JPH07175204A - フォトマスク、フォトマスクの製造方法、露光方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

フォトマスク、フォトマスクの製造方法、露光方法及び半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数のマスク条件パラメータについても相関
関係を見い出せ、これらにより最適条件を求められ、実
際との乖離も小さく、性能の定量的な把握が可能で、時
間とコストの低減も図り得、マスクパターンサイズのば
らつきなどの影響も考慮できるフォトマスク、その製造
方法、露光方法及び半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 デフォーカス裕度、マスクパターンサイズ裕
度II、露光量裕度Ｉのいずれか１つを、あらかじめ設定
した他の２つＩ，IIの範囲内の複数個のデータで組み合
わせて、許容される該他の裕度１つの範囲III を求める
ことによりその最適値を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスク、フォト
マスクの製造方法、露光方法及び半導体装置の製造方法
に関する。本発明は、各種パターン状画像形成に使用で
きるフォトマスク、該フォトマスクの製造方法、該フォ
トマスクを使用する露光方法及び該フォトマスクを使用
した半導体装置の製造方法として利用でき、例えば、半
導体装置製造工程において各種パターン形成技術等に用
いられるフォトマスク、その製造方法、このフォトマス
クを用いる露光方法として利用することができ、更にこ
れを適用した露光装置、更には半導体装置の製造方法と
して具体化できるものであり、例えば、メモリ素子、論
理演算素子、ＣＣＤ素子、ＬＣＤ素子等の半導体装置の
製造方法に利用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を、半導体装置の分野を例に
とって以下説明する。半導体装置製造の際には、各種パ
ターンを形成するが、このような場合の半導体装置製造
におけるパターン転写工程、いわゆるリソグラフィー工
程は、フォトマスクのパターンを半導体ウェハ上のレジ
スト材料に転写するために主に用いられる。
【０００３】近年、半導体装置の微細化にともなって、
微細なフォトマスクのパターンを所望の解像度をもって
得ることが困難になって来つつある。例えば、従来マス
クにおいて、微細なマスクパターンサイズと、転写する
ことによって得られたレジストパターンサイズが一致せ
ず、レジストパターンサイズが所望の値よりも小さくな
る問題が生じている。このため、マスクのパターンサイ
ズを、本来転写されるべきレジストパターンサイズより
も大きく設定することが公知技術として行われている。
また上記のような問題を解決するために、解像度向上を
目的として、リソグラフィー工程で使用する露光装置の
露光光の短波長化、光の位相を異ならせる位相シフトマ
スク、光源の形状を変化させる変形照明法、射出瞳にフ
ィルターを入れる瞳フィルター法、フォーカス位置を異
ならせて複数回の露光を行うＦＬＥＸ法等が検討される
に至っている。
【０００４】ここで従来方法の一例を挙げる。図２はこ
の従来方法の一例の概念図である。この方法において
は、ある所定の条件下において、複数のデフォーカスに
おいて、転写レジストパターンのサイズを実験またはシ
ミュレーションによって求め、これより、デフォーカス
対転写レジストパターンの曲線を求め、該曲線から
設計許容条件を満たす範囲でのパターンサイズの範囲
を求めて、これから焦点深度を求め、この数値により
リソグラフィーの性能を示す方法が一般に行われてい
る。
【０００５】また、焦点深度と露光量裕度を統合的に扱
う方法として、ＥＤ Ｔｒｅｅという方法がある。この
方法の例を図３に示す。図に示す曲線４１〜４６は、転
写レジストパターンサイズの設計パターンサイズに対す
る変化率ごとに、デフォーカスと露光量の関係をプロ
ットしたものである。例えば、転写レジストパターンサ
イズの設計での許容条件を、設計値からの変化率が±１
０％以内（図３のグラフ４３及びグラフ４４参照）であ
ることとし、露光量裕度が図３にで示すようにレンジ
で２０％必要であるとすると、この条件での焦点深度は
図３にで示すように求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来方法による各種技
術のシミュレーションによる評価においては、多くとも
２個のパラメータを評価するにとどまっている。また、
３個以上のパラメータを評価する場合においても、一つ
のパラメータをある特定の値に固定し、残り２つのパラ
メータのみの関係を求めるにとどまり、３個以上のパラ
メータを互いの相関のもとで、最適な条件を求めること
は不可能である。
【０００７】例えば、例示した上記従来の評価方法に
は、次のような問題点が存在する。
【０００８】図２において示した方法では、露光量のば
らつきや、マスクパターンサイズのばらつきを考慮して
いないため、これより得られる焦点深度は、実際のプロ
セス条件と大きく乖離しており、得られた焦点深度は実
際の焦点深度より大きくなる著しい問題がある。また、
この方法では、露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度
等といった、他のパラメータを定量的に評価することが
できない。
【０００９】また、ＥＤ Ｔｒｅｅ（図３）において
も、マスクパターンサイズのばらつきは全く考慮されて
おらず、焦点深度等の算出値の実際のプロセスとの乖離
が著しく大きい欠点に加えて、マスクパターンサイズ裕
度を求められないといった致命的な欠点がある。
【００１０】従来方法においては、シミュレーションに
よる評価において、実際のプロセスとの乖離が大きいと
いう欠点を補うために、尨大な量の実験を行う必要があ
った。実験は時間及びコストがかかり、かつ効率的かつ
系統的に評価しにくいという欠点がある。特に、装置や
材料が確立されていないような最先端のデバイス開発に
おいては、各技術の相関関係を見出すことが甚だ困難で
あるという著しい欠点があった。
【００１１】また、パターンの微細化に伴い、これまで
問題にならなかったマスクパターンサイズのばらつきの
転写パターンへの影響が大きな問題として顕在化しつつ
あるが、従来技術においては、これまでマスクパターン
サイズのばらつきを考慮して評価を行うことは不可能で
あった。マスクパターンサイズのばらつきを考慮しない
ことは、即ち、マスクパターンサイズが常に設計サイズ
と一致して一定であるとの条件のもとで評価が行われて
来たことを意味する。しかしながら、実際にはマスク作
製工程におけるプロセス上のばらつきにより、マスクパ
ターンサイズのばらつきを完全に無くすることは不可能
である。よって必然的にマスクパターンサイズのばらつ
きを該評価に反映させることが適正な条件設定のために
は不可欠であったにも拘らず、従来技術ではこれが不可
能であった。
【００１２】
【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題点を解決
して、多数のパラメータ、例えば３個以上のパラメータ
についても、それらの相関関係を見い出すことができ、
これらの相関により最適条件を求めることができ、実際
の条件との乖離も小さく、各種性能の定量的な把握が可
能で、時間とコストの低減も図ることができ、マスクパ
ターンサイズのばらつきなどの影響をも考慮できて、実
際の最適化が可能であるフォトマスク、フォトマスクの
製造方法、露光方法及び半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項１の発明
は、フォトリソグラフィー工程に用いられ、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクにおいて、あらかじめ
設定したデフォーカス裕度、マスクパターンサイズ裕度
の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパターンサイ
ズの値の組み合わせを設定し、更に露光量を変化させ
て、得られる転写パターンを求め、該パターンが設計時
における許容条件を満たすか否かを判定し、これより前
記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕度、マス
クパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて許容条件を
満たす露光量の範囲である露光量裕度を求め、更にマス
クパラメータが、前記求められた露光量裕度を最大にす
る構成で設定されていることを特徴とするフォトマスク
であって、これにより上記目的を達成するものである。
【００１４】この発明においては、露光量裕度を求める
場合に、あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスク
パターンサイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、
マスクパターンサイズの値の組み合わせを設定するが、
この設定は、該あらかじめ設定したデフォーカス裕度、
マスクパターンサイズ裕度の範囲内をできるだけ細かく
網羅する組み合わせで設定する構成が好ましい。更にこ
の組み合わせに基づき、各組み合わせについて、露光量
を変化させて、得られる転写パターンを求めるのである
が、この露光量を変化させてその各場合に得られる転写
パターンを求めるのは、シミュレーション等を用いる計
算による操作でも、実験等による実測によるものでも、
双方を組み合わせて求めるのでもよい。これは、フォト
リソグラフィー時の転写レジストパターンを求める態様
で好ましく実施できる。このように各種手段により求め
た各場合の転写パターンが、設定時における許容条件を
満たすか否かを判定し、即ち例えば該パターンにおい
て、パターンサイズ、パターン面積、あるいはパターン
形状等が、設計時（半導体装置形成用マスクであれば、
半導体装置設計時）における許容条件を満たすか否かを
判定する。この判定に基づいて、前記あらかじめ設定し
たデフォーカス裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲
内全てにおいて許容条件を満たす露光量の範囲即ち露光
量裕度を求めるのである。この露光量裕度が最大になる
ように、少なくともいずれかのマスクパラメータを設定
する。このマスクパラメータとしては、例えば、設計パ
ターンの形状及びサイズ、光透過領域の透過率及び位
相、遮光領域の透過率及び位相等のマスクパラメータを
挙げることができる。
【００１５】本出願の請求項２の発明は、前記光透過領
域が、互いに位相を異ならしめて光を透過する少なくと
も２つの部分を備えることを特徴とする請求項１に記載
のフォトマスクであって、これによって上記目的を達成
するものである。
【００１６】互いに位相差を異ならしめて光を透過する
少なくとも２部分を備えるフォトマスクは、いわゆる位
相シフトマスクである。この場合、位相差は、最も好ま
しくは１８０°とすることにより、解像度を高めること
ができる。設計によっては、それ以外の位相差をもたせ
るようにしてもよい。
【００１７】位相差は、ガラス等の光透過基板を掘りこ
むことにより厚みを変えた部分で位相シフト部、いわゆ
るシフター部を形成したり、あるいは位相シフト材料
（レジスト、ＳｉＯ2 等）を用いて、これにより膜を形
成し、例えば１８０°の位相差をもたらす厚みで位相シ
フト部、いわゆるシフター部を形成することにより、構
成できる。その他ドーピングにより屈折率を変えたりし
て、光路長を変えることによって位相差をもたらす部分
を形成するなど、各種の手段を用いることができる。
【００１８】本出願の請求項３の発明は、前記遮光領域
が、フォトリソグラフィー工程において被露光感光剤を
感光させない程度に光を透過し、かつ、光透過領域とは
互いに位相を異ならしめて光を透過するものであること
を特徴とする請求項１に記載のフォトマスクであって、
これにより上記目的を達成するものである。
【００１９】本出願の請求項４の発明は、前記マスクパ
ラメータが、マスクパターンサイズ、光透過領域の位
相、遮光領域の透過率、遮光領域の位相のいずれか１
つ、またはいずれか２以上の組み合わせであることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のフォトマ
スクであって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００２０】本出願の請求項５の発明は、光透過領域と
遮光領域を有するフォトマスクの製造方法において、あ
らかじめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターンサ
イズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパタ
ーンサイズの値の組み合わせを設計し、更に露光量を変
化させて、得られる転写パターンを求め、該パターンが
設計時における許容条件を満たすか否かを判定し、これ
より前記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕
度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて該
許容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度を求
め、マスクパラメータが、該露光量裕度を最大にする構
成で設定されていることを特徴とするフォトマスクの製
造方法であって、これによって上記目的を達成するもの
である。
【００２１】この発明においては、露光量裕度を求める
場合に、あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスク
パターンサイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、
マスクパターンサイズの値の組み合わせを設定するが、
この設定は、該あらかじめ設定したデフォーカス裕度、
マスクパターンサイズ裕度の範囲内をできるだけ細かく
網羅する組み合わせで設定することが好ましい。更にこ
の組み合わせに基づき、各組み合わせについて、露光量
を変化させて、得られる転写パターンを求めるのである
が、この露光量を変化させてその各場合に得られる転写
パターンを求めるのは、シミュレーション等を用いる計
算による操作でも、実験等による実測によるものでも、
双方を組み合わせて求めるのでもよい。
【００２２】上記求める転写パターンは、代表的にはフ
ォトリソグラフィー時の転写レジストパターンであり、
かかる転写レジストパターンを求める態様で好ましく実
施できる。各種手段により求めた各場合の転写パターン
が、設定時における許容条件を満たすか否かを判定し、
即ち例えば該パターンにおいて、パターンサイズ、パタ
ーン面積、あるいはパターン形状等が、設計時（半導体
装置形成用マスクであれば、半導体装置設計時）におけ
る許容条件を満たすか否かを判定する。この判定に基づ
いて、前記あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マス
クパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて許容条件を
満たす露光量の範囲即ち露光量裕度を求めるのである。
この露光量裕度を最大とするように、少なくともいずれ
かのマスクパラメータを設定する。このマスクパラメー
タとしては、例えば、設計パターンの形状及びサイズ、
光透過領域の透過率及び位相、遮光領域の透過率及び位
相等のマスクパラメータを挙げることができる。
【００２３】上記のようにしてマスク設計の最適化条件
を求めることができ、これによって最適なマスクを製造
することができる。
【００２４】このマスク設計の最適化条件を求める際、
同時に、露光条件の最適化条件を定めるようにすること
ができる。
【００２５】本出願の請求項６の発明は、フォトリソグ
ラフィー工程において、あらかじめ設定したデフォーカ
ス裕度及びマスクパターンサイズ裕度の範囲内の複数個
のデフォーカス、マスクパターンサイズの値の組み合わ
せを設定し、さらに露光量を変化させて、得られる転写
パターンを求め、該パターンが設計時における許容条件
を満たすか否かを判定し、これより前記においてあらか
じめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターンサイズ
裕度の範囲内全てにおいて該許容条件を満たす露光量の
範囲である露光量裕度を求め、露光パラメータが該露光
量裕度を最大にする構成で設定されていることを特徴と
する露光方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。かかる露光パラメータとしては、レンズ開
口部（ＮＡ）、パーシャルコヒーレンシー、露光波長、
光源形状、瞳フィルター形等が挙げられる。
【００２６】本出願の請求項７の発明は、光透過領域と
遮光領域を有するフォトマスクを用いる露光方法におい
て、あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスクパタ
ーンサイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マス
クパターンサイズの値の組み合わせを設定し、更に露光
量を変化させて、得られる転写パターンを求め、該パタ
ーンが設計時における許容条件を満たすか否かを判定
し、これより前記においてあらかじめ設定したデフォー
カス裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにお
いて該許容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度
を求め、マスクパラメータが、該露光量裕度を最大にす
る構成で設定されたフォトマスクを用いることを特徴と
