KR20050021353A - Photomask - Google Patents
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Abstract
가상 영역(2 및 3)에 부패턴으로서 더미 패턴이 형성되어 있다. 단, 가상 영역(2 및 3)의 주패턴만이 형성되어 있는 경우의 개구율은 각각 60 %, 90 %이다. 가상 영역(2) 중 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.15 ㎛인 정사각 형상의 차광 패턴이고, 가상 영역(3) 중 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.2 ㎛인 정사각 형상의 차광패턴이다. 그리고, 가상 영역(2 및 3)의 개구율은 모두 30 %로 설정되어 있다. 이와 같은 포토마스크를 사용한 노광을 행하면, 감광체의 노광광이 조사되는 범위 내에서는 어떠한 점에 있어서도 로컬 플레어에 의해 생긴 빛의 양은 대략 균일해진다. 이 결과, 라인 폭의 변동이 발생하였다고 해도 그 정도는 포토마스크 전체적으로 균일해진다.Dummy patterns are formed in the virtual regions 2 and 3 as subpatterns. However, the aperture ratios when only the main patterns of the virtual regions 2 and 3 are formed are 60% and 90%, respectively. The dummy pattern in the virtual region 2 is a square shading pattern having a side length of 0.15 μm, and the dummy pattern in the virtual region 3 is a square shading pattern having a side length of 0.2 μm. The aperture ratios of the virtual regions 2 and 3 are all set to 30%. When exposure using such a photomask is performed, the amount of light generated by the local flare becomes substantially uniform at any point within the range where the exposure light of the photoconductor is irradiated. As a result, even if variation in the line width occurs, the degree becomes uniform throughout the photomask.
Description
본 발명은 반도체 장치 등의 제조시에 행해지는 포토리소그래피에 사용되는 포토마스크, 그 설계 방법 및 그를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask used in photolithography performed at the time of manufacturing a semiconductor device, a design method thereof, and a manufacturing method of a semiconductor device using the same.
반도체 장치 등의 제조시에 포토마스크에 형성된 다양한 패턴이 기판 상에 형성된 감광성 레지스트에 포토리소그래피에 의해 전사되고 있다. 이 전사 후, 감광성 레지스트의 현상이 행해지고, 감광성 레지스트의 패턴을 마스크로 하여 배선층 등의 가공이 행해지고 있다. 이와 같은 포토리소그래피에서는 굴절 광학계 또는 반사 굴절 광학계의 투영 노광 장치가 사용되고 있다. Various patterns formed on photomasks in the manufacture of semiconductor devices and the like are transferred by photolithography to photosensitive resists formed on substrates. After this transfer, development of the photosensitive resist is performed, and the wiring layer etc. are processed using the pattern of the photosensitive resist as a mask. In such photolithography, a projection exposure apparatus of a refractive optical system or a reflective refractive optical system is used.
그러나, 이와 같은 리소그래피에서는 조명 광학계의 렌즈, 마스크, 투영 렌즈 등의 표면 또는 내부에 있어서의 반사, 산란, 렌즈 재료의 굴절률의 불균일을 원인으로 하여 설계와는 다른 광학 경로가 형성되고, 이 광학 경로를 경유한 빛이 생긴다. 이와 같은 현상은 플레어라 불린다. 플레어가 발생하면, 감광성 레지스트에 전사된 패턴의 형상 및 라인 폭이 변동해 버린다. However, in such lithography, an optical path different from the design is formed due to reflection, scattering and non-uniformity of the refractive index of the lens material on the surface or inside of the lens, mask, projection lens, etc. of the illumination optical system. Light comes through. This phenomenon is called flare. When flare occurs, the shape and line width of the pattern transferred to the photosensitive resist fluctuate.
그래서, 종래 플레어에 대해서는, 렌즈의 표면에 코팅을 실시하는 방법이나 렌즈 표면의 평탄도를 향상시키는 방법 등에 의해 대응하여 플레어를 저감시키고 있다. Therefore, with respect to the conventional flare, the flare is reduced by a method of coating the surface of the lens, a method of improving the flatness of the lens surface, and the like.
그러나, 최근 플레어뿐만 아니라, 로컬 플레어라 불리는 현상이 문제시되고 있다. 이 로컬 플레어는 노광기의 수차를 원인으로 하여 발생한다. 그리고, 로컬 플레어가 발생하면, 플레어와 마찬가지로 라인 폭의 변동 등이 발생한다. 마스크 내의 일정 패턴에 의한 로컬 플레어가 영향을 미치는 범위는 그 패턴으로부터 50 ㎛ 정도의 범위 내이다. 단, 로컬 플레어가 영향을 미치는 범위는 노광기의 세대 및 노광 파장에 의해 장래적으로 변할 가능성이 있다. 또한, 로컬 플레어의 영향은 패턴 주변의 개구율에 의해 변하므로, 포토마스크 상의 위치에 따라 다르다. 이로 인해, 레지스트 패턴에 있어서의 라인 폭의 변동 정도가 위치에 따라 다르다. 따라서, 로컬 플레어의 영향을 고려하여 포토마스크의 패턴을 수정하는 것은 매우 곤란하다. Recently, however, not only flares but also phenomena called local flares have been problematic. This local flare occurs due to the aberration of the exposure machine. If a local flare occurs, a line width fluctuation or the like occurs like the flare. The range where the local flare affects by a certain pattern in the mask is in the range of about 50 μm from the pattern. However, the range in which the local flare affects may change in the future depending on the generation of the exposure machine and the exposure wavelength. In addition, the influence of the local flare varies with the aperture ratio around the pattern, and thus depends on the position on the photomask. For this reason, the variation degree of the line width in a resist pattern changes with position. Therefore, it is very difficult to modify the pattern of the photomask in consideration of the influence of the local flare.
최근에는, 반도체 장치에 대한 미세화 및 고집적화가 점점 높아지고 있고, 이에 수반하여 투영 노광 장치에서 사용하는 노광광의 단파장화가 진행되고 있다. 구체적으로는, 193 ㎚ 파장의 노광광이 채용되어 있지만, 이와 같은 단파장에 대응하는 렌즈 재료의 특수성으로부터 일정 패턴 주변의 개구 면적에 따라서 빛을 쬐이는 방법이 달라, 노광 패턴에 의존한 국소적인 플레어의 발생이 문제시되고 있다. 이와 같은 플레어가 로컬 플레어라 불리우고 있고, 전사하는 패턴의 형상이나 라인 폭에 예측할 수 없는 변화를 생기게 하는 주요 원인이 된다. 상술한 노광기의 수차는 렌즈 재료의 특수성에 의한 것이다. In recent years, the miniaturization and high integration of semiconductor devices are increasing, and with this, shortening of the wavelength of exposure light used by a projection exposure apparatus is progressing. Although the exposure light of 193 nm wavelength is employ | adopted specifically, the method of illuminating according to the opening area of a predetermined pattern differs from the peculiarity of the lens material corresponding to such a short wavelength, and it is a local flare depending on an exposure pattern. The occurrence of is being questioned. Such flares are called local flares and are a major cause of unpredictable changes in the shape and line width of the pattern to be transferred. The aberration of the above-described exposure machine is due to the specificity of the lens material.
