JPH1115130A - Halftone mask for semiconductor production and its production - Google Patents
Halftone mask for semiconductor production and its productionInfo
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- JPH1115130A JPH1115130A JP16718797A JP16718797A JPH1115130A JP H1115130 A JPH1115130 A JP H1115130A JP 16718797 A JP16718797 A JP 16718797A JP 16718797 A JP16718797 A JP 16718797A JP H1115130 A JPH1115130 A JP H1115130A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造用ハー
フトーンマスクおよびその製造方法に関するものであ
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a halftone mask for semiconductor manufacturing and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、リソグラフィー工程に要求される
パターンルールがリソグラフィー露光装置の解像限界に
近づく一方で、次世代の露光技術への移行には課題が多
く、現有露光装置の延命が必要になっている。この中
で、マスク上に透過光の位相をコントロールする位相シ
フト膜を形成することにより現有露光装置を用いたまま
解像度を向上する位相シフトマスク技術が有望な技術と
して注目されている。この位相シフトマスクの内、露光
光に対して幾分かの透過率を持つ半透明なハーフトーン
膜を用いて透過光の位相と透過率をコントロールし、所
望パターンを形成するハーフトーンマスクが、マスク設
計及びマスク製作の容易性から量産適用可能な技術とし
て実用化が検討されている。2. Description of the Related Art In recent years, while pattern rules required for a lithography process are approaching the resolution limit of a lithography exposure apparatus, there are many issues in transition to a next-generation exposure technique, and the life of an existing exposure apparatus needs to be prolonged. Has become. Among them, a phase shift mask technique for improving resolution by forming a phase shift film for controlling the phase of transmitted light on a mask while using an existing exposure apparatus has attracted attention as a promising technique. Of this phase shift mask, a halftone mask that controls the phase and transmittance of transmitted light using a translucent halftone film having some transmittance for exposure light, and forms a desired pattern, Practical application is being studied as a technology applicable to mass production from the ease of mask design and mask fabrication.
【０００３】図３（ａ）は上記従来の半導体製造用ハー
フトーンマスクの断面図、図３（ｂ）はそのマスク透過
光の光強度の分布図である。図３において、１はハーフ
トーンマスクを構成するガラス基板、２はハーフトーン
マスクを構成するハーフトーン膜、３はハーフトーン膜
２の開口部、４は開口部３を透過した透過光ピーク、５
はサイドローブ、Ｔはレジストの感光するしきい値光強
度である。FIG. 3A is a cross-sectional view of the above-described conventional halftone mask for manufacturing a semiconductor, and FIG. 3B is a distribution diagram of light intensity of light transmitted through the mask. In FIG. 3, 1 is a glass substrate constituting a halftone mask, 2 is a halftone film constituting a halftone mask, 3 is an opening of the halftone film 2, 4 is a peak of a transmitted light transmitted through the opening 3, 5
Is the side lobe, and T is the threshold light intensity at which the resist is exposed.
【０００４】ガラス基板１上に、露光光に対して若干の
透過率を持つハーフトーン膜２を形成し、ハーフトーン
膜２に所望のパターンの開口部３を設けている。ハーフ
トーン膜２は、開口部３を透過した光とハーフトーン膜
２を透過した光の位相差が１８０度となるように膜質・
膜厚を調整してある。また、ハーフトーン膜２を透過し
た光は、開口部３を透過した光と比較して、幾分かの透
過率を持つように調整してある。この透過率は、通常数
％〜十数％の値を持ち、ハーフトーン膜２を透過した光
がレジストの感光するしきい値光強度Ｔより低くなるよ
うに設定されている。このため、開口部３を透過した光
とハーフトーン膜２を透過した光とは互いに干渉し、開
口部３の透過光ピーク４は光強度の広がりが抑えられ解
像度を向上する。一方、ハーフトーン膜２を透過した光
は、レジストの感光するしきい値光強度Ｔより低いた
め、レジストを感光せず、レジストには転写されない。
ただし、透過光ピーク４の周辺に光強度の極大部である
サイドローブ５を生じるという特徴がある。このサイド
ローブ５は、開口部３からの回折光と、開口部３の周辺
のハーフトーン膜２からの透過光とが同位相となって干
渉し、互いに光強度を強めあって生じる。A halftone film 2 having a slight transmittance to exposure light is formed on a glass substrate 1, and an opening 3 having a desired pattern is provided in the halftone film 2. The film quality of the halftone film 2 is set so that the phase difference between the light transmitted through the opening 3 and the light transmitted through the halftone film 2 becomes 180 degrees.
The film thickness has been adjusted. The light transmitted through the halftone film 2 is adjusted so as to have some transmittance as compared with the light transmitted through the opening 3. This transmittance usually has a value of several percent to several tens percent, and is set such that the light transmitted through the halftone film 2 becomes lower than the threshold light intensity T at which the resist is exposed. Therefore, the light transmitted through the opening 3 and the light transmitted through the halftone film 2 interfere with each other, and the transmitted light peak 4 of the opening 3 suppresses the spread of the light intensity and improves the resolution. On the other hand, since the light transmitted through the halftone film 2 is lower than the threshold light intensity T at which the resist is exposed, the light is not exposed to the resist and is not transferred to the resist.