する露光方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【００２７】この発明において、フォトマスクの最適条
件の設定は、上記請求項１ないし６で採用できる手段に
よって、この設定を行うことができる。
【００２８】本出願の請求項８の発明は、前記あらかじ
め設定したデフォーカス裕度及びマスクパターンサイズ
裕度に基づいてその露光量裕度を求めるフォトマスクの
設計条件の最適化の際に、同時に該フォトマスクを用い
る露光条件の最適化を行って最適露光条件を求める構成
としたことを特徴とする請求項７に記載の露光方法であ
って、これにより上記目的を達成するものである。
【００２９】この発明によれば、マスク形成の最適条件
の設定と同様に、このマスク使用時の露光最適条件を決
めることができるので、有利である。
【００３０】本出願の請求項９の発明は、光透過領域と
遮光領域を有するフォトマスクを用いたフォトリソグラ
フィーにより半導体装置を製造する半導体装置の製造方
法において、あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マ
スクパターンサイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカ
ス、マスクパターンサイズの値の組み合わせを設定し、
更に露光量を変化させて、得られる転写パターンを求
め、該パターンが設計時における許容条件を満たすか否
かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定した
デフォーカス裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内
全てにおいて許容条件を満たす露光量の範囲である露光
量裕度を求め、マスクパラメータが、該露光量裕度を最
大にする構成で設定されているフォトマスクを用いるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法であって、これに
より上記目的を達成するものである。
【００３１】半導体装置としては、微細化・集積化した
ＬＳＩとして好適に利用できる。例えば、論理演算素
子、ＣＣＤ素子、ＬＣＤ素子、メモリ素子等として具体
化することができる。なお本明細書中、上記請求項１な
いし９の発明を、第１の態様の発明と称することにす
る。
【００３２】本出願の請求項１０の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクにおいて、あらかじめ
設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲
内の複数個の露光量、マスクパターンサイズの値の組み
合わせを設定し、更にデフォーカスをジャストフォーカ
ス近傍で変化させて、得られる転写パターンを求め、該
パターンが設計時における許容条件を満たすか否かを判
定し、これより前記においてあらかじめ設定した露光量
裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて
許容条件を満たすデフォーカスの範囲であるデフォーカ
ス裕度を求め、マスクパラメータが、該デフォーカス裕
度を最大にする構成で設定されていることを特徴とする
フォトマスクであって、これによって上記目的を達成す
るものである。
【００３３】この発明においては、デフォーカス裕度を
求める場合に、あらかじめ設定した露光量裕度、マスク
パターンサイズ裕度の範囲内の複数個の露光量、マスク
パターンサイズの値の組み合わせを設定するが、この設
定は、該あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパター
ンサイズ裕度の範囲内をできるだけ細かく網羅する組み
合わせで設定することが好ましい。更にこの組み合わせ
に基づき、各組み合わせについて、デフォーカスをジャ
ストフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パター
ンを求めるのであるが（本明細書中、ジャストフォーカ
スとは、最も光強度分布のコントラストの大きいフォー
カス位置を言う。）、このデフォーカスを変化させてそ
の各場合に得られる転写パターンを求めるのは、シミュ
レーション等を用いる計算による操作でも、実験等によ
る実測によるものでも、双方を組み合わせて求めるもの
でもよい。これは、フォトリソグラフィー時の転写レジ
ストパターンを求める態様で好ましく実施できる。この
ように各種手段により求めた各場合の転写パターンが、
設定時における許容条件を満たすか否かを判定し、即ち
例えば該パターンにおいて、パターンサイズ、パターン
面積、あるいはパターン形状等が、設計時（半導体装置
形成用マスクであれば、半導体装置設計時）における許
容条件を満たすか否かを判定する。この判定に基づい
て、前記あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパター
ンサイズ裕度の範囲内全てにおいて許容条件を満たすデ
フォーカスの範囲即ちデフォーカス裕度を求めるのであ
る。このデフォーカス裕度を最大とするように、少なく
ともいずれかのマスクパラメータを設定する。このマス
クパラメータとしては、例えば、設計パターンの形状及
びサイズ、光透過領域の透過率及び位相、遮光領域の透
過率及び位相等のマスクパラメータを挙げることができ
る。
【００３４】本出願の請求項１１の発明は、前記光透過
領域が、互いに位相を異ならしめて光を透過する少なく
とも２つの部分を備えることを特徴とする請求項１０に
記載のフォトマスクであって、これによって上記目的を
達成するものである。
【００３５】位相差は、最も好ましくは１８０°とする
ことにより、解像度を高めることができる。設計によっ
ては、それ以外の位相差をもたせるようにしてもよい。
【００３６】位相差は、ガラス等の光透過基板を掘りこ
むことにより厚みを変えた部分で位相シフト部、いわゆ
るシフター部を形成したり、あるいは位相シフト材料
（レジスト、ＳｉＯ2 等）を用いてこれにより膜を形成
し、例えば１８０°の位相差をもたらす厚みで位相シフ
ト部、いわゆるシフター部を形成することにより、構成
できる。その他ドーピングにより屈折率を変えたりし
て、光路長を変えることによって位相差をもたらす部分
を形成するなど、各種の手段を用いることができる。
【００３７】本出願の請求項１２の発明は、前記遮光領
域が、フォトリソグラフィー工程において被露光感光剤
を感光させない程度に光を透過し、かつ、光透過領域と
は互いに位相を異ならしめて光を透過するものであるこ
とを特徴とする請求項１０に記載のフォマスクであっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
【００３８】本出願の請求項１３の発明は、前記マスク
パラメータが、マスクパターンサイズ、光透過領域の位
相、遮光領域の透過率、遮光領域の位相のいずれか１
つ、またはいずれか２以上の組み合わせであることを特
徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載のフォ
トマスクであって、これにより上記目的を達成するもの
である。
【００３９】本出願の請求項１４の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクの製造方法において、
あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ
裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターンサイズ
の値の組み合わせを設定し、更にデフォーカスをジャス
トフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パターン
を求め、該パターンが設定時における許容条件を満たす
か否かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定
した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全
てにおいて該許容条件を満たすデフォーカスの範囲であ
るデフォーカス裕度を求め、マスクパラメータが、該デ
フォーカス裕度を最大にする構成で設定されていること
を特徴とするフォトマスクの製造方法であって、これに
よって上記目的を達成するものである。
【００４０】この発明においては、デフォーカス裕度を
求める場合に、あらかじめ設定した露光量裕度、マスク
パターンサイズ裕度の範囲内の複数個の露光量、マスク
パターンサイズの値の組み合わせを設定するが、この設
定は、該あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパター
ンサイズ裕度の範囲内をできるだけ細かく網羅する組み
合わせで設定することが好ましい。更にこの組み合わせ
に基づき、各組み合わせについて、デフォーカスをジャ
ストフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パター
ンを求めるのであるが、このデフォーカスを変化させて
その各場合に得られる転写パターンを求めるのは、シミ
ュレーション等を用いる計算による操作でも、実験等に
よる実測によるものでも、双方を組み合わせて求めるの
でもよい。
【００４１】上記求める転写パターンは、代表的にはフ
ォトリソグラフィー時の転写レジストパターンであり、
かかる転写レジストパターンを求める態様で好ましく実
施できる。各種手段により求めた各場合の転写パターン
が、設定時における許容条件を満たすか否かを判定し、
即ち例えば該パターンにおいて、パターンサイズ、パタ
ーン面積、あるいはパターン形状等が、設計時（半導体
装置形成用マスクであれば、半導体装置設計時）におけ
る許容条件を満たすか否かを判定する。この判定に基づ
いて、前記あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパタ
ーンサイズ裕度の範囲内全てにおいて許容条件を満たす
デフォーカスの範囲即ちデフォーカス裕度を求めるので
ある。このデフォーカス裕度を最大とするように、少な
くともいずれかのマスクパラメータを設定する。このマ
スクパラメータとしては、例えば、設計パターンの形状
及びサイズ、光透過領域の透過率及び位相、遮光領域の
透過率及び位相等のマスクパラメータを挙げることがで
きる。
【００４２】上記のようにしてマスク設計の最適化条件
を求めることができ、これによって最適なマスクを製造
することができる。
【００４３】このマスク設計の最適化条件を求める際、
同時に露光条件の最適化条件を定めるようにすることが
できる。
【００４４】本出願の請求項１５の発明は、フォトリソ
グラフィー工程において、あらかじめ設定した露光量裕
度及びマスクパターンサイズ裕度の範囲内の複数個の露
光量、マスクパターンサイズの値の組み合わせを設定
し、さらにデフォーカスを変化させて、得られる転写パ
ターンを求め、該パターンが設計時における許容条件を
満たすか否かを判定し、これより前記においてあらかじ
め設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範
囲内全てにおいて該許容条件を満たすデフォーカスの範
囲であるデフォーカス裕度を求め、露光パラメータが該
デフォーカス裕度を最大にする構成で設定されているこ
とを特徴とする露光方法であって、これにより上記目的
を達成するものである。かかる露光パラメータとして
は、レンズ開口部（ＮＡ）、パーシャルコヒーレンシ
ー、露光波長、光源形状、瞳フィルター形等が挙げられ
る。
【００４５】本出願の請求項１６の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクを用いる露光方法にお
いて、あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターン
サイズ裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターン
サイズの値の組み合わせを設定し、更にデフォーカスを
ジャストフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パ
ターンを求め、該パターンが設計時における許容条件を
満たすか否かを判定し、これより前記においてあらかじ
め設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範
囲内全てにおいて該許容条件を満たすデフォーカスの範
囲であるデフォーカス裕度を求め、マスクパラメータ
が、該デフォーカス裕度を最大にする構成で設定された
フォトマスクであることを特徴とする露光方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
【００４６】この発明においては、フォトマスクの最適
条件の設定は、上記請求項１３ないし１５で採用できる
手段によって、この設定を行うことができる。
【００４７】本出願の請求項１７の発明は、前記あらか
じめ設定した露光量裕度及びマスクパターンサイズ裕度
に基づいてそのデフォーカス裕度を求めるフォトマスク
の設計条件の最適化の際に、同時に該フォトマスクを用
いる露光条件の最適化を行って最適露光条件を求める構
成としたことを特徴とする請求項１６に記載の露光方法
であって、これにより上記目的を達成するものである。
【００４８】この発明によれば、マスク形成の最適条件
の設定と同様に、このマスク使用時の露光最適条件を決
めることができるので、有利である。
【００４９】本出願の請求項１８の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクを用いたフォトリソグ
ラフィーにより半導体装置を製造する半導体装置の製造
方法において、あらかじめ設定した露光量裕度、マスク
パターンサイズ裕度の範囲内の複数個の露光量、マスク
パターンサイズの値の組み合わせを設定し、更にデフォ
ーカスをジャストフォーカス近傍で変化させて、得られ
る転写パターンを求め、該パターンが設計時における許
容条件を満たすか否かを判定し、これより前記において
あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ
裕度の範囲内全てにおいて許容条件を満たすデフォーカ
スの範囲であるデフォーカス裕度を求め、マスクパラメ
ータが、該デフォーカス裕度を最大にする構成で設定さ
れているフォトマスクを用いることを特徴とする半導体
装置の製造方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。
【００５０】半導体装置としては、微細化・集積化した
ＬＳＩとして好適に利用できる。例えば、論理演算素
子、ＣＣＤ素子、ＬＣＤ素子、メモリ素子等として具体
化することができる。なお本明細書中、上記請求項１０
ないし１８の発明を、第２の態様の発明と称することに
する。
【００５１】本出願の請求項１９の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクにおいて、あらかじめ
設定した露光量裕度及びデフォーカス裕度の範囲内の複
数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わせを設定
し、更にマスクパターンサイズを変化させて、得られる
転写パターンを求め、該パターンが設計時における許容
条件を満たすか否かを判定し、これより前記においてあ
らかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度の範囲
内全てにおいて許容条件を満たすマスクパターンサイズ
の範囲であるマスクパターンサイズ裕度を求め、マスク
パラメータが、該マスクパターンサイズ裕度を最大にす
る構成で設定されていることを特徴とするフォトマスク
であって、これによって上記目的を達成するものであ
る。
【００５２】この発明においては、マスクパターンサイ
ズ裕度を求める場合に、あらかじめ設定した露光量裕
度、デフォーカス裕度の範囲内の複数個の露光量、デフ
ォーカスの値の組み合わせを設定するが、この設定は、
該あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度の
範囲内をできるだけ細かく網羅する組み合わせで設定す
ることが好ましい。更にこの組み合わせに基づき、各組
み合わせについて、マスクパターンサイズをあらかじめ
設定したマスクパターンサイズ近傍で変化させて、得ら
れる転写パターンを求めるのであるが、このマスクパタ
ーンサイズを変化させてその各場合に得られる転写パタ
ーンを求めるのは、シミュレーション等を用いる計算に
よる操作でも、実験等による実測によるものでも、双方
を組み合わせて求めるものでもよい。これは、フォトリ
ソグラフィー時の転写レジストパターンを求める態様で
好ましく実施できる。このように各種手段により求めた
各場合の転写パターンが、設定時における許容条件を満
たすか否かを判定し、即ち例えば該パターンにおいて、
パターンサイズ、パターン面積、あるいはパターン形状
等が、設計時（半導体装置形成用マスクであれば、半導
体装置設計時）における許容条件を満たすか否かを判定
する。この判定に基づいて、前記あらかじめ設定した露
光量裕度、デフォーカス裕度の範囲内全てにおいて許容
条件を満たすマスクパターンサイズの範囲即ちマスクパ
ターンサイズ裕度を求めるのである。このマスクパター
ンサイズ裕度を最大にするように、少なくともいずれか
のマスクパラメータを設定する。このマスクパラメータ
としては、例えば、設計パターンの形状及びサイズ、光
透過領域の透過率及び位相、遮光領域の透過率及び位相
等のマスクパラメータを挙げることができる。
【００５３】本出願の請求項２０の発明は、前記光透過
領域が、互いに位相を異ならしめて光を透過する少なく
とも２つの部分を備えることを特徴とする請求項１９に
記載のフォトマスクであって、これによって上記目的を
達成するものである。
