JP2005039151A - Complementary stencil masks, method of fabricating the same, and method of forming pattern - Google Patents

Complementary stencil masks, method of fabricating the same, and method of forming pattern Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent localized stress concentration in complementary stencil masks and to prevent pattern transfer defects from occurring in overlay exposure using the complementary masks. <P>SOLUTION: A prescribed pattern 100 to be transferred is divided into a first pattern 110 composed of parts where square-shaped patterns obtained by dividing the pattern 100 cross each other and a second pattern 120 composed of linearly shaped remainder obtained by subtracting the first pattern 110 from the prescribed pattern 100. The first and second patterns are arranged in respective complementary masks. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体デバイス加工における電子ビームリソグラフィ技術に関するものである。   The present invention relates to an electron beam lithography technique in semiconductor device processing.

近年、半導体集積回路の高集積化に伴い、回路パターンの微細化も進んできたため、リソグラフィにおける解像度の向上が求められている。例えば電子ビームを用いた転写露光技術によると、50nm以下の寸法を持つパターンの形成が可能になってきている。   In recent years, along with the high integration of semiconductor integrated circuits, miniaturization of circuit patterns has also progressed, so that improvement in resolution in lithography is required. For example, according to a transfer exposure technique using an electron beam, a pattern having a dimension of 50 nm or less can be formed.

電子ビームを用いた転写露光技術としては、回路パターンを部分的に一括して縮小転写する方法、又は回路パターンを等倍で転写する方法等がある。例えば非特許文献1に開示された縮小転写方法においては、転写すべき回路パターンと対応する開口部が設けられたステンシルマスクに電子ビームを照射し、該ステンシルマスクの開口部を通り抜けた電子ビームは縮小投影光学系によってウェハ上に縮小転写される。   As a transfer exposure technique using an electron beam, there are a method of partially transferring a circuit pattern at a reduced size, a method of transferring a circuit pattern at an equal magnification, and the like. For example, in the reduction transfer method disclosed in Non-Patent Document 1, an electron beam is irradiated to a stencil mask provided with an opening corresponding to a circuit pattern to be transferred, and the electron beam passing through the opening of the stencil mask is The image is reduced and transferred onto the wafer by the reduction projection optical system.

例えば図14(a)に示す回路パターン10を転写する場合、図14(b)に示すステンシルマスク20を用いて縮小転写を行なうことができる。ここで、ステンシルマスク20は、マスク基板部21と、回路パターン10と対応するようにマスク基板部21に設けられた開口部22とからなる。しかしながら、図14(b)に示すように、大きなリーフ構造部23を細い支持部24が支えているようなマスク構造をステンシルマスク20が持つ場合、リーフ構造部23の自重によって支持部24に応力がかかるので、支持部24の機械的な強度が弱くなる。その結果、このようなマスクを長期にわたって使用すると、マスクの変形又はマスクの破壊が生じる可能性がある。   For example, when the circuit pattern 10 shown in FIG. 14A is transferred, reduction transfer can be performed using the stencil mask 20 shown in FIG. Here, the stencil mask 20 includes a mask substrate portion 21 and an opening portion 22 provided in the mask substrate portion 21 so as to correspond to the circuit pattern 10. However, as shown in FIG. 14B, when the stencil mask 20 has a mask structure in which the large leaf structure portion 23 is supported by the thin support portion 24, stress is applied to the support portion 24 due to the weight of the leaf structure portion 23. Therefore, the mechanical strength of the support portion 24 is weakened. As a result, long-term use of such a mask can cause mask deformation or mask destruction.

そこで、例えば特許文献1に開示されているように、ステンシルマスクに過度の応力がかからないようにするために、回路パターンを2枚のステンシルマスクに分けて配置する相補型マスクが提案されている。例えば図15(a)に示す回路パターン30を転写する場合を例にすると、図15(a)の回路パターン30を、図15(b)に示す第1のパターン31と図15(c)に示す第2のパターン32とに分割し、分割された各パターン31及び32をそれぞれ、図15(d)に示す第1の相補マスク40と、図15(e)に示す第2の相補マスク50とに振り分ける。ここで、第1の相補マスク40は、マスク基板部41と、第1のパターン31と対応するようにマスク基板部41に設けられた開口部42とからなる。また、第2の相補マスク50は、マスク基板部51と、第2のパターン32と対応するようにマスク基板部51に設けられた開口部52とからなる。   Therefore, as disclosed in Patent Document 1, for example, a complementary mask has been proposed in which a circuit pattern is divided into two stencil masks so that excessive stress is not applied to the stencil mask. For example, when the circuit pattern 30 shown in FIG. 15A is transferred, the circuit pattern 30 shown in FIG. 15A is changed into the first pattern 31 shown in FIG. 15B and FIG. 15C. And the divided patterns 31 and 32 are divided into a first complementary mask 40 shown in FIG. 15 (d) and a second complementary mask 50 shown in FIG. 15 (e), respectively. And sort. Here, the first complementary mask 40 includes a mask substrate 41 and an opening 42 provided in the mask substrate 41 so as to correspond to the first pattern 31. The second complementary mask 50 includes a mask substrate portion 51 and an opening 52 provided in the mask substrate portion 51 so as to correspond to the second pattern 32.

一組の相補型マスク40及び50を用いてウェハに対して転写露光を行なう場合、まず、第1の相補マスク40を用いて電子ビームによる第1の転写露光を行ない、続いて第1の転写露光を行なった位置に合わせて、第2の相補マスク50を用いて電子ビームによる第2の転写露光を行なう。これにより、図15(a)に示す所望の回路パターン像を転写することができる。また、図15(d)及び(e)に示すように回路パターンを分割して2枚のステンシルマスク40及び50に配置しているため、各マスクに過剰な応力が局所的にかかることがないので、マスクが変形したり又は破壊したりすることを防止することができる。
Kazuaki Suzuki,Tomoharu Fujiwara,Kazunari Hada,Noriyuki Hirayanagi,Shintaro Kawata,Kenji Morita,Kazuya Okamoto,Teruaki Okino,Sumito Shimizu,Takehisa Yahiro 、"Nikon EB stepper:its system concept and counter measures for critical issues"、Proceeding of SPIE、米国、2000年、Volume 3997 、p.214-224 特開2002−260992号公報
When performing transfer exposure on a wafer using a set of complementary masks 40 and 50, first, first transfer exposure with an electron beam is performed using the first complementary mask 40, and then the first transfer is performed. A second transfer exposure using an electron beam is performed using the second complementary mask 50 in accordance with the position where the exposure has been performed. Thereby, a desired circuit pattern image shown in FIG. 15A can be transferred. Further, as shown in FIGS. 15D and 15E, the circuit pattern is divided and disposed on the two stencil masks 40 and 50, so that no excessive stress is locally applied to each mask. Therefore, it is possible to prevent the mask from being deformed or broken.
Kazuaki Suzuki, Tomoharu Fujiwara, Kazunari Hada, Noriyuki Hirayanagi, Shintaro Kawata, Kenji Morita, Kazuya Okamoto, Teruaki Okino, Sumito Shimizu, Takehisa Yahiro, "Nikon EB stepper: its system concept and counter measures for critical issues", Proceeding of SPIE, United States, 2000, Volume 3997, p.214-224 JP 2002-260992 A

しかしながら、従来の相補型ステンシルマスクを用いた電子ビームによる転写露光方法においては、第1の相補マスク及び第2の相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に重ね合わせ誤差が生じると、パターンが解像しなくなるような重大な欠陥が生じる可能性がある。   However, in the conventional transfer exposure method using an electron beam using a complementary stencil mask, when an overlay error occurs when performing overlay exposure using the first complementary mask and the second complementary mask, a pattern is formed. Serious defects can occur that will not resolve.

以下、図15(a)に示す回路パターン30を転写するために、図15(d)に示す第1の相補マスク40と図15(e)に示す第2の相補マスク50とを用いて重ね合わせ露光を行なう場合を例として説明する。まず、第1の相補マスク40を用いて露光を行なうことにより、図16に示すように、第1の転写像61を得る。次に、第2の相補マスク50を用いて、第1の転写像61の位置に合わせて露光を行なうことにより、図16に示すように、第2の転写像62を得る。このとき、第1の転写像61に対して位置合わせを行なうときに誤差が生じると、最終的な転写像(第2の転写像62)は理想的な転写像63からずれてしまう。その結果、第1の転写像61と第2の転写像62とが異常接近した極近接部64が発生する。尚、最終的な転写像の位置精度が仮に許容範囲内にあったとしても、このような極近接部64が発生すると、その部分の像コントラストが劣化するため、最悪の場合にはレジストを現像した後にその部分が分離解像しなくなる危険性がある。   Hereinafter, in order to transfer the circuit pattern 30 shown in FIG. 15A, the first complementary mask 40 shown in FIG. 15D and the second complementary mask 50 shown in FIG. A case where alignment exposure is performed will be described as an example. First, exposure is performed using the first complementary mask 40 to obtain a first transfer image 61 as shown in FIG. Next, exposure is performed in accordance with the position of the first transfer image 61 using the second complementary mask 50, thereby obtaining a second transfer image 62 as shown in FIG. At this time, if an error occurs when positioning with respect to the first transfer image 61, the final transfer image (second transfer image 62) is shifted from the ideal transfer image 63. As a result, a close proximity portion 64 in which the first transfer image 61 and the second transfer image 62 are abnormally close to each other is generated. Even if the final transfer image position accuracy is within the allowable range, if such a close proximity portion 64 occurs, the image contrast of that portion deteriorates, and in the worst case, the resist is developed. After that, there is a risk that the part will not be separated and resolved.

前記に鑑み、本発明は、電子ビーム露光法で用いられる相補型のステンシルマスクにおける局所的な応力集中を防止できるようにすると共に、該相補型マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際におけるパターン転写欠陥の発生を防止できるようにすることを目的とする。   In view of the above, the present invention makes it possible to prevent local stress concentration in a complementary stencil mask used in an electron beam exposure method, and to perform pattern transfer when performing overlay exposure using the complementary mask. The object is to prevent the occurrence of defects.

前記の目的を達成するために、本発明に係る第1の相補型ステンシルマスクの作成方法は、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクの作成方法であって、所定のパターンを複数の方形状パターンに分割する工程と、方形状パターン同士の隣接部分であるパターン交差部を抽出し、該抽出したパターン交差部からなる第1のパターンを作成する工程と、所定のパターンから第1のパターンを差し引くことにより第2のパターンを作成する工程と、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクに第1のパターンと対応する第1の開口部を設けると共に、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクに第2のパターンと対応する第2の開口部を設ける工程とを備えている。   In order to achieve the above object, a first complementary stencil mask manufacturing method according to the present invention is a method for generating a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern. Dividing the pattern into a plurality of square patterns, extracting a pattern intersection that is an adjacent portion of the square patterns, creating a first pattern composed of the extracted pattern intersections, and a predetermined pattern Creating a second pattern by subtracting the first pattern, providing a first opening corresponding to the first pattern in the first mask constituting a set of complementary stencil masks; Providing a second opening corresponding to the second pattern in the second mask constituting the set of complementary stencil masks.

第1の相補型ステンシルマスクの作成方法によると、転写すべき所定のパターンを、方形状パターン同士が交差する部分からなる第1のパターンと、所定のパターンから第1のパターンを差し引いた残りの直線的な第2のパターンとに分割して各相補マスクに配置する。このため、ステンシルマスクにおける局所的な応力集中の原因となる複雑な多角形パターンを分断して各相補マスクに配置できる結果、各マスクに過剰な応力が局所的にかかることがないので、マスクが変形したり又は破壊したりすることを防止できる。また、第2のパターンとなる直線的なパターンは所定のパターンの主要部分であるので、複数の相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、重ね合わせ誤差に起因するパターン主要部の解像不良つまりパターン転写欠陥を防止できる。   According to the first complementary stencil mask creation method, a predetermined pattern to be transferred is divided into a first pattern composed of a portion where square patterns intersect with each other, and a remaining pattern obtained by subtracting the first pattern from the predetermined pattern. The pattern is divided into a linear second pattern and arranged on each complementary mask. For this reason, the complicated polygonal pattern that causes local stress concentration in the stencil mask can be divided and placed on each complementary mask, so that no excessive stress is locally applied to each mask. It can be prevented from being deformed or broken. Further, since the linear pattern as the second pattern is the main part of the predetermined pattern, the resolution of the main part of the pattern caused by the overlay error when overlay exposure is performed using a plurality of complementary masks. Defects, that is, pattern transfer defects can be prevented.

第1の相補型ステンシルマスクの作成方法において、第1のパターンを作成する工程において、パターン交差部のうち、対応する方形状パターンの面積よりも小さい面積を持つパターン交差部のみを抽出することが好ましい。すなわち、微小な図形(方形状パターン)がパターン交差部と接する場合には、該交差部を抽出しないこと、言い換えると、該交差部を分割しないことが好ましい。   In the first complementary stencil mask creation method, in the step of creating the first pattern, only pattern intersections having an area smaller than the area of the corresponding rectangular pattern can be extracted from the pattern intersections. preferable. That is, when a minute figure (rectangular pattern) touches a pattern intersection, it is preferable not to extract the intersection, in other words, not to divide the intersection.

このようにすると、不必要なパターン分割を防止することができる。   In this way, unnecessary pattern division can be prevented.

