JP3646713B2 - マスクパターン分割方法およびレジストパターン形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィで相補分割を行うときのマスクパターン分割方法およびレジストパターン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体素子の微細化に伴い、フォトリソグラフィによる微細パターンの形成では、光学系の解像度限界を超える場合が生じるようになっている。そこで、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線を用いて描画する微細加工技術が開発されている。しかしながら、従来の電子線露光方式は微細パターンになるほどデータ規模が大きくなり、描画時間が長くなるという欠点があった。
【0003】
そこで、所定のパターンを有する転写マスクに電子線を照射してウェハ上にパターンを形成する電子線転写型リソグラフィ(EPL;electron beam projection lithography)と、そのための電子線転写装置が提案されている。この電子線転写装置には転写マスクとして、薄膜(メンブレン)に所定のパターンで孔が設けられたステンシルマスクか、メンブレン上に所定のパターンで電子線散乱体が設けられたメンブレンマスクが用いられる。ステンシルマスクでは孔部分を電子線が透過し、メンブレンマスクでは電子線散乱体以外の部分を電子線が透過する。
【0004】
ステンシルマスクのメンブレンは、孔以外のすべての部分で連続している必要がある。したがって、ステンシルマスクでは例えばドーナッツ状のパターンを、1枚のマスクで形成することが不可能である。また、メンブレンに非連続な部分がなくても、強度的な問題が起こり、マスク上に実際に形成するのは困難なパターンもある。
【0005】
ステンシルマスクへの形成が困難なパターンとしては、例えばリーフ状パターンが挙げられる。ドーナッツ状パターンのように、パターンで囲まれた中央の部分が周囲から隔てられるパターンであって、1箇所のみパターンの外側と中央部分とが繋がっているパターンはリーフ状パターンと呼ばれる。リーフ状パターンでは中央部分の支持は可能だが、パターンの変形が起こりやすい。
あるいは、一方向に長いパターンや、そのようなライン状パターンが平行に並べられたラインアンドスペース(L/S)パターンでは、メンブレンの内部応力の影響で孔周囲に異方性の歪みが生じて、線幅が均一にならなかったりする。
【0006】
上記のように形成が不可能あるいは困難であるパターンは、相補的に分割され、異なるマスク(相補マスク)に振り分けて形成される。分割されたパターンをそれぞれ露光によりウェハ上に転写することにより、所望のパターンが復元される。このようなパターンの分割は、相補分割あるいはコンプリメンタリー分割と呼ばれる。
【0007】
一方、大開口パターンは幾何学的にはメンブレンに形成可能であるが、パターンの頂点に内部応力が集中することにより、パターンの頂点から外側に向かって亀裂が生じ、メンブレンが破壊される可能性がある。また、大開口パターンの存在により内部応力分布に急激な変化が生じ、周辺パターンが変位するという問題もある。しかしながら、例えばトランジスタの容量部分や、大電流が流れる電源等の配線部分の形成には大開口パターンが必要であり、大開口パターンをなくすことはできない。そこで、大開口パターンも相補分割の対象図形となる。
【0008】
開口パターンを2つのマスクに相補分割する方法として、パターンを線幅が略同じになるように分割する方法が提案されている(特許文献1参照)。この方法によれば、例えば図15(a)に示すようにパターンが分割され、分割されたパターンは2つのマスクA、Bに振り分けられる。図15(b)はマスクAのパターンを示し、(c)はマスクBのパターンを示す。
【0009】
また、開口パターンを3つのマスクに相補分割する方法も提案されている(非特許文献1参照)。非特許文献1記載のパターン分割方法によれば、開口パターンをなるべく正方形に分割する。したがって、図15に示すような縦横のアスペクト比が大きいパターンは生成しない。
【0010】
開口パターンを3つのマスクに相補分割する場合、例えば図16に示すように、ある一方向に延びる分割線101と、他の方向に延びる分割線102a、102bによってパターンを分割する。相補分割されたパターンは、隣接するもの同士が同じマスクに形成されないように、3つのマスクA〜Cに振り分けられる。
【0011】
なお、例えば図17に示すように、単純に交差するような分割線101、102でパターンを分割すると、マスクAに振り分けられるパターン同士、あるいはマスクBに振り分けられるパターン同士が点接触することになり、実際にステンシルマスクを作製するのは困難となる。
【0012】
また、メンブレンの内部応力の影響によるパターンの変形を防止する目的で、矩形パターンの頂点部分のコーナーを取り、三角形を含むパターンに相補分割する方法も提案されている(特許文献2参照)。この方法によれば、図18(a)に示す正方形等の矩形パターンを、図18(b)に示すようなコーナーを取ったパターンと、図18(c)に示す三角形のパターンに分割する。
【0013】
上記以外のマスクパターンの相補分割方法としては、各パターンの凹凸部分に対して安定性限界閾値を求め、その値によって頂点から分割線の候補となる線を引き、分割線の合計が最も短くなる組を選択する方法が提案されている(特許文献3参照)。
【0014】
また、電子線照射時に発生する熱量に基づき、マスク上の温度を計算し、その熱量の伝達の状況から相補分割が必要なパターンか否かを判定して、必要ならマスクパターンを分割する方法も提案されている(特許文献4参照)。
