JPH08101491A

JPH08101491A - フォトマスク

Info

Publication number: JPH08101491A
Application number: JP26162194A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Fukushima; 祐一福島; Kazuo Suzuki; 和夫鈴木
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体装置の製造プロセスのフォトリソグラ
フィ工程において、フォトレジスト膜に形成するパター
ンを所期の矩形パターンに十分に近似させ、高精度にパ
ターニングできるようにする。【構成】少なくとも一部に透光部１０ｂ又は遮光部１
０ａからなる矩形パターンＰを設けたフォトマスクにお
いて、その矩形パターンＰの隣接領域に、その矩形パタ
ーンの投影像の光強度分布を補正し、投影像のパターン
のコーナー部の丸みを低減させる補正パターンｐ1 、ｐ
2 を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造プロ
セスのフォトリソグラフィ工程において使用するフォト
マスク及びそのフォトマスクを用いた露光方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＬＳＩ中のトランジスタや配
線パターンの形成にフォトリソグラフィ技術が使用され
ている。フォトリソグラフィ工程においては、まず被加
工材料上にフォトレジスト膜を形成し、そのフォトレジ
スト膜を、フォトマスクを通して紫外線等を照射するこ
とにより感光させる。次に、感光させたフォトレジスト
膜を現像し、フォトレジスト膜をパターニングする。こ
のようにして得られたフォトレジスト膜のパターンは、
エッチングやイオン注入等の次工程のマスクとして使用
される。

【０００３】ここで、フォトレジスト膜を形成するレジ
スト材料には、感光した部分が現像により除去されてパ
ターンが形成されるポジ形レジストと、現像により非感
光部分が除去され、感光部分が残存してパターンを形成
するネガ形レジストがある。したがって、フォトマスク
としては、使用するレジスト材料の種類に応じて、透光
部内に設けた遮光部でパターンを構成したものや、遮光
部内に設けた透光部でパターンを構成したものが用いら
れる。

【０００４】例えば、図１６（ａ）は、ネガ形レジスト
からなるフォトレジスト膜に微細矩形のパターンを形成
する場合に使用するフォトマスク１であり、遮光部１ａ
に透光部１ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸法：
幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝１．０μｍ）を形成し
たものである。また、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の
フォトマスク１をフォトレジスト膜に等倍で露光し投影
した場合の投影像のレジスト膜表面の光強度分布を、光
強度シミュレーションにより表わした図である。この場
合の露光条件は、光源波長３６５ｎｍ（ｉ線）、露光装
置の開口数０．５、コヒーレンス度０．８である。同図
において、実線Ｉで示した等高線は、フォトマスク１に
入射した光強度を１としたときの光強度比を０．１刻み
で表したものであり、矩形パターンの外側から内側に向
かって順次高い値となっている。フォトリソグラフィの
設定条件にもよるが、このように露光されたフォトレジ
スト膜は、通常、現像により、光強度０．３の等高線
（太線の等高線）Ｉｘに沿ってパターニングされる。

【０００５】また、図１７（ａ）はポジ形レジスト材料
からなるフォトレジスト膜に、図１６と同様の微細矩形
パターンを形成する場合に使用するフォトマスク２であ
り、透光部２ｂに遮光部２ａからなる矩形パターンＰ
（パターン寸法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝１．
０μｍ）を形成したものである。そして同図（ｂ）は、
同図（ａ）のフォトマスク２をフォトレジスト膜に、図
１６の場合と同様に、等倍で露光し投影した場合の投影
像のレジスト膜表面の光強度分布を、光強度シミュレー
ションにより表わした図である。同図においても、実線
で示した等高線Ｉは、フォトマスク２に入射した光強度
を１としたときの光強度比を０．１刻みで表しており、
太線の等高線Ｉｘは光強度０．３の等高線を表してい
る。ただし、図１７（ｂ）の等高線は、図１６（ｂ）の
等高線と反対に矩形パターンの内側から外側に向かって
順次高い値となっている。

【０００６】なお、図１６及び図１７においては、フォ
トマスク１、２の矩形パターンＰを等倍でフォトレジス
トに投影する場合を示したが、微細パターンを高精度に
形成するために、一般に、フォトマスクのパターンはフ
ォトレジスト膜に形成すべき所期のパターンを拡大した
ものとし（例えば、５倍）、縮小投影露光装置を使用し
てフォトレジスト膜にフォトマスクの縮小投影像を形成
することにより所期の大きさのパターンを形成すること
もなされている。この場合に使用するフォトマスクは、
５倍レチクルと称されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の半導
体装置の微細化に伴い、フォトリソグラフィ工程におい
ては、解像度を向上させ、フォトレジスト膜に高精度に
所期のパターンを形成することが望まれている。

