ，σ，ε、超解像技術の
有無、レンズ収差で規定される理想的な光強度分布を計
算した。図６（ａ）はレチクルＢ、（ｂ）はレチクルＢ
を用いた場合のウェハ上距離に対する光強度の分布であ
る。ダミーパターン１３における光強度は被転写パター
ン１１における光強度よりも高くなっており、被転写パ
ターン１１を設計通りに解像する光強度Ｉtargetよりも
ダミーパターン１３における光強度の最小値Ｉmin は大
きくなっている。従って、Ｉtargetではダミーパターン
１３は開口部と見なすことができる。
／Ｓパターン１１について、Ｍ，σ，ε、超解像技術の
有無、レンズ収差で規定される理想的な光強度分布を計
算した。図６（ａ）はレチクルＢ、（ｂ）はレチクルＢ
を用いた場合のウェハ上距離に対する光強度の分布であ
る。ダミーパターン１３における光強度は被転写パター
ン１１における光強度よりも高くなっており、被転写パ
ターン１１を設計通りに解像する光強度Ｉtargetよりも
ダミーパターン１３における光強度の最小値Ｉmin は大
きくなっている。従って、Ｉtargetではダミーパターン
１３は開口部と見なすことができる。
【００５６】本実施形態では、被転写パターンとしての
１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１の０μｍ及び０．３μ
ｍデフォーカス時の光強度計算において、許容寸法１５
０±１５ｎｍの上限（ＣＤmax ）である１６５ｎｍを与
える光強度をＩtarget maxとするとき、ダミーパターン
１３の領域における光強度の最小値Ｉmin が、Ｉtarget
-max＜Ｉmin を満足するウェハ上換算でライン幅１００
ｎｍ／スペース幅１６０ｎｍのＬ／Ｓパターン（パター
ンピッチＰdummy＝２６０ｎｍ）を選択した。
１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１の０μｍ及び０．３μ
ｍデフォーカス時の光強度計算において、許容寸法１５
０±１５ｎｍの上限（ＣＤmax ）である１６５ｎｍを与
える光強度をＩtarget maxとするとき、ダミーパターン
１３の領域における光強度の最小値Ｉmin が、Ｉtarget
-max＜Ｉmin を満足するウェハ上換算でライン幅１００
ｎｍ／スペース幅１６０ｎｍのＬ／Ｓパターン（パター
ンピッチＰdummy＝２６０ｎｍ）を選択した。
【００５７】光強度分布計算の縦軸は任意単位であり、
ポジ型レジストの場合、ある光強度（以下、閾値）以上
の領域のレジストパターンが溶解領域に相当する。即
ち、閾値増加は露光量減少によるライン寸法増加、閾値
減少は露光量増加によるライン寸法拡大となる。露光量
を変えても被転写パターン１１とダミーパターン１３と
の光強度比は変わらず、被転写パターン１１の許容寸法
内における閾値の最大値Ｉtarget-max より、ダミーパ
ターン１３の光強度の最低値Ｉmin が大きければウェハ
上のダミーパターン部分は全て溶解する。このため、ウ
ェハ上には被転写パターン部分のみが形成される。ま
た、被転写パターン１１とダミーパターン１３の光強度
の関係はデフォーカスにより変化するため、本実施形態
においてはデフォーカス量０μｍと、必要なフォーカス
裕度の片側最大値である０．３μｍで計算を行った。
ポジ型レジストの場合、ある光強度（以下、閾値）以上
の領域のレジストパターンが溶解領域に相当する。即
ち、閾値増加は露光量減少によるライン寸法増加、閾値
減少は露光量増加によるライン寸法拡大となる。露光量
を変えても被転写パターン１１とダミーパターン１３と
の光強度比は変わらず、被転写パターン１１の許容寸法
内における閾値の最大値Ｉtarget-max より、ダミーパ
ターン１３の光強度の最低値Ｉmin が大きければウェハ
上のダミーパターン部分は全て溶解する。このため、ウ
ェハ上には被転写パターン部分のみが形成される。ま
た、被転写パターン１１とダミーパターン１３の光強度
の関係はデフォーカスにより変化するため、本実施形態
においてはデフォーカス量０μｍと、必要なフォーカス
裕度の片側最大値である０．３μｍで計算を行った。
【００５８】光強度分布計算より、ダミーパターン１３
の存在による所望寸法変動量が１％以下になる距離を、
ダミーパターン１３の存在がレチクル中に存在する被転
写パターン１１の光強度分布に影響を与えない距離Ｌmi
n とする。本実施形態記載の光学条件ではＬmin ＝９５
０ｎｍであり、それ以上の距離として、レチクルＢ中に
ダミーパターン１３を配置する場合にはＬmin ＝１００
０ｎｍを採用した。これは無次元化数で表すと、２．４
λ／ＮＡ（＞２．３λ／ＮＡ）に相当する。
の存在による所望寸法変動量が１％以下になる距離を、
ダミーパターン１３の存在がレチクル中に存在する被転
写パターン１１の光強度分布に影響を与えない距離Ｌmi
n とする。本実施形態記載の光学条件ではＬmin ＝９５
０ｎｍであり、それ以上の距離として、レチクルＢ中に
ダミーパターン１３を配置する場合にはＬmin ＝１００
０ｎｍを採用した。これは無次元化数で表すと、２．４
λ／ＮＡ（＞２．３λ／ＮＡ）に相当する。
【００５９】レチクルデータの全領域において、２Ｌmi
n 十Ｐdummy （＝２２６０ｎｍ）以上の開口部１２を検
索し、ダミーパターン１３を被転写パターン１１からＬ
min（＝１０００ｎｍ）以上の距離を設けて配置した。
被転写パターンとして１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１
において許容されるライン寸法の上限である１６５ｎｍ
を与える露光量においては、ウェハ上のダミーパターン
部分は全て溶解していた。
n 十Ｐdummy （＝２２６０ｎｍ）以上の開口部１２を検
索し、ダミーパターン１３を被転写パターン１１からＬ
min（＝１０００ｎｍ）以上の距離を設けて配置した。
被転写パターンとして１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１
において許容されるライン寸法の上限である１６５ｎｍ
を与える露光量においては、ウェハ上のダミーパターン
部分は全て溶解していた。