第1の相補型ステンシルマスクの作成方法において、第1のパターンにおける第2のパターンと接する端部を第2のパターンの方向に拡張することにより第3のパターンを作成する工程と、所定のパターンから第3のパターンを差し引くことにより第4のパターンを作成する工程とをさらに備え、第1の開口部及び第2の開口部を設ける工程において、第1のパターンに代えて第3のパターンと対応する第1の開口部を第1のマスクに設けると共に、第2のパターンに代えて第4のパターンと対応する第2の開口部を第2のマスクに設けることが好ましい。   In the first complementary stencil mask creating method, a step of creating a third pattern by extending an end portion of the first pattern in contact with the second pattern in the direction of the second pattern, and a predetermined pattern Forming a fourth pattern by subtracting the third pattern from the second pattern, and in the step of providing the first opening and the second opening, replacing the first pattern with the third pattern, It is preferable that a corresponding first opening is provided in the first mask, and a second opening corresponding to the fourth pattern is provided in the second mask instead of the second pattern.

このようにすると、第1のパターンつまりパターン交差部を拡張して第3のパターンを形成すると共に、所定のパターンから第3のパターンを差し引くことにより第4のパターンを作成するため、第4のパターンを構成する線状のパターン同士の間隔を十分に取ることができる。従って、第2のマスクにおいて、第4のパターンと対応する第2の開口部同士の間隔が広くなるので、マスクの機械的強度が一層高くなる。   In this way, the first pattern, that is, the pattern intersection is expanded to form the third pattern, and the fourth pattern is created by subtracting the third pattern from the predetermined pattern. A sufficient interval between the linear patterns constituting the pattern can be secured. Therefore, in the second mask, the distance between the second openings corresponding to the fourth pattern is widened, so that the mechanical strength of the mask is further increased.

また、この場合、第3のパターンにおける第4のパターンと接する端部を第4のパターンの方向に拡張することにより第5のパターンを形成する工程、及び第4のパターンにおける第3のパターンと接する端部を第3のパターンの方向に拡張することにより第6のパターンを形成する工程のうちの少なくとも1つの工程をさらに備え、第1の開口部及び第2の開口部を設ける工程は、第3のパターンに代えて第5のパターンと対応する第1の開口部を第1のマスクに設ける工程、及び第4のパターンに代えて第6のパターンと対応する第2の開口部を第2のマスクに設ける工程のうちの少なくとも1つの工程を含むことことが好ましい。   In this case, the step of forming the fifth pattern by extending the end portion of the third pattern that contacts the fourth pattern in the direction of the fourth pattern, and the third pattern in the fourth pattern, The step of providing the first opening and the second opening is further provided with at least one of the steps of forming the sixth pattern by extending the contacting end in the direction of the third pattern. A step of providing the first mask with a first opening corresponding to the fifth pattern instead of the third pattern, and a second opening corresponding to the sixth pattern instead of the fourth pattern; It is preferable to include at least one of the steps provided for the two masks.

このようにすると、各相補型ステンシルマスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、各パターンにおける拡張部分が「のりしろ」の役割を果たすので、各パターンの転写像同士の接続部における断線を防止することができる。このとき、第3のパターン及び第4のパターンのそれぞれの拡張幅が所定のパターンの幅以下であると、接続部において転写後のパターン寸法がほぼ均一になるので、スムーズな接続部を形成できる。   In this way, when performing overlay exposure using each complementary stencil mask, the extended portion of each pattern acts as a “margin”, thus preventing disconnection at the connection portion between the transfer images of each pattern. be able to. At this time, if the extended width of each of the third pattern and the fourth pattern is equal to or smaller than the predetermined pattern width, the pattern size after transfer becomes substantially uniform at the connection portion, so that a smooth connection portion can be formed. .

本発明に係る第2の相補型ステンシルマスクの作成方法は、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクの作成方法であって、所定のパターンを複数の方形状パターンに分割する工程と、複数の方形状パターンのうち長辺が垂直方向に延びる方形状パターンを抽出し、該抽出した方形状パターンからなる第1のパターンを作成する工程と、複数の方形状パターンのうち長辺が水平方向に延びる方形状パターンを抽出し、該抽出した方形状パターンからなる第2のパターンを作成する工程と、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクに第1のパターンと対応する第1の開口部を設けると共に、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクに第2のパターンと対応する第2の開口部を設ける工程とを備えている。   A second complementary stencil mask creation method according to the present invention is a set of complementary stencil mask creation methods for transferring a predetermined pattern, and the predetermined pattern is divided into a plurality of rectangular patterns. A step of extracting a rectangular pattern having a long side extending in a vertical direction from among the plurality of rectangular patterns, creating a first pattern composed of the extracted rectangular patterns, and a long of the plurality of rectangular patterns A step of extracting a rectangular pattern whose sides extend in the horizontal direction, creating a second pattern comprising the extracted rectangular pattern, and a first pattern as a first mask constituting a set of complementary stencil masks And providing a second opening corresponding to the second pattern on the second mask constituting the set of complementary stencil masks. Eteiru.

第2の相補型ステンシルマスクの作成方法によると、転写すべき所定のパターンを、互いに直交する第1のパターン及び第2のパターンに分割して各相補マスクに配置する。このため、ステンシルマスクにおける局所的な応力集中の原因となる複雑な多角形パターンを分断して各相補マスクに配置できる結果、各マスクに過剰な応力が局所的にかかることがないので、マスクが変形したり又は破壊したりすることを防止することができる。さらに、互いに平行に近接するパターン同士は同一の相補マスク内に配置されるので、複数の相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行う際に、重ね合わせ誤差に起因するパターン主要部の解像不良(例えば転写像同士の極近接部の解像不良)つまりパターン転写欠陥を防止することができる。   According to the second complementary stencil mask creation method, a predetermined pattern to be transferred is divided into a first pattern and a second pattern which are orthogonal to each other and arranged on each complementary mask. For this reason, the complicated polygonal pattern that causes local stress concentration in the stencil mask can be divided and placed on each complementary mask, so that no excessive stress is locally applied to each mask. It can be prevented from being deformed or broken. Further, since the patterns that are close to each other in parallel are arranged in the same complementary mask, when performing overlay exposure using a plurality of complementary masks, poor resolution of the main part of the pattern due to overlay error ( For example, it is possible to prevent a pattern transfer defect).

第2の相補型ステンシルマスクの作成方法において、第1のパターンにおける第2のパターンと接する端部を第2のパターンの方向に拡張することにより第3のパターンを形成する工程、及び第2のパターンにおける第1のパターンと接する端部を第1のパターンの方向に拡張することにより第4のパターンを形成する工程のうちの少なくとも1つの工程をさらに備え、第1の開口部及び第2の開口部を設ける工程は、第1のパターンに代えて第3のパターンと対応する第1の開口部を第1のマスクに設ける工程、及び第2のパターンに代えて第4のパターンと対応する第2の開口部を第2のマスクに設ける工程のうちの少なくとも1つの工程を含むことが好ましい。   Forming a third pattern by extending an end portion of the first pattern in contact with the second pattern in the direction of the second pattern in the second complementary stencil mask producing method; and The method further comprises at least one step of forming a fourth pattern by extending an end portion of the pattern in contact with the first pattern in the direction of the first pattern, the first opening and the second pattern The step of providing the opening corresponds to the step of providing the first opening corresponding to the third pattern instead of the first pattern in the first mask and the fourth pattern instead of the second pattern. It is preferable to include at least one step of providing the second opening in the second mask.

このようにすると、各相補型ステンシルマスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、各パターンにおける拡張部分が「のりしろ」の役割を果たすので、各パターンの転写像同士の接続部における断線を防止することができる。このとき、第1のパターン及び第2のパターンのそれぞれの拡張幅が所定のパターンの幅以下であると、接続部において転写後のパターン寸法がほぼ均一になるので、スムーズな接続部を形成できる。   In this way, when performing overlay exposure using each complementary stencil mask, the extended portion of each pattern acts as a “margin”, thus preventing disconnection at the connection portion between the transfer images of each pattern. be able to. At this time, if the extended width of each of the first pattern and the second pattern is equal to or smaller than the width of the predetermined pattern, the pattern size after transfer is substantially uniform at the connection portion, so that a smooth connection portion can be formed. .

本発明に係る第1の相補型ステンシルマスクは、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクであって、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクは、所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターン同士の隣接部分であるパターン交差部と対応する第1の開口部を有し、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクは、所定のパターンからパターン交差部を差し引くことにより得られるパターンと対応する第2の開口部を有する。すなわち、本発明に係る第1の相補型ステンシルマスクは、前述の本発明に係る第1の方法により得られる相補型ステンシルマスクであるので、該方法と同様の効果が得られる。   The first complementary stencil mask according to the present invention is a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern, and the first mask constituting the set of complementary stencil masks is a predetermined mask. A second mask having a first opening corresponding to a pattern intersection which is an adjacent portion of a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the pattern, and constituting a set of complementary stencil masks, A second opening corresponding to the pattern obtained by subtracting the pattern intersection from the pattern is provided. That is, since the first complementary stencil mask according to the present invention is a complementary stencil mask obtained by the first method according to the present invention, the same effect as that of the method can be obtained.

本発明に係る第2の相補型ステンシルマスクは、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクであって、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクは、所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターンのうち長辺が垂直方向に延びる方形状パターンと対応する第1の開口部を有し、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクは、複数の方形状パターンのうち長辺が水平方向に延びる方形状パターンと対応する第2の開口部を有する。すなわち、本発明に係る第2の相補型ステンシルマスクは、前述の本発明に係る第2の方法により得られる相補型ステンシルマスクであるので、該方法と同様の効果が得られる。   The second complementary stencil mask according to the present invention is a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern, and the first mask constituting the set of complementary stencil masks is a predetermined mask. A second mask having a first opening corresponding to a rectangular pattern whose long side extends in the vertical direction among a plurality of rectangular patterns formed by dividing the pattern, and constituting a set of complementary stencil masks, The second opening corresponding to the rectangular pattern whose long side extends in the horizontal direction among the plurality of rectangular patterns. That is, since the second complementary stencil mask according to the present invention is a complementary stencil mask obtained by the above-described second method according to the present invention, the same effect as the method can be obtained.

本発明に係る第1のパターン形成方法は、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法であって、基板上にレジスト膜を塗布する工程と、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクを介して第1の電子ビームをレジスト膜に照射する工程と、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクを介して第2の電子ビームをレジスト膜に照射する工程と、第1の電子ビーム及び第2の電子ビームを照射されたレジスト膜を現像することによってレジストパターンを形成する工程とを備え、第1のマスクは、所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターン同士の隣接部分であるパターン交差部と対応する第1の開口部を有し、第2のマスクは、所定のパターンからパターン交差部を差し引くことにより得られるパターンと対応する第2の開口部を有する。すなわち、本発明に係る第1のパターン形成方法は、前述の本発明に係る第1の相補型ステンシルマスクの作成方法により得られるマスクを用いたパターン形成方法であるので、該方法と同様の効果が得られる。具体的には、使用するステンシルマスクが十分な機械的強度を有するため、長期にわたってステンシルマスクを使用することが可能になるので、製造コストを低減できる。また、重ね合わせ誤差に起因する回路パターンの解像不良が生じないので、パターン転写を高精度に行なうことができる。   A first pattern forming method according to the present invention is a pattern forming method using a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern, and includes a step of applying a resist film on a substrate, Irradiating the resist film with the first electron beam through the first mask constituting the complementary stencil mask of the second, and second electrons via the second mask constituting the pair of complementary stencil masks A step of irradiating the resist film with a beam; and a step of forming a resist pattern by developing the resist film irradiated with the first electron beam and the second electron beam. The first mask has a first opening corresponding to a pattern intersection which is an adjacent portion of a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the pattern, and the second mask is a pattern from a predetermined pattern. Having a second opening corresponding to the pattern obtained by subtracting the difference unit. That is, since the first pattern forming method according to the present invention is a pattern forming method using the mask obtained by the above-described first complementary stencil mask creating method according to the present invention, the same effects as the method are provided. Is obtained. Specifically, since the stencil mask to be used has sufficient mechanical strength, the stencil mask can be used over a long period of time, so that the manufacturing cost can be reduced. Further, since there is no poor resolution of the circuit pattern due to overlay error, pattern transfer can be performed with high accuracy.

本発明に係る第2のパターン形成方法は、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法であって、基板上にレジスト膜を塗布する工程と、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクを介して第1の電子ビームをレジスト膜に照射する工程と、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクを介して第2の電子ビームをレジスト膜に照射する工程と、第1の電子ビーム及び第2の電子ビームを照射されたレジスト膜を現像することによってレジストパターンを形成する工程とを備え、第1のマスクは、所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターンのうち長辺が垂直方向に延びる方形状パターンと対応する第1の開口部を有し、第2のマスクは、複数の方形状パターンのうち長辺が水平方向に延びる方形状パターンと対応する第2の開口部を有する。すなわち、本発明に係る第2のパターン形成方法は、前述の本発明に係る第2の相補型ステンシルマスクの作成方法により得られるマスクを用いたパターン形成方法であるので、該方法と同様の効果が得られる。具体的には、使用するステンシルマスクが十分な機械的強度を有するため、長期にわたってステンシルマスクを使用することが可能になるので、製造コストを低減できる。また、重ね合わせ誤差に起因する回路パターンの解像不良が生じないので、パターン転写を高精度に行なうことができる。   A second pattern forming method according to the present invention is a pattern forming method using a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern, the step of applying a resist film on a substrate, Irradiating the resist film with the first electron beam through the first mask constituting the complementary stencil mask of the second, and second electrons via the second mask constituting the pair of complementary stencil masks A step of irradiating the resist film with a beam; and a step of forming a resist pattern by developing the resist film irradiated with the first electron beam and the second electron beam. Of the plurality of rectangular patterns obtained by dividing the pattern, the long side has a first opening corresponding to the rectangular pattern extending in the vertical direction, and the second mask has a plurality of rectangular patterns. The longer sides of having a second opening corresponding to the square shape pattern extending in the horizontal direction. That is, since the second pattern forming method according to the present invention is a pattern forming method using a mask obtained by the above-described second complementary stencil mask creating method according to the present invention, the same effects as the method are provided. Is obtained. Specifically, since the stencil mask to be used has sufficient mechanical strength, the stencil mask can be used over a long period of time, so that the manufacturing cost can be reduced. Further, since there is no poor resolution of the circuit pattern due to overlay error, pattern transfer can be performed with high accuracy.