【０００８】しかしながら、上述のように、フォトレジ
スト膜上のフォトマスクの投影像の光強度分布は図１６
（ｂ）及び図１７（ｂ）に示したような等高線で表さ
れ、現像により得られるフォトレジスト膜のパターン
は、フォトマスクに形成したパターンと同一形状にはな
らない。フォトリソグラフィの設定条件にもよるが、通
常、光強度０．３の等高線Ｉｘのパターンとなる。その
ため、実際に得られるフォトレジスト膜のパターンはコ
ーナー部が丸みを帯び、所期の矩形パターンとは異なる
ものとなる。例えば、フォトレジスト膜として市販のネ
ガ型レジスト（ＴＨＭＲ−ｉＮ２００、東京応化工業
（株）製）を用意し、それを図１６（ａ）のフォトマス
クを用いて図１６（ｂ）と同様に露光し、現像した場
合、得られるフォトレジスト膜の矩形パターンのコーナ
ー部の丸みは、内径約０．３５μｍ程度となる。

【０００９】半導体装置に形成される回路パターンの多
くは、矩形パターンあるいはその複合パターンで設計さ
れているため、上述のようにフォトレジスト膜のパター
ンのコーナー部が所期の設計にない丸みを帯びること
は、回路素子の特性に影響を及ぼすので問題となる。そ
のため、フォトレジスト膜に所期の矩形パターンを形成
できるようにすることが望まれていた。

【００１０】本発明は以上のような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、半導体装置の製造工程にお
けるフォトリソグラフィ工程において、フォトレジスト
膜に形成されるパターンを所期の矩形パターンに十分に
近似させ、それによりフォトレジスト膜を高精度にパタ
ーニングできるようにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、フォトレジ
スト膜を矩形にパターニングする場合に、フォトマスク
に形成するパターンを、単にフォトレジスト膜に形成す
べき所期の矩形パターンと同形とするのではなく、所期
の矩形パターンに補正パターンを付加したパターンとす
ると、フォトレジスト膜におけるフォトマスクの投影像
のうち現像によりパターニングされる光強度の部分が、
コーナー部の丸みが低減した矩形パターンとなり、これ
により、上記の目的を達成できることを見出し、本発明
を完成させるに至った。

【００１２】即ち、本発明は、少なくとも一部に透光部
又は遮光部からなる矩形パターンを有するフォトマスク
において、その矩形パターンの隣接領域に、その矩形パ
ターンの投影像の光強度分布を補正し、投影像のパター
ンのコーナー部の丸みを低減させる補正パターンが設け
られていることを特徴とするフォトマスクを提供する。

【００１３】また本発明は、このようなフォトマスクを
使用してフォトレジスト膜を露光し、フォトレジスト膜
にフォトマスクの投影像として矩形パターンを形成する
フォトレジストの露光方法を提供する。

【００１４】

【作用】本発明のフォトマスクには、フォトレジスト膜
に形成すべき所期の矩形パターンと同形（拡大形を含
む）の矩形パターンだけではなく、その矩形パターンの
隣接領域に補正パターンが形成されている。したがっ
て、本発明のフォトマスクの投影像の光強度分布は、矩
形パターンの投影像と補正パターンの投影像との合成像
となり、矩形パターン単独の場合に比して矩形パターン
のコーナー部の光強度が補正される。即ち、フォトレジ
スト膜におけるフォトマスクの投影像のうち、現像によ
りパターニングされる光強度を有するパターンは、その
コーナー部の丸みが低減し、コーナー部が直角に近付
く。これにより、フォトレジスト膜のパターンを所期の
矩形パターンに十分に近似させ、精度よくパターニング
することが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等
の構成要素を表している。

【００１６】実施例１図１（ａ）は、本発明の実施例のフォトマスク１０の部
分平面図である。このフォトマスク１０は、遮光部１０
ａに透光部１０ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．８μｍ、長さＬ2 ＝１．１μｍ）を有
し、さらにその矩形パターンＰの短辺に接するように、
微細な正方形の透光部からなる２つの補正パターンｐ1
（パターン寸法：幅Ｌ3 ＝０．２μｍ、長さＬ4 ＝０．
２μｍ）及び補正パターンｐ2 （パターン寸法：幅Ｌ5
＝０．２μｍ、長さＬ6 ＝０．２μｍ）を有している。
同図からわかるように、微細な補正パターンｐ1 、ｐ2
は、矩形パターンＰの幅方向Ｘの短辺の両端部に、矩形
パターンＰの長手方向Ｙの延長線内で、かつ矩形パター
ンＰの長辺の延長線に接するように設けられている。ま
た、微細な補正パターンｐ1 、ｐ2 は、矩形パターンＰ
の長手方向の軸Ａに対して対称に配設されている。