また、チップ全体を格子状に分割していき、その格子内にドーナッツ状パターンがあるかを調べ、あればさらに格子を小さくし、なければ相補分割を終了する方法も提案されている(特許文献5参照)。
【0015】
【特許文献1】
特開2001−57331号公報
【特許文献2】
特開2000−91191号公報
【特許文献3】
特公平7−66182号公報
【特許文献4】
特開平5−36593号公報(特許第3105580号公報)
【特許文献5】
特開2001−274072号公報
【非特許文献1】
第61回応用物理学会学術講演会 講演予稿集(2000.9, 7a-X-3, p. 618)「EPL用ステンシルマスクのマスク分割に関する検討」
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献1記載の相補分割方法は、マスクに開口部を形成するためのドライエッチングにおいて、線幅の異なるパターン間でのエッチングレートのばらつき(マイクロローディング効果)や、パターン密度の異なる領域間でのエッチングレートのばらつき(ローディング効果)を低減し、高精度に開口部を形成することを目的としている。したがって、この相補分割方法では開口部の形状や大きさに応じた応力集中などが考慮されず、縦横のアスペクト比が大きいパターンから構成されるL/Sパターンが生成する。
【0017】
細長いL/Sパターンを生成させずに大開口パターンを分割するには、同一方向に延びる分割線でパターンを分割せずに、異なる方向に延びる分割線でパターンを分割する必要がある。しかしながら、図17に示すようにパターンを分割すると点接触が生じる。
【0018】
図16に示すようにパターンを分割すれば、細長いL/Sパターンを生成させずにパターンを分割できるが、3つ以上のマスクが必要となることから、マスク製造の労力とコストが増加する。また、所望のパターンをすべて転写するには、マスク枚数と同じ回数の露光を行う必要があり、ウェハへの転写スループットも低下する。
【0019】
また、特許文献2記載の方法によれば、図18(b)のパターンと図18(c)のパターンによって二重露光される箇所が設けられていないため、図18(c)に矢印で示した鋭角部分および矢印で示さない同一形状の部分において露光量が不足し、鋭角部分が解像されない可能性がある。
【0020】
特許文献3には、大開口パターンをどのように分割するかについては記載がない。特許文献4では、電子線照射によるマスクの温度上昇を相補分割の判断基準としているため、パターンの頂点での応力集中は解消されない。特許文献5も、個々の図形に対して、頂点での応力集中を緩和する分割を行うものではない。
【0021】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、したがって本発明は、パターンの頂点への応力集中によるメンブレンの破壊や、相補分割によるL/Sパターンの生成を防止できるマスクパターン分割方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、3つ以上の相補マスクを用いずに2つの相補マスクで所望のパターンを転写でき、露光のスループットを高くできるレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクパターン分割方法は、第1の辺と第2の辺で挟まれる頂点を含むパターンにおいて、前記頂点から離れた前記第1の辺上の点と、前記頂点から離れた前記第2の辺上の点を両端とする所定の半径の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記パターンの内側にある前記円弧により、前記頂点を含むコーナーを丸くして、前記頂点を含まない補正パターンを作成する工程と、前記頂点を中心として前記第1および第2の辺を2辺とする扇形であって、一部が前記補正パターンと重なる補助図形を作成する工程とを有することを特徴とする。
【0023】
また、本発明のマスクパターン分割方法は、第1の方向に延びる辺を含むパターンにおいて、前記辺上の1点である分割点から第2の方向に延びる分割線により、前記パターンを第1のパターンと第2のパターンに分割する工程と、前記第1のパターンで所定の半径の第1の円弧によりコーナーを丸くして、第1の補正パターンを作成する工程と、前記第2のパターンで前記半径の第2の円弧によりコーナーを丸くして、第2の補正パターンを作成する工程と、前記分割点を中心として前記辺および前記分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第2の補正パターンと重なる第1の補助図形を作成する工程と、前記分割点を中心として前記辺および前記分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第1の分割パターンと重なる第2の補助図形を作成する工程と、前記第1の補正パターンと前記第1の補助図形を第1の分割パターンに振り分け、前記第2の補正パターンと前記第2の補助図形を第2の分割パターンに振り分ける工程とを有することを特徴とする。
【0024】
また、本発明のマスクパターン分割方法は、第1の方向に延びる第1の分割線と、第2の方向に延び分割点で前記第1の分割線と交差する前記第2の分割線とによって、前記パターンを第1〜第4のパターンに4分割する工程と、前記第1のパターンにおいて、所定の半径の第1の円弧によりコーナーを丸くして、第1の補正パターンを作成する工程と、同様に第2〜第4のパターンにおいて第2〜第4の補正パターンを作成する工程と、前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第2の補正パターンと重なる第1の補助図形を作成する工程と、同様に第2〜第4の補助図形を作成する工程と、前記第1の補正パターン以外の前記第1のパターン上に、前記分割点を含む第1の接続部分を作成する工程と、同様に第2〜第4の接続部分を作成する工程と、前記第1および第3の補正パターンと、前記第1および第3の補助図形と、第1および第3の接続部分を第1の分割パターンに振り分け、前記第2および第4の補正パターンと、前記第2および第4の補助図形と、第2および第4の接続部分を第2の分割パターンに振り分ける工程とを有することを特徴とする。
