JPH09127676A - ホトマスク及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

ホトマスク及び半導体装置の製造方法

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JPH09127676A
JPH09127676A JP28771795A JP28771795A JPH09127676A JP H09127676 A JPH09127676 A JP H09127676A JP 28771795 A JP28771795 A JP 28771795A JP 28771795 A JP28771795 A JP 28771795A JP H09127676 A JPH09127676 A JP H09127676A
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JP
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photomask
pattern
optical proximity
sog
patterns
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JP28771795A
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Takeshi Ogoshi
健 大越
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Seiko Epson Corp
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の微細加工に関し、特にリソグラフ
ィ工程の光露光に関する。光近接効果補正の手法を用い
たホトマスクにおいて、ホトマスクの異物欠陥検査を行
う際、誤検出されないパターン配置のホトマスクを提供
すること。 【解決手段】光近接効果補正のための補助パターンに透
過材料を用いる。ホトマスクのクロムパターン11の端
部に露光波長に対して位相を変化させる効果のある透明
膜13を配置する。あるいは前記光近接効果補正のため
の補助パターンを前記ホトマスクの基板を掘ることによ
り形成する。 【効果】ホトマスクの異物欠陥検査の際に補助パターン
が誤検出されることはなく、高精度な検査が可能であ
る。更に前記ホトマスクを用いることにより、半導体装
置製造の過程において、設計マージン、プロセス上もプ
ロセスマージンが確保でき、半導体装置製造の歩留まり
向上等に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の微細
加工に関し、特にリソグラフィ工程の光露光に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置製造において、微細化
が進み、現在主流である光露光に対して、露光波長とほ
ぼ同等のパターン寸法を解像する必要がある。この傾向
は、今後、もっと顕著となり、次世代の量産技術として
有望視されているKrFレーザーを用いた露光技術では、
波長以下の解像をも達成する必要があるといわれてい
る。
【0003】露光する際に、露光波長と同等のパターン
寸法を解像すると、数々の光の性質が顕著に現れるよう
になる。例えば、粗密によるパターン寸法の変動や光の
回折によるパターン端部のパターン劣化などが挙げられ
る。図5は、その一例を示したものである。ホトマスク
上のクロムパターン51に対して、基板上のレジストパ
ターン52の端部は、光の回折効果により丸まり、クロ
ムパターン51とは異なる形状となっている。また、他
の例として、図6に示したように、ホトマスク上のクロ
ムパターン61に対して、基板上のレジストパターン6
2では、中央のパターンが、パターンの密集している部
分とそれ以外の部分で太さが変化してしまっている。こ
れは、粗密による光近接効果によるものである。
【0004】近年、これらのパターン劣化をホトマスク
上に補助パターンを形成し、補正する技術が盛んに研究
されている。この技術を一般に光近接効果補正と呼ぶ。
その一例を図7に示す。図7において、クロムパターン
71の端部のパターン劣化すると思われる部分に補助パ
ターン72が形成されている。前記補助パターン72に
より、基板上のレジストパターン73の端部のパターン
劣化は大きく改善される。他の例として、図8に示した
ように、クロムパターン81の劣化すると予想される中
央のパターンの粗部分を他の部分より、クロムパターン
を太く形成することにより、基板上のレジストパターン
83では、中央のパターンは、ほぼ真っ直ぐに形成さ
れ、粗密によるパターン劣化が緩和されている。
【0005】この光近接効果や回折は、光露光を行う限
り、発生するものであり、皆無にすることはできない。
今後、微細化と共に、前述したように露光波長以下をも
解像していく必要性がある。そのため、光近接効果や回
折は、より顕著に発生することとなり、光近接効果補正
は、微細化を進める上で不可欠な技術といえる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術には以下の様な問題点を有する。
【0007】図7や図8のように、ホトマスク上のパタ
ーン劣化すると予想される部分にクロムパターンを配置
する方法は、光近接効果の補正方法としては大きな効果
があるが、その一方、補助パターンとして形成されたク
ロムパターンは、一般にホトマスク上に形成されている
クロムパターンの最小寸法よりも大幅に微小なパターン
である。そのため、前記補助パターンは、ホトマスクの
異物欠陥検査の際に誤検出される。補助パターンは、あ
る一定のルールに従って配置されるため、1つのホトマ
スク上に数多くの補助パターンが配置されているのが一
般的である。そのため、前記誤検出は膨大な数となり、
