JPS6055826B2 - photomask pattern - Google Patents

photomask pattern

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Publication number
JPS6055826B2
JPS6055826B2 JP54037748A JP3774879A JPS6055826B2 JP S6055826 B2 JPS6055826 B2 JP S6055826B2 JP 54037748 A JP54037748 A JP 54037748A JP 3774879 A JP3774879 A JP 3774879A JP S6055826 B2 JPS6055826 B2 JP S6055826B2
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JP
Japan
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pattern
photomask
reticle
gap
patterns
Prior art date
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Application number
JP54037748A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS55130540A (en
Inventor
実 広島
純志 浅野
昭彦 房谷
浩三 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
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Publication of JPS55130540A publication Critical patent/JPS55130540A/en
Publication of JPS6055826B2 publication Critical patent/JPS6055826B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • 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
    • G03F7/70475Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微細パターン作製用ホトマスクに係わるもの
であり、微細なホトマスクパターンが確実に精度よくで
きるホトマスクパターンに関するものてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a photomask for producing fine patterns, and more particularly, to a photomask pattern that can reliably form fine photomask patterns with high precision.

現在、半導体L■や磁気バブル素子の微細パターンの作
製は、ホトマスクを用い、ホトリソグラフィー技術によ
り行なわれている。
At present, fine patterns for semiconductor L2 and magnetic bubble elements are produced by photolithography using a photomask.

これら半導体LSIや磁気バブル素子の微細パターンの
サイズは、近年、素子の高密度化に伴ない、だんだん小
さくなつてきた。そして現在の微細パターンは、そのパ
ターン間のギャップが、ホトリソグラフィー技術の限界
といわれている1μm程度にまで小形化してきた。素子
上にこのような微細パターンを広い面積にわたつて確実
に精度よく作製するためには、それに用いるホトマスク
上の微細パターンが、広い面積にわたつて精度よくでき
ている必要がある。
In recent years, the size of fine patterns in semiconductor LSIs and magnetic bubble devices has become smaller and smaller as devices become more densely packed. In the current fine patterns, the gap between the patterns has been reduced to about 1 μm, which is said to be the limit of photolithography technology. In order to reliably produce such a fine pattern on a device over a wide area with high precision, the fine pattern on the photomask used for this needs to be formed with high precision over a wide area.

ところがこのようなホトリソグラフィー技術の限界に近
い微細パターンをホトマスク上に、広面積にわたり高密
度に精度よく確実に作製することは難かしく、従来満足
なホトマスクを再現性よく得ることが困難であつた。こ
れは具体的には、微細パターン間のギャップの大きさが
場所によつて大きくばらつき、場合によつてはギャップ
部でパターンがショートする(重なり合う)という問題
である。したがつて本発明の目的は、上記したホトマス
クの問題点を解消し、広面積にわたる高密度の微細パタ
ーンが確実に精度よくできるホトマスクを提供しようと
するものである。
However, it is difficult to reliably produce such fine patterns, which are close to the limits of photolithography technology, on a photomask over a wide area with high density and precision, and it has been difficult to obtain satisfactory photomasks with good reproducibility. . Specifically, this is a problem in that the size of the gap between fine patterns varies greatly depending on the location, and in some cases, the patterns short-circuit (overlap) at the gap portion. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a photomask which eliminates the above-mentioned problems with photomasks and which can reliably form fine patterns with high density over a wide area with high accuracy.

ホトマスクの作製には、まずパターンジェネレータと呼
ぷ装置を用いて実寸の■倍のパターン原J版を作る。
To make a photomask, first, a device called a pattern generator is used to create an original J version of the pattern that is twice the actual size.

この原版はレチクルと呼ばれる。次に、ステツプアンド
レピータと呼ぶホトレピータ装置を用いて、レチクル上
のパターンを1時の1に縮小露光し、実寸パターンを乾
版上に作る。ステツプアンドレピータによりこの動作を
繰り返し;行なうことにより、実寸パターンが縦横に複
数個配列されたホトマスクが作製される。このような手
順で作製されるホトマスクにおいて、高密度の微細パタ
ーンを広範囲にわたつて精度よく作るには、その原版で
あるレチクル上のパターンが精度よく一様であることが
必須となることが検討の結果明らかになつた。
This original plate is called a reticle. Next, using a photorepeater device called a step repeater, the pattern on the reticle is exposed at a 1:1 reduction to create an actual size pattern on the dry plate. By repeating this operation using a step repeater, a photomask in which a plurality of full-sized patterns are arranged vertically and horizontally is produced. In order to accurately create high-density micropatterns over a wide area in photomasks manufactured using these procedures, it has been considered that it is essential that the pattern on the original reticle be uniform and accurate. The results became clear.

