JP5529391B2 - ハーフトーン型位相シフトマスク、そのハーフトーン型位相シフトマスクを有する半導体装置の製造装置、およびそのハーフトーン型位相シフトマスクを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明の一実施例に従う半導体装置の製造方法は、上述したハーフトーン型位相シフトマスクを用いてパターンを転写するステップを含む。
図1は、この発明の実施の形態に従う半導体装置の製造装置SYSの概略構成図である。
フォトマスクMSKは、ウェハSB上に転写されるべき露光パターンに対応する位置に配置されたパターン(以下「メインパターン」あるいは「設計パターン」とも称する。)と、メインパターンの各辺に対応付けられた非解像ダミー(SRAF:Sub-Resolution Assist Feature)としてのサブパターンとを含む。以下、この非解像ダミー(SRAF)の効果について説明する。
上述したようなフォトマスクMSKのレイアウトは、代表的に、コンピュータベースのパターンデータ生成装置によって決定される。
以下、図5を参照して、本実施の形態に従う半導体装置の製造方法に係る処理手順について説明する。
図6は、ランダムに配置されたメインパターンMPに対して、所定のサブパターン配置ルールに従って、サブパターンSPを配置した場合のレイアウトの一例を示す。
図7に示すフォトマスクには、メインパターン201および202が配置されており、さらにメインパターン201に対応するサブパターン301,302,303,304と、メインパターン202に対応するサブパターン305,306,307,308とが配置されている。このフォトマスクでは、サブパターン303とサブパターン306とは、その長手方向において垂直に交わっており、同様に、サブパターン304とサブパターン305とは、その長手方向において垂直に交わっている。
上述の第1ルールによって置き換えられた後のサブパターンが複数のメインパターンに近接する場合には、当該近接する複数のメインパターンからの干渉を受け、サブパターンの写り込みマージンが低下し得る。より具体的には、メインパターンからの近接効果の影響で、複数のメインパターンに囲まれたサブパターンでは、ウェハ上の対応する位置におけるピーク光強度が増大し、写り込みが生じるおそれがある。このような現象は、特にハーフトーン型位相シフトマスクでは顕著であり、複数のメインパターンからのサブピーク(メインパターンの対応する位置から離れた位置に現れる光強度のピーク)が重なると、メインパターンがないにもかかわらず、ウェハ上に解像してしまう場合がある。そのような、メインパターンからのサブピークが重なる位置にサブパターンが配置された場合には、写り込みのおそれがさらに増大する。
上述の図6および図7では、矩形状のメインパターンが配置されたフォトマスクの例を示したが、線状の配線などのように比較的長い辺をもつメインパターンが配置されたフォトマスクに適用する場合について説明する。
図11は、ランダムに配置されたメインパターンMPに対して、所定のサブパターン配置ルールに従って、サブパターンSPを配置した場合のレイアウトの一例を示す。なお、図11に示すレイアウトは、図6に示すレイアウトと同様である。
上述の第2ルールによって置き換えられた後のサブパターンが複数のメインパターンに近接する場合には、当該近接する複数のメインパターンからの干渉を受け、サブパターンの写り込みマージンが低下し得る。より具体的には、メインパターンからの近接効果の影響で、複数のメインパターンに囲まれたサブパターンでは、ウェハ上の対応する位置におけるピーク光強度が増大し、写り込みが生じるおそれがある。
上述の図11および図12では、矩形状のメインパターンが配置されたフォトマスクの例を示したが、いわゆる配線などのように比較的長い辺をもつメインパターンが配置されたフォトマスクに適用する場合について説明する。
図18は、密集配置されたメインパターンの一例を示す図である。
図19に示すフォトマスクには、メインパターン231,232,233,234が初期配置される。メインパターン231に対応して、サブパターン351,352が初期配置され、メインパターン232に対応して、サブパターン353,354が初期配置され、メインパターン233に対応して、サブパターン355,356が初期配置され、メインパターン234に対応して、サブパターン357,358が初期配置される。
第3ルールのところでも説明したように、図6に示すような密集配置されたメインパターンに対して初期的に配置されるサブパターンの幅は、隣接するメインパターン間の最小間隔(最小ピッチ)の1.5〜2.8倍で配置されるパターンに対する解像マージンおよび写り込みマージンを考慮した上で、20〜70[nm]の範囲から決定される。しかしながら、メインパターン同士のピッチが前提とする値より狭くなる場合も発生し、このような場合には、写り込みマージンを維持するために、サブパターンの幅をより狭くすることが好ましい。
Claims (6)
- 露光装置を用いて基板にパターンを転写するためのハーフトーン型位相シフトマスクであって、
前記基板に転写されるべきパターンに対応する位置に配置された複数のメインパターンと、
前記複数のメインパターンのいずれかの辺に対応付けられ、対応する辺から所定距離だけ離れた位置に配置された複数の第1のサブパターンと、
前記第1のサブパターンを仮想配置した場合に互いに重なり部分を生じる複数の前記第1のサブパターンに対応する位置に、当該複数の第1のサブパターンに代えて配置された第2のサブパターンとを備え、
前記第2のサブパターンの属性は、当該第2のサブパターンに対応する前記仮想配置された複数の第1のサブパターンの属性に基づいて定められており、
前記第2のサブパターンのサイズおよび形状の少なくとも一方は、対応する前記仮想配置された第1のサブパターンのサイズおよび形状とは異なり、
前記第2のサブパターンに対応する前記仮想配置された複数の第1のサブパターンが互いに直交する場合に、当該第2のサブパターンは、実質的に正方形である、ハーフトーン型位相シフトマスク。 - 前記第2のサブパターンのサイズは、隣接する前記メインパターンとの間の距離、および隣接する前記メインパターンの数に基づいて定められている、請求項1に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
- 前記第2のサブパターンの位置は、隣接する前記メインパターンとの間の距離に基づいて定められている、請求項1または2に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
- 前記第1のサブパターンの幅は、前記メインパターンが所定ピッチで配置されているとの前提条件下で予め定められている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のハーフトーン型位相シフトマスクと、露光装置とを備える、半導体装置の製造装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のハーフトーン型位相シフトマスクを用いて基板にパターンを転写するステップを含む、半導体装置の製造方法。
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