【００６０】開口率８０％のレチクルＡ中における１５
０ｎｍＬ／Ｓパターン１１のレジスト形状は頭部が丸く
（図３（ａ））、０．４ｍｍＤＯＦで７％の露光量裕度
であった。一方、本実施形態の方法でダミーパターン１
３を配置した開口率６０％のレチクルＢでは良好な矩形
のレジスト形状（図３（ｂ））、０．４μｍＤＯＦで１
０％の露光量裕度が得られた。以上のように本実施形態
によってレジスト形状及び露光マージンが改善された。
０ｎｍＬ／Ｓパターン１１のレジスト形状は頭部が丸く
（図３（ａ））、０．４ｍｍＤＯＦで７％の露光量裕度
であった。一方、本実施形態の方法でダミーパターン１
３を配置した開口率６０％のレチクルＢでは良好な矩形
のレジスト形状（図３（ｂ））、０．４μｍＤＯＦで１
０％の露光量裕度が得られた。以上のように本実施形態
によってレジスト形状及び露光マージンが改善された。
【００６１】このように本実施形態によれば、図６にお
いて、被転写パターン１１を所望寸法で形成する光強度
がＩtarget であるとき（ポジ型レジストではラインの
許容寸法の最大値、ネガ型レジストではスペースの最大
値に相当する）、ダミーパターン１３の光強度分布の最
小値Ｉmin がＩmin ＞Ｉtargetを満足するようにすれ
ば、ダミーパターン１３のレジスト像はポジ型レジスト
では全て溶解し、ネガ型では全て溶解せずに残るため、
ウェハ上には被転写パターン１１のレジスト像のみを形
成することができる。
いて、被転写パターン１１を所望寸法で形成する光強度
がＩtarget であるとき（ポジ型レジストではラインの
許容寸法の最大値、ネガ型レジストではスペースの最大
値に相当する）、ダミーパターン１３の光強度分布の最
小値Ｉmin がＩmin ＞Ｉtargetを満足するようにすれ
ば、ダミーパターン１３のレジスト像はポジ型レジスト
では全て溶解し、ネガ型では全て溶解せずに残るため、
ウェハ上には被転写パターン１１のレジスト像のみを形
成することができる。
【００６２】また、露光波長をλ、投影光学系の開口数
をＮＡとしたときに、被転写パターン１１から２．３λ
／ＮＡ以上の距離を設けてダミーパターン１３を配置し
ても被転写パターン１１の光強度分布へは影響しない。
このため、前記距離で配置することが、ある特定のダミ
ーパターン配置上で最も緻密であり、レチクル開口率を
最も減少させることが可能となる。
をＮＡとしたときに、被転写パターン１１から２．３λ
／ＮＡ以上の距離を設けてダミーパターン１３を配置し
ても被転写パターン１１の光強度分布へは影響しない。
このため、前記距離で配置することが、ある特定のダミ
ーパターン配置上で最も緻密であり、レチクル開口率を
最も減少させることが可能となる。
【００６３】（第４の実施形態）第３の実施形態におけ
るウェハ上換算でライン幅１００ｎｍ／スペース幅１６
０ｎｍのＬ／Ｓパターンに代えて、ウェハ上換算でライ
ン幅９５ｎｍ／スペース幅１３５ｎｍのＬ／Ｓパターン
をダミーパターン１３としたレチクルＢ’を用意し、こ
のレチクルＢ’を先と同じ条件で露光した。ここで、ダ
ミーパターン１３のパターンピッチは２３０ｎｍであ
り、第３の実施形態の照明においてパターンが解像しな
い条件、 λ／ＮＡ（１＋σ）≧Ｐdummy を満足する。即ち、 248/{0.6×(1+0.75)}〜236.1≧95+135=235 である。
るウェハ上換算でライン幅１００ｎｍ／スペース幅１６
０ｎｍのＬ／Ｓパターンに代えて、ウェハ上換算でライ
ン幅９５ｎｍ／スペース幅１３５ｎｍのＬ／Ｓパターン
をダミーパターン１３としたレチクルＢ’を用意し、こ
のレチクルＢ’を先と同じ条件で露光した。ここで、ダ
ミーパターン１３のパターンピッチは２３０ｎｍであ
り、第３の実施形態の照明においてパターンが解像しな
い条件、 λ／ＮＡ（１＋σ）≧Ｐdummy を満足する。即ち、 248/{0.6×(1+0.75)}〜236.1≧95+135=235 である。
【００６４】このようなダミーパターンを設けた開口率
５８％のレチクルＢ’を用いることで、前記図３（ｂ）
に示す良好な矩形形状が得られ、０．４ｍｍＤＯＦ時の
露光裕度は１０％であった。
５８％のレチクルＢ’を用いることで、前記図３（ｂ）
に示す良好な矩形形状が得られ、０．４ｍｍＤＯＦ時の
露光裕度は１０％であった。
【００６５】ここで、ライン幅＜スペース幅であって、
ライン幅とスペース幅の比を一定にしてパターンピッチ
を変化させた場合、パターンピッチが小さくなるほど光
強度分布の振幅も小さくなる。また、光強度分布の平均
値はパターンピッチが小さくなっても殆ど変化しない、
若しくは解像限界付近に微細になると平均値が減少す
る。このため、ライン幅とスペース幅の比が一定の場
合、パターンピッチが小さいほど、擬パターンの光強度
分布の最大値が小さくなる。即ち、光強度分布の最大値
がある閾値以下であるためには、パターンピッチが小さ
いほどスペース幅の割合が太くなることから、同じ数の
ダミーパターン配置した場合にレチクル開口率がより大
きく低下する。
ライン幅とスペース幅の比を一定にしてパターンピッチ
を変化させた場合、パターンピッチが小さくなるほど光
強度分布の振幅も小さくなる。また、光強度分布の平均
値はパターンピッチが小さくなっても殆ど変化しない、
若しくは解像限界付近に微細になると平均値が減少す
る。このため、ライン幅とスペース幅の比が一定の場
合、パターンピッチが小さいほど、擬パターンの光強度
分布の最大値が小さくなる。即ち、光強度分布の最大値
がある閾値以下であるためには、パターンピッチが小さ
いほどスペース幅の割合が太くなることから、同じ数の
ダミーパターン配置した場合にレチクル開口率がより大
きく低下する。
【００６６】しかし、現実には細すぎるパターンをレチ
クル上に精度良く形成することが困難であることから、
使用する照明条件における解像しない限界のパターンピ
ッチを用いることが現実的である。
クル上に精度良く形成することが困難であることから、
使用する照明条件における解像しない限界のパターンピ
ッチを用いることが現実的である。
【００６７】（第５の実施形態）第１の実施形態の露光
装置において、ポジ型化学増幅レジストを用いて、開口