【００１７】図１（ｂ）は、図１（ａ）のフォトマスク
１０を投影露光装置でウエハ上のレジスト表面に投影し
た場合の投影像の光強度分布を光強度シミュレーション
により計算し、等高線で示した図である。この場合、露
光条件は、光源波長３６５ｎｍ、開口数０．５、コヒー
レンス度０．８である。図中、実線は、フォトマスクへ
の入射光線強度を１とした場合の光強度を０．１刻みで
表した等高線Ｉであり、ほぼ矩形の投影パターンの外側
から内側へ向かって、等高線の光強度は順次高い値とな
っている。実線で表した等高線のうち太線Ｉｘは光強度
０．３の等高線であり、通常の現像条件により現像した
場合に、実際のパターン形状となるものである。また、
図中、破線はフォトマスク１０のパターンである。

【００１８】図１（ｃ）は、図１（ａ）のフォトマスク
１０において補正パターンｐ1 、ｐ2 を形成しなかった
もの、即ち、矩形パターンＰのみからなる従来のパター
ンのフォトマスクを用いて、図１（ｂ）と同様に光強度
シミュレーションを行うことにより描いた光強度分布図
である。この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の
等高線であり、現像により実際に得られるパターン形状
を表している。

【００１９】図１（ｂ）から、図１（ａ）のフォトマス
ク１０を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．１
５μｍであり、図１（ｃ）に示した従来のフォトマスク
により得られるパターンに比して、コーナー部の丸みが
大きく低減した良好なパターンとなっていることがわか
る。

【００２０】実施例２図２（ａ）は、本発明の実施例のフォトマスク１１の平
面図である。このフォトマスク１１も、図１（ａ）のフ
ォトマスク１０と同様に、遮光部１１ａに透光部１１ｂ
からなる矩形パターンＰ（Ｐm 、Ｐn ）（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝１．０μｍ）を有
し、さらにその矩形パターンＰの短辺に接するように、
微細な矩形の透光部からなる２つの補正パターンｐ1
（パターン寸法：幅Ｌ3 ＝０．１５μｍ、長さＬ4 ＝
０．４μｍ）及び補正パターンｐ2 （パターン寸法：幅
Ｌ5 ＝０．１５μｍ、長さＬ6 ＝０．４μｍ）を有して
いる。この図２のフォトマスク１１は、図１のフォトマ
スク１０に対して、補正パターンｐ1 、ｐ2 の形状が長
方形である点で異なっている。なお、図１のフォトマス
ク１０には１つのマスクパターンが描かれているのに対
し、図２のフォトマスク１１には２つのマスクパターン
Ｐm 、Ｐn が並列して描かれている。

【００２１】図２（ｂ）は、図２（ａ）のフォトマスク
１１を用いて図１（ｂ）と同様に光強度シミュレーショ
ンを行うことにより光強度の等高線Ｉを描いた光強度分
布図である。この図においても、太線Ｉｘは光強度０．
３の等高線であり、現像により実際に得られるパターン
形状を表している。

【００２２】図２（ｂ）から、図２（ａ）のフォトマス
ク１１を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．２
０μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パターン
のフォトマスクを使用した場合に比して、コーナー部の
丸みが大きく低減した良好なパターンとなっていること
がわかる。また、２つのマスクパターンＰm 、Ｐn を並
列させた場合でも、それら個々の光強度分布曲線が融合
しておらず、図１（ａ）の単独のマスクパターンを形成
した場合と同様の補正パターンの効果が得られているこ
とがわかる。

【００２３】実施例３図３（ａ）は、図２（ａ）のフォトマスク１１の遮光部
と透光部とを反転させたフォトマスク１２の平面図であ
り、透光部１２ｂに遮光部１２ａからなるパターンＰ
（Ｐm 、Ｐn ）、ｐ1 、ｐ2 が形成されている。また、
図２（ｂ）はそのフォトマスク１２を用いて図１（ｂ）
と同様に光強度シミュレーションを行うことにより描い
た光強度分布図である。この図においても、太線Ｉｘは
光強度０．３の等高線であり、現像により実際に得られ
るパターン形状を表している。