第1又は第2のパターン形成方法において、第1のマスクを通過する第1の電子ビームのぼけと、第2のマスクを通過する第2の電子ビームのぼけとが同等になるように、第1の電子ビーム若しくは第2の電子ビームの電流量又は露光装置の投影光学系を調整するビームぼけ調整工程をさらに備えていることが好ましい。   In the first or second pattern formation method, the first electron beam blur that passes through the first mask and the second electron beam blur that passes through the second mask are equivalent to each other. It is preferable to further include a beam blur adjusting step for adjusting the current amount of the first electron beam or the second electron beam or the projection optical system of the exposure apparatus.

このようにすると、各露光工程における電子ビームのぼけが一定になるので、重ね合わせ露光により形成されるパターンの形状及び寸法を均一にすることができる。また、この場合、ビームぼけ調整工程が、第1の電子ビーム及び第2の電子ビームのぼけを所定のパターンの最小寸法よりも小さくする工程を含むと、露光量マージンを十分に保ちながらパターン形成を行なうことができる。   In this way, since the blur of the electron beam in each exposure process becomes constant, the shape and dimensions of the pattern formed by the overlay exposure can be made uniform. In this case, if the beam blur adjustment step includes a step of reducing the blur of the first electron beam and the second electron beam to be smaller than the minimum dimension of the predetermined pattern, pattern formation is performed while maintaining a sufficient exposure amount margin. Can be performed.

本発明によると、電子ビーム露光法に用いられる相補型ステンシルマスクの作成において、転写すべき所定のパターンの主要部をできるだけ分割しないようにしながら、複雑なパターンを分割して各相補マスクに配置するので、ロジックゲートパターンや多層配線パターン等の微細且つ複雑なパターンを高い精度でレジストに転写することができる。   According to the present invention, in the production of a complementary stencil mask used in an electron beam exposure method, a complicated pattern is divided and arranged on each complementary mask while the main part of a predetermined pattern to be transferred is not divided as much as possible. Therefore, fine and complicated patterns such as logic gate patterns and multilayer wiring patterns can be transferred to the resist with high accuracy.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスク及びその作成方法について図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a complementary stencil mask and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするゲートパターンを示す図である。また、図2(a)〜(e)は、本実施形態の相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram showing a gate pattern to be transferred using the complementary stencil mask of this embodiment. FIGS. 2A to 2E are diagrams for explaining each step of the method for producing a complementary stencil mask of the present embodiment.

すなわち、本実施形態の方法では、図1に示すトランジスタゲートパターン100を、一組の相補型ステンシルマスクに分割して配置する。   That is, in the method of this embodiment, the transistor gate pattern 100 shown in FIG. 1 is divided and arranged in a set of complementary stencil masks.

具体的には、まず、図2(a)に示すように、ゲートパターン100を複数の方形状パターン(以下、矩形パターンと称する)に分割する。尚、このパターン分割は、基本的に、ゲートパターン100の屈曲部においてゲートパターン100の幅方向に沿ってゲートパターン100を区分することによって行なうものとする。言い換えると、各矩形パターンは、ゲートパターン100と同等の幅を持つ。   Specifically, first, as shown in FIG. 2A, the gate pattern 100 is divided into a plurality of rectangular patterns (hereinafter referred to as rectangular patterns). This pattern division is basically performed by dividing the gate pattern 100 along the width direction of the gate pattern 100 at the bent portion of the gate pattern 100. In other words, each rectangular pattern has the same width as the gate pattern 100.

次に、図2(b)に示すように、分割した矩形パターン同士が互いに隣接している箇所であるパターン交差部101を抽出する。本実施形態では、パターン分割する必要のない箇所についてはできるだけ分割しないことを目的として、パターン交差部101のうち、対応する矩形パターンの大きさが該交差部と比べて同程度か又は小さいような交差部101Bについては分割しないものとする。言い換えると、大きな図形(矩形パターン)同士の交差部101のみを、分割すべき交差部101Aとして抽出する。   Next, as shown in FIG. 2B, a pattern intersection 101, which is a location where the divided rectangular patterns are adjacent to each other, is extracted. In the present embodiment, the size of the corresponding rectangular pattern in the pattern intersection 101 is comparable or smaller than that of the intersection for the purpose of avoiding as much as possible the portion that does not need to be divided. The intersection 101B is not divided. In other words, only the intersection 101 between large figures (rectangular patterns) is extracted as the intersection 101A to be divided.

次に、図2(c)に示すように、分割すべき交差部101Aにおける矩形パターンと接する端部(つまり交差部101Aの切片)を該矩形パターンの方向に拡張することにより拡張交差部102を作成する。ここで、交差部101Aの拡張幅を、例えば主パターン(矩形パターン)の線幅の2分の1の大きさに設定する。   Next, as shown in FIG. 2C, the extended intersection 102 is expanded by extending the end of the intersection 101A to be divided that is in contact with the rectangular pattern (that is, the section of the intersection 101A) in the direction of the rectangle pattern. create. Here, the extended width of the intersecting portion 101A is set to, for example, one half of the line width of the main pattern (rectangular pattern).

次に、図2(d)に示すように、拡張交差部102のみを抽出し、該抽出した拡張交差部102からなる第1のパターン110を作成する。すなわち、第1のパターンデータを作成する。   Next, as shown in FIG. 2D, only the extended intersection 102 is extracted, and a first pattern 110 including the extracted extended intersection 102 is created. That is, first pattern data is created.

次に、図2(e)に示すように、図1に示すトランジスタゲートパターン100から第1のパターン110を差し引くことにより第2のパターン120を作成する。すなわち、元のパターンデータから第1のパターンデータを差し引いて第2のパターンデータを作成する。   Next, as shown in FIG. 2E, a second pattern 120 is created by subtracting the first pattern 110 from the transistor gate pattern 100 shown in FIG. That is, the second pattern data is created by subtracting the first pattern data from the original pattern data.

最後に、第1及び第2のパターンデータのそれぞれを用いて、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1及び第2のマスクの作成を行なう。具体的には、第1のマスクに第1のパターン110と対応する第1の開口部を設けると共に第2のマスクに第2のパターン120と対応する第2の開口部を設ける。   Finally, the first and second masks constituting a set of complementary stencil masks are created using each of the first and second pattern data. Specifically, a first opening corresponding to the first pattern 110 is provided in the first mask, and a second opening corresponding to the second pattern 120 is provided in the second mask.

本実施形態では、図2(d)に示す第1のパターン110は所望のパターン(トランジスタゲートパターン100)の交差点である一方、図2(e)に示す第2のパターン120は所望のパターンの主要部である線状パターンから構成されている。このため、第1及び第2のパターン110及び120のそれぞれに対応して2枚に分けられた相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、元のパターン(トランジスタゲートパターン100)をより正確に復元することができる。   In the present embodiment, the first pattern 110 shown in FIG. 2D is an intersection of a desired pattern (transistor gate pattern 100), while the second pattern 120 shown in FIG. It consists of a linear pattern that is the main part. Therefore, the original pattern (transistor gate pattern 100) is more accurate when performing overlay exposure using two complementary masks corresponding to the first and second patterns 110 and 120, respectively. Can be restored.

また、本実施形態では、図2(d)及び(e)に示すように、元の複雑なパターンを、該パターンの交差点である第1のパターン110と、単純な矩形パターンからなる第2のパターン120とに分割して各相補マスクに配置するので、各相補マスクにおいては十分な機械的強度が保たれる。また、図2(c)に示すように、交差部101Aをパターン幅のおよそ半分程度の幅だけ拡張することによって、次のような効果が得られる。すなわち、トランジスタゲートパターン100から、拡張交差部102からなる第1のパターン110を差し引くことにより第2のパターン120を作成する際に、第2のパターン120を構成する線状のパターン同士の間隔を十分に取ることができる。従って、第2のマスクにおいて、第2のパターン120と対応する第2の開口部同士の間隔が広くなるので、マスクの機械的強度が一層高くなる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 2D and 2E, the original complicated pattern is divided into a first pattern 110 that is an intersection of the patterns and a second pattern that is a simple rectangular pattern. Since it is divided into the pattern 120 and arranged on each complementary mask, sufficient mechanical strength is maintained in each complementary mask. Further, as shown in FIG. 2C, the following effects can be obtained by expanding the intersecting portion 101A by about half the pattern width. That is, when the second pattern 120 is created by subtracting the first pattern 110 composed of the extended intersection 102 from the transistor gate pattern 100, the interval between the linear patterns constituting the second pattern 120 is set. Can take enough. Therefore, in the second mask, the distance between the second openings corresponding to the second pattern 120 is widened, so that the mechanical strength of the mask is further increased.

以上に説明したように、本実施形態によると、転写すべき所定のパターン(トランジスタゲートパターン100)中に存在する複雑な多角形パターンを分断して各相補マスクに配置できる。このため、相補マスクにおける局所的な応力集中を防止できるので、マスクが変形したり又は破壊したりすることを防止することができる。さらに、所望のパターンの主要部分(線状パターンから構成された第2のパターン120)を1枚の相補マスク(第2のマスク)上に振り分けるため、各相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、重ね合わせ誤差に起因するパターン主要部の解像不良つまりパターン転写欠陥を防止することができる。すなわち、所望のパターンの転写形状における忠実性を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, a complicated polygon pattern existing in a predetermined pattern (transistor gate pattern 100) to be transferred can be divided and arranged on each complementary mask. For this reason, local stress concentration in the complementary mask can be prevented, so that the mask can be prevented from being deformed or broken. Furthermore, in order to distribute the main part of the desired pattern (second pattern 120 composed of linear patterns) onto one complementary mask (second mask), overlay exposure is performed using each complementary mask. In this case, it is possible to prevent the resolution failure of the main pattern portion, that is, the pattern transfer defect, caused by the overlay error. That is, the fidelity in the transfer shape of a desired pattern can be improved.

尚、第1の実施形態において、パターン交差部101Aを拡張する幅は、相補マスクの機械的強度が保たれる範囲内で任意に設定することができる。   In the first embodiment, the width for expanding the pattern intersection 101A can be arbitrarily set within a range in which the mechanical strength of the complementary mask is maintained.

また、第1の実施形態において、パターン交差部101Aを拡張せずに該交差部101Aからなる第1のパターン110を作成すると共に、該第1のパターン110をトランジスタゲートパターン100から差し引くことにより第2のパターン120を作成し、該各パターン110及び120を第1及び第2のマスクに配置してもよい。   In the first embodiment, the first pattern 110 including the intersecting portion 101A is created without expanding the pattern intersecting portion 101A, and the first pattern 110 is subtracted from the transistor gate pattern 100. Two patterns 120 may be created, and each of the patterns 110 and 120 may be placed on the first and second masks.

また、第1の実施形態において、第1及び第2のパターン110及び120を作成した後に、第1のパターン110における第2のパターン120と接する端部(つまり第1のパターン110の切片)を第2のパターン120の方向に拡張することにより第3のパターンを形成する工程、及び第2のパターン120における第1のパターン110と接する端部(つまり第2のパターン120の切片)を第1のパターン110の方向に拡張することにより第4のパターンを形成する工程のうちの少なくとも1つの工程をさらに備えていてもよい。また、この場合、第1のパターン110に代えて第3のパターンと対応する開口部を第1のマスクに設けてもよいし、第2のパターン120に代えて第4のパターンと対応する開口部を第2のマスクに設けてもよい。このようにすると、各相補型ステンシルマスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、各パターンにおける拡張部分が「のりしろ」の役割を果たすので、各パターンの転写像同士の接続部における断線を防止することができる。このとき、第1のパターン110及び第2のパターン120のそれぞれの拡張幅がトランジスタゲートパターン100の幅以下であると、接続部において転写後のパターン寸法をほぼ均一にできる。   In the first embodiment, after the first and second patterns 110 and 120 are created, the end portion of the first pattern 110 that is in contact with the second pattern 120 (that is, the segment of the first pattern 110) is used. The step of forming the third pattern by extending in the direction of the second pattern 120, and the end of the second pattern 120 in contact with the first pattern 110 (that is, the segment of the second pattern 120) are the first. At least one step of forming the fourth pattern by extending in the direction of the pattern 110 may be further provided. In this case, an opening corresponding to the third pattern may be provided in the first mask instead of the first pattern 110, or an opening corresponding to the fourth pattern instead of the second pattern 120. The portion may be provided on the second mask. In this way, when performing overlay exposure using each complementary stencil mask, the extended portion of each pattern acts as a “margin”, thus preventing disconnection at the connection portion between the transfer images of each pattern. be able to. At this time, if the extended width of each of the first pattern 110 and the second pattern 120 is equal to or smaller than the width of the transistor gate pattern 100, the pattern size after transfer can be made substantially uniform at the connection portion.

