【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造に用いるレジストパターン形成方法およびマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の微細な回路パターンの形成を行うために、従来よりリソグラフィ技術が用いられてきた。リソグラフィは、感光性の樹脂（以下レジスト）を基板上に塗布した後、回路パターンの描画されたマスクを介して光や電子線、またはＸ線などをレジストに照射し感光させ、感光されたレジストを特有の現像液に溶解させることで、基板上に回路パターンに応じたレジストパターンを形成する技術である。
【０００３】
リソグラフィによって形成されたレジストパターンは、レジストの溶解した部分と、レジストが残った部分により構成される。以下、レジストの溶解した部分を抜きパターン、レジストの残った部分を残しパターンと呼ぶことにする。
【０００４】
従来のパターン形成方法を図面を参照しながら説明する。図１２は配線パターンを示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’における断面図であるが、図１２のＡ−Ａ′における断面も同構成である。図１２および図２において、１は第１層目の配線パターン、２は第２層目の配線パターン、３は配線パターン１と配線パターン２を接続するためのホールパターン、４は絶縁膜であり、６は基板、１１は配線パターン２の突合せ部の設計寸法である。
【０００５】
図３（ａ）〜（ｆ）は、第２層目の配線パターン２の形成方法の例を示すフロー図である。図３（ａ）は、第１層目の配線パターン１が既に形成され、ホールパターン３が絶縁膜４に開口された状態を示している。この後（ｂ）に示すように、ホールパターン３を埋め込むように反射防止膜３１を塗布し、その上にレジスト３２を塗布する。次に（ｃ）に示すように、リソグラフィによりレジストパターンを形成する。図３（ｃ）において、３３は抜きパターン、３４は残しパターンである。抜きパターン３３が第２層目の配線パターン２に対応する。次に図３（ｄ）に示すように、異方性エッチングにより、抜きパターン３３の下の反射防止膜３１と絶縁膜４を所望の深さだけ掘り下げる。次に図３（ｄ）で残ったレジスト３２と反射防止膜３１を除去した後、図３（ｅ）に示すようにメッキ処理によりホールパターン３および第２層目の配線パターン２の内部に銅などの配線材料３５を埋め込む。次に図３（ｆ）に示すように化学的機械研磨により、配線材料３５を表面から所望の量だけ研磨することで、平坦化を行いながら、ホールパターン３と第２層目の配線パターン２を同時に形成する。
【０００６】
図３（ｃ）の段階でのレジストパターンの平面図を示した図が図１３および図１４である。図１３は、図１２の配線パターン２を得たい場合、図１２と全く同じ寸法で描画したマスクを用いた場合のレジストパターンであり、図１２の配線パターン２に対応する抜きパターン３３の先端は丸まり、突合せ部のレジスト寸法１３１は図１２における設計寸法１１より大きくなる。この突合せ部のレジスト寸法１３１と設計寸法１１との差が大きくなりすぎると図１２の配線パターン２とホールパターン３との接触面積が減少し不良となる。
【０００７】
そこで、このような抜きパターンの先端部には、マスクパターンの寸法を補正するマスク補正技術が用いられる。図１４は、図１５に示すマスクパターンを用いて得られたレジストパターンである。図１５において、１５１はクロムなどの遮光体より構成される遮光部であり、図１２の絶縁膜４に対応する。また、マスク上では配線用パターン２ａは透過部として形成されている。ここで１５２は補正パターンであり、同じく透過部として形成されている。配線用パターン２ａの先端を膨らますように補正パターン１５２が付加されているため、図１４の配線パターン２を形成する抜きパターン３３の先端は矩形に近づく。また、突合せ部のレジスト寸法１４１は補正を行わない図１３のレジスト寸法１３１に対して小さくすることが可能となり、図１２の設計寸法１１に近づけることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のパターン形成方法では、突合せ部のレジスト寸法が最小となる１点に、周辺のレジストからの応力が集中する。特に、半導体装置の微細化が進み、突合せ部のレジスト寸法が１３０ｎｍ以下になると、集中する応力にレジストが耐えられなくなり、突合せ部の残しパターンに亀裂が発生するという問題が生じた。そのため、従来のマスク補正技術を用いて単純に突合せ部のレジスト寸法を１３０ｎｍ以下に縮小することはできなくなった。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、突合せ部の残しパターンの線幅が１３０ｎｍ以下になっても亀裂を生じることのない優れたパターン形成方法およびマスクを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のレジストパターン形成方法は、隣合う一対のパターンの突き合わせ部の両側に補助パターンを有するマスクを用いて、一対のパターンにより２つの抜きパターンを突き合わせた状態のレジストパターンを形成することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１記載のレジストパターン形成方法によれば、抜きパターンの突合せ部の周辺に、抜きパターンよりなる補助パターンを追加する構成としたため、突合せ部周辺のレジスト膜の体積が減るので、突合せ部に加わる応力が減少し亀裂を防ぐことができる。このように、突き合わせ部の応力の集中を防ぐことができるため、抜きパターンを１３０ｎｍ以下の間隔で突き合わすように配置した場合においても亀裂を発生することなく、パターンを形成することができる。
【００１２】