However, there is a feature that a side lobe 5 which is a local maximum of the light intensity is generated around the transmitted light peak 4. The side lobes 5 are generated when the diffracted light from the opening 3 and the transmitted light from the halftone film 2 around the opening 3 interfere with each other in the same phase and increase the light intensity.
【０００５】このようなハーフトーンマスクでは、通常
マスク用の設計データに対しマスクのリサイズを行うだ
けで設計変更が可能で、位相シフターの配置を特に考慮
する必要がないのが大きな利点である。In such a halftone mask, the design can be changed simply by resizing the mask with respect to the design data for the normal mask, and it is a great advantage that there is no need to particularly consider the arrangement of the phase shifter.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
ように単独のパターンの開口部３の周辺のサイドローブ
５の光強度は、レジストの感光するしきい値光強度Ｔよ
り低いため転写されないが、例えば複数の開口部が隣接
した箇所ではサイドローブが重なりあって光強度を高
め、レジストを感光する程度にまで強くなる。この様子
を図４を用いて説明する。However, as shown in FIG. 3, the light intensity of the side lobes 5 around the opening 3 of the single pattern is not transferred because it is lower than the threshold light intensity T to which the resist is exposed. For example, side lobes overlap at a position where a plurality of openings are adjacent to each other to increase the light intensity, and the intensity is increased to such an extent that the resist is exposed. This will be described with reference to FIG.
【０００７】図４（ａ）は２つの隣接した開口部を有す
る従来の半導体製造用ハーフトーンマスクの断面図、図
４（ｂ）はそのマスク透過光の光強度の分布図である。
図４において、７は第１の開口部、８は第２の開口部、
９は第１の開口部７の透過光ピーク、１０は第２の開口
部８の透過光ピーク、１１は第１の開口部７の透過光ピ
ーク９と第２の開口部８の透過光ピーク１０との間に現
れるサイドローブであり、その他、図３と対応する部分
には同一符号を付している。FIG. 4A is a cross-sectional view of a conventional halftone mask for manufacturing a semiconductor having two adjacent openings, and FIG. 4B is a distribution diagram of light intensity of light transmitted through the mask.
4, 7 is a first opening, 8 is a second opening,
9 is a transmitted light peak of the first opening 7, 10 is a transmitted light peak of the second opening 8, 11 is a transmitted light peak 9 of the first opening 7 and a transmitted light peak of the second opening 8. 10 and the other parts corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
【０００８】図４に示すように、隣接する第１，第２の
開口部７，８の透過光ピーク９，１０の間に現れるサイ
ドローブ１１は、図３で説明をしたサイドローブ５が互
いに重なって形成されるもので、図３のサイドローブ５
より光強度が強くなり、レジストの感光するしきい値光
強度Ｔよりも強くなる。そのため、サイドローブ１１は
ウエハ上のレジストを感光し、すなわちサイドローブ１
１がレジストに転写されることになる。このサイドロー
ブ１１の転写により、ポジ型レジストの場合には現像後
に不要なレジスト掘れを生じ、また、ネガ型レジストの
場合には不要なレジスト残りが生じることになる。この
ような不要なサイドローブ１１の転写を防ぐためには、
サイドローブ１１の光強度を低く抑える必要がある。そ
のためにはパターンレイアウトにルールを設け、孤立パ
ターンの周辺のサイドローブが重ならないように近接パ
ターンの配置を禁止する方法があるが、これはパターン
レイアウトに制限が加わることになり、マスク設計の自
由度が減るという欠点がある。As shown in FIG. 4, the side lobes 11 appearing between the transmitted light peaks 9 and 10 of the adjacent first and second openings 7 and 8 are different from the side lobes 5 explained in FIG. The side lobes 5 shown in FIG.
The light intensity becomes stronger and becomes higher than the threshold light intensity T to which the resist is exposed. Therefore, the side lobe 11 exposes the resist on the wafer, that is, the side lobe 1
1 will be transferred to the resist. Due to the transfer of the side lobes 11, unnecessary resist digging occurs after development in the case of a positive resist, and unnecessary resist residue occurs in the case of a negative resist. In order to prevent such unnecessary transfer of the side lobe 11,
It is necessary to keep the light intensity of the side lobe 11 low. For this purpose, there is a method of setting rules in the pattern layout and prohibiting the placement of adjacent patterns so that the side lobes around the isolated pattern do not overlap. However, this imposes restrictions on the pattern layout, and frees the mask design. There is a disadvantage that the degree is reduced.
