JP2005084287A - 位相シフトマスクの製造方法及び位相シフトマスク並びに半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 当初パターンデータでのπ−0CD差分布を算出し、ピッチの種類数が複数ある時に、仮のマスク構造を決定し、仮決定構造タイプでのピッチに対するレジストCDを算出し、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDが所望のレジストCDとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、補正されたパターンデータでのπ−0CD差分布を算出し、構造タイプを決定し、前記決定された構造について、デフォーカス量に対するπ−0CD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスク及びその製造方法並びに、そのフォトマスクを用いた半導体素子の製造方法を提供する。
【選択図】 図1
Description
さて、これらの基板掘り込み型のレベンソン型位相シフトマスクを用いる際には、以下のような問題点がある。
しかし、この開示では、モデルとしている構造が、アンダーカットの無いデュアルトレンチ構造であるため、露光波長が短くなり(例えば、193nm)、位相シフトマスクのパターン線幅、ピッチが小さくなってくると、これまで問題にならなかった露光強度のアンバランスが、転写に影響するようになっていた。
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDが所望のレジストCDとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたCD差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法である。
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法である。
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDが所望のレジストCDとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたCD差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスクである。
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスクである。
ピッチ :180nm(ウェハ上)
露光波長 :193nm
NA :0.7
σ :0.4
露光倍率 :4x
フォーカス :ベストフォーカス
手順1)当初パターンデータでのπ−0CD差分布の算出(フローチャートのS1)
まず、当初パターンデータとしてのレジストCD及び最少ピッチで、図4に示すように、フォトマスク上のクロム寸法(クロムCD)通りにレジストCDが得られるようなスレッショルドを決め、寸法を計算する。つまり、シャロートレンチ(ST)とアンンダーカット(UC)のサイズをいろいろ変えて計算させ、0−CDとπ−CDの差を求め、図5に示すようなπ−0CD差分布を求める。π−0CD差がゼロの実線で示す構造が最良であるが、一般に斜線部のマージン内であれば許容される。
次に、パターンデータ中のピッチが複数種類あれば、ピッチの変化に伴って透過光の強度が変化するため、その影響を極力小さくするために、シャロートレンチとアンンダーカットのサイズに補正が必要となる。従って、ここではピッチの種類数が複数あれば、次の工程に進むために、仮のシャロートレンチ(ST)量とアンダーカット(UC)量を決める。その際、パターン寸法の制限(アンダーカット量が大きいと、クロムパターンに剥れや欠けが生ずることがある)等で、アンダーカット量に制限が加えられることもあるため、その場合は、そのアンダーカット量に応じて、手順1で得た結果から構造を決める。
次に、手順2で決めた構造の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDを求める。具体的には、図6に示すようなグラフのラインを算出する。
ここでは、ピッチの変化に伴ってレジストCDが変化しないように、各ピッチにおける最適なフォトマスク上の遮光膜の寸法を求める。
次に、補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、再度、シャーロートレンチ量とアンダーカット量に対するπ−0CD差分布を求める。図9に、補正されたクロムCDが380nm、ピッチが720nm、デフォーカスが0とした時のグラフを示す。図中点線が図5で求めた補正前のπ−0CD差がゼロとなる構造で、実線がパターン補正後のπ−0CD差がゼロとなる構造である。
手順5の結果から、最適な構造、すなわち、シャーロートレンチ量とアンダーカット量を設定しなおす。
ここまでは、ベストフォーカスとして、上記の方法で最適化してあるため、π−0CD差はほとんどなく、透過光の強度は一致しているが、焦点をずらす、すなわち、課題で述べたデフォーカスがあると光強度のバランスが崩れ、π−0CD差が許容範囲から外れてしまう。例えば、図9におけるA構造(シャロートレンチ量75nm/アンダーカット量50nm)について、位相差を補正しなかった180度の場合の、デフォーカスに対するπ−0CD差のグラフを図10に示す。図中点線で囲われた枠内が、許容範囲を±10nmとした時の許容範囲である。この図では、デフォーカスが±150nm近辺になると、許容範囲から外れるものがでてきてしまい、問題となることが明らかである。
NA :0.7
σ :0.4
露光倍率 :4x
この後、現像を行い、レジストパターンを形成した。
2・・・アンバランス状態
3・・・CDエラー
4・・・位置ずれ
5・・・位相差0度の開口部の露光強度
6・・・位相差180度の開口部の露光強度
11・・・透明基板
12・・・遮光膜
13・・・位相差0度の開口部
14・・・位相差180度の開口部
15・・・シャロートレンチ(STとも略す)
16・・・アンダーカット(UCとも略す)
17・・・位相差
18・・・クロムCD
19・・・ピッチ
Claims (7)
- 透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクの製造方法であって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDが所望のレジストCDとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたCD差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法。 - 前記位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストCDが所望のレジストCDとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しておくことを含む請求項1記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクの製造方法であって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法。 - 透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクであって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストCDが所望のレジストCDとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたCD差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスク。 - 前記位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストCDが所望のレジストCDとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しておくことを含む請求項4記載の位相シフトマスク。
- 透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクであって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差0度及び位相差180度のCD差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記CD差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差0度及び位相差180度のCD差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスク。 - 請求項4〜6の何れかに記載の位相シフトマスクに紫外線を照射することにより、レジストパターンを形成する工程を有する半導体素子の製造方法。
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