【0025】
これにより、大開口パターンを有するマスクにおいて、パターンの頂点に応力が集中し、マスクのメンブレンが破損したり、パターンが歪んだりするのを防止することが可能となる。本発明のマスクパターン分割方法によれば、パターンのコーナーを丸くして、パターンの頂点近傍の部分は補正されて補助図形として相補マスクに形成される。したがって、2つのマスクで所望のパターンを形成できる。
【0026】
また、上記の目的を達成するため、本発明のレジストパターン形成方法によれば、上記の本発明のマスクパターン分割方法によって得られた第1のマスクパターンと第2のマスクパターンで重ね合わせ露光を行う。あるいは、パターンの頂点近傍のみでパターンを分割した場合は、補正パターンを第1のマスクパターンに振り分け、補助図形を第2のマスクパターンに振り分けて、同様に重ね合わせ露光を行う。これにより、3つ以上の相補マスクを用いずに2つの相補マスクで所望のパターンを転写でき、露光のスループットを高くできる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のマスクパターン分割方法およびレジストパターン形成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(実施形態1)
本実施形態では、パターンの頂点部分での分割を説明する。図1(a)に示すような大開口パターンでは、頂点部分への応力集中が問題となる。
【0028】
この応力集中を緩和するため、図1(b)に示すように、大開口パターンのコーナーを半径Rで丸くして、補正パターンを作成する。半径Rの値については、例えば、大開口パターンの図形サイズに対して適切なRの値を、予め実験または力学的なシミュレーションにより求めておき、データベース化しておく。
【0029】
また、図形サイズが小さければ、応力の集中が許容範囲内となるため、コーナーを丸くする処理が必要な最低図形サイズも予め実験またはシミュレーションによって求めておく。実験を行う場合、図形サイズと半径Rを変化させた大開口パターンを含むステンシルマスクを作製し、破壊しているか否かを光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)等により判定する。シミュレーションには、例えば有限要素法(FEM)を用いることができ、有限要素法によるシミュレーションを実験データとの比較により補正してもよい。
【0030】
図2に示すように、上記のようにコーナーを丸くした大開口パターンP1を、第1のマスクパターンとして相補マスクAに配置する。さらに、コーナーを丸くする前の大開口パターンの頂点を中心として、半径がa×Rであり、コーナーを丸くする前の大開口パターンの辺を2辺とする扇形パターンP2を作成する。この扇形パターンP2を補助図形とする。補助図形P2は第2のマスクパターンとして、相補マスクBに配置される。
【0031】
ここで、補助図形P2の半径を決定するaの値は、露光シミュレーションを用いて導出するのが望ましい。パターンP1と補助図形P2との重なり部分Sの面積が大きいと、露光により本来の非パターン部分(図1(a)で大開口パターンの外側にある領域)にもパターンが転写される可能性がある。また、重なり部分Sの面積が小さいと、本来の大開口パターン(図1(a)参照)のコーナー近傍で、転写されるパターンが一部欠ける可能性がある。
【0032】
aが1の場合は、本来の大開口パターンに対して、パターンP1と補助図形P2の重なり部分Sが追加されることになり、大開口パターンのコーナー部分での露光量が大きくなり過ぎる。したがって、aは1より小さくする。また、aが√2−1より小さいと、パターンP1と補助図形P2の重なり部分Sがなくなるため、大開口パターンのコーナー部分での露光量が小さくなり過ぎる。したがって、aは√2−1より大きいことが望ましい。
【0033】
パターンP1と補助図形P2の重なり部分Sの面積と、本来の大開口パターン内であって、パターンP1と補助図形P2のいずれにも含まれない部分の面積が等しい場合は、パターンP1の面積と補助図形P2の面積の合計がR2に等しくなる。したがって、次式(1)が成り立つ。
【数1】
【0034】
式(1)の関係から、aは次式(2)で表され、このaは上記の条件√2−1<a<1を満たしている。
【数2】
【0035】
例えば、式(2)で表されるaを含む範囲内で、シミュレーションによりaを最適化し、補助図形P2を作成する。補助図形P2は90°の内角を含むが、本来の大開口パターンよりも辺の長さが十分に短いため、頂点での応力集中によるメンブレンの破壊は防止できる。
【0036】
また、本実施形態のパターン分割方法は、分割される大開口パターンの頂点での角度が90°以外の場合にも適用できる。図3は、大開口パターンの45°のコーナーに補助図形P3を形成する例を示す。大開口パターンの頂点での角度と補助図形の内角は一致させる。
【0037】
図3に示す例では、大開口パターンの頂点の角度と補助図形P3の内角がいずれも45°である。大開口パターンのコーナーを丸める半径は、図1に示す90°の場合と同様に、シミュレーション等に基づいて作成されたデータベースを参照して決定できる。
【0038】