請求項２記載のレジストパターン形成方法は、隣合う一対のパターンの突き合わせ部が互いに反対方向を向いた曲がり部を有するマスクを用いて、一対のパターンにより２つの抜きパターンを突き合わせた状態のレジストパターンを形成することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載のレジストパターン形成方法によれば、突合せ部の抜きパターンの先端が互いに直線状に並ばない形状としたため、突合せ部の残しパターンの線幅が最小となる点が１点にならないので、応力の集中を防止し亀裂の発生を防ぐことができる。このため、２つの抜きパターンがたとえば１３０ｎｍ以下の間隔で突き合わすことが可能となる。
【００１４】
請求項３記載のレジストパターン形成方法は、隣合う一対のパターンの突き合わせ部の一方の両側に凸部を設けたマスクを用いて、一対のパターンにより、先端が突き合わされた状態で先端の形状が互いに同一方向の弧状をなす２つの抜きパターンのあるレジストパターンを形成することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載のレジストパターン形成方法によれば、突き合わされた抜きパターンの先端の形状が互いに同一方向の弧を描く形状としたため、突合せ部の残しパターンの線幅の変化が緩やかになるので、応力の集中を防止し亀裂の発生を防ぐことができる。このため、２つの抜きパターンがたとえば１３０ｎｍ以下の間隔で突き合わすことが可能となる。
【００１６】
請求項４記載のマスクは、隣合う一対のパターンの突き合わせ部の両側に補助パターンを有するものである。
【００１７】
請求項４記載のマスクによれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１８】
請求項５記載のマスクは、隣合う一対のパターンの突き合わせ部が互いに反対方向を向いた曲がり部を有するものである。
【００１９】
請求項５記載のマスクによれば、請求項２と同様な効果がある。
【００２０】
請求項６記載のマスクは、隣合う一対のパターンの突き合わせ部の一方の両側に凸部を設けたものである。
【００２１】
請求項６記載のマスクによれば、請求項３と同様な効果がある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法およびマスクを図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る配線パターンを示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’における断面図である。
【００２３】
図１および図２において、１は第１層目の配線パターン、２は第２層目の配線パターン、３は配線パターン１と配線パターン２を接続するためのホールパターンである。
【００２４】
図１および図２において、１１は配線パターン２の突合せ部の設計寸法であり本実施例では１３０ｎｍである。１２は配線パターン２の線幅であり、本実施例では１３０ｎｍとした。また、５は補助パターンである。１３は補助パターン５の線幅であり、本実施例では配線パターンと同じ寸法１３０ｎｍとした。また、１４は補助パターンの長さであり、本実施例では突合せ部の寸法１１の３倍となる３９０ｎｍに設定した。１５は配線パターン２と補助パターン５との間隔であり、本実施例では突合せ部の寸法と同じ寸法１３０ｎｍに設定した。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｆ）は、図１および図２の配線パターン２の形成方法の例を示すフロー図であり、従来と同様である。
【００２６】
図１の配線パターン２を形成するためのマスクのマスクパターンを図４に示す。図４に示すマスクパターンはマスク補正が施されている。図４において、４１はクロムなどの遮光体より構成される遮光部であり、図１の絶縁膜４に対応する。また、マスク上では、配線用パターン２ａは透過部として形成されている。ここで４２は配線用パターン２ａの先端部のマスク補正パターンであり、同じく透過部として形成されている。４３、４４は補正パターン４２の各部分の寸法であり、本実施例では４３は１６ｎｍ，４４は１０ｎｍとした。したがって、突合せ部のマスク寸法４５は１１０ｎｍとなる。補助用パターン５ａも同じく透過部として形成した。補助用パターン５ａと配線用パターン２ａの先端部の距離４６はマスク補正パターン４２があるため１１４ｎｍとなる。その他の部分の寸法は、設計値どおりとし、配線用パターン２ａの線幅４７、補助用パターン５ａの線幅４８、補助用パターン５ａの長さ４９は、順に１３０ｎｍ，１３０ｍ、３９０ｎｍとした。
【００２７】
図４に示すマスクパターンを用いて、リソグラフィによりレジストパターンの形成を行った。露光装置には波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを光源とする縮小投影型の露光装置を使用した。また、光の照射された部分が現像液に溶解するポジ型のレジストを用いた。その結果得られたレジストパターンは図５のようになった。図５において、５１は図１の絶縁膜４に対応する部分であり残しパターンである。このとき、突合せ部のレジスト寸法５２と配線パターン２用の抜きパターンの線幅５３はともに設計値どおりの１３０ｎｍに仕上げることができ、かつ、レジストパターンに亀裂は発生しなかった。
【００２８】
本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法を図面を参照しながら説明する。図６は本実施形態に係る配線パターンを示す平面図である。また、図６のＡ−Ａ’における断面図は第１の実施例と同様に図２となる。
【００２９】
図６において、１は第１層目の配線パターン、２は第２層目の配線パターン、３は配線パターン１と配線パターン２を接続するためのホールパターンである。４は絶縁膜である。また、６１は配線パターン２の突合せ部の設計寸法であり本実施例では１３０ｎｍである。６２は配線パターン２に付加した曲がり部である。６３は配線パターン２の線幅の設計寸法であり、本実施例では１３０ｎｍである。また、６４は曲がり部６２の線幅の設計寸法であり、本実施例では配線パターン２の線幅６３と同じ１３０ｎｍとした。また、６５は曲がり部６２の折り曲げ量であり、本実施例では５０ｎｍとした。
【００３０】
図６の配線パターン２の形成方法は、第１の実施例の場合と同様であり、図３のフロー図に従う。
