JPH0934098A - Photomask, manufacture of photomask, formation of pattern, manufacture of semiconductor device, and device for designing mask pattern - Google Patents
Photomask, manufacture of photomask, formation of pattern, manufacture of semiconductor device, and device for designing mask patternInfo
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の製造に
用いるホトマスク、その製造方法、それを用いたパタン
形成方法、半導体装置の製造方法及びマスクパタン設計
用の装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask used for manufacturing a semiconductor device or the like, a manufacturing method thereof, a pattern forming method using the same, a semiconductor device manufacturing method and a mask pattern designing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路や液晶パネル等のパタン
形成には、リソグラフィ技術と呼ばれる、マスク上に描
かれたパタンを被露光基板上に転写する方法が広く採用
されている。このパタン転写を行なうために、一般に
は、マスク上のパタンを縮小して転写する縮小投影型の
投影露光装置が用いられる。2. Description of the Related Art A method called a lithography technique for transferring a pattern drawn on a mask onto a substrate to be exposed is widely used for forming patterns of semiconductor integrated circuits and liquid crystal panels. In order to perform this pattern transfer, a reduction projection type projection exposure apparatus that reduces and transfers the pattern on the mask is generally used.
【０００３】近年のパタンの微細化と共に、前記投影露
光装置には、従来より高い解像力が要求される。一般
に、投影レンズの開口数（ＮＡ）が大きいほど、あるい
は露光に用いる光の波長が短いほど解像力は向上する。
しかし、ＮＡを大きくする方法はパタン転写時に焦点深
度の低下をもたらし、光の短波長化は光源、光学系材料
あるいはレジスト材料の面で種々の制約がある。With the recent miniaturization of patterns, the projection exposure apparatus is required to have higher resolution than before. In general, the higher the numerical aperture (NA) of the projection lens or the shorter the wavelength of light used for exposure, the higher the resolution.
However, the method of increasing the NA causes a decrease in the depth of focus during pattern transfer, and shortening the wavelength of light has various restrictions in terms of a light source, an optical system material, or a resist material.
【０００４】そこで、現状の投影露光装置を用いて、か
つ従来の解像限界を超える微細パタンを転写する試みが
なされている。特開昭５７−６２０５２号公報には、マ
スク上の特定の光透過部に光の位相を反転させる透明部
材（位相シフタ）を設けることにより、周期性を有する
複数のパタンに対して解像力を大幅に向上させたことが
示されている。Therefore, an attempt has been made to transfer a fine pattern exceeding the conventional resolution limit by using the current projection exposure apparatus. In Japanese Patent Laid-Open No. 57-62052, a transparent member (phase shifter) for reversing the phase of light is provided in a specific light transmitting portion on a mask, so that the resolving power is greatly improved for a plurality of patterns having periodicity. It has been shown to have improved.
【０００５】また、前記位相シフタを自動的に配置する
技術は、ＶＬＳＩシンポジウム(1991)において報告さ
れ、ダイジェスト オブ テクニカルペーパーズ ９５
〜９６頁（Digest of Technical papers pp.95〜96 ）
における、オートマティックパタン ジェネレーション
システム フォア フェイズ シフティング マスク
（Automatic Pattern Generation System For Phase Sh
ifting Mask）と題する論文に記載されている。同様の
技術は、ダイジェスト オブ ペーパーズ マイクロプ
ロセス’９３ ５０〜５１頁（Digest of Papers Micro
Process '93 pp.50〜51）における、アルゴリズム フ
ォア フェイズ シフト マスク デザイン ウイズ
プライオリティ オン シフタ プレイスメント（Algo
rithm for Phase Shift Mask Design with Priority on
Shifter Placement）と題する論文、及び、同書５２〜
５３頁における Ａ ＣＡＤ システム フォア デザ
イニング フェイズ シフティング マスクス（A CAD
System for Designing Phase-Shifting Masks）と題す
る論文にも記載されている。また、所望の投影像形状を
入力してマスクパタンを決定する方法が、アイ イー
イー イー、トランザクション オン セミコンダクタ
ー マニュファクチャリング５（２）（１９９２年）１
３８〜１５２頁（IEEE Transaction on Semiconductor
Manufacturing, Vol.5, No.2(1992), pp.138〜152）に
おける バイナリ アンド フェイズシフティング マ
スク デザイン フォア オプティカル リソグラフィ
（Binary and Phase Shifting Mask Design for Optica
l Lithography）と題する論文に記載されている。A technique for automatically arranging the phase shifter is reported in VLSI Symposium (1991), and digest of technical papers 95
~ 96 pages (Digest of Technical papers pp.95-96)
Automatic Pattern Generation System For Phase Sh
ifting Mask). The same technique is used in Digest of Papers Micro Process '93, pp. 50-51.
