JP2008191403A - Photomask, manufacturing method of electronic device using same, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスクおよびそれを用いた電子デバイスの製造方法、ならびに電子デバイスに関し、特に、繰り返しパターンと太いパターンとを含むパターンの形成に用いられるフォトマスクおよびそれを用いた電子デバイスの製造方法、ならびにそれにより得られた電子デバイスに関するものである。 The present invention relates to a photomask, an electronic device manufacturing method using the same, and an electronic device, and in particular, a photomask used for forming a pattern including a repetitive pattern and a thick pattern, and an electronic device manufacturing method using the photomask. And an electronic device obtained thereby.
近年、半導体回路パターンの微細化は、光リソグラフィ技術の進展によるところが大きく、それは主に露光光源の短波長化によりもたらされてきた。しかし、露光装置の価格の高騰および短波長化以外の方法によるパターンの微細化の検討が多方面で進められている。たとえば、スキャナ型露光技術によるレンズの大口径化、変形照明技術、超解像マスク技術等の進展により、現在は露光波長を維持したままで加工寸法を微細化する傾向にある。0.18μm(180nm)世代からは、加工寸法が露光波長(KrFエキシマレーザ:248nm)を下回るという逆転現象が出てきた。 In recent years, miniaturization of semiconductor circuit patterns is largely due to the progress of photolithography technology, which has been mainly brought about by shortening the wavelength of the exposure light source. However, studies on pattern miniaturization by methods other than the increase in the price of exposure apparatuses and the shortening of the wavelength have been conducted in various fields. For example, due to the advancement of the lens diameter by the scanner type exposure technology, the modified illumination technology, the super-resolution mask technology, etc., there is currently a tendency to reduce the processing dimensions while maintaining the exposure wavelength. From the 0.18 μm (180 nm) generation, a reversal phenomenon has occurred in which the processing dimension falls below the exposure wavelength (KrF excimer laser: 248 nm).
露光の際に用いられる光の波長以下の微細パターンを形成するための技術として、ハーフトーン位相シフトマスクなどの位相シフトマスクや、変形照明技術の利用が良く知られている。位相シフトマスクを用いた技術とは、たとえば、マスク上に露光波長の光の位相を反転させる部分を作り、光干渉効果で結像面での光学強度のコントラストを高める、特殊なマスクを用いる技術である。 As a technique for forming a fine pattern having a wavelength equal to or smaller than the wavelength of light used for exposure, use of a phase shift mask such as a halftone phase shift mask or a modified illumination technique is well known. A technique using a phase shift mask is a technique that uses a special mask that, for example, creates a part that inverts the phase of light at the exposure wavelength on the mask and increases the contrast of the optical intensity on the imaging surface by the optical interference effect. It is.
また、変形照明技術ではマスク上にデザインされている複雑な回路パターンの寸法および二次元形状に対し、全てのパターンが安定して形成できるように照明の形状が最適化される。このような形状の照明を用いてマスク面を照明することにより、結像面で全てのパターンの光学強度コントラストを高めることができる。 In the modified illumination technique, the shape of illumination is optimized so that all patterns can be stably formed with respect to the dimensions and two-dimensional shapes of complex circuit patterns designed on the mask. By illuminating the mask surface using such shaped illumination, it is possible to increase the optical intensity contrast of all patterns on the imaging surface.
典型的な例としては、照明光学系の中央を円形に遮光した輪帯照明がある。この輪帯照明では外側の外輪郭半径(外径R1)と内輪郭半径(内径R2)とを最適化する等の手法がとられてきた。また、クアトロポール照明(4点照明)においても、4ケ所の開口部分の大きさを最適化することが成されてきた。 A typical example is annular illumination in which the center of the illumination optical system is shielded in a circular shape. In this annular illumination, techniques such as optimizing the outer contour radius (outer diameter R1) and inner contour radius (inner diameter R2) have been taken. In addition, in quadropole illumination (four-point illumination), it has been possible to optimize the sizes of the four openings.
このような位相シフトマスクや変形照明技術を用いた技術は、たとえば特開平11−8179号公報、特開平6−313964号公報などに開示されている。
光学的解像力を表すレイリーの式を以下に式(1)として示す。
R=k1・(λ/NA)・・・(1)
なお、上記式(1)において、Rはパターン解像度、λは露光波長、NAはレンズ開口数で、k1はプロセスファクターである。
The Rayleigh equation representing the optical resolution is shown as equation (1) below.
R = k1 · (λ / NA) (1)
In the above formula (1), R is the pattern resolution, λ is the exposure wavelength, NA is the lens numerical aperture, and k1 is the process factor.
ここで、プロセスファクターk1が「0.3」を下回る微細な繰り返しパターンとプロセスファクターk1が「0.9ないし1.5」レベルの太いラインパターンもしくはスペースパターンとをパターニングすることを想定する。この微細回路パターン用のレジストパターンでは、繰り返しパターンと太いラインパターンもしくはスペースパターンとが共存することを要求される場合もある。 Here, it is assumed that a fine repetitive pattern having a process factor k1 of less than “0.3” and a thick line pattern or space pattern having a process factor k1 of “0.9 to 1.5” level are patterned. In this fine circuit pattern resist pattern, it may be required that the repetitive pattern and the thick line pattern or space pattern coexist.
たとえば、コントロールゲートとその下層にあるフローティングゲートとを接続し、基板に対しリーク電流の少ない単純なMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ構造を形成する場合がある。この場合、コントロールゲートとフローティングゲートとの間を接続するパターンにマスクの重ね合わせずれによる位置ズレが生じることを考慮して、これらの配線パターンの線幅を太くする必要がある。また、コントロールゲート上に後の工程でコンタクトホールを形成し、上層のアルミニウム配線等と接続する場合にも、そのコントロールゲートをコンタクトパッドとして形成するために太い配線パターンとする必要がある。 For example, a simple MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor structure with a small leakage current may be formed on the substrate by connecting a control gate and a floating gate below the control gate. In this case, it is necessary to increase the line widths of these wiring patterns in consideration of the occurrence of positional deviation due to mask misalignment in the pattern connecting the control gate and the floating gate. Also, when a contact hole is formed on the control gate in a later step and connected to an upper layer aluminum wiring or the like, it is necessary to form a thick wiring pattern in order to form the control gate as a contact pad.
また、同様にコントロールゲートを避けて半導体基板とアルミニウム配線を直接接続するコンタクトホールを形成する場合もある。この場合には、コンタクトホールとコントロールゲートとの接触による電気的短絡(ショート)を防ぐために広いスペースパターンを形成する必要もある。そのため、プロセスファクターk1が「0.9ないし1.5」レベルの太いラインもしくはスペースが必要となる。 Similarly, a contact hole for directly connecting the semiconductor substrate and the aluminum wiring may be formed while avoiding the control gate. In this case, it is necessary to form a wide space pattern in order to prevent an electrical short circuit (short circuit) due to contact between the contact hole and the control gate. For this reason, a thick line or space having a process factor k1 of “0.9 to 1.5” level is required.
先に述べた従来技術では、照明形状を如何に最適化しても上記微細回路パターンを安定して解像することが難しい。たとえば、ArF波長(193nm)でNAを「0.85」とした場合、繰り返しパターンが65nmL/S(ライン・アンド・スペース)の場合はプロセスファクターk1は「0.28」となる。この場合、プロセスファクターk1が「0.3」を下回る特性を有する位相シフトマスク技術を用いれば、微細な繰り返しパターンを精度良く加工することができる。しかしながら、プロセスファクターk1が「0.9ないし1.5」レベルの太いラインパターンを精度良く加工することはできない。このように、微細な繰り返しパターンと太いラインパターンとの双方を精度良く加工することは極めて困難であった。 In the prior art described above, it is difficult to stably resolve the fine circuit pattern no matter how the illumination shape is optimized. For example, when the NA is “0.85” at an ArF wavelength (193 nm), the process factor k1 is “0.28” when the repetitive pattern is 65 nm L / S (line and space). In this case, if a phase shift mask technique having a characteristic that the process factor k1 is less than “0.3” is used, a fine repetitive pattern can be processed with high accuracy. However, a thick line pattern having a process factor k1 of “0.9 to 1.5” cannot be processed with high accuracy. As described above, it has been extremely difficult to accurately process both the fine repetitive pattern and the thick line pattern.
なぜなら、微細な繰り返しパターンに適した位相シフトマスクを用いた場合、パターンの任意性から必然的に生じる位相シフトマスクの原理に関わる位相不整合が発生するため、通常パターン側に意図しない不要パターンが残存してしまう不具合が発生するからである。また、これを回避するため、一般にネガ型レジストが使用されるが、ArF波長用で解像特性の良いネガ型レジストの材料が無く、またそのような材料が存在しても回路の構成上必然的に発生する同位相間の解像力が不足するからである。 This is because when a phase shift mask suitable for a fine repetitive pattern is used, a phase mismatch associated with the principle of the phase shift mask that inevitably arises from the arbitraryness of the pattern occurs. This is because a problem of remaining will occur. In order to avoid this, a negative resist is generally used. However, there is no negative resist material with good resolution characteristics for ArF wavelength, and even if such a material is present, the circuit configuration is inevitable. This is because the resolving power between the same phases that is generated automatically is insufficient.