【００３１】
図６の配線パターン２を形成するためのマスクのマスクパターンを図７に示す。
【００３２】
図７に示すマスクパターンはマスク補正が施されている。図７において、７１はクロムなどの遮光体より構成される遮光部であり、図６の絶縁膜４に対応する。また、マスク上では、配線用パターン２ａは透過部として形成されている。ここで７２は配線用パターン２ａの先端部のマスク補正パターンであり、同じく透過部として形成されている。７３、７４は補正パターン７２の各部分の寸法であり、本実施例では７３は１０ｎｍ，７４は２０ｎｍとした。したがって、突合せ部のマスク寸法７５は１１０ｎｍとなる。また、７６は先端部に付加した曲がり部のマスクパターンであり、透過部として形成されている。曲がり部の線幅７７と配線パターン２の線幅７８は設計値どおり１３０ｍとした。
【００３３】
図７に示すマスクパターンを用いて、リソグラフィによりレジストパターンの形成を行った。露光装置には波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを光源とする縮小投影型の露光装置を使用した。また、光の照射された部分が現像液に溶解するポジ型のレジストを用いた。その結果得られたレジストパターンは図８のようになった。図８において、８１は図６の絶縁膜４に対応する部分であり残しパターンである。
【００３４】
図８において８２は、突合せ部のレジスト寸法、８３は突合せ部が描く弧の中心位置のずれ量である。弧の中心位置のずれ量８３を４０ｎｍ程度にずらした形状とすることができた結果、レジストパターンに亀裂は発生せず、同時に突合せ部のレジスト寸法８２と配線パターン２の抜きパターンの寸法８４を設計値どおり１３０ｎｍに仕上げることができた。
【００３５】
本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法を図面を参照しながら説明する。図９は本実施形態に係る配線パターンを示す平面図である。また、図９のＡ−Ａ’における断面図は第１の実施の形態と同様に図２となる。
【００３６】
図９において、１は第１層目の配線パターン、２は第２層目の配線パターン、３は配線パターン１と配線パターン２を接続するためのホールパターンである。９１は配線パターン２の突合せ部の設計寸法であり本実施例では１３０ｎｍである。９２は配線パターン２の線幅であり、本実施例では１３０ｎｍである。また、９３は配線パターン２の付加パターンであり、後述の結果を得るように配線パターン２の片側のみに付加し、配線パターン２の先端の両側に他の片側の配線パターン２の先端および両側外方に向けて突出するように配置した凸部である。付加パターン９３の各部の寸法は突出幅９４、長さ９５、突き合わせ部への突出量９６は、順に、３０ｎｍ、５０ｎｍ、２０ｎｍに設定した。
【００３７】
図９の配線パターン２を形成するためのマスクのマスクパターンを図１０に示す。
【００３８】
図１０に示すマスクパターンはマスク補正が施されている。図１０において、１０１はクロムなどの遮光体より構成される遮光部であり、図９の絶縁膜４に対応する。また、マスク上では、配線用パターン２ａは透過部として形成されている。ここで、１０２は補正パターンであり、同じく透過部として形成されている。また、１０３、１０４、１０５は補正パターンの各部分の寸法を示し、本実施例では突き合わせ部の方向長さ１０３、突き合わせ部の方向の突出量１０４、幅１０５はいずれも１０ｎｍと設定した。このとき、突合せ部分のマスク寸法１０６は１２０ｎｍとなる。その他の部分の寸法は、設計値どおりとし、配線用パターン２ａの線幅１０７は１３０ｍである。
【００３９】
図９の配線パターン２の形成方法は、第１の実施例の場合と同様に図３である。
【００４０】
図１０に示すマスクパターンを用いて、リソグラフィによりレジストパターンの形成を行った。露光装置には波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを光源とする縮小投影型の露光装置を使用した。また、光の照射された部分が現像液に溶解するポジ型のレジストを用いた。その結果得られたレジストパターンは図１１のようになった。図１１において、１１１は図９の絶縁膜４に対応する部分であり残しパターンである。１１２は、突合せ部のレジスト寸法、１１３は付加パターンのない左側の配線パターン２の抜きパターンの先端が描く小さい方の弧を示し、１１４は付加パターンのある右側の配線パターン２の抜きパターンの先端が描く大きい方の弧を示す。１１２と１１３が。互いに同じ方向を向いた弧であるため、突合せ部の残しパターンの寸法変動量は緩やかであり、応力は分散される。その結果、レジストパターンに亀裂は発生せず、同時に。突合せ部のレジスト寸法１１２と配線パターン２の線幅１１５を設計値どおり１３０ｎｍに仕上げることができた。
【００４１】
なお、第１から第３の実施の形態においては配線パターンの形成方法を例に説明したが、本発明はこれに限るものではなく、素子分離パターンの形成や、ゲートパターンの形成に適用した場合にも同様の効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載のレジストパターン形成方法によれば、抜きパターンの突合せ部の周辺に、抜きパターンよりなる補助パターンを追加する構成としたため、突合せ部周辺のレジスト膜の体積が減るので、突合せ部に加わる応力が減少し亀裂を防ぐことができる。このように、突き合わせ部の応力の集中を防ぐことができるため、抜きパターンを１３０ｎｍ以下の間隔で突き合わすように配置した場合においても亀裂を発生することなく、パターンを形成することができる。
【００４３】
請求項２記載のレジストパターン形成方法によれば、突合せ部の抜きパターンの先端が互いに直線状に並ばない形状としたため、突合せ部の残しパターンの線幅が最小となる点が１点にならないので、応力の集中を防止し亀裂の発生を防ぐことができる。このため、２つの抜きパターンがたとえば１３０ｎｍ以下の間隔で突き合わすことが可能となる。
【００４４】
