JPH1115133A - パタン形成方法 - Google Patents
パタン形成方法Info
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- JPH1115133A JPH1115133A JP16993097A JP16993097A JPH1115133A JP H1115133 A JPH1115133 A JP H1115133A JP 16993097 A JP16993097 A JP 16993097A JP 16993097 A JP16993097 A JP 16993097A JP H1115133 A JPH1115133 A JP H1115133A
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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
パタンの微細化を進めるには、半透明位相シフトマスク
と斜入射照明法の併用が有効である。しかしこの場合、
周期的に配置されたパタン群の最外周パタンの寸法が小
さくなり、パタンが非開孔になる可能性が高く問題であ
った。 【解決手段】 周期的に配置されたパタン群の最外周パ
タン56にマスクバイアスを加え、周期的に配置された
パタン53、54、55よりも大きなパタンをマスク上
に配置する。
Description
細なパタンを形成するために照明光の位相を変える処理
を施したホトマスクを用いたパタン形成方法に関する。
力を向上させる従来技術の一つとして、特開平04−1
36854では単一透明パタンの解像度向上手段とし
て、上記単一パタン周囲を半透明にして、すなわち従来
型マスクの遮光部を半透明にし、上記半透明部を通過す
るわずかな光と透明パタンを通過する光の位相を反転さ
せるようにしている。すなわちパタンを転写するレジス
トの感度以下の光を半透明膜から通過させ、この光と透
明パタンを通過してきた光の位相が反転するようにし
た。
てきた光に対して位相が反転しているため、その境界部
で位相が反転し、境界部の光強度が0に近づく。これに
より、相対的に透明パタンを通過した光の強度とパタン
境界部の光強度の比は大きくなり、従来法に比べコント
ラストの高い光強度分布が得られる。このマスク構造
は、従来の遮光膜を位相反転機能をもつ半透明膜に変更
するだけで実現でき、マスク製作が簡単であることが特
徴である。
向上手段として、特開昭61−91662に示すような
円環状透明部を持つ特殊絞りを用いた露光装置を用いて
パタンを形成する方法がある。この露光装置を用いた場
合、周期性を持ったパタンの焦点深度向上が可能であ
る。
得られる投影像は、周期的に配置されたパタン群の最外
周パタンでパタンの寸法が小さく形成される。これによ
り解像不良の発生し、良好なパタン形成の障害となるこ
とが問題となっていた。
ン群の最外周パタンの非開孔を防止し、より大きなリソ
グラフィプロセスの余裕を得ることにある。
に、本発明では投影する主パタンの周期性が崩れる、周
期的に配置されたパタン群の最外周パタンの設計寸法
(設計寸法とは目標寸法にマスクバイアス量を含んだ寸
法であり、投影露光光学系の倍率が1/5であるため、
マスク上での寸法は5倍となる)を大きくして配置し
た。
いる場合の、通常マスクの実施例を図1で説明する。図
1(a)は従来法のマスクの平面図であり、図1(b)
はマスクの断面図である。11はガラス基板、12は半
透明位相シフト膜、13は透明領域で形成される主パタ
ンである。半透明位相シフト膜12は、CrON膜を用
いた。また、半透明位相シフト膜12の露光光に対する
透過率は6%とした。なお、半透明位相シフト膜は露光
光の透過率が2%〜30%のものを用いることができる
が、3%〜8%が望ましい。
した光の振幅分布は、光透過部である主パタン13を通
過した光が正の符号であるのに対し、半透明位相シフト
膜12を通過した光の位相は反転し負の符号となる。こ
の光をレンズを通しウエハ上に投影すると、図1(d)
に示すように光透過部である主パタン13と半透明位相
シフト膜12の境界で位相が反転しているためその直下
で光強度はほぼ0となる。そのため光強度の広がりが抑
えられ、コントラストの高い微細なパタンが形成でき
る。
(a)は従来法のマスクの平面図であり、図2(b)は
非連続方向A−A’及びB−B’のマスク断面図であ
る。21はガラス基板、22は半透明位相シフト膜、2
3、24、25、26は透明領域で形成される主パタン
群である。半透明位相シフト膜22は、CrON膜を用
いた。また、半透明位相シフト膜22の露光光に対する
透過率は6%とした。図2(c)は周期的に配置された
パタン23の非連続方向A−A’の光強度分布、図2
(d)は周期的に配置されたパタン群の最外周パタン2
6の非連続方向B−B’の光強度分布である。
ているパタン23では、変形照明法の効果が得られ、良
好な光強度のプロファイルが得られる。しかし周期的に
配置されたパタン群の最外周パタン26では、図2
(d)に示す様に周期性が崩れているため変形照明法の
効果が十分得られないことから光強度のプロファイルが
劣化しており問題である。この条件で主パタン23の連
続方向の転写パタン寸法を0.22μmとした時の、主
パタン23、24、25、26の連続方向の転写パタン