도1은 포토마스크 상의 영역 A 내지 C 사이의 위치 관계를 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing the positional relationship between the regions A to C on the photomask.
도2a 내지 도2c는 로컬 플레어를 정량하는 방법을 나타내는 개략도이다. 2A-2C are schematic diagrams illustrating a method of quantifying a local flare.
도3은 도2a 내지 도2c에 나타내는 방법에 의해 얻게 된 그래프이다. 3 is a graph obtained by the method shown in FIGS. 2A to 2C.
도4는 본 발명의 기본적 원리를 도시하는 개략도이다. 4 is a schematic diagram showing the basic principle of the present invention.
도5a 내지 도5d는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 5A to 5D are schematic diagrams showing a photomask according to the first embodiment of the present invention.
도6a 내지 도6d는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 6A to 6D are schematic diagrams showing a photomask according to a second embodiment of the present invention.
도7a 내지 도7d는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 7A to 7D are schematic diagrams showing a photomask according to a third embodiment of the present invention.
도8a 내지 도8d는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다.8A to 8D are schematic diagrams showing a photomask according to a fourth embodiment of the present invention.
도9a 내지 도9d는 제1 실시 형태에 대해 포지티브형/네거티브형을 반전시킨 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 9A to 9D are schematic diagrams showing a photomask in which the positive type / negative type is inverted with respect to the first embodiment.
본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 로컬 플레어에 의한 라인 폭의 변동량의 차이를 억제할 수 있는 포토마스크, 그 설계 방법 및 그를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a photomask, a design method thereof, and a method of manufacturing a semiconductor device using the same, which can suppress a difference in the variation in the line width caused by local flare.
본원 발명자는 예의 검토한 결과, 이하에 나타내는 발명의 여러가지 태양에 상도하였다. As a result of earnestly examining the present inventors, the inventors of the present application have given various aspects of the invention shown below.
본 발명에 관한 제1 포토마스크는 감광체에 전사되어야 할 주(主)패턴이 형성되고, 반도체 장치의 제조에 사용되는 포토마스크를 대상으로 한다. 그리고, 이 포토마스크는 상기 감광체에의 전사의 가능 여부가 임의의 복수개의 부(副)패턴이 형성되고, 적어도 노광광이 조사되어야 할 조사 영역을 어느 일정 형상의 복수개의 가상 영역으로 구획하였을 때에, 상기 복수개의 가상 영역 사이에서 개구율이 실질적으로 일정해져 있는 것을 특징으로 한다. The first photomask according to the present invention is directed to a photomask used in which a main pattern to be transferred to a photosensitive member is formed and used for manufacturing a semiconductor device. When the photomask is capable of transferring to the photosensitive member, a plurality of sub-patterns are formed at random, and at least the irradiation area to which irradiated light is to be irradiated is divided into a plurality of virtual regions having a certain shape. The aperture ratio is substantially constant between the plurality of virtual regions.
본 발명에 관한 제2 포토마스크는 제1 포토마스크에 대해 상기 복수개의 가상 영역 사이에서 상기 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 낮은 가상 영역일수록 상기 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 낮은 것을 특징으로 한다. In the second photomask according to the present invention, the lower the amount of decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern, the lower the total opening ratio due to all the patterns except the subpatterns between the plurality of the virtual regions with respect to the first photomask. It is characterized by.
또한, 본 발명에 관한 제1 포토마스크의 설계 방법은 감광체에 전사되어야 할 주패턴이 형성되고, 반도체 장치의 제조에 사용되는 포토마스크의 설계를 행하는 방법을 대상으로 한다. 이 설계 방법에서는, 우선 상기 반도체 장치의 회로 구성을 기초로 주패턴을 결정한다. 다음에, 적어도 노광광이 조사되어야 할 조사 영역을 임의의 일정 형상의 복수개의 가상 영역으로 구획하여, 가상 영역마다 그 시점에서 결정되어 있는 패턴에 의한 총개구율을 구한다. 그 후, 상기 감광체에의 전사가 임의의 복수개의 부패턴을 결정한다. 그리고, 상기 복수개의 부패턴을 결정하는 공정에 있어서, 상기 복수개의 가상 영역 사이에서 개구율을 실질적으로 일정하게 하는 것을 특징으로 한다. Moreover, the design method of the 1st photomask which concerns on this invention is a method which forms the main pattern to be transferred to the photosensitive member, and designs the photomask used for manufacture of a semiconductor device. In this design method, the main pattern is first determined based on the circuit configuration of the semiconductor device. Next, at least the irradiation area to which the exposure light is to be irradiated is divided into a plurality of virtual areas of any predetermined shape, and the total opening ratio due to the pattern determined at that time for each virtual area is obtained. Thereafter, the transfer to the photosensitive member determines any plurality of subpatterns. In the step of determining the plurality of subpatterns, the aperture ratio is substantially constant between the plurality of virtual regions.
본 발명에 관한 제2 포토마스크의 설계 방법은 제1 포토마스크의 설계 방법에 대해 상기 복수개의 부패턴을 결정하는 공정에 있어서, 상기 총개구율이 낮은 가상 영역일수록 상기 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 낮아지도록 하는 것을 특징으로 한다. In the method of designing the second photomask according to the present invention, in the step of determining the plurality of subpatterns with respect to the design method of the first photomask, the aperture ratio according to the formation of the subpattern is formed in a virtual region having a lower total opening ratio. It is characterized by reducing the fall amount.
이들 본 발명의 여러가지 태양에 따르면, 포토마스크의 전체에 걸쳐서 로컬 플레어의 영향이 대략 균일해지므로, 전사되어 감광체에 형성된 패턴에 있어서의 라인 폭의 변동 등도 균일해진다. 이와 같은 사이즈의 균일한 변동은, 예를 들어 노광기의 출력 에너지의 조정 등에 의해 쉽게 수정하는 것이 가능하므로, 쉽게 원하는 패턴을 감광체에 전사하는 것이 가능하다. According to these various aspects of the present invention, the influence of the local flare becomes substantially uniform over the entire photomask, so that variations in line width in the pattern transferred to the photosensitive member are also uniform. Such uniform variation in size can be easily corrected, for example, by adjusting the output energy of the exposure machine, so that it is possible to easily transfer a desired pattern to the photosensitive member.
-본 발명의 기본 골자-Basic gist of the present invention
우선, 본 발명의 기본 골자에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 도1은 포토마스크 상의 영역(A 내지 C) 사이의 위치 관계를 나타내는 개략도이다. First, the basic bone of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic diagram showing the positional relationship between the regions A to C on the photomask.