レチクルパターンの精度が悪ければ、満足なホトマスク
を再現性よく得るのがむずかしく、逆にレチクルパター
ンの精度が良ければ、これから満足なホトマスクを容易
に作製できることがわかつた。このレチクルパターン精
度とホトマスクパターン精度の関係について、検討結果
をさらに詳しく説明する。
It has been found that if the accuracy of the reticle pattern is poor, it is difficult to obtain a satisfactory photomask with good reproducibility, and conversely, if the accuracy of the reticle pattern is good, a satisfactory photomask can be easily produced from it. The results of the study regarding the relationship between the reticle pattern accuracy and the photomask pattern accuracy will be explained in more detail.

今、実寸の1皓であるレチクルパターン間のギャップの
設計値が10μm1精度が±1μWL(±10%)であ
つたとする。この場合、実際のレチクルパターン間のギ
ャップは、ある場所では9μmとなり、他の場所では1
1μmとなる。このようなレチクルパターンからホトマ
スクを作製した場合、レチクルパターンに完全に忠実な
ホトマスクパターンができると仮定すれば、ホトマスク
パターン間のギャップが、1.0pTrL,±0.1μ
m(±10%)のものが出来るので問題ない。ところが
実際には、〜1μmギャップはホトリソグラフィー技術
の限界に近いため、レチクルパターンに完全に忠実なホ
トマスクパターンを得ることは不可能となり、次のよう
なホトマスクパターンしか得られない。すなわち、レチ
クルパターン上で9μmギャップの部分をホトマスクパ
ターン上で0.9μmlこ作製しようとすれば、レチク
ルパターン上で11μmギャップの部分は、ホトマスク
パターン上で1.1μmとならず〜1.5μmと大きく
広がつてし.まう。ホトマスクパターンは、1.0pT
rL±10%ギャップとならず。1.0μm×50%,
−10%のものしか得られない。
Now, assume that the design value of the gap between the reticle patterns, which is one scale of the actual size, is 10 μm and the accuracy is ±1 μWL (±10%). In this case, the actual gap between the reticle patterns is 9 μm in some places and 1 μm in other places.
It becomes 1 μm. When a photomask is made from such a reticle pattern, assuming that a photomask pattern that is completely faithful to the reticle pattern can be created, the gap between the photomask patterns will be 1.0 pTrL, ±0.1 μ.
m (±10%), so there is no problem. However, in reality, a ~1 μm gap is close to the limit of photolithography technology, so it is impossible to obtain a photomask pattern that is completely faithful to the reticle pattern, and only the following photomask pattern can be obtained. That is, if you try to make a 9 μm gap part on the reticle pattern by 0.9 μml on the photomask pattern, the 11 μm gap part on the reticle pattern will not be 1.1 μm on the photomask pattern, but will be ~1.5 μm. It has spread greatly. Mau. The photomask pattern is 1.0 pT
There is no rL±10% gap. 1.0μm×50%,
- Only 10% can be obtained.

逆に、レチクルパターン上で11μmギャップの部分を
ホトマスクパターン上で1.1μmに作製しようとすれ
ば、レチクルパターン上で9μmギャップの部分はホト
マスクパターン上で0.9μmとならず0μmすなわち
ショートしてしまう。ホトマスクパターンとして1.0
μm±10%,−100%のものしか得られない。この
ように、レチクルパターン上の精度が、±・10%であ
つたとしても、ホトマスクパターン上の精度は、±10
%とならず、拡大されて±10%以上となる。この拡大
のされ方は、パターンギャップがホトリソグラフィー技
術の限界に近づくにつれて急激に大きくなり、しがつて
レチクルパターン上の精度が悪くなる程急げきに増大す
る。上とは逆にレチクルパターン間のギャップが10μ
m±0.1μ7n,(±1%)と精度のよい場合、ホト
マスクパターンとして、1μm±1〜2%の充分満足な
ものが簡単に得られる。
Conversely, if you try to create a part with a gap of 11 μm on the reticle pattern to 1.1 μm on the photomask pattern, the part with a gap of 9 μm on the reticle pattern will not be 0.9 μm on the photomask pattern, but will be shorted by 0 μm. Put it away. 1.0 as a photomask pattern
Only μm±10% and −100% can be obtained. In this way, even if the accuracy on the reticle pattern is ±10%, the accuracy on the photomask pattern is ±10%.
%, but is expanded to ±10% or more. This expansion rapidly increases as the pattern gap approaches the limit of photolithography technology, and as the accuracy on the reticle pattern deteriorates. Contrary to the above, the gap between reticle patterns is 10μ
If the accuracy is as high as m±0.1μ7n, (±1%), a fully satisfactory photomask pattern of 1μm±1 to 2% can be easily obtained.