率がレチクル全面平均で２０％のレチクルＣ、後述する
ダミーパターン１５をレチクルＣ上の遮蔽部１４に追加
することでレチクル開口率３０％にしたレチクルＤを露
光した。
装置において、ポジ型化学増幅レジストを用いて、開口
率がレチクル全面平均で２０％のレチクルＣ、後述する
ダミーパターン１５をレチクルＣ上の遮蔽部１４に追加
することでレチクル開口率３０％にしたレチクルＤを露
光した。
【００６８】レチクルＣに含まれる被転写パターン１１
において、実験的に最も露光マージンが狭いのは１５０
ｎｍのＬ／Ｓパターンであり、０．４μｍＤＯＦが得ら
れる露光量裕度は１０％であるが、Ｔ−ｔｏｐ気味若し
くは逆テーパ気味のパターン形状（図４（ａ））であっ
た。
において、実験的に最も露光マージンが狭いのは１５０
ｎｍのＬ／Ｓパターンであり、０．４μｍＤＯＦが得ら
れる露光量裕度は１０％であるが、Ｔ−ｔｏｐ気味若し
くは逆テーパ気味のパターン形状（図４（ａ））であっ
た。
【００６９】前記露光条件において、１５０ｎｍのＬ／
Ｓパターン１１について、ＮＡ，σ，ε、超解像技術の
有無、レンズ収差で規定される理想的な光強度分布を計
算した。図７（ａ）はレチクルＤ、（ｂ）はレチクルＤ
を用いた場合のウェハ上距離に対する光強度の分布であ
る。ダミーパターン１５における光強度は被転写パター
ン１１における光強度よりも低くなっており、被転写パ
ターン１１を設計通りに解像する光強度Ｉtargetよりも
ダミーパターン１５における光強度の最大値Ｉmax は小
さくなっている。従って、Ｉtargetではダミーパターン
１５は遮光部と見なすことができる。
Ｓパターン１１について、ＮＡ，σ，ε、超解像技術の
有無、レンズ収差で規定される理想的な光強度分布を計
算した。図７（ａ）はレチクルＤ、（ｂ）はレチクルＤ
を用いた場合のウェハ上距離に対する光強度の分布であ
る。ダミーパターン１５における光強度は被転写パター
ン１１における光強度よりも低くなっており、被転写パ
ターン１１を設計通りに解像する光強度Ｉtargetよりも
ダミーパターン１５における光強度の最大値Ｉmax は小
さくなっている。従って、Ｉtargetではダミーパターン
１５は遮光部と見なすことができる。
【００７０】本実施形態では、被転写パターンとしての
１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１の０μｍ及び０．３ｎ
ｍデフォーカス時の光強度計算において、許容寸法１５
０±１５ｍｍの下限（ＣＤmin ）１３５ｎｍを与える光
強度をＩtarget min とするとき、ダミーパターン１５
の領域における光強度の最大値Ｉmax が、Ｉtarget-min
＞Ｉmax を満足するウェハ上換算でライン幅１６０ｎｍ
／スペース幅１００ｎｍのＬ／Ｓパターン（パターンピ
ッチＰdummy ＝２６０ｎｍ）を選択した。
１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１の０μｍ及び０．３ｎ
ｍデフォーカス時の光強度計算において、許容寸法１５
０±１５ｍｍの下限（ＣＤmin ）１３５ｎｍを与える光
強度をＩtarget min とするとき、ダミーパターン１５
の領域における光強度の最大値Ｉmax が、Ｉtarget-min
＞Ｉmax を満足するウェハ上換算でライン幅１６０ｎｍ
／スペース幅１００ｎｍのＬ／Ｓパターン（パターンピ
ッチＰdummy ＝２６０ｎｍ）を選択した。
【００７１】光強度分布計算の縦軸は任意単位であり、
ポジ型レジストの場合、ある光強度（以下、閾値）以上
の領域のレジストパターンが溶解領域に相当する。即
ち、閾値増加は露光量減少によるライン寸法増加、閾値
減少は露光量増加によるライン寸法拡大となる。露光量
を変えても被転写パターン１１とダミーパターン１５の
光強度比は変わらず、被転写パターン１１の許容寸法内
における閾値の最小値Ｉtarget min より、ダミーパタ
ーン１５の光強度の最大値Ｉmax が小さければウェハ上
にはダミーパターン１５に対応する領域ではレジストが
溶解せずに残っていることを意味する。また、被転写パ
ターン１１とダミーパターン１５の光強度の関係はデフ
ォーカスにより変化するため、本実施形態においてはデ
フォーカス量０μｍと、必要なフォーカス裕度最大値で
ある０．３μｍで計算を行った。
ポジ型レジストの場合、ある光強度（以下、閾値）以上
の領域のレジストパターンが溶解領域に相当する。即
ち、閾値増加は露光量減少によるライン寸法増加、閾値
減少は露光量増加によるライン寸法拡大となる。露光量
を変えても被転写パターン１１とダミーパターン１５の
光強度比は変わらず、被転写パターン１１の許容寸法内
における閾値の最小値Ｉtarget min より、ダミーパタ
ーン１５の光強度の最大値Ｉmax が小さければウェハ上
にはダミーパターン１５に対応する領域ではレジストが
溶解せずに残っていることを意味する。また、被転写パ
ターン１１とダミーパターン１５の光強度の関係はデフ
ォーカスにより変化するため、本実施形態においてはデ
フォーカス量０μｍと、必要なフォーカス裕度最大値で
ある０．３μｍで計算を行った。
【００７２】光強度分布計算より、ダミーパターン１５
の存在による所望寸法変動量が１％以下になる距離を、
ダミーパターン１５の存在がレチクル中に存在する被転
写パターン１１の光強度分布に影響を与えない距離Ｌmi
n とする。本実施形態記載の光学条件ではＬmin ＝９５
０ｍｍであり、それ以上の距離として、レチクルＤ中に
ダミーパターン１５を配置する場合にはＬmin ＝１００
０ｎｍを採用した。これは無次元化数で表すと２．４λ
／ＮＡ（＞２．３λ／ＮＡ）に相当する。
の存在による所望寸法変動量が１％以下になる距離を、
ダミーパターン１５の存在がレチクル中に存在する被転
写パターン１１の光強度分布に影響を与えない距離Ｌmi
n とする。本実施形態記載の光学条件ではＬmin ＝９５
０ｍｍであり、それ以上の距離として、レチクルＤ中に
ダミーパターン１５を配置する場合にはＬmin ＝１００
０ｎｍを採用した。これは無次元化数で表すと２．４λ
／ＮＡ（＞２．３λ／ＮＡ）に相当する。