補助図形P3の半径は、コーナーを丸くした大開口パターンと補助図形P3が一部重なるように設定する。また、重なり部分の面積が大きくなり過ぎると、不要な部分にパターンが転写されるため、所望の転写パターンが得られるように、重なり部分の面積を決定する。図3の補助図形P3の内角をθとして一般化すると、補助図形P3の半径a×Rは、次式(3)を満たす。
【0039】
【数3】
【0040】
本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、上記の本実施形態のマスクパターン分割方法によって得られる第1および第2のマスクパターンが形成された2つの相補マスクA、Bをレジストにそれぞれ露光した後、レジストを現像する。これにより、応力が集中しやすいパターンの頂点をマスクに形成せずに、図1(a)に示す分割前の大開口パターンを転写できる。
【0041】
(実施形態2)
本実施形態では、パターンの辺部分での分割を説明する。メンブレン上のパターンは縦横のアスペクト比が大きいほど、頂点での応力集中が起こりやすく、メンブレンが破壊されやすい。ここで、アスペクト比はパターンの縦横の長さの比であり、図4の(a)〜(c)では(a)が最もアスペクト比が低く、(c)が最もアスペクト比が高い。
【0042】
表1はアスペクト比の変化に応じた、ミーゼス応力および変位の変化を示す。ここで、ミーゼス応力はメンブレン材料の降伏が起こる応力を示し、メンブレン破壊の可能性を示す指標となる。また、変位はパターン上の最大変位量を示し、具体的には、パターンの長手方向における中央での変位量に対応する。
【0043】
【表1】
【0044】
表1のアスペクト比とミーゼス応力の関係を図5に示す。また、表1のアスペクト比と変位の関係を図6に示す。図5および図6に示すように、アスペクト比が1:1のとき、ミーゼス応力と変位が最小となる。したがって、図1(a)に示すような大開口パターンは、分割後のアスペクト比を考慮して相補分割する必要がある。
【0045】
例えば、図7(a)に示す大開口パターンP4は、図7(b)に示すように分割線1で分割することによって、理想的なアスペクト比(1:1)となる。しかしながら、分割によって得られた第1のパターンP5aと第2のパターンP5bの辺の長さが所定の範囲より大きいと、図7(b)の丸で囲まれた頂点での応力集中が問題となるため、コーナーを丸くする必要がある。
【0046】
そこで、実施形態1の方法に従い、第1のパターンP5aの頂点を丸くして第1の補正パターンP6aを作成する。同様に、第2のパターンP5bの頂点を丸くして第2の補正パターンP6bを作成する。また、実施形態1の方法に従い、分割前のパターンP4の辺と分割線1の交点(本実施形態においては、これを分割点とする。)を含む第1の補助図形P7aと第2の補助図形P7bを作成する。これらの補正パターンと補助図形の位置関係を図8に示す。
【0047】
このように相補分割されたパターンを相補マスクA、Bに振り分ける。図9(a)は相補マスクAに形成される第1のマスクパターンを示す。第1のマスクパターンには補正パターンP6aと補助図形P7aが振り分けられる。一方、図9(b)は相補マスクBに形成される第2のマスクパターンを示す。第2のマスクパターンには補正パターンP6bと補助図形P7bが振り分けられる。図8および図9に示すように、補助図形P7a、P7bは補正パターンP6a、P6bと重なることも、他のパターンと点接触を起こすこともない。
【0048】
本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、上記の本実施形態のマスクパターン分割方法によって得られる第1および第2のマスクパターンが形成された2つの相補マスクA、Bをレジストにそれぞれ露光した後、レジストを現像する。これにより、応力が集中しやすいパターンの頂点をマスクに形成せずに、図7(a)に示す分割前の大開口パターンを転写できる。
【0049】
(実施形態3)
本実施形態では、パターンの中央部分での分割を説明する。図10に示すように、大開口パターンを直交する2本の分割線で格子状に4分割し、第1のパターンP8a、第2のパターンP8b、第3のパターンP8cおよび第4のパターンP8dを作成する。
【0050】
図10にAで示すような分割前の大開口パターンの4つの頂点における応力集中は、実施形態1に示す相補分割方法によって緩和できる。また、図10にBで示すような分割前の大開口パターンの辺上(頂点以外)の分割点での応力集中は、実施形態2に示す相補分割方法によって緩和できる。以下、図10にCで示す、分割線の交差位置(本実施形態においては、これを分割点とする。)での相補分割方法を説明する。
【0051】
図10に示すパターンの中央部分Cでは、図11に示すようにパターンを分割する。図11に示すように、実施形態1の方法に従い、第1のパターンP8aの分割点を丸くして第1の補正パターンP9aを作成する。同様に、第2〜第4のパターンP8b〜P8dの分割点を丸くして第2〜第4の補正パターンP9b〜P9dを作成する。
【0052】
また、実施形態1の方法に従い、第2のパターンP8b内に第2の補正パターンP9bと重ならないように、扇形の第1の補助図形P10aを作成する。同様に、第3のパターンP8c内に第3の補正パターンP9cと重ならないように、扇形の第2の補助図形P10bを作成し、第4のパターンP8d内に第4の補正パターンP9dと重ならないように、扇形の第3の補助図形P10cを作成する。また、第1のパターンP8a内に第1の補正パターンP9aと重ならないように、扇形の第4の補助図形P10dを作成する。
【0053】
図11に太線で示す中央部分の正方形内は、第1〜第4の接続部分を含み、相補マスクAと相補マスクBのパターンが重なる。図12(a)は図11に示すパターンのうち、相補マスクAに形成される第1のマスクパターンを示す。第1のマスクパターンには第1および第3の補正パターンP9a、P9cと、第1および第3の補助図形P10a、P10cが振り分けられ、さらに、第1の接続部分P11aと第3の接続部分P11cが振り分けられる。