寸法を図4に示す。図中の測定位置1、2、3、4は、
それぞれパタン26、25、24、23に対応してい
る。ここでパタンの転写には、露光波長λ=0.248
μm、レンズの開口数NA=0.55のステッパを用
い、照明条件は図3に示す様な外径σ0.7、内径σ
0.4の輪帯照明を用いた。また半透明膜の透過率は透
明部の透過率を100%とした時6%、透明部と半透明
部を通過する露光光の位相差が180°、転写する主パ
タン23に該る光透過部の設計寸法Wを0.28μm角
(投影露光光学系の倍率が1/5なので、マスク上では
1.4μm角)とした。
は、周期的に配置されたパタン群の最外周パタンのみ転
写パタン寸法が小さくなることから、寸法差が大きくな
る。また焦点ずれの場合には、合焦点の場合よりも寸法
差がさらに大きくなり、パタンが非開孔となる可能性が
高くなるため問題である。
例を図6及び図7に、第2の実施例を図8及び図9に示
す。本発明では図5(a)に示すように、周期性が崩れ
るために変形照明法の効果が十分に得られない周期的に
配置されたパタン群の最外周パタン56の寸法を大きく
した。
は非連続方向A−A’及びB−B’のマスク断面図であ
る。51はガラス基板、52は半透明位相シフト膜、5
3、54、55、56は透明領域で形成される主パタン
である。半透明位相シフト膜52は、CrON膜を用い
た。また、半透明位相シフト膜52の露光光に対する透
過率は6%とした。なおここでは半透明膜にCrON膜
を使用したがこれに限らない。CrO、CrN、MoS
iO、MoSiONなど、あるいはSiO2等の透明膜
との多層膜など、半透明部と透明部を通過する光の位相
がほぼ反転していればよく、通常の半透明位相シフトマ
スク構造で良い。
3の非連続方向A−A’の光強度分布、図5(d)は周
期的に配置されたパタン群の最外周パタン56の非連続
方向B−B’の光強度分布である。図5(c)に示すよ
うに周期的に配置されているパタン53では、変形照明
法の効果が得られ、良好な光強度のプロファイルが得ら
れる。またパタン56においても設計寸法W’を周期的
に配置されたパタン53、54、55の設計寸法Wより
も大きくして配置しているため、図5(d)に示すよう
に光強度の劣化を抑えることができる。
光光学系の倍率が1/5であるため、マスク上では1.
4μm)、パタンの配置ピッチP=0.46μm(投影
露光光学系の倍率が1/5であるため、マスク上では
2.3μm)で周期的に配置された主パタン53の連続
方向の転写パタン寸法を0.22μmとした時の、周期
的に配置されたパタン53と周期的に配置されたパタン
群の最外周パタン56の転写パタンの寸法差と設計寸法
W’の寸法補正量Lの関係を示す。周期的に配置された
パタン群の最外周パタン56の設計寸法の寸法補正量L
が約0.004μmで、周期的に配置されたパタンと周
期的に配置されたパタン群の最外周パタンの、転写パタ
ンの寸法差がほぼ0となる。したがって周期的に配置さ
れたパタン群の最外周パタンの寸法補正量Lは、L=a
×λ/NA(ただし露光波長をλ、レンズの開口数をN
A、a≧0.009)で表わされ、周期的に配置された
パタン群の最外周パタン56の寸法補正量を0.004
μm以上に設定することにより、周期的に配置されたパ
タン群の最外周パタンの非開孔を防止することができ
る。
方向の転写パタン寸法を0.22μmとした時の、パタ
ン53、54、55、56の連続方向の転写パタン寸法
を示す。図中の測定位置1、2、3、4は、それぞれパ
タン56、55、54、53に対応している。ここでパ
タンの転写には、露光波長λ=0.248μm、レンズ
の開口数NA=0.55のステッパを用い、照明条件は
図3に示す様な外径σ0.7、内径σ0.4の輪帯照明
を用いた。また半透明膜の透過率は透明部の透過率を1
00%とした時6%、透明部と半透明部の位相差が18
0°、転写する主パタン53、54、55に該る光透過
部の設計寸法Wを0.28μm角(投影露光光学系の倍
率が1/5なので、マスク上では1.4μm角)とし、
周期的に配置されたパタン群の最外周パタン56に該る
光透過部の設計寸法W’を0.285μm角(投影露光
光学系の倍率が1/5なので、マスク上では1.425
μm角)とした。目標からの寸法差は、周期的に配置さ
れたパタン群の最外周パタンにおいても0.001μm
と小さい。
ンよりも周期的に配置されたパタン群の最外周パタン5
6の転写パタンの方が寸法が大きく、パタンの非開孔の
防止が実現できた。
配置した場合を、図9に示す。パタンの配置ピッチP=
0.46μm(投影露光光学系の倍率が1/5なので、
マスク上では2.3μm角)、配置されているパタンの
設計寸法W=0.28μm(投影露光光学系の倍率が1
/5なので、マスク上では1.4μm角)とした。ここ
でパタンの転写には、露光波長λ=0.248μm、レ
ンズの開口数NA=0.55のステッパを用い、照明条
件は図3に示す様な外径σ0.7、内径σ0.4の輪帯
照明を用いた。また半透明膜の透過率は透明部の透過率
を100%としたとき6%、透明部と半透明部の位相差
は180°とした。周期的に配置されているパタン83
のパタン寸法を0.22μmとしたときの、パタン8
4、85、86の連続方向寸法を図9(a)に示す。図
中の測定位置1、2、3、4は、それぞれパタン86、