【００７３】レチクルデータの全領域において、２Ｌmi
n 十Ｐdummy （＝２２６０ｎｍ）以上の遮蔽部１４を検
索し、ダミーパターン１５を被転写パターン１１からＬ
min（＝１０００ｎｍ）以上離して配置した。被転写パ
ターンとしての１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１におけ
る許容寸法±１０％の下限である１３５ｎｍを与える露
光量においては、ウェハ上のダミーパターン部分は未露
光部と同等の残膜を維持していた。
n 十Ｐdummy （＝２２６０ｎｍ）以上の遮蔽部１４を検
索し、ダミーパターン１５を被転写パターン１１からＬ
min（＝１０００ｎｍ）以上離して配置した。被転写パ
ターンとしての１５０ｎｍのＬ／Ｓパターン１１におけ
る許容寸法±１０％の下限である１３５ｎｍを与える露
光量においては、ウェハ上のダミーパターン部分は未露
光部と同等の残膜を維持していた。
【００７４】レチクルＣ，Ｄを露光して得られた１５０
ｎｍのＬ／Ｓパターン１１のレジスト形状は、前記図５
に示す通りである。レチクルＣによるレジストパターン
はＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆テーパ気味である（図５
（ａ））のに対して、レチクルＤでは良好な矩形パター
ン（図５（ｂ））が得られた。また、０．４μｍＤＯＦ
を与える露光量裕度はレチクルＣで１１％であり、レチ
クルＤにおいても１０．５％と露光マージンは殆ど変化
しなかった。
ｎｍのＬ／Ｓパターン１１のレジスト形状は、前記図５
に示す通りである。レチクルＣによるレジストパターン
はＴ−ｔｏｐ気味若しくは逆テーパ気味である（図５
（ａ））のに対して、レチクルＤでは良好な矩形パター
ン（図５（ｂ））が得られた。また、０．４μｍＤＯＦ
を与える露光量裕度はレチクルＣで１１％であり、レチ
クルＤにおいても１０．５％と露光マージンは殆ど変化
しなかった。
【００７５】ここで、図７において、被転写パターン１
１を所望寸法で形成する光強度がＩtarget min である
とき（ポジ型レジストではラインの許容寸法の最小値、
ネガ型レジストではスペースの最小値に相当する）、ダ
ミーパターン１５の光強度分布の最大値ＩmaxがＩmax＜
Ｉtarget min を満足すれば、ダミーパターン１５のレ
ジスト像はポジ型レジストでは全て溶解せずに残り、ネ
ガ型レジストでは全て溶解するため、ウェハ上には被転
写パターン１１のレジスト像のみが形成される。
１を所望寸法で形成する光強度がＩtarget min である
とき（ポジ型レジストではラインの許容寸法の最小値、
ネガ型レジストではスペースの最小値に相当する）、ダ
ミーパターン１５の光強度分布の最大値ＩmaxがＩmax＜
Ｉtarget min を満足すれば、ダミーパターン１５のレ
ジスト像はポジ型レジストでは全て溶解せずに残り、ネ
ガ型レジストでは全て溶解するため、ウェハ上には被転
写パターン１１のレジスト像のみが形成される。
【００７６】露光波長をλ、投影光学系の開口数をＮＡ
としたときに、被転写パターン１１から２．３λ／ＮＡ
以上の距離を隔ててダミーパターン１５を配置しても被
転写パターン１１の光強度分布へは影響しない。このた
め、上記距離で配置することが、ある特定のダミーパタ
ーン配置上で量も緻密であり、レチクル開口率を最も減
少させることが可能となる。
としたときに、被転写パターン１１から２．３λ／ＮＡ
以上の距離を隔ててダミーパターン１５を配置しても被
転写パターン１１の光強度分布へは影響しない。このた
め、上記距離で配置することが、ある特定のダミーパタ
ーン配置上で量も緻密であり、レチクル開口率を最も減
少させることが可能となる。
【００７７】（第６の実施形態）第５の実施形態におけ
るウェハ上換算ライン幅１６０ｎｍ／スペース幅１００
ｎｍのＬ／Ｓパターンに代えて、ウェハ上換算でライン
幅１３５ｎｍ／スペース幅９５ｎｍのＬ／Ｓパターンを
ダミーパターン１５としたレチクルＤ’を用意し、この
レチクルＤ’を先と同じ条件で露光した。ここで、ライ
ン幅１３５ｎｍ／スペース幅９５ｎｍは、第３の実施形
態の照明においてパターンが解像しない条件 λ／ＮＡ（１＋σ）≧Ｐdummy を満足する。即ち、 248/{0.6×(1+0.75)}〜236.1nm≧135+95=230 である。
るウェハ上換算ライン幅１６０ｎｍ／スペース幅１００
ｎｍのＬ／Ｓパターンに代えて、ウェハ上換算でライン
幅１３５ｎｍ／スペース幅９５ｎｍのＬ／Ｓパターンを
ダミーパターン１５としたレチクルＤ’を用意し、この
レチクルＤ’を先と同じ条件で露光した。ここで、ライ
ン幅１３５ｎｍ／スペース幅９５ｎｍは、第３の実施形
態の照明においてパターンが解像しない条件 λ／ＮＡ（１＋σ）≧Ｐdummy を満足する。即ち、 248/{0.6×(1+0.75)}〜236.1nm≧135+95=230 である。
【００７８】このように、ダミーパターン１５を設けた
開口率３２％のレチクルＤ’を用いることで、良好な矩
形パターン（図５（ｂ））が得られ、露光マージンも
０．４μｍＤＯＦ時に１０．５％と露光裕度も殆ど変化
しなかった。
開口率３２％のレチクルＤ’を用いることで、良好な矩
形パターン（図５（ｂ））が得られ、露光マージンも
０．４μｍＤＯＦ時に１０．５％と露光裕度も殆ど変化
しなかった。
【００７９】ここで、ライン幅＞スペース幅であって、
ライン幅とスペース幅の比を一定にしてパターンピッチ
を変化させた場合、パターンピッチが小さくなるほど光
強度分布の振幅も小さくなる。また、光強度分布の平均
値はパターンピッチが小さくなっても殆ど変化しない、
若しくは解像限界付近に微細になると平均値は増加す
る。このため、ライン幅とスペース幅の比が一定の場
合、パターンピッチが小さいほど、該パターンの光強度
分布の最小値が大きくなる。即ち、光強度分布の最大値
がある閾値以下であるためには、パターンピッチが小さ
いほどスペース幅の割合が太くなることから、同じ数の
ダミーパターン配置することでレチクル開口率をより大
きく上昇させることが可能である。
ライン幅とスペース幅の比を一定にしてパターンピッチ