また、第1の実施形態において、拡張交差部102を抽出し、該抽出した拡張交差部102からなる第1のパターン110を作成すると共に、ゲートパターン100から第1のパターン110を差し引くことにより第2のパターン120を作成した。しかし、これに代えて、次のようにしてもよい。すなわち、まず、交差部101Aを抽出し、該抽出した交差部101Aからなる第1のパターンを作成した後、ゲートパターン100から第1のパターンを差し引くことにより第2のパターンを作成する。その後、第1のパターン(つまり各交差部101A)における第2のパターン(つまり各矩形パターン)と接する端部を第2のパターンの方向に拡張することにより第3のパターンを作成した後、ゲートパターン100から第3のパターンを差し引くことにより第4のパターンを作成する。その後、第1のパターンに代えて第3のパターンと対応する開口部を第1のマスクに設けると共に、第2のパターンに代えて第4のパターンと対応する開口部を第2のマスクに設ける。この場合、第3及び第4のパターンを作成した後に、第3のパターンにおける第4のパターンと接する端部(つまり第3のパターンの切片)を第4のパターンの方向に拡張することにより第5のパターンを形成する工程、及び第4のパターンにおける第3のパターンと接する端部(つまり第4のパターンの切片)を第3のパターンの方向に拡張することにより第6のパターンを形成する工程のうちの少なくとも1つの工程をさらに備えていてもよい。また、第3のパターンに代えて第5のパターンと対応する開口部を第1のマスクに設けてもよいし、第4のパターンに代えて第6のパターンと対応する開口部を第2のマスクに設けてもよい。このようにすると、各相補型ステンシルマスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、各パターンにおける拡張部分が「のりしろ」の役割を果たすので、各パターンの転写像同士の接続部における断線を防止することができる。このとき、第3及び第4のパターンのそれぞれの拡張幅はトランジスタゲートパターン100の幅以下であることが好ましい。   Further, in the first embodiment, the extended intersection 102 is extracted, the first pattern 110 including the extracted extended intersection 102 is created, and the first pattern 110 is subtracted from the gate pattern 100 by subtracting the first pattern 110. Two patterns 120 were created. However, instead of this, the following may be used. That is, first, the intersection 101A is extracted, a first pattern including the extracted intersection 101A is created, and then the second pattern is created by subtracting the first pattern from the gate pattern 100. Then, after creating the third pattern by extending the end of the first pattern (that is, each intersecting portion 101A) in contact with the second pattern (that is, each rectangular pattern) in the direction of the second pattern, the gate A fourth pattern is created by subtracting the third pattern from the pattern 100. Thereafter, an opening corresponding to the third pattern is provided in the first mask instead of the first pattern, and an opening corresponding to the fourth pattern is provided in the second mask instead of the second pattern. . In this case, after creating the third and fourth patterns, the end of the third pattern in contact with the fourth pattern (that is, the segment of the third pattern) is expanded in the direction of the fourth pattern. 5th pattern formation process, and the 6th pattern is formed by extending the edge part (namely, section | slice of 4th pattern) which contact | connects the 3rd pattern in a 4th pattern in the direction of a 3rd pattern. You may further provide at least 1 process of processes. In addition, an opening corresponding to the fifth pattern may be provided in the first mask instead of the third pattern, or an opening corresponding to the sixth pattern may be provided instead of the fourth pattern. It may be provided on the mask. In this way, when performing overlay exposure using each complementary stencil mask, the extended portion of each pattern acts as a “margin”, thus preventing disconnection at the connection portion between the transfer images of each pattern. be able to. At this time, the expansion width of each of the third and fourth patterns is preferably equal to or smaller than the width of the transistor gate pattern 100.

また、第1の実施形態において、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクは2つのマスクから構成されていたが、一組の相補型ステンシルマスクが3つ以上のマスクから構成される場合にも本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the first embodiment, a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern is composed of two masks, but a set of complementary stencil masks is composed of three or more masks. Needless to say, the present embodiment can be applied to this case.

また、第1の実施形態において、ゲートパターンの作成を対象としたが、本実施形態を他のパターンの作成に応用できることは言うまでもない。   In the first embodiment, the gate pattern is created. However, it goes without saying that the present embodiment can be applied to creation of other patterns.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスク及びその作成方法について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a complementary stencil mask and a method for producing the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は、本実施形態の相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするゲートパターンを示す図である。また、図4(a)〜(c)は、本実施形態の相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。   FIG. 3 is a diagram showing a gate pattern to be transferred using the complementary stencil mask of this embodiment. FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining each step of the method for producing a complementary stencil mask of the present embodiment.

すなわち、本実施形態の方法では、図3に示すトランジスタゲートパターン200を、一組の相補型ステンシルマスクに分割して配置する。尚、このパターン分割は、基本的に、ゲートパターン200の屈曲部においてゲートパターン200の幅方向に沿ってゲートパターン200を区分することによって行なうものとする。言い換えると、各矩形パターンは、ゲートパターン200と同等の幅を持つ。   That is, in the method of this embodiment, the transistor gate pattern 200 shown in FIG. 3 is divided and arranged in a set of complementary stencil masks. The pattern division is basically performed by dividing the gate pattern 200 along the width direction of the gate pattern 200 at the bent portion of the gate pattern 200. In other words, each rectangular pattern has the same width as the gate pattern 200.

具体的には、まず、図4(a)に示すように、ゲートパターン200を複数の方形状パターン(以下、矩形パターンと称する)に分割する。   Specifically, first, as shown in FIG. 4A, the gate pattern 200 is divided into a plurality of rectangular patterns (hereinafter referred to as rectangular patterns).

次に、図4(b)に示すように、複数の矩形パターンのうち長辺が垂直方向に延びる矩形パターンを抽出し、該抽出した矩形パターンからなる第1のパターン210を作成する。すなわち、第1のパターンデータを作成する。   Next, as shown in FIG. 4B, a rectangular pattern whose long side extends in the vertical direction is extracted from the plurality of rectangular patterns, and a first pattern 210 including the extracted rectangular patterns is created. That is, first pattern data is created.

次に、図4(c)に示すように、複数の矩形パターンのうち長辺が水平方向に延びる矩形パターンを抽出し、該抽出した矩形パターンからなる第2のパターン220を作成する。すなわち、第2のパターンデータを作成する。   Next, as shown in FIG. 4C, a rectangular pattern having a long side extending in the horizontal direction is extracted from the plurality of rectangular patterns, and a second pattern 220 including the extracted rectangular pattern is created. That is, second pattern data is created.

尚、本実施形態では、図4(b)に示すように、第1のパターン210において、第2のパターン220を構成する矩形パターンと接する端部(つまり第1のパターン210の切片)を拡張する。このとき、第1のパターン210の拡張幅を、例えばトランジスタゲートパターン200の幅のおよそ3分の1の大きさに設定する。また、このパターン拡張に伴い、拡張部分211を含めた第1のパターンデータを新たに作成する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4B, in the first pattern 210, the end portion (that is, the segment of the first pattern 210) in contact with the rectangular pattern constituting the second pattern 220 is expanded. To do. At this time, the extended width of the first pattern 210 is set to, for example, about one third of the width of the transistor gate pattern 200. Along with this pattern expansion, first pattern data including the expanded portion 211 is newly created.

同様に、本実施形態では、図4(c)に示すように、第2のパターン220において、第1のパターン210を構成する矩形パターンと接する端部(つまり第2のパターン220の切片)を拡張する。このとき、第2のパターン220の拡張幅を、例えばトランジスタゲートパターン200の幅のおよそ3分の1の大きさに設定する。また、このパターン拡張に伴い、拡張部分221を含めた第2のパターンデータを新たに作成する。   Similarly, in the present embodiment, as shown in FIG. 4C, in the second pattern 220, an end portion (that is, a section of the second pattern 220) that is in contact with the rectangular pattern constituting the first pattern 210 is defined. Expand. At this time, the extended width of the second pattern 220 is set to, for example, about one third of the width of the transistor gate pattern 200. Along with this pattern expansion, second pattern data including the expanded portion 221 is newly created.

最後に、第1及び第2のパターンデータのそれぞれを用いて、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1及び第2のマスクの作成を行なう。具体的には、第1のマスクに第1のパターン210(拡張部分211を含む)と対応する第1の開口部を設けると共に、第2のマスクに第2のパターン220(拡張部分221を含む)と対応する第2の開口部を設ける。   Finally, the first and second masks constituting a set of complementary stencil masks are created using each of the first and second pattern data. Specifically, a first opening corresponding to the first pattern 210 (including the extended portion 211) is provided in the first mask, and the second pattern 220 (including the extended portion 221) is provided in the second mask. And a second opening corresponding to.

本実施形態では、図4(a)〜(c)に示すように、複雑な形状の元のパターン(トランジスタゲートパターン200)は、単純な矩形パターンのみからなる第1及び第2のパターン210及び220に分割されていると共に、近接したパターン同士は同一のマスク内に配置されている(特に図4(b)参照)。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 4A to 4C, the original pattern (transistor gate pattern 200) having a complicated shape is composed of a first and second pattern 210 including only a simple rectangular pattern, and While being divided into 220, adjacent patterns are arranged in the same mask (see particularly FIG. 4B).

以上に説明したように、本実施形態によると、転写すべき所定のパターン(トランジスタゲートパターン200)中に存在する複雑な多角形パターンを、互いに直交する第1及び第2のパターン210及び220に分割して各相補マスクに配置する。このため、相補マスクにおける局所的な応力集中を防止できるので、マスクが変形したり又は破壊したりすることを防止することができる。さらに、互いに平行に近接するパターン同士は同一の相補マスク内に配置されるので、複数の相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行う際に、重ね合わせ誤差に起因するパターン主要部の解像不良(例えば転写像同士の極近接部の解像不良)つまりパターン転写欠陥を防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, complex polygonal patterns existing in a predetermined pattern (transistor gate pattern 200) to be transferred are converted into first and second patterns 210 and 220 that are orthogonal to each other. Divide and place on each complementary mask. For this reason, local stress concentration in the complementary mask can be prevented, so that the mask can be prevented from being deformed or broken. Further, since the patterns that are close to each other in parallel are arranged in the same complementary mask, when performing overlay exposure using a plurality of complementary masks, poor resolution of the main part of the pattern due to overlay error ( For example, it is possible to prevent a pattern transfer defect).

また、本実施形態によると、トランジスタゲートパターン200を第1及び第2のパターン210及び220に一旦分割した後、各パターンの切片を拡張し、その後、拡張された各パターンと対応する開口部を各マスクに設ける。このため、各相補型ステンシルマスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、各パターンにおける拡張部分が「のりしろ」の役割を果たすので、各パターンの転写像同士の接続部の寸法精度を高め、それにより該接続部における断線等を防止することができる。   In addition, according to the present embodiment, after the transistor gate pattern 200 is once divided into the first and second patterns 210 and 220, the sections of each pattern are expanded, and then the openings corresponding to the expanded patterns are formed. Provided on each mask. For this reason, when performing overlay exposure using each complementary stencil mask, the extended portion of each pattern plays the role of “margin”, so that the dimensional accuracy of the connecting portion between the transfer images of each pattern is increased, Therefore, disconnection or the like at the connecting portion can be prevented.

尚、第2の実施形態において、第1及び第2のパターン210及び220の拡張幅を、トランジスタゲートパターン200の幅のおよそ3分の1の大きさに設定したが、該拡張幅が該パターン幅以下の範囲内であれば、接続部における転写後のパターン寸法をほぼそろえることができるるため、該拡張幅は特に限定されるものではない。   In the second embodiment, the extension width of the first and second patterns 210 and 220 is set to about one third of the width of the transistor gate pattern 200. If the width is within the range, the pattern dimensions after transfer at the connecting portion can be substantially uniform, and the expansion width is not particularly limited.

また、第2の実施形態において、トランジスタゲートパターン200が分割されてなる複数の矩形パターンを、その長辺方向の向きに応じて第1のパターン210又は第2のパターン220に振り分けた。しかし、矩形パターンの形状が正方形である場合には、該矩形パターンを第1のパターン210又は第2のパターン220のいずれに振り分けてもよい。   In the second embodiment, a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the transistor gate pattern 200 are distributed to the first pattern 210 or the second pattern 220 according to the direction in the long side direction. However, when the shape of the rectangular pattern is a square, the rectangular pattern may be distributed to either the first pattern 210 or the second pattern 220.

また、第2の実施形態において、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクは2つのマスクから構成されていたが、一組の相補型ステンシルマスクが3つ以上のマスクから構成される場合にも本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the second embodiment, a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern is composed of two masks, but a set of complementary stencil masks is composed of three or more masks. Needless to say, the present embodiment can be applied to this case.

また、第2の実施形態において、ゲートパターンの作成を対象としたが、他のパターンの作成に本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the second embodiment, the gate pattern is created. However, it goes without saying that the present embodiment can be applied to creation of other patterns.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態のパターン形成方法は、第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法である。
(Third embodiment)
Hereinafter, a pattern forming method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the pattern forming method of the present embodiment is a pattern forming method using the complementary stencil mask according to the first embodiment.

図5(a)〜(e)は、本実施形態で用いる相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。   FIGS. 5A to 5E are diagrams for explaining each step of a method for producing a complementary stencil mask used in the present embodiment.