【0054】
図12(b)は図11に示すパターンのうち、相補マスクBに形成される第2のマスクパターンを示す。第2のマスクパターンには第2および第4の補正パターンP9b、P9dと、第2および第4の補助図形P10b、P10dが振り分けられ、さらに、第2の接続部分P11bと第4の接続部分P11dが振り分けられる。図12(a)および(b)に示すパターンでは、図10の点接触部分(中央部分C)のコーナーを丸くした補正パターンが形成されていることから、矢印で示す箇所においてもパターン同士の重なりや接触が起こらない。
【0055】
図13は、図11において第1および第3の補正パターンP9a、P9cと一部重なるように形成される第4および第2の補助図形P10d、P10bと、それらの補助図形P10d、P10bが点接触を起こす部分に形成される接続部分P11b、P11dを示す図である。扇形の補助図形P10b、P10dの半径rは、実施形態1と同様に、コーナーを丸くした補正パターン(図2のP1参照)の半径Rを用いて決定できる。
【0056】
接続部分P11b、P11dは相補マスクAを用いた露光と相補マスクBを用いた露光で重ねて露光されるが、図10の中央部分Cとその周囲は辺上の部分Bや頂点Aと異なり、メンブレンで開口部となる部分に含まれる。ステンシルマスクのメンブレンにエッチングを行って開口部を形成する工程で、大開口パターンの中央部分C近傍にはレジストが形成されない。
【0057】
したがって、ポジ型レジストを用いる場合には、接続部分P11b、P11dで相補マスクA、Bのパターンが重ねて露光されても、問題とならない。ポジ型レジストを用いる場合は、同一のマスクに形成される補正パターン(例えば接続部分P11bについては図12(b)の補正パターンP9b)と重ならない範囲で、接続部分を大きくすることができる。
【0058】
ネガ型レジストを用いる場合には、接続部分P11b、P11dが大きくなり過ぎると、中央部分Cにレジストが残る可能性があるため、露光シミュレーションを行って、レジストパターンに影響を及ぼさない程度の接続部分の大きさを決定することが望ましい。また、接続部分P11b、P11dが小さ過ぎると、パターンの扇形部分同士が点接触に近くなり、メンブレンに開口部を形成するのが困難となる。したがって、これらを考慮して接続部分P11b、P11dの大きさを決定する。
【0059】
また、接続部分P11b、P11dの形状は、図13に示す形状に限定されない。図13では、扇形の補助図形P10b、P10dで挟まれた三角形の接続部分P11b、P11dを作成しているが、接続部分P11b、P11dがその接続部分と同一のマスクに形成される他のパターンと重ならなければ、例えば図14に示すように、扇形の補助図形P10b、P10dで挟まれた矩形を接続部分P11b、P11dとしてもよい。なお、以上の接続部分P11b、P11dについての説明は、図12(a)に示す接続部分P11a、P11cにも同様に当てはまる。
【0060】
本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、上記の本実施形態のマスクパターン分割方法によって得られる第1および第2のマスクパターンが形成された2つの相補マスクA、Bをレジストにそれぞれ露光した後、レジストを現像する。これにより、応力が集中しやすいパターンの頂点をマスクに形成せずに、図10に示す分割前の大開口パターンを転写できる。
【0061】
上記の本発明の実施形態のマスクパターン分割方法によれば、点接触を起こさずに、大開口パターンを相補分割できる。また、本実施形態の相補分割方法によれば、図10に示すように、分割された3つ以上のパターンが1点で接している場合にも、2つの相補マスクでパターンを転写できるため、マスク枚数やマスク製造プロセスの増加を抑制できる。
【0062】
上記の本発明の実施形態のレジストパターン形成方法によれば、応力が集中しやすいパターンの頂点をマスクに形成せずに、大開口パターンを転写できる。また、2つの相補マスクで大開口パターンを転写できるため、3つ以上の相補マスクを用いる場合のような露光のスループットの低下が防止できる。
【0063】
本発明のマスクパターン分割方法およびレジストパターン形成方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、実際に形成される相補マスクには、通常、上記の実施形態に従って分割されたパターンとドーナッツ状パターン等が分割されたパターンを混在させて形成する。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0064】
【発明の効果】
本発明のマスクパターン分割方法によれば、パターンの頂点への応力集中によるメンブレンの破壊や、相補分割によるL/Sパターンの生成を防止できる。
本発明のレジストパターン形成方法によれば、3つ以上の相補マスクを用いずに大開口パターンを転写でき、マスク製造プロセスの増加や露光のスループットの低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の実施形態1に係るマスクパターン分割方法で分割されるパターンを示し、図1(b)は図1(a)を分割したパターンの一部を示す。
【図2】図2は本発明の実施形態1に係るマスクパターン分割方法を示し、図1(a)を分割したパターンを示す。
【図3】図3は本発明の実施形態1に係るマスクパターン分割方法を示す図である。
【図4】図4は本発明のマスクパターン分割方法の実施形態2に係り、パターンの縦横のアスペクト比を説明する図である。
【図5】図5は本発明のマスクパターン分割方法の実施形態2に係り、パターンのアスペクト比とミーゼス応力の関係を示す図である。