を変化させた場合、パターンピッチが小さくなるほど光
強度分布の振幅も小さくなる。また、光強度分布の平均
値はパターンピッチが小さくなっても殆ど変化しない、
若しくは解像限界付近に微細になると平均値は増加す
る。このため、ライン幅とスペース幅の比が一定の場
合、パターンピッチが小さいほど、該パターンの光強度
分布の最小値が大きくなる。即ち、光強度分布の最大値
がある閾値以下であるためには、パターンピッチが小さ
いほどスペース幅の割合が太くなることから、同じ数の
ダミーパターン配置することでレチクル開口率をより大
きく上昇させることが可能である。
【００８０】（第７の実施形態）第１の実施形態の露光
装置を用いて、図８（ａ）に示すように、上部２／３の
平均開口率が８０％、下部１／３の平均開口率が３０％
であるレチクルＥを用意し、レジストにはポジ型化学増
幅型レジストを使用して露光した。図中の２１，３１は
被転写パターン、２２は開口部、３４は遮光部である。
レチクル上部及び下部の双方に含まれる１６０ｎｍのＬ
／Ｓパターン２１，３１において、レチクル上部では図
８（ｂ）に示すような頭部が丸いレジストパターンであ
るのに対して、レチクル下部では図８（ｃ）に示すよう
な良好な矩形パターンが得られた。０．４μｍＤＯＦ時
の露光量裕度はレチクル上部で９％であるが、レチクル
下部では１３％であった。
装置を用いて、図８（ａ）に示すように、上部２／３の
平均開口率が８０％、下部１／３の平均開口率が３０％
であるレチクルＥを用意し、レジストにはポジ型化学増
幅型レジストを使用して露光した。図中の２１，３１は
被転写パターン、２２は開口部、３４は遮光部である。
レチクル上部及び下部の双方に含まれる１６０ｎｍのＬ
／Ｓパターン２１，３１において、レチクル上部では図
８（ｂ）に示すような頭部が丸いレジストパターンであ
るのに対して、レチクル下部では図８（ｃ）に示すよう
な良好な矩形パターンが得られた。０．４μｍＤＯＦ時
の露光量裕度はレチクル上部で９％であるが、レチクル
下部では１３％であった。
【００８１】これに対し、第３の実施形態と同様の方法
を用いて、図９（ａ）に示すように、レチクル上部２／
３の領域にウェハ上換算でライン幅９５ｎｍ／スペース
幅１３５ｎｍのダミーパターン２３を加えることで上部
２／３の平均開口率を６０％としたレチクルＦを用意
し、先と同じ条件で露光した。この場合、レチクル上部
２／３のレジスト形状、露光マージンはレチクルＥと同
様であるが、レチクル下部１／３領域においても図９
（ｂ）に示すようにレチクル上部２／３と同様の良好な
矩形形状が得られ、０．４μｍＤＯＦ時で１２．５％の
露光量裕度が得られた。
を用いて、図９（ａ）に示すように、レチクル上部２／
３の領域にウェハ上換算でライン幅９５ｎｍ／スペース
幅１３５ｎｍのダミーパターン２３を加えることで上部
２／３の平均開口率を６０％としたレチクルＦを用意
し、先と同じ条件で露光した。この場合、レチクル上部
２／３のレジスト形状、露光マージンはレチクルＥと同
様であるが、レチクル下部１／３領域においても図９
（ｂ）に示すようにレチクル上部２／３と同様の良好な
矩形形状が得られ、０．４μｍＤＯＦ時で１２．５％の
露光量裕度が得られた。
【００８２】なお、図９の例では開口部２２にダミーパ
ターン２３を形成したが、これに加えて遮光部３４にダ
ミーパターンを形成してもよい。
ターン２３を形成したが、これに加えて遮光部３４にダ
ミーパターンを形成してもよい。
【００８３】このように、あるレチクル内のレチクル開
口率の局所的差が大きい場合、ラインパターンや島状パ
ターンなどＣｒ線幅が異なるだけで同一パターンとみな
せるパターンにおいて、該パターン周辺の局所的な被覆
率によっても露光マージン、レジスト形状差が生じる。
このため、レチクル開口率差が極度に大きい場合には、
ショット内の共通露光マージンが取れない場合がある。
このような場合、本実施形態のようにダミーパターンの
形成により全体の開口率差を小さくすることで、パター
ン設計の全面変更を伴うことなく、ショット内の露光マ
ージン，レジスト形状差を抑制することが可能となる。
口率の局所的差が大きい場合、ラインパターンや島状パ
ターンなどＣｒ線幅が異なるだけで同一パターンとみな
せるパターンにおいて、該パターン周辺の局所的な被覆
率によっても露光マージン、レジスト形状差が生じる。
このため、レチクル開口率差が極度に大きい場合には、
ショット内の共通露光マージンが取れない場合がある。
このような場合、本実施形態のようにダミーパターンの
形成により全体の開口率差を小さくすることで、パター
ン設計の全面変更を伴うことなく、ショット内の露光マ
ージン，レジスト形状差を抑制することが可能となる。
【００８４】（第８の実施形態）第１の実施形態に記載
の露光装置を用いて、平均開口率８０％のレチクルＡ
と、平均開口率３０％のレチクルＣを用意し、レジスト
にはポジ型化学増幅型レジストを使用して露光した。双
方のレチクルに含まれる被転写パターン１１としての１
６０ｎｍのＬ／Ｓパターンにおいて、開口率８０％のレ
チクルＡでは頭部が丸いレジスト形状（図３（ａ））で
あるのに対して、開口率３０％のレチクルＣでは良好な
矩形形状（図３（ｂ））が得られた。０．４μｍＤＯＦ
時の露光量裕度は開口率８０％のレチクルＡで９％、開
口率３０％のレチクルＣでは１３％であった。
の露光装置を用いて、平均開口率８０％のレチクルＡ
と、平均開口率３０％のレチクルＣを用意し、レジスト
にはポジ型化学増幅型レジストを使用して露光した。双
方のレチクルに含まれる被転写パターン１１としての１
６０ｎｍのＬ／Ｓパターンにおいて、開口率８０％のレ
チクルＡでは頭部が丸いレジスト形状（図３（ａ））で
あるのに対して、開口率３０％のレチクルＣでは良好な
矩形形状（図３（ｂ））が得られた。０．４μｍＤＯＦ
時の露光量裕度は開口率８０％のレチクルＡで９％、開
口率３０％のレチクルＣでは１３％であった。
【００８５】そこで本実施形態では、第３の実施形態と
同様の方法を用いて、開口率３０％のレチクルＡの開口
部１２中にウェハ上換算でライン幅９５ｎｍ／スペース
幅１３５ｎｍのダミーパターン１３を配置することで平