【００５４】位相差は、最も好ましくは１８０°とする
ことにより、解像度を高めることができる。設計によっ
ては、それ以外の位相差をもたせるようにしてもよい。
【００５５】位相差は、ガラス等の光透過基板を掘りこ
むことにより厚みを変えた部分で位相シフト部、いわゆ
るシフター部を形成したり、あるいは位相シフト材料
（レジスト、ＳｉＯ2 等）を用いて、これにより膜を形
成し、例えば１８０°の位相差をもたらす厚みで位相シ
フト部、いわゆるシフター部を形成することにより、構
成できる。その他ドーピングにより屈折率を変えたりし
て、光路長を変えることによって位相差をもたらす部分
を形成するなど、各種の手段を用いることができる。
【００５６】本出願の請求項２１の発明は、前記遮光領
域が、フォトリソグラフィー工程において被露光感光剤
を感光させない程度に光を透過し、かつ、光透過領域と
は互いに位相を異ならしめて光を透過するものであるこ
とを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載
のフトォマスクであって、これにより上記目的を達成す
るものである。
【００５７】本出願の請求項２２の発明は、前記マスク
パラメータが、マスクパターンサイズ、光透過領域の位
相、遮光領域の透過率、遮光領域の位相のいずれか１
つ、またはいずれか２以上の組み合わせであることを特
徴とする請求項１９ないし２１のいずれかに記載のフォ
トマスクであって、これにより上記目的を達成するもの
である。
【００５８】本出願の請求項２３の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクの製造方法において、
あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度の範
囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わせ
を設定し、更にマスクパターンサイズ裕度を変化させ
て、得られる転写パターンを求め、該パターンが設計時
における許容条件を満たすか否かを判定し、これより前
記においてあらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカ
ス裕度の範囲内全てにおいて該許容条件を満たすマスク
パターンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度
を求めることにより該マスクパターンサイズ裕度を求
め、マスクパラメータが、該マスクパターンサイズ裕度
を最大にする構成で設定されていることを特徴とするフ
ォトマスクの製造方法であって、これによって上記目的
を達成するものである。
【００５９】この発明においては、マスクパターンサイ
ズ裕度を求める場合に、あらかじめ設定した露光量裕
度、デフォーカス裕度の範囲内の複数個の露光量、デフ
ォーカスの値の組み合わせを設定するが、この設定は、
該あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度の
範囲内をできるだけ細かく網羅する組み合わせで設定す
ることが好ましい。更にこの組み合わせに基づき、各組
み合わせについて、マスクパターンサイズを変化させ
て、得られる転写パターンを求めるのであるが、このデ
フォーカスを変化させてその各場合に得られる転写パタ
ーンを求めるのは、シミュレーション等を用いる計算に
よる操作でも、実験等による実測によるものでも、双方
を組み合わせて求めるのでもよい。
【００６０】上記求める転写パターンは、代表的にはフ
ォトリソグラフィー時の転写レジストパターンであり、
かかる転写レジストパターンを求める態様で好ましく実
施できる。各種手段により求めた各場合の転写パターン
が、設定時における許容条件を満たすか否かを判定し、
即ち例えば該パターンにおいて、パターンサイズ、パタ
ーン面積、あるいはパターン形状等が、設計時（半導体
装置形成用マスクであれば、半導体装置設計時）におけ
る許容条件を満たすか否かを判定する。この判定に基づ
いて、前記あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカ
ス裕度の範囲内全てにおいて許容条件を満たすマスクパ
ターンサイズの範囲即ちマスクパターンサイズ裕度を求
めるのである。このマスクパターンサイズ裕度は、少な
くともいずれかのマスクパラメータが、該マスクパター
ンサイズ裕度を最大にするように設定する。このマスク
パラメータとしては、例えば、設計パターンの形状及び
サイズ、光透過領域の透過率及び位相、遮光領域の透過
率及び位相等のマスクパラメータを挙げることができ
る。
【００６１】上記のようにしてマスク設計の最適化条件
を求めることができ、これによって最適なマスクを製造
することができる。
【００６２】このマスク設計の最適化条件を求める際、
同時に、露光条件の最適化条件を定めるようにすること
ができる。
【００６３】本出願の請求項２４の発明は、フォトリソ
グラフィー工程において、あらかじめ設定した露光量裕
度及びデフォーカス裕度の範囲内の複数個の露光量、デ
フォーカスの値の組み合わせを設定し、さらにマスクパ
ターンサイズを変化させて、得られる転写パターンを求
め、該パターンが設計時における許容条件を満たすか否
かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定した
露光裕度、デフォーカス裕度の範囲内全てにおいて該許
容条件を満たすマスクパターンサイズの範囲であるマス
クパターンサイズ裕度を求め、露光パラメータが該マス
クパターンサイズ裕度を最大にする構成で設定されてい
ることを特徴とする露光方法であって、これにより上記
目的を達成するものである。かかる露光パラメータとし
ては、レンズ開口部（ＮＡ）、パーシャルコヒーレンシ
ー、露光波長、光源形状、瞳フィルター形等が挙げられ
る。
【００６４】本出願の請求項２５の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクを用いる露光方法にお
いて、あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕
度の範囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み
合わせを設定し、更にマスクパターンサイズを変化させ
て、得られる転写パターンを求め、該パターンが設計時
における許容条件を満たすか否かを判定し、これより前
記においてあらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカ
ス裕度の範囲内全てにおいて該許容条件を満たすマスク
パターンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度
を求め、マスクパラメータが、該マスクパターンサイズ
裕度を最大にする構成で設定されたフォトマスクである
ことを特徴とする露光方法であって、これにより上記目
的を達成するものである。
【００６５】この発明において、フォトマスクの最適条
件の設定は、上記請求項２１ないし２４で採用できる手
段によって、この設定を行うことができる。
【００６６】本出願の請求項２６の発明は、前記におい
てあらかじめ設定したデフォーカス裕度及び露光量裕度
に基づいてそのマスクパターンサイズ裕度を求めるフォ
トマスクの設計条件の最適化の際に、同時に該フォトマ
スクを用いる露光条件の最適化を行って最適露光条件を
求める構成としたことを特徴とする請求項２５に記載の
露光方法であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
【００６７】この発明によれば、マスク形成の最適条件
の設定と同様に、このマスク使用時の露光最適条件を決
めることができるので、有利である。
【００６８】本出願の請求項２７の発明は、光透過領域
と遮光領域を有するフォトマスクを用いたフォトリソグ
ラフィーにより半導体装置を製造する半導体装置の製造
方法において、あらかじめ設定した露光量裕度及びデフ
ォーカス裕度の範囲内の複数個の露光量、デフォーカス
の値の組み合わせを設定し、更にマスクパターンサイズ
を変化させて、得られる転写パターンを求め、該パター
ンが設定時における許容条件を満たすか否かを判定し、
これより前記においてあらかじめ設計した露光量裕度、
デフォーカス裕度の範囲内全てにおいて許容条件を満た
すマスクパターンサイズの範囲であるマスクパターンサ
イズ裕度を求め、マスクパラメータが、該マスクパター
ンサイズ裕度を最大にする構成で設定されているフォト
マスクであることを特徴とする半導体装置の製造方法で
あって、これにより上記目的を達成するものである。
【００６９】半導体装置としては、微細化・集積化した
ＬＳＩとして好適に利用できる。例えば、論理演算素
子、ＣＣＤ素子、ＬＣＤ素子、メモリ素子等として具体
化することができる。なお本明細書中、上記請求項１９
ないし２７の発明を、第３の態様の発明と称することに
する。
【００７０】本発明の構成について、図１を参照して説
明すると、次のとおりである。図１は、第２の態様の発
明、特に請求項１４の発明を例にとって図示するもので
ある。図１に示すように、デフォーカス裕度を求める場
合に、あらかじめ設定した露光量裕度（ターゲット露光
裕度）Ｉ、マスクパターンサイズ裕度（ターゲット転写
パターンサイズであるマスク線幅裕度）IIの範囲内の複
数個の露光量、マスクパターンサイズの値の組み合わせ
を設定し（好ましくはあらかじめ設定した露光量裕度
Ｉ、マスクパターンサイズ裕度IIの範囲内をできるだけ
網羅する組み合わせで設定し）、更にこの組み合わせに
基づき、各組み合わせについて、デフォーカスをジャス
トフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パターン
をシミュレーション等もしくは実験等、もしくは双方を
組み合わせて求める。これにより、得られた各点におけ
る転写パターンが、解像条件を満たすか、満たさないか
を知ることができる。複数（なるべく多数）の点をとる
ことによって、解像条件を満たす領域と満たさない領域
の境界Ｒを求めることができる（図１中、境界Ｒより下
の部分が、これを満たす許容条件範囲である）。これに
基づいて、Ｒ面上のデフォーカスを最小にする値（Ｒ面
上のデフォーカスの最小値ＤＯＦ）III を求めて、これ
によりデフォーカス裕度を求めるのである。
【００７１】これに基づき、マスクパラメータが、該デ
フォーカス裕度を最大にする構成で設定される。
【００７２】
【作 用】本発明のフォトマスクは、デフォーカス裕
度、マスクパターンサイズ裕度、露光量裕度のいずれか
１つを、あらかじめ設定した他の２つの範囲内の複数個
のデータの組み合わせで各々組み合わせて、この組み合
わせの中で許容される範囲を求めることによりその最適
値を決定するものであるから、最適なフォトマスクを得
ることができる。
【００７３】本発明のフォトマスク製造方法は、デフォ
ーカス裕度、マスクパターンサイズ裕度、露光量裕度の
いずれか１つを、あらかじめ設定した他の２つの範囲内
の複数個のデータの組み合わせで各々組み合わせて、こ
の組み合わせの中で許容される範囲を求めることにより
その最適値を決定するものであるから、最適なフォトマ
スク形成条件を得ることができる。
【００７４】本発明の露光方法は、上記最適条件で形成
されたフォトマスクを用いるので、良好なパターン形成
に用いることができ、また、最適化した適正な露光条件
により露光を行うことも可能である。
【００７５】本発明の半導体装置の製造方法は、上記最
適条件で形成されたフォトマスクを用いるので、性能の
良好な半導体装置を得ることができ、微細化・集積化に
も好適である。
【００７６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。も
ちろん本発明は以下に述べる実施例に限定されるもので
はない。
【００７７】なお、半導体ウェハ等の被露光材上に形成
されたレジスト材料に対して露光光により転写パターン
形状等を形成するとき、縮小投影に使用されるものをレ
ティクル、一対一投影に使用されるものをマスクと称し
たり、あるいは原盤に相当するものをレティクル、それ
を複製したものをマスクと称したりすることがあるが、
本明細書においては、このような種々の意味におけるレ
ティクルやマスクを総称してマスクと呼ぶ。
【００７８】実施例１ この実施例は、露光波長２４８ｎｍ，ＮＡ０．４５，σ
０．３の露光条件において、本発明をハーフトーン方式
位相シフトマスクについて適用した例である。（以下述
べる実施例１ないし実施例４は、本出願の第１の態様の
発明を具体化したものである）。
【００７９】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカスの裕度を２．０μｍ（±１．００μ
ｍ）及びマスクパターンサイズ裕度を±０．０５μｍ
（５倍レティクル上）と設定した。０．３μｍのコンタ
クトホールを転写する場合において、該半遮光領域の振
幅透過率及びマスクパターンサイズ（５倍レティクル
上）の組み合わせをそれぞれ、２５％・１．５０μｍ，
３０％・１．６０μｍ，３５％・１．７５μｍ，４０％
・１．８５μｍ，４５％・１．９５μｍの５通りに設定
し、これら５通りのマスクにそれぞれにおいて以下の手
続きを行った。
【００８０】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．３
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記５通りのマスクにおいて設定した。
【００８１】次に、デフォーカスを、０μｍ，±０．２
５μｍ，±，０．５０μｍ，±０．７５μｍ，±１．０
０μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパターン
サイズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μｍ，０．
０５μｍと設定した。また、露光量の設定値からのずれ
を、−２０％，−１５％，─１０％，−５％，０％，５
％，１０％，１５％，２０％と設定した。これらのシミ
ュレーションパラメータは連続値であることが望ましい
が、計算時間を考慮し、離散的な値とした。これら全て
のパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラー回折理
論に基づいた光強度シミュレーターを用いて光強度分布
を求めた。
【００８２】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【００８３】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。但し、レジストパタ
ーンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．３μｍ
からのずれが１０％以内であることと設定した。
【００８４】これらの結果から、全てのデフォーカス、
マスクパターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合
わせによって得られるレジストパターンがあらかじめ設
定された許容条件の範囲内であるところの、露光量の範
囲を求め、これを露光量裕度とした。
【００８５】上記の手続きによって求めた５通りの半遮
光領域透過率及びマスクパターンサイズの組み合わせに
おいて、半遮光領域透過率の振幅透過率が４５％、マス
クパターンサイズが１．９５μｍの組み合わせにおい
て、最も大きな露光量裕度が得られた。
【００８６】本実施例によって得られたマスクは、焦点
深度２．０μｍ、マスクパターンサイズ裕度±０．０５
μｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、露光
量裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露光す
ることが可能となったとともに、シャープなレジストパ
ターン形状を得ることができた。
【００８７】本実施例においては、ハーフトーン方式位
相シフトマスクに本発明を適用したが、これに限定され
るものではなく、従来方式のマスク及び他の方式の位相
シフトマスクにおいても同様の効果が得られる。また、
本実施例においては、コンタクトホールパターンに本発
明を用いたが、あくまでも例示であり、コンタクトホー
ルパターン以外のパターンにおいても同様の効果が得ら
れる。
【００８８】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【００８９】更に、デフォーカス裕度、マスクパターン
サイズ裕度及びレジストパターンサイズ許容条件につい
ても、本実施例の値に限定されることはなく、他の条件
でもよい。
【００９０】実施例２ 本発明をハーフトーン方式位相シフトマスクの露光条件
の最適化に適用した例を示す。本実施例は、露光波長２
４８ｎｍ、ＮＡ０．４５とし、σが０．３の場合と、
０．５の場合のどららの露光条件を採用するか判定した
例である。
【００９１】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカスの裕度を２．０μｍ（±１．００μ
ｍ）及びマスクパターンサイズ裕度を±０．０５μｍ
（５倍レティクル上）と設定した。また、ハーフトーン
方式位相シフトマスクの半遮光領域の振幅透過率を４０
％とし、０．３μｍのコンタクトホールを転写する場合
におけるマスクパターンサイズ（５倍レティクル上）
を、σが０．３の場合は１．８５μｍ、σが０．５の場
合は１．７５μｍとして、この２通りの露光条件で以下
の手続きを行った。
【００９２】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．３
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記２通りの露光条件において設定した。
【００９３】次に、デフォーカスを、０μｍ，±０．２