【図6】図6は本発明のマスクパターン分割方法の実施形態2に係り、パターンのアスペクト比と変位の関係を示す図である。
【図7】図7は本発明のマスクパターン分割方法の実施形態2に係り、(a)は大開口パターンの例を示し、(b)は(a)の分割例を示す。
【図8】図8は本発明の実施形態2に係るマスクパターン分割方法を示す図である。
【図9】図9(a)および(b)は図8を分割したパターンを示す。
【図10】図10は本発明の実施形態3に係るマスクパターン分割方法で分割されるパターンを示す。
【図11】図11は図10を分割したパターンを示す。
【図12】図12(a)および(b)はそれぞれ図11のパターンの一部を示す。
【図13】図13は図11のパターンの一部を示す。
【図14】図14は図13の図形の変形例を示す。
【図15】図15(a)〜(c)は従来のマスクパターン分割方法を示す図である。
【図16】図16は従来のマスクパターン分割方法を示す図である。
【図17】図17は点接触が発生するマスクパターン分割方法を示す図である。
【図18】図18(a)〜(c)は従来のマスクパターン分割方法を示す図である。
【符号の説明】
P1…補正パターン、P2…補助図形、S…P1とP2の重なり部分、P3…補助図形、P4…大開口パターン、P5a…第1のパターン、P5b…第2のパターン、P6a…第1の補正パターン、P6b…第2の補正パターン、P7a…第1の補助図形、P7b…第2の補助図形、P8a…第1のパターン、P8b…第2のパターン、P8c…第3のパターン、P8d…第4のパターン、A…大開口パターンの頂点部分、B…大開口パターンの辺上の部分、C…大開口パターンの中央部分、P9a…第1の補正パターン、P9b…第2の補正パターン、P9c…第3の補正パターン、P9d…第4の補正パターン、P10a…第1の補助図形、P10b…第2の補助図形、P10c…第3の補助図形、P10d…第4の補助図形、P11a…第1の接続部分、P11b…第2の接続部分、P11c…第3の接続部分、P11d…第4の接続部分、1、101、102a、102b、102…分割線。
Claims (15)
- 第1の辺と第2の辺で挟まれる頂点を含むパターンにおいて、前記頂点から離れた前記第1の辺上の点と、前記頂点から離れた前記第2の辺上の点を両端とする所定の半径の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記パターンの内側にある前記円弧により、前記頂点を含むコーナーを丸くして、前記頂点を含まない補正パターンを作成する工程と、
前記頂点を中心として前記第1および第2の辺を2辺とする扇形であって、一部が前記補正パターンと重なる補助図形を作成する工程とを有する
マスクパターン分割方法。 - 前記補助図形の扇形の半径は前記円弧の半径より小さい
請求項1記載のマスクパターン分割方法。 - 第1の方向に延びる辺を含むパターンにおいて、前記辺上の1点である分割点から第2の方向に延びる分割線により、前記パターンを第1のパターンと第2のパターンに分割する工程と、
前記第1のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記辺上の点と、前記分割点から離れた前記分割線上の点を両端とする所定の半径の第1の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第1のパターンの内側にある前記第1の円弧により、前記分割点を含むコーナーを丸くして、前記分割点を含まない第1の補正パターンを作成する工程と、
前記第2のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記辺上の点と、前記分割点から離れた前記分割線上の点を両端とする前記半径の第2の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第2のパターンの内側にある前記第2の円弧により、前記分割点を含むコーナーを丸くして、前記分割点を含まない第2の補正パターンを作成する工程と、
前記分割点を中心として前記辺および前記分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第2の補正パターンと重なる第1の補助図形を作成する工程と、
前記分割点を中心として前記辺および前記分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第1の分割パターンと重なる第2の補助図形を作成する工程と、
前記第1の補正パターンと前記第1の補助図形を第1の分割パターンに振り分け、前記第2の補正パターンと前記第2の補助図形を第2の分割パターンに振り分ける工程とを有する
マスクパターン分割方法。 - 前記第1および第2の補助図形の扇形の半径は前記第1および第2の円弧の半径より小さい
請求項3記載のマスクパターン分割方法。 - 第1の方向に延びる第1の分割線と、第2の方向に延びる第2の分割線であって、辺から離れたパターン内の1点である分割点において前記第1の分割線と交差する前記第2の分割線とによって、前記パターンを4分割し、第1のパターンと、該第1のパターンと第1の分割線を介して隣接する第2のパターンと、該第2のパターンと第2の分割線を介して隣接し、前記第1のパターンの対角線上にある第3のパターンと、前記第1のパターンと第2の分割線を介して隣接する第4のパターンを作成する工程と、
前記第1のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする所定の半径の第1の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第1のパターンの内側にある前記第1の円弧により、前記分割点を含むコーナーを丸くして、前記分割点を含まない第1の補正パターンを作成する工程と、