また2回露光の手法を用いることも考えられる。この手法では、第1の露光処理として、微細な繰り返しパターンが形成されるレジストの第1の領域に対して2点照明で2光束干渉によりレンズ最外周を用いた露光処理が行なわれる。この後、第2の露光処理として、太いラインパターンが形成されるレジストの第2の領域に対して通常照明を用いた露光処理が行なわれる。しかし、微細な繰り返しパターンの最後のラインパターンと太いラインパターンとの間のスペースは繰り返しパターン内のスペース寸法の1.0倍ないし1.5倍程度でなければならない。そのため2回の露光を有する上記方法では、重ね合わせずれが発生した場合、上記制約を満たすことは極めて困難である。広いスペースのパターンについても同様のことが言える。 It is also conceivable to use a double exposure technique. In this method, as the first exposure process, an exposure process using the outermost lens periphery is performed on the first region of the resist on which a fine repetitive pattern is formed by two-point illumination by two-point illumination. Thereafter, as a second exposure process, an exposure process using normal illumination is performed on the second region of the resist where the thick line pattern is formed. However, the space between the last line pattern and the thick line pattern of the fine repeating pattern must be about 1.0 to 1.5 times the space size in the repeating pattern. Therefore, in the above-described method having two exposures, it is extremely difficult to satisfy the above restrictions when an overlay error occurs. The same is true for wide space patterns.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、微細な繰り返しパターンと太いパターンとの双方を精度良く形成することができるフォトマスクおよびそれを用いた電子デバイスの製造方法、ならびに電子デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a photomask capable of accurately forming both a fine repetitive pattern and a thick pattern, and a method of manufacturing an electronic device using the photomask. And an electronic device.
本発明の実施の形態に係るフォトマスクは、基板と、遮光膜パターンとを備えている。基板は、露光光に対して透明である。遮光膜パターンは、露光光の透過を遮るためのものであり、基板の表面上に形成されている。遮光膜パターンは、繰り返しパターンと、太いパターンとを有している。繰り返しパターンでは、ラインパターンとスペースパターンとが交互に繰り返されている。太いパターンは、繰り返しパターンと並走するように延び、かつラインパターンおよびスペースパターンよりも太い幅を有している。ラインパターンのピッチをP1とし、nを整数としたとき、太いパターンの幅W1は、P1×(n±0.25)の範囲内にある。 A photomask according to an embodiment of the present invention includes a substrate and a light shielding film pattern. The substrate is transparent to exposure light. The light shielding film pattern is for blocking the transmission of exposure light, and is formed on the surface of the substrate. The light shielding film pattern has a repetitive pattern and a thick pattern. In the repeated pattern, the line pattern and the space pattern are alternately repeated. The thick pattern extends so as to run in parallel with the repetitive pattern, and has a larger width than the line pattern and the space pattern. When the pitch of the line pattern is P1, and n is an integer, the width W1 of the thick pattern is in the range of P1 × (n ± 0.25).
本実施の形態によれば、ラインパターンのピッチをP1とし、nを整数としたとき、太いパターンの幅W1がP1×(n±0.25)の範囲内にある。このため、太いパターン内において繰り返しパターンの空間的周期性を崩すことができ、焦点深度が向上し、繰り返しパターンおよび太いパターンの双方を精度良く形成することができる。 According to the present embodiment, when the pitch of the line pattern is P1 and n is an integer, the width W1 of the thick pattern is in the range of P1 × (n ± 0.25). For this reason, the spatial periodicity of the repetitive pattern can be broken in the thick pattern, the depth of focus can be improved, and both the repetitive pattern and the thick pattern can be formed with high accuracy.
以下、本発明の原理および実施の形態について図に基づいて説明する。
(原理)
まず本発明の原理について、図1に示すフォトマスク10を図2に示す2点照明(2眼照明)絞り114を用いて斜光照明することにより、図1に示すフォトマスク10のパターンを図3に示すように電子デバイス20の感光体(たとえばフォトレジスト)23もしくは被加工膜22に転写する場合について説明する。
The principle and embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(principle)
First, with respect to the principle of the present invention, the
図1は、本発明の原理を説明するためのフォトマスクの構成を概略的に示す断面図(a)および平面図(b)である。図1(a)、(b)を参照して、このフォトマスク10は、透明基板1と、遮光膜パターン2とを有している。透明基板1は、露光光に対して透明な材質よりなっている。遮光膜パターン2は、透明基板1の表面上に形成され、かつ露光光の透過を遮ることのできる材質よりなっている。この遮光膜パターン2は、たとえば6%程度の透過率を有するとともに透過する光の位相を逆位相に反転させるハーフトーン位相シフト膜であってもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view (a) and a plan view (b) schematically showing the structure of a photomask for explaining the principle of the present invention. Referring to FIGS. 1A and 1B, this
遮光膜パターン2は、繰り返しパターン領域と太いパターン領域とを有している。繰り返しパターン領域と太いパターン領域とは、スペースパターン2dを挟んで互いに隣り合っている。
The light
繰り返しパターン領域には、微細な線幅WL1を有するラインパターン2aと微細な線幅WS1を有するスペースパターン2bとが交互に繰り返して配置された繰り返しパターンが形成されている。この繰り返しパターン領域においてはラインパターン2aが所定のピッチP1(=WL1+WS1)で配置されている。ラインパターン2aは遮光膜が残存されたパターンであり、スペースパターン2bは遮光膜が除去された抜きパターンである。
In the repetitive pattern region, a repetitive pattern is formed in which
太いパターン領域には、太線パターン2cが形成されている。この太線パターン2cは、ラインパターン2aの線幅WL1およびスペースパターン2bの線幅WS1より広い線幅W1を有している。この太線パターン2cは、平面視において繰り返しパターンのラインパターン2aおよびスペースパターン2bと並走するように延びている。
A
このフォトマスク10においては、平面視において太線パターン2cの両側方に繰り返しパターンが配置されている。つまり、太線パターン2cの一方側に第1の繰り返しパターン部が配置されており、太線パターン2cの他方側に第2の繰り返しパターン部が配置されている。
In the
図2は、本発明の原理を説明するための2点照明絞りの構成を概略的に示す平面図である。図2を参照して、2点照明絞り114は、2つの開口部114aを有している。この2点照明絞り114の2つの開口部114aはなるべく外周側に配置されていることが好ましい。この2点照明絞り114においては、インナーシグマσinはたとえば0.75であり、アウターシグマσoutはたとえば0.95である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of a two-point illumination stop for explaining the principle of the present invention. Referring to FIG. 2, the two-
ここで、インナーシグマσinおよびアウターシグマσoutとは、それぞれ照明絞り114全体の半径を1としたときの開口部114aの内接円および外接円の半径である。このように開口部114aを配置することにより、この2点照明絞り114を用いて強斜光照明を実現することができる。なお本明細書における強斜光照明は、σin/σoutが3/4以上のものを意味する。
Here, the inner sigma σ in and the outer sigma σ out are the radii of the inscribed circle and the circumscribed circle of the
図3は、本発明の原理を説明するための電子デバイスの構成を概略的に示す断面図(a)、(c)および平面図(b)である。図3(a)、(b)は感光体パターン23がある状態を示している。また図3(c)はその感光体パターン23をマスクとして被加工膜22をパターニングし、さらに感光体パターン23を除去した状態を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view (a), (c) and a plan view (b) schematically showing the configuration of an electronic device for explaining the principle of the present invention. 3A and 3B show a state in which the
図3(a)、(b)を参照して、上記の斜光照明による露光とその後の現像とを施された電子デバイス20は、基板21、22と、感光体パターン23とを有している。基板は、下地層21と、その下地層21上に形成された被加工膜22とを有している。感光体パターン23は、被加工膜22上に形成されており、たとえばポジ型のフォトレジストよりなっている。
With reference to FIGS. 3A and 3B, the
この感光体パターン23は、図1に示すフォトマスク10の遮光膜パターン2に対応したパターンを有している。つまり、感光体パターン23は、図1に示すフォトマスク10の繰り返しパターン2a、2bおよび太線パターン2cのそれぞれに対応した繰り返しパターン23a、23bおよび太線パターン23cを有している。また感光体パターン23は、図1に示すフォトマスク10のスペースパターン2dに対応したスペースパターン23dも有している。
The
繰り返しパターン23a、23bが形成された繰り返しパターン領域と太線パターン23cが形成された太いパターン領域とは、スペースパターン23dを挟んで互いに隣り合っている。
The repeated pattern region in which the repeated
繰り返しパターン領域には、微細な線幅WL2を有するラインパターン23aと微細な線幅WS2を有するスペースパターン23bとが交互に繰り返して配置されている。太いパターン領域には、ラインパターン23aの線幅WL2およびスペースパターン23bの線幅WS2より広い線幅W2を有する太線パターン23cが形成されている。太線パターン23cは、ラインパターン23aおよびスペースパターン23bと並走するように延びている。
In the repetitive pattern region,
図3(c)を参照して、上記の形状の感光体パターン23をマスクとして被加工膜22をエッチング等によりパターニングすることにより、被加工膜22に図1に示す遮光膜パターン2が転写されたパターン(以下、「被転写」パターンと称する)が形成されている。つまり、被加工膜22のパターンは、図1に示すフォトマスク10の繰り返しパターン2a、2bおよび太線パターン2cのそれぞれが転写された被転写繰り返しパターン22a、22bおよび被転写太線パターン22cを有している。また被加工膜パターン22は、図1に示すフォトマスク10のスペースパターン2dが転写された被転写スペースパターン22dも有している。
With reference to FIG. 3C, the light-shielding
被転写繰り返しパターン22a、22bが形成された被転写繰り返しパターン領域と被転写太線パターン22cが形成された被転写太いパターン領域とは、被転写スペースパターン22dを挟んで互いに隣り合っている。
The transferred repetitive pattern region in which the transferred