【０００９】本発明の目的は、マスク設計の自由度を確
保しながら、マスク透過光のサイドローブのレジストへ
の転写を防ぐことのできる半導体製造用ハーフトーンマ
スクおよびその製造方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a halftone mask for semiconductor manufacturing and a method for manufacturing the same, which can prevent the side lobe of mask transmitted light from being transferred to a resist while securing the freedom of mask design. is there.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体製
造用ハーフトーンマスクは、透光基板と、この透光基板
上に形成され所望のパターンの開口部を有し露光光を若
干透過するハーフトーン膜とを備え、露光光のうちハー
フトーン膜の開口部を透過した光によりレジストを感光
させるための半導体製造用ハーフトーンマスクであっ
て、ハーフトーン膜上の所定の領域に遮光膜を設け、所
定の領域は遮光膜を設けなかった場合にハーフトーン膜
の開口部を透過した光ピークの周辺に発生する光強度の
極大部であるサイドローブがレジストを感光させるレベ
ルに達すると予想される領域に対応した領域であること
を特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a halftone mask for manufacturing a semiconductor, comprising a light-transmitting substrate and an opening having a desired pattern formed on the light-transmitting substrate and slightly transmitting exposure light. A halftone film, and a semiconductor manufacturing halftone mask for sensitizing the resist with light transmitted through the opening of the halftone film out of the exposure light, wherein a light-shielding film is formed in a predetermined region on the halftone film. It is expected that the side lobe, which is the maximum part of the light intensity generated around the light peak transmitted through the opening of the halftone film when the light-shielding film is not provided in the predetermined region, reaches a level at which the resist is exposed. The region is a region corresponding to the region of interest.
【００１１】この構成によれば、遮光膜によりサイドロ
ーブの光強度をレジストの感光レベルより低く抑えるこ
とができ、サイドローブのレジストへの転写を防ぐこと
ができる。また、ハーフトーン膜上の所定の領域に遮光
膜を設けるだけであるため、パターンレイアウトに制限
を加えることなく、マスク設計の自由度を確保すること
ができる。According to this structure, the light intensity of the side lobe can be suppressed to be lower than the photosensitive level of the resist by the light shielding film, and the transfer of the side lobe to the resist can be prevented. Further, since only a light-shielding film is provided in a predetermined region on the halftone film, the degree of freedom in mask design can be ensured without restricting the pattern layout.
【００１２】請求項２記載の半導体製造用ハーフトーン
マスクは、請求項１記載の半導体製造用ハーフトーンマ
スクにおいて、遮光膜を隣接する開口部の間に設けてい
る。光強度が問題となるサイドローブは隣接する開口部
の間で発生することが多いため、遮光膜を隣接する開口
部の間に設けることにより、大部分のサイドローブのレ
ジストへの転写を防ぐことができる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a halftone mask for manufacturing a semiconductor according to the first aspect, wherein a light shielding film is provided between adjacent openings. Since side lobes where light intensity is a problem often occur between adjacent openings, providing a light-shielding film between adjacent openings prevents most of the side lobes from being transferred to the resist. Can be.
【００１３】請求項３記載の半導体製造用ハーフトーン
マスクの製造方法は、透光基板と、この透光基板上に形
成され所望のパターンの開口部を有し露光光を若干透過
するハーフトーン膜と、このハーフトーン膜上の所定の
領域に形成した遮光膜とを備え、露光光のうちハーフト
ーン膜の開口部を透過した光によりレジストを感光させ
るための半導体製造用ハーフトーンマスクを製造する際
に、遮光膜の形成領域に対応するパターンデータは、ハ
ーフトーン膜の開口部のパターンデータに第１のリサイ
ズ処理を行って大きくした後、この第１のリサイズ処理
を施したデータに第１のリサイズ処理とは逆の第２のリ
サイズ処理を行って小さくした後、この第２のリサイズ
処理を施したデータからハーフトーン膜の開口部のパタ
ーンデータを除いた差分データを求め、この差分データ
に第３のリサイズ処理を行って小さくするという演算処
理を行うことにより生成することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a halftone mask for manufacturing a semiconductor, comprising: a transparent substrate; and a halftone film formed on the transparent substrate and having an opening of a desired pattern and slightly transmitting exposure light. And a light-shielding film formed in a predetermined area on the halftone film, and manufactures a semiconductor manufacturing halftone mask for exposing a resist by light transmitted through the opening of the halftone film among exposure light. At this time, the pattern data corresponding to the formation region of the light-shielding film is enlarged by performing a first resizing process on the pattern data of the opening of the halftone film, and then the first resizing process is performed on the data subjected to the first resizing process. After performing the second resizing process, which is the reverse of the resizing process, to reduce the size, the pattern data of the opening of the halftone film is removed from the data subjected to the second resizing process. Calculates the difference data, and generating by performing arithmetic processing of reducing perform third resizing process on the differential data.
【００１４】このような演算処理により、遮光膜のパタ
ーンデータを容易に自動的に生成することができる。By such an arithmetic processing, the pattern data of the light-shielding film can be easily and automatically generated.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明
の実施の形態の半導体製造用ハーフトーンマスクの断面
図、図１（ｂ）はそのマスク透過光の光強度の分布図で
ある。図１（ａ）において、１はガラス基板（透光基
板）、２は露光光に対して若干の透過率（例えば数％〜
十数％）を持つハーフトーン膜、７は第１の開口部、８
は第２の開口部、１２は遮光膜であり、図１（ｂ）にお
いて、９は第１の開口部７の透過光ピーク、１０は第２
の開口部８の透過光ピーク、１３は第１の開口部７の透
過光ピーク９と第２の開口部８の透過光ピーク１０との
間に現れるサイドローブ、Ｔはレジストの感光するしき
い値光強度である。図１では、図４と対応する部分に同
一符号を付している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view of a halftone mask for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a distribution diagram of light intensity of light transmitted through the mask. In FIG. 1A, 1 is a glass substrate (light-transmitting substrate), and 2 is a slight transmittance (for example, several% to
Half-tone film having a dozen or more%), 7 is the first opening, 8
1 is a second opening, 12 is a light shielding film, and in FIG. 1B, 9 is a transmitted light peak of the first opening 7 and 10 is a second light peak.