均開口率を４５％とした、レチクルＢを作成した。そし
て、このレチクルＢを前記条件で露光したところ、レジ
ストプロセスの変更を行うことなく、開口率８０％のレ
チクルＣと同様の良好な矩形パターン（図３（ａ））が
得られ、０．４μｍＤＯＦ時で１２．３５％の露光量裕
度が得られた。
同様の方法を用いて、開口率３０％のレチクルＡの開口
部１２中にウェハ上換算でライン幅９５ｎｍ／スペース
幅１３５ｎｍのダミーパターン１３を配置することで平
均開口率を４５％とした、レチクルＢを作成した。そし
て、このレチクルＢを前記条件で露光したところ、レジ
ストプロセスの変更を行うことなく、開口率８０％のレ
チクルＣと同様の良好な矩形パターン（図３（ａ））が
得られ、０．４μｍＤＯＦ時で１２．３５％の露光量裕
度が得られた。
【００８６】このように、複数レチクル間のレチクル開
口率の差が非常に大きい場合、ラインパターンや島状パ
ターンなどＣｒ線幅が異なるだけで同一パターンとみな
せるパターンであっても、レチクル被覆率によって露光
マージン、レジスト形状に大きな差が生じる。主にレチ
クル開口率が高い場合であるが、露光マージン、レジス
ト形状の劣化が顕著な場合には、現像やレジストそのも
のの変更等レジストプロセスの変更が必要となる。この
ようなばあ、本実施形態のようにすることで、個々のレ
チクル毎にレジストプロセスの調整を行う労力を低減す
ることが可能となる。
口率の差が非常に大きい場合、ラインパターンや島状パ
ターンなどＣｒ線幅が異なるだけで同一パターンとみな
せるパターンであっても、レチクル被覆率によって露光
マージン、レジスト形状に大きな差が生じる。主にレチ
クル開口率が高い場合であるが、露光マージン、レジス
ト形状の劣化が顕著な場合には、現像やレジストそのも
のの変更等レジストプロセスの変更が必要となる。この
ようなばあ、本実施形態のようにすることで、個々のレ
チクル毎にレジストプロセスの調整を行う労力を低減す
ることが可能となる。
【００８７】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、被転写パターン及
びダミーパターン共にＬ／Ｓパターンにしたが、何れの
パターンもＬ／Ｓパターンに限るものではない。周期性
を有するパターンの方が本発明の効果は顕著に現れる
が、周期性のないパターンであっても本発明の効果は十
分に得られることから、被転写パターン及びダミーパタ
ーンは必ずしも周期性を有するものでなくてもよい。
されるものではない。実施形態では、被転写パターン及
びダミーパターン共にＬ／Ｓパターンにしたが、何れの
パターンもＬ／Ｓパターンに限るものではない。周期性
を有するパターンの方が本発明の効果は顕著に現れる
が、周期性のないパターンであっても本発明の効果は十
分に得られることから、被転写パターン及びダミーパタ
ーンは必ずしも周期性を有するものでなくてもよい。
【００８８】また、実施形態では、被転写パターンはウ
ェハ上に実際に転写形成されるパターンを、ダミーパタ
ーンはマスク上には形成されているがウェハ上には転写
形成されないパターンを意味するものとして記載した。
しかしながら、実際の被転写パターンとしては、ウェハ
上に転写された場合にＬＳＩ素子（半導体素子）として
の機能に寄与するパターン（回路パターン）の他に、Ｌ
ＳＩ素子の機能に寄与しないパターン（ＣＭＰ用パター
ン，合わせマーク等）がある。これらのＬＳＩ素子の機
能に寄与しないパターンに付いては、厳密な寸法制御が
必要とされない場合が多い。即ち、実施形態に記載した
「被転写パターン」に要求される「ダミーパターン」と
の位置関係上の制約は、少なくとも「ＬＳＩ素子として
の機能に寄与するパターン（回路パターン）」のみにつ
いて成立していれば良く、「ＬＳＩ素子の機能に寄与し
ないパターン（ＣＭＰ用パターン，合わせマーク等）」
に付いては「被転写パターン」に要求される「ダミーパ
ターン」との位置関係上の制約は成立している必要は無
い。
ェハ上に実際に転写形成されるパターンを、ダミーパタ
ーンはマスク上には形成されているがウェハ上には転写
形成されないパターンを意味するものとして記載した。
しかしながら、実際の被転写パターンとしては、ウェハ
上に転写された場合にＬＳＩ素子（半導体素子）として
の機能に寄与するパターン（回路パターン）の他に、Ｌ
ＳＩ素子の機能に寄与しないパターン（ＣＭＰ用パター
ン，合わせマーク等）がある。これらのＬＳＩ素子の機
能に寄与しないパターンに付いては、厳密な寸法制御が
必要とされない場合が多い。即ち、実施形態に記載した
「被転写パターン」に要求される「ダミーパターン」と
の位置関係上の制約は、少なくとも「ＬＳＩ素子として
の機能に寄与するパターン（回路パターン）」のみにつ
いて成立していれば良く、「ＬＳＩ素子の機能に寄与し
ないパターン（ＣＭＰ用パターン，合わせマーク等）」
に付いては「被転写パターン」に要求される「ダミーパ
ターン」との位置関係上の制約は成立している必要は無
い。
【００８９】また、本発明は、露光用マスクのパターン
配置に特徴を有するものであり、露光装置の光学系の構
成は図１に何ら限定されるものではない。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
配置に特徴を有するものであり、露光装置の光学系の構
成は図１に何ら限定されるものではない。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
【００９０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、露
光用マスクにおいて、被転写パターンに対し、該パター
ンの光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該パタ
ーンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上
にレジストパターンとして形成されないダミーパターン
を配置することによって、バックグラウンド光強度を制
御して被転写パターンにおける光強度コントラストを最
適に制御することができる。
