JP2006349756A

JP2006349756A - フォトマスク

Info

Publication number: JP2006349756A
Application number: JP2005172552A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshige Omori; 清薫大森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】欠陥検査が容易であり、かつ、ＣＡＤデータのハンドリングが容易であるフォトマスクを提供すること。
【解決手段】本発明のフォトマスクは、密集して配置された複数のホールパターンからなるホールパターン群と、ホールパターン群に近接して配置され、前記ホールパターンのうち２つ以上の光近接効果を補正する補助パターンを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォトマスクに関する。

半導体デバイスの微細化技術の進展は目覚しく、その中でも、半導体基板上のパターンを形成するリソグラフィー技術はキーテクノロジーである。

光露光技術は、電子ビーム露光により形成されたマスクを用いる一括縮小露光により、既に、量産技術として使用されている。これまでに開発されている、例えばＫｒＦ（波長：２４８ｎｍ）リソグラフィーでは１３０ｎｍ、ＡｒＦ（波長：１９３ｎｍ）リソグラフィーでは９０ｎｍ、現在開発中のＦ₂（波長：１５７ｎｍ）リソグラフィーでは６５ｎｍの最小寸法を目標にしている。

いずれも、超解像技術と言われる位相シフトマスクを用い、使用波長の半分程度の解像度が求められている。しかしながら、光の波長に起因する解像限界付近では、回折や干渉などの光近接効果により、フォトマスク上のパターンをフォトレジスト層に正確に転写できないという問題がある。

これについて、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、従来のフォトマスク３１を示す平面図である。フォトマスク３１は、透光性基板３１ａ上に、マトリックス状に密集して配置された複数のホールパターン３２からなるホールパターン群３３を有する。フォトマスク３１ａでは、ホールパターン３２が遮光部、その他の領域が透光部となっている。

図４（ｂ）は、フォトマスク３１を用いてネガ型レジスト層を露光・現像して得られるレジストマスク５１を示す平面図である。レジストマスク５１には、ホールパターン群３３に対応したビアホール群５３が形成されている。ビアホール群５３は、マトリックス状に密集して配置された複数のビアホール５２を有している。中心付近のビアホール５２ａは光近接効果をあまり強く受けず、円形に近い。一方、外周付近のビアホール５２ｂは、光近接効果を強く受け、楕円になるか、半径が小さい円になっている。

このような光近接効果を抑制するために、ホールパターンに近接して補助パターンを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）
これについて、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、フォトマスク４１を示す平面図である。フォトマスク４１には、ホールパターン群３３に近接してその外側を囲むように、各ホールパターン３２ごとに複数の補助パターン３５が形成されている。

図４（ｂ）は、フォトマスク４１を用いてネガ型レジスト層を露光・現像して得られるレジストマスク６１を示す平面図である。レジストマスク６１には、ホールパターン３２に対応したビアホール５２が形成されており、補助パターン３５の効果によって全てのビアホール５２のサイズは、ほぼ等しくなっている。
特開２００２−３２３７４６号公報

しかし、補助パターン３５のような微細なパターンは、フォトマスクの欠陥検査工程においてフォトマスクに付着した塵や、パターンの出っ張りや欠けなどとの区別をするのが困難であり、このようなパターンがフォトマスク上に多数配置されると、フォトマスクの欠陥検査が困難になる。また、多数の補助パターンを作成すると、それにつれてフォトマスク作製用ＣＡＤデータサイズが大きくなり、ＣＡＤデータのハンドリングが困難になる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、欠陥検査が容易であり、かつ、ＣＡＤデータのハンドリングが容易であるフォトマスクを提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のフォトマスクは、密集して配置された複数のホールパターンからなるホールパターン群と、ホールパターン群に近接して配置され、前記ホールパターンのうち２つ以上の光近接効果を補正する補助パターンを備える。

本発明では、１つの補助パターンが１つのホールパターンの光近接効果補正を行うのではなく、１つの補助パターンが２つ以上のホールパターンの光近接効果補正を行う。従って、本発明の補助パターンは従来の補助パターンよりもサイズが大きくなり、フォトマスクの欠陥検査工程においてフォトマスクに付着した塵や、パターンの出っ張りや欠けなどとの区別をするのが容易になる。また、補助パターンの数を減らすことができるので、フォトマスク作製用ＣＡＤデータ量を小さくすることができる。

図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の記載及び図面は、例示であって、本発明の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態のフォトマスク１を示す平面図である。フォトマスク１は、透光性基板１ａ上に、密集して配置された複数のホールパターン２からなるホールパターン群３と、ホールパターン群３に近接して配置され、前記ホールパターン２のうち２つ以上の光近接効果補正を行う補助パターン５を備える。複数のホールパターン２は、マトリックス状に配置されている。４本の補助パターン５が、ホールパターン群３の四側面に配置されている。それぞれの補助パターン５は、マトリックスの最外部で一列に配置される全てのホールパターン２の光近接効果補正を一括して行っている。