【００２４】図２（ｂ）から、図２（ａ）のフォトマス
ク１２を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．１
６μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パターン
のフォトマスクに比して、コーナー部の丸みが大きく低
減した良好なパターンとなっていることがわかる。

【００２５】実施例４図４（ａ）は、本発明の異なる態様のフォトマスク１３
の平面図である。このフォトマスク１３も図１（ａ）に
示したフォトマスク１０と同様に遮光部１３ａに透光部
１３ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸法：幅Ｌ1
＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝０．６μｍ）を有し、その矩
形パターンＰの端辺に接するように、微細な矩形の透光
部からなる補正パターンｐ3 （パターン寸法：幅Ｌ3 ＝
０．３μｍ、長さＬ4 ＝０．１５μｍ）及び補正パター
ンｐ4 （パターン寸法：幅Ｌ5 ＝０．３μｍ、長さＬ6
＝０．１５μｍ）を軸対称に有しているが、これら補正
パターンｐ3 、ｐ4 は間隔（Ｌ7 ＝０．２μｍ）をおい
て配設され、それらの端部が、矩形パターンＰのＹ方向
の延長上からはみ出るように配設されている点が異な
る。

【００２６】図４（ｂ）は、図４（ａ）のフォトマスク
１３を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレーシ
ョンを行うことにより光強度の等高線Ｉを描いた光強度
分布図である。この図においても、太線Ｉｘは光強度
０．３の等高線であり、現像により実際に得られるパタ
ーン形状を表している。また、破線はフォトマスク１３
のパターンを表している。

【００２７】図４（ｃ）は、図４（ａ）のフォトマスク
１３において補正パターンｐ3 、ｐ4 を形成しなかった
もの、即ち、矩形パターンＰのみからなる従来のパター
ンのフォトマスクを用いて同様に光強度シミュレーショ
ンを行うことにより描いた光強度分布図である。

【００２８】図４（ｂ）から、図４（ａ）のフォトマス
ク１３を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．１
８μｍであり、図４（ｃ）に示した従来のフォトマスク
により得られるパターンに比して、コーナー部の丸みが
大きく低減した良好なパターンとなっていることがわか
る。

【００２９】実施例５図５（ａ）は、図４（ａ）のフォトマスク１３の遮光部
と透光部とを反転させたフォトマスク１４の平面図であ
り、透光部１４ｂに遮光部１４ａからなるパターンｐ、
ｐ3 、ｐ4 が形成されている。また、図５（ｂ）はその
フォトマスク１４を用いて図１（ｂ）と同様に光強度シ
ミュレーションを行うことにより描いた光強度分布図で
ある。この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等
高線であり、現像により実際に得られるパターン形状を
表しており、破線はフォトマスク１４のパターンを表し
ている。

【００３０】また、図５（ｃ）は、図５（ａ）のフォト
マスク１４において補正パターンを形成しなかったも
の、即ち、矩形パターンＰのみからなる従来のパターン
のフォトマスクを用いて同様に光強度シミュレーション
を行うことにより描いた光強度分布図である。

【００３１】図５（ｂ）から、図５（ａ）のフォトマス
ク１４を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．１
４μｍであり、図５（ｃ）に示した従来のパターンに比
して、コーナー部の丸みが大きく低減した良好なパター
ンとなっていることがわかる。

【００３２】実施例６図６（ａ）は、本発明のさらに異なる態様のフォトマス
ク１５の平面図である。このフォトマスク１５も図１
（ａ）に示したフォトマスク１０と同様に遮光部１５ａ
に透光部１５ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝０．６μｍ）を有
し、その矩形パターンＰの隣接領域に、微細な矩形の透
光部からなる補正パターンｐ5 （パターン寸法：幅Ｌ3
＝０．１５μｍ、長さＬ4 ＝０．２μｍ）及び補正パタ
ーンｐ6 （パターン寸法：幅Ｌ5 ＝０．１５μｍ、長さ
Ｌ6 ＝０．２μｍ）を軸対称に有している。これら補正
パターンｐ5 、ｐ6 は、矩形パターンＰのＹ方向の延長
線内にあり、Ｙ方向の辺の延長線に接するように設けら
れている点でも図１（ａ）に示したフォトマスク１０と
同様であるが、補正パターンｐ5 、ｐ6 が矩形パターン
Ｐの端辺に接することなく、矩形パターンＰと微小間隔
（Ｌ8 ＝０．１μｍ）をおいて配設されている点で異な
る。