Is a side lobe appearing between the transmitted light peak 9 of the first opening 7 and the transmitted light peak 10 of the second opening 8, and T is a photosensitive threshold of the resist. Value light intensity. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
【００１６】この半導体製造用ハーフトーンマスクは、
ガラス基板１と、このガラス基板１上に形成され所望の
パターンの第１，第２の開口部７，８を有するハーフト
ーン膜２と、このハーフトーン膜２上の所定の領域に形
成した遮光膜１２とからなる。図１では、遮光膜１２の
形成領域は、隣接する第１，第２の開口部７，８の間で
その中央部になっており、これは、遮光膜１２を設けな
かった場合に、ハーフトーン膜２の第１，第２の開口部
７，８を透過した光ピーク９と１０の間に現れるサイド
ローブがレジストを感光するしきい値光強度Ｔに達する
と予想される領域に対応した領域である。This halftone mask for manufacturing a semiconductor comprises:
A glass substrate 1, a halftone film 2 formed on the glass substrate 1 and having first and second openings 7 and 8 of a desired pattern, and a light shielding formed in a predetermined region on the halftone film 2 And a film 12. In FIG. 1, the formation region of the light-shielding film 12 is located at the center between the adjacent first and second openings 7 and 8, which is a half area when the light-shielding film 12 is not provided. The side lobes appearing between the light peaks 9 and 10 transmitted through the first and second openings 7 and 8 of the tone film 2 correspond to the regions where the threshold light intensity T for exposing the resist is expected to be reached. Area.
【００１７】図４の従来のハーフトーンマスクでは、サ
イドローブ１１の光強度がしきい値光強度Ｔよりも強い
ため、サイドローブ１１の光がレジストを感光し、ポジ
型レジストの場合には現像後にレジスト掘れを、ネガ型
レジストの場合にはレジスト残りを発生した。しかし、
図１においては、サイドローブ１３の光強度がレジスト
の感光するしきい値光強度Ｔよりも低く抑えられてい
る。このサイドローブ１３は、開口部７からの回折光と
開口部７，８間に位置するハーフトーン膜２からの透過
光とによって発生するサイドローブと、開口部８からの
回折光と開口部７，８間に位置するハーフトーン膜２か
らの透過光とによって発生するサイドローブとが重なり
あったものであるが、開口部７，８間のハーフトーン膜
２からの透過光を遮光膜１２で遮光しているため、サイ
ドローブ１３の光強度は、遮光膜１２が無いときのサイ
ドローブの光強度、すなわち図４のサイドローブ１１の
光強度に比べて低くなっている。In the conventional halftone mask shown in FIG. 4, since the light intensity of the side lobe 11 is higher than the threshold light intensity T, the light of the side lobe 11 exposes the resist. Later, resist digging was performed, and in the case of a negative resist, residual resist was generated. But,
In FIG. 1, the light intensity of the side lobe 13 is kept lower than the threshold light intensity T to which the resist is exposed. The side lobe 13 is composed of a side lobe generated by the diffracted light from the opening 7 and the transmitted light from the halftone film 2 located between the openings 7 and 8, the diffracted light from the opening 8 and the The transmission light from the halftone film 2 between the openings 7 and 8 is transmitted through the light shielding film 12 while the side lobe generated by the transmission light from the halftone film 2 located between the openings 7 and 8 overlaps. Since the light is shielded, the light intensity of the side lobe 13 is lower than the light intensity of the side lobe when the light shielding film 12 is not provided, that is, the light intensity of the side lobe 11 in FIG.
【００１８】したがって、遮光膜１２を、サイドローブ
１３の光強度がレジストの感光するしきい値光強度Ｔよ
り低くなるような大きさ・形状として配置することによ
り、サイドローブ１３はレジストを感光しなくなり、不
要なレジスト掘れやレジスト残りは発生しなくなる。ま
た、ハーフトーン膜２上の所定の領域に遮光膜１２を設
けるだけであるため、マスク設計の自由度も確保でき
る。Therefore, by arranging the light shielding film 12 in such a size and shape that the light intensity of the side lobes 13 is lower than the threshold light intensity T to which the resist is exposed, the side lobes 13 expose the resist. As a result, unnecessary digging of the resist and remaining resist do not occur. Further, since only the light-shielding film 12 is provided in a predetermined region on the halftone film 2, the degree of freedom in mask design can be ensured.