85、84、83に対応している。周期性が崩れている
ため、周期的に配置されたパタン群の最外周パタン84
〜86の転写パタン寸法が小さくなる。
す。周期的に配置されているパタン83の設計寸法W=
0.28μm(投影露光光学系の倍率が1/5なので、
マスク上では1.4μm角)とし、第1の実施例で示し
たように、周期性が崩れるために変形照明法の効果が十
分に得られない周期的に配置されたパタン群の最外周パ
タン84〜86の寸法W’を0.285μm角(投影露
光光学系の倍率が1/5なので、マスク上では1.42
5μm角)に寸法補正し、大きくした。なお、マスクの
構造及び材料は、第1の実施例と同じものを用いた。周
期的に配置されているパタン83の転写パタン寸法を
0.22μmとしたときの、パタン84、85、86の
連続方向の転写パタン寸法を示す。図中の測定位置1、
2、3、4は、それぞれパタン86、85、84、83
に対応している。
ンにおいても、本発明の効果により、転写パタンの寸法
は周期的に配置されているパタン83の転写寸法以上の
寸法が得られ、パタンの非開孔が防止できる。
射照明法の一つである輪帯照明法を用いたが、光源形状
を四重極形状の照明法を用いた場合にも、周期的に配置
されたパタン群の最外周パタンの寸法補正量Lを最適に
することによりほぼ同様の結果が得られた。
置されたパタン群の最外周パタンの寸法補正量及び係数
を上記のように限定したが、主パタンの大きさや形状は
半透明領域の透過率及び光源形状によって最適値は異な
る。例えば透過率が変わることによって、半透明領域を
通過する光強度が変化する。例えば透過率を4%に変更
する場合、半透明領域を通過する光強度は小さくなる。
群の最外周パタンの寸法等変更するが、各々最適化すれ
ばほぼ問題なくパタンの形状を補正でき、その結果パタ
ンの非開孔が防止できる。
分布が変化することから、周期的に配置されたパタン群
の最外周パタンの最適寸法が変わる。例えば四重極照明
を用いた場合、周期的に配置されたパタン群の最外周パ
タンの寸法等変更するが、各々最適化すればほぼ問題な
くパタンの形状を補正でき、その結果非開孔が防止でき
る。
状、パタンの配置ピッチに合わせて、周期的に配置され
たパタン群の最外周パタンの補正量等の最適化が必要で
ある。 主パタンの形状は、正方形ホールパタンに限ら
ない。長方形パタン等でも、小さいピッチで連続して配
置されており、且つ斜入射照明技術を使ってパタン形成
する場合は適用可能である。また半透明領域の透過率も
本実施例に限らず、透過率に適した係数を使用する事に
よって適用できる。
用いた材料に限らない。すなわち、本発明では使用する
マスクの構造が透明領域と半透明領域を含み、かつ透明
領域と半透明領域を通過する光の位相差がほぼ180°
であって、投影する主パタンが少なくとも一方向に連続
して配置されており、且つ光源形状に斜入射照明を用い
てパタン形成する場合に、周期的に配置されたパタン群
の最外周パタンの寸法を補正すれば目的を達成できる。
また光源形状は、本文中では輪帯照明法を用いたが、こ
れに限らない。斜入射照明法であれば、四重極等各々の
光源に合わせて補助パタンの位置等を変更することによ
り適用できる。
孔パタンの形成に適用した結果、周期的に配置されたパ
タン群の最外周パタンであるメモリセルの最外周パタン
でも非開孔になることなくパタンが形成でき、約1.5
倍のパタンの非開孔マージンの向上が実現でき、素子の
良品歩留りを約10%向上できた。
非開孔余裕をもって形成できる。特に微細化が困難な超
LSIの電極取り出し用穴パタンの微細化及び微細配置
が実現でき、超LSIの製造を光リソグラフィを用いて
実現する事が可能となる。
となり、工業的に極めて有利である。
2、72…半透明位相シフト膜、13…孤立透明主パタ
ン、23、24、25、53、54、55、83…周期
性の有る透明主パタン、26、56、84、85、86
…周期的に配置されたパタン群の最外周パタン、14…
孤立透明主パタンの光強度ピーク、27、57…周期性
の有る透明主パタンの光強度ピーク、29、59…周期
的に配置されたパタン群の最外周パタンの光強度ピー
ク、15、28、58、60…透明主パタンの第2の光
強度ピーク所謂サブピーク。
Claims (6)
- 【請求項1】投影露光装置を用いてホトマスクに形成さ
れたパタンを基板上に転写するパタン形成方法におい
て、 前記投影露光装置の照明は斜入射照明であり、 前記ホトマスクは、少なくとも露光光に対して半透明な
領域と透明な領域を含み、上記半透明な領域は半透明な
領域と透明な領域を通過する光の位相差がほぼ180度
となるように調整され、かつ主パタンである透明開孔部
が周期的に配置されており、前記周期的に配置されたパ
タン群の最外周パタンの非開孔を防止するために、前記
周期的に配置されたパタン群の最外周パタンの設計寸法
が他の周期的に配置されたパタンの設計寸法よりも大き
くなるよう設計寸法が補正されていることを特徴とする
パタン形成方法。 - 【請求項2】上記斜入射照明は、輪帯照明であることを
特徴とする請求項1記載のパタン形成方法。 - 【請求項3】上記斜入射照明は、4重極照明であること
を特徴とする請求項1記載のパタン形成方法。 - 【請求項4】上記設計寸法の補正量Lは、L=a×λ/
NA(ただし露光波長をλ、レンズの開口数をNA、a
≧0.009)であることを特徴とする請求項1乃至3