도1에 있어서, 임의의 영역(A)과 임의의 영역(B 및 C)은 20 ㎛ 정도의 범위 내로 이격되어 있는 것으로 한다. 이와 같은 포토마스크에 대해 빛을 조사하면, 영역(B 및 C)을 투과하는 빛이 생기는 플레어가 영역(A)에 형성된 패턴이 전사되어 감광성 레지스트 등의 감광체(피전사재)에 형성되는 패턴에 영향을 미친다. 이 결과, 영역 A에 라인 패턴이 형성되어 있는 경우에는 그 라인 폭이 변동해 버린다.In FIG. 1, the arbitrary area | region A and the arbitrary area | regions B and C shall be spaced apart in the range of about 20 micrometers. When the light is irradiated on such a photomask, a flare for generating light passing through the regions B and C transfers a pattern formed in the region A to affect a pattern formed on a photosensitive member (transfer material) such as a photosensitive resist. Crazy As a result, when the line pattern is formed in the area A, the line width fluctuates.
여기서, 로컬 플레어의 영향을 받는 패턴과 영향을 주는 패턴과의 거리와 로컬 플레어의 영향 정도의 관계에 대해 설명한다. 본원 발명자는 이하의 방법에 의해 상기한 관계에 관한 것으로, 양 패턴의 거리가 짧을수록 로컬 플레어의 정도가 커지는 것을 발견하였다. 도2a 내지 도2c는 로컬 플레어를 정량하는 방법을 나타내는 개략도이고, 도3은 도2a 내지 도2c에 나타내는 방법에 의해 얻게 된 그래프이다. 또, 도2a 내지 도2c에서는 도포된 영역이 차광 영역을 나타내고, 그 이외의 영역이 투과 영역을 나타낸다. 다른 마스크 패턴을 나타내는 도면이라도 마찬가지이다. Here, the relationship between the distance between the pattern affected by the local flare and the pattern affected and the degree of influence of the local flare will be described. The present inventor relates to the above relationship by the following method, and found that the shorter the distance between the two patterns, the greater the degree of local flare. 2A to 2C are schematic views showing a method of quantifying a local flare, and Fig. 3 is a graph obtained by the method shown in Figs. 2A to 2C. In addition, in FIG.2A-2C, the apply | coated area | region shows the light shielding area and the other area | region shows the transmission area | region. The same applies to drawings showing other mask patterns.
이 방법에서는, 우선 도2a에 나타낸 폭이 0.12 ㎛인 투과 라인 패턴을 리퍼런스로 하고, 이 리퍼런스가 전사되어 감광체에 형성된 패턴의 라인 폭을 측정하였다. 계속해서, 도2b에 도시한 바와 같이 리퍼런스의 주위에 링형의 투과 패턴을 형성한 마스크를 사용하여 노광을 행하고, 감광체에 형성된 라인 패턴의 라인 폭을 측정하였다. 이 때의 원의 내경은 4.14 ㎛이고, 원의 폭은 2.76 ㎛이다. 계속해서, 도2c에 도시한 바와 같이 원의 폭을 일정하게 하면서 링형의 투과 패턴의 내경을 변화시켜 마찬가지로 라인 폭을 측정하였다. 이 때의 원의 내경은 6.89 ㎛이고, 원의 폭은 2.76 ㎛이다. 그 후, 차례로 원의 폭을 일정하게 하면서 링형의 투과 패턴의 내경을 변화시켜 라인 폭을 측정하였다. 그리고, 리퍼런스만이 형성된 마스크를 이용한 노광에 의해 형성된 라인 패턴의 라인 폭에 대한 각 라인 폭의 변화량을 플롯하였다. 도3은 이 결과를 나타내는 것이다. In this method, first, a transmission line pattern having a width shown in Fig. 2A having a width of 0.12 mu m was referred to as a reference, and this reference was transferred to measure the line width of the pattern formed on the photosensitive member. Subsequently, as shown in FIG. 2B, exposure was performed using the mask in which the ring-shaped transmission pattern was formed around the reference, and the line width of the line pattern formed on the photosensitive member was measured. The inner diameter of the circle at this time is 4.14 mu m, and the width of the circle is 2.76 mu m. Subsequently, as shown in Fig. 2C, the line width was measured by changing the inner diameter of the ring-shaped transmission pattern while keeping the width of the circle constant. The inner diameter of the circle at this time is 6.89 m, and the width of the circle is 2.76 m. Then, the line width was measured by changing the inner diameter of a ring-shaped transmission pattern, making the width of a circle constant. And the variation amount of each line width with respect to the line width of the line pattern formed by exposure using the mask in which only the reference was formed was plotted. 3 shows this result.
또, 노광에서는 ArF 엑시머 레이저 광원을 사용한 스캐너형 노광기를 사용하고, 조명 조건은 개구율(NA) = 0.70, 1/2 링(sigmaout = 0.85)으로 하였다. In exposure, the scanner type exposure machine using the ArF excimer laser light source was used, and illumination conditions were set to aperture ratio (NA) = 0.80 and 1/2 ring (sigmaout = 0.85).
상술한 정량화의 결과, 도3에 도시한 바와 같이 내경이 15 ㎛ 정도 이하인 범위에서 현저한 라인 폭의 증가가 발생하였다. 이는, 리퍼런스는 15 ㎛ 정도 이격한 패턴으로부터의 로컬 플레어의 영향을 크게 받고 있는 것을 나타낸다. 또한, 리퍼런스에 가까운 패턴일수록 로컬 플레어의 영향이 커졌다. As a result of the above quantification, as shown in Fig. 3, a significant increase in the line width occurred in the range of the inner diameter of about 15 mu m or less. This indicates that the reference is greatly influenced by local flares from the pattern spaced about 15 mu m. In addition, the closer the pattern is to the reference, the greater the influence of the local flare.
그래서, 본 발명에 있어서는 포토마스크 중 적어도 노광광이 조사되어야 할 조사 영역을 어느 일정 형상의 복수개의 가상 영역으로 구획하였을 때에, 이들 가상 영역 사이에서 개구율이 실질적으로 일정하게 되어 있다. 여기서,「개구율이 실질적으로 일정하다」라 함은 개구율이 완전히 일정해져 있는 것이 바람직하지만, 포토마스크 설계의 제약상 부패턴을 형성해도 개구율을 완전히 일정하게 할 수 없는 경우도 있어, 그와 같은 경우도 포함되는 것을 의미한다. 예를 들어, 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 낮은 가상 영역일수록, 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 낮아지도록 하여, 주패턴에 더하여 부패턴이 포토마스크에 형성되어 있어도 좋다. Therefore, in the present invention, when the irradiation area to which at least the exposure light is to be irradiated from the photomask is divided into a plurality of virtual areas having a certain shape, the aperture ratio is substantially constant between these virtual areas. Here, it is preferable that the "opening ratio is substantially constant" is that the aperture ratio is completely constant. However, even if a constraint subpattern of the photomask design is formed, the aperture ratio may not be completely constant. It also means to be included. For example, the subpattern may be formed in the photomask in addition to the main pattern so that the amount of decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern is lower in the virtual region having a lower total opening rate by all patterns except the subpattern.