【００１９】なお、図１では、隣接する開口部７，８の
間に遮光膜１２を形成しているが、他のサイドローブの
光強度がレジストの感光するしきい値光強度Ｔより高く
なる領域に、遮光膜１２を形成しても同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。例えば、ウエハアライメン
トマークや重ね合わせ精度評価用のＢｏｘ−ｉｎ−Ｂｏ
ｘマークなどウエハ上で数μｍ〜数十μｍの大きな開口
パターン周辺では、安定した光量のサイドローブが発生
しており、これにパターン形成を行う露光機（ステッ
パ）のレンズ系に収差（理想光学系からのずれ）が加わ
ると非対称なサイドローブが発生する。このとき光量が
増加する側のサイドローブは光強度が大きくなり、レジ
ストの感光するしきい値光強度Ｔより高くなる場合があ
る。この傾向は大きな開口パターンのコーナー部分で特
に強くなる。したがって、このような領域にも遮光膜１
２を形成すればよい。In FIG. 1, the light-shielding film 12 is formed between the adjacent openings 7 and 8, but the light intensity of the other side lobes is higher than the threshold light intensity T to which the resist is exposed. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the light shielding film 12 is formed in the region. For example, a wafer alignment mark or Box-in-Bo for evaluating overlay accuracy
Around the large aperture pattern of several μm to several tens μm on the wafer such as the x mark, a stable amount of side lobes are generated, and aberration (ideal optics) occurs in the lens system of the exposure machine (stepper) that performs pattern formation. (Deviation from the system), an asymmetric side lobe is generated. At this time, the light intensity of the side lobe on the side where the amount of light increases increases, and may be higher than the threshold light intensity T at which the resist is exposed. This tendency is particularly strong at the corners of the large opening pattern. Therefore, even in such a region, the light shielding film 1 is formed.
2 may be formed.
【００２０】つぎに、この半導体製造用ハーフトーンマ
スクの製造方法について述べる。まず、ガラス基板１上
全面にハーフトーン膜２を形成し、さらにハーフトーン
膜２上全面に遮光膜１２を形成する。つぎに、遮光膜１
２およびハーフトーン膜２を部分的に除去して所望のパ
ターンの第１，第２の開口部７，８を形成する。その
後、さらに遮光膜１２を部分的に除去して図１の所定の
パターンの遮光膜１２とし、ハーフトーンマスクを完成
する。Next, a method of manufacturing the halftone mask for manufacturing a semiconductor will be described. First, a halftone film 2 is formed over the entire surface of the glass substrate 1, and a light-shielding film 12 is further formed over the entire surface of the halftone film 2. Next, the light shielding film 1
2 and the halftone film 2 are partially removed to form first and second openings 7 and 8 having a desired pattern. Thereafter, the light-shielding film 12 is further partially removed to form a light-shielding film 12 having a predetermined pattern shown in FIG. 1, thereby completing a halftone mask.
【００２１】あるいは、まず、ガラス基板１上全面にハ
ーフトーン膜２を形成し、さらにハーフトーン膜２上全
面に遮光膜１２を形成した後、遮光膜１２を部分的に除
去して図１の所定のパターンに形成する。その後で、ハ
ーフトーン膜２を部分的に除去して所望のパターンの第
１，第２の開口部７，８を形成し、ハーフトーンマスク
を完成する。Alternatively, first, a halftone film 2 is formed on the entire surface of the glass substrate 1, a light-shielding film 12 is further formed on the entire surface of the halftone film 2, and the light-shielding film 12 is partially removed. It is formed in a predetermined pattern. Thereafter, the halftone film 2 is partially removed to form first and second openings 7 and 8 having a desired pattern, thereby completing a halftone mask.
【００２２】これらの製造方法は、一例であるが、いず
れにしても、あるいは他の製造方法によっても、膨大な
量のパターンで形成される半導体集積回路の設計パター
ンからサイドローブ光強度が問題となる程度に隣接した
距離に配置された開口部を抽出して、遮光膜を形成する
ためのパターンデータを追加するのは非常に困難であ
る。そこで、以下では、遮光膜のパターンデータを自動
的に生成する方法について、図２を参照しながら説明す
る。These manufacturing methods are merely examples, but in any case or by any other manufacturing method, the intensity of the side lobe is problematic due to the design pattern of the semiconductor integrated circuit formed by an enormous amount of patterns. It is very difficult to extract openings arranged at a distance as close as possible and add pattern data for forming a light-shielding film. Therefore, a method of automatically generating the pattern data of the light shielding film will be described below with reference to FIG.
【００２３】図２は遮光膜のパターンデータを生成する
方法を示す模式図である。図２において、１４は第１の
開口パターン（例えば第１の開口部７のパターン）、１
５は第２の開口パターン（例えば第２の開口部８のパタ
ーン）、１６は第１の開口パターン１４をリサイズした
パターン、１７は第２の開口パターン１５をリサイズし
たパターン、１８は２回目のリサイズ処理後のパター
ン、１９は補間パターン（差分データのパターン）、２
０は遮光膜のパターン（例えば遮光膜１２のパター
ン）、Ｓ1 は１回目のリサイズ幅、Ｓ3 は３回目のリサ
イズ幅である。図２（ａ）において、第１，第２の開口
パターン１４，１５以外の領域は、ガラス基板上にハー
フトーン膜が形成される領域である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a method for generating pattern data of a light shielding film. In FIG. 2, reference numeral 14 denotes a first opening pattern (for example, a pattern of the first opening 7), 1
5 is a second opening pattern (for example, a pattern of the second opening 8), 16 is a pattern obtained by resizing the first opening pattern 14, 17 is a pattern obtained by resizing the second opening pattern 15, and 18 is a second time. Pattern after resizing processing, 19 is an interpolation pattern (difference data pattern), 2
0 pattern of the light shielding film (e.g., a pattern of the light shielding film 12), S 1 is first resized width, S 3 is resized width the third. In FIG. 2A, areas other than the first and second opening patterns 14 and 15 are areas where a halftone film is formed on a glass substrate.