被転写繰り返しパターン領域には、微細な線幅WL2を有する被転写ラインパターン22aと微細な線幅WS2を有する被転写スペースパターン22bとが交互に繰り返して配置されている。この被転写繰り返しパターン領域においては被転写ラインパターン22aが所定のピッチP2(=WL2+WS2)で配置されている。被転写太いパターン領域には、被転写ラインパターン22aの線幅WL2および被転写スペースパターン22bの線幅WS2より広い線幅W2を有する被転写太線パターン22cが形成されている。被転写太線パターン22cは、被転写ラインパターン22aおよび被転写スペースパターン22bと並走するように延びている。
In the repetitive transfer pattern region, a
この電子デバイス20においては、平面視において被転写太線パターン22cの両側方に被転写繰り返しパターンが配置されている。つまり、被転写太線パターン22cの一方側に第1の被転写繰り返しパターン部が配置されており、被転写太線パターン22cの他方側に第2の被転写繰り返しパターン部が配置されている。
In the
本発明者は、図1に示すパターンレイアウトのフォトマスク10を用いて図2に示す2点照明で露光した場合の電界の投影像と光強度(=電界の2乗)とを完全2光干渉として、どのような干渉を起こすかを簡単にフーリエ級数的にシミュレートした。ここでは、フーリエ変換による各周波数の振幅強度比は求めていない。また、図1においてラインパターン2aの線幅WL1とスペースパターンの線幅WS1とをそれぞれ65nmとし(ラインパターン2aの繰り返しピッチP1(=WL1+WS1)は130nm)、太線パターン2cの線幅W1を変えてシミュレートした。その結果を図4および図5に示す。
The present inventor completely performs two-light interference between the projected image of the electric field and the light intensity (= the square of the electric field) when exposed by the two-point illumination shown in FIG. 2 using the
図4は、太線パターン23cの線幅W2をラインパターン23aの繰り返しピッチP2の半分(ハーフピッチ:65nm)の奇数倍(3倍)としたときの感光体パターン23の形状を示す図(a)と、電界の投影像(表記E)および光強度(表記int)を示す図(b)である。図4においては、図4(a)の感光体パターンが図4(b)の投影像および光強度と位置的に対応するように示されている。
FIG. 4A is a diagram showing the shape of the
図4(a)を参照して、太線パターン23cの線幅W2が上記ハーフピッチ(P2/2)の奇数倍の場合、太線パターン23cの中央部の右下がりのハッチングの部分が抜きパターン(つまりスペースパターン)であったとすると、太線パターン23cの図中左側から右側にかけて空間的周期性が保たれることになる。つまり、太線パターン23cの中央部の右下がりのハッチングの部分を抜きパターンとすることで、太線パターンの図中右側の繰り返しパターンと図中左側の繰り返しパターンとがほぼ同じピッチで連続的に繋がることになる。
Referring to FIG. 4A, when the line width W2 of the
上記のように空間的周期性が保たれるため、図4(b)に示すように、太線パターンの図中左側と右側の各繰り返しパターンにおける光強度の波形が太いパターン領域の中央部において互いに重なり合う。これにより、太いパターン領域の中央部において他の領域よりも光強度が強くなる。結果として、図4(a)に示す太いパターン領域において光学像が明るくなり、フォトレジスト23が解像してしまい、太線パターン23cを精度良く形成することができなくなる。
Since the spatial periodicity is maintained as described above, as shown in FIG. 4B, the waveform of the light intensity in each of the repeated patterns on the left side and the right side of the thick line pattern in the center portion of the thick pattern region. overlap. As a result, the light intensity is higher at the center of the thick pattern area than at the other areas. As a result, the optical image becomes bright in the thick pattern region shown in FIG. 4A, the
一方、図5は、太線パターン23cの線幅W2をラインパターン23aの繰り返しピッチP2の半分(ハーフピッチ:65nm)の偶数倍(4倍)としたときの感光体パターン23の形状を示す図(a)と、電界の投影像(表記E)および光強度(表記int)を示す図(b)である。図5においては、図5(a)の感光体パターンが図5(b)の投影像および光強度と位置的に対応するように示されている。
On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing the shape of the
図5(a)を参照して、太線パターン23cの線幅W2が上記ハーフピッチ(P2/2)の偶数倍の場合、太線パターン23cの図中左側の繰り返しパターンから見て空間的周期性を保つためには、太線パターン23cの右下がりハッチングの部分が抜きパターンである必要がある。これに対して、太線パターン23cの図中右側の繰り返しパターンから見て空間的周期性を保つためには、太線パターン23cの左下がりハッチングの部分が抜きパターンである必要がある。
Referring to FIG. 5A, when the line width W2 of the
このように太線パターン23cの図中左側と右側の繰り返しパターンにおいて空間的周期性が不整合を生じている。このため、図5(b)に示すように、太線パターンの図中左側と右側の各繰り返しパターンにおける光強度の波形が太いパターン領域内において互いに反転する。これにより、太いパターン領域内における光強度は図4(b)の場合よりも低くなる。結果として、図5(a)に示す太いパターン領域において光学像が明るくなることが抑制され、太線パターン23cを精度良く形成することが可能となる。
As described above, the spatial periodicity is inconsistent in the repeated patterns on the left side and the right side in the drawing of the
以上のように、太いパターン領域に太線パターン23cを有効に残すためには空間的周期性を如何に崩すかがキーといえる。そして、上記の空間的周期性を効果的に崩すためには、太線パターン23cの左側と右側の繰り返しパターンにおける電界の波の波長(2P)の位相差(θ)がハーフピッチ(P/2)であれば良いことが分かる。このことから、図1に示すフォトマスク10における太線パターン2cの線幅W1がラインパターン2aの繰り返しピッチP1の半分(ハーフピッチ)の偶数倍であれば良いことが分かる。
As described above, in order to effectively leave the
以上より、nを整数としたとき、太線パターン2cの線幅W1とラインパターン2aの繰り返しピッチP1との関係が、W1=(P1/2)×2n=P1×nの式を満たしていればよい。
From the above, when n is an integer, the relationship between the line width W1 of the
また太線パターン2cの線幅W1が、P1×(n±0.25)の範囲内にあれば、上記の偶数倍とした効果が得られる。なぜなら、太線パターン2cの線幅W1が、(P1/2)×(2n±0.5)の範囲内であれば、太線パターン2cの線幅W1が繰り返しピッチP1の半分の奇数倍(2n+1)よりも偶数倍(2n)に近い値となり、空間的周期性を崩す効果が顕著となるからである。
Further, if the line width W1 of the
このため、上記のフォトマスク10(図1)を用いて製造された電子デバイス20(図3(c))においても、被転写ラインパターン22aの繰り返しピッチをP2とし、nを整数としたとき、被転写太線パターン22cの線幅W2が、W2=P2×(n±0.25)の範囲内となる。
Therefore, also in the electronic device 20 (FIG. 3C) manufactured using the photomask 10 (FIG. 1), when the repetition pitch of the transferred
また本発明者は、上記位相差θを連続的に変化させたときの太線パターン内部の光強度の変化を以下の式で計算した。その結果を図6に示す。 In addition, the inventor calculated the change in the light intensity inside the thick line pattern when the phase difference θ was continuously changed by the following equation. The result is shown in FIG.
Appearance Light=〔sin(π・x/P)+sin{(π・x/P)−θ}〕2
図6における位相ズレ量の原点は、図5に示すように太線パターン23cの左側と右側の繰り返しパターンの電界の波の波長が1/4波長ずれた状態を示している。また図6における位相ズレ量が0.5の状態は、図4に示すように太線パターン23cの左側と右側の繰り返しパターンの電界の波の波長が1/2波長ずれた状態を示している。
Appearance Light = [sin (π · x / P) + sin {(π · x / P) −θ}] 2
The origin of the phase shift amount in FIG. 6 indicates a state where the wavelength of the wave of the electric field of the repeated pattern on the left side and the right side of the
図5の状態(位相のズレ量の原点)では光強度が0.25であるが、通常はレジストパターン崩れが生じないように、この光強度の1.5〜1.6倍程度の光強度が用いられている。よって、光強度は、0.25×1.6≒0.4程度であることが好ましい。この0.4程度の光強度を得るためには、図6の関係から0.1の位相ズレ量が必要である。 In the state of FIG. 5 (the origin of the phase shift amount), the light intensity is 0.25. Usually, the light intensity is about 1.5 to 1.6 times the light intensity so that the resist pattern is not broken. Is used. Therefore, the light intensity is preferably about 0.25 × 1.6≈0.4. In order to obtain the light intensity of about 0.4, a phase shift amount of 0.1 is necessary from the relationship of FIG.
以上より、空間的周期性を崩しつつ、適度な光強度を得るためには、図1のフォトマスク10における太線パターン2cの線幅W1は、W1=P1×(n±0.1)の範囲内にあることが好ましい。
As described above, the line width W1 of the
このため、上記のフォトマスク10(図1)を用いて製造された電子デバイス20(図3(c))においても、被転写太線パターン22cの線幅W2が、W2=P2×(n±0.1)の範囲内にあることが好ましい。
Therefore, also in the electronic device 20 (FIG. 3C) manufactured using the photomask 10 (FIG. 1), the line width W2 of the transferred
上記の原理に基づいて以下の実施の形態1〜4がなされている。
(実施の形態1)
図7は、本発明の比較例におけるフォトマスクの断面構成(a)、電子デバイスの断面構成(b)およびパターンの各位置における光強度の光学シミュレーション結果(c)を示す図である。また図8は、本発明の実施の形態1におけるフォトマスクの断面構成(a)、電子デバイスの断面構成(b)およびパターンの各位置における光強度の光学シミュレーション結果(c)を示す図である。なお、図7および図8のグラフ内に示される各種の線(0nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nmを示す線)は、ベストフォーカス(0nm)からのフォーカスのズレ量を表している。
The following first to fourth embodiments are made based on the above principle.
(Embodiment 1)
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional configuration (a) of a photomask, a cross-sectional configuration (b) of an electronic device, and an optical simulation result (c) of light intensity at each position of a pattern in a comparative example of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the cross-sectional configuration (a) of the photomask, the cross-sectional configuration (b) of the electronic device, and the optical simulation result (c) of the light intensity at each position of the pattern in the first embodiment of the present invention. . Note that various lines (lines indicating 0 nm, 50 nm, 100 nm, 150 nm, 200 nm, 250 nm, and 300 nm) shown in the graphs of FIGS. 7 and 8 represent the amount of focus deviation from the best focus (0 nm). Yes.