예를 들어, 도4에 도시한 바와 같이 포토마스크의 조사 영역(1)을 한 변의 길이가 2 ㎛인 정사각형의 가상 영역으로 구획하였을 때, 도4 중 가상 영역(2)과 가상 영역(3)에서는 가상 영역(2)의 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 가상 영역(3)의 그것보다도 낮은 경우에는, 가상 영역(2) 중의 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 가상 영역(3) 중의 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량보다도 높아져 있다. 반대로, 가상 영역(3)의 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 가상 영역(2)의 그것보다도 낮은 경우에는, 가상 영역(2) 중의 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 가상 영역(3) 중의 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량보다도 낮아져 있다. 또한, 도4 중에는 도시하지 않았지만, 조사 영역(1) 중 다른 전가상 영역에 대해서도 상술한 바와 같이 하여 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 설정되어 있다. 특히 바람직하게는, 조사 영역(1) 중 전가상 영역의 개구율이 일정하게 되어 있다. For example, when the irradiation area 1 of the photomask is partitioned into a square virtual area having a side length of 2 μm as shown in FIG. 4, the virtual area 2 and the virtual area 3 in FIG. In the case where the total opening ratio by all patterns except the subpattern of the virtual region 2 is lower than that of the virtual region 3, the decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern in the virtual region 2 is reduced to the virtual region 3. It is higher than the fall amount of aperture ratio by forming the subpattern in (). On the contrary, when the total opening ratio by all patterns except the subpattern of the virtual region 3 is lower than that of the virtual region 2, the decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern in the virtual region 2 is determined by the virtual region ( It is lower than the fall amount of the aperture ratio by forming the subpattern in 3). In addition, although not shown in FIG. 4, the amount of decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern is set as described above for the other full-virtual regions of the irradiation region 1. Especially preferably, the aperture ratio of the full-virtual region in the irradiation region 1 is constant.
여기서,「개구율의 저하량」은 절대치가 아니며, 부패턴이 형성됨에 따른 개구율이 증가하고 있는 경우에는 부의 값이 채용된다. 그리고, 부의 값을 그대로 이용하여 저하량의 고저를 비교한다. Here, the "decrease in opening ratio" is not an absolute value, and a negative value is employed when the aperture ratio increases as the subpattern is formed. And the negative value is compared as it is, using the negative value as it is.
-발명의 구체적인 실시 형태-Specific Embodiments of the Invention
다음에, 본 발명의 구체적인 실시 형태에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(제1 실시 형태)(1st embodiment)
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 도5a 내지 도5d는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 도5a는 도4 중 가상 영역(2)의 주패턴을 나타내고, 도5b는 도4 중 가상 영역(3)의 주패턴을 나타낸다. 또한, 도5c는 가상 영역(2)의 주패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타내고, 도5d는 가상 영역(3)의 주패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타낸다. 이들 주패턴 및 부패턴은 차광 패턴이다. First, the first embodiment of the present invention will be described. 5A to 5D are schematic diagrams showing a photomask according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A shows the main pattern of the virtual region 2 in FIG. 4, and FIG. 5B shows the main pattern of the virtual region 3 in FIG. 5C shows a main pattern and a subpattern (dummy pattern) of the virtual region 2, and FIG. 5D shows a main pattern and a subpattern (dummy pattern) of the virtual region 3. These main patterns and subpatterns are light shielding patterns.
본 실시 형태에 있어서는, 도5a 및 도5b에 도시한 바와 같이 가상 영역(2 및 3)의 주패턴만이 형성되어 있는 경우의 개구율은 각각 60 %, 90 %이다. 종래의 포토마스크는 이 상태로 사용되고 있다. 이에 대해, 본 실시 형태에 있어서는 도5c 및 도5d에 도시한 바와 같이 가상 영역(2 및 3)에 부패턴으로서 더미 패턴이 형성되어 있다. 가상 영역(2) 중 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.15 ㎛인 정사각 형상의 차광 패턴이고, 가상 영역(3) 중 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.2 ㎛인 정사각 형상의 차광 패턴이다. 이들 더미 패턴의 피치(중심간 거리)는 가상 영역(2 및 3) 사이에서 균일한 것으로 되어 있다. 그리고, 가상 영역(2 및 3)의 개구율은 모두 30 %로 설정되어 있다. In the present embodiment, as shown in Figs. 5A and 5B, the aperture ratios when only the main patterns of the virtual regions 2 and 3 are formed are 60% and 90%, respectively. Conventional photomasks are used in this state. In contrast, in this embodiment, as shown in Figs. 5C and 5D, dummy patterns are formed in the virtual regions 2 and 3 as subpatterns. The dummy pattern in the virtual region 2 is a square shading pattern having a side length of 0.15 μm, and the dummy pattern in the virtual region 3 is a square shading pattern having a side length of 0.2 μm. The pitch (center distance) of these dummy patterns is uniform between the virtual regions 2 and 3. The aperture ratios of the virtual regions 2 and 3 are all set to 30%.
또한, 도5a 내지 도5d에 도시하지 않았지만, 다른 모든 가상 영역에 있어서도 동일 피치로 적절한 크기의 더미 패턴이 형성되어 있고, 각 가상 영역의 개구율은 30 %로 설정되어 있다. Although not shown in Figs. 5A to 5D, dummy patterns of appropriate sizes are formed at the same pitch in all other virtual regions, and the aperture ratio of each virtual region is set to 30%.
각 가상 영역에 있어서의「부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율」및「부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량」을 정리한 것을 하기 표 1에 나타낸다. Table 1 summarizes the "total opening ratio by all patterns except the subpattern" and "the amount of decrease of the aperture ratio by forming a subpattern" in each virtual area.
여기서, 더미 패턴이 형성되어 있는 위치는 감광체에 전사되어도 반도체 장치의 동작에 허용 범위를 넘어 영향을 미치지 않는 위치이다. 즉, 더미 패턴은 소위 설계 데이터 금지 영역(설계 데이터 금지 프레임)의 외측에 형성되어 있다. 따라서, 배선의 단락이나 기생 용량의 현저한 증가를 초래하는 위치에 더미 패턴이 형성되는 일은 없다. Here, the position where the dummy pattern is formed is a position that does not affect the operation of the semiconductor device beyond the allowable range even when transferred to the photosensitive member. That is, the dummy pattern is formed outside the so-called design data prohibited area (design data prohibited frame). Therefore, the dummy pattern is not formed at a position that causes a short circuit of the wiring or a significant increase in the parasitic capacitance.
이와 같이 구성된 제1 실시 형태에 관한 포토마스크를 사용한 노광을 행하면, 감광체의 노광광이 조사되는 범위 내에서는 어떠한 점에 있어서도 로컬 플레어에 의해 생긴 빛의 양은 대략 균일해진다. 이 결과, 라인 폭의 변동이 발생하였다 해도 그 정도는 포토마스크 전체적으로 균일해진다. When exposure using the photomask which concerns on such a 1st embodiment comprised in this way is performed, the quantity of the light which arose by the local flare will become substantially uniform in any point within the range to which the exposure light of a photosensitive member is irradiated. As a result, even if the line width fluctuates, the degree becomes uniform throughout the photomask.