【００３３】図６（ｂ）は、図６（ａ）のフォトマスク
１５を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレーシ
ョンを行うことにより光強度の等高線Ｉを描いた光強度
分布図である。この図においても、太線Ｉｘは光強度
０．３の等高線であり、現像により実際に得られるパタ
ーン形状を表している。

【００３４】図６（ｂ）から、図６（ａ）のフォトマス
ク１５を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．２
３μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パターン
のフォトマスクを使用した場合に比して、コーナー部の
丸みが大きく低減した良好なパターンとなっていること
がわかる。

【００３５】実施例７図７（ａ）は、図６（ａ）のフォトマスク１５の遮光部
と透光部とを反転させたフォトマスク１６の平面図であ
り、透光部１６ｂに遮光部１６ａからなるパターンＰ、
ｐ5 、ｐ6 が形成されている。また、図７（ｂ）はその
フォトマスク１６を用いて図１（ｂ）と同様に光強度シ
ミュレーションを行うことにより描いた光強度分布図で
ある。この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等
高線であり、現像により実際に得られるパターン形状を
表している。

【００３６】図７（ｂ）から、図７（ａ）のフォトマス
ク１６を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．１
８μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パターン
のフォトマスクに比して、コーナー部の丸みが大きく低
減した良好なパターンとなっていることがわかる。

【００３７】実施例８図８（ａ）も、本発明のさらに異なる態様のフォトマス
ク１７の平面図である。このフォトマスク１７も図１
（ａ）に示したフォトマスク１０と同様に遮光部１７ａ
に透光部１７ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝０．６μｍ）を有
し、その矩形パターンＰの隣接領域に、微細な矩形の透
光部からなる補正パターンを有しているが、このフォト
マスク１７においては、矩形パターンＰに対して一つの
幅広の補正パターンｐ7 （パターン寸法：幅Ｌ3 ＝１．
０μｍ、長さＬ4 ＝０．１５μｍ）が、その両端部が矩
形パターンＰのＹ方向の延長線上からはみ出るように形
成されている点が異なる。また、この補正パターンｐ7
は、矩形パターンＰの端辺に接することなく、矩形パタ
ーンＰと微小間隔（Ｌ8 ＝０．１μｍ）をおいて配設さ
れている。

【００３８】図８（ｂ）は、図８（ａ）のフォトマスク
１７を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレーシ
ョンを行うことにより光強度の等高線Ｉを描いた光強度
分布図である。この図においても、太線Ｉｘは光強度
０．３の等高線であり、現像により実際に得られるパタ
ーン形状を表している。

【００３９】図８（ｂ）から、図８（ａ）のフォトマス
ク１７を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．２
０μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パターン
のフォトマスクを使用した場合に比して、コーナー部の
丸みが大きく低減した良好なパターンとなっていること
がわかる。

【００４０】実施例９図９のフォトマスク１８は、図８（ａ）のフォトマスク
１７においてその補正パターンｐ7 を２つに分割して補
正パターンｐ8 （パターン寸法：幅Ｌ3 ＝０．４μｍ、
長さＬ4 ＝０．１５μｍ）及び補正パターンｐ9 （パタ
ーン寸法：幅Ｌ5 ＝０．４μｍ、長さＬ6 ＝０．１５μ
ｍ）とし、両者に間隔（Ｌ7 ＝０．２μｍ）をあけたも
のである。この補正パターンｐ8 、ｐ9 も矩形パターン
Ｐと微小間隔（Ｌ8 ＝０．１μｍ）をおいて配設されて
いる。

【００４１】図９（ｂ）は、図９（ａ）のフォトマスク
１８を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレーシ
ョンを行うことにより光強度の等高線Ｉを描いた光強度
分布図である。この図においても、太線Ｉｘは光強度
０．３の等高線であり、現像により実際に得られるパタ
ーン形状を表している。

【００４２】図９（ｂ）から、図９（ａ）のフォトマス
ク１８を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ矩形
のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約０．１
８μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パターン
のフォトマスクを使用した場合に比して、コーナー部の
丸みが大きく低減した良好なパターンとなっていること
がわかる。