の何れかに記載のパタン形成方法。 - 【請求項5】照明が斜入射照明である投影露光装置を用
いたパタン形成用のホトマスクであって、 少なくとも露光光に対して半透明な領域と透明な領域を
含み、上記半透明な領域は半透明な領域と透明な領域を
通過する光の位相差が180度となるように調整され、
主パタンである透明開孔部が周期的に配置され、前記周
期的に配置されたパタン群の最外周パタンの非開孔を防
止するために前記周期的に配置されたパタン群の最外周
パタンの設計寸法が他の周期的に配置されたパタンの設
計寸法よりも大きくなるよう設計寸法が補正されている
ことを特徴とするホトマスク。 - 【請求項6】上記設計寸法の補正量Lは、L=a×λ/
NA(ただし露光波長をλ、レンズの開口数をNA、a
≧0.009)であることを特徴とする請求項5記載の
ホトマスク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16993097A JPH1115133A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | パタン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16993097A JPH1115133A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | パタン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1115133A true JPH1115133A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15895576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16993097A Pending JPH1115133A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | パタン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1115133A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002075823A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置のパターン形成方法、フォトマスクのパターン設計方法、フォトマスクの製造方法およびフォトマスク |
US6656646B2 (en) | 2001-08-31 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Fabrication method of semiconductor integrated circuit device |
KR100548534B1 (ko) * | 1999-04-22 | 2006-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 셀 프로 젝션 마스크 |
JP2011002854A (ja) * | 2010-09-21 | 2011-01-06 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法、フォトマスクのパターン設計方法、フォトマスクの製造方法およびフォトマスク |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP16993097A patent/JPH1115133A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100548534B1 (ko) * | 1999-04-22 | 2006-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 셀 프로 젝션 마스크 |
JP2002075823A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置のパターン形成方法、フォトマスクのパターン設計方法、フォトマスクの製造方法およびフォトマスク |
JP4646367B2 (ja) * | 2000-08-25 | 2011-03-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
US6656646B2 (en) | 2001-08-31 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Fabrication method of semiconductor integrated circuit device |
JP2011002854A (ja) * | 2010-09-21 | 2011-01-06 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法、フォトマスクのパターン設計方法、フォトマスクの製造方法およびフォトマスク |
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