또, 제1 실시 형태에 있어서는 더미 패턴 사이의 피치를 일정하게 하여 더미 패턴의 크기를 조정하고 있지만, 더미 패턴의 크기를 일정하게 하여 더미 패턴 사이의 피치를 조정함으로써 가상 영역 사이에서 개구율을 균일하게 해도 좋다. 즉, 주패턴에 의한 개구율이 낮을수록 부패턴을 조하게 형성해도 좋다. 또한, 피치 및 크기 양방을 조정함으로써 가상 영역 사이에서 개구율을 균일하게 해도 좋다. 즉, 주패턴에 의한 개구율이 낮을수록 부패턴의 크기를 작게 하는 동시에, 부패턴을 조하게 형성해도 좋다. In addition, in the first embodiment, the pitch between the dummy patterns is made constant to adjust the size of the dummy pattern. However, the aperture ratio is made uniform between the virtual regions by making the size of the dummy pattern constant and adjusting the pitch between the dummy patterns. You may also In other words, the lower the opening ratio of the main pattern, the coarser the subpattern. In addition, you may make an aperture ratio uniform between virtual areas by adjusting both a pitch and a magnitude | size. That is, the lower the opening ratio by the main pattern, the smaller the size of the subpattern, and the subpattern may be coarsely formed.
(제2 실시 형태)(2nd embodiment)
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 도6a 내지 도6d는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 도6a는 도4 중 가상 영역(2)의 주패턴을 나타내고, 도6b는 도4 중 가상 영역(3)의 주패턴을 나타낸다. 또한, 도6c는 가상 영역(2)의 주패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타내고, 도6d는 가상 영역(3)의 주패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타낸다. 이들 주패턴 및 부패턴은 차광 패턴이다. Next, a second embodiment of the present invention will be described. 6A to 6D are schematic diagrams showing a photomask according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6A shows the main pattern of the virtual region 2 in FIG. 4, and FIG. 6B shows the main pattern of the virtual region 3 in FIG. 4. 6C shows a main pattern and a subpattern (dummy pattern) of the virtual region 2, and FIG. 6D shows a main pattern and a subpattern (dummy pattern) of the virtual region 3. These main patterns and subpatterns are light shielding patterns.
본 실시 형태에 있어서도, 도6a 및 도6b에 도시한 바와 같이 가상 영역(2 및 3)의 주패턴만이 형성되어 있는 경우의 개구율은 각각 60 %, 90 %이다. 본 실시 형태에 있어서는, 또한 도6c 및 도6d에 도시한 바와 같이 가상 영역(2 및 3)에 부패턴으로서 더미 패턴이 형성되어 있다. 가상 영역(2) 중 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.05 ㎛인 직사각 형상의 차광 패턴이고, 가상 영역(3) 중 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.08 ㎛인 정사각 형상의 차광 패턴이다. 이들 패턴의 크기는 해상도 한계 이하이고, 노광에 의해 감광체에는 전사되지 않는다. 이들 더미 패턴의 피치(중심간 거리)는 가상 영역(2 및 3) 사이에서 균일한 것으로 되어 있다. 그리고, 가상 영역(2 및 3)의 개구율은 모두 30 %로 설정되어 있다. Also in the present embodiment, as shown in Figs. 6A and 6B, the aperture ratios when only the main patterns of the virtual regions 2 and 3 are formed are 60% and 90%, respectively. In the present embodiment, as shown in Figs. 6C and 6D, dummy patterns are formed in the virtual regions 2 and 3 as subpatterns. The dummy pattern in the virtual region 2 is a rectangular shading pattern having a side length of 0.05 µm, and the dummy pattern in the virtual region 3 is a square shading pattern having a side length of 0.08 µm. The size of these patterns is below the resolution limit and is not transferred to the photosensitive member by exposure. The pitch (center distance) of these dummy patterns is uniform between the virtual regions 2 and 3. The aperture ratios of the virtual regions 2 and 3 are all set to 30%.
또한, 도6a 내지 도6d에 도시하지 않았지만, 다른 모든 가상 영역에 있어서도 가상 영역(2 및 3) 내의 더미 패턴과 동일 피치로 해상도 한계 이하의 적절한 크기의 더미 패턴이 형성되어 있고, 각 가상 영역의 개구율은 30 %로 설정되어 있다. In addition, although not shown in Figs. 6A to 6D, also in all other virtual regions, dummy patterns having an appropriate size below the resolution limit are formed at the same pitch as the dummy patterns in the virtual regions 2 and 3, The aperture ratio is set to 30%.
각 가상 영역에 있어서의「부패턴을 제외한 모든 패턴에 따른 총개구율」및「부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량」을 조정한 것을 하기 표 2에 나타낸다.Table 2 shows adjustment of the "total opening ratio according to all patterns except the subpattern" and "the amount of reduction of the aperture ratio when the subpattern is formed" in each virtual region.
이와 같이 구성된 제2 실시 형태에 관한 포토마스크를 사용한 노광을 행해도 감광체의 노광광이 조사되는 범위 내에서는 어떠한 점에 있어서도 로컬 플레어에 의해 생긴 빛의 양은 대략 균일해진다. 이 결과, 라인 폭의 변동이 발생하였다 해도 그 정도는 포토마스크 전체적으로 균일해진다. Even if exposure using the photomask according to the second embodiment configured as described above is performed, the amount of light generated by the local flare becomes substantially uniform at any point within the range where the exposure light of the photoconductor is irradiated. As a result, even if the line width fluctuates, the degree becomes uniform throughout the photomask.
또한, 제2 실시 형태에서는 각 더미 패턴이 전사되는 최소의 크기보다도 작은 것으로 되어 있으므로, 제1 실시 형태와는 달리 감광체에 패턴이 형성되어서는 안되는 위치에도 더미 패턴을 형성하는 것이 가능하다. In addition, in the second embodiment, since the dummy pattern is smaller than the minimum size to be transferred, it is possible to form the dummy pattern at a position where the pattern should not be formed on the photoconductor unlike the first embodiment.
또, 제2 실시 형태에 있어서도, 더미 패턴 사이의 피치를 일정하게 하여 더미 패턴의 크기를 조정하고 있지만, 더미 패턴의 크기를 일정하게 하여 더미 패턴 사이의 피치를 조정함으로써 가상 영역 사이에서 개구율을 균일하게 해도 좋다. 즉, 주패턴에 의한 개구율이 낮을수록, 부패턴을 조하게 형성해도 좋다. 또, 피치 및 크기 양방을 조정함으로써 가상 영역 사이에서 개구율을 균일하게 해도 좋다. 즉, 주패턴에 따른 개구율이 낮을수록 부패턴의 크기를 작게 하는 동시에, 부패턴을 조하게 형성해도 좋다.In addition, also in the second embodiment, although the pitch between the dummy patterns is made constant to adjust the size of the dummy pattern, the aperture ratio is uniformed between the virtual regions by making the size of the dummy pattern constant and adjusting the pitch between the dummy patterns. You may let it. That is, the lower the opening ratio by the main pattern, the coarser the subpattern may be formed. Moreover, you may make an aperture ratio uniform among virtual areas by adjusting both a pitch and a magnitude | size. In other words, as the aperture ratio according to the main pattern is lowered, the size of the subpattern may be reduced, and the subpattern may be coarsely formed.