結果的に異物欠陥検査ができない状態となってしまう。
また、誤検出されないように、異物欠陥レベルを下げて
検査すると、今度は、転写の可能性が高い異物欠陥が検
出できなくなってしまう。また、現在のところ、前記補
助パターンを誤検出せずに検査できる検査装置がないの
が現状である。
【0008】本発明は、そのような課題を解決するもの
であり、その目的とするところは、ホトマスク上に形成
された補助パターンが、異物欠陥検査の際に誤検出され
ないホトマスクを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
1)光近接効果補正の手法を用いたホトマスクにおい
て、前記光近接効果補正のための補助パターンに透過材
料を用いることを特徴とする。
【0010】2)光近接効果補正の手法を用いたホトマ
スクにおいて、前記光近接効果補正のための補助パター
ンを前記ホトマスクの基板を掘ることにより形成するこ
とを特徴とする。
【0011】3)光近接効果補正の手法を用いたホトマ
スクを用いて、基板上にパターンを転写する際、前記ホ
トマスクの前記光近接効果補正のための補助パターンに
透過材料を用いたホトマスクを用いて露光することを特
徴とする。
【0012】4)光近接効果補正の手法を用いたホトマ
スクを用いて、基板上にパターンを転写する際、前記ホ
トマスクの前記光近接効果補正のための補助パターンを
前記ホトマスクの基板を掘ることにより形成したホトマ
スクを用いて露光することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例を示す。
【0014】この図1(a)において、ホトマスクのク
ロムパターン11の端部に露光光(i-line)に対して位
相を180度反転させるためのSOGシフター13が配
置されている。前記SOGシフター13の膜厚は、露光
波長、SOGの屈折率を考慮して、露光光に対して、位
相が180度反転する3400nmに設定した。前記S
OGシフター13の配置を詳細に説明すると図1(b)
で、SOGシフター13は、ホトマスクのクロムパター
ン11の端部に対して、横寸法14のオフセットとし
て、前記ホトマスクのクロムパターン11に対して、片
側+1.00ミクロン(基板上で+0.02ミクロン)
とした。また、縦寸法15のオフセットは、+0.50
ミクロン(基板上で+0.10ミクロン)とした。光近
接効果補正の目的からすると、シフターの精度は、縦寸
法15のオフセットは、それほど重要ではなく、むし
ろ、横寸法14のオフセットの方が重要となる。縦寸法
15は、その寸法そのものが重要となり、今回は、縦寸
法15は、4.00ミクロン(基板上で0.80ミクロ
ン)とした。これらの手法により、基板に露光した際の
レジストパターン12は、図1(a)のようになり、端
部のパターン劣化が緩和されていることが分かる。この
原理は、SOGシフター13がクロムレスの位相シフト
と同様の働きをし、位相シフト効果により、前記SOG
シフター13の縁に沿ってクロムがあるように解像され
るためである。その際、前記SOGシフター13とクロ
ムパターン11の間隔は、基板上で0.20ミクロンの
ため、i−line露光では、解像はされない。このホ
トマスクを異物検査すると、光近接効果補正のための補
助パターンが従来技術と異なり、クロムに代表される光
遮蔽材料ではなく、光透過材料を用いているため、補助
パターンに起因される異物欠陥の誤検出はない。前記光
透過材料の欠陥検査は、位相シフト用の欠陥検査装置を
用いて行えば、十分な感度をもって行える。
【0015】図2に本発明の一実施例を示した。
【0016】図2において、ホトマスク上のクロムパタ
ーン21の中央のパターンのパターン密度が粗の部分に
前述の実施例と同様に露光光(i-line)に対して位相を
180度反転させるためのSOGシフター22が配置さ
れている。前記SOGシフター22の膜厚は、前述の実
施例と同様の膜厚を用いた。前記SOGシフターの配置
は、前述の実施例と同様に横方向のオフセットとして左
右それぞれ+1.00ミクロン(基板上0.02ミクロ
ン)、縦方向のオフセットとして+0.50ミクロン
(基板上0.01ミクロン)とした。また、縦方向の前
記SOGシフターの端面は、両側のパターンに対するオ
フセット24を5.00ミクロン(基板上1.00ミク
ロン)とした。これらの手法により、前述の実施例と同
様に基板に露光した際のレジストパターン23は、図2
のようになり、粗密によるパターン寸法の差が緩和され
ている。このホトマスクの異物検査についても、前述の
実施例と同様に行える。
【0017】図3に本発明のホトマスクを用いた半導体
装置製造の一実施例を示した。
【0018】図3(a)は、CADデータの一部を示し
た図である。ホールパターン32に配線パターン31を
重ねるパターンであるが、その際、前記ホールパターン
32と配線パターン31の実プロセス上での誤差要因と
して、ホールパターン32の寸法精度、配線パターン3
1の寸法精度、前記2工程の重ね合わせ精度等を考慮し
て、X方向のエンクローズマージン35とY方向のエン
クローズマージン34がそれぞれ設定されている。前記
CADデータを元に作成したホトマスクにより形成され
たパターンが図3(b)である。ここで、ホールパター
ン32と配線パターン31は、光の回折によりパターン
が劣化している。ハーフミクロンプロセスルール位まで
のデバイスでは、パターン劣化までは考慮されずに設計
されているのが現状である。また、前記パターン劣化を
考慮するとエンクローズの増大を招き、結果、チップサ
イズが大きくなったり、設計のマージンがなくなったり
する。ここで、前記配線パターン31に本発明のホトマ
スクを使用すると、図3(c)のようなパターン配置と
なる。前記配線パターン31の前記ホールパターン32
が重なる部分に露光光(i-line)に対して位相を180
度反転させるためのSOGシフター33が配置されてい