【００４３】実施例１０図１０（ａ）は、本発明のさらに異なる態様のフォトマ
スク１９の平面図である。このフォトマスク１９も図１
（ａ）に示したフォトマスク１０と同様に遮光部１９ａ
に透光部１９ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝０．６μｍ）を有
し、その矩形パターンＰの端辺に接するように、微細な
透光部からなる補正パターンｐ10を有するが、この補正
パターンｐ10は矩形ではなく、枠状のパターンとなって
いる（パターン寸法：幅Ｌ9 ＝０．１μｍ、幅Ｌ10＝
０．４μｍ、長さＬ11＝０．２μｍ、長さＬ12＝０．０
５μｍ）。このフォトマスク１９の補正パターンｐ10
は、図１（ａ）のフォトマスク１０の補正パターンｐ1
、ｐ2 と同様に、矩形パターンＰの端辺に隣接し、か
つ矩形パターンＰのＹ方向の辺の延長線と接するように
設けられている２つの補正パターンｐ10a 、ｐ10b 、及
びこれら２つの補正パターンｐ10a 、ｐ10b を相互に連
結する補正パターンｐ10c から形成されているとみるこ
とができる。あるいはまた、矩形パターンｐA の端部に
遮光部からなる微小矩形パターンｐB を埋め込んだもの
ともみることができる。

【００４４】図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のフォトマ
スク１９を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレ
ーションを行うことにより描いた光強度分布図である。
この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等高線で
あり、現像により実際に得られるパターン形状を表して
いる。また破線はフォトマスク１９のパターンを表して
いる。

【００４５】図１０（ｂ）から、図１０（ａ）のフォト
マスク１９を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ
矩形のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約
０．２２μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パ
ターンのフォトマスクを使用した場合に比して、コーナ
ー部の丸みが大きく低減した良好なパターンとなってい
ることがわかる。

【００４６】また、この実施例のように補正パターンを
枠状とすると、フォトマスクのパターン中に図１（ａ）
のフォトマスク１０の補正パターンｐ1 、ｐ2 のような
微小凸部がなくなるので、マスクパターンの検査時に欠
陥として誤認されることを防止できるので好ましい。

【００４７】実施例１１図１１（ａ）は、図１０（ａ）のフォトマスク１９の遮
光部と透光部とを反転させたフォトマスク２０の平面図
であり、透光部２０ｂに遮光部２０ａからなるパターン
Ｐ、ｐ10が形成されている。また、図１１（ｂ）はその
フォトマスク２０を用いて図１（ｂ）と同様に光強度シ
ミュレーションを行うことにより描いた光強度分布図で
ある。この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等
高線であり、現像により実際に得られるパターン形状を
表しており、破線はフォトマスク２０のパターンを表し
ている。

【００４８】図１１（ｂ）から、図１１（ａ）のフォト
マスク２０を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ
矩形のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約
０．１７μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パ
ターンのフォトマスクに比して、コーナー部の丸みが大
きく低減した良好なパターンとなっていることがわか
る。

【００４９】実施例１２図１２（ａ）も本発明のさらに異なる態様のフォトマス
ク２１の平面図である。このフォトマスク２１は、図１
０のフォトマスク１９と同様に、遮光部２１ａに透光部
２１ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸法：幅Ｌ1
＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝１．０μｍ）を有し、その矩
形パターンＰの端辺に接するように枠状の補正パターン
ｐ10（パターン寸法：幅Ｌ9 ＝０．１５μｍ、幅Ｌ10＝
０．３μｍ、長さＬ11＝０．３μｍ、長さＬ12＝０．１
μｍ）を有しているが、これら矩形パターンＰと補正パ
ターンｐ10からなるマスクパターンが２つ並列している
点が異なっている。

【００５０】図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のフォトマ
スク２１を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレ
ーションを行うことにより描いた光強度分布図である。
この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等高線で
あり、現像により実際に得られるパターン形状を表して
いる。

【００５１】図１２（ｂ）から、図１２（ａ）のフォト
マスク２１を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ
矩形のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約
０．２３μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パ
ターンのフォトマスクを使用した場合に比して、コーナ
ー部の丸みが大きく低減した良好なパターンとなってい
ることがわかる。また２つのマスクパターンの光強度分
布曲線が互いに融合しておらず、図１０（ａ）の単独の
マスクパターンを形成した場合と同様に、補正パターン
ｐ10による効果が得られていることがわかる。

【００５２】実施例１３図１３（ａ）は、図１２（ａ）のフォトマスク２１の遮
光部と透光部とを反転させたフォトマスク２２の平面図
であり、透光部２２ｂに遮光部２２ａからなるパターン
Ｐ、ｐ10が形成されている。また、図１３（ｂ）はその
フォトマスク２２を用いて図１（ｂ）と同様に光強度シ
ミュレーションを行うことにより描いた光強度分布図で
ある。この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等
高線であり、現像により実際に得られるパターン形状を
表している。

【００５３】図１３（ｂ）から、図１３（ａ）のフォト
マスク２２を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ
矩形のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約
０．１６μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パ
ターンのフォトマスクに比して、コーナー部の丸みが大
きく低減した良好なパターンとなっていることがわか
る。