(제3 실시 형태)(Third embodiment)
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 도7a 내지 도7d는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 도7a는 도4 중 가상 영역(2)의 주패턴 및 연마 대책용 패턴을 나타내고, 도7b는 도4 중 가상 영역(3)의 주패턴 및 연마 대책용 패턴을 나타낸다. 또한, 도7c는 가상 영역(2)의 주패턴, 연마 대책용 패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타내고, 도7d는 가상 영역(3)의 주패턴, 연마 대책용 패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타낸다. 이들 주패턴, 연마 대책용 패턴 및 부패턴은 차광 패턴이다. Next, a third embodiment of the present invention will be described. 7A to 7D are schematic diagrams showing a photomask according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7A shows the main pattern and the polishing countermeasure pattern of the virtual region 2 in FIG. 4, and FIG. 7B shows the main pattern and the polishing countermeasure pattern of the virtual region 3 in FIG. 4. 7C shows the main pattern, the polishing countermeasure pattern and the subpattern (dummy pattern) of the virtual region 2, and FIG. 7D shows the main pattern, the polishing countermeasure pattern and the subpattern (dummy pattern) of the virtual region 3. ). These main patterns, the polishing measures pattern, and the subpatterns are light shielding patterns.
여기서, 연마 대책용 패턴에 대해 설명한다. 연마 대책용 패턴은 종래부터 적절한 포토마스크에 형성되어 있다. 반도체 장치의 제조에 있어서는, 패턴이 형성된 감광성 레지스트를 마스크로 하여 반도체 기판 상의 배선층, 절연층 등의 에칭이 행해진 후, 이 에칭에 의해 형성된 홈 등의 속에 다른 재료가 매립되고, 그 후 CMP(화학 기계적 연마)에 의해 평탄화의 처리가 행해지는 경우가 있다. 이 때, 웨이퍼 내에서 에칭된 층의 조밀차(粗密差)가 크면, 이 차에 따라서 연마량이 크게 차이나는 경우가 있다. 이로 인해, 에칭된 층의 조밀차를 작게 하기 위해, 연마 대책용 패턴이 적당한 밀도로 포토마스크에 형성되는 경우가 있다. Here, the pattern for grinding | polishing measures is demonstrated. The polishing countermeasure pattern is conventionally formed in an appropriate photomask. In the manufacture of a semiconductor device, after etching a wiring layer, an insulating layer or the like on a semiconductor substrate using a photosensitive resist having a pattern as a mask, another material is embedded in a groove or the like formed by the etching, and then CMP (chemical Mechanical polishing). At this time, when the density difference of the layer etched in the wafer is large, the polishing amount may vary greatly depending on this difference. For this reason, in order to make the density difference of the etched layer small, the pattern for grinding | polishing measures may be formed in a photomask with moderate density.
그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 도7a 및 도7b에 도시한 바와 같이 가상 영역(2 및 3)의 양방에 주패턴 및 연마 대책용 패턴이 형성되어 있고, 이들만이 형성되어 있는 경우의 개구율은 각각 30 %, 50 %이다. 본 실시 형태에 있어서는, 또한 도7d에 도시한 바와 같이 가상 영역(3)에 부패턴으로서 더미 패턴이 형성되어 있다. 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.08 ㎛인 정사각 형상의 차광 패턴이다. 이 더미 패턴의 크기는 해상도 한계 이하이고, 노광에 의해 감광체에는 전사되지 않는다. 그리고, 가상 영역(3)의 개구율은 3O %로 설정되어 있다. 한편, 도7c에 도시한 바와 같이 가상 영역(2)에는 더미 패턴은 형성되어 있지 않고, 그 개구율은 30 % 그대로이다. In the present embodiment, as shown in Figs. 7A and 7B, the aperture ratio in the case where the main pattern and the polishing countermeasure pattern are formed in both of the virtual regions 2 and 3, and only these are formed, 30% and 50%, respectively. In this embodiment, as shown in FIG. 7D, a dummy pattern is formed in the virtual region 3 as a subpattern. The dummy pattern is a square light shielding pattern having a side length of 0.08 μm. The size of this dummy pattern is below the resolution limit and is not transferred to the photosensitive member by exposure. And the opening ratio of the virtual region 3 is set to 30%. On the other hand, as shown in Fig. 7C, the dummy pattern is not formed in the virtual region 2, and the aperture ratio is 30%.
또한, 도7a 내지 도7d에 도시하지 않았지만, 다른 모든 가상 영역에 있어서도 그 개구율이 주패턴 및 연마 대책용 패턴만이 형성된 상태에서 30 %를 초과한 경우에는 해상도 한계 이하의 적절한 크기의 더미 패턴이 형성되어 있고, 각 가상 영역의 개구율은 30 %로 설정되어 있다. Although not shown in Figs. 7A to 7D, also in all other virtual regions, when the opening ratio exceeds 30% in the state where only the main pattern and the polishing countermeasure pattern are formed, a dummy pattern of an appropriate size below the resolution limit is formed. It is formed and the aperture ratio of each virtual region is set to 30%.
각 가상 영역에 있어서의「부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율」및「부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량」을 정리한 것을 하기 표 3에 나타낸다.Table 3 summarizes the "total opening ratio by all patterns except a subpattern" and "the amount of reduction of the aperture ratio by forming a subpattern" in each virtual area.
이와 같이 구성된 제3 실시 형태에 관한 포토마스크를 사용한 노광을 행해도, 감광체의 노광광이 조사되는 범위 내에서는 어떠한 점에 있어서도 로컬 플레어에 의해 생긴 빛의 양은 대략 균일해진다. 이 결과, 라인 폭의 변동이 발생하였다 해도 그 정도는 포토마스크 전체적으로 균일해진다.Even if exposure using the photomask which concerns on 3rd embodiment comprised in this way is performed, the quantity of the light which arose by the local flare will become substantially uniform in any point within the range to which the exposure light of a photosensitive member is irradiated. As a result, even if the line width fluctuates, the degree becomes uniform throughout the photomask.
또한, 제3 실시 형태에서도 각 더미 패턴이 전사되는 최소의 크기보다도 작은 것으로 되어 있으므로, 감광체에 패턴이 형성되어서는 안되는 위치에도 더미 패턴을 형성하는 것이 가능하다. Moreover, also in 3rd Embodiment, since each dummy pattern is smaller than the minimum magnitude | size which is transcribe | transferred, it is possible to form a dummy pattern also in the position where a pattern should not be formed in a photosensitive member.