図8(a)に示す本実施の形態のフォトマスク10の構成は、図1に示したフォトマスク10の構成と比較して、太線パターン2cの一方側にだけ繰り返しパターンが配置されている点において異なっている。また本実施の形態のフォトマスク10における太線パターン2cの線幅W1は、ラインパターン2aの繰り返しピッチP1の半分(ハーフピッチ)の偶数倍(たとえば4倍)である。
The configuration of the
また、図8(b)に示す本実施の形態の電子デバイス20の構成も、図3(a)、(b)に示した電子デバイス20の構成と比較して、太線パターン23cの一方側にだけ繰り返しパターンが配置されている点において異なっている。また本実施の形態の電子デバイス20における太線パターン23cの線幅W2は、ラインパターン23aの繰り返しピッチP2の半分(ハーフピッチ)の偶数倍(たとえば4倍)である。
In addition, the configuration of the
なお、これ以外の本実施の形態のフォトマスク10および電子デバイス20の各々の構成は、図1および図3に示した構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
The other configurations of the
本発明者は、本実施の形態におけるフォトマスク10の光学像を結像したときの光学像の強度分布についてシミュレーションを行った。以下、そのことについて説明する。
The inventor performed a simulation on the intensity distribution of the optical image when the optical image of the
図7(b)および図8(b)の各々で、感光体23のラインパターン23aとスペースパターン23bとからなる繰り返しパターンを130nmピッチ(65nmL/S)とし、繰り返しパターンと太線パターン23cとの間のスペースパターン23dの幅を65nmとした。太線パターン23cの線幅W2を、図7(b)では65の奇数倍である195nm(65×3nm)とし、図8(b)では65の偶数倍である260nm(65×4nm)とした。
In each of FIG. 7B and FIG. 8B, the repetitive pattern composed of the
これらの感光体23のパターンレイアウトに対応した遮光膜パターン2を有するフォトマスク10(図7(a)、図8(a))を用い、露光波長をArF波長(193nm)とし、開口数(NA)を0.85とし、照明を2点照明とした条件にてシミュレーションを行った。
Using a photomask 10 (FIGS. 7A and 8A) having a light-shielding
その結果、図7(c)に示すように太線パターン23cの線幅W2が195nmの場合には、フォーカスがずれた時に太いパターン領域内に繰り返しの空間的周期性が出現してしまう。そのため、太いパターン領域の中央部の光学像が明るくなりレジストが解像してしまう。一方、図8(c)に示すように太線パターン23cの線幅W2が260nmの場合には、デフォーカス時の像の反転を195nmの時よりも抑制することができる。
As a result, as shown in FIG. 7C, when the line width W2 of the
これを図7(b)と図8(b)を参照して説明する。
図7(b)に示すように太線パターン23cが195nm(65×3nm)の時は、太線パターン23cの図中右側の繰り返しパターンから見て空間的周期性を保つためには、太線パターン23c内の右下がりハッチングの部分が抜きパターンである必要がある。これに対して、太線パターン23cの図中左側に、右側と同様の繰り返しパターンがあったとすると、この仮想の左側の繰り返しパターンから見て空間的周期性を保つためには、太線パターン23c内の右下がりハッチングの部分が抜きパターンである必要がある。つまり、太線パターン23c内の右下がりハッチングの部分が抜きパターンであるとすると、太線パターン23cの図中右側の繰り返しパターンと、図中左側の下層の繰り返しパターンとの空間的周期性が整合する。このため、太線パターン23c内での像の反転が助長される。
This will be described with reference to FIGS. 7B and 8B.
As shown in FIG. 7B, when the
一方、図8(b)に示す太線パターン23cが260nm(65×4nm)の時は、太線パターン23cの図中右側の繰り返しパターンから見て空間的周期性を保つためには、太線パターン23c内の右下がりハッチングの部分が抜きパターンである必要がある。これに対して、太線パターン23cの図中左側に、右側と同様の繰り返しパターンがあったとすると、この仮想の左側の繰り返しパターンから見て空間的周期性を保つためには、太線パターン23c内の左下がりハッチングの部分が抜きパターンである必要がある。このように太線パターン23cの図中右側と仮想の左側の繰り返しパターンにおいて空間的周期性が不整合を生じている。このため、太線パターン23c内での像の反転が抑えられる。
On the other hand, when the
太線パターン23cの線幅W2が325nm(65×5nm)の場合と390nm(65×6nm)の場合も同様にシミュレーションを行った。その結果を図9、図10に示す。
Similar simulations were performed when the line width W2 of the
図9(b)に示す太線パターン23cの線幅W2が325(65×5)nmの場合には、図9(c)に示すようにデフォーカス時に太線パターン内において光学像の光強度が部分的に高くなっている。これに対して、図10(b)に示す太線パターン23cの線幅W2が390(65×6)nmの場合には、図10(c)に示すように太線パターン内において、デフォーカス時の反転していた光学像の光強度が抑制されていることが分かる。このように図10のパターンレイアウトにおいて図9の場合よりも光強度が抑制できる理由は、上記と同様に説明することができる。
When the line width W2 of the
以上より、図8(a)および図10(a)に示すように太線パターン2cの一方側のみに繰り返しパターンが配置されている場合でも、太線パターン2cの線幅W1が繰り返しパターンのハーフピッチ(P1/2)の偶数倍であれば、太線パターン2cを精度良く電子デバイスに転写することができる。
As described above, even when the repeated pattern is arranged only on one side of the
図8(b)および図10(b)を参照して、一般的に太線パターン23cの線幅W2が太くなる程、遮光効率が上がり、図8(c)および図10(c)に示すように焦点深度は伸びる傾向にある。しかし、それとはトレードオフに、太線パターン23cと隣接するスペースパターン23dの解像性は下がる傾向にある。たとえば、図11に太線パターン23cの線幅W2と焦点深度(DOF:Depth of Focus)との関係を光学シミュレーション結果より求めたグラフを示す。
Referring to FIGS. 8B and 10B, generally, as the line width W2 of the
図11を参照して、焦点深度のシミュレーションにおいては太線パターン23cのみに着目し、太線パターン23cと繰り返しパターンとの間のスペースパターン23dを無視している。上述したように、一般的には太線パターン23cの線幅W2が太くなる程、焦点深度は向上するはずである。しかし、シミュレーションの結果では、本実施の形態のように太線パターン23cの一方側のみに繰り返しパターンがある場合には、太線パターン23cの線幅W2が260nm(65×4nm)のときの焦点深度は、線幅W2が325nm(65×5nm)のときの焦点深度と同程度に高くなっている。このことから、太線パターン23cが繰り返しパターンのハーフピッチの奇数倍の時より偶数倍の時の方が焦点深度は向上することが確認された。
Referring to FIG. 11, in the focal depth simulation, only the
また、たとえば図10(b)において、太線パターン23cが太くなる程、遮光効率が上がるため、太線パターン23cの隣のラインパターン23aも太くなる。これにより、太線パターン23cと繰り返しパターンとの間のスペースパターン23dの解像性が劣化して、太線パターン23cとその隣のラインパターン23aとが繋がる、いわゆるブリッジという現象が生じる。
For example, in FIG. 10B, the thicker the
このブリッジの解消について、本発明者は検討した。その結果、図10(b)に示すように、当該スペースパターン23dの幅をラインパターン23aの線幅である65nmにした場合には、図10(c)に示すようにスペースパターン23dの光強度が高くなり、ブリッジを防止することができた。また、図12に示すように、当該スペースパターン23dの幅をラインパターン23aの線幅である65nmの1.38倍である90nmにした場合には、図12(c)に示すようにスペースパターン23dの光強度がさらに高くなり、ブリッジを防止することができた。このことから、ブリッジは、当該スペースパターン23dの幅WS3を、ラインパターン23aの1.0倍以上1.5倍以下にすることで解消することができ、かつこの調整によって上記の周期性の効果も失われないことがわかった。
The present inventor examined the elimination of this bridge. As a result, when the width of the
よって、図12(a)に示すフォトマスク10において、スペースパターン2dの幅はラインパターン2aの線幅の1.0倍以上1.5倍以下であることが好ましい。また図3(c)に示す電子デバイス20において、スペースパターン22dの幅はラインパターン22aの線幅の1.0倍以上1.5倍以下であることが好ましい。
Therefore, in the
なお、図12(b)においては、スペースパターン23dに隣接するラインパターン23aの線幅のみが40nmとされている。
In FIG. 12B, only the line width of the
本実施の形態においては、太いパターンとして太いラインパターン23cについて説明したが、太いパターンは図13(b)に示すように太いスペースパターン23cであってもよい。この場合においても上記と同様、太いスペースパターン23cが繰り返しパターンのハーフピッチの奇数倍の場合には空間的周期性が整合し、太いスペースパターン23cの中央部に本来存在しないはずのラインパターンが出現する。一方、太いスペースパターン23cを繰り返しパターンのハーフピッチの偶数倍にすれば、空間的周期性を崩すことができ、上記のラインパターンの出現を防ぐことができる。
In the present embodiment, the
また、これに対応して、図13(a)に示すようにフォトマスク10における太いパターン領域中のパターンも太いスペースパターン2cであってもよい。
Correspondingly, the pattern in the thick pattern region in the
なお、フォトマスク10上の遮光膜パターン2の寸法がたとえば260nmの場合、そのパターンを等倍転写したレジストパターンの仕上がり寸法は260±20nm程度となる。
When the dimension of the light
(実施の形態2)
図14は、本発明の比較例におけるフォトマスクの断面構成(a)、電子デバイスの断面構成(b)およびパターンの各位置における光強度の光学シミュレーション結果(c)を示す図である。また図15は、本発明の実施の形態2におけるフォトマスクの断面構成(a)、電子デバイスの断面構成(b)およびパターンの各位置における光強度の光学シミュレーション結果(c)を示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 14 is a diagram showing a cross-sectional configuration (a) of a photomask, a cross-sectional configuration (b) of an electronic device, and an optical simulation result (c) of light intensity at each position of a pattern in a comparative example of the present invention. FIG. 15 is a diagram showing the cross-sectional configuration (a) of the photomask, the cross-sectional configuration (b) of the electronic device, and the optical simulation result (c) of the light intensity at each position of the pattern in the second embodiment of the present invention. .