５μｍ，±．０．５０μｍ，±０．７５μｍ，±１．０
０μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパターン
サイズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μｍ，０．
０５μｍと設定した。また、露光量の設定値からのずれ
を、−２０％，−１５％，−１０％，−５％，０％，５
％，１０％，１５％，２０％と設定した。これらのシミ
ュレーションパラメータは連続値であることが望ましい
が、計算時間を考慮し、離散的な値とした。これら全て
のパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラー回折理
論に基づいた光強度シミュレーターを用いて光強度分布
を求めた。
【００９４】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【００９５】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。但し、レジストパタ
ーンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．３μｍ
からのずれが１０％以内であることと設定した。
【００９６】これらの結果から、全てのデフォーカス、
マスクパターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合
わせによって得られるレジストパターンがあらかじめ設
定された許容条件の範囲内であるところの、露光量の範
囲を求め、これを露光量裕度とした。
【００９７】上記の手続きによって求めた２通りのσの
うち、σ＝０．３において最大の露光量裕度が得られ
た。従って、σ＝０．３を採用した。
【００９８】本実施例によって得られたマスクは、焦点
深度２．０μｍ、マスクパターンサイズ裕度±０．０５
μｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、露光
量裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露光す
ることが可能となったとともに、シャープなレジストパ
ターン形状を得ることができた。
【００９９】本実施例においては、ハーフトーン方式位
相シフトマスクに本発明を適用したが、これに限定され
るものではなく、従来方式のマスク及び他の方式の位相
シフトマスクにおいても同様の効果が得られる。また、
本実施例においては、コンタクトホールパターンに本発
明を用いたが、あくまでも例示であり、コンタクトホー
ルパターン以外のパターンにおいても同様の効果が得ら
れる。
【０１００】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１０１】更に、デフォーカス裕度、マスクパターン
サイズ裕度及びレジストパターンサイズ許容条件につい
ても、本実施例の値に限定されることはなく、他の条件
でもよい。
【０１０２】実施例３ 本発明を遮光領域と光透過領域から構成されるフォトマ
スクの露光条件の最適化に適用した例を示す。本実施例
では、露光波長２４８ｎｍ、ＮＡ０．４５において、σ
が０．３の場合と、０．５の場合、露光波長３６５ｎ
ｍ、ＮＡ０．５７において、σが０．３の場合と、０．
５の場合、の４通りの露光条件のどの条件を採用するか
判定した例である。
【０１０３】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカスの裕度を２．０μｍ（±１．００μ
ｍ）及びマスクパターンサイズ裕度を±０．０５μｍ
（５倍レティクル上）と設定した。また、０．５μｍの
コンタクトホールを転写する場合におけるマスクパター
ンサイズを、２．５μｍ（５倍レティクル上）として、
この４通りの露光条件で以下の手続きを行った。
【０１０４】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記４通りの露光条件において設定した。
【０１０５】次に、デフォーカスを、０μｍ，±０．２
５μｍ，±０．５０μｍ，±０．７５μｍ，±１．００
μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパターンサ
イズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μｍ，０．０
５μｍと設定した。また、露光量の設定値からのずれ
を、−２０％，−１５％，−１０％，−５％，０％，５
％，１０％，１５％，２０％と設定した。これらのシミ
ュレーションパラメータは連続値であることが望ましい
が、計算時間を考慮し、離散的な値とした。これら全て
のパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラー回折理
論に基づいた光強度シミュレーターを用いて光強度分布
を求めた。
【０１０６】これらの光強度分布において、露光装置に
おける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、
転写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更
に光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線
を求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１０７】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。但し、レジストパタ
ーンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．５μｍ
からのずれが１０％以内であることと設定した。
【０１０８】これらの結果から、全てのデフォーカス、
マスクパターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合
わせによって得られるレジストパターンがあらかじめ設
定された許容条件の範囲内であるところの、露光量の範
囲を求め、これを露光量裕度とした。
【０１０９】上記の手続きによって求めた４通りの露光
条件のうち、露光波長２４８ｎｍ，ＮＡ０．４５，σ
０．３の場合において、最大の露光量裕度が得られた。
従って、該条件を採用した。
【０１１０】本実施例によって得られたマスクは、焦点
深度２．０μｍ、マスクパターンサイズ裕度±０．５μ
ｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、露光量
裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露光する
ことが可能となったとともに、シャープなレジストパタ
ーン形状を得ることができた。
【０１１１】本実施例においては、遮光領域と光透過領
域から構成されるフォトマスクに本発明を適用したが、
これに限定されるものではなく、位相シフトマスク等に
おいても同様の効果が得られる。また、本実施例におい
ては、コンタクトホールパターンに本発明を用いたが、
あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン以外
のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０１１２】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１１３】更に、デフォーカス裕度、マスクパターン
サイズ裕度及びレジストパターンサイズ許容条件につい
ても、本実施例の値に限定されることはなく、他の条件
でもよい。
【０１１４】実施例４ 本発明を露光波長３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σ０．３
の露光条件において、露光領域と光透過領域から構成さ
れるフォトマスクに適用した例を示す。
【０１１５】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカスの裕度を１．０μｍ（±０．５μｍ）
及びマスクパターンサイズ裕度を±０．５μｍ（５倍レ
ティクル上）と設定した。また、０．５μｍのコンタク
トホールを転写する場合における５倍レティクル上での
マスクパターンサイズを、２．４０μｍ，２．４５μ
ｍ，２．５０μｍ，２．５５μｍとして、この４通りの
マスクパターンで以下の手続きを行った。
【０１１６】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記４通りのマスクにおいて設定した。
【０１１７】次に、デフォーカスを、０μｍ，±０．２
５μｍ，±０．５０μｍと設定し、５倍レティクル上で
のマスクパターンサイズのずれは、−０．０５μｍ，
０．００μｍ，０．０５μｍと設定した。また、露光量
の設定値からのずれを、−２０％，−１５％，−１０
％，−５％，０％，５％，１０％，１５％，２０％と設
定した。これらのシミュレーションパラメータは連続値
であることが望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な
値とした。これら全てのパラメータ値の組み合わせにお
いて、スカラー回折理論に基づいた光強度シミュレータ
ーを用いて光強度分布を求めた。
【０１１８】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１１９】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。但し、レジストパタ
ーンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．５μｍ
からのずれが１０％以内であることと設定した。
【０１２０】これらの結果から、全てのデフォーカス、
マスクパターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合
わせによって得られるレジストパターンがあらかじめ設
定された許容条件の範囲内であるところの、露光量の範
囲を求め、これを露光量裕度とした。
【０１２１】上記の手続きによって求めた４通りのマス
クパターンのうち、マスクパターンサイズが２．４０μ
ｍの場合において、最大の露光量裕度が得られた。従っ
て、該条件を採用した。
【０１２２】本実施例によって得られたマスクは、焦点
深度１．０μｍ、マスクパターンサイズ裕度±０．０５
μｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、露光
量裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露光す
ることが可能となったとともに、シャープなレジストパ
ターン形状を得ることができた。
【０１２３】本実施例においては、遮光領域と光透過領
域から構成されるフォトマスクに本発明を適用したが、
これに限定されるものではなく、位相シフトマスク等に
おいても同様の効果が得られる。また、本実施例におい
ては、コンタクトホールパターンに本発明を用いたが、
あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン以外
のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０１２４】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１２５】更に、デフォーカス裕度、マスクパターン
サイズ裕度及びレジストパターンサイズ許容条件につい
ても、本実施例の値に限定されることはなく、他の条件
でもよい。
【０１２６】実施例５ 以下の実施例５ないし実施例８は、本出願の第２の態様
の発明を具体化したものである。
【０１２７】本実施例は、露光波長２４８ｎｍ，ＮＡ
０．４５，σ０．３の露光条件において、この発明をハ
ーフトーン方式位相シフトマスクに適用した例である。
【０１２８】リソグラフィー工程における設定値とし
て、露光量裕度を±５％及びマスクパターンサイズ裕度
を±０．０５μｍ（５倍レティクル上）と設定した。
０．３μｍのコンタクトホールを転写する場合におい
て、該半遮光領域の振幅透過率及びマスクパターンサイ
ズ（５倍レティクル上）の組み合わせをそれぞれ、２５
％・１．５０μｍ，３０％・１．６０μｍ，３５％・
１．７５μｍ，４０％・１．８５μｍ，４５％・１．９
５μｍの５通りに設定し、これら５通りのマスクにそれ
ぞれにおいて以下の手続きを行った。
【０１２９】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．３
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記５通りのマスクにおいて設定した。
【０１３０】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％，０％，５％と設定し、５倍レティクル上でのマスク
パターンサイズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μ
ｍ，０．０５μｍと設定した。また、デフォーカスを、
０μｍ，±０．２５μｍ，±０．５０μｍ，±０．７５
μｍ，±１．００μｍ，±１．２５μｍと設定した。こ
れらのシミュレーションパラメータは連続値であること
が望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。
これら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカ
ラー回折理論に基づいた光強度シミュレーターを用いて
光強度分布を求めた。
【０１３１】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１３２】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．３
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０１３３】これらの結果から、全ての露光量、マスク
パターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合わせに
よって得られるレジストパターンがあらかじめ設定され
た許容条件の範囲内であるところの、デフォーカスの範
囲を求め、これをデフォーカス裕度とした。
【０１３４】上記の手続きによって求めた５通りの半遮
光領域透過率及びマスクパターンサイズの組み合わせに
おいて、半遮光領域透過率の振幅透過率が４５％、マス
クパターンサイズが１．９５μｍの組み合わせにおい
て、最も大きなデフォーカス裕度が得られた。
【０１３５】本実施例によって得られたマスクは、露光
量裕度±５％、マスクパターンサイズ裕度±０．０５μ
ｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、デフォ
ーカス裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露
光が可能となったとともに、シャープなレジストパター
ン形状を得ることができた。
【０１３６】本実施例においては、ハーフトーン方式位
相シフトマスクに本発明を適用したが、これに限定され
るものではなく、従来方式のマスク及び他の方式の位相
シフトマスクにおいても同様の効果が得られる。また、
本実施例においては、コンタクトホールパターンに本発
明を用いたが、あくまでも例示であり、コンタクトホー
ルパターン以外のパターンにおいても同様の効果が得ら
れる。
【０１３７】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１３８】更に、露光量裕度、デフォーカス裕度及び
レジストパターンサイズ許容条件についても、本実施例
の値に限定されることはなく、他の条件でもよい。
【０１３９】実施例６ 本発明をハーフトーン方式位相シフトマスクの露光条件
の最適化に適用した例を示す。本実施例では、露光波長
２４８ｎｍ、ＮＡ０．４５とし、σが０．３の場合と、
０．５の場合のどちらの露光条件を採用するか判定した
例である。
【０１４０】リソグラフィー工程における設定値とし
て、露光量裕度を±５％及びマスクパターンサイズ裕度
を±０．０５μｍ（５倍レティクル上）と設定した。ま
た、ハーフトーン方式位相シフトマスクの半遮光領域の
振幅透過率を４０％とし、０．３μｍのコンタクトホー
ルを転写する場合におけるマスクパターンサイズ（５倍
レティクル上）を、σが０．３の場合は１．８５μｍ、
σが０．５の場合は１．７５μｍとして、この２通りの
露光条件で以下の手続きを行った。
【０１４１】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．３
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記２通りの露光条件において設定した。
【０１４２】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％，０％，５％と設定し、５倍レティクル上でのマスク
パターンサイズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μ
ｍ，０．０５μｍと設定した。また、デフォーカスを、
０μｍ，±０．２５μｍ，±０．５０μｍ，±０．７５
μｍ，±１．００μｍ，±１．２５μｍと設定した。こ
れらのシミュレーションパラメータは連続値であること
が望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。
これら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカ
ラー回折理論に基づいた光強度シミュレーターを用いて
光強度分布を求めた。