前記第2のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする前記半径の第2の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第2のパターンの内側にある前記第2の円弧により、前記分割点を含むコーナーを丸くして、前記分割点を含まない第2の補正パターンを作成する工程と、
前記第3のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする前記半径の第3の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第3のパターンの内側にある前記第3の円弧により、前記分割点を含むコーナーを丸くして、前記分割点を含まない第3の補正パターンを作成する工程と、
前記第4のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする前記半径の第4の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第4のパターンの内側にある前記第4の円弧により、前記分割点を含むコーナーを丸くして、前記分割点を含まない第4の補正パターンを作成する工程と、
前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第2の補正パターンと重なる第1の補助図形を作成する工程と、
前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第3の補正パターンと重なる第2の補助図形を作成する工程と、
前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第4の補正パターンと重なる第3の補助図形を作成する工程と、
前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第1の補正パターンと重なる第4の補助図形を作成する工程と、
前記第1の補正パターン以外の前記第1のパターン上に、前記分割点を含む第1の接続部分を作成する工程と、
前記第2の補正パターン以外の前記第2のパターン上に、前記分割点を含む第2の接続部分を作成する工程と、
前記第3の補正パターン以外の前記第3のパターン上に、前記分割点を含む第3の接続部分を作成する工程と、
前記第4の補正パターン以外の前記第4のパターン上に、前記分割点を含む第4の接続部分を作成する工程と、
前記第1および第3の補正パターンと、前記第1および第3の補助図形と、第1および第3の接続部分を第1の分割パターンに振り分け、前記第2および第4の補正パターンと、前記第2および第4の補助図形と、第2および第4の接続部分を第2の分割パターンに振り分ける工程とを有する
マスクパターン分割方法。 - 前記第1、第2、第3および第4の補助図形の扇形の半径は前記第1、第2、第3および第4の円弧の半径より小さい
請求項5記載のマスクパターン分割方法。 - レジストに第1のマスクパターンを露光する工程と、前記レジストに第2のマスクパターンを露光する工程と、前記レジストを現像して前記第1および第2のマスクパターンを重ね合わせたパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、
前記第1のマスクパターンは、第1の辺と第2の辺で挟まれる頂点を含む前記パターンにおいて、前記頂点から離れた前記第1の辺上の点と、前記頂点から離れた前記第2の辺上の点を両端とする所定の半径の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記パターンの内側にある前記円弧により、前記頂点を含むコーナーを丸くして作成された、前記頂点を含まない補正パターンを含み、
前記第2のマスクパターンは、前記頂点を中心として前記第1および第2の辺を2辺とする扇形であって、一部が前記補正パターンと重なる補助図形を含む
レジストパターン形成方法。 - 前記補助図形の扇形の半径は前記円弧の半径より小さい
請求項7記載のレジストパターン形成方法。 - 前記補正パターンと前記補助図形の重なり部分の面積を、予め行われた露光シミュレーションと実測の少なくとも一方の結果を用いて決定する
請求項7記載のレジストパターン形成方法。 - レジストに第1のマスクパターンを露光する工程と、前記レジストに第2のマスクパターンを露光する工程と、前記レジストを現像して前記第1および第2のマスクパターンを重ね合わせたパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、
第1のマスクパターンは第1のパターンの一部である第1の補正パターンと、第2のパターンの一部である第1の補助図形とを含み、
第2のマスクパターンは第2のパターンの一部である第2の補正パターンと、第1のパターンの一部である第2の補助図形とを含み、
前記第1および第2のパターンは、第1の方向に延びる辺を含むパターンにおいて、前記辺上の1点である分割点から第2の方向に延びる分割線により、前記パターンが2分割されたものであり、
前記第1の補正パターンは前記第1のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記辺上の点と、前記分割点から離れた前記分割線上の点を両端とする所定の半径の第1の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第1のパターンの内側にある前記第1の円弧によりコーナーを丸くして作成され、