図15(a)に示す本実施の形態のフォトマスク10の構成は、図1に示したフォトマスク10の構成とほぼ同じであり、太線パターン2cの両側に繰り返しパターンが配置されている。また本実施の形態のフォトマスク10における太線パターン2cの線幅W1は、ラインパターン2aの繰り返しピッチP1の半分(ハーフピッチ)の偶数倍(たとえば4倍)である。
The configuration of the
また、図15(b)に示す本実施の形態の電子デバイス20の構成も、図7(b)に示す実施の形態1における電子デバイス20の構成とほぼ同じであり、太線パターン23cの両側に繰り返しパターンが配置されている。また本実施の形態の電子デバイス20における太線パターン23cの線幅W2は、ラインパターン23aの繰り返しピッチP2の半分(ハーフピッチ)の偶数倍(たとえば4倍)である。
Also, the configuration of the
なお、本実施の形態のフォトマスク10および電子デバイス20の各々の構成は、図1および図3に示した構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Note that the configuration of each of the
本発明者は、本実施の形態におけるフォトマスク10の光学像を結像したときの光学像の強度分布についてシミュレーションを行った。以下、そのことについて説明する。
The inventor performed a simulation on the intensity distribution of the optical image when the optical image of the
図14(b)および図15(b)の双方において、感光体23のラインパターン23aの線幅とスペースパターン23bの幅とを65nmとした。太線パターン23cの線幅W2を、図14(b)では65の奇数倍である195nm(65×3nm)とし、図15(b)では65の偶数倍である260nm(65×4nm)とした。
In both FIG. 14B and FIG. 15B, the line width of the
これらの感光体23のパターンレイアウトに対応した遮光膜パターン2を有するフォトマスク10(図14(a)、図15(a))を用い、露光波長をArF波長(193nm)とし、開口数(NA)を0.85とし、照明を2点照明とした条件にてシミュレーションを行った。
Using a photomask 10 (FIGS. 14A and 15A) having a light-shielding
その結果、図14(c)に示すように太線パターンの寸法が195nmの場合には、フォーカスがずれた時に太線パターン23c内に繰り返しの空間的周期性が出現してしまう。そのため、本来レジストを残すべき太線パターンの中央部の光学像が明るくなりレジストが解像してしまう。一方、図15(c)に示す太線パターン23cの寸法が260nmの場合には、太線パターン23cの左右で空間的周期性が不整合を起こすので、デフォーカス時の像の反転を195nmの時よりも抑制することができる。またこの場合には、焦点深度も奇数倍である195nm(65×3nm)の場合よりも向上する。
As a result, when the size of the thick line pattern is 195 nm as shown in FIG. 14C, repeated spatial periodicity appears in the
太線パターン23cの線幅W2が325nm(65×5nm)の場合と390nm(65×6nm)の場合も同様にシミュレーションを行った結果を図16、図17に示す。
FIGS. 16 and 17 show the results of a similar simulation when the line width W2 of the
図16(b)に示す太線パターン23cの線幅W2が325nm(65×5nm)の場合には、図16(c)に示すようにデフォーカス時に太いパターン領域内において光学像の光強度が部分的に高くなっている。これに対して、図17(b)に示す太線パターン23cの線幅W2が390nm(65×6nm)の場合には、図17(c)に示すように太いパターン領域内において、デフォーカス時の反転していた光学像の光強度が抑制され、焦点深度が向上していることが分かる。このように図16のパターンレイアウトにおいて図17の場合よりも光強度が抑制できる理由は、上記と同様に説明することができる。
When the line width W2 of the
さらに図11を参照して、本実施の形態のように太線パターン23cの両側に繰り返しパターンがある場合には、太線パターン23cの線幅W2が260nm(65×4nm)のときの焦点深度が、325nm(65×5nm)の線幅W2のときの焦点深度よりも高くなる。このことから、太線パターン23cの線幅W2が繰り返しパターンのハーフピッチの奇数倍の時より偶数倍の時の方が焦点深度は向上することが確認された。これは、太線パターン23cの両側に65nmL/Sの繰り返しパターンを配置することで、左右からの空間的周期性が顕在化することにより双方の空間的周期性が互いに打ち消し合う効果が大きくなるからである。
Furthermore, referring to FIG. 11, when there are repeated patterns on both sides of the
また、太線パターン23cの両側に繰り返しパターンを配置し、太線パターン23cを中心として左右対称のパターン配置にすることにより、図9(c)、図10(c)に見られるデフォーカス時に顕著になる太線パターン等の位置ずれを、図16(c)、図17(c)に示すように防ぐことができる。
Further, by arranging repeated patterns on both sides of the
また実施の形態1と同様、当該スペースパターン23dの幅を、ラインパターン23aの1.0倍以上1.5倍以下にすることでブリッジを解消することができ、かつこの調整によって上記の周期性の効果も失われない。図17に示すように、当該スペースパターン23dの幅WS3をラインパターン23aの線幅である65nmにした場合には、図17(c)に示すようにスペースパターン23dの光強度が高くなり、ブリッジを防止することができた。また、図18に示すように、当該スペースパターン23dの幅WS3をラインパターン23aの線幅である65nmの1.38倍である90nmにした場合には、図18(c)に示すようにスペースパターン23dの光強度がさらに高くなり、ブリッジを防止することができる。
Similarly to the first embodiment, the width of the
よって、図18(a)に示すフォトマスク10において、スペースパターン2dの幅はラインパターン2aの線幅の1.0倍以上1.5倍以下であることが好ましい。また図3(c)に示す電子デバイス20において、スペースパターン22dの幅はラインパターン22aの線幅の1.0倍以上1.5倍以下であることが好ましい。
Therefore, in the
なお、図18(b)においては、スペースパターン23dに隣接するラインパターン23aの線幅のみが40nmとされている。
In FIG. 18B, only the line width of the
また、フォトマスク10の太線パターン2cにはウエハ上の感光体に解像しない寸法を有する非解像ダミーパターンが形成されていてもよい。図19は、フォトマスクの太線パターン内に非解像ダミースペースを設けた時のフォトマスクの断面構成(a)、電子デバイスの断面構成(b)およびパターンの各位置における光強度の光学シミュレーション結果(c)を示す図である。
Further, the
図19を参照して、非解像ダミースペース2c1の寸法はマスク製造技術の解像限界の寸法より小さいため、ウエハ上の感光体に解像しない。この非解像ダミースペース2c1の寸法はウエハ上で20nm〜40nm(4倍マスク上で80nm〜160nm)である。また非解像ダミースペース2c1は、太線パターン2cのエッジ(つまり太いパターン領域のエッジ)から太線パターンの線幅の0.22〜0.27倍の距離を置いて、太線パターン2c内に配置されている。本実施の形態においては、たとえば太線パターン2cの線幅が260nmで、その太線パターン2cのエッジから0.23倍の距離の60nm内側に34nm線幅の非解像ダミースペース2c1を設けることで、より空間的周期性を崩すことができ、像の反転を抑えることができた。
Referring to FIG. 19, since the dimension of the
本実施の形態においては、太線パターンとして太いラインパターン23cについて説明したが、太線パターンは図20に示すように太いスペースパターン23cであってもよい。この場合においても上記と同様、太いスペースパターン23cの幅が繰り返しパターンのハーフピッチの奇数倍の寸法の場合には空間的周期性が整合し、太いスペースパターン23cの中央部に本来存在しないはずのラインパターンが出現する。一方、太いスペースパターン23cの幅を繰り返しパターンのハーフピッチの偶数倍の寸法にすれば、空間的周期性を崩すことができ、上記のラインパターンの出現を防ぐことができる。
In the present embodiment, the
また、これに対応して、図20(a)に示すようにフォトマスク10の太いパターン領域内のパターンも太いスペースパターン2cであってもよい。
Correspondingly, the pattern in the thick pattern area of the
(実施の形態3)
まず本実施の形態の電子デバイスとして、実施の形態1のフォトマスクを用いて製造される電子デバイスの構造について説明する。
(Embodiment 3)
First, the structure of an electronic device manufactured using the photomask of
図21は、本発明の実施の形態3における電子デバイスの構成を概略的に示す平面図である。図21を参照して、本実施の形態の電子デバイス20は、下地層21と、下地層21上に形成された被加工膜22とを有している。被加工膜22は、たとえば図7(a)に示すフォトマスク10の遮光膜パターン2が転写されたパターン(以下、「被転写」パターンと称する)を有している。つまり、被加工膜パターン22は、被転写繰り返しパターン22a、22bおよび被転写太線パターン22cを有している。この被転写繰り返しパターン22a、22bは図1に示すフォトマスク10の繰り返しパターン2a、2bが転写されたものである。また被転写太線パターン22cは図1に示す太線パターン2cが転写されたものである。被転写繰り返しパターン22a、22bが形成された被転写繰り返しパターン領域と被転写太線パターン22cが形成された被転写太いパターン領域とは、被転写スペースパターン22dを挟んで互いに隣り合っている。
FIG. 21 is a plan view schematically showing the configuration of the electronic device according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 21, the
被転写繰り返しパターン領域には、微細な線幅WL2を有する被転写ラインパターン22aと、微細な線幅WS2を有する被転写スペースパターン22bとが交互に繰り返して配置されている。また被転写ラインパターン22aは等ピッチP2で配置されている。被転写太いパターン領域には、被転写太線パターン22cが形成されている。被転写太線パターン22cは、被転写ラインパターン22aの線幅WL2および被転写スペースパターン22bの線幅WS2より広い線幅W2を有している。この被転写太線パターン22cは、被転写ラインパターン22aおよび被転写スペースパターン22bと並走するように延びている。
In the repetitive transfer pattern area, a
この電子デバイス20においては、平面視において被転写太線パターン22cの片側のみに被転写繰り返しパターンが配置されている。
In the
太線パターンの線幅W2は、P2×(n±0.25)の範囲内である。また、太線パターンの線幅W2は、P2×(n±0.1)の範囲内であることがより好ましい。 The line width W2 of the thick line pattern is in the range of P2 × (n ± 0.25). The line width W2 of the thick line pattern is more preferably within a range of P2 × (n ± 0.1).