【０１４３】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１４４】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．３
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０１４５】これらの結果から、全ての露光量、マスク
パターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合わせに
よって得られるレジストパターンがあらかじめ設定され
た許容条件の範囲内であるところの、デフォーカスの範
囲を求め、これをデフォーカス裕度とした。
【０１４６】上記の手続きによって求めた２通りのσの
うち、σ＝０．３において最大のデフォーカス裕度が得
られた。従って、σ＝０．３を採用した。
【０１４７】本実施例によって得られたマスクは、露光
量裕度±５％、マスクパターンサイズ裕度±０．０５μ
ｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、デフォ
ーカス裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露
光が可能となったとともに、シャープなレジストパター
ン形状を得ることができた。
【０１４８】本実施例においては、ハーフトーン方式位
相シフトマスクに本発明を適用したが、これに限定され
るものではなく、従来方式のマスク及び他の方式の位相
シフトマスクにおいても同様の効果が得られる。また、
本実施例においては、コンタクトホールパターンに本発
明を用いたが、あくまでも例示であり、コンタクトホー
ルパターン以外のパターンにおいても同様の効果が得ら
れる。
【０１４９】また、転写レジストパターンを求める方式
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１５０】更に、露光量裕度、マスクパターンサイズ
裕度及びレジストパターンサイズ許容条件についても、
本実施例の値に限定されることはなく、他の条件でもよ
い。
【０１５１】実施例７ 遮光領域と光透過領域から構成されるフォトマスクの露
光条件の最適化に本発明を適用した例を示す。本実施例
では、露光波長２４８ｎｍ、ＮＡ０．４５において、σ
が０．３の場合と、０．５の場合、露光波長３６５ｎ
ｍ、ＮＡ０．５７において、σが０．３の場合と、０．
５の場合、の４通りの露光条件のどの条件を採用するか
判定した例である。
【０１５２】リソグラフィー工程における設定値とし
て、露光量裕度を±５％及びマスクパターンサイズ裕度
を±０．０５μｍ（５倍レティクル上）と設定した。ま
た、０．５μｍのコンタクトホールを転写する場合にお
けるマスクパターンサイズを、２．５μｍ（５倍レティ
クル上）として、この４通りの露光条件で以下の手続き
を行った。
【０１５３】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記４通りの露光条件において設定した。
【０１５４】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％，０％，５％と設定し、５倍レティクル上でのマスク
パターンサイズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μ
ｍ，０．０５μｍと設定した。また、デフォーカスを、
０μｍ，±０．２５μｍ，±０．５０μｍ，±０．７５
μｍ，±１．００μｍ，±１．２５μｍと設定した。こ
れらのシミュレーションパラメータは連続値であること
が望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。
これら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカ
ラー回折理論に基づいた光強度シミュレーターを用いて
光強度分布を求めた。
【０１５５】これらの光強度分布において、露光装置に
おける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、
転写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更
に光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線
を求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１５６】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．５
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０１５７】これらの結果から、全ての露光量、マスク
パターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合わせに
よって得られるレジストパターンがあらかじめ設定され
た許容条件の範囲内であるところの、デフォーカスの範
囲を求め、これをデフォーカス裕度とした。
【０１５８】上記の手続きによって求めた４通りの露光
条件のうち、露光波長２４８ｎｍ，ＮＡ０．４５，σ
０．３の場合において、最大のデフォーカス裕度が得ら
れた。従って、該条件を採用した。
【０１５９】本実施例によって得られたマスクは、露光
量裕度±５％、マスクパターンサイズ裕度±０．０５μ
ｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、デフォ
ーカス裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露
光が可能となったとともに、シャープなレジストパター
ン形状を得ることができた。
【０１６０】本実施例においては、遮光領域と光透過領
域から構成されるフォトマスクに本発明を適用したが、
これに限定されるものではなく、位相シフトマスク等に
おいても同様の効果が得られる。また、本実施例におい
ては、コンタクトホールパターンに本発明を用いたが、
あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン以外
のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０１６１】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１６２】更に、露光量裕度、マスクパターンサイズ
裕度及びレジストパターンサイズ許容条件についても、
本実施例の値に限定されることはなく、他の条件でもよ
い。
【０１６３】実施例８ 本発明を、露光波長３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σ０．
３の露光条件において、遮光領域と光透過領域から構成
されるフォトマスクに適用した例を示す。
【０１６４】リソグラフィー工程における設定値とし
て、露光量裕度を±５％及びマスクパターンサイズ裕度
を±０．０５μｍ（５倍レティクル上）と設定した。ま
た、０．５μｍのコンタクトホールを転写する場合にお
ける５倍レティクル上でのマスクパターンサイズを、
２．４０μｍ，２．４５μｍ，２．５０μｍ，２．５５
μｍとして、この４通りのマスクパターンで以下の手続
きを行った。
【０１６５】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記４通りのマスクにおいて設定した。
【０１６６】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％，０％，５％と設定し、５倍レティクル上でのマスク
パターンサイズのずれは、−０．０５μｍ，０．００μ
ｍ，０．０５μｍと設定した。また、デフォーカスを、
０μｍ，±０．２５μｍ，±０．５０μｍ，±０．７５
μｍ，±１．００μｍ，±１．２５μｍと設定した。こ
れらのシミュレーションパラメータは連続値であること
が望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。
これら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカ
ラー回折理論に基づいた光強度シミュレーターを用いて
光強度分布を求めた。
【０１６７】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１６８】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．５
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０１６９】これらの結果から、全ての露光量、マスク
パターンサイズの組み合わせにおいて、該組み合わせに
よって得られるレジストパターンがあらかじめ設定され
た許容条件の範囲内であるところの、デフォーカスの範
囲を求め、これをデフォーカス裕度とした。
【０１７０】上記の手続きによって求めた４通りのマス
クパターンのうち、マスクパターンサイズが２．４０μ
ｍの場合において、最大のデフォーカス裕度が得られ
た。従って、該条件を採用した。
【０１７１】本実施例によって得られたマスクは、露光
量裕度±５％、マスクパターンサイズ裕度±０．０５μ
ｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、かつ、デフォ
ーカス裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露
光が可能となったとともに、シャープなレジストパター
ン形状を得ることができた。
【０１７２】本実施例においては、遮光領域と光透過領
域から構成されるフォトマスクに本発明を適用したが、
これに限定されるものではなく、位相シフトマスク等に
おいても同様の効果が得られる。また、本実施例におい
ては、コンタクトホールパターンに本発明を用いたが、
あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン以外
のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０１７３】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１７４】更に、露光量裕度、マスクパターンサイズ
裕度及びレジストパターンサイズ許容条件についても、
本実施例の値に限定されることはなく、他の条件でもよ
い。
【０１７５】実施例９ 以下の実施例９ないし実施例１２は、本出願の第３の態
様の発明を具体化したものである。
【０１７６】この実施例は、露光波長２４８ｎｍ，ＮＡ
０．４５，σ０．３の露光条件において、本発明をハー
フトーン方式位相シフトマスクに本発明を適用した例で
ある。
【０１７７】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカスの裕度を２．０μｍ（±１．００μ
ｍ）及び露光量裕度を±５％と設定した。０．３μｍの
コンタクトホールを転写する場合において、該半遮光領
域の振幅透過率及びマスクパターンサイズ（５倍レティ
クル上）の組み合わせをそれぞれ、２５％・１．５０μ
ｍ，３０％・１．６０μｍ，３５％・１．７５μｍ，４
０％・１．８５μｍ，４５％・１．９５μｍの５通りに
設定し、これら５通りのマスクにそれぞれにおいて以下
の操作を行った。
【０１７８】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．３
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記５通りのマスクにおいて設定した。
【０１７９】次に、デフォーカスを、０μｍ，±０．２
５μｍ，±０．５０μｍ，±０．７５μｍ，±１．００
μｍと設定し、露光量の設定値からのずれを、−５％，
０％，５％と設定した。また、５倍レティクル上でのマ
スクパターンサイズのずれは、−０．２０μｍ，−０．
１５μｍ，−０．１０μｍ，−０．０５μｍ，０．００
μｍ，０．０５μｍ，０．１０μｍ，０．１５μｍ，
０．２０μｍと設定した。これらのシミュレーションパ
ラメータは連続値であることが望ましいが、計算時間を
考慮し、離散的な値とした。これら全てのパラメータ値
の組み合わせにおいて、スカラー回折理論に基づいた光
強度シミュレーターを用いて光強度分布を求めた。
【０１８０】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１８１】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．３
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０１８２】これらの結果から、全てのデフォーカス、
露光量の組み合わせにおいて、該組み合わせによって得
られるレジストパターンがあらかじめ設定された許容条
件の範囲内であるところの、マスクパターンサイズの範
囲を求め、これをマスクパターンサイズ裕度とした。
【０１８３】上記の手続きによって求めた５通りの半遮
光領域透過率及びマスクパターンサイズの組み合わせに
おいて、半遮光領域透過率の振幅透過率が４５％、また
マスクパターンサイズが１．９５μｍの組み合わせにお
いて、最も大きなマスクパターンサイズ裕度が得られ
た。
【０１８４】本実施例によって得られたマスクは、デフ
ォーカス裕度２．０μｍ、露光量の裕度±５％を十分に
みたし、かつ、マスクパターンサイズ裕度が十分に大き
いため、十分な裕度をもってマスク製造が可能となった
とともに、シャープなレジストパターン形状を得ること
ができた。
【０１８５】本実施例においては、ハーフトーン方式位
相シフトマスクに本発明を適用したが、これに限定され
るものではなく、従来方式のマスク及び他の方式の位相
シフトマスクにおいても同様の効果が得られる。また、
本実施例においては、コンタクトホールパターンに本発
明を用いたが、あくまでも例示であり、コンタクトホー
ルパターン以外のパターンにおいても同様の効果が得ら
れる。
【０１８６】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０１８７】更に、露光量裕度、デフォーカス裕度及び
レジストパターンサイズ許容条件についても、本実施例
の値に限定されることはなく、他の条件でもよい。
【０１８８】実施例１０ 本発明をハーフトーン方式位相シフトマスクの露光条件
の最適化に適用した例を示す。本実施例では、露光波長
２４８ｎｍ、ＮＡ０．４５とし、σが０．３の場合と、
０．５の場合のどちらの露光条件を採用するか判定した
例である。
【０１８９】リソグラフィー工程におけるターゲット値
として、デフォーカスの裕度を２．０μｍ（±１．００
μｍ）と、露光量裕度を±５％と設定した。また、ハー
フトーン方式位相シフトマスクの半遮光領域の振幅透過
率を４０％とし、０．３μｍのコンタクトホールを転写
する場合におけるマスクパターンサイズ（５倍レティク
ル上）を、σが０．３の場合は１．８５μｍ、σが０．
５の場合は１．７５μｍとして、この２通りの露光条件
で以下の手続きを行った。
【０１９０】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．３
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
それぞれマスクにおいて設定した。
【０１９１】次にシミュレーションパラメータを、デフ
ォーカスを、０μｍ，±０．２５μｍ，±０．５０μ
ｍ，±０．７５μｍ，±１．００μｍと設定し、露光量
の設定値からのずれを、−５％，０％，５％と設定し
た。また、５倍レティクル上でのマスクパターンサイズ
のずれは、−０．２０μｍ，−０．１５μｍ，−０．１
０μｍ，−０．０５μｍ，０．００μｍ，０．０５μ
ｍ，０．１０μｍ，０．１５μｍ，０．２０μｍと設定
した。これらのシミュレーションパラメータは連続値で
あることが望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値
とした。これら全てのパラメータ値の組み合わせにおい
て、スカラー回折理論に基づいた光強度シミュレーター
を用いて光強度シミュレーションを行った。
【０１９２】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０１９３】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．３
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０１９４】これらの結果から、全てのデフォーカス、
露光量の組み合わせにおいて、該組み合わせによって得
られるレジストパターンがあらかじめ設定された許容条
件の範囲内であるところの、マスクパターンサイズの範
囲を求め、これをマスクパターンサイズ裕度とした。
【０１９５】上記の手続きによって求めた２通りのσの
うち、σ＝０．３において最大のマスクパターンサイズ
裕度が得られた。従って、σ＝０．３を採用した。
【０１９６】本実施例によって得られたマスクは、デフ
ォーカス裕度２．０μｍ、露光量の裕度±５％を十分に
みたし、かつ、マスクパターンサイズ裕度が十分に大き
いため、十分な裕度をもってマスク製造が可能となっ
た。
【０１９７】以上によって決定された露光条件及びマス
クより、デフォーカスの裕度２．０μｍ、露光量の裕度
±１０％を十分に満たして、シャープなレジストパター
ン形状を得ることができ、これにより半導体装置を歩留
まりよく製造できた。
【０１９８】本実施例においては、ハーフトーン方式位
相シフトマスクに本発明を適用したが、これに限定され
るものではなく、従来方式のマスク及び他の方式の位相
シフトマスクにおいても同様の効果が得られる。また、
本実施例においては、コンタクトホールパターンに本発
明を用いたが、あくまでも例示であり、コンタクトホー
ルパターン以外のパターンにおいても同様の効果が得ら
