JPH0833651B2 - フォトマスク - Google Patents

フォトマスク

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JPH0833651B2
JPH0833651B2 JP18010390A JP18010390A JPH0833651B2 JP H0833651 B2 JPH0833651 B2 JP H0833651B2 JP 18010390 A JP18010390 A JP 18010390A JP 18010390 A JP18010390 A JP 18010390A JP H0833651 B2 JPH0833651 B2 JP H0833651B2
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    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置の製造工程のうちの
1工程たる光リソグラフィー工程で用いられるフォトマ
スクに関するものである。
〔従来の技術〕
半導体集積回路装置の製造工程において回路パターン
を形成する際には、通常、リソグラフィー技術が用いら
れている。この技術は、基本的にはウエハ等の基本上に
フォトレジストを塗布する塗布工程、所定のパターンを
有するフォトマスクに適当な光源からの光(例えば紫外
領域の光)を照射して、そのパターンをフォトレジスト
に転写する露光工程、このフォトレジストを現像するこ
とで所定のパターンのフォトレジストを得る現像工程よ
りなりたっている。
第7図はリソグラフィーの露光工程で用いられる従来
のフォトマスク70の要部斜視図である。同図において、
71はガラス基板であり、このガラス基板71上にクロム等
からなる遮光層72が形成されている。この遮光層72に
は、2つの矩形開口による矩形透光パターン73,74が平
行に隣接して設けられている。なお、ここで、「矩形」
とは、正方形と長方形とを含んだ形状を意味する。
第8図は露光装置の概略構成図である。同図に示すよ
うに、露光装置には、紫外領域の光を下方向に出射する
光源81が設けられている。この光源81からの光はレンズ
82を介してフォトマスク70に入射される。そして、入射
光の一部は矩形透光パターン73,74を透過し、さらにレ
ンズ83を介してフォトレジスト面84に導かれる。一方、
遮光層72に入射された光はその遮光層72によって遮断さ
れる。したがって、フォトレジスト面84に、矩形透光パ
ターン73,74に対応した露光パターンが転写される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、第7図に示すように、矩形透光パターン7
3,74が互いに隣接し、しかも一方の矩形透光パターン74
(または73)が他方の矩形透光パターン73(または74)
の法線N3(またはN4)上に配置された場合には、他方の
矩形透光パターン73(または74)の回折光の影響によっ
て、フォトレジスト面84に転写される一方の矩形透光パ
ターン74(または73)の矩形透光パターンがそれぞれ歪
むことがある。この歪みは、矩形透光パターン73,74が
近接するにしたがって大きくなり、フォトレジスト面84
へのパターンの転写精度を低下させる原因となる。特
に、高集積化が進む今日においては、矩形透光パターン
73,74はより一層近接配置されるようになり、回折光の
影響が重大な問題となっている。
この発明は、上記課題を解決するためになされたもの
であり、互いに隣接する矩形透光パターンの回折光によ
る相互作用を抑えて、各矩形透光パターンに対応する露
光パターンを精度良く露光面に転写することができるフ
ォトマスクを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明にかかるフォトマスクは、直線の辺と、前記
辺に平行に相互に隣接して配置された第1および第2矩
形透光パターンとを有し、前記第1矩形透光パターンの
一辺の法線は前記辺に平行でその上に前記第2矩形透光
パターンが存在し、前記第2矩形透光パターンの一辺の
法線は前記辺に平行でその上に前記第1矩形透光パター
ンが存在するフォトマスクにおいて、前記第1及び第2
矩形透光パターンをそれぞれのパターン中心を中心とし
て回転させることにより、一方の矩形透光パターンの各
辺の法線からずれた位置に他方の矩形透光パターンが位
置することを特徴とする。
ここで、これらの少なくとも一方に位相シフト手段が
設けられていてもよい。