光用マスクにおいて、被転写パターンに対し、該パター
ンの光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該パタ
ーンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上
にレジストパターンとして形成されないダミーパターン
を配置することによって、バックグラウンド光強度を制
御して被転写パターンにおける光強度コントラストを最
適に制御することができる。
【００９１】従って、バックグラウンド光強度を低下さ
せ、被転写パターンの光強度コントラスト低下を抑制す
ることにより、露光マージンの向上及びパターン精度の
向上に寄与することができる。また、同一の露光用マス
クの全体の領域、又は複数の露光用マスクに対して被転
写パターンにおける光強度コントラストを均一化するこ
とができ、同一レジストプロセスへの適用を容易化する
ことができる。
せ、被転写パターンの光強度コントラスト低下を抑制す
ることにより、露光マージンの向上及びパターン精度の
向上に寄与することができる。また、同一の露光用マス
クの全体の領域、又は複数の露光用マスクに対して被転
写パターンにおける光強度コントラストを均一化するこ
とができ、同一レジストプロセスへの適用を容易化する
ことができる。
【図１】第１の実施形態に用いた露光装置の概略構成を
示す図。
示す図。
【図２】第１の実施形態を説明するためのもので、開口
率の高いレチクルと開口部にダミーパターンを配置した
開口率の低いレチクルを示す図。
率の高いレチクルと開口部にダミーパターンを配置した
開口率の低いレチクルを示す図。
【図３】図２（ａ）（ｂ）のレチクルで得られるレジス
トパターンを示す図。
トパターンを示す図。
【図４】第２の実施形態を説明するためのもので、開口
率の低いレチクルと遮光部にダミーパターンを配置した
開口率の高いレチクルを示す図。
率の低いレチクルと遮光部にダミーパターンを配置した
開口率の高いレチクルを示す図。
【図５】図４（ａ）（ｂ）のレチクルで得られるレジス
トパターンを示す図。
トパターンを示す図。
【図６】第３の実施形態を説明するためのもので、レチ
クル開口部におけるダミーパターンがウェハ上に転写さ
れないための条件を示す図。
クル開口部におけるダミーパターンがウェハ上に転写さ
れないための条件を示す図。
【図７】第５の実施形態を説明するためのもので、レチ
クル遮光部におけるダミーパターンがウェハ上に転写さ
れないための条件を示す図。
クル遮光部におけるダミーパターンがウェハ上に転写さ
れないための条件を示す図。
【図８】第７の実施形態を説明するためのもので、局所
的な開口率の差に応じてレジスト形状が異なることを示
す図。
的な開口率の差に応じてレジスト形状が異なることを示
す図。
【図９】第７の実施形態を説明するためのもので、ダミ
ーパターンを配置することで局所的な被覆率差によって
生じるレジスト形状の差が改善されたことを示す図。
ーパターンを配置することで局所的な被覆率差によって
生じるレジスト形状の差が改善されたことを示す図。
【図１０】バックグラウンド光の存在によって、被転写
パターンの光強度コントラストが低下することを示す
図。
パターンの光強度コントラストが低下することを示す
図。
【図１１】バックグラウンド光の低減によって、被転写
パターンの光強度コントラストの低下が少なくなる様子
を示す図。
パターンの光強度コントラストの低下が少なくなる様子
を示す図。
１…露光光源 ２…集光レンズ ３…露光用マスク ４…投影光学系 ５…レジスト ６…ウェハ １１，２１，３１…被転写パターン １２，２２…開口部 １３，２３，１５ダミーパターン １４，３４…遮光部
Claims (7)
- 【請求項１】光リソグラフィー工程において使用される
露光用マスクであって、 ウェハ上に転写すべき被転写パターンと共に、該パター
ンの光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該パタ
ーンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェハ上
にレジストパターンとして形成されないダミーパターン
が配置されていることを特徴とする露光用マスク。 - 【請求項２】露光用マスクに形成された被転写パターン
を投影光学系によりウェハ上に転写してレジストパター
ンを形成する露光装置において、 前記露光用マスクは、前記被転写パターンと共に、該パ
ターンの光強度分布に影響を与えない距離を隔てて、該
パターンを所望寸法で形成するための露光条件ではウェ
ハ上にレジストパターンとして形成されないダミーパタ
ーンが配置されてなることを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】前記ダミーパターンは、 露光光の波長をλ、投影光学系の開口数をＮＡとしたと
きに、前記被転写パターンから２．３λ／ＮＡ以上の距
離を隔てて前記露光用マスクの開口部に配置され、 且つ前記露光用マスクを通して得られるダミーパターン
部の光強度の最小値Ｉmin が、前記被転写パターンを所
望寸法で形成するのに必要な前記露光用マスクを通して
得られる光強度Ｉtargetに対して、要求される露光マー
ジン全域においてＩmin ＞Ｉtargetを満足するように形
成されていることを特徴とする請求項２記載の露光装
置。 - 【請求項４】前記ダミーパターンは、 露光光の波長をλ、投影光学系の開口数をＮＡとしたと
きに、前記被転写パターンから２．３λ／ＮＡ以上の距
離を隔てて前記露光用マスクの遮蔽部に配置され、 且つ前記露光用マスクを通して得られるダミーパターン
部の光強度の最大値Ｉmax が、前記被転写パターンを所
望寸法で形成するのに必要な前記露光用マスクを通して
得られる光強度Ｉtargetに対して、要求される露光マー
ジン全域においてＩmax ＜Ｉtargetを満足するように形
成されていることを特徴とする請求項２記載の露光装
置。 - 【請求項５】前記ダミーパターンは、 露光光の波長をλ、投影光学系の開口数をＮＡとしたと
きに、前記被転写パターンから２．３λ／ＮＡ以上の距