れる。
【０１９９】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０２００】更に、露光量裕度、デフォーカス裕度及び
レジストパターンサイズ許容条件についても、本実施例
の値に限定されることはなく、他の条件でもよい。
【０２０１】実施例１１ 本発明を通常の遮光領域と光透過領域から構成されるフ
ォトマスクの露光条件の最適化に適用した例を示す。本
実施例では、露光波長２４８ｎｍ、ＮＡ０．４５におい
て、σが０．３の場合と、０．５の場合、露光波長３６
５ｎｍ、ＮＡ０．５７において、σが０．３の場合と、
０．５の場合、の４条件の露光条件のどの条件を採用す
るか判定した例である。
【０２０２】リソグラフィー工程におけるターゲット値
として、デフォーカスの裕度を２．０μｍ（±１．００
μｍ）と、露光量裕度を±５％と設定した。また、０．
５μｍのコンタクトホールを転写する場合におけるマス
クパターンサイズ（５倍レティクル上）を、２．５μｍ
として、この４通りの露光条件で以下の手続きを行っ
た。
【０２０３】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
それぞれのマスクにおいて設定した。
【０２０４】次にシミュレーションパラメータを、デフ
ォーカスを、０μｍ，±０．２５μｍ，±０．５０μ
ｍ，±０．７５μｍ，±１．００μｍと設定し、露光量
の設定値からのずれを、−５％，０％，５％と設定し
た。また、５倍レティクル上でのマスクパターンサイズ
のずれは、−０．２０μｍ，−０．１５μｍ，−０．１
０μｍ，−０．０５μｍ，０．００μｍ，０．０５μ
ｍ，０．１０μｍ，０．１５μｍ，０．２０μｍと設定
した。これらのシミュレーションパラメータは連続値で
あることが望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値
とした。これら全てのパラメータ値の組み合わせにおい
て、スカラー回折理論に基づいた光強度シミュレーター
を用いて光強度シミュレーションを行った。
【０２０５】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０２０６】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。即ち、レジストパタ
ーンサイズ許容条件として、設計パターンサイズ０．５
μｍからのずれが１０％以内と設定した。
【０２０７】これらの結果から、全てのデフォーカス、
露光量の組み合わせにおいて、該組み合わせによって得
られるレジストパターンがあらかじめ設定された許容条
件の範囲内であるところの、マスクパターンサイズの範
囲を求め、これをマスクパターンサイズ裕度とした。
【０２０８】上記の手続きによって求めた４通りの露光
条件のうち、露光波長２４８ｎｍ、ＮＡ０．４５、σ
０．３の場合において、最大のマスクパターンサイズ裕
度が得られた。従って、該条件を採用した。
【０２０９】本実施例によって得られたマスクは、デフ
ォーカス裕度２．０μｍ、露光量の裕度±５％を十分に
みたし、かつ、マスクパターンサイズ裕度が十分に大き
いため、十分な裕度をもってマスク製造が可能となっ
た。
【０２１０】以上によって決定された露光条件及びマス
クにより、デフォーカスの裕度２．０μｍ、露光量の裕
度±１０％を十分に満たして、シャープなレジストパタ
ーン形状を得ることができ、これにより半導体装置を歩
留まりよく製造できた。
【０２１１】本実施例においては、通常の遮光領域と光
透過領域から構成されるフォトマスクに本発明を適用し
たが、これに限定されるものではなく、位相シフトマス
ク等においても同様の効果が得られる。また、本実施例
においては、コンタクトホールパターンに本発明を用い
たが、あくまでも例示であり、コンタクトホールパター
ン以外のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０２１２】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０２１３】更に、露光量裕度、デフォーカス裕度及び
レジストパターンサイズ許容条件についても、本実施例
の値に限定されることはなく、他の条件でもよい。
【０２１４】実施例１２ 本発明を露光波長３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σ０．３
の露光条件において、遮光領域と光透過領域から構成さ
れるフォトマスクに適用した例を示す。
【０２１５】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカスの裕度を１．０μｍ（±０．５μｍ）
及び露光量裕度を±５％と設定した。また、０．５μｍ
のコンタクトホールを転写する場合における５倍レティ
クル上でのマスクパターンサイズを、２．４０μｍ，
２．４５μｍ，２．５０μｍ，２．５５μｍとして、こ
の４通りのマスクパターンで以下の手続きを行った。
【０２１６】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記４通りのマスクにおいて設定した。
【０２１７】次に、デフォーカスを、０μｍ，±０．２
５μｍ，±０．５０μｍと設定し、露光量の設定値から
のずれを、−５％，０％，５％と設定した。また、５倍
レティクル上でのマスクパターンサイズのずれは、−
０．２０μｍ，−０．１５μｍ，−０．１０μｍ，−
０．０５μｍ，０．００μｍ，０．０５μｍ，０．１０
μｍ，０．１５μｍ，０．２０μｍと設定した。これら
のシミュレーションパラメータは連続値であることが望
ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。これ
ら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラー
回折理論に基づいた光強度シミュレーターを用いて光強
度分布を求めた。
【０２１８】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、更に
光強度しきい値に相当する図４に示すような等高線を
求め、これを転写レジストパターンとした。
【０２１９】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。但し、レジストパタ
ーンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．５μｍ
からのずれが１０％以内であることと設定した。
【０２２０】これらの結果から、全てのデフォーカス、
露光量の組み合わせにおいて、該組み合わせによって得
られるレジストパターンがあらかじめ設定された許容条
件の範囲内であるところの、マスクパターンサイズの範
囲を求め、これをマスクパターンサイズ裕度とした。
【０２２１】上記の手続きによって求めた４通りのマス
クパターンのうち、マスクパターンサイズが２．４０μ
ｍの場合において、最大のマスクパターンサイズ裕度が
得られた。従って、該条件を採用した。
【０２２２】本実施例によって得られたマスクは、焦点
深度１．０μｍ、露光裕度±５％を十分にみたし、か
つ、露光量裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもっ
て露光することが可能となったとともに、シャープなレ
ジストパターン形状を得ることができた。
【０２２３】本実施例においては、遮光領域と光透過領
域から構成されるフォトマスクに本発明を適用したが、
これに限定されるものではなく、位相シフトマスク等に
おいても同様の効果が得られる。また、本実施例におい
ては、コンタクトホールパターンに本発明を用いたが、
あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン以外
のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０２２４】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって得られた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレーター
を用いてもよく、更には光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレーターや他の計算方法を用い
てもよく、転写実験によって直接転写レジストパターン
を求めてもよい。
【０２２５】更に、露光量裕度、デフォーカス裕度及び
レジストパターンサイズ許容条件についても、本実施例
の値に限定されることはなく、他の条件でもよい。
【０２２６】実施例１３ 透過光をほぼ完全に遮光する通常の遮光領域と、光透過
領域とから構成されるフォトマスクの露光条件の最適化
に、本発明を適用した例を示す。本実施例は、露光波長
３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σが０．６において、発光
回数を２回としたフレックス露光において、焦点位置の
ピッチを、１．５μｍと２．０μｍの２通りの露光条件
のどの条件を採用するか判定した例である。
【０２２７】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカス裕度を２．０μｍ（±１．００μｍ）
およびマスクパターンサイズ裕度を±０．０５μｍ（５
倍レティクル上）と設定した。また、０．５μｍのコン
タクトホールを転写する場合におけるマスクパターンサ
イズを、０．５μｍとして、この２通りの露光条件で以
下の手続きを行った。
【０２２８】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記２通りの露光方法において設定した。
【０２２９】次に、デフォーカスを、０μｍ、±０．２
５μｍ、±０．５０μｍ、±０．７．５μｍ、±１．０
０μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパターン
サイズのずれは、−０．０５μｍ、０．００μｍ、０．
０５μｍと設定した。また、露光量の設定値からのずれ
を、−２０％、−１５％、−１０％、−５％、０％、５
％、１０％、１５％、２０％と設定した。これらのシミ
ュレーションパラメータは連続値であることが望ましい
が、計算時間を考慮し、離散的な値とした。これら全て
のパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラー回析理
論に基づいた光強度シミュレータを用いて光強度分布を
求めた。
【０２３０】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、さら
に光強度しきい値に相当する等高線を求め、これを転写
レジストパターンとした。
【０２３１】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。ただし、レジストパ
ターンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．５μ
ｍからのずれが１０％以内であることを設定した。
【０２３２】これらデフォーカス、マスクパターンサイ
ズおよびレジストパターンサイズにおいて、あらかじめ
設定された許容条件の範囲において、露光量の許容範
囲、すなわち、露光量裕度が得られた。
【０２３３】上記の手続きによって求めた２通りの露光
条件のうち、焦点位置のピッチが１．５μｍの場合にお
いて、最大の露光量裕度が得られた。したがって、該条
件を採用した。
【０２３４】本実施例によって得られた露光方法は、焦
点深度２．０μｍ、マスクパターンサイズ裕度±０．０
５μｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、且つ、露
光量裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって露光
することが可能となったとともに、シャープなレジスト
パターン形状を得ることができた。
【０２３５】本実施例においては、通常の遮光領域と光
透過領域から構成されるフォトマスクに本発明を適用し
たが、これに限定されるものでなく、位相シフトマスク
等においても同様の効果が得られる。また、本実施例に
おいては、コンタクトホールパターンに本発明を用いた
が、あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン
以外のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０２３６】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回析理論の光強度シミュレーションに
よって与えられた光強度分布の光強度しきい値での等高
線を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回析理論やその他の光強度シミュレータを
用いてもよく、さらには光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレータや他の計算方法を用いて
もよく、転写実験によって直接転写レジストパターンを
求めてもよい。
【０２３７】さらに、デフォーカス裕度、マスクパター
ンサイズおよびレジストパターンサイズ許容条件につい
ても、本実施例の値に限定されることはなく、他の条件
でもよい。
【０２３８】実施例１４ 透過光をほぼ完全に遮光する通常の遮光領域と、光透過
領域から構成されるフォトマスクの露光条件の最適化
に、本発明を適用した例を示す。本実施例は、露光波長
３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σが０．６において、露光
回数を２回としたフレックス露光において、焦点位置の
ピッチを、１．５μｍと２．０μｍの２通りの露光条件
のどの条件を採用するか判定した例である。
【０２３９】リソグラフィー工程における設定値とし
て、露光量裕度を±５％およびマスクパターンサイズ裕
度を±０．０５μｍ（５倍レティクル上）と設定した。
また、０．５μｍのコンタクトホールを転写する場合に
おけるマスクパターンサイズを、０．５μｍとして、こ
の２通りの露光条件で以下の手続きを行った。
【０２４０】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記２通りの露光方法において設定した。
【０２４１】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％、０％、５％とし、５倍レティクル上でのマスクパタ
ーンサイズのすれは、−０．０５μｍ、０．００μｍ、
０．０５μｍ設定した。また、デフォーカスを、０μ
ｍ、±０．２５μｍ、±０．５０μｍ、±０．７５μ
ｍ、±１．００μｍ０±１．２５μｍと設定した。これ
らのシミュレーションパラメータは連続値であることが
望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。こ
れら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラ
ー回折理論に基づいた光強度シミュレータを用いて光強
度分布を求めた。
【０２４２】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、さら
に光強度しきい値に相当する等高線を求め、これを転写
レジストパターンとした。
【０２４３】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。ただし、レジストパ
ターンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．５μ
ｍからのずれが１０％以内であることを設定した。
【０２４４】これら露光量、マスクパターンサイズおよ
びレジストパターンサイズにおいて、あらかじめ設定さ
れた許容条件の範囲において、デフォーカスの許容範
囲、すなわち、デフォーカス裕度が得られた。
【０２４５】上記の手続きによって求めた２通りの露光
条件のうち、焦点位置のピッチが２．０μｍの場合にお
いて、最大のデフォーカス裕度が得られた。したがっ
て、該条件を採用した。
【０２４６】本実施例によって得られた露光方法は、露
光量裕度±５％、マスクパターンサイズ裕度±０．０５
μｍ（５倍レティクル上）を十分にみたし、且つ、デフ
ォーカス裕度が十分に大きいため、十分な裕度をもって
露光することが可能となったとともに、シャープなレジ
ストパターン形状を得ることができた。
【０２４７】本実施例においては、通常の遮光領域と光
透過領域から構成されるフォトマスクに本発明を適用し
たが、これに限定されるものでなく、位相シフトマスク
等においても同様の効果が得られる。また、本実施例に
おいては、コンタクトホールパターンに本発明を用いた
が、あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン
以外のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０２４８】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回析理論の光強度シミュレーションに
よってえられた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回析理論やその他の光強度シミュレータを
用いてもよく、さらには光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレータや他の計算方法を用いて
もよく、転写実験によって直接転写レジストパターンを
求めてもよい。
【０２４９】さらに、露光量裕度、マスクパターンサイ
ズおよびレジストパターンサイズ許容条件についても、
本実施例の値に限定されることはなく、他の条件でもよ
い。
【０２５０】実施例１５ 透過光をほぼ完全に遮光する通常の遮光領域と、光透過