前記第2の補正パターンは前記第2のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記辺上の点と、前記分割点から離れた前記分割線上の点を両端とする前記半径の第2の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第2のパターンの内側にある前記第2の円弧によりコーナーを丸くして作成され、
前記第1の補助図形は前記分割点を中心として前記辺および前記分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第2の補正パターンと重なり、
前記第2の補助図形は前記分割点を中心として前記辺および前記分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第1の補正パターンと重なる
レジストパターン形成方法。 - 前記補助図形の扇形の半径は前記円弧の半径より小さい
請求項10記載のレジストパターン形成方法。 - 前記補正パターンと前記補助図形の重なり部分の面積を、予め行われた露光シミュレーションと実測の少なくとも一方の結果を用いて決定する
請求項10記載のレジストパターン形成方法。 - レジストに第1のマスクパターンを露光する工程と、前記レジストに第2のマスクパターンを露光する工程と、前記レジストを現像して前記第1および第2のマスクパターンを重ね合わせたパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、
第1のマスクパターンは第1のパターンの一部である第1の補正パターンと、第2のパターンの一部である第1の補助図形と、第1のパターンの一部である第1の接続部分と、第3のパターンの一部である第3の補正パターンと、第4のパターンの一部である第2の補助図形と、第3のパターンの一部である第3の接続部分とを含み、
第2のマスクパターンは第2のパターンの一部である第2の補正パターンと、第3のパターンの一部である第2の補助図形と、第2のパターンの一部である第2の接続部分と、第4のパターンの一部である第4の補正パターンと、第1のパターンの一部である第4の補助図形と、第4のパターンの一部である第4の接続部分とを含み、
前記第1、第2、第3および第4のパターンは、第1の方向に延びる第1の分割線と、第2の方向に延びる第2の分割線であって、辺から離れたパターン内の1点である分割点において前記第1の分割線と交差する前記第2の分割線とによって、前記パターンが4分割されたものであり、第2のパターンは前記第1のパターンと第1の分割線を介して隣接し、前記第3のパターンは前記第2のパターンと第2の分割線を介して隣接し、かつ前記第1のパターンの対角線上にあり、前記第4のパターンは前記第1のパターンと第2の分割線を介して隣接し、
前記第1の補正パターンは前記第1のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする所定の半径の第1の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第1のパターンの内側にある前記第1の円弧によりコーナーを丸くして作成され、
前記第2の補正パターンは前記第2のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする前記半径の第2の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第2のパターンの内側にある前記第2の円弧によりコーナーを丸くして作成され、
前記第3の補正パターンは前記第3のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする前記半径の第3の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第3のパターンの内側にある前記第3の円弧によりコーナーを丸くして作成され、
前記第4の補正パターンは前記第4のパターンにおいて、前記分割点から離れた前記第1の分割線上の点と、前記分割点から離れた前記第2の分割線上の点を両端とする前記半径の第4の円弧であって、該円弧の中心が該円弧よりも前記第4のパターンの内側にある前記第4の円弧によりコーナーを丸くして作成され、
前記第1の補助図形は前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第2の補正パターンと重なり、
前記第2の補助図形は前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第3の補正パターンと重なり、
前記第3の補助図形は前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第4の補正パターンと重なり、
前記第4の補助図形は前記分割点を中心として前記第1および第2の分割線を2辺とする扇形であって、一部が前記第1の補正パターンと重なり、
前記第1の接続部分は前記第1の補正パターン以外の前記第1のパターン上に作成され、前記分割点を含み、
前記第2の接続部分は前記第2の補正パターン以外の前記第2のパターン上に作成され、前記分割点を含み、
前記第3の接続部分は前記第3の補正パターン以外の前記第3のパターン上に作成され、前記分割点を含み、
前記第4の接続部分は前記第4の補正パターン以外の前記第4のパターン上に作成され、前記分割点を含む
レジストパターン形成方法。 - 前記補助図形の扇形の半径は前記円弧の半径より小さい
請求項13記載のレジストパターン形成方法。 - 前記補正パターンと前記補助図形の重なり部分の面積を、予め行われた露光シミュレーションと実測の少なくとも一方の結果を用いて決定する
請求項13記載のレジストパターン形成方法。
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