【００５４】実施例１４図１４（ａ）は、本発明のさらに異なる態様のフォトマ
スク２３の平面図である。このフォトマスク２３も図１
（ａ）に示したフォトマスク１０と同様に遮光部２３ａ
に透光部２３ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝０．６μｍ）を有
し、その矩形パターンＰの端辺に接するように、微細な
透光部からなる補正パターンｐ11を有するが、この補正
パターンｐ11は、枠状の補正パターン内部に、その補正
パターンの対向する両枠部分を連結する補正パターンを
設けた形状のはしご状のパターンとなっている（パター
ン寸法：幅Ｌ9 ＝０．１５μｍ、幅Ｌ10＝０．３μｍ、
長さＬ13＝０．１５μｍ、長さＬ14＝０．０５μｍ）。

【００５５】図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のフォトマ
スク２３を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレ
ーションを行うことにより描いた光強度分布図である。
この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等高線で
あり、現像により実際に得られるパターン形状を表して
いる。また破線はフォトマスク２３のパターンを表して
いる。

【００５６】図１４（ｂ）から、図１４（ａ）のフォト
マスク２３を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ
矩形のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約
０．２３μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パ
ターンのフォトマスクを使用した場合に比して、コーナ
ー部の丸みが大きく低減した良好なパターンとなってい
ることがわかる。

【００５７】実施例１５図１５（ａ）は、本発明のさらに異なる態様のフォトマ
スク２４の平面図である。このフォトマスク２４も図１
（ａ）に示したフォトマスク１０と同様に遮光部２４ａ
に透光部２４ｂからなる矩形パターンＰ（パターン寸
法：幅Ｌ1 ＝０．６μｍ、長さＬ2 ＝０．６μｍ）を有
し、その矩形パターンＰの端辺に接するように、微細な
透光部からなる補正パターンｐ12を有するが、この補正
パターンｐ12は、Ｈ字状のパターンとなっている（パタ
ーン寸法：幅Ｌ9 ＝０．１５μｍ、幅Ｌ10＝０．３μ
ｍ、長さＬ13＝０．１５μｍ、長さＬ14＝０．１μ
ｍ）。

【００５８】図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のフォトマ
スク２４を用いて、図１（ｂ）と同様に光強度シミュレ
ーションを行うことにより描いた光強度分布図である。
この図においても、太線Ｉｘは光強度０．３の等高線で
あり、現像により実際に得られるパターン形状を表して
いる。また破線はフォトマスク２４のパターンを表して
いる。

【００５９】図１５（ｂ）から、図１５（ａ）のフォト
マスク２４を使用して得られるフォトレジスト膜のほぼ
矩形のパターンは、そのコーナー部の丸みの曲率が約
０．２０μｍであり、補正パターンのない従来の矩形パ
ターンのフォトマスクを使用した場合に比して、コーナ
ー部の丸みが大きく低減した良好なパターンとなってい
ることがわかる。

【００６０】以上、本発明のフォトマスクにおける補正
パターンの種々の例を実施例に基づいて具体的に説明し
たが、これらの実際のマスクパターンにおいては、これ
ら補正パターンのいずれかが適宜選択される。例えば、
孤立パターンの場合には矩形保持性の点から、実施例
４、５又は９等の態様が好ましく、また、ライン・アン
ド・スペースの場合には近接効果を避けるために、実施
例１、２又は３等の態様が好ましい。

【００６１】また、本発明のフォトマスクにおける補正
パターンの形状、大きさ、所期の矩形パターンに対する
配設位置等は上記の実施例に限定されることなく、フォ
トレジスト膜に形成しようとするパターン寸法、レジス
ト材料、露光条件（開口数、コヒーレンス度、露光波長
等）、現像条件等に応じて適宜定めることができる。例
えば、補正パターンの形状は矩形またはその複合形に限
られることなく、円形、不定形などとすることができ
る。ただし、一般には、パターンデータ作成の点から矩
形パターンが好ましい。また、補正パターンの所期の矩
形パターンに対する配設位置は、実施例では矩形パター
ンの一つの端辺もしくは短辺の隣接領域としたが、これ
に限られない。さらに、フォトマスクのマスクパターン
も、実施例では説明の便宜上等倍のパターンについて説
明したが、５倍レクチル等の拡大倍率のパターンとする
ことができる。

【００６２】補正パターンの形状や配設位置等の具体的
決定方法としては、光強度シミュレーションを使用する
手法によってもよく、実際の露光テストにより最適パタ
ーンを決定してもよい。