る。前記SOGシフター33の膜厚は、前述の実施例同
様3400nmに設定した。このホトマスクを使用して
パターン形成を実施すると、図3(d)のようになり、
配線パターン31のエッジ部分のパターン劣化を大幅に
軽減することができる。図3(b)と図3(d)を比べ
て見れば分かるように配線パターン31とホールパター
ン32の周辺部の余裕は、本発明を用いたホトマスクを
使用したときの方が大きい。このことにより、本発明を
用いれば、設計段階で、上層部分と下層部分のエンクロ
ーズを考える場合、光露光によるパターン劣化を考慮に
入れる必要が少なくなり、結果、設計マージンが向上す
る。また、プロセス上もプロセスマージンが広くなり、
歩留まり等に寄与する。
【0019】以上、本発明の実施例を示したが、その他
にも、図4に示したようなパターンでは、図2に示した
実施例の応用で、クロムパターン41の中央のパターン
に対して、左右のパターンを考慮し、SOGシフター4
2をオフセット43を5.00ミクロン(基板上1.0
0ミクロン)に設定して配置することにより、本発明の
実施例と同様の効果が得られる。また、オフセット43
に関しては、その使用するパターン、露光波長等を考慮
して任意に設定できることはいうまでもない。
【0020】更に、位相を変化させる方法として、SO
Gシフターを用いずに、他の物質を使用する(例えば、
BPSG材料等)ことや、ホトマスク基板そのものを加
工することなども本発明の実施例と同様の効果が得られ
る。そして、本発明の実施例のシフターの配置を反転さ
せたもの、つまり、全面にシフターを配置し、必要な部
分だけ、シフターを除去した形態についても本発明の実
施例と同様の効果が得られる。また、今回は、半導体製
造方法について実施例を述べたが、同様の方法で縮小露
光を用いるパネル製造方法にも応用できることはいうま
でもない。
【0021】
【発明の効果】
1)光近接効果補正の手法を用いたホトマスクにおい
て、前記光近接効果補正のための補助パターンに透過材
料を用いること。
【0022】2)光近接効果補正の手法を用いたホトマ
スクにおいて、前記光近接効果補正のための補助パター
ンを前記ホトマスクの基板を掘ることにより形成するこ
と。
【0023】3)光近接効果補正の手法を用いたホトマ
スクを用いて、基板上にパターンを転写する際、前記ホ
トマスクの前記光近接効果補正のための補助パターンに
透過材料を用いたホトマスクを用いて露光すること。
【0024】4)光近接効果補正の手法を用いたホトマ
スクを用いて、基板上にパターンを転写する際、前記ホ
トマスクの前記光近接効果補正のための補助パターンを
前記ホトマスクの基板を掘ることにより形成したホトマ
スクを用いて露光することにより、光近接効果や光の回
折等の光露光によるパターン劣化を低減できるホトマス
クを製造する際に、ホトマスクの異物欠陥検査の誤検出
がないホトマスクを提供できる。更に前記ホトマスクを
用いることにより、半導体装置製造の過程において、設
計マージンを確保することができ、更にプロセス上もプ
ロセスマージンが確保でき、半導体装置製造の歩留まり
向上等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した図である。
【図2】本発明の一実施例を示した図である。
【図3】本発明の一実施例を示した図である。
【図4】本発明の一実施例を示した図である。
【図5】従来技術のホトマスクとレジストパターンを示
した図である。
【図6】従来技術のホトマスクとレジストパターンを示
した図である。
【図7】従来技術の光近接効果補正技術を用いたホトマ
スクとレジストパターンを示した図である。
【図8】従来技術の光近接効果補正技術を用いたホトマ
スクとレジストパターンを示した図である。
【符号の説明】
11・・・クロムパターン 12・・・レジストパターン 13・・・SOGシフター 14・・・横寸法 15・・・縦寸法 21・・・クロムパターン 22・・・SOGシフター 23・・・レジストパターン 24・・・オフセット 31・・・配線パターン 32・・・ホールパターン 33・・・SOGシフター 34・・・Y方向のエンクローズマージン 35・・・X方向のエンクローズマージン 41・・・クロムパターン 42・・・SOGシフター 43・・・オフセット 51・・・クロムパターン 52・・・レジストパターン 61・・・クロムパターン 62・・・レジストパターン 71・・・クロムパターン 72・・・補助パターン 73・・・レジストパターン 81・・・クロムパターン 82・・・レジストパターン 83・・・補助パターン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光近接効果補正の手法を用いたホトマスク
    において、前記光近接効果補正のための補助パターンに
    透過材料を用いることを特徴とするホトマスク。
  2. 【請求項2】光近接効果補正の手法を用いたホトマスク
    において、前記光近接効果補正のための補助パターンを
    前記ホトマスクの基板を掘ることにより形成することを
    特徴とするホトマスク。
  3. 【請求項3】光露光を用いて、基板上にパターンを転写
    する際、請求項1記載のホトマスクを用いて露光するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】光露光を用いて、基板上にパターンを転写
    する際、請求項2記載のホトマスクを用いて露光するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP28771795A 1995-11-06 1995-11-06 ホトマスク及び半導体装置の製造方法 Pending JPH09127676A (ja)

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