離を隔てて前記露光用マスクの開口部及び遮蔽部にそれ
ぞれ配置され、 且つ前記露光用マスクの開口部におけるダミーパターン
部の光強度の最小値Ｉmin が、被転写パターンを所望寸
法で形成するのに必要な前記露光用マスクを通して得ら
れる光強度Ｉtargetに対して、要求される露光マージン
全域においてＩmin ＞Ｉtargetを満足し、前記露光用マ
スクの遮蔽部におけるダミーパターン部の光強度の最大
値Ｉmax が、要求される露光マージン全域においてＩma
x ＜Ｉtargetを満足するように形成されていることを特
徴とする請求項２記載の露光装置。 - 【請求項６】前記ダミーパターンのピッチＰdummy は、
露光波長をλ、レンズ開口率をＮＡ、照明コヒーレンス
ファクタをσとしたとき、ダミーパターンを解像しない
条件である Ｐdummy ≦λ／ＮＡ（１＋σ） を満足するように設定されていることを特徴とする請求
項２〜５の何れかに記載の露光装置。 - 【請求項７】請求項２〜６の何れかの露光装置を用い
て、レジストが塗布されたウェハ上に被転写パターンを
転写したのち、レジストを現像処理することにより所望
のレジストパターンを形成することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP26366599A JP3987246B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 露光用マスク及び半導体装置の製造方法 |
| US09/661,553 US6558853B1 (en) | 1999-09-17 | 2000-09-14 | Method for manufacturing exposure mask, exposure apparatus and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26366599A JP3987246B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 露光用マスク及び半導体装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP2001092105A true JP2001092105A (ja) | 2001-04-06 |
| JP2001092105A5 JP2001092105A5 (ja) | 2005-06-30 |
| JP3987246B2 JP3987246B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=17392644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26366599A Expired - Fee Related JP3987246B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 露光用マスク及び半導体装置の製造方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3987246B2 (ja) |
Cited By (3)
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| JP2012022036A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Toshiba Corp | 露光用マスクおよび半導体装置の製造方法 |
| JP2016014810A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 富士通セミコンダクター株式会社 | レチクル及びその検査方法 |
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| DE10310137B4 (de) * | 2003-03-07 | 2010-08-19 | Qimonda Ag | Satz von wenigstens zwei Masken zur Projektion von jeweils auf den Masken gebildeten und aufeinander abgestimmten Strukturmustern und Verfahren zur Herstellung der Masken |
| DE10310136B4 (de) * | 2003-03-07 | 2007-05-03 | Infineon Technologies Ag | Maskensatz zur Projektion von jeweils auf den Masken des Satzes angeordneten und aufeinander abgestimmten Strukturmustern auf einen Halbleiterwafer |
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| WO2008001922A1 (fr) * | 2006-06-27 | 2008-01-03 | Nec Corporation | Procédé, système et programme d'analyse d'enroulement de carte ou de composant électronique |
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-
1999
- 1999-09-17 JP JP26366599A patent/JP3987246B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-14 US US09/661,553 patent/US6558853B1/en not_active Expired - Fee Related
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