領域から構成されるフォトマスクの露光条件の最適化
に、本発明を適用した例を示す。本実施例は、露光波長
３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σが０．６において、露光
回数を２回としたフレックス露光において、焦点位置の
ピッチを、１．５μｍと２．０μｍの２通りの露光条件
のどの条件を採用するか判定した例である。
【０２５１】リソグラフィー工程における設定値とし
て、デフォーカス裕度を２．０μｍ（±１．００μｍ）
およびマスクパターンサイズ裕度を±０．０５μｍ（５
倍レティクル上）と設定した。また、０．５μｍのコン
タクトホールを転写する場合におけるマスクパターンサ
イズを、０．５μｍとして、この２通りの露光条件で以
下の手続きを行った。
【０２５２】まず、デフォーカスが０μｍで、かつ、マ
スクパターンサイズのずれがない条件において、０．５
μｍの転写コンタクトホールが得られるように露光量を
上記２通りの露光方法において設定した。
【０２５３】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％、０％、５％とし、デフォーカスを、０μｍ、±０．
２５μｍ、±０．５０μｍ、、±０．７５μｍ、±１．
００μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパター
ンサイズのずれは、−０．２０μｍ、−０．１５μｍ、
−０．１０μｍ、−０．０５μｍ、０．００μｍ、０．
０５μｍ、０．１０μｍ、０．１５μｍ、０．２０μｍ
と設定した。これらのシミュレーションパラメータは連
続値であることが望ましいが、計算時間を考慮し、離散
的な値とした。これら全てのパラメータ値の組み合わせ
において、スカラー回析理論に基づいた光強度シミュレ
ータを用いて光強度分布を求めた。
【０２５４】これら光強度分布において、露光装置にお
ける露光量と実験的に得られたレジストの感度から、転
写パターンサイズを与える光強度しきい値を求め、さら
に光強度しきい値に相当する等高線を求め、これを転写
レジストパターンとした。
【０２５５】該等高線の直径としてレジストパターンに
おけるコンタクトホールのサイズを求め、該サイズがコ
ンタクトホールサイズに対してあらかじめ設定された許
容条件を満たすか否かを判定した。ただし、レジストパ
ターンサイズ許容条件は、設計パターンサイズ０．５μ
ｍからのずれが１０％以内であることを設定した。
【０２５６】これらデフォーカス、露光量およびレジス
トパターンサイズにおいて、あらかじめ設定された許容
条件の範囲において、マスクパターンサイズの許容範
囲、すなわち、マスクパターンサイズ裕度が得られた。
【０２５７】上記の手続きによって求めた２通りの露光
条件のうち、焦点位置のピッチが１．５μｍの場合にお
いて、最大のマスクパターンサイズ量裕度が得られた。
したがって、該条件を採用した。
【０２５８】本実施例によって得られた露光方法によ
り、デフォーカス裕度１．５μｍ、露光量の裕度±５％
を十分にみたし、且つ、マスクパターンサイズ裕度が十
分な裕度をもってマスク製造が可能となり、これらを用
いて、シャープなレジストパターン形状を得ることがで
き、これにより半導体装置を歩留りよく製造できた。
【０２５９】本実施例においては、通常の遮光領域と光
透過領域から構成されるフォトマスクに本発明を適用し
たが、これに限定されるものでなく、位相シフトマスク
等においても同様の効果が得られる。また、本実施例に
おいては、コンタクトホールパターンに本発明を用いた
が、あくまでも例示であり、コンタクトホールパターン
以外のパターンにおいても同様の効果が得られる。
【０２６０】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回析理論の光強度シミュレーションに
よって与えられた光強度分布の光強度しきい値での等高
線を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回析理論やその他の光強度シミュレータを
用いてもよく、さらには光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレータや他の計算方法を用いて
もよく、転写実験によって直接転写レジストパターンを
求めてもよい。
【０２６１】さらに、露光量裕度、デフォーカス裕度、
レジストパターンサイズ許容条件についても、本実施例
の値に限定されることはなく、他の条件でもよい。
【０２６２】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、多数
のパラメータ、例えば３個以上のパラメータについてそ
れらの相関関係を見い出すことができ、これらの相関に
より最適条件を求めることができ、実際の条件との乖離
も小さく、各種性能の定量的な把握が可能で、時間とコ
ストの低減も図ることができ、マスクパターンサイズの
ばらつきなどの影響をも考慮できて、実際の最適化が可
能であるフォトマスク、フォトマスクの製造方法、露光
方法及び半導体装置の製造方法を提供することができ
た。
【０２６３】例えば具体的には、本発明を利用すること
により、露光工程におけるパラメータ、マスクの製造パ
ラメータを、実際のプロセスに即して、定量的に評価す
ることができた。特に、露光量裕度、デフォーカス、マ
スクパターンサイズをパラメータとして選択し、これら
の相互関係を露光装置の種々の露光条件において正確に
評価することによって、歩留まりよく例えば、半導体装
置を製造することができるとともに、製造プロセスの構
築を効率良く、かつ低コストで構築することが可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の構成を示すための説明図である。
【図２】従来技術の説明図である。
【図３】従来技術の説明図である。
【図４】実施例を説明するための図であり、露光量とレ
ジスト感度から求めた、転写パターンサイズを与える光
強度しきい値に相当する光等高線（コンター図）を示す
ものである。
【符号の説明】
Ｉ 露光量裕度（ターゲット露光裕度） II パターンサイズ（マスクパターンサイズ）裕度
（ターゲットマスクパターンサイズ裕度） III 求めたデフォーカス裕度（Ｒ面上のデフォーカス
の最小値） Ｒ 解像条件を満たす領域と満たさない領域の境界
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】本出願の請求項６の発明は、フォトリソグ
ラフィー工程において、あらかじめ設定したデフォーカ
ス裕度及びマスクパターンサイズ裕度の範囲内の複数個
のデフォーカス、マスクパターンサイズの値の組み合わ
せを設定し、さらに露光量を変化させて、得られる転写
パターンを求め、該パターンが設計時における許容条件
を満たすか否かを判定し、これより前記においてあらか
じめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターンサイズ
裕度の範囲内全てにおいて該許容条件を満たす露光量の
範囲である露光量裕度を求め、露光パラメータが該露光
量裕度を最大にする構成で設定されていることを特徴と
する露光方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】かかる露光パラメータとしては、レンズ開
口部（ＮＡ）、パーシャルコヒーレンシー、露光波長、
光源形状、瞳フィルター形状等が挙げられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】本出願の請求項１５の発明は、フォトリソ
グラフィー工程において、あらかじめ設定した露光量裕
度及びマスクパターンサイズ裕度の範囲内の複数個の露
光量、マスクパターンサイズの値の組み合わせを設定
し、さらにデフォーカスを変化させて、得られる転写パ
ターンを求め、該パターンが設計時における許容条件を
満たすか否かを判定し、これより前記においてあらかじ
め設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範
囲内全てにおいて該許容条件を満たすデフォーカスの範
囲であるデフォーカス裕度を求め、露光パラメータが該
デフォーカス裕度を最大にする構成で設定されているこ
とを特徴とする露光方法であって、これにより上記目的
を達成するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】かかる露光パラメータとしては、レンズ開
口部（ＮＡ）、パーシャルコヒーレンシー、露光波長、
光源形状、瞳フィルター形状等が挙げられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６２】本出願の請求項２４の発明は、フォトリソ
グラフィー工程において、あらかじめ設定した露光量裕
度及びデフォーカス裕度の範囲内の複数個の露光量、デ
フォーカスの値の組み合わせを設定し、さらにマスクパ
ターンサイズを変化させて、得られる転写パターンを求
め、該パターンが設計時における許容条件を満たすか否
かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定した
露光裕度、デフォーカス裕度の範囲内全てにおいて該許
容条件を満たすマスクパターンサイズの範囲であるマス
クパターンサイズ裕度を求め、露光パラメータが該マス
クパターンサイズ裕度を最大にする構成で設定されてい
ることを特徴とする露光方法であって、これにより上記
目的を達成するものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６３】かかる露光パラメータとしては、レンズ開
口部（ＮＡ）、パーシャルコヒーレンシー、露光波長、
光源形状、瞳フィルター形状等が挙げられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７３】本発明の露光方法は、デフォーカス裕度、
マスクパターンサイズ裕度、露光量裕度のいずれか１つ
を、あらかじめ設定した他の２つの範囲内の複数個のデ
ータの組み合わせで各々組み合わせて、この組み合わせ
の中で許容される範囲を求めることによりその最適値を
決定するものであるから、最適な露光条件を得ることが
できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７４】本発明の露光方法は、上記最適条件で形成
されたフォトマスクを用い、更に、最適化した適正な露
光条件により露光を行うことにより、良好なパターン形
成を行うことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２２６】実施例１３ 透過光をほぼ完全に遮光する通常の遮光領域と、光透過
領域とから構成されるフォトマスクの露光条件の最適化
に、本発明を適用した例を示す。本実施例は、露光波長
３６５ｎｍ、ＮＡ０．５７、σが０．６において、露光
回数を２回としたフレックス露光において、焦点位置の
ピッチを、１．５μｍと２．０μｍの２通りの露光条件
のどの条件を採用するか判定した例である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２２９】次に、デフォーカスを、０μｍ、±０．２
５μｍ、±０．５０μｍ、±０．７．５μｍ、±１．０
０μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパターン
サイズのずれは、−０．０５μｍ、０．００μｍ、０．
０５μｍと設定した。また、露光量の設定値からのずれ
を、−２０％、−１５％、−１０％、−５％、０％、５
％、１０％、１５％、２０％と設定した。これらのシミ
ュレーションパラメータは連続値であることが望ましい
が、計算時間を考慮し、離散的な値とした。これら全て
のパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラー回折理
論に基づいた光強度シミュレータを用いて光強度分布を
求めた。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２３６】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって与えられた光強度分布の光強度しきい値での等高
線を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回析理論やその他の光強度シミュレータを
用いてもよく、さらには光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレータや他の計算方法を用いて
もよく、転写実験によって直接転写レジストパターンを
求めてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２４１】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％、０％、５％とし、５倍レティクル上でのマスクパタ
ーンサイズのずれは、−０．０５μｍ、０．００μｍ、
０．０５μｍ設定した。また、デフォーカスを、０μ
ｍ、±０．２５μｍ、±０．５０μｍ、±０．７５μ
ｍ、±１．００μｍ０±１．２５μｍと設定した。これ
らのシミュレーションパラメータは連続値であることが
望ましいが、計算時間を考慮し、離散的な値とした。こ
れら全てのパラメータ値の組み合わせにおいて、スカラ
ー回折理論に基づいた光強度シミュレータを用いて光強
度分布を求めた。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２４８】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よってえられた光強度分布の光強度しきい値での等高線
を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレータを
用いてもよく、さらには光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレータや他の計算方法を用いて
もよく、転写実験によって直接転写レジストパターンを
求めてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２５３】次に、露光量の設定値からのずれを、−５
％、０％、５％とし、デフォーカスを、０μｍ、±０．
２５μｍ、±０．５０μｍ、、±０．７５μｍ、±１．
００μｍと設定し、５倍レティクル上でのマスクパター
ンサイズのずれは、−０．２０μｍ、−０．１５μｍ、
＝０．１０μｍ、−０．０５μｍ、０．００μｍ、０．
０５μｍ、０．１０μｍ、０．１５μｍ、０．２０μｍ
と設定した。これらのシミュレーションパラメータは連
続値であることが望ましいが、計算時間を考慮し、離散
的な値とした。これら全てのパラメータ値の組み合わせ
において、スカラー回折理論に基づいた光強度シミュレ
ータを用いて光強度分布を求めた。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２５７】上記の手続きによって求めた２通りの露光
条件のうち、焦点位置のピッチが１．５μｍの場合にお
いて、最大のマスクパターンサイズ裕度が得られた。し
たがって、該条件を採用した。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６０
【補正方法】変更
【補正内容】
【０２６０】また、転写レジストパターンを求める方法
として、スカラー回折理論の光強度シミュレーションに
よって与えられた光強度分布の光強度しきい値での等高
線を求める方法を用いたが、これに限定されることはな
く、ベクトル回折理論やその他の光強度シミュレータを
用いてもよく、さらには光強度分布を実験によって求め
てもよく、光強度分布から転写レジストパターンを求め
るにあたって現像シミュレータや他の計算方法を用いて
もよく、転写実験によって直接転写レジストパターンを
求めてもよい。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フォトリソグラフィー工程に用いられ、光
    透過領域と遮光領域を有するフォトマスクにおいて、 あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターン
    サイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパ
    ターンサイズの値の組み合わせを設定し、更に露光量を
    変化させて、得られる転写パターンを求め、該パターン
    が設計時における許容条件を満たすか否かを判定し、こ
    れより前記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕
    度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて許
    容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度を求め、 更にマスクパラメータが、前記求められた露光量裕度を
    最大にする構成で設定されていることを特徴とするフォ
    トマスク。
  2. 【請求項２】前記光透過領域が、互いに位相を異ならし
    めて光を透過する少なくとも２つの部分を備えることを
    特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
  3. 【請求項３】前記遮光領域が、フォトリソグラフィー工
    程において被露光感光剤を感光させない程度に光を透過
    し、かつ、光透過領域とは互いに位相を異ならしめて光
    を透過するものであることを特徴とする請求項１に記載
    のフォトマスク。
  4. 【請求項４】前記マスクパラメータが、マスクパターン
    サイズ、光透過領域の位相、遮光領域の透過率、遮光領
    域の位相のいずれか１つ、またはいずれか２以上の組み
    合わせであることを特徴とする請求項１ないし３のいず