【００６３】なお、本発明のフォトマスクにおいて、上
述のような矩形パターン及び補正パターンは、フォトマ
スク中に少なくとも一組含まれていればよく、したがっ
て、本発明のフォトマスクは、必要に応じて種々のマス
クパターンを含むことができる。

【００６４】本発明において、フォトマスクを構成する
材料や、パターンの形成方法そのものは従来例と同様に
することができる。例えば、ソーダライムガラス、低膨
脹ガラス、合成石英ガラス、パイレックス等のガラス基
板に、遮光材として銀塩乳剤から形成した薄膜、Ｃｒ
系、ＭｏＳｉ系薄膜等の金属系薄膜をパターニングした
ものを使用することができる。この場合、遮光材のパタ
ーニングは、写真蝕刻技術により行うことができる。

【００６５】本発明の露光方法は、上述のような本発明
のフォトマスクを使用する以外は従来のフォトリソグラ
フィ技術における露光方法と同様に行うことができ、縮
小投影露光装置、等倍投影露光装置等の公知の露光装置
で本発明のフォトマスクを使用し、フォトレジスト膜に
フォトマスクの投影像が形成されるようにすればよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明のフォトマスクによれば、半導体
装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程におい
て、フォトレジスト膜に形成されるパターンを所期の矩
形パターンに十分に近似させ、高精度にパターニングす
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ）、（ｃ））である。

【図２】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ））である。

【図３】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ））である。

【図４】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ）、（ｃ））である。

【図５】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ）、（ｃ））である。

【図６】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ））である。

【図７】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ））である。

【図８】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ））である。

【図９】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同図
（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図
（同図（ｂ））である。

【図１０】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同
図（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布
図（同図（ｂ））である。

【図１１】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同
図（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布
図（同図（ｂ））である。

【図１２】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同
図（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布
図（同図（ｂ））である。

【図１３】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同
図（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布
図（同図（ｂ））である。

【図１４】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同
図（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布
図（同図（ｂ））である。

【図１５】本発明の実施例のフォトマスクの平面図（同
図（ａ））及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布
図（同図（ｂ））である。

【図１６】従来のフォトマスクの平面図（同図（ａ））
及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図（同図
（ｂ））である。

【図１７】従来のフォトマスクの平面図（同図（ａ））
及びフォトマスクの露光投影像の光強度分布図（同図
（ｂ））である。

【符号の説明】

１０フォトマスク１０ａフォトマスクの遮光部１０ｂフォトマスクの透光部１１〜２４フォトマスクＰ矩形パターンｐ1 〜ｐ12 補正パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遮光部又は透光部の少なくとも一部に透
光部又は遮光部からなる矩形パターンを有するフォトマ
スクにおいて、その矩形パターンの隣接領域に、その矩
形パターンの投影像の光強度分布を補正し、投影像のパ
ターンのコーナー部の丸みを低減させる補正パターンが
設けられていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】補正パターンが、前記矩形パターンの端
辺に隣接した微細矩形補正パターンである請求項１記載
のフォトマスク。
【請求項３】微細矩形補正パターンが、前記矩形パタ
ーンの短辺の両端部にそれぞれ隣接する２つのパターン
からなり、その２つの微細矩形補正パターンは前記矩形
パターンの長手方向の延長線内で、矩形パターンの長辺
の延長線に接するように設けられている請求項２記載の
フォトマスク。
【請求項４】２つの微細矩形補正パターンを相互に連
結する微細矩形補正パターンがさらに設けられている請
求項３記載のフォトマスク。
【請求項５】補正パターンが、前記矩形パターンの端
辺に対して微小間隔をおいて設けられている微細矩形補
正パターンである請求項１記載のフォトマスク。
【請求項６】微細矩形補正パターンが、前記矩形パタ
ーンの短辺の端部に対して微小間隔をおいて設けられた
２つのパターンからなり、その２つの微細矩形補正パタ
ーンは前記矩形パターンの長手方向の延長線内で、矩形
パターンの長辺の延長線に接するように設けられている
請求項５記載のフォトマスク。
【請求項７】２つの微細矩形補正パターンを相互に連
結する微細矩形補正パターンがさらに設けられている請
求項６記載のフォトマスク。
【請求項８】補正パターンが、前記矩形パターンの長
手方向に対して軸対称に設けられている請求項１〜７の
いずれかに記載のフォトマスク。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載のフォト
マスクをマスクとしてフォトレジスト膜を露光し、フォ
トレジスト膜にフォトマスクの投影像として矩形パター
ンを形成するフォトレジストの露光方法。