請求項３記載のレジストパターン形成方法によれば、突き合わされた抜きパターンの先端の形状が互いに同一方向の弧を描く形状としたため、突合せ部の残しパターンの線幅の変化が緩やかになるので、応力の集中を防止し亀裂の発生を防ぐことができる。このため、２つの抜きパターンがたとえば１３０ｎｍ以下の間隔で突き合わすことが可能となる。
【００４５】
請求項４記載のマスクによれば、請求項１と同様な効果がある。
【００４６】
請求項５記載のマスクによれば、請求項２と同様な効果がある。
【００４７】
請求項６記載のマスクによれば、請求項３と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるパターン形成方法を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】パターン形成方法の例を示すフロー図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかるパターン形成方法で使用するマスクのマスクパターンを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかるパターン形成方法によって形成したレジストパターンを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかるパターン形成方法を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかるパターン形成方法で使用するマスクのマスクパターンを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかるパターン形成方法によって形成したレジストパターンを示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかるパターン形成方法を示す図である
【図１０】本発明の第３の実施の形態にかかるパターン形成方法で使用するマスクのマスクパターンを示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態にかかるパターン形成方法によって形成したレジストパターンを示す図である。
【図１２】従来のパターン形成方法を示す図である。
【図１３】配線パターン２について図１２と全く同じ寸法で描画したマスクを用いた場合のレジストパターンを示す部分平面図である。
【図１４】図１５に示すマスクパターンを用いて得られたレジストパターンを示す部分平面図である。
【図１５】従来の補正パターンが施されたマスクのマスクパターンの部分平面図である。
【符号の説明】
１ 第１層目の配線パターン
２ 第２層目の配線パターン
３ ホールパターン
４ 絶縁膜
５ 補助パターン
６ 基板
１１ 突合せ部の設計寸法
１２ 配線パターン２の線幅の設計寸法
１３ 補助パターン５の線幅の設計寸法
１４ 補助パターン５の長さの設計寸法
１５ 配線パターン２と補助パターン５の距離
３１ 反射防止膜
３２ レジスト
３３ 抜きパターン
３４ 残しパターン
３５ 配線材料
４１ 遮光部
４２ 補正パターン
４３、４４ 補正パターン４２のマスク寸法
４５ 突合せ部のマスク寸法
４６ 補助パターンと補正パターンの間のマスクパターンの距離
４７ 配線パターン２のマスクパターンの線幅
４８ 補助バターン５のマスクパターンの線幅
４９ 補助パターン５のマスクパターンの長さ
５１ 残しパターン
５２ 突合せ部のレジスト寸法
６１ 突合せ部の設計寸法
６２ 曲がり部
６３ 配線パターン２の線幅の設計寸法
６４ 曲がり部６２の線幅の設計寸法
６５ 曲がり部６２の曲がり量の設計寸法
７１ 遮光部
７２ 補正パターン
７３、７４ 補正パターンの寸法
７６ 曲がり部６２のマスクパターン
７７ 曲がり部６２のマスクパターン７６の線幅
７８ 配線パターン２のマスクパターンの線幅
８１ 残しパターン
８２ 突合せ部のレジストパターンの寸法
８３ 突合せ部が描く弧の中心位置のずれ量
８４ 配線パターン２のレジストパターンの寸法
９１ 突合せ部の設計寸法
９２ 配線パターン２の線幅の設計寸法
９３ 付加パターン
９４、９５、９６ 付加パターン９３の設計寸法
１０１ 遮光部
１０２ 補正パターン
１０３、１０４、１０５ 補正パターンの寸法
１０６ マスクパターンの突合せ部の寸法
１０７ 配線パターン２のマスクパターンの線幅
１１１ 残しパターン
１１２ 突合せ部のレジストパターンの寸法
１１３ 付加パターンのない配線パターンの先端が描く弧
１１４ 付加パターンのある配線パターンの先端が描く弧
１１５ 配線パターン２のレジストパターンの寸法
１５１ 遮光部
１５２ 補正パターン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a resist pattern and a mask used for manufacturing a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
In order to form a fine circuit pattern of a semiconductor device, a lithography technique has been conventionally used. In lithography, a photosensitive resin (hereinafter referred to as a resist) is applied on a substrate, and then the resist is irradiated with light, an electron beam, or an X-ray through a mask on which a circuit pattern is drawn, and the resist is exposed to light. Is a technique for forming a resist pattern on a substrate according to a circuit pattern by dissolving the resist in a specific developer.