すなわち、本実施形態では、まず、図5(a)に示すトランジスタゲートパターン100のパターン分割を行ない、分割された各パターンを一組の相補型ステンシルマスクに配置する。具体的には、第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法を用いて、トランジスタゲートパターン100を、図5(b)及び(c)に示すように、パターン交差部からなる第1のパターン110と、パターン交差部を除く矩形パターンからなる第2のパターン120とに分割する。すなわち、第1のパターンデータと第2のパターンデータとを作成する。   That is, in the present embodiment, first, pattern division of the transistor gate pattern 100 shown in FIG. 5A is performed, and the divided patterns are arranged in a set of complementary stencil masks. Specifically, by using the complementary stencil mask manufacturing method according to the first embodiment, the transistor gate pattern 100 is formed of a first pattern crossing portion as shown in FIGS. 5B and 5C. The pattern 110 is divided into a second pattern 120 composed of a rectangular pattern excluding the pattern intersection. That is, the first pattern data and the second pattern data are created.

尚、本実施形態では、第1のパターン110における第2のパターン120の矩形パターンと接する端部(つまり第1のパターン110の切片)を該矩形パターンの方向に例えば120nm(マスク上換算値)拡張することにより、第1のパターンデータを新たに作成する。言い換えると、第2のパターン120における第1のパターン110のパターン交差部と接する端部(つまり第2のパターン120の切片)を120nm後退させることにより、第2のパターンデータを新たに作成する。   In the present embodiment, the end of the first pattern 110 that is in contact with the rectangular pattern of the second pattern 120 (that is, the segment of the first pattern 110) is, for example, 120 nm (converted value on the mask) in the direction of the rectangular pattern. By extending, new first pattern data is created. In other words, the second pattern data is newly created by retreating the end of the second pattern 120 in contact with the pattern intersection of the first pattern 110 (that is, the segment of the second pattern 120) by 120 nm.

次に、第1及び第2のパターンデータのそれぞれを用いて、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1及び第2の相補マスクの作成を行なう。具体的には、図5(d)に示すように、第1の相補マスク130のマスク基板131に、第1のパターン110と対応する第1の開口部132を設けると共に、第2の相補マスク140のマスク基板141に、第2のパターン120と対応する第2の開口部142を設ける。尚、各開口部の幅、つまりトランジスタゲートパターン100のパターン幅(マスク上換算値)は260nmである。   Next, the first and second complementary masks constituting a set of complementary stencil masks are created using each of the first and second pattern data. Specifically, as shown in FIG. 5D, the mask substrate 131 of the first complementary mask 130 is provided with a first opening 132 corresponding to the first pattern 110, and the second complementary mask. 140 mask substrates 141 are provided with second openings 142 corresponding to the second patterns 120. The width of each opening, that is, the pattern width (converted value on the mask) of the transistor gate pattern 100 is 260 nm.

図6(a)〜(d)は、本実施形態のパターン形成方法の各工程を示す断面図である。   6A to 6D are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method of the present embodiment.

本実施形態では、4倍の縮小投影光学系を有する電子ビーム縮小投影露光装置を用いて、前述のように作成した2枚の相補マスク130及び140による重ね合わせ露光を行なう。   In the present embodiment, overlay exposure is performed using the two complementary masks 130 and 140 created as described above, using an electron beam reduction projection exposure apparatus having a 4 × reduction projection optical system.

具体的には、まず、図6(a)に示すように、シリコン基板151上に、電子ビームに感光するレジスト膜152を厚さ300nmで塗布する。   Specifically, first, as shown in FIG. 6A, a resist film 152 sensitive to an electron beam is applied on a silicon substrate 151 with a thickness of 300 nm.

次に、第1の相補マスク130を電子ビーム露光装置(図示省略)内のレチクル位置に挿入すると共に、レジスト膜152を塗布されたシリコン基板151を電子ビーム露光装置内のウェハステージに設置する。本実施形態では、電子ビーム露光装置内にある電子銃から出射された電子ビーム153(図6(b)参照)は、加速電圧100kVで加速された後、照明光学系を通って第1の相補マスク130に照射される。また、第1の相補マスク130の開口部132を通過した電子ビーム153は、縮小投影光学系を通ってシリコン基板151上に露光される。このとき、レジスト膜152には、図6(b)に示すように、第1の転写像154が潜像として形成される。   Next, the first complementary mask 130 is inserted into a reticle position in an electron beam exposure apparatus (not shown), and the silicon substrate 151 coated with the resist film 152 is placed on a wafer stage in the electron beam exposure apparatus. In the present embodiment, an electron beam 153 (see FIG. 6B) emitted from an electron gun in the electron beam exposure apparatus is accelerated at an acceleration voltage of 100 kV, and then passes through the illumination optical system to form a first complementary. The mask 130 is irradiated. The electron beam 153 that has passed through the opening 132 of the first complementary mask 130 is exposed on the silicon substrate 151 through the reduction projection optical system. At this time, the first transfer image 154 is formed as a latent image on the resist film 152 as shown in FIG. 6B.

次に、第1の相補マスク130による1回目の露光の終了後、第1の相補マスク130を露光装置外に取り出して第2の相補マスク140と交換し、続いて、第2の相補マスク140による露光を再度開始する。具体的には、図6(c)に示すように、第2の相補マスク140の開口部142を通過した電子ビーム155は、シリコン基板151上に投影され、その結果、レジスト膜152には第2の転写像156が潜像として形成される。このとき、各相補マスクのレチクルステージ上への設置誤差や電子ビームの位置制御誤差等の影響により、第1の転写像154と第2の転写像156との間に15nm程度の重ね合わせ誤差が生じた。図7(a)は、第1の転写像154と第2の転写像156とを示す平面図である。尚、図6(c)は、図7(a)におけるA−B線の断面図である。   Next, after the first exposure with the first complementary mask 130 is completed, the first complementary mask 130 is taken out of the exposure apparatus and replaced with the second complementary mask 140, and then the second complementary mask 140. The exposure by is started again. Specifically, as shown in FIG. 6C, the electron beam 155 that has passed through the opening 142 of the second complementary mask 140 is projected onto the silicon substrate 151, and as a result, the resist film 152 has a first film. Two transfer images 156 are formed as latent images. At this time, there is an overlay error of about 15 nm between the first transfer image 154 and the second transfer image 156 due to the influence of the installation error of each complementary mask on the reticle stage and the position control error of the electron beam. occured. FIG. 7A is a plan view showing the first transfer image 154 and the second transfer image 156. FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line AB in FIG.

次に、第2の相補マスク140による2回目の露光の終了後、シリコン基板151を露光装置から取り出して、例えばアルカリ現像液を用いてレジスト膜152に対して現像を行ない、それによって、図6(d)に示すように、レジストパターン157を形成する。図7(b)は、レジストパターン157を示す平面図である。   Next, after the second exposure with the second complementary mask 140 is completed, the silicon substrate 151 is taken out of the exposure apparatus, and the resist film 152 is developed using, for example, an alkali developer, thereby FIG. As shown in (d), a resist pattern 157 is formed. FIG. 7B is a plan view showing the resist pattern 157.

図7(a)と図7(b)との比較から分かるように、レジスト現像後のレジストパターン157におけるライン端やコーナー部の形状は、第1及び第2の転写像154及び156と比べて丸みを帯びる。これは、電子ビームのぼけの影響と、ライン端やコーナー部におけるレジストの現像速度がその他の部分と比べて速くなるという現像メカニズムとに起因するものである。従って、前述の重ね合わせ誤差が、ライン端やコーナー部のレジストパターン形状に与える影響は鈍くなる。   As can be seen from a comparison between FIG. 7A and FIG. 7B, the shape of the line ends and corners in the resist pattern 157 after resist development is compared to the first and second transfer images 154 and 156. Rounded. This is due to the influence of the blur of the electron beam and the development mechanism in which the development speed of the resist at the end of the line and at the corner is faster than the other parts. Therefore, the influence of the above-described overlay error on the resist pattern shape at the line end or corner portion becomes dull.

以上に説明したように、本実施形態によると、第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法により得られた2枚の相補マスクを用いて、電子ビームによる重ね合わせ露光を行なうので、第1の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、重ね合わせ誤差の影響が抑制され、その結果、形成したレジストパターン157の精度が高くなる。また、使用するステンシルマスクが十分な機械的強度を有するため、長期にわたってステンシルマスクを使用することが可能になるので、製造コストを低減できる。   As described above, according to the present embodiment, since the two complementary masks obtained by the complementary stencil mask creation method according to the first embodiment are used for overlay exposure with an electron beam, The same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, the influence of the overlay error is suppressed, and as a result, the accuracy of the formed resist pattern 157 is increased. Moreover, since the stencil mask to be used has sufficient mechanical strength, the stencil mask can be used over a long period of time, so that the manufacturing cost can be reduced.

尚、第3の実施形態において、電子ビーム縮小投影露光装置を用いたが、これに代えて、等倍の電子ビーム投影露光装置を用いても同様の効果が得られる。また、投影光学系の倍率や電子ビームの加速電圧等が特に限定されないことは言うまでもない。さらに、レジストの膜厚等の条件も、電子ビームに感光する範囲内で特に限定されるものではない。   Although the electron beam reduction projection exposure apparatus is used in the third embodiment, the same effect can be obtained by using an equal magnification electron beam projection exposure apparatus instead. Needless to say, the magnification of the projection optical system, the acceleration voltage of the electron beam, and the like are not particularly limited. Furthermore, conditions such as the film thickness of the resist are not particularly limited within the range sensitive to the electron beam.

また、第3の実施形態において、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクは2つのマスクから構成されていたが、一組の相補型ステンシルマスクが3つ以上のマスクから構成される場合にも本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the third embodiment, a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern is composed of two masks, but a set of complementary stencil masks is composed of three or more masks. Needless to say, the present embodiment can be applied to this case.

また、第3の実施形態において、ゲートパターンの作成を対象としたが、他のパターンの作成に本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the third embodiment, the gate pattern is created. However, it goes without saying that the present embodiment can be applied to creation of other patterns.

(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態に係るパターン形成方法について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態のパターン形成方法は、第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法である。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a pattern forming method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the pattern forming method of the present embodiment is a pattern forming method using the complementary stencil mask according to the second embodiment.

図8(a)及び(b)は、本実施形態で用いる一組の相補型ステンシルマスクを示す平面図である。   FIGS. 8A and 8B are plan views showing a set of complementary stencil masks used in the present embodiment.

すなわち、本実施形態では、まず、第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法を用いて、図8(a)に示す第1の相補マスク230と、図8(b)に示す第2の相補マスク240とを作成する。図8(a)に示すように、第1の相補マスク230は、マスク基板231と、マスク基板231に設けられた第1の開口部232とから構成される。第1の開口部232は、転写しようとする所定のパターン(ゲートパターン)のうち、長辺が垂直方向に延びる矩形パターン(その切片の拡張部分を含む)と対応する。一方、図8(b)に示すように、第2の相補マスク240は、マスク基板241と、マスク基板241に設けられた第2の開口部242とから構成される。第2の開口部242は、転写しようとする所定のパターンのうち、長辺が水平方向に延びる矩形パターン(その切片の拡張部分を含む)と対応する。尚、各開口部の幅、つまりゲートパターンのパターン幅(マスク上換算値)は260nmである。   That is, in the present embodiment, first, the first complementary mask 230 shown in FIG. 8A and the first complementary mask shown in FIG. 8B are used by using the complementary stencil mask manufacturing method according to the second embodiment. 2 complementary masks 240 are created. As shown in FIG. 8A, the first complementary mask 230 includes a mask substrate 231 and a first opening 232 provided in the mask substrate 231. The first opening 232 corresponds to a rectangular pattern (including an extended portion of the segment) whose long side extends in the vertical direction among predetermined patterns (gate patterns) to be transferred. On the other hand, as shown in FIG. 8B, the second complementary mask 240 includes a mask substrate 241 and a second opening 242 provided in the mask substrate 241. The second opening 242 corresponds to a rectangular pattern (including an extended portion of the segment) whose long side extends in the horizontal direction among predetermined patterns to be transferred. The width of each opening, that is, the pattern width of the gate pattern (converted value on the mask) is 260 nm.

図9(a)〜(d)は、本実施形態のパターン形成方法の各工程を示す断面図である。   9A to 9D are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method of this embodiment.

本実施形態では、4倍の縮小投影光学系を有する電子ビーム縮小投影露光装置を用いて、前述の2枚の相補マスク230及び240による重ね合わせ露光を行なう。   In the present embodiment, overlay exposure using the two complementary masks 230 and 240 described above is performed using an electron beam reduction projection exposure apparatus having a 4 × reduction projection optical system.

具体的には、まず、図9(a)に示すように、シリコン基板251上に、電子ビームに感光するレジスト膜252を厚さ300nmで塗布する。   Specifically, first, as shown in FIG. 9A, a resist film 252 sensitive to an electron beam is applied on a silicon substrate 251 with a thickness of 300 nm.