[作用] この発明におけるフォトマスクによれば、両透光パタ
ーンにおいて、一方の透光パターンの各辺の法線からず
れた位置に他方の透光パターンがそれぞれ位置してい
る。したがって、前記第1透光パターンのフラウンホー
ファー回折光あるいはフレネル回折光が、露光面上に形
成された前記第2透光パターンに対応する露光パターン
に重なり合わない。同様に、前記第2透光パターンのフ
ラウンホーファー回折光あるいはフレネル回折光も、前
記露光面に形成された前記第1透光パターンに対応した
露光パターンに重なり合わない。その結果、隣接配置さ
れた前記第1および第2透光パターンの一方の回折光が
他方のパターンに及ぼす影響が互いに小さくなる。
〔実施例〕
この発明にかかるフォトマスクの実施例を説明する前
に、上記のような問題が発生する原因について考察す
る。
まず、矩形透光パターンが1つだけ形成されている場
合について考えてみる。
第3図は、そのように形成されたフォトマスク30の斜
視図である。また、第4図はフォトマスク30の表面に一
様な光強度分布をもった平行光Lを垂直入射したとき、
フォトマスク30から所定距離だけ離れた露光面41に形成
される像を模式的に示す図である。
第5図は、第4図の露光面41のx方向における光強度
を示すグラフである。同図において、横軸はx方向にお
ける点0(第4図)からの距離であり、縦軸は点0にお
ける光強度を“1"としたときの光強度の比である。同図
からわかるように、主ピークの周囲にフラウンホーファ
ー回折が見られる。したがって、第4図に示すように、
矩形透光パターン31に対応する矩形パターン42が露光面
41に結像されるのみならず、余分な回折像43〜45も露光
面41に結像される。
第4図において、露光面41の略中央部分に結像された
比較的明るい像42は0次回折像である。そして、この像
42から矩形透光パターン31の各辺の法線方向、すなわち
同図のx,y方向に、一次回折像43,2次回折像44,3次回折
像45が順次結像されている。
次に、第7図に示すフォトマスク70の表面に平行光L
を垂直入射した場合について考察する。第6図は、この
場合に、フォトマスク70から所定距離だけ離れた露光面
61に形成される像を模式的に示す図である。なお、理解
容易のために、矩形透光パターン73の回折像を実線で示
し、また矩形透光パターン74の回折像を1点鎖線で示
す。同図に示すように、矩形透光パターン73の回折像
(実線)62a,63a,64a,65aは、単一の矩形透光パターン
に平行光を入射した場合の回折像(第4図)と同一のも
のとなる。すなわち、矩形透光パターン73に対応する0
次回折像62aを中心に1次回折像63a,2次回折像64a,3次
回折像65aが順次矩形透光パターン73の各辺の法線N3
向、すなわち同図のx,y方向に結像されている。また、
矩形透光パターン74の回折像(1点鎖線)62b,63b,64b,
65bも、矩形透光パターン73の回折像(実線)62a,63a,6
4a,65aと同様、露光面61上に結像されている。
このフォトマスク70では、矩形透光パターン73の法線
N3上に矩形透光パターン74が形成されている。したがっ
て、y方向に形成される矩形透光パターン73の回折像62
a,63a,64a,65aと、矩形透光パターン74の回折像62b,63
b,64b,65bとが部分的に重なり合い、例えば、第6図に
示すように、矩形透光パターン73の0次回折像62aに矩
形透光パターン74の3次回折像65bが重なり合って像62a
が歪んでしまう。また、矩形透光パターン74の0次回折
像62bについても他方の矩形透光パターン73の回折像に
より同様にして歪む。
そこで、本願発明者は、上記考察に基づいて上記問題
が生じないフォトマスクを発明した。
第1図は、この発明にかかるフォトマスクの一実施例
を示す斜視図である。同図に示すように、このフォトマ
スク10はガラス基板11上に遮光層12が形成されている。
この遮光層12には、2つの矩形開口による矩形透光パタ
ーン13,14が隣接して設けられている。この矩形透光パ
ターン14は矩形透光パターン13の各辺の法線N1からずれ
た位置に設けられ、同様に、矩形透光パターン13は矩形
透光パターン14の各辺の法線N2からずれた位置に設けら
れている。第7図との比較では、矩形透光パターン73,7
4を鉛直軸回りに45°回転させた状態に等しい。したが
って、矩形透光パターン13の法線N1と矩形透光パターン
14の各辺の法線N2との交差する角度は、直角となってい
る。
第2図は、フォトマスク10の表面に平行光Lを垂直入