(제4 실시 형태)(4th embodiment)
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도8a 내지 도8d는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 도8a는 도4 중의 가상 영역(2)의 주패턴 및 연마 대책용 패턴을 나타내고, 도8b는 도4 중 가상 영역(3)의 주패턴 및 연마 대책용 패턴을 나타낸다. 또한, 도8c는 가상 영역(2)의 주패턴, 연마 대책용 패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타내고, 도8d는 가상 영역(3)의 주패턴, 연마 대책용 패턴 및 부패턴(더미 패턴)을 나타낸다. 이들 주패턴 및 연마 대책용 패턴은 차광 패턴이다. 한편, 부패턴에는 후술하는 바와 같이 차광 패턴 뿐만 아니라 투과 패턴도 포함되어 있다. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. 8A to 8D are schematic diagrams showing a photomask according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8A shows the main pattern and the polishing countermeasure pattern of the virtual region 2 in FIG. 4, and FIG. 8B shows the main pattern and the polishing countermeasure pattern of the virtual region 3 in FIG. 4. 8C shows the main pattern, the polishing countermeasure pattern and the subpattern (dummy pattern) of the virtual region 2, and FIG. 8D shows the main pattern, the polishing countermeasure pattern and the subpattern (dummy pattern) of the virtual region 3. ). These main patterns and the polishing measures pattern are light shielding patterns. On the other hand, the subpattern includes not only a light shielding pattern but also a transmission pattern as described later.
본 실시 형태에 있어서는, 도8a 및 도8b에 도시한 바와 같이 가상 영역(2 및 3)의 양방에 주패턴 및 연마 대책용 패턴이 형성되어 있고, 이들만이 형성되어 있는 경우의 개구율은 각기 20 %, 50 %이다. 본 실시 형태에 있어서는, 도8c에 도시한 바와 같이 가상 영역(2)에 부패턴으로서 투과 패턴으로 이루어지는 더미 패턴이 형성되어 있다. 이 가상 영역(2) 중 더미 패턴은 해상도 한계 이하의 크기로, 연마 대책용 패턴 중에 홀 패턴으로서 형성되어 있다. 또한, 도8d에 도시한 바와 같이 가상 영역(3)에 부패턴으로서 더미 패턴이 형성되어 있다. 가상 영역(3) 중 각 더미 패턴은 한 변의 길이가 0.08 ㎛인 정사각 형상의 차광 패턴이다. 이들 더미 패턴의 크기는 해상도 한계 이하로, 노광에 의해 감광체에는 전사되지 않는다. 그리고 가상 영역(2 및 3)의 개구율은 30 %로 설정되어 있다. In the present embodiment, as shown in Figs. 8A and 8B, the opening ratios in the case where the main pattern and the polishing countermeasure pattern are formed in both of the virtual regions 2 and 3, and only these are formed are 20, respectively. %, 50%. In this embodiment, as shown in Fig. 8C, a dummy pattern made of a transmission pattern is formed in the virtual region 2 as a subpattern. The dummy pattern in the virtual region 2 is smaller than the resolution limit and is formed as a hole pattern in the polishing countermeasure pattern. As shown in Fig. 8D, a dummy pattern is formed in the virtual region 3 as a subpattern. Each dummy pattern in the virtual region 3 is a square light shielding pattern having a side length of 0.08 μm. The size of these dummy patterns is below the resolution limit and is not transferred to the photosensitive member by exposure. The aperture ratios of the virtual regions 2 and 3 are set to 30%.
또한, 도8a 내지 도8d에 도시하지 않았지만, 다른 모든 가상 영역에 있어서도 그 개구율이 주패턴 및 연마 대책용 패턴만이 형성된 상태에서 30 %를 초과한 경우에는 해상도 한계 이하의 적절한 크기의 차광 패턴으로 이루어지는 더미 패턴이 형성되고, 그 개구율이 주패턴 및 연마 대책용 패턴만이 형성된 상태에서 20 % 미만인 경우에는 해상도 한계 이하의 적절한 크기의 투과 패턴으로 이루어지는 더미 패턴이 연마 대책용 패턴 중에 형성되어 있다. 그리고, 각 가상 영역의 개구율은 모두 30 %로 설정되어 있다. In addition, although not shown in Figs. 8A to 8D, in all other virtual regions, when the aperture ratio exceeds 30% in the state where only the main pattern and the polishing countermeasure pattern are formed, the light-shielding pattern with the appropriate size below the resolution limit is used. When the dummy pattern is formed and the aperture ratio is less than 20% in the state where only the main pattern and the polishing countermeasure pattern are formed, a dummy pattern made of a transmission pattern having an appropriate size below the resolution limit is formed in the polishing countermeasure pattern. And all the aperture ratios of each virtual area are set to 30%.
각 가상 영역에 있어서의「부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율」및「부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량」을 정리한 것을 하기 표 4에 나타낸다.Table 4 summarizes the "total opening ratio by all patterns except the subpattern" and "the amount of decrease of the aperture ratio by forming a subpattern" in each virtual area.
이와 같이 구성된 제4 실시 형태에 관한 포토마스크를 사용한 노광을 행해도 감광체의 노광광이 조사되는 범위 내에서는 어떠한 점에 있어서도 로컬 플레어에 의해 생긴 빛의 양은 대략 균일해진다. 이 결과, 라인 폭의 변동이 발생하였다 해도 그 정도는 포토마스크 전체적으로 균일해진다.Even if exposure using the photomask according to the fourth embodiment configured as described above is performed, the amount of light generated by the local flare is substantially uniform at any point within the range where the exposure light of the photoconductor is irradiated. As a result, even if the line width fluctuates, the degree becomes uniform throughout the photomask.
이들 실시 형태에 따르면, 로컬 플레어의 영향에 의한 라인 폭의 변동은 포토마스크 전체적으로 균일해진다. 라인 폭의 증감은, 예를 들어 노광기의 출력 에너지의 조정 등에 의해 쉽게 행할 수 있다. 따라서, 복잡한 포토마스크의 패턴의 수정을 요구하는 일 없이, 쉽게 원하는 라인 폭의 레지스트 패턴을 얻는 것이 가능해진다. According to these embodiments, the variation in the line width due to the influence of the local flare becomes uniform throughout the photomask. The increase or decrease in the line width can be easily performed by, for example, adjusting the output energy of the exposure machine. Therefore, it is possible to easily obtain a resist pattern having a desired line width without requiring modification of a complicated photomask pattern.
또, 이들 실시 형태에서는 모든 가상 영역 사이에서 개구율이 일정하게 되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 개구율이 일정하게 되어 있지 않아도 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 낮은 가상 영역일수록 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 낮아지면 된다.In addition, in these embodiments, although the aperture ratio is constant between all the virtual areas, this invention is not limited to this. That is, even if the aperture ratio is not constant, the amount of decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern may be lowered in the virtual region having a lower total opening rate by all patterns except the subpattern.