[0003]
A resist pattern formed by lithography is composed of a dissolved portion of the resist and a portion where the resist remains. Hereinafter, a portion in which the resist is dissolved is referred to as a cut pattern, and a portion in which the resist remains is referred to as a pattern.
[0004]
A conventional pattern forming method will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a plan view showing a wiring pattern, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1. The cross-section taken along the line AA ′ in FIG. 12 and 2, reference numeral 1 denotes a first-layer wiring pattern, 2 denotes a second-layer wiring pattern, 3 denotes a hole pattern for connecting the wiring pattern 1 and the wiring pattern 2, and 4 denotes an insulating film. , 6 are substrates, and 11 is the design dimension of the butted portion of the wiring pattern 2.
[0005]
FIGS. 3A to 3F are flowcharts showing an example of a method of forming the second-layer wiring pattern 2. FIG. 3A shows a state in which the wiring pattern 1 of the first layer has already been formed and the hole pattern 3 has been opened in the insulating film 4. Thereafter, as shown in (b), an antireflection film 31 is applied so as to bury the hole pattern 3, and a resist 32 is applied thereon. Next, as shown in (c), a resist pattern is formed by lithography. In FIG. 3C, reference numeral 33 denotes a blank pattern, and reference numeral 34 denotes a remaining pattern. The blank pattern 33 corresponds to the second-layer wiring pattern 2. Next, as shown in FIG. 3D, the antireflection film 31 and the insulating film 4 below the cutout pattern 33 are dug down to a desired depth by anisotropic etching. Next, after removing the resist 32 and the antireflection film 31 remaining in FIG. 3D, as shown in FIG. 3E, copper is formed inside the hole pattern 3 and the second-layer wiring pattern 2 by plating. A wiring material 35 such as is embedded. Next, as shown in FIG. 3 (f), a desired amount of the wiring material 35 is polished from the surface by chemical mechanical polishing, so that the hole pattern 3 and the wiring pattern 2 of the second layer are planarized. Are simultaneously formed.
[0006]
FIGS. 13 and 14 show plan views of the resist pattern at the stage of FIG. FIG. 13 shows a resist pattern when a mask drawn with exactly the same dimensions as in FIG. 12 is used when it is desired to obtain the wiring pattern 2 in FIG. 12, and the leading end of the cutout pattern 33 corresponding to the wiring pattern 2 in FIG. The resist dimensions 131 at the rounded and abutted portions are larger than the design dimensions 11 in FIG. If the difference between the resist dimension 131 and the design dimension 11 at this abutting portion is too large, the contact area between the wiring pattern 2 and the hole pattern 3 in FIG.
[0007]
Therefore, a mask correction technique for correcting the dimensions of the mask pattern is used at the tip of such a punched pattern. FIG. 14 shows a resist pattern obtained by using the mask pattern shown in FIG. In FIG. 15, reference numeral 151 denotes a light-shielding portion composed of a light-shielding body such as chrome, and corresponds to the insulating film 4 in FIG. On the mask, the wiring pattern 2a is formed as a transmission part. Here, reference numeral 152 denotes a correction pattern, which is also formed as a transmission portion. Since the correction pattern 152 is added so as to expand the tip of the wiring pattern 2a, the tip of the cut pattern 33 forming the wiring pattern 2 in FIG. 14 approaches a rectangle. Further, the resist dimension 141 of the butted portion can be made smaller than the resist dimension 131 of FIG. 13 without correction, and can be made closer to the design dimension 11 of FIG.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional pattern forming method, the stress from the peripheral resist concentrates on one point where the resist size of the butted portion is minimum. In particular, as the miniaturization of the semiconductor device progresses and the resist size at the butted portion becomes 130 nm or less, the resist cannot withstand the concentrated stress, and a problem occurs that a crack is generated in the remaining pattern of the butted portion. Therefore, it is no longer possible to simply reduce the resist size at the butted portion to 130 nm or less using the conventional mask correction technique.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an excellent pattern forming method and a mask which do not cause a crack even when the line width of a pattern left at a butt portion becomes 130 nm or less.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A resist pattern forming method according to claim 1, wherein a mask having auxiliary patterns on both sides of a butt portion of a pair of adjacent patterns is used to form a resist pattern in a state where two punched patterns are butted by a pair of patterns. It is characterized by the following.
[0011]
According to the method of forming a resist pattern according to the first aspect, since the auxiliary pattern composed of the punched pattern is added around the butted portion of the punched pattern, the volume of the resist film around the butted portion is reduced. The applied stress is reduced and cracks can be prevented. As described above, since the concentration of stress at the butted portion can be prevented, even when the punched patterns are arranged to be butted at intervals of 130 nm or less, the pattern can be formed without generating cracks.