Process '93 pp.50-51) algorithm forephase shift mask design with
Priority on Shifter Placement (Algo
rithm for Phase Shift Mask Design with Priority on
Shifter Placement) and the same book 52-
A CAD system on page 53 Fore designing Phase shifting masks (A CAD
It is also described in a paper entitled System for Designing Phase-Shifting Masks). In addition, the method of determining the mask pattern by inputting the desired projected image shape is
EE, Transaction ON Semiconductor Manufacturing 5 (2) (1992) 1
Pages 38-152 (IEEE Transaction on Semiconductor
Manufacturing, Vol.5, No.2 (1992), pp.138-152) Binary and Phase Shifting Mask Design for Optica
l Lithography).
【０００６】一方、米国の特許公報 USP 4,360,586 に
は、マスクを透過するＸ線や光の強度と位相を制御する
ホトマスクが示されている。また、同様なホトマスク
は、特開平０４−１３６８５４にも示されている。On the other hand, US Pat. No. 4,360,586 discloses a photomask for controlling the intensity and phase of X-rays or light transmitted through the mask. A similar photomask is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-136854.
【０００７】これらのホトマスクは、単一透明パタンの
周囲を半透明にして、すなわち、通常のホトマスクの遮
光部を半透明にして、かつ、半透明部を通過する僅かな
光の位相を、透明パタンを通過する光の位相と反転させ
るようにしている。つまり、パタンを転写するレジスト
の感度以下の光を半透明部から通過させ、この光と透明
パタンを通過してきた光の位相が反転するようにしてい
る。半透明部を通過した光は、主パタンである透明パタ
ンを通過した光に対して位相が反転しているため、その
境界部で位相が反転し、境界部での光強度が０に近づ
く。これにより、相対的に透明パタンを通過した光の強
度と、パタン境界部の光強度の比は大きくなり、通常の
遮光型マスクに比べコントラストの高い光強度分布が得
られ、パタン形成の焦点深度も約２倍に拡大する。ま
た、このマスク構造は従来の遮光膜を位相反転機能を持
つ半透明膜に変更するだけで実現でき、マスク作製も簡
単である。以下、このようなマスクを半透明位相シフト
マスクという。In these photomasks, the periphery of a single transparent pattern is made semitransparent, that is, the light-shielding portion of an ordinary photomask is made semitransparent, and a slight phase of light passing through the semitransparent portion is made transparent. The phase of the light passing through the pattern is reversed. That is, light having a sensitivity lower than that of the resist that transfers the pattern is transmitted from the semitransparent portion, and the phases of this light and the light transmitted through the transparent pattern are inverted. Since the light passing through the semi-transparent portion has a phase inverted with respect to the light passing through the transparent pattern which is the main pattern, the phase is inverted at the boundary portion and the light intensity at the boundary portion approaches zero. As a result, the ratio of the intensity of light that has relatively passed through the transparent pattern to the intensity of light at the pattern boundary portion becomes large, and a light intensity distribution with a higher contrast than that of an ordinary light-shielding mask can be obtained. Also doubles. Further, this mask structure can be realized only by changing the conventional light-shielding film to a semitransparent film having a phase inversion function, and the mask fabrication is easy. Hereinafter, such a mask is referred to as a semitransparent phase shift mask.
【０００８】また、ダイジェスト オブ ペーパーズ
マイクロプロセス’９３ ４４〜４５頁（Digest of Pa
pers MicroProcess '93 pp.44〜45）の Resolution Imp
rovement usinng Auxiliary Pattern Groups in Obliqu
e Illumination Lithographyと題する論文には、同様の
半透明位相シフトマスクの周期性のある複数のパタンの
両端に、補助パタンを設けることにより、投影されたパ
タンの形状を改良したことが記載されている。Also, the digest of papers
Micro Process '93, pp. 44-45 (Digest of Pa
Resolution Imp of pers MicroProcess '93 pp.44 ~ 45)
rovement usinng Auxiliary Pattern Groups in Obliqu
A paper entitled e Illumination Lithography describes that the shape of the projected pattern was improved by providing auxiliary patterns at both ends of multiple periodic patterns of a similar semitransparent phase shift mask. .
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭５７−６２０５２号公報記載の従来技術は、周期性
を有する複数のパタンに対しては、解像力を大幅に向上
させることができるが、周期性のない一般的なパタンに
対して、位相シフタを配置する方法は記載されていな
い。However, the conventional technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 62052/1982 can significantly improve the resolution with respect to a plurality of patterns having periodicity. The method of arranging the phase shifter for a general pattern having no property is not described.
【００１０】また、上記ダイジェスト オブ テクニカ
ルペーパーズ ９５〜９６頁（