【００２４】まず、集積回路のパターンデータを用い、
ここでは、第１の開口パターン１４のデータと、第２の
開口パターン１５のデータとを演算処理により、リサイ
ズ幅Ｓ1 にて一律のリサイズを行い大きくする。この
際、隣接する開口パターンのエッジ間の距離がリサイズ
幅Ｓ1 の２倍より大きいときは、各リサイズパターンは
分離し独立したパターンとなるが、図２（ｂ）のよう
に、隣接する第１，第２の開口パターン１４，１５のエ
ッジ間の距離がリサイズ幅Ｓ1 の２倍以下であるときに
は、第１の開口パターン１４のリサイズパターン１６
と、第２の開口パターン１５のリサイズパターン１７と
が互いに重なりあって１つのパターンデータに合成され
る。First, using the pattern data of the integrated circuit,
Here, the data of the first opening pattern 14 by processing the data of the second opening pattern 15, to increase performs resizing uniform at resized width S 1. In this case, when the distance between the edges of adjacent opening patterns is greater than twice the resized width S 1, each resized pattern is a separate independent patterns, as shown in FIG. 2 (b), the first adjacent 1, when the distance between the edges of the second opening patterns 14 and 15 is less than twice the resized width S 1 is resized pattern 16 of the first aperture pattern 14
And the resizing pattern 17 of the second opening pattern 15 overlap each other and are combined into one pattern data.
【００２５】その後、全パターンデータを１回目のリサ
イズ幅Ｓ1 と同一幅で符号が逆のリサイズ幅にてリサイ
ズする。この２回目のリサイズ処理により、元の隣接す
る開口パターンのエッジ間の距離がリサイズ幅Ｓ1 の２
倍より大きかったときには、元のパターンデータに戻る
が、図２（ｂ）のように、１回目のリサイズ処理によ
り、第１の開口パターン１４のリサイズパターン１６
と、第２の開口パターン１５のリサイズパターン１７と
が互いに重なりあって１つのパターンデータに合成され
たときには、図２（ｃ）に示すように、元の隣接する２
つの開口パターン１４，１５に加えて補間パターン１９
を含んだパターン１８のデータが生成される。したがっ
て、２回目のリサイズを行って生成された全パターンデ
ータから元の全パターンデータを除くことにより、隣接
する開口パターンのパターンエッジ間の距離がリサイズ
幅Ｓ1 の２倍以下である開口パターン間にのみ補間デー
タ１９が残る。Thereafter, the entire pattern data is resized with the same width as the first resize width S1 and the opposite sign. As a result of this second resizing process, the distance between the edges of the original adjacent opening patterns becomes two times the resizing width S 1
When the size is larger than the original size, the pattern data returns to the original pattern data. However, as shown in FIG.
When the resizing pattern 17 of the second opening pattern 15 and the resizing pattern 17 of the second opening pattern 15 overlap each other and are synthesized into one pattern data, as shown in FIG.
Interpolation pattern 19 in addition to the two opening patterns 14 and 15
The data of the pattern 18 including the pattern is generated. Therefore, by removing the original whole pattern data from all the pattern data generated by performing a second resizing, between the opening patterns distance between pattern edges of adjacent opening patterns is less than 2 times the resized width S 1 Only the interpolation data 19 remains.
【００２６】この補間データ１９をさらにリサイズ幅Ｓ
3 で一律にリサイズを行って小さくすることにより、近
接したパターン間にのみ配置されるパターンデータを得
ることができ、このデータを遮光膜のパターニングデー
タとして用いることにより、近接する開口パターン間に
のみ遮光膜のパターン２０を容易に形成することができ
る。The interpolation data 19 is further resized to a resize width S
By uniformly reducing the size in step 3 and reducing the size, pattern data arranged only between adjacent patterns can be obtained, and by using this data as patterning data for the light shielding film, only pattern data between adjacent opening patterns can be obtained. The pattern 20 of the light shielding film can be easily formed.
【００２７】なお、１回目のリサイズ幅Ｓ1 は、開口パ
ターン間に遮光膜パターンを生成するかどうかを決定す
るしきい値となるので、パターンエッジ間の距離がどの
ぐらい以下になったときに遮光膜を発生したいかを考慮
して選択を行う。通常、パターン間に発生するサイドロ
ーブの光強度が強くて問題となるようなパターン同士の
エッジ間距離の２分の１もしくはその前後の値とする。
すなわち０．５λ／ＮＡ〜１．０λ／ＮＡを用いるのが
好ましい。Since the first resize width S 1 is a threshold value for determining whether or not to form a light-shielding film pattern between the opening patterns, when the distance between the pattern edges becomes less than or equal to, The selection is made in consideration of whether a light shielding film is to be generated. Normally, the light intensity of the side lobes generated between the patterns is set to a value which is one half of the distance between the edges of the patterns or a value before and after that, which is problematic.