[0012]
3. The resist pattern forming method according to claim 2, wherein a pair of adjacent patterns is abutted with a pair of patterns and two punched patterns are abutted with each other by using a mask having a bent portion in which the butting portions face in opposite directions. Is formed.
[0013]
According to the resist pattern forming method of the present invention, since the ends of the cutout patterns of the butted portion are not linearly aligned with each other, the point where the line width of the remaining pattern of the butted portion is minimum does not become one point. In addition, the concentration of stress can be prevented, and the occurrence of cracks can be prevented. For this reason, it becomes possible for two punched patterns to abut each other at an interval of, for example, 130 nm or less.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for forming a resist pattern, wherein a shape of a tip is abutted by a pair of patterns using a mask having a projection provided on one side of one of abutting portions of a pair of adjacent patterns. It is characterized in that a resist pattern having two cutout patterns forming an arc in the same direction is formed.
[0015]
According to the resist pattern forming method of the third aspect, since the shapes of the tips of the butted punched patterns are shaped so as to draw arcs in the same direction, the change in the line width of the remaining pattern of the butted portions becomes gentle, The concentration of stress can be prevented, and the occurrence of cracks can be prevented. For this reason, it becomes possible for two punched patterns to abut each other at an interval of, for example, 130 nm or less.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mask having auxiliary patterns on both sides of an abutting portion of a pair of adjacent patterns.
[0017]
According to the mask of the fourth aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a mask in which abutting portions of a pair of adjacent patterns have bent portions facing in opposite directions.
[0019]
According to the mask of the fifth aspect, the same effect as that of the second aspect is obtained.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a mask in which convex portions are provided on both sides of one side of abutting portions of a pair of adjacent patterns.
[0021]
According to the mask of the sixth aspect, the same effect as that of the third aspect is obtained.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A pattern forming method and a mask according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a wiring pattern according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
[0023]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a first-layer wiring pattern, 2 denotes a second-layer wiring pattern, and 3 denotes a hole pattern for connecting the wiring pattern 1 and the wiring pattern 2.
[0024]
1 and 2, reference numeral 11 denotes a design dimension of the butted portion of the wiring pattern 2, which is 130 nm in this embodiment. Reference numeral 12 denotes a line width of the wiring pattern 2, which is 130 nm in this embodiment. Reference numeral 5 denotes an auxiliary pattern. Reference numeral 13 denotes a line width of the auxiliary pattern 5, which is 130 nm, which is the same dimension as the wiring pattern, in this embodiment. Reference numeral 14 denotes the length of the auxiliary pattern. In this embodiment, the length is set to 390 nm, which is three times the dimension 11 of the butted portion. Reference numeral 15 denotes an interval between the wiring pattern 2 and the auxiliary pattern 5, which is set to 130 nm, which is the same as the size of the butted portion, in this embodiment.
[0025]
FIGS. 3A to 3F are flowcharts showing an example of a method of forming the wiring pattern 2 in FIGS. 1 and 2, which is the same as the conventional method.
[0026]
FIG. 4 shows a mask pattern of a mask for forming the wiring pattern 2 in FIG. The mask pattern shown in FIG. 4 has been subjected to mask correction. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a light-shielding portion formed of a light-shielding body such as chrome, and corresponds to the insulating film 4 in FIG. On the mask, the wiring pattern 2a is formed as a transmission part. Here, reference numeral 42 denotes a mask correction pattern at the leading end of the wiring pattern 2a, which is also formed as a transparent portion. 43 and 44 are the dimensions of each part of the correction pattern 42. In this embodiment, 43 is 16 nm and 44 is 10 nm. Therefore, the mask size 45 at the butted portion is 110 nm. The auxiliary pattern 5a was also formed as a transmission part. The distance 46 between the auxiliary pattern 5a and the tip of the wiring pattern 2a is 114 nm because of the presence of the mask correction pattern 42. The dimensions of the other portions were the same as the design values, and the line width 47 of the wiring pattern 2a, the line width 48 of the auxiliary pattern 5a, and the length 49 of the auxiliary pattern 5a were 130 nm, 130 m, and 390 nm, respectively.
[0027]
A resist pattern was formed by lithography using the mask pattern shown in FIG. As the exposure apparatus, a reduction projection type exposure apparatus using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm as a light source was used. In addition, a positive resist in which a portion irradiated with light was dissolved in a developing solution was used. The resulting resist pattern was as shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a portion corresponding to the insulating film 4 in FIG. 1 and a remaining pattern. At this time, both the resist size 52 at the butted portion and the line width 53 of the cut pattern for the wiring pattern 2 could be finished to the designed value of 130 nm, and no crack was generated in the resist pattern.
[0028]
A pattern forming method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a plan view showing a wiring pattern according to the present embodiment. Further, a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 6 becomes FIG. 2 similarly to the first embodiment.