射したとき、フォトマスク10から所定距離だけ離れた露
光面21に形成される像を模式的に示す図である。なお、
同図についても上記と同様に、理解容易のために、矩形
透光パターン13の回折像を実線で示し、また矩形透光パ
ターン14の回折像を1点鎖線で示す。同図に示すよう
に、矩形透光パターン13の0次回折像22aを中心に、そ
の1次回折像23a,2次回折像24a,3次回折像25aが順次矩
形透光パターン13の各辺の法線N1方向、すなわち同図の
x,y方向に結像されている。また、矩形透光パターン14
の回折像22b,23b,24b,25bも、矩形透光パターン13の回
折像(実線)22a,23a,24a,25aと同様に、同図のx,y方向
に結像されている。
ところが、このフォトマスク10では、矩形透光パター
ン14が矩形透光パターン13の各辺の法線N1からずれた位
置に設けられているので、その法線N1方向に形成される
第1ないし第3回折像23a,24a,25aが矩形透光パターン1
4の0次回折像22bに重なり合うことはない。そのため、
矩形透光パターン14の像22bが、矩形透光パターン13の
回折光の影響を受けることなく、露光面21に精度良く結
像される。また、矩形透光パターン13の像22aについて
も、矩形透光パターン14の場合と同様に矩形透光パター
ン14の回折光の影響を受けることなく、露光面21に精度
良く結像される。
なお、上記実施例では、法線N1と法線N2との交差角度
は90°となるように矩形透光パターン13,14が配置され
ているが、交差角度は上記に限定されるものではない。
要は、矩形透光パターン14が法線N1からずれた位置に設
けられるとともに、矩形透光パターン13が法線N2からず
れた位置に設けられておれば、上記と同様の効果が得ら
れる。
また、矩形透光パターン13,14の一方あるいは両方
に、透過光の位相を変化させるための位相シフト部材を
充填させたフォトマスクにおいても、同様の効果が得ら
れる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、一方の透光パター
ンの各辺の法線からずれた位置に他方の透光パターンが
位置するように第1および第2の透光パターンを配置し
ているので、一方の透光パターンの0次回折像に前記他
方の透光パターンの回折像が重なり合うことがなくな
り、各透光パターンに対応する矩形パターンを精度良く
露光面に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかるフォトマスクの一実施例を示
す斜視図、第2図はそのフォトマスクの表面に平行光を
垂直入射したとき、そのフォトマスクから所定距離だけ
離れた露光面に形成される像を模式的に示す図、第3図
は単一の矩形透光パターンが形成されたフォトマスクの
斜視図、第4図はそのフォトマスクの表面に平行光を垂
直入射したとき、そのフォトマスクから所定距離だけ離
れた露光面に形成される像を模式的に示す図、第5図は
その露光面における光強度を示すグラフ、第6図は従来
のフォトマスクを用いて露光面に露光パターンを形成し
た場合の像を示す図、第7図は従来のフォトマスクを示
す斜視図、第8図は露光装置の概略構成図である。 図において、10はフォトマスク、13,14は矩形透光パタ
ーン、N1,N2は法線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直線の辺と、相互に隣接して配置された第
    1および第2矩形透光パターンとを有し、前記第1矩形
    透光パターンの一辺の法線は前記辺に平行でその上に前
    記第2矩形透光パターンが存在し、前記第2矩形透光パ
    ターンの一辺の法線は前記辺に平行でその上に前記第1
    矩形透光パターンが存在するフォトマスクにおいて、 前記第1及び第2矩形透光パターンをそれぞれのパター
    ン中心を中心として回転させることにより、一方の矩形
    透光パターンの各辺の法線からずれた位置に他方の矩形
    透光パターンが位置することを特徴とするフォトマス
    ク。
  2. 【請求項2】前記第1及び第2透光パターンの少なくと
    も一方に位相シフト手段を設けた、請求項1記載のフォ
    トマスク。
JP18010390A 1990-07-05 1990-07-05 フォトマスク Expired - Lifetime JPH0833651B2 (ja)

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