That is, it is preferable to use 0.5λ / NA to 1.0λ / NA.
【００２８】また、３回目のリサイズ幅Ｓ3 は、隣接す
る開口パターン間にどの程度のハーフトーン領域を残す
かを決定する値であるが、この値は位相シフト効果によ
るパターン分離能力と遮光膜によるサイドローブ光強度
抑制効果を各々どの程度利用するかに応じて選択を行
う。最終的に生成された遮光膜パターンのパターンサイ
ズは、０．４５λ／ＮＡ〜０．５５λ／ＮＡの値にする
のが望ましいが、ハーフトーンマスクの透過率や回路パ
ターンのパターンサイズ等に応じて０．２５λ／ＮＡ〜
１．２０λ／ＮＡ前後になるようにしてもよい。The third resize width S 3 is a value that determines how much halftone area is left between adjacent opening patterns. This value depends on the pattern separation ability by the phase shift effect and the light shielding film. Is selected according to the extent to which the side lobe light intensity suppression effect of the above is used. The pattern size of the finally generated light-shielding film pattern is preferably set to a value of 0.45λ / NA to 0.55λ / NA, but it depends on the transmittance of the halftone mask, the pattern size of the circuit pattern, and the like. 0.25λ / NA ~
It may be around 1.20λ / NA.
【００２９】以上のように、図２（ａ）〜図２（ｄ）に
示される演算処理により、隣接する開口パターン間に形
成する遮光膜のパターンデータを容易に自動生成するこ
とができるが、他にも多数の演算処理を用いて、所望す
る遮光膜のパターンデータの生成を行うことができる。As described above, pattern data of a light-shielding film formed between adjacent opening patterns can be easily and automatically generated by the arithmetic processing shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d). The pattern data of a desired light-shielding film can be generated by using other various arithmetic processes.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明の半導体製造用ハーフトーンマス
クは、ハーフトーン膜上の所定の領域、すなわち、遮光
膜を設けなかった場合にハーフトーン膜の開口部を透過
した光ピークの周辺に発生する光強度の極大部であるサ
イドローブがレジストを感光させるレベルに達すると予
想される領域に対応した領域に、遮光膜を設けたことに
より、遮光膜によりサイドローブの光強度をレジストの
感光レベルより低く抑えることができ、サイドローブの
レジストへの転写を防ぐことができる。また、ハーフト
ーン膜上の所定の領域に遮光膜を設けるだけであるた
め、パターンレイアウトに制限を加えることなく、マス
ク設計の自由度を確保することができる。According to the halftone mask for manufacturing a semiconductor of the present invention, the halftone mask is generated in a predetermined region on the halftone film, that is, around a light peak transmitted through the opening of the halftone film when the light shielding film is not provided. By providing a light-shielding film in the area corresponding to the area where the side lobe, which is the maximum part of the light intensity, is expected to reach the level of exposing the resist, the light intensity of the side lobe is reduced by the light-shielding film. Thus, the side lobe can be suppressed from being transferred to the resist. Further, since only a light-shielding film is provided in a predetermined region on the halftone film, the degree of freedom in mask design can be ensured without restricting the pattern layout.
【００３１】また、本発明の半導体製造用ハーフトーン
マスクの製造方法は、遮光膜の形成領域に対応するパタ
ーンデータを、ハーフトーン膜の開口部のパターンデー
タに第１のリサイズ処理を行って大きくした後、この第
１のリサイズ処理を施したデータに第１のリサイズ処理
とは逆の第２のリサイズ処理を行って小さくした後、こ
の第２のリサイズ処理を施したデータからハーフトーン
膜の開口部のパターンデータを除いた差分データを求
め、この差分データに第３のリサイズ処理を行って小さ
くするという演算処理を行うことにより、容易に自動的
に生成することができる。In the method of manufacturing a halftone mask for manufacturing a semiconductor according to the present invention, the pattern data corresponding to the formation region of the light-shielding film is enlarged by performing the first resize processing on the pattern data of the opening of the halftone film. Then, the data subjected to the first resizing process is subjected to a second resizing process, which is the reverse of the first resizing process, to reduce the size of the data. The difference data excluding the pattern data of the opening is obtained, and the difference data is subjected to a third resizing process to reduce the size of the difference data, whereby the difference data can be easily and automatically generated.
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の半導体製造用ハ
ーフトーンマスクの断面図、（ｂ）はそのマスク透過光
の光強度の分布図である。FIG. 1A is a sectional view of a halftone mask for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a distribution diagram of light intensity of light transmitted through the mask.
【図２】本発明の実施の形態における遮光膜のパターン
データを生成する方法を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for generating pattern data of a light-shielding film according to an embodiment of the present invention.