次に、第1の相補マスク230を電子ビーム露光装置(図示省略)内のレチクル位置に挿入すると共に、レジスト膜252を塗布されたシリコン基板251を電子ビーム露光装置内のウェハステージに設置する。本実施形態では、電子ビーム露光装置内にある電子銃から出射された電子ビーム253(図9(b)参照)は、加速電圧100kVで加速された後、照明光学系を通って第1の相補マスク230に照射される。また、第1の相補マスク230の開口部232を通過した電子ビーム253は、縮小投影光学系を通ってシリコン基板251上に露光される。このとき、レジスト膜252には、図9(b)に示すように、第1の転写像254が潜像として形成される。   Next, the first complementary mask 230 is inserted into a reticle position in an electron beam exposure apparatus (not shown), and the silicon substrate 251 coated with the resist film 252 is placed on a wafer stage in the electron beam exposure apparatus. In the present embodiment, the electron beam 253 (see FIG. 9B) emitted from the electron gun in the electron beam exposure apparatus is accelerated at an acceleration voltage of 100 kV, and then passes through the illumination optical system to form the first complementary. The mask 230 is irradiated. Further, the electron beam 253 that has passed through the opening 232 of the first complementary mask 230 is exposed on the silicon substrate 251 through the reduction projection optical system. At this time, a first transfer image 254 is formed as a latent image on the resist film 252 as shown in FIG. 9B.

次に、第1の相補マスク230による1回目の露光の終了後、第1の相補マスク230を露光装置外に取り出して第2の相補マスク240と交換し、続いて、第2の相補マスク240による露光を再度開始する。具体的には、図9(c)に示すように、第2の相補マスク240の開口部242を通過した電子ビーム255は、シリコン基板251上に投影され、その結果、レジスト膜252には第2の転写像256が潜像として形成される。このとき、各相補マスクのレチクルステージ上への設置誤差や電子ビームの位置制御誤差等の影響により、第1の転写像254と第2の転写像256との間に10nm程度の重ね合わせ誤差が生じた。図10は、第1の転写像254と第2の転写像256とを示す平面図である。尚、図9(c)は、図10におけるC−D線の断面図である。図10に示すように、全体の転写像の形状と、設計上のパターン形状(図3参照)との間に大きな差は生じていない。   Next, after the first exposure with the first complementary mask 230 is completed, the first complementary mask 230 is taken out of the exposure apparatus and replaced with the second complementary mask 240, and then the second complementary mask 240. The exposure by is started again. Specifically, as shown in FIG. 9C, the electron beam 255 that has passed through the opening 242 of the second complementary mask 240 is projected onto the silicon substrate 251, and as a result, the resist film 252 has a first film. A second transfer image 256 is formed as a latent image. At this time, there is an overlay error of about 10 nm between the first transfer image 254 and the second transfer image 256 due to the influence of the installation error of each complementary mask on the reticle stage and the position control error of the electron beam. occured. FIG. 10 is a plan view showing the first transfer image 254 and the second transfer image 256. FIG. 9C is a cross-sectional view taken along line CD in FIG. As shown in FIG. 10, there is no significant difference between the shape of the entire transfer image and the designed pattern shape (see FIG. 3).

次に、第2の相補マスク240による2回目の露光の終了後、シリコン基板251を露光装置から取り出して、例えばアルカリ現像液を用いてレジスト膜252に対して現像を行ない、それによって、図9(d)に示すように、設計通りのレジストパターン257を形成する。   Next, after the second exposure with the second complementary mask 240 is completed, the silicon substrate 251 is taken out of the exposure apparatus, and the resist film 252 is developed using, for example, an alkali developer, thereby FIG. As shown in (d), a resist pattern 257 as designed is formed.

以上に説明したように、本実施形態によると、第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法により得られた2枚の相補マスクを用いて、電子ビームによる重ね合わせ露光を行なうので、第2の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、重ね合わせ誤差の影響が抑制され、その結果、形成したレジストパターン257の精度が高くなる。また、使用するステンシルマスクが十分な機械的強度を有するため、長期にわたってステンシルマスクを使用することが可能になるので、製造コストを低減できる。   As described above, according to the present embodiment, since the two complementary masks obtained by the complementary stencil mask creation method according to the second embodiment are used for overlay exposure with an electron beam, The same effect as in the second embodiment can be obtained. That is, the influence of the overlay error is suppressed, and as a result, the accuracy of the formed resist pattern 257 is increased. Moreover, since the stencil mask to be used has sufficient mechanical strength, the stencil mask can be used over a long period of time, so that the manufacturing cost can be reduced.

尚、第4の実施形態において、第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法を用いたが、これに代えて、第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法を用いても、同様のレジストパターン精度が得られる。   In the fourth embodiment, the complementary stencil mask creation method according to the second embodiment is used. Instead, the complementary stencil mask creation method according to the first embodiment is used. The same resist pattern accuracy can be obtained.

また、第4の実施形態において、電子ビーム縮小投影露光装置を用いたが、これに代えて、等倍の電子ビーム投影露光装置を用いても同様の効果が得られる。また、投影光学系の倍率や電子ビームの加速電圧等が特に限定されないことは言うまでもない。さらに、レジストの膜厚等の条件も、電子ビームに感光する範囲内で特に限定されるものではない。   In the fourth embodiment, the electron beam reduction projection exposure apparatus is used. However, the same effect can be obtained by using an equal magnification electron beam projection exposure apparatus instead. Needless to say, the magnification of the projection optical system, the acceleration voltage of the electron beam, and the like are not particularly limited. Furthermore, conditions such as the film thickness of the resist are not particularly limited within the range sensitive to the electron beam.

また、第4の実施形態において、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクは2つのマスクから構成されていたが、一組の相補型ステンシルマスクが3つ以上のマスクから構成される場合にも本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the fourth embodiment, a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern is composed of two masks, but a set of complementary stencil masks is composed of three or more masks. Needless to say, the present embodiment can be applied to this case.

また、第4の実施形態において、ゲートパターンの作成を対象としたが、他のパターンの作成に本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the fourth embodiment, the gate pattern is created. However, it goes without saying that the present embodiment can be applied to creation of other patterns.

(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態に係る相補型ステンシルマスク及びその作成方法について図面を参照しながら説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a complementary stencil mask and a method for producing the same according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図11(a)は、本実施形態の相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするゲートパターンを示す図であり、図11(b)〜(e)は、本実施形態の相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。   FIG. 11A is a diagram showing a gate pattern to be transferred using the complementary stencil mask of this embodiment, and FIGS. 11B to 11E are diagrams of the complementary stencil mask of this embodiment. It is a figure for demonstrating each process of a creation method.

すなわち、本実施形態の方法では、図11(a)に示す配線パターン500を、一組の相補型ステンシルマスクに分割して配置する。   That is, in the method of this embodiment, the wiring pattern 500 shown in FIG. 11A is divided and arranged in a set of complementary stencil masks.

具体的には、まず、図11(b)に示すように、配線パターン500を複数の方形状パターン(以下、矩形パターンと称する)に分割する。尚、このパターン分割は、基本的に、配線パターン500の屈曲部において配線パターン500の幅方向に沿って配線パターン500を区分することによって行なうものとする。言い換えると、各矩形パターンは、配線パターン500と同等の幅を持つ。   Specifically, first, as shown in FIG. 11B, the wiring pattern 500 is divided into a plurality of rectangular patterns (hereinafter referred to as rectangular patterns). This pattern division is basically performed by dividing the wiring pattern 500 along the width direction of the wiring pattern 500 at the bent portion of the wiring pattern 500. In other words, each rectangular pattern has the same width as the wiring pattern 500.

次に、分割した矩形パターン同士が互いに隣接している箇所であるパターン交差部501を抽出する。但し、本実施形態では、対応する矩形パターンが微小図形であるようなパターン交差部については抽出せずにそのまま残す。   Next, a pattern intersection 501 that is a location where the divided rectangular patterns are adjacent to each other is extracted. However, in the present embodiment, the pattern intersection where the corresponding rectangular pattern is a minute figure is left without being extracted.

次に、図11(c)に示すように、分割すべき交差部501における矩形パターンと接する端部(つまり交差部501の切片)を該矩形パターンの方向に拡張することにより拡張交差部502を作成する。ここで、交差部501の拡張幅を、例えば、ウェハ上換算で一律に40nmに設定する。   Next, as shown in FIG. 11C, an extended intersection 502 is formed by extending an end (that is, a segment of the intersection 501) in contact with the rectangular pattern in the intersection 501 to be divided in the direction of the rectangular pattern. create. Here, the extended width of the intersecting portion 501 is uniformly set to 40 nm, for example, on the wafer.

次に、図11(d)に示すように、拡張交差部502のみを抽出し、該抽出した拡張交差部502からなる第1のパターン510を作成する。すなわち、第1のパターンデータを作成する。   Next, as shown in FIG. 11D, only the extended intersection 502 is extracted, and a first pattern 510 including the extracted extended intersection 502 is created. That is, first pattern data is created.

次に、図11(e)に示すように、図11(a)に示す配線パターン500から第1のパターン510を差し引くことにより第2のパターン520を作成する。すなわち、元のパターンデータから第1のパターンデータを差し引いて第2のパターンデータを作成する。   Next, as shown in FIG. 11E, a second pattern 520 is created by subtracting the first pattern 510 from the wiring pattern 500 shown in FIG. That is, the second pattern data is created by subtracting the first pattern data from the original pattern data.

最後に、第1及び第2のパターンデータのそれぞれを用いて、一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1及び第2のマスクの作成を行なう。具体的には、第1のマスクに第1のパターン510と対応する第1の開口部を設けると共に第2のマスクに第2のパターン520と対応する第2の開口部を設ける。   Finally, the first and second masks constituting a set of complementary stencil masks are created using each of the first and second pattern data. Specifically, a first opening corresponding to the first pattern 510 is provided in the first mask, and a second opening corresponding to the second pattern 520 is provided in the second mask.

ところで、図11(a)に示す所望の配線パターン500を点と線とを用いて簡易的に表現したとすると、図11(d)に示す第1のパターン510は所望のパターン500の交差点に相当する一方、図11(e)に示す第2のパターン520は所望のパターン500の主要部分である線から構成されることになる。従って、第1及び第2のパターン510及び520のそれぞれに対応して2枚に分けられた相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、重ね合わせ誤差の影響を最小限に抑えることができるので、元のパターン(配線パターン500)をより正確に復元することができる。   By the way, if the desired wiring pattern 500 shown in FIG. 11A is simply expressed using dots and lines, the first pattern 510 shown in FIG. On the other hand, the second pattern 520 shown in FIG. 11E is composed of lines that are the main part of the desired pattern 500. Therefore, when overlay exposure is performed using a complementary mask divided into two corresponding to the first and second patterns 510 and 520, the influence of overlay error can be minimized. Therefore, the original pattern (wiring pattern 500) can be restored more accurately.

また、本実施形態では、図11(d)及び(e)に示すように、元の複雑なパターンを、該パターンの交差点である第1のパターン510と、単純な矩形パターンからなる第2のパターン520とに分割して各相補マスクに配置するので、各相補マスクにおいては十分な機械的強度が保たれる。また、図11(c)に示すように、交差部501を例えば160nm(マスク上換算値)程度まで拡張することによって、次のような効果が得られる。すなわち、配線パターン500から、拡張交差部502からなる第1のパターン510を差し引くことにより第2のパターン520を作成する際に、第2のパターン520を構成する線状のパターン同士の間隔を十分に取ることができる。従って、第2のマスクにおいて、第2のパターン520と対応する第2の開口部同士の間隔が広くなるので、マスクの機械的強度が一層高くなる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 11D and 11E, the original complicated pattern is divided into a first pattern 510 that is an intersection of the patterns and a second pattern that is a simple rectangular pattern. Since it is divided into the pattern 520 and arranged on each complementary mask, a sufficient mechanical strength is maintained in each complementary mask. Further, as shown in FIG. 11C, the following effects can be obtained by extending the intersection 501 to, for example, about 160 nm (converted value on the mask). That is, when the second pattern 520 is created by subtracting the first pattern 510 including the extended intersection portion 502 from the wiring pattern 500, the interval between the linear patterns constituting the second pattern 520 is sufficiently large. Can be taken to. Accordingly, in the second mask, since the interval between the second openings corresponding to the second pattern 520 is widened, the mechanical strength of the mask is further increased.

以上に説明したように、本実施形態によると、転写すべき所定のパターン(配線パターン500)中に存在する複雑な多角形パターンを分断して各相補マスクに配置できる。このため、相補マスクにおける局所的な応力集中を防止できるので、マスクが変形したり又は破壊したりすることを防止することができる。さらに、所望のパターンの主要部分(線状パターンから構成された第2のパターン520)を1枚の相補マスク(第2のマスク)上に振り分けるため、各相補マスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、重ね合わせ誤差に起因するパターン主要部の解像不良つまりパターン転写欠陥を防止することができる。すなわち、所望のパターンの転写形状における忠実性を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, a complex polygon pattern existing in a predetermined pattern (wiring pattern 500) to be transferred can be divided and placed on each complementary mask. For this reason, local stress concentration in the complementary mask can be prevented, so that the mask can be prevented from being deformed or broken. Furthermore, in order to distribute the main part of the desired pattern (second pattern 520 composed of linear patterns) onto one complementary mask (second mask), overlay exposure is performed using each complementary mask. In this case, it is possible to prevent the resolution failure of the main pattern portion, that is, the pattern transfer defect, caused by the overlay error. That is, the fidelity in the transfer shape of a desired pattern can be improved.

尚、第5の実施形態において、パターン交差部501を拡張する幅は、相補マスクの機械的強度が保たれる範囲内で任意に設定することができる。   In the fifth embodiment, the width for expanding the pattern intersection 501 can be arbitrarily set within a range in which the mechanical strength of the complementary mask is maintained.