次に、実施の形態1のフォトマスクを用いて図21に示す電子デバイスを製造する方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the electronic device shown in FIG. 21 using the photomask of
図22は図21に示す電子デバイスの製造方法のフローチャートを示す図であり、図23は図21に示す電子デバイスの製造方法を工程順に示す概略断面図である。図22および図23(a)を参照して、まず、所定の基板上にフォトレジスト(感光体)23が塗布される(ステップS1)。ここでいう所定の基板とは、たとえばシリコンウエハ21上にポリシリコン、タングステン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アルミニウム等の被加工膜22が形成された基板もしくは基板そのものを意味する。
22 is a diagram showing a flowchart of the method for manufacturing the electronic device shown in FIG. 21, and FIG. 23 is a schematic sectional view showing the method for manufacturing the electronic device shown in FIG. 21 in the order of steps. Referring to FIGS. 22 and 23A, first, a photoresist (photoconductor) 23 is applied on a predetermined substrate (step S1). The predetermined substrate here means a substrate in which a
また、フォトレジスト23は、たとえば膜厚180nm程度のメタアクリル系化学増幅ポジ型レジストであり、上記所定の基板上に成膜された、たとえば78nm程度の膜厚の有機反射防止膜(図示せず)上に塗布される。
The
図22および図23(b)を参照して、その後、露光前の加熱処理(ソフトベーク)が施される(ステップS2)。このソフトベークは、たとえば110℃程度の温度で60秒間程度行なわれる。 Referring to FIGS. 22 and 23 (b), a heat treatment (soft bake) before exposure is performed (step S2). This soft baking is performed at a temperature of about 110 ° C. for about 60 seconds, for example.
図22および図23(c)を参照して、たとえば図7(a)に示すフォトマスク10の光学像が強斜光照明によりフォトレジスト23に投影され、フォトレジスト23が露光されることで露光処理が実行される(ステップS3)。この露光処理では、露光光源として、たとえばArFエキシマレーザ(波長193nm)が使用される。
Referring to FIGS. 22 and 23C, for example, an optical image of the
図22および図23(d)を参照して、上記露光後に加熱処理(PEB(Post Exposure Bake)または露光後ベーク)が施される(ステップS4)。当該加熱処理は、たとえば、110℃程度の温度で60秒間程度行なわれる。 Referring to FIGS. 22 and 23 (d), a heat treatment (PEB (Post Exposure Bake) or post-exposure bake) is performed after the exposure (step S4). The heat treatment is performed, for example, at a temperature of about 110 ° C. for about 60 seconds.
図22および図23(e)を参照して、その後、フォトレジスト23に現像処理が施されて(ステップS5)、フォトレジスト23がパターニングされる。この現像処理には、現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38質量%(wt%)水溶液を使用することができる。その結果、上記所望のパターンにフォトレジスト23がパターニングされる。なお、現像後、水分を乾燥させるために、115℃程度の温度下で、約60秒間の加熱処理が施される。
Referring to FIGS. 22 and 23 (e), thereafter,
図22および図23(f)を参照して、上記においてパターニングされたフォトレジスト23をマスクとして、ドライエッチングなどの周知のエッチング方法により、被加工膜22がパターニングされる(ステップS6)。この後、フォトレジスト23がたとえばアッシング等により除去される。これにより、図21に示す平面レイアウトのパターンが形成される。また、上記の工程を繰り返すことにより半導体装置などの電子デバイスが製造される。
Referring to FIGS. 22 and 23 (f),
上記製造方法のステップS3の露光処理(図23(c))においては、図24に示す投影露光装置が用いられる。図24は、上記の電子デバイスの製造方法に用いられる投影露光装置の構成を概略的に示す図である。図24を参照して、この投影露光装置は、フォトマスク10上のパターンを基板21、22表面のフォトレジスト23に投射するものである。また投影露光装置は、光源111からフォトマスク10のパターンまでの照明光学系と、フォトマスク10のパターンから基板21、22までの投影光学系とを有している。
In the exposure process (FIG. 23C) of step S3 of the manufacturing method, the projection exposure apparatus shown in FIG. 24 is used. FIG. 24 is a diagram schematically showing a configuration of a projection exposure apparatus used in the above-described electronic device manufacturing method. Referring to FIG. 24, the projection exposure apparatus projects a pattern on
照明光学系は、光源であるランプ111と、反射鏡112と、集光レンズ118と、フライアイレンズ113と、斜光照明用の絞り114と、集光レンズ116a、116b、116cと、ブラインド絞り115と、反射鏡117とを有している。また投影光学系は投影レンズ119a、119bと、瞳面絞り125とを有している。
The illumination optical system includes a
その露光動作においては、まずランプ111から発せられた光111aは、反射鏡112により反射されて、単波長の光となる。次に、光111aは、集光レンズ118を通過して、フライアイレンズ113の各フライアイ構成レンズ113aの各々に入射し、その後に絞り114を通過する。
In the exposure operation, the light 111a emitted from the
ここで、光111bは、1個のフライアイ構成レンズ113aによって作り出された光路を示し、光111cはフライアイレンズ113によって作り出される光路を示している。絞り114を通過した光111aは、集光レンズ116a、ブラインド絞り115および集光レンズ116bを通過して、反射鏡117により所定角度で反射される。
Here, the light 111b indicates an optical path created by one fly-eye component lens 113a, and the light 111c indicates an optical path created by the fly-
反射鏡117により反射された光111aは、集光レンズ116cを透過した後、所定のパターンが形成されたフォトマスク10の全面を均一に照射する。この後、光111aは投影レンズ119a、119bにより所定の倍率に縮小され、基板21、22上のフォトレジスト23を露光する。
The light 111a reflected by the reflecting
また、上記の斜光照明用の絞り114における開口部の配置位置は以下のように決められる。図25は、フォトマスクにおける露光光の回折の様子を示す概略断面図である。図25を参照して、フォトマスク10に照射される露光光36と露光光37との光路差Δは次の式(2)により表される。
In addition, the position of the opening in the oblique
Δ=d1+d2=P・(sinθi+sinθd)=λ ・・・(2)
上記式(2)において、Pは、遮光膜2の繰り返しパターンのピッチであり、θiは露光光の入射角、θdは露光光の回折角であり、上述したようにλは露光波長である。この式(2)により、(λ/P)=sinθi+sinθdとなる場合が理想的な光学干渉条件となる。
Δ = d1 + d2 = P · (sin θi + sin θd) = λ (2)
In the above formula (2), P is the pitch of the repetitive pattern of the
ここで、λ=193nm、NA=0.85、P=130nm(スペースとラインが65nmピッチで配列している繰り返しパターン)、およびiNA=0.81の条件の場合に、インナーシグマσinおよびアウターシグマσoutは、上記式(2)で得られた(λ/P)を用い、以下の式(3)、(4)を適用することにより得ることができる。なお、iNAは投影露光装置の照明開口数であり、NAは投影レンズ119a、119bの開口数である。
Here, when λ = 193 nm, NA = 0.85, P = 130 nm (repetitive pattern in which spaces and lines are arranged at a pitch of 65 nm), and iNA = 0.81, inner sigma σ in and outer The sigma σ out can be obtained by applying the following equations (3) and (4) using (λ / P) obtained by the equation (2). Note that iNA is the illumination numerical aperture of the projection exposure apparatus, and NA is the numerical aperture of the
σin={(λ/P)−NA}/NA ・・・(3)
σout=iNA/NA ・・・(4)
その結果、インナーシグマσinは0.75、アウターシグマσoutは0.95として得ることができ、図2に示す開口部114aのインナーシグマσinおよびアウターシグマσoutが設定される。
σ in = {(λ / P) −NA} / NA (3)
σ out = iNA / NA (4)
As a result, the inner sigma σ in can be obtained as 0.75 and the outer sigma σ out can be obtained as 0.95, and the inner sigma σ in and the outer sigma σ out of the opening 114a shown in FIG. 2 are set.
また、図2に示す2点照明用の照明系絞りの開口部114aの円弧の切り出し角度を大きくすると、コントラストが劣化するが、照度は向上する。したがって、当該切り出し角度については、両者のトレードオフの関係により、最適値が選択される。
Further, when the cut-out angle of the arc of the
また上記製造方法のステップS3の露光処理(図23(c))で用いられるフォトマスク10は、たとえばハーフトーン(HT)位相シフトマスクである。この場合、図23(c)に示されるフォトマスク10の遮光膜2は、6%程度の透過率を有するとともに透過する光の位相を逆位相に反転させる材質よりなっている。このようなハーフトーン位相シフトマスクを使用した露光技術を採用することにより、結像面でのコントラストを向上させることができる。
Moreover, the
このように、上述した2点照明でハーフトーン位相シフトマスクを用いた露光によって、繰り返しパターンおよび太線パターンの露光処理が実行される。 As described above, the exposure process of the repetitive pattern and the thick line pattern is executed by the above-described exposure using the half-tone phase shift mask with the two-point illumination.
本実施の形態によれば、図21に示す太線パターン22cの線幅W2が、繰り返しパターンのハーフピッチ(P2/2)の偶数倍である。このため、プロセスファクターk1の値が0.3以下レベルの微小な繰り返しパターンと、プロセスファクターがたとえば0.9〜1.5レベルの太線パターンとが共存する回路パターン用のレジストパターンを精度良く得ることができる。したがって、安定的に太線パターン22cと繰り返しパターン22a、22bとを含む所望のパターン(図21など)を形成することができる。
According to the present embodiment, the line width W2 of the
(実施の形態4)
実施の形態2のフォトマスクを用いて図21に示す電子デバイスを製造する方法について説明する。
(Embodiment 4)
A method for manufacturing the electronic device shown in FIG. 21 using the photomask of
図26は図21に示す電子デバイスの製造方法のフローチャートを示す図であり、図27は図21に示す電子デバイスの製造方法を工程順に示す概略断面図である。本実施の形態の製造方法は、まず図26および図27(a)に示すステップS11および図26および図27(b)に示すステップS12を経る。 26 is a diagram showing a flowchart of the method for manufacturing the electronic device shown in FIG. 21, and FIG. 27 is a schematic sectional view showing the method for manufacturing the electronic device shown in FIG. 21 in the order of steps. The manufacturing method of the present embodiment first passes through step S11 shown in FIGS. 26 and 27A and step S12 shown in FIGS. 26 and 27B.