磁気バブル素子においては、バブル転送路として、現在
、第1図に例示したような非対称シエプロン1からなる
バブル転送路10がよく使用されノる。
In magnetic bubble elements, a bubble transfer path 10 consisting of an asymmetrical apron 1 as illustrated in FIG. 1 is currently often used as a bubble transfer path.

第2図は、このような磁気バブル転送路10のレチクル
パターン(実寸の10f8レチクルパターン)を実際に
作製した結果の一例を示す。同図は、非対称シエプロン
1の繰り返し周期λが80μm1非対称シエプロン1間
のギャップgが10PTr1,・の磁気バブル転送路の
作製結果である。出来上がりのレチクルパターンは、同
図Aに例示したように、非対称シエプロン1の肩の部分
がふくらみ、その部分でのギャップg1は、9〜8μm
になつた。第3図は、このようなレチクルパターンを用
いて、実寸のホトマスクパターンを実際に作成した結果
の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of the result of actually producing a reticle pattern (actual size 10f8 reticle pattern) of such a magnetic bubble transfer path 10. The figure shows the results of manufacturing a magnetic bubble transfer path in which the repetition period λ of the asymmetrical asymmetrical aprons 1 is 80 μm, and the gap g between the asymmetrical asymmetrical aprons 1 is 10 PTr1. As shown in Figure A, the finished reticle pattern has a bulge at the shoulder part of the asymmetrical apron 1, and the gap g1 at that part is 9 to 8 μm.
It became. FIG. 3 shows an example of the result of actually creating a full-sized photomask pattern using such a reticle pattern.

非対称シエプロン1間のギャップg″を1.0PTrL
になるように作製した場合、同図A″に例示したように
、非対称シエプロン1の肩の部分がショートし、満足な
ホトマスクパターンが得られなかつた。このショートの
原因は、レチクルパターンのAのふくらみによるもので
ある。
The gap g″ between the asymmetrical Siprons 1 is 1.0PTrL
When fabricating the reticle pattern as shown in A'' in the same figure, the shoulder portion of the asymmetric asymmetrical apron 1 was short-circuited, and a satisfactory photomask pattern could not be obtained.The cause of this short-circuit was that the reticle pattern A'' This is due to swelling.

このふくらみAの生じる理由について以下に述べる。パ
ターンジェネレータによるレチクルパターンの作製は、
次のようにして行なわれる。
The reason why this bulge A occurs will be described below. Creating a reticle pattern using a pattern generator
It is done as follows.

第4図は、これを説明する図であり、非対称シエプロン
1の場合を例示する。同図に例示したように、非対称シ
エプロン1を矩形に分解する。同図の場合、1〜4の四
つの矩形に分解されている。これら四つの矩形をパター
ンジェネレータにより、順次露光することにより、レチ
クルパターンが作成される。この場合、第5図に示すよ
うに、分解した矩形の重り合う部分Sは、2回露光され
ることになる。
FIG. 4 is a diagram for explaining this, and illustrates the case of the asymmetrical apron 1. As illustrated in the figure, the asymmetrical apron 1 is decomposed into rectangles. In the case of the figure, it is decomposed into four rectangles numbered 1 to 4. A reticle pattern is created by sequentially exposing these four rectangles using a pattern generator. In this case, as shown in FIG. 5, the overlapping portion S of the separated rectangles will be exposed twice.

レチクル乾板上のホトレジストは、露光された部分が感
光するが、その境界部分も、光がホトレジストにしみ込
み感光される。2重露光された部分Sの境界では、この
光のホトレジストへのしみ込み量が倍になる。
The exposed portions of the photoresist on the reticle dry plate are exposed to light, but the boundary portions of the photoresist are also exposed as light penetrates into the photoresist. At the boundary of the double exposed portion S, the amount of light penetrating into the photoresist is doubled.

この結果、出来上がりのパターンは、第5図に例示した
ように、ふくらみ部分A,Bを持つことになる。出来上
がりのレチクルパターンがふくらみAを生じる理由は、
以上説明したように、2重露光によるためであつた。
As a result, the finished pattern has bulges A and B, as illustrated in FIG. The reason why the finished reticle pattern causes bulge A is as follows.
As explained above, this was due to double exposure.

したがつて本発明の基本的な考え方は、多重露光される
部分のパターン形状を工夫することにより、ギャップ部
へ向かつてふくらむ部分Aをなくそうとするものである
Therefore, the basic idea of the present invention is to eliminate the portion A that swells toward the gap by devising the pattern shape of the portion that is exposed multiple times.