    れかに記載のフォトマスク。
  5. 【請求項５】光透過領域と遮光領域を有するフォトマス
    クの製造方法において、 あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターン
    サイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパ
    ターンサイズの値の組み合わせを設定し、更に露光量を
    変化させて、得られる転写パターンを求め、該パターン
    が設計時における許容条件を満たすか否かを判定し、こ
    れより前記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕
    度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて該
    許容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度を求
    め、 マスクパラメータが、該露光量裕度を最大にする構成で
    設定されていることを特徴とするフォトマスクの製造方
    法。
  6. 【請求項６】フォトリソグラフィー工程において、あら
    かじめ設定したデフォーカス裕度及びマスクパターンサ
    イズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパタ
    ーンサイズの値の組み合わせを設定し、さらに露光量を
    変化させて、得られる転写パターンを求め、該パターン
    が設計時における許容条件を満たすか否かを判定し、こ
    れより前記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕
    度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて該
    許容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度を求
    め、露光パラメータが該露光量裕度を最大にする構成で
    設定されていることを特徴とする露光方法。
  7. 【請求項７】光透過領域と遮光領域を有するフォトマス
    クを用いる露光方法において、 あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターン
    サイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパ
    ターンサイズの値の組み合わせを設定し、更に露光量を
    変化させて、得られる転写パターンを求め、該パターン
    が設計時における許容条件を満たすか否かを判定し、こ
    れより前記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕
    度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて該
    許容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度を求
    め、 マスクパラメータが、該露光量裕度を最大にする構成で
    設定されたフォトマスクを用いることを特徴とする露光
    方法。
  8. 【請求項８】前記あらかじめ設定したデフォーカス裕度
    及びマスクパターンサイズ裕度に基づいてその露光量裕
    度を求めるフォトマスクの設計条件の最適化の際に、同
    時に該フォトマスクを用いる露光条件の最適化を行って
    最適露光条件を求める構成としたことを特徴とする請求
    項７に記載の露光方法。
  9. 【請求項９】光透過領域と遮光領域を有するフォトマス
    クを用いたフォトリソグラフィーにより半導体装置を製
    造する半導体装置の製造方法において、 あらかじめ設定したデフォーカス裕度、マスクパターン
    サイズ裕度の範囲内の複数個のデフォーカス、マスクパ
    ターンサイズの値の組み合わせを設定し、更に露光量を
    変化させて、得られる転写パターンを求め、該パターン
    が設計時における許容条件を満たすか否かを判定し、こ
    れより前記においてあらかじめ設定したデフォーカス裕
    度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて許
    容条件を満たす露光量の範囲である露光量裕度を求め、 マスクパラメータが、該露光量裕度を最大にする構成で
    設定されているフォトマスクを用いることを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクにおいて、 あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ
    裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターンサイズ
    の値の組み合わせを設定し、更にデフォーカスをジャス
    トフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パターン
    を求め、該パターンが設計時における許容条件を満たす
    か否かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定
    した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全
    てにおいて許容条件を満たすデフォーカスの範囲である
    デフォーカス裕度を求め、 マスクパラメータが、該デフォーカス裕度を最大にする
    構成で設定されていることを特徴とするフォトマスク。
  11. 【請求項１１】前記光透過領域が、互いに位相を異なら
    しめて光を透過する少なくとも２つの部分を備えること
    を特徴とする請求項１０に記載のフォトマスク。
  12. 【請求項１２】前記遮光領域が、フォトリソグラフィー
    工程において被露光感光剤を感光させない程度に光を透
    過し、かつ、光透過領域とは互いに位相を異ならしめて
    光を透過するものであることを特徴とする請求項１０に
    記載のフォマスク。
  13. 【請求項１３】前記マスクパラメータが、マスクパター
    ンサイズ、光透過領域の位相、遮光領域の透過率、遮光
    領域の位相のいずれか１つ、またはいずれか２以上の組
    み合わせであることを特徴とする請求項１０ないし１２
    のいずれかに記載のフォトマスク。
  14. 【請求項１４】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクの製造方法において、 あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ
    裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターンサイズ
    の値の組み合わせを設定し、更にデフォーカスをジャス
    トフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パターン
    を求め、該パターンが設計時における許容条件を満たす
    か否かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定
    した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全
    てにおいて該許容条件を満たすデフォーカスの範囲であ
    るデフォーカス裕度を求め、 マスクパラメータが、該デフォーカス裕度を最大にする
    構成で設定されていることを特徴とするフォトマスクの
    製造方法。
  15. 【請求項１５】フォトリソグラフィー工程において、あ
    らかじめ設定した露光量裕度及びマスクパターンサイズ
    裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターンサイズ
    の値の組み合わせを設定し、さらにデフォーカスを変化
    させて、得られる転写パターンを求め、該パターンが設
    計時における許容条件を満たすか否かを判定し、これよ
    り前記においてあらかじめ設定した露光量裕度、マスク
    パターンサイズ裕度の範囲内全てにおいて該許容条件を
    満たすデフォーカスの範囲であるデフォーカス裕度を求
    め、露光パラメータが該デフォーカス裕度を最大にする
    構成で設定されていることを特徴とする露光方法。
  16. 【請求項１６】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクを用いる露光方法において、 あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ
    裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターンサイズ
    の値の組み合わせを設定し、更にデフォーカスをジャス
    トフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パターン
    を求め、該パターンが設計時における許容条件を満たす
    か否かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定
    した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全
    てにおいて該許容条件を満たすデフォーカスの範囲であ
    るデフォーカス裕度を求め、 マスクパラメータが、該デフォーカス裕度を最大にする
    構成で設定されたフォトマスクであることを特徴とする
    露光方法。
  17. 【請求項１７】前記あらかじめ設定した露光量裕度及び
    マスクパターンサイズ裕度に基づいてそのデフォーカス
    裕度を求めるフォトマスクの設計条件の最適化の際に、
    同時に該フォトマスクを用いる露光条件の最適化を行っ
    て最適露光条件を求める構成としたことを特徴とする請
    求項１６に記載の露光方法。
  18. 【請求項１８】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクを用いたフォトリソグラフィーにより半導体装置を
    製造する半導体装置の製造方法において、 あらかじめ設定した露光量裕度、マスクパターンサイズ
    裕度の範囲内の複数個の露光量、マスクパターンサイズ
    の値の組み合わせを設定し、更にデフォーカスをジャス
    トフォーカス近傍で変化させて、得られる転写パターン
    を求め、該パターンが設計時における許容条件を満たす
    か否かを判定し、これより前記においてあらかじめ設定
    した露光量裕度、マスクパターンサイズ裕度の範囲内全
    てにおいて許容条件を満たすデフォーカスの範囲である
    デフォーカス裕度を求め、 マスクパラメータが、該デフォーカス裕度を最大にする
    構成で設定されているフォトマスクを用いることを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  19. 【請求項１９】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクにおいて、 あらかじめ設定した露光量裕度及びデフォーカス裕度の
    範囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わ
    せを設定し、更にマスクパターンサイズを変化させて、
    得られる転写パターンを求め、該パターンが設計時にお
    ける許容条件を満たすか否かを判定し、これより前記に
    おいてあらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕
    度の範囲内全てにおいて許容条件を満たすマスクパター
    ンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度を求
    め、 マスクパラメータが、該マスクパターンサイズ裕度を最
    大にする構成で設定されていることを特徴とするフォト
    マスク。
  20. 【請求項２０】前記光透過領域が、互いに位相を異なら
    しめて光を透過する少なくとも２つの部分を備えること
    を特徴とする請求項１９に記載のフォトマスク。
  21. 【請求項２１】前記遮光領域が、フォトリソグラフィー
    工程において被露光感光剤を感光させない程度に光を透
    過し、かつ、光透過領域とは互いに位相を異ならしめて
    光を透過するものであることを特徴とする請求項１９に
    記載のフトォマスク。
  22. 【請求項２２】前記マスクパラメータが、マスクパター
    ンサイズ、光透過領域の位相、遮光領域の透過率、遮光
    領域の位相のいずれか１つ、またはいずれか２以上の組
    み合わせであることを特徴とする請求項１９ないし２１
    のいずれかに記載のフォトマスク。
  23. 【請求項２３】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクの製造方法において、 あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度の範
    囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わせ
    を設定し、更にマスクパターンサイズ裕度を変化させ
    て、得られる転写パターンを求め、該パターンが設計時
    における許容条件を満たすか否かを判定し、これより前
    記においてあらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカ
    ス裕度の範囲内全てにおいて該許容条件を満たすマスク
    パターンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度
    を求め、 マスクパラメータが、該マスクパターンサイズ裕度を最
    大にする構成で設定されていることを特徴とするフォト
    マスクの製造方法。
  24. 【請求項２４】フォトリソグラフィー工程において、あ
    らかじめ設定した露光量裕度及びデフォーカス裕度の範
    囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わせ
    を設定し、さらにマスクパターンサイズを変化させて、
    得られる転写パターンを求め、該パターンが設計時にお
    ける許容条件を満たすか否かを判定し、これより前記に
    おいてあらかじめ設定した露光裕度、デフォーカス裕度
    の範囲内全てにおいて該許容条件を満たすマスクパター
    ンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度を求
    め、露光パラメータが該マスクパターンサイズ裕度を最
    大にする構成で設定されていることを特徴とする露光方
    法。
  25. 【請求項２５】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクを用いる露光方法において、 あらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度の範
    囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わせ
    を設定し、更にマスクパターンサイズを変化させて、得
    られる転写パターンを求め、該パターンが設計時におけ
    る許容条件を満たすか否かを判定し、これより前記にお
    いてあらかじめ設定した露光量裕度、デフォーカス裕度
    の範囲内全てにおいて該許容条件を満たすマスクパター
    ンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度を求
    め、 マスクパラメータが、該マスクパターンサイズ裕度を最
    大にする構成で設定されたフォトマスクであることを特
    徴とする露光方法。
  26. 【請求項２６】前記においてあらかじめ設定したデフォ
    ーカス裕度及び露光量裕度に基づいてそのマスクパター
    ンサイズ裕度を求めるフォトマスクの設計条件の最適化
    の際に、同時に該フォトマスクを用いる露光条件の最適
    化を行って最適露光条件を求める構成としたことを特徴
    とする請求項２５に記載の露光方法。
  27. 【請求項２７】光透過領域と遮光領域を有するフォトマ
    スクを用いたフォトリソグラフィーにより半導体装置を
    製造する半導体装置の製造方法において、 あらかじめ設定した露光量裕度及びデフォーカス裕度の
    範囲内の複数個の露光量、デフォーカスの値の組み合わ
    せを設定し、更にマスクパターンサイズを変化させて、
    得られる転写パターンを求め、該パターンが設定時にお
    ける許容条件を満たすか否かを判定し、これより前記に
    おいてあらかじめ設計した露光量裕度、デフォーカス裕
    度の範囲内全てにおいて許容条件を満たすマスクパター
    ンサイズの範囲であるマスクパターンサイズ裕度を求
    め、 マスクパラメータが、該マスクパターンサイズ裕度を最
    大にする構成で設定されているフォトマスクであること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
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