[0029]
6, reference numeral 1 denotes a first-layer wiring pattern, 2 denotes a second-layer wiring pattern, and 3 denotes a hole pattern for connecting the wiring pattern 1 and the wiring pattern 2. 4 is an insulating film. Reference numeral 61 denotes a design dimension of the butted portion of the wiring pattern 2, which is 130 nm in this embodiment. Reference numeral 62 denotes a bent portion added to the wiring pattern 2. 63 is a design dimension of the line width of the wiring pattern 2, which is 130 nm in this embodiment. In addition, reference numeral 64 denotes a design dimension of the line width of the bent portion 62, which is 130 nm which is the same as the line width 63 of the wiring pattern 2 in this embodiment. Reference numeral 65 denotes the amount of bending of the bent portion 62, which is 50 nm in this embodiment.
[0030]
The method of forming the wiring pattern 2 of FIG. 6 is the same as that of the first embodiment, and follows the flowchart of FIG.
[0031]
FIG. 7 shows a mask pattern of a mask for forming the wiring pattern 2 of FIG.
[0032]
The mask pattern shown in FIG. 7 has been subjected to mask correction. 7, reference numeral 71 denotes a light-shielding portion formed of a light-shielding body such as chrome, and corresponds to the insulating film 4 in FIG. On the mask, the wiring pattern 2a is formed as a transmission part. Here, reference numeral 72 denotes a mask correction pattern at the end of the wiring pattern 2a, which is also formed as a transparent portion. 73 and 74 are the dimensions of each part of the correction pattern 72. In this embodiment, 73 is 10 nm and 74 is 20 nm. Therefore, the mask size 75 of the butted portion is 110 nm. Reference numeral 76 denotes a mask pattern of a bent portion added to the front end portion, which is formed as a transmission portion. The line width 77 of the bent portion and the line width 78 of the wiring pattern 2 were 130 m as designed.
[0033]
A resist pattern was formed by lithography using the mask pattern shown in FIG. As the exposure apparatus, a reduction projection type exposure apparatus using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm as a light source was used. In addition, a positive resist in which a portion irradiated with light was dissolved in a developing solution was used. The resulting resist pattern was as shown in FIG. 8, reference numeral 81 denotes a portion corresponding to the insulating film 4 shown in FIG. 6, which is a remaining pattern.
[0034]
In FIG. 8, reference numeral 82 denotes a resist dimension of the butted portion, and reference numeral 83 denotes a shift amount of a center position of an arc drawn by the butted portion. As a result of being able to form a shape in which the shift amount 83 of the center position of the arc was shifted to about 40 nm, no crack was generated in the resist pattern. It was possible to finish to 130 nm as designed.
[0035]
A pattern forming method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a plan view showing a wiring pattern according to the present embodiment. Further, a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 9 becomes FIG. 2 similarly to the first embodiment.
[0036]
In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a first-layer wiring pattern, 2 denotes a second-layer wiring pattern, and 3 denotes a hole pattern for connecting the wiring pattern 1 and the wiring pattern 2. Reference numeral 91 denotes a design dimension of the butted portion of the wiring pattern 2, which is 130 nm in this embodiment. Reference numeral 92 denotes a line width of the wiring pattern 2, which is 130 nm in this embodiment. Reference numeral 93 denotes an additional pattern of the wiring pattern 2, which is added to only one side of the wiring pattern 2 so as to obtain the result described later, and is provided on both sides of the front end of the wiring pattern 2 and the outside and both sides of the other one side of the wiring pattern 2. It is a protrusion arranged so as to protrude in the direction. The dimensions of each part of the additional pattern 93 were set to 30 nm, 50 nm, and 20 nm, respectively.
[0037]
FIG. 10 shows a mask pattern of a mask for forming the wiring pattern 2 of FIG.
[0038]
The mask pattern shown in FIG. 10 has been subjected to mask correction. In FIG. 10, reference numeral 101 denotes a light-shielding portion formed of a light-shielding body such as chrome, and corresponds to the insulating film 4 in FIG. On the mask, the wiring pattern 2a is formed as a transmission part. Here, reference numeral 102 denotes a correction pattern, which is also formed as a transmission portion. Reference numerals 103, 104, and 105 indicate the dimensions of each portion of the correction pattern. In this embodiment, the length 103 in the direction of the butted portion, the amount of protrusion 104 in the direction of the butted portion, and the width 105 are all set to 10 nm. At this time, the mask size 106 at the butted portion is 120 nm. The dimensions of the other parts are the same as the design values, and the line width 107 of the wiring pattern 2a is 130 m.
[0039]
The method of forming the wiring pattern 2 of FIG. 9 is that of FIG. 3 as in the case of the first embodiment.
[0040]
A resist pattern was formed by lithography using the mask pattern shown in FIG. As the exposure apparatus, a reduction projection type exposure apparatus using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm as a light source was used. In addition, a positive resist in which a portion irradiated with light was dissolved in a developing solution was used. The resulting resist pattern was as shown in FIG. In FIG. 11, reference numeral 111 denotes a portion corresponding to the insulating film 4 in FIG. 9 and a remaining pattern. Reference numeral 112 denotes a resist dimension of the butted portion, 113 denotes a smaller arc drawn by the tip of the left wiring pattern 2 without the additional pattern, and 114 denotes the tip of the right wiring pattern 2 with the additional pattern. Indicates the larger arc drawn by. 112 and 113. Since the arcs are directed in the same direction, the dimensional variation of the remaining pattern of the butted portion is gentle, and the stress is dispersed. As a result, no crack is generated in the resist pattern, and at the same time. The resist size 112 of the butted portion and the line width 115 of the wiring pattern 2 could be finished to 130 nm as designed.