【図３】（ａ）は従来の半導体製造用ハーフトーンマス
クの断面図、（ｂ）はそのマスク透過光の光強度の分布
図である。3A is a cross-sectional view of a conventional halftone mask for semiconductor manufacturing, and FIG. 3B is a distribution diagram of light intensity of light transmitted through the mask.
【図４】（ａ）は隣接した開口部を有する従来の半導体
製造用ハーフトーンマスクの断面図、（ｂ）はそのマス
ク透過光の光強度の分布図である。4A is a cross-sectional view of a conventional halftone mask for semiconductor manufacturing having adjacent openings, and FIG. 4B is a distribution diagram of light intensity of light transmitted through the mask.
１ ガラス基板 ２ ハーフトーン膜 ７ 第１の開口部 ８ 第２の開口部 １２ 遮光膜 １３ サイドローブ １４ 第１の開口パターン １５ 第２の開口パターン １６ 第１の開口パターンのリサイズパターン １７ 第２の開口パターンのリサイズパターン １８ ２回目のリサイズ処理後のパターン １９ 補間パターン ２０ 遮光膜のパターン Reference Signs List 1 glass substrate 2 halftone film 7 first opening 8 second opening 12 light shielding film 13 side lobe 14 first opening pattern 15 second opening pattern 16 resize pattern of first opening pattern 17 second Resize pattern of aperture pattern 18 Pattern after second resize processing 19 Interpolation pattern 20 Pattern of light shielding film
Claims (3)
所望のパターンの開口部を有し露光光を若干透過するハ
ーフトーン膜とを備え、前記露光光のうち前記ハーフト
ーン膜の前記開口部を透過した光によりレジストを感光
させるための半導体製造用ハーフトーンマスクであっ
て、 前記ハーフトーン膜上の所定の領域に遮光膜を設け、前
記所定の領域は前記遮光膜を設けなかった場合に前記ハ
ーフトーン膜の開口部を透過した光ピークの周辺に発生
する光強度の極大部であるサイドローブが前記レジスト
を感光させるレベルに達すると予想される領域に対応し
た領域であることを特徴とする半導体製造用ハーフトー
ンマスク。1. A light-transmitting substrate, and a halftone film formed on the light-transmitting substrate and having an opening of a desired pattern and slightly transmitting exposure light; A semiconductor manufacturing halftone mask for exposing a resist by light transmitted through the opening, wherein a light-shielding film is provided in a predetermined region on the halftone film, and the predetermined region is not provided with the light-shielding film. In this case, the side lobe, which is the maximum part of the light intensity generated around the light peak transmitted through the opening of the halftone film, is a region corresponding to the region expected to reach the level at which the resist is exposed. A halftone mask for semiconductor production, characterized by the following.
求項１記載の半導体製造用ハーフトーンマスク。2. The halftone mask for manufacturing a semiconductor according to claim 1, wherein a light shielding film is provided between adjacent openings.
所望のパターンの開口部を有し露光光を若干透過するハ
ーフトーン膜と、このハーフトーン膜上の所定の領域に
形成した遮光膜とを備え、前記露光光のうち前記ハーフ
トーン膜の前記開口部を透過した光によりレジストを感
光させるための半導体製造用ハーフトーンマスクを製造
する際に、 前記遮光膜の形成領域に対応するパターンデータは、前
記ハーフトーン膜の開口部のパターンデータに第１のリ
サイズ処理を行って大きくした後、この第１のリサイズ
処理を施したデータに前記第１のリサイズ処理とは逆の
第２のリサイズ処理を行って小さくした後、この第２の
リサイズ処理を施したデータから前記ハーフトーン膜の
開口部のパターンデータを除いた差分データを求め、こ
の差分データに第３のリサイズ処理を行って小さくする
という演算処理を行うことにより生成することを特徴と
する半導体製造用ハーフトーンマスクの製造方法。3. A light-transmitting substrate, a halftone film formed on the light-transmitting substrate, having an opening of a desired pattern and slightly transmitting exposure light, and formed in a predetermined region on the halftone film. A light-shielding film, which corresponds to a region where the light-shielding film is formed, when manufacturing a semiconductor manufacturing halftone mask for exposing a resist with light transmitted through the opening of the halftone film in the exposure light. The pattern data to be enlarged is obtained by performing a first resizing process on the pattern data of the opening of the halftone film and increasing the size of the pattern data, and then applying a first resizing process to the data obtained by performing the first resizing process. 2 is reduced by performing the resizing process of No. 2 to obtain difference data obtained by removing the pattern data of the opening of the halftone film from the data subjected to the second resizing process. A third method of manufacturing a halftone mask for semiconductor production, characterized by generating by performing arithmetic processing of reducing performs resizing processing over data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16718797A JPH1115130A (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Halftone mask for semiconductor production and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16718797A JPH1115130A (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Halftone mask for semiconductor production and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1115130A true JPH1115130A (en) | 1999-01-22 |
Family
ID=15845049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16718797A Pending JPH1115130A (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Halftone mask for semiconductor production and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1115130A (en) |
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-
1997
- 1997-06-24 JP JP16718797A patent/JPH1115130A/en active Pending
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