また、第5の実施形態において、第1及び第2のパターン510及び520を作成した後に、第1のパターン510における第2のパターン520と接する端部(つまり第1のパターン510の切片)を第2のパターン520の方向に拡張することにより第3のパターンを形成する工程をさらに備えていてもよい。また、この場合、第1のパターン110に代えて第3のパターンと対応する開口部を第1のマスクに設けてもよい。このようにすると、各相補型ステンシルマスクを用いて重ね合わせ露光を行なう際に、パターンの拡張部分が「のりしろ」の役割を果たすので、各パターンの転写像同士の接続部における断線を防止することができる。このとき、パターンの拡張幅は配線パターン500の幅以下であることが望ましい。   In the fifth embodiment, after the first and second patterns 510 and 520 are created, the end portion of the first pattern 510 that is in contact with the second pattern 520 (that is, the segment of the first pattern 510) is used. A step of forming the third pattern by extending in the direction of the second pattern 520 may be further provided. In this case, instead of the first pattern 110, an opening corresponding to the third pattern may be provided in the first mask. In this way, when performing overlay exposure using each complementary stencil mask, the extended portion of the pattern acts as a “margin”, thus preventing disconnection at the connection between the transferred images of each pattern. Can do. At this time, the extended width of the pattern is preferably equal to or smaller than the width of the wiring pattern 500.

また、第5の実施形態において、所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクは2つのマスクから構成されていたが、一組の相補型ステンシルマスクが3つ以上のマスクから構成される場合にも本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the fifth embodiment, a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern is composed of two masks, but a set of complementary stencil masks is composed of three or more masks. Needless to say, the present embodiment can be applied to this case.

また、第5の実施形態において、配線パターンの作成を対象としたが、本実施形態を他のパターンの作成に応用できることは言うまでもない。   In the fifth embodiment, the wiring pattern is created. However, it goes without saying that the present embodiment can be applied to creating other patterns.

(第6の実施形態)
電子ビーム露光法においては、電子ビームが投影レンズ中を通過する際に電子同士がクーロン反発し合うために、ビームがぼけるという「ビームぼけ」現象が生じることが広く知られている。ここで、ビームぼけの大きさは、主に投影レンズを通過する電流量に大きく依存していると共に、レンズとウェハとの間の距離等のその他の光学系パラメータにも依存している。
(Sixth embodiment)
In the electron beam exposure method, it is widely known that a “beam blur” phenomenon occurs in which a beam is blurred because electrons repel each other when the electron beam passes through a projection lens. Here, the magnitude of the beam blur largely depends on the amount of current passing through the projection lens, and also depends on other optical system parameters such as the distance between the lens and the wafer.

本実施形態は、相補型ステンシルマスクを用いた電子ビーム露光において「ビームぼけ」の課題にも着目した発明である。以下、第4の実施形態に係るパターン形成方法を前提として説明する。   The present embodiment is an invention that also focuses on the problem of “beam blur” in electron beam exposure using a complementary stencil mask. The following description is based on the pattern forming method according to the fourth embodiment.

第4の実施形態においては、縦方向(垂直方向)に長いパターンから構成されている第1の相補マスク230と、横方向(水平方向)に長いパターンから構成されている第2の相補マスク240とを用いた。ここで、第1の相補マスク230の開口率(開口している部分の面積比率)は約20%であり、第2の相補マスク240の開口率は約10%である。マスクに照射される電流量が一定である場合、マスクを通過する電流量は、マスクの開口率に比例するので、第1の相補マスク230を通過する電流量は第2の相補マスク240を通過する電流量の2倍になる。従って、第1の相補マスク230を用いた場合のビームぼけは、第2の相補マスク240を用いた場合のビームぼけと比べて2倍近く大きくなる。このようにマスクに照射する電流量を一定にした状態で、第1の相補マスク230による露光と第2の相補マスク240による露光とを行なうと、図12に示すような転写像が得られる。図12に示すように、第1の相補マスク230による第1の転写像254の寸法は、ビームぼけが大きいために太くなる。一方、第2の相補マスク240による第2の転写像256は、ビームぼけが小さいためにシャープになる。以上に説明したように、ビームぼけの違いに起因して、第1の転写像254と第2の転写像256との間でコントラストが変化すると、第1の転写像254の寸法と第2の転写像256の寸法との間に違いが生じてしまうという問題がある。しかも、ビームぼけの絶対値がパターン寸法の設計値よりも大きくなった場合には、パターンの解像度が極端に悪くなるという問題もある。   In the fourth embodiment, a first complementary mask 230 configured with a long pattern in the vertical direction (vertical direction) and a second complementary mask 240 configured with a long pattern in the horizontal direction (horizontal direction). And were used. Here, the aperture ratio (area ratio of the open portion) of the first complementary mask 230 is about 20%, and the aperture ratio of the second complementary mask 240 is about 10%. When the amount of current applied to the mask is constant, the amount of current passing through the mask is proportional to the aperture ratio of the mask, so that the amount of current passing through the first complementary mask 230 passes through the second complementary mask 240. The amount of current to be doubled. Therefore, the beam blur when the first complementary mask 230 is used is nearly twice as large as the beam blur when the second complementary mask 240 is used. When the exposure with the first complementary mask 230 and the exposure with the second complementary mask 240 are performed while the amount of current applied to the mask is constant as described above, a transfer image as shown in FIG. 12 is obtained. As shown in FIG. 12, the dimension of the first transfer image 254 by the first complementary mask 230 becomes thick due to large beam blur. On the other hand, the second transfer image 256 by the second complementary mask 240 becomes sharp because the beam blur is small. As described above, when the contrast changes between the first transfer image 254 and the second transfer image 256 due to the difference in beam blur, the dimensions of the first transfer image 254 and the second transfer image 254 There is a problem in that there is a difference between the dimensions of the transfer image 256. In addition, when the absolute value of the beam blur is larger than the design value of the pattern dimension, there is a problem that the resolution of the pattern is extremely deteriorated.

そこで、本実施形態では、予め各相補マスクの開口率を計算しておき、該計算結果に基づいて、第1及び第2の相補マスク230及び240のそれぞれによる露光においてビームぼけが同等又はほぼ同等になるように、各マスクに照射する電流量を調整する。第4の実施形態では、転写しようとするゲートパターンの幅(最小寸法)の設計値が65nmであるため、本実施形態では、十分な露光マージンが得られるようにビームぼけがパターン設計幅以下の40nm程度になるように、第1及び第2の相補マスク230及び240のそれぞれに照射する電流量を調整した。具体的には、第1の相補マスク230に照射する電流量を10μAに調整すると共に第2の相補マスク240に照射する電流量を20μAに調整して露光を行なうことによって、ビームぼけがほぼ40nm程度になり、図13に示すように、第1の転写像254の幅と第2の転写像256の幅とが均一になった。また、現像処理後のレジストパターンにおいても、縦長のライン部の寸法及び横長のライン部の寸法は共に設計通りの65nmであって、均一なパターン寸法が得られた。また、露光量の余裕度についても、20%という十分に高いマージンが得られた。   Therefore, in this embodiment, the aperture ratio of each complementary mask is calculated in advance, and based on the calculation result, the beam blur is equal or almost equal in the exposure using each of the first and second complementary masks 230 and 240. The amount of current applied to each mask is adjusted so that In the fourth embodiment, since the design value of the width (minimum dimension) of the gate pattern to be transferred is 65 nm, in this embodiment, the beam blur is equal to or smaller than the pattern design width so as to obtain a sufficient exposure margin. The amount of current applied to each of the first and second complementary masks 230 and 240 was adjusted so as to be about 40 nm. Specifically, by adjusting the amount of current applied to the first complementary mask 230 to 10 μA and adjusting the amount of current applied to the second complementary mask 240 to 20 μA and performing exposure, the beam blur is approximately 40 nm. As shown in FIG. 13, the width of the first transfer image 254 and the width of the second transfer image 256 became uniform. Also in the resist pattern after the development processing, the dimension of the vertically long line part and the dimension of the horizontally long line part were both 65 nm as designed, and a uniform pattern dimension was obtained. In addition, a sufficiently high margin of 20% was obtained for the exposure margin.

以上に説明したように、本実施形態によると、各露光工程における電子ビームのぼけが一定になるように電流量の調整を行なうので、転写されたレジストパターンの寸法の均一性を高めることができる。また、電子ビームのぼけをパターン寸法設計値以下に設定するので、高い露光量マージンが得られる。   As described above, according to the present embodiment, since the amount of current is adjusted so that the blur of the electron beam in each exposure step is constant, the uniformity of the dimension of the transferred resist pattern can be improved. . Further, since the blur of the electron beam is set to be equal to or less than the pattern dimension design value, a high exposure amount margin can be obtained.

尚、第6の実施形態において、各露光工程における電子ビームのぼけが同等になるように電流量を調整したが、これに代えて、露光装置の投影光学系のパラメータを調整してもよい。また、電子ビームのぼけを40nmに設定したが、これに限られず、電子ビームのぼけをパターン寸法設計値以下に設定することによって十分な露光マージンが得られる。   In the sixth embodiment, the amount of current is adjusted so that the electron beam blur in each exposure step is equal. Instead, the parameters of the projection optical system of the exposure apparatus may be adjusted. Further, although the blur of the electron beam is set to 40 nm, the present invention is not limited to this, and a sufficient exposure margin can be obtained by setting the blur of the electron beam to a pattern dimension design value or less.

また、第6の実施形態において、第4の実施形態に係るパターン形成方法(第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法)を対象としたが、これに代えて、第3の実施形態に係るパターン形成方法(第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法)を対象とした場合にも、同様の効果が得られる。   The sixth embodiment is directed to the pattern forming method according to the fourth embodiment (pattern forming method using the complementary stencil mask according to the second embodiment). The same effect can be obtained when the pattern forming method according to the third embodiment (the pattern forming method using the complementary stencil mask according to the first embodiment) is targeted.

以上に説明したように、本発明は、相補型ステンシルマスク、その作成方法及びパターン形成方法に関し、ロジックゲートパターンや多層配線パターン等の微細パターンを形成する場合等に特に有用である。   As described above, the present invention relates to a complementary stencil mask, a method for producing the same, and a pattern forming method, and is particularly useful when a fine pattern such as a logic gate pattern or a multilayer wiring pattern is formed.

本発明の第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするゲートパターンを示す図である。It is a figure which shows the gate pattern which is going to transfer using the complementary stencil mask which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(e)は本発明の第1の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。(A)-(e) is a figure for demonstrating each process of the production method of the complementary stencil mask which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするゲートパターンを示す図である。It is a figure which shows the gate pattern which is going to transfer using the complementary stencil mask which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(c)は本発明の第2の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating each process of the preparation method of the complementary stencil mask which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(e)は、本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法で用いる相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。(A)-(e) is a figure for demonstrating each process of the production method of the complementary stencil mask used with the pattern formation method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. (a)〜(d)は本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. (a)は本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法により得られた、第1の転写像と第2の転写像とを示す平面図であり、(b)は本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法により得られたレジストパターンを示す平面図である。(A) is a top view which shows the 1st transfer image and the 2nd transfer image which were obtained by the pattern formation method concerning the 3rd Embodiment of this invention, (b) is the 3rd of this invention. It is a top view which shows the resist pattern obtained by the pattern formation method concerning this embodiment. (a)及び(b)は、本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法で用いる相補型ステンシルマスクを示す平面図である。(A) And (b) is a top view which shows the complementary stencil mask used with the pattern formation method concerning the 3rd Embodiment of this invention. (a)〜(d)は本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るパターン形成方法により得られた、第1の転写像と第2の転写像とを示す平面図である。It is a top view which shows the 1st transfer image and 2nd transfer image which were obtained by the pattern formation method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. (a)は本発明の第5の実施形態に係る相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするゲートパターンを示す図であり、(b)〜(e)は本発明の第5の実施形態に係る相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。(A) is a figure which shows the gate pattern which is going to transfer using the complementary stencil mask which concerns on the 5th Embodiment of this invention, (b)-(e) is the 5th Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating each process of the production method of the complementary stencil mask which concerns. ビームぼけの影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence of beam blur. 本発明の第6の実施形態に係るパターン形成方法において第1の相補マスクと第2の相補マスクとを用いて重ね合わせ露光を行なうことにより得られた転写像を示す図である。It is a figure which shows the transfer image obtained by performing the superposition exposure using the 1st complementary mask and the 2nd complementary mask in the pattern formation method concerning the 6th Embodiment of this invention. (a)は従来の相補型ステンシルマスクを用いて転写しようとするパターンを示す図であり、(b)は従来の相補型ステンシルマスクを示す平面図である。(A) is a figure which shows the pattern which is going to transfer using the conventional complementary stencil mask, (b) is a top view which shows the conventional complementary stencil mask. (a)〜(e)は従来の相補型ステンシルマスクの作成方法の各工程を説明するための図である。(A)-(e) is a figure for demonstrating each process of the preparation method of the conventional complementary stencil mask. 従来の相補型ステンシルマスクにおける問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem in the conventional complementary stencil mask.