以下、本発明によるホトマスクパターンを実施例により
説明する。
Hereinafter, the photomask pattern according to the present invention will be explained using examples.

第6図は、本発明によるパターンの実施例1例を示す図
であり、非対称シエプロンのパターン例を示す。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a pattern according to the present invention, and shows an example of a pattern of an asymmetrical apron.

矩形分解したあと、二重露光される部分の中で、ギャッ
プ部に隣接する部分S″が、ギャップ部の境界1よりa
だけ内側に入るようになつている。実験によれば、この
aの値として、実パターン寸法で0.1〜0.2μmに
選べば充分である。こうすることにより、二重露光され
た部分でレチクルパターンがふくらんでも、そのふくら
みがギャップ部の中へ入り込むことはなく、第2図で述
べたg1は、gに一致することになる。また、前記aが
0.3μmのように大きくなるとパターンの形状が確保
できず、また逆に小さ過ぎるとAの発生防止の効果がな
い。第7図は、本発明によるパターンの他の実施例を示
す図であり、非対称シエプロンのパターン例を示す。
After rectangular decomposition, the part S'' adjacent to the gap part among the parts to be double exposed is a from the boundary 1 of the gap part.
It is designed to go inside only. According to experiments, it is sufficient to select the value of a to be 0.1 to 0.2 μm in terms of actual pattern size. By doing this, even if the reticle pattern bulges in the double-exposed area, the bulge will not go into the gap, and g1 described in FIG. 2 will match g. Furthermore, if the a is large, such as 0.3 μm, the shape of the pattern cannot be secured, and conversely, if it is too small, there is no effect of preventing the occurrence of A. FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the pattern according to the present invention, and shows an example of a pattern of an asymmetrical apron.

同図の実施例の特徴は、第6図のパターンにおいて、さ
らにbの値を、実パターン寸法で0.1〜0.2μml
こした点にある。これにより、二重露光された部分でレ
チクルパターンがふくらむ量を少なくすることができる
。以上説明した如く、本発明によれば、二重露光された
部分でレチクルパターンのギャップgが設計値より小さ
くなる問題が解消し、広面積にわたる高密度の微細パタ
ーンからなるホトマスクを確実に精度よく作製できる。
The feature of the embodiment shown in FIG. 6 is that in the pattern shown in FIG.
It's in the middle of the day. This makes it possible to reduce the amount by which the reticle pattern swells in the double-exposed area. As explained above, according to the present invention, the problem of the gap g of the reticle pattern being smaller than the design value in the double-exposed area can be solved, and the photomask consisting of a high-density fine pattern over a wide area can be reliably formed with high precision. It can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はホトマスクパターンの一例を示す図、第2図は
従来のレチクルパターンの問題点を例示する図、第3図
は第2図のレチクルパターンからホトマスクを作製した
ときの問題点を例示する図、第4図,第5図は上記問題
の発生原因を説明するための図、第6図,第7図は本発
明によるホトマスクパターンの実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a photomask pattern, FIG. 2 is a diagram illustrating problems with a conventional reticle pattern, and FIG. 3 is a diagram illustrating problems when a photomask is manufactured from the reticle pattern shown in FIG. 2. 4 and 5 are diagrams for explaining the causes of the above-mentioned problems, and FIGS. 6 and 7 are diagrams showing examples of photomask patterns according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 パターンを矩形分解してパターンジェネレータによ
りレチクルパターンを作製し、このレチクルパターンか
らステツプアンドレピータにより作製するホトマスクパ
ターンにおいて、パターンジェネレータで二重露光され
る部分Sの中で、パターン間のギャップ部に隣接する部
分S′が、ギャップ部の境界lより、内側に入つている
ことを特徴とするホトマスクパターン。 2 境界lより内側に入る寸法が0.1〜0.2μmで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のホト
マスクパターン。
[Scope of Claims] 1. A reticle pattern is produced by a pattern generator by dividing the pattern into rectangles, and in a photomask pattern produced from this reticle pattern by a step repeater, in a portion S that is double exposed by the pattern generator, A photomask pattern characterized in that a portion S' adjacent to a gap between patterns is located inside a boundary l of the gap. 2. The photomask pattern according to claim 1, wherein the dimension inside the boundary l is 0.1 to 0.2 μm.
JP54037748A 1979-03-31 1979-03-31 photomask pattern Expired JPS6055826B2 (en)

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JPS55130540A JPS55130540A (en) 1980-10-09
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0212425Y2 (en) * 1985-09-30 1990-04-09
JPH0344986Y2 (en) * 1986-01-21 1991-09-24

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JPH0212425Y2 (en) * 1985-09-30 1990-04-09
JPH0344986Y2 (en) * 1986-01-21 1991-09-24

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