ホールパターン２及び補助パターン５は、クロムなどからなる遮光膜によって形成されている。ホールパターン２は、例えば一辺が９０〜１６０ｎｍ程度の正方形であるが、形成するホールの形状に合わせて長方形やその他の形状にしてもよい。補助パターン５は、レジストに転写されないパターンであり、露光波長の１／８〜１／２、好ましくは、１／４の幅で形成する。隣接したホールパターン間の距離は、好ましくは、露光波長の２倍以下、さらに好ましくは、露光波長の０．５〜２倍である。補助パターン５は、ホールパターン２からの距離が好ましくは、露光波長の２倍以下、さらに好ましくは、露光波長の０．５〜２倍となるように配置される。

本実施形態では、補助パターン５は、細長いバー状のパターンであり、従来の補助パターンよりも長い。従って、フォトマスクの欠陥検査工程において、フォトマスクに付着した塵や、パターンの出っ張りや欠けなどとの区別をするのが容易である。また、従来であれば、５つの補助パターンで光近接効果補正を行っていたものを、本発明では１つの補助パターンで行うことができるので、フォトマスク作製用ＣＡＤデータ量を少なくすることができる。

ここまで、特定の実施形態を例にとって説明してきたが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

補助パターン５は、遮光膜で形成する代わりに、酸化クロムなどからなる半透光膜（例えば、透光率５〜２０％）で形成してもよい。また、位相を１５０〜２１０度、好ましくは１８０度ずらす位相シフトパターンであってもよい。位相シフトパターンは、酸化シリコンなどからなる透光膜（例えば、透光率８０％以上）で形成してもよく、基板１ａを掘り込んで形成してもよい。

ホールパターン２は、遮光膜で形成する代わりに、酸化クロムなどからなる半透光膜（例えば、透光率５〜２０％）で形成してもよい。また、位相シフト機能を有する半透光膜で形成してもよい。この場合、フォトマスクは、ハーフトーン型位相シフトマスクとなり、解像度が高くなる。

補助パターン５は、図２に示すように、ホールパターン群３を囲むリング状のパターンであってもよい。

上記実施形態では、複数行×複数列のマトリックスの周囲に補助パターン５を形成したが、図３に示すように、複数行×１列のマトリックス、すなわち、ホールパターン２が一列に配置されるものの周囲に補助パターン５を形成してもよい。

上記実施形態では、補助パターン５やホールパターン２は遮光部であったが、これらのパターンを透光部とし、その他の部分に遮光膜を形成して遮光部としてもよい。また、遮光膜を形成する代わりに、位相シフト機能を有する半透光膜を形成してもよい。この場合、フォトマスクは、ハーフトーン型位相シフトマスクとなり、解像度が高くなる。

また、ホールパターン２の１つおきに、位相シフト機能を有する膜を形成してもよい。この場合、レベンソン型位相シフトマスクとなり、解像度が高くなる。

本発明の一実施形態のフォトマスクを示す平面図である。本発明のフォトマスクの別の実施形態を示す平面図である。本発明のフォトマスクの別の実施形態を示す平面図である。（ａ）は、従来のフォトマスクを示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のフォトマスクを用いて形成されたレジストマスクを示す平面図である。（ａ）は、従来のフォトマスクを示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のフォトマスクを用いて形成されたレジストマスクを示す平面図である。

符号の説明

１，３１，４１：フォトマスク１ａ，３１ａ：透光性基板２，３２：ホールパターン３，３３：ホールパターン群５，３５：補助パターン５１，６１：レジストマスク５２：ビアホール５２ａ：中心付近のビアホール５２ｂ：外周付近のビアホール５３：ビアホール群

Claims

密集して配置された複数のホールパターンからなるホールパターン群と、
ホールパターン群に近接して配置され、前記ホールパターンのうち２つ以上の光近接効果補正を行う補助パターンを備えるフォトマスク。
ホールパターンは、マトリックス状に配置される請求項１に記載のフォトマスク。
ホールパターンは、一列に配置される請求項１に記載のフォトマスク。
隣接したホールパターン間の距離が、露光波長の０．５〜２倍である請求項１に記載のフォトマスク。
補助パターンは、細長いバー状のパターンである請求項１に記載のフォトマスク。
補助パターンは、ホールパターン群を囲むリング状のパターンである請求項１に記載のフォトマスク。
補助パターンは、ホールパターンからの距離が露光波長の０．５〜２倍となるように配置される請求項１に記載のフォトマスク。