符号の説明Explanation of symbols

100 ゲートパターン
101 パターン交差部
102 拡張交差部
110 第1のパターン
120 第2のパターン
130 第1の相補マスク
131 マスク基板
132 第1の開口部
140 第2の相補マスク
141 マスク基板
142 第2の開口部
151 シリコン基板
152 レジスト膜
153 電子ビーム
154 第1の転写像
155 電子ビーム
156 第2の転写
157 レジストパターン
200 ゲートパターン
210 第1のパターン
211 拡張部分
220 第2のパターン
221 拡張部分
230 第1の相補マスク
231 マスク基板
232 第1の開口部
240 第2の相補マスク
241 マスク基板
242 第2の開口部
251 シリコン基板
252 レジスト膜
253 電子ビーム
254 第1の転写像
255 電子ビーム
256 第2の転写像
257 レジストパターン
500 配線パターン
501 パターン交差部
502 拡張交差部
510 第1のパターン
520 第2のパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Gate pattern 101 Pattern crossing part 102 Extended crossing part 110 1st pattern 120 2nd pattern 130 1st complementary mask 131 Mask substrate 132 1st opening part 140 2nd complementary mask 141 Mask board | substrate 142 2nd opening Part 151 Silicon substrate 152 Resist film 153 Electron beam 154 First transfer image 155 Electron beam 156 Second transfer 157 Resist pattern 200 Gate pattern 210 First pattern 211 Extension part 220 Second pattern 221 Extension part 230 First part Complementary mask 231 Mask substrate 232 First opening 240 Second complementary mask 241 Mask substrate 242 Second opening 251 Silicon substrate 252 Resist film 253 Electron beam 254 First transfer image 255 Electron beam 256 2 of the transferred image 257 resist pattern 500 wiring pattern 501 pattern intersection 502 extended intersection 510 first pattern 520 second pattern

Claims (15)

所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクの作成方法であって、
前記所定のパターンを複数の方形状パターンに分割する工程と、
前記方形状パターン同士の隣接部分であるパターン交差部を抽出し、該抽出したパターン交差部からなる第1のパターンを作成する工程と、
前記所定のパターンから前記第1のパターンを差し引くことにより第2のパターンを作成する工程と、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクに前記第1のパターンと対応する第1の開口部を設けると共に、前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクに前記第2のパターンと対応する第2の開口部を設ける工程とを備えていることを特徴とする相補型ステンシルマスクの作成方法。
A method of creating a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern,
Dividing the predetermined pattern into a plurality of square patterns;
Extracting a pattern intersection that is an adjacent part of the rectangular patterns, and creating a first pattern composed of the extracted pattern intersection; and
Creating a second pattern by subtracting the first pattern from the predetermined pattern;
The first mask constituting the set of complementary stencil masks is provided with a first opening corresponding to the first pattern, and the second mask constituting the set of complementary stencil masks includes the first mask. And a step of providing a second opening corresponding to the second pattern. A method for producing a complementary stencil mask, comprising:
前記第1のパターンを作成する工程において、前記パターン交差部のうち、対応する方形状パターンの面積よりも小さい面積を持つパターン交差部を抽出することを特徴とする請求項1に記載の相補型ステンシルマスクの作成方法。   2. The complementary type according to claim 1, wherein in the step of creating the first pattern, a pattern intersection having an area smaller than an area of a corresponding rectangular pattern is extracted from the pattern intersections. How to create a stencil mask. 前記第1のパターンにおける前記第2のパターンと接する端部を前記第2のパターンの方向に拡張することにより第3のパターンを作成する工程と、
前記所定のパターンから前記第3のパターンを差し引くことにより第4のパターンを作成する工程とをさらに備え、
前記第1の開口部及び前記第2の開口部を設ける工程において、前記第1のパターンに代えて前記第3のパターンと対応する前記第1の開口部を前記第1のマスクに設けると共に、前記第2のパターンに代えて前記第4のパターンと対応する前記第2の開口部を前記第2のマスクに設けることを特徴とする請求項1に記載の相補型ステンシルマスクの作成方法。
Creating a third pattern by extending an end of the first pattern that contacts the second pattern in the direction of the second pattern;
A step of creating a fourth pattern by subtracting the third pattern from the predetermined pattern,
In the step of providing the first opening and the second opening, the first opening corresponding to the third pattern is provided in the first mask instead of the first pattern, and 2. The method for producing a complementary stencil mask according to claim 1, wherein, instead of the second pattern, the second opening corresponding to the fourth pattern is provided in the second mask.
前記第3のパターンにおける前記第4のパターンと接する端部を前記第4のパターンの方向に拡張することにより第5のパターンを形成する工程、及び前記第4のパターンにおける前記第3のパターンと接する端部を前記第3のパターンの方向に拡張することにより第6のパターンを形成する工程のうちの少なくとも1つの工程をさらに備え、
前記第1の開口部及び前記第2の開口部を設ける工程は、前記第3のパターンに代えて前記第5のパターンと対応する前記第1の開口部を前記第1のマスクに設ける工程、及び前記第4のパターンに代えて前記第6のパターンと対応する前記第2の開口部を前記第2のマスクに設ける工程のうちの少なくとも1つの工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の相補型ステンシルマスクの作成方法。
Forming a fifth pattern by extending an end portion of the third pattern in contact with the fourth pattern in the direction of the fourth pattern; and the third pattern in the fourth pattern; Further comprising at least one step of forming a sixth pattern by extending a contact end in the direction of the third pattern;
The step of providing the first opening and the second opening includes the step of providing the first mask with the first opening corresponding to the fifth pattern instead of the third pattern, And at least one of the steps of providing the second opening corresponding to the sixth pattern in the second mask instead of the fourth pattern. A method for producing the complementary stencil mask as described.
前記第3のパターン及び前記第4のパターンのそれぞれの拡張幅は前記所定のパターンの幅以下であることを特徴とする請求項4に記載の相補型ステンシルマスクの作成方法。   5. The complementary stencil mask creation method according to claim 4, wherein an extension width of each of the third pattern and the fourth pattern is equal to or less than a width of the predetermined pattern. 所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクの作成方法であって、
前記所定のパターンを複数の方形状パターンに分割する工程と、
前記複数の方形状パターンのうち長辺が垂直方向に延びる方形状パターンを抽出し、該抽出した方形状パターンからなる第1のパターンを作成する工程と、
前記複数の方形状パターンのうち長辺が水平方向に延びる方形状パターンを抽出し、該抽出した方形状パターンからなる第2のパターンを作成する工程と、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクに前記第1のパターンと対応する第1の開口部を設けると共に、前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクに前記第2のパターンと対応する第2の開口部を設ける工程とを備えていることを特徴とする相補型ステンシルマスクの作成方法。
A method of creating a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern,
Dividing the predetermined pattern into a plurality of square patterns;
Extracting a rectangular pattern having a long side extending in a vertical direction from the plurality of rectangular patterns, and creating a first pattern composed of the extracted rectangular pattern;
Extracting a rectangular pattern having a long side extending in the horizontal direction from the plurality of rectangular patterns, and creating a second pattern composed of the extracted rectangular pattern;
The first mask constituting the set of complementary stencil masks is provided with a first opening corresponding to the first pattern, and the second mask constituting the set of complementary stencil masks includes the first mask. And a step of providing a second opening corresponding to the second pattern. A method for producing a complementary stencil mask, comprising:
前記第1のパターンにおける前記第2のパターンと接する端部を前記第2のパターンの方向に拡張することにより第3のパターンを形成する工程、及び前記第2のパターンにおける前記第1のパターンと接する端部を前記第1のパターンの方向に拡張することにより第4のパターンを形成する工程のうちの少なくとも1つの工程をさらに備え、
前記第1の開口部及び前記第2の開口部を設ける工程は、前記第1のパターンに代えて前記第3のパターンと対応する前記第1の開口部を前記第1のマスクに設ける工程、及び前記第2のパターンに代えて前記第4のパターンと対応する前記第2の開口部を前記第2のマスクに設ける工程のうちの少なくとも1つの工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の相補型ステンシルマスクの作成方法。
Forming a third pattern by extending an end of the first pattern in contact with the second pattern in the direction of the second pattern; and the first pattern in the second pattern; Further comprising at least one step of forming a fourth pattern by extending a contact end in the direction of the first pattern;
Providing the first opening and the second opening includes providing the first opening corresponding to the third pattern in the first mask instead of the first pattern; And at least one step of providing the second opening corresponding to the fourth pattern in the second mask instead of the second pattern. A method for producing the complementary stencil mask as described.
前記第1のパターン及び前記第2のパターンのそれぞれの拡張幅は前記所定のパターンの幅以下であることを特徴とする請求項7に記載の相補型ステンシルマスクの作成方法。   8. The method for producing a complementary stencil mask according to claim 7, wherein the extended width of each of the first pattern and the second pattern is equal to or smaller than the width of the predetermined pattern. 所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクであって、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクは、前記所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターン同士の隣接部分であるパターン交差部と対応する第1の開口部を有し、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクは、前記所定のパターンから前記パターン交差部を差し引くことにより得られるパターンと対応する第2の開口部を有することを特徴とする相補型ステンシルマスク。
A set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern,
The first mask constituting the set of complementary stencil masks has a first opening corresponding to a pattern intersection which is an adjacent portion of a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the predetermined pattern. And
The second mask constituting the set of complementary stencil masks has a second opening corresponding to a pattern obtained by subtracting the pattern intersection from the predetermined pattern. Stencil mask.
前記パターン交差部の面積は、対応する方形状パターンの面積よりも小さいことを特徴とする請求項9に記載の相補型ステンシルマスク。   The complementary stencil mask according to claim 9, wherein an area of the pattern intersection is smaller than an area of a corresponding rectangular pattern. 所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクであって、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクは、前記所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターンのうち長辺が垂直方向に延びる方形状パターンと対応する第1の開口部を有し、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクは、前記複数の方形状パターンのうち長辺が水平方向に延びる方形状パターンと対応する第2の開口部を有することを特徴とする相補型ステンシルマスク。
A set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern,
The first mask constituting the set of complementary stencil masks has a first opening corresponding to a rectangular pattern having a long side extending in a vertical direction among a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the predetermined pattern. Part
The second mask constituting the set of complementary stencil masks has a second opening corresponding to a rectangular pattern having a long side extending in the horizontal direction among the plurality of rectangular patterns. Complementary stencil mask.
所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法であって、
基板上にレジスト膜を塗布する工程と、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクを介して第1の電子ビームを前記レジスト膜に照射する工程と、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクを介して第2の電子ビームを前記レジスト膜に照射する工程と、
前記第1の電子ビーム及び前記第2の電子ビームを照射された前記レジスト膜を現像することによってレジストパターンを形成する工程とを備え、
前記第1のマスクは、前記所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターン同士の隣接部分であるパターン交差部と対応する第1の開口部を有し、
前記第2のマスクは、前記所定のパターンから前記パターン交差部を差し引くことにより得られるパターンと対応する第2の開口部を有することを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method using a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern,
Applying a resist film on the substrate;
Irradiating the resist film with a first electron beam through a first mask constituting the set of complementary stencil masks;
Irradiating the resist film with a second electron beam through a second mask constituting the set of complementary stencil masks;
Forming a resist pattern by developing the resist film irradiated with the first electron beam and the second electron beam,
The first mask has a first opening corresponding to a pattern intersection that is an adjacent portion of a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the predetermined pattern,
The pattern forming method, wherein the second mask has a second opening corresponding to a pattern obtained by subtracting the pattern intersection from the predetermined pattern.
所定のパターンを転写するための一組の相補型ステンシルマスクを用いたパターン形成方法であって、
基板上にレジスト膜を塗布する工程と、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第1のマスクを介して第1の電子ビームを前記レジスト膜に照射する工程と、
前記一組の相補型ステンシルマスクを構成する第2のマスクを介して第2の電子ビームを前記レジスト膜に照射する工程と、
前記第1の電子ビーム及び前記第2の電子ビームを照射された前記レジスト膜を現像することによってレジストパターンを形成する工程とを備え、
前記第1のマスクは、前記所定のパターンが分割されてなる複数の方形状パターンのうち長辺が垂直方向に延びる方形状パターンと対応する第1の開口部を有し、
前記第2のマスクは、前記複数の方形状パターンのうち長辺が水平方向に延びる方形状パターンと対応する第2の開口部を有することを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method using a set of complementary stencil masks for transferring a predetermined pattern,
Applying a resist film on the substrate;
Irradiating the resist film with a first electron beam through a first mask constituting the set of complementary stencil masks;
Irradiating the resist film with a second electron beam through a second mask constituting the set of complementary stencil masks;
Forming a resist pattern by developing the resist film irradiated with the first electron beam and the second electron beam,
The first mask has a first opening corresponding to a rectangular pattern having a long side extending in a vertical direction among a plurality of rectangular patterns obtained by dividing the predetermined pattern,
The pattern forming method, wherein the second mask has a second opening corresponding to a rectangular pattern having a long side extending in a horizontal direction among the plurality of rectangular patterns.
前記第1のマスクを通過する前記第1の電子ビームのぼけと、前記第2のマスクを通過する前記第2の電子ビームのぼけとが同等になるように、前記第1の電子ビーム若しくは前記第2の電子ビームの電流量又は露光装置の投影光学系を調整するビームぼけ調整工程をさらに備えていることを特徴とする請求項12又は13に記載のパターン形成方法。   The first electron beam or the blur so that the blur of the first electron beam passing through the first mask is equivalent to the blur of the second electron beam passing through the second mask. 14. The pattern forming method according to claim 12, further comprising a beam blur adjusting step of adjusting a current amount of the second electron beam or a projection optical system of the exposure apparatus. 前記ビームぼけ調整工程は、前記第1の電子ビーム及び前記第2の電子ビームのぼけを前記所定のパターンの最小寸法よりも小さくする工程を含むことを特徴とする請求項14に記載のパターン形成方法。   The pattern formation according to claim 14, wherein the beam blur adjusting step includes a step of reducing blur of the first electron beam and the second electron beam to be smaller than a minimum dimension of the predetermined pattern. Method.
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