또한, 가상 영역의 크기의 상한은 로컬 플레어의 영향이 미치는 범위와 그 영향의 정도를 기초로 하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 도3에 나타내는 그래프를 얻을 수 있는 경우에는 로컬 플레어의 영향이 미치는 범위는 반경이 20 ㎛ 정도인 원 내의 범위라 생각할 수 있다. 한편, 가상 영역의 크기의 하한에 대해서는 이론적으로는 가상 영역이 작을수록 로컬 플레어의 영향이 보다 균일해지지만, 가상 영역이 너무 작으면 그 전체면에 주패턴이 존재하여 부패턴을 형성할 여지가 없어지는 경우도 있다. 또한, 가상 영역이 작을수록 계산기의 부하가 커진다. 따라서, 기존의 설계 룰 하에서는 가상 영역의 형상은 각 변의 길이가 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛ 정도인 직사각형인 것이 바람직하고, 특히 각 변의 길이가 2 ㎛ 내지 5 ㎛ 정도인 직사각형의 영역인 것이 보다 바람직하다. In addition, the upper limit of the size of the virtual region may be determined based on the extent of the influence of the local flare and the degree of the influence. For example, when the graph shown in FIG. 3 can be obtained, it can be considered that the range of the influence of the local flare is within a circle having a radius of about 20 µm. On the other hand, with respect to the lower limit of the size of the virtual region, theoretically, the smaller the virtual region becomes, the more uniform the effect of the local flare is. However, if the virtual region is too small, there is a possibility that a subpattern is formed because a main pattern exists on the entire surface thereof. It may disappear. Also, the smaller the virtual region, the greater the load on the calculator. Therefore, under the existing design rules, the shape of the virtual region is preferably a rectangle whose length is about 0.5 µm to 5 µm, and more preferably a rectangular area whose length is about 2 µm to 5 µm.
또한, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서는 주패턴(및 연마 대책용 패턴)이 차광 패턴으로서 형성되어 있지만, 본 발명은 이들을 투과 패턴으로서 형성되어 있는 포토마스크에도 적용할 수 있다. 도9a 내지 도9d는 제1 실시 형태에 대해 포지티브형/네거티브형을 반전시킨 포토마스크를 도시하는 개략도이다. 이와 같은 경우에도, 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 낮은 가상 영역일수록 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 낮아지도록 부패턴이 형성되어 있다. In the first to fourth embodiments, the main pattern (and the polishing countermeasure pattern) is formed as the light shielding pattern, but the present invention can also be applied to a photomask formed as a transmission pattern. 9A to 9D are schematic diagrams showing a photomask in which the positive type / negative type is inverted with respect to the first embodiment. Even in such a case, the subpattern is formed such that the amount of decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern is lower in the virtual region having a lower total opening rate by all patterns except the subpattern.
각 가상 영역에 있어서의「부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율」및「부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량」을 정리한 것을 하기 표 5에 나타낸다. Table 5 summarizes the "total opening ratio by all patterns except the subpattern" and "the amount of decrease of the aperture ratio by forming a subpattern" in each virtual area.
표 5에 나타낸 바와 같이, 도9a 내지 도9d에 나타내는 예에서는 가상 영역(3)의 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율(10 %)이 가상 영역(2)의 그것(40 %)보다도 낮기 때문에, 가상 영역(3)의 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량(-60 %)이 가상 영역(2)의 그것(-30 %)보다도 낮아져 있다.As shown in Table 5, in the example shown in Figs. 9A to 9D, the total opening ratio (10%) by all patterns except the subpattern of the virtual region 3 is lower than that of the virtual region 2 (40%). Therefore, the fall amount (-60%) of the aperture ratio as the subpattern of the virtual region 3 is formed is lower than that of the virtual region 2 (-30%).
다음에, 상술한 바와 같은 포토마스크를 설계하는 경우에는, 우선 회로 구성을 기초로 하여 주패턴을 결정한다. 이 때, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태와 같이 연마 대책용 패턴의 설계를 아울러 행해도 좋다. 계속해서, 조사 영역의 전체를 가상 영역으로 구획하여, 가상 영역마다 주패턴(및 연마 대책용 패턴)에 의한 총개구율, 즉 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율을 구한다. 다음에, 부패턴을 제외한 모든 패턴에 의한 총개구율이 낮은 가상 영역일수록 부패턴이 형성됨에 따른 개구율의 저하량이 낮아지도록 하여, 상술한 바와 같은 포토마스크 내의 부패턴의 형상(크기) 및 위치(피치)를 결정한다. 이 때, 제1 실시 형태와 같이 감광체에 전사되는 부패턴을 형성해도 좋고, 제2 실시 형태와 같이 감광체에 전사되지 않는 부패턴을 형성해도 좋다. 또한, 제4 실시 형태와 같이 연마 대책용 패턴 내에 부패턴을 형성해도 좋다. 이와 같이 하여, 각 가상 영역의 패턴을 설계하여 포토마스크 전체의 설계를 완료한다. Next, when designing the photomask as described above, the main pattern is first determined based on the circuit configuration. At this time, like the third embodiment and the fourth embodiment, the polishing countermeasure pattern may be designed together. Subsequently, the entire irradiation area is divided into virtual areas, and the total opening rate by the main pattern (and polishing countermeasure pattern), that is, the total opening rate by all patterns except the subpattern, is obtained for each virtual area. Next, in the virtual region where the total opening ratio by all patterns except the subpattern is lower, the amount of decrease in the aperture ratio due to the formation of the subpattern is lowered, so that the shape (size) and the position (pitch) of the subpattern in the photomask as described above. Is determined. At this time, a subpattern to be transferred to the photosensitive member may be formed as in the first embodiment, or a subpattern not to be transferred to the photosensitive member may be formed as in the second embodiment. In addition, as in the fourth embodiment, a subpattern may be formed in the polishing countermeasure pattern. In this way, the pattern of each virtual area is designed, and the design of the whole photomask is completed.
또한, 상술한 바와 같이 포토마스크를 이용하여 반도체 장치를 제조하는 경우에는, 우선 피가공층 상에 감광성 레지스트를 도포 등에 의해 형성해 두고, 포토마스크를 사용하여 이 감광성 레지스트의 노광을 행한다. 그 후, 감광성 레지스트의 현상을 행하고, 패터닝된 감광성 레지스트를 마스크로 하여 피가공층의 가공을 하면 좋다. In addition, when manufacturing a semiconductor device using a photomask as mentioned above, the photosensitive resist is first formed on a to-be-processed layer by application | coating etc., and this photosensitive resist is exposed using a photomask. Thereafter, the photosensitive resist may be developed, and the processed layer may be processed using the patterned photosensitive resist as a mask.
이상 상세하게 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 감광체의 노광광이 조사되는 범위 내에서는 어떠한 점에 있어서도 로컬 플레어에 의해 생긴 빛의 양을 대략 균일하게 할 수 있다. 이로 인해, 라인 폭의 변동이 발생하였다 해도 그 정도는 포토마스크 전체적으로 균일해진다. 그리고, 라인 폭의 증감은 예를 들어 노광기의 출력 에너지의 조정 등에 의해 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 복잡한 포토마스크의 패턴의 수정을 필요로 하는 일 없이 쉽게 원하는 라인 폭의 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. As described above in detail, according to the present invention, the amount of light generated by the local flare can be made substantially uniform at any point within the range where the exposure light of the photoconductor is irradiated. For this reason, even if the fluctuation | variation of a line width generate | occur | produces, the grade becomes uniform throughout the photomask. In addition, the increase and decrease of the line width can be easily performed by, for example, adjusting the output energy of the exposure machine. Therefore, a resist pattern having a desired line width can be easily obtained without requiring modification of a complicated photomask pattern.
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