これらの図26および図27(a)に示すステップS11および図26および図27(b)に示すステップS12は、実施の形態3における図22および図23(a)に示すステップS1および図22および図23(b)に示すステップS2とほぼ同じであるため、その説明を省略する。 Step S11 shown in FIG. 26 and FIG. 27 (a) and step S12 shown in FIG. 26 and FIG. 27 (b) are the same as steps S1 and 22 shown in FIG. 22 and FIG. Since this is almost the same as step S2 shown in FIG.
この後、図26および図27(c)を参照して、たとえば図15(a)に示すフォトマスク10の光学像が強斜光照明によりフォトレジスト23に投影され、フォトレジスト23が露光されることで第1の露光処理が実行される(ステップS13)。この第1の露光処理では、露光光源として、たとえばArFエキシマレーザ(波長193nm)が使用される。また第1の露光処理では、フォトマスク10の太線パターン2cの光学像と、その両側の繰り返しパターン2a、2bの光学像とがフォトレジスト23に投影される。
Thereafter, referring to FIGS. 26 and 27C, for example, the optical image of
図26および図27(d)を参照して、上記第1の露光処理後に、第2の露光処理が実行される(ステップS14)。この第2の露光処理においては、フォトマスク30の光学像が通常照明によりフォトレジスト23に投影され、フォトレジスト23が露光される。
Referring to FIGS. 26 and 27D, after the first exposure process, the second exposure process is executed (step S14). In the second exposure process, the optical image of the
第2の露光処理で用いられるフォトマスク30は、透明基板31と、その透明基板31上に形成された遮光膜32とを有している。この遮光膜32は、第1の露光処理で先に投影された太線パターンとその一方側の繰り返しパターンとの投影部を遮光するとともに、太線パターンの他方側の繰り返しパターンの投影部を開口するようなパターンを有している。また遮光膜32は、太線パターンおよび繰り返しパターン以外の任意に配置された任意パターン(図示せず)を有している。
The
このため第2の露光処理により、太線パターンの他方側の繰り返しパターンと、任意パターンの部分とが露光される。特に太線パターンの他方側の繰り返しパターンは被り露光により消去される(消失する)。 Therefore, the second exposure process exposes the repeated pattern on the other side of the thick line pattern and the portion of the arbitrary pattern. In particular, the repetitive pattern on the other side of the thick line pattern is erased (disappears) by covering exposure.
この第2の露光処理では、露光光源として、たとえばArFエキシマレーザ(波長193nm)が使用される。 In the second exposure process, for example, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is used as the exposure light source.
この第1および第2の露光処理後に、図26および図27(e)に示すステップS15と、図26および図27(f)に示すステップS16と、図26および図27(g)に示すステップS17との処理が施される。これらのステップS15、S16、S17は、図22および図23(d)に示すステップS4と、図22および図23(e)に示すステップS5と、図22および図23(f)に示すステップS6と同じであるため、その説明を省略する。 After the first and second exposure processes, step S15 shown in FIGS. 26 and 27 (e), step S16 shown in FIGS. 26 and 27 (f), and step shown in FIGS. 26 and 27 (g). Processing with S17 is performed. These steps S15, S16, and S17 include step S4 shown in FIGS. 22 and 23 (d), step S5 shown in FIGS. 22 and 23 (e), and step S6 shown in FIGS. 22 and 23 (f). Since this is the same, the description thereof is omitted.
この後、フォトレジスト23がたとえばアッシング等により除去される。これにより、図21に示す平面レイアウトのパターンが形成される。また、上記の工程を繰り返すことにより半導体装置などの電子デバイスが製造される。
Thereafter, the
上記製造方法のステップS13、S14の第1および第2の露光処理(図27(c)、図27(d))においては、実施の形態3と同様、図24に示す投影露光装置が用いられる。また、上記のステップS13の第1の露光処理で用いられる斜光照明用の絞り114における開口部の配置位置も、実施の形態3と同様、インナーシグマσinが0.75、アウターシグマσoutが0.95となるように設定される。
In the first and second exposure processes (FIGS. 27C and 27D) of steps S13 and S14 of the manufacturing method, the projection exposure apparatus shown in FIG. 24 is used as in the third embodiment. . Similarly to the third embodiment, the arrangement positions of the apertures in the
本実施の形態によれば、太線パターンの線幅が、繰り返しパターンのハーフピッチの偶数倍である。このため、プロセスファクターk1の値が0.3以下レベルの微小な繰り返しパターンと、プロセスファクターがたとえば0.9〜1.5レベルの太線パターンとが共存する回路パターン用のレジストパターンを精度良く得ることができる。したがって、安定的に太線パターンと繰り返しパターンとを含む所望のパターン(図21など)を形成することができる。 According to the present embodiment, the line width of the thick line pattern is an even multiple of the half pitch of the repetitive pattern. For this reason, a resist pattern for a circuit pattern in which a minute repetitive pattern having a process factor k1 value of 0.3 or less and a thick line pattern having a process factor of 0.9 to 1.5, for example, coexist can be obtained with high accuracy. be able to. Therefore, a desired pattern (such as FIG. 21) including the thick line pattern and the repeated pattern can be stably formed.
また第1の露光処理に用いられるフォトマスク10は太線パターン2cを中心として繰り返しパターン2a、2bが左右対称に配置されている。このため、デフォーカス時に顕著になる太線パターン等の位置ずれを防ぐことができ、さらに安定的に太線パターンと繰り返しパターンとを含む所望のパターン(図21など)を形成することができる。
In the
(その他)
上記実施の形態3または4で製造される電子デバイスの一例について説明する。
(Other)
An example of the electronic device manufactured in
図28は、上記実施の形態3または4で製造される電子デバイスの構成を概略的に示す断面図(a)および平面図(b)である。図28(a)は図28(b)のXXVIIIA−XXVIIIA線に沿う断面に対応している。 FIG. 28 is a cross-sectional view (a) and a plan view (b) schematically showing the configuration of the electronic device manufactured in the third or fourth embodiment. FIG. 28A corresponds to a cross section taken along line XXVIIIA-XXVIIIA in FIG.
図28(a)を参照して、この電子デバイスは、NAND型FLASHメモリの構成を有している。このFLASHメモリは複数のメモリセルを有している。このメモリセルは、1対のソース/ドレイン領域207、207と、フローティングゲート203aと、コントロールゲート206aとを有している。1対のソース/ドレイン領域207、207は、半導体基板201の表面に互いに距離をおいて形成されている。フローティングゲート203aは、1対のソース/ドレイン領域207、207に挟まれる領域上にゲート絶縁層202を介して形成されている。コントロールゲート206aは、フローティングゲート203a上にゲート間絶縁層204aを介して形成されている。
Referring to FIG. 28A, this electronic device has a NAND-type FLASH memory configuration. This FLASH memory has a plurality of memory cells. This memory cell has a pair of source /
またFLASHメモリは、上記メモリセルを制御するためのMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタも有している。このMOSトランジスタは、1対のソース/ドレイン領域207と、ゲート絶縁層202と、ゲート203b、205、206bとを有している。1対のソース/ドレイン領域207、207は、半導体基板201の表面に互いに距離をおいて形成されている。ゲート203b、205、206bは、1対のソース/ドレイン領域207、207に挟まれる領域上にゲート絶縁層202を介して形成されている。このゲート203b、205、206bは、たとえばセレクトゲートとしての役割を果たす。またゲート203b、205、206bは、フローティングゲート203aと同一工程で形成される下層ゲート203bと、コントロールゲート206aと同一工程で形成される上層ゲート206bと、下層ゲート203bおよび上層ゲート206b間を電気的に接続する接続層205とを有している。この接続層205は、ゲート間絶縁層204aと同一工程で成膜される絶縁層204bに設けられた孔内を埋め込むように形成されている。このようにゲート203b、205、206bの線幅を太くすることにより、半導体基板201に対しリーク電流の少ない単純なMOSトランジスタ構造が実現されている。
The FLASH memory also has a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor for controlling the memory cell. This MOS transistor has a pair of source /
上記の複数のメモリセルおよびMOSトランジスタを覆うように半導体基板201の表面上に層間絶縁層208が形成されている。この層間絶縁層208には、上層ゲート206bに達するコンタクトホールやソース/ドレイン領域207に達するコンタクトホールが複数個形成されている。各コンタクトホール内には、導電層209a、209bが埋め込まれている。上層ゲート206bおよびソース/ドレイン領域207の各々は、この導電層209a、209bを介して上層のアルミニウム配線等と電気的に接続される。
An interlayer insulating
図28(b)を参照して、複数のコントロールゲート206aの各々は微細な線幅WL2を有し、かつ平面視において微細な線幅WS2のスペースパターンを介して同一方向に並走するように延びている。また上層ゲート206bは太い線幅W2を有しており、平面視において複数のコントロールゲート206aと同一方向に並走するように延びている。
Referring to FIG. 28B, each of the plurality of
複数のコントロールゲート206aとその間のスペースパターンとは微細な繰り返しパターンを構成しており、上層ゲート206bは太線パターンを構成している。上層ゲート206bの線幅W2は、コントロールゲート206aのピッチをP2とし、nを整数としたとき、P2×(n±0.25)の範囲内である。また、コントロールゲート206aの線幅W2は、P2×(n±0.1)の範囲内であることがより好ましい。
The plurality of
上記においては、太線パターンとして上層ゲート206bよりなるラインパターンについて説明したが、太線パターンとして太いスペースラインが用いられてもよい。このような太いスペースパターンは、コントロールゲートを避けて半導体基板とアルミニウム配線を直接接続するコンタクトホールを形成する際に、コンタクトホールとコントロールゲートの接触による電気的短絡(ショート)を防ぐために必要である。
In the above description, the line pattern including the
太いラインパターンに替えて太いスペースパターンを使用した場合でも、実施の形態1〜実施の形態4と同様の効果が得られる。 Even when a thick space pattern is used instead of the thick line pattern, the same effects as those of the first to fourth embodiments can be obtained.