[0041]
In the first to third embodiments, the method of forming a wiring pattern has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to the formation of an element isolation pattern or the formation of a gate pattern. The same effect can be obtained.
[0042]
【The invention's effect】
According to the method of forming a resist pattern according to the first aspect, since the auxiliary pattern composed of the punched pattern is added around the butted portion of the punched pattern, the volume of the resist film around the butted portion is reduced. The applied stress is reduced and cracks can be prevented. As described above, since the concentration of stress at the butted portion can be prevented, even when the punched patterns are arranged to be butted at intervals of 130 nm or less, the pattern can be formed without generating cracks.
[0043]
According to the resist pattern forming method of the present invention, since the ends of the cutout patterns of the butted portion are not linearly aligned with each other, the point where the line width of the remaining pattern of the butted portion is minimum does not become one point. In addition, the concentration of stress can be prevented, and the occurrence of cracks can be prevented. For this reason, it becomes possible for two punched patterns to abut each other at an interval of, for example, 130 nm or less.
[0044]
According to the method of forming a resist pattern according to claim 3, since the shapes of the tips of the butted punched patterns are shaped so as to draw arcs in the same direction, the change in the line width of the remaining pattern of the butted portion becomes gentle. The concentration of stress can be prevented, and the occurrence of cracks can be prevented. For this reason, it becomes possible for two punched patterns to abut each other at an interval of, for example, 130 nm or less.
[0045]
According to the mask of the fourth aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained.
[0046]
According to the mask of the fifth aspect, the same effect as that of the second aspect is obtained.
[0047]
According to the mask of the sixth aspect, the same effect as that of the third aspect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a pattern forming method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a pattern forming method.
FIG. 4 is a view showing a mask pattern of a mask used in the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a resist pattern formed by the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a mask pattern of a mask used in a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a resist pattern formed by a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing a pattern forming method according to a third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a view showing a mask pattern of a mask used in the pattern forming method according to the third embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 11 is a view showing a resist pattern formed by a pattern forming method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a conventional pattern forming method.
FIG. 13 is a partial plan view showing a resist pattern when a mask drawn with exactly the same dimensions as in FIG. 12 is used for wiring pattern 2;
14 is a partial plan view showing a resist pattern obtained using the mask pattern shown in FIG.
FIG. 15 is a partial plan view of a mask pattern of a mask provided with a conventional correction pattern.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 First-layer wiring pattern 2 Second-layer wiring pattern 3 Hole pattern 4 Insulating film 5 Auxiliary pattern 6 Substrate 11 Design dimension of abutting portion 12 Design dimension of line width of wiring pattern 2 Line width of auxiliary pattern 5 Design dimension 14 of auxiliary pattern 5 Design dimension 15 of length of wiring pattern 2 Distance 31 between wiring pattern 2 and auxiliary pattern 5 Antireflection film 32 Resist 33 Extraction pattern 34 Remaining pattern 35 Wiring material 41 Shielding section 42 Correction patterns 43 and 44 Correction pattern 42 The mask dimension 45 of the butted portion 46 The mask pattern distance 47 between the auxiliary pattern and the correction pattern 47 The line width 48 of the mask pattern of the wiring pattern 2 The line width 49 of the mask pattern of the auxiliary pattern 5 Length 51 Left pattern 52 Butt Resist dimensions 61 of the part 62 Design dimensions of the butted part 62 Bent part 63 Design dimensions of the line width of the wiring pattern 2 64 Design dimensions of the line width of the bent part 62 Design dimensions 71 of the amount of bending of the bent part 62 Light shielding part 72 Correction pattern 73 , 74 Correction pattern size 76 Mask pattern 77 of the bent portion 62 Line width 78 of the mask pattern 76 of the bent portion 62 Line width 81 of the mask pattern of the wiring pattern 2 Remaining pattern 82 Size of the resist pattern of the butted portion 83 The butted portion is drawn Amount of shift 84 of center position of arc 84 Size 91 of resist pattern of wiring pattern 2 Design size 92 of abutting portion Design size 93 of line width of wiring pattern 2 Additional patterns 94, 95, 96 Design size 101 of additional pattern 93 Shielding section 102 Correction patterns 103, 104, 105 Turn dimension 106 Mask pattern butting portion size 107 Wiring pattern 2 mask pattern line width 111 Remaining pattern 112 Butting portion resist pattern size 113 Arc drawn by the tip of wiring pattern without additional pattern 114 Wiring with additional pattern Arc 115 drawn by the tip of the pattern 115 Dimension of resist pattern 151 of wiring pattern 2 Light-shielding portion 152 Correction pattern