また実施の形態3および4で製造される被転写パターンは、図29に示すように繰り返しパターン領域A1と、任意パターン領域A2とを有していてもよい。繰り返しパターン領域A1は、微細なラインパターン22aとスペースパターン22bとが交互に繰り返して配置された繰り返しパターンと、その繰り返しパターンの隣に位置する太線パターン22cとを有している。また任意パターン領域A2は、たとえば微細なラインパターン22aに接続されるコンタクトパッド部22eと、太線パターン22cに接続されるコンタクトパッド部22fとを有している。
The transferred pattern manufactured in the third and fourth embodiments may have a repeated pattern area A1 and an arbitrary pattern area A2 as shown in FIG. The repetitive pattern area A1 has a repetitive pattern in which
また実施の形態3および4で製造される被転写パターンにおいては、図30に示すように被転写太いパターン領域の両側に被転写繰り返しパターン領域が配置されていてもよい。 Further, in the transferred pattern manufactured in the third and fourth embodiments, as shown in FIG. 30, the transferred repeated pattern area may be arranged on both sides of the thick transferred pattern area.
また実施の形態3および4で製造される被転写パターンにおいては、図31および図32に示すように、微細なラインパターン22aに接続されたコンタクトパッド部22eの幅が微細なラインパターン22aの線幅の偶数倍の寸法を有していてもよい。また図31に示すようにコンタクトパッド部22eの片側のみに微細なラインパターン22aが配置されていてもよく、また図32に示すようにコンタクトパッド部22eの両側に微細なラインパターン22aが配置されていてもよい。
In the transferred pattern manufactured in the third and fourth embodiments, as shown in FIGS. 31 and 32, the
また図31に示すパターンレイアウトの電子デバイスを実施の形態3の方法で形成する場合、図23(c)の工程にて、図33に示すようなフォトマスク10が用いられる。このフォトマスク10は、太い幅のコンタクトパッドパターン2cと、そのコンタクトパッドパターン2cの一方側のみに配置された微細な幅のラインパターン2aとを含む遮光膜パターン2を有している。
When the electronic device having the pattern layout shown in FIG. 31 is formed by the method of
また図31に示すパターンレイアウトの電子デバイスを実施の形態4の方法で形成する場合、図27(c)の工程にて、図34に示すようなフォトマスク10が用いられる。このフォトマスク10は、太い幅のコンタクトパッドパターン2cと、そのコンタクトパッドパターン2cの両側に配置された微細な幅のラインパターン2aとを含む遮光膜パターン2を有している。
When the electronic device having the pattern layout shown in FIG. 31 is formed by the method of
また図32に示すパターンレイアウトの電子デバイスを実施の形態3の方法で形成する場合、図23(c)の工程にて、図34に示すようなフォトマスク10が用いられる。
When the electronic device having the pattern layout shown in FIG. 32 is formed by the method of
また図2で示した照明系絞り114における開口部114aの形状は一例であり、上記光学干渉条件を満たすのであれば、他の形状であっても良い。たとえば2点照明の他にもクアトロポール照明(図35に示す4重極照明、図37に示すクロスポール照明)や図36に示す輪帯照明などを用いることもできる。ただし、本実施の形態においては2点照明が最も適している。
The shape of the
また上記においては電子デバイスの一例としてNAND型FLASHメモリについて説明したが、これ以外の半導体装置、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッドなどの電子デバイスおよびその製造方法にも本発明を適用することができる。 In the above description, the NAND-type FLASH memory has been described as an example of the electronic device. However, the present invention can be applied to other electronic devices such as semiconductor devices, liquid crystal display devices, thin film magnetic heads, and manufacturing methods thereof.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、繰り返しパターンと太線パターンとを含むパターンの形成に用いられるフォトマスクおよびそれを用いた電子デバイスの製造方法、ならびにそれにより得られた電子デバイスに関するものである。 The present invention relates to a photomask used for forming a pattern including a repetitive pattern and a thick line pattern, a method for manufacturing an electronic device using the photomask, and an electronic device obtained thereby.
1 透明基板、2 遮光膜、2a ラインパターン、2b スペースパターン、2c 太線パターン、2c1 非解像ダミースペース、2d スペースパターン、10 フォトマスク、20 電子デバイス、21 下地層、22 被加工膜、22a 被転写ラインパターン、22b 被転写スペースパターン、22c 被転写太線パターン(パッド部)、22d 被転写スペースパターン、22e コンタクトパッド部、23 感光体(フォトレジスト)、23a ラインパターン、23b スペースパターン、23c 太線パターン、23d スペースパターン、30 フォトマスク、31 透明基板、32 遮光膜、111 ランプ、111 光源、112 反射鏡、113 フライアイレンズ、113a フライアイ構成レンズ、114a 開口部、116a,116b,116c,118 集光レンズ、117 反射鏡、119a 投影レンズ、201 半導体基板、202 ゲート絶縁層、203a フローティングゲート、203b 下層ゲート、204a ゲート間絶縁層、204b 絶縁層、205 接続層、206a コントロールゲート、206b 上層ゲート、207 ソース/ドレイン領域、208 層間絶縁層、209a 導電層。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基板の表面上に形成された、前記露光光の透過を遮るための遮光膜パターンとを備え、
前記遮光膜パターンは、
ラインパターンとスペースパターンとが交互に繰り返された繰り返しパターンと、
前記繰り返しパターンと並走するように延び、かつ前記ラインパターンおよび前記スペースパターンよりも太い幅を有する太いパターンとを有し、
前記ラインパターンのピッチをP1とし、nを整数としたとき、前記太いパターンの幅W1が、P1×(n±0.25)の範囲内にある、フォトマスク。 A substrate transparent to the exposure light;
A light-shielding film pattern formed on the surface of the substrate for blocking transmission of the exposure light,
The light shielding film pattern is
A repeated pattern in which a line pattern and a space pattern are alternately repeated;
A thick pattern extending parallel to the repetitive pattern and having a width wider than the line pattern and the space pattern;
A photomask in which a width W1 of the thick pattern is in a range of P1 × (n ± 0.25), where P1 is a pitch of the line pattern and n is an integer.
前記第2のスペースパターンの幅は、前記繰り返しパターン内の前記スペースパターンの幅の1倍以上1.5倍以下の寸法であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のフォトマスク。 The light shielding film pattern has a second space pattern between the repetitive pattern and the thick pattern,
5. The width according to claim 1, wherein the width of the second space pattern is a dimension that is not less than 1 and not more than 1.5 times the width of the space pattern in the repetitive pattern. Photo mask.
露光された前記感光体を現像して、前記感光体パターンを形成する工程と、
前記感光体パターンをマスクとして前記基板を選択的にエッチングしてパターニングする工程とを備えた、電子デバイスの製造方法。 A first exposure step of exposing the photoconductor by projecting the optical image of the photomask according to any one of claims 1 to 5 onto a photoconductor on a substrate by oblique illumination;
Developing the exposed photoreceptor to form the photoreceptor pattern; and
And a step of selectively etching and patterning the substrate using the photoconductor pattern as a mask.
前記第2の露光工程によって、前記第1および第2の繰り返しパターン領域の投影領域のいずれか一方の投影領域全体を露光して消失させることを特徴とする、請求項7に記載の電子デバイスの製造方法。 The first exposure step using the oblique illumination exposes the photosensitive body to a projected area of a thick pattern and a projected area of first and second repeated pattern areas sandwiching the projected area of the thick pattern,
8. The electronic device according to claim 7, wherein in the second exposure step, the entire projection area of one of the first and second repetitive pattern areas is exposed and disappeared. 9. Production method.
前記半導体基板の表面上に形成された被転写パターンとを備え、
前記被転写パターンは、
被転写ラインパターンと被転写スペースパターンとが交互に繰り返された被転写繰り返しパターンと、
前記被転写繰り返しパターンと並走するように延び、かつ前記被転写ラインパターンおよび前記被転写スペースパターンよりも太い幅を有する被転写太いパターンとを有し、
前記被転写ラインパターンのピッチをP2とし、nを整数としたとき、前記被転写太いパターンの幅W2が、P2×(n±0.2)の範囲内にある、電子デバイス。 A semiconductor substrate;
A transferred pattern formed on the surface of the semiconductor substrate,
The transferred pattern is
A repeated transfer pattern in which a transferred line pattern and a transferred space pattern are alternately repeated; and
A transferred thick pattern extending in parallel with the transferred repeat pattern and having a width wider than the transferred line pattern and the transferred space pattern;
An electronic device in which a width W2 of the thick pattern to be transferred is within a range of P2 × (n ± 0.2), where P2 is a pitch of the transferred line pattern and n is an integer.
前記第2の被転写スペースパターンの幅は、前記被転写繰り返しパターン内の前記被転写スペースパターンの幅の1倍以上1.5倍以下の寸法であることを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載の電子デバイス。 The transferred pattern has a second transferred space pattern between the transferred repeated pattern and the transferred thick line pattern,
The width of the second transferred space pattern has a dimension that is not less than 1 and not more than 1.5 times the width of the transferred space pattern in the transferred repeated pattern. The electronic device in any one of.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2009271261A (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Powerchip Semiconductor Corp | Circuit structure and photomask for defining the same |
JP2012099579A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006126614A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toshiba Corp | Method for generating mask data pattern, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing semiconductor device |
JP2006221078A (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Renesas Technology Corp | Photomask, method for producing mask pattern, and method for forming pattern of semiconductor device |
JP2007140212A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Toshiba Corp | Photomask and method of manufacturing semiconductor device |
-
2007
- 2007-02-05 JP JP2007025871A patent/JP2008191403A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006126614A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toshiba Corp | Method for generating mask data pattern, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing semiconductor device |
JP2006221078A (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Renesas Technology Corp | Photomask, method for producing mask pattern, and method for forming pattern of semiconductor device |
JP2007140212A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Toshiba Corp | Photomask and method of manufacturing semiconductor device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009271261A (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Powerchip Semiconductor Corp | Circuit structure and photomask for defining the same |
JP2012099579A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
US8618665B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-12-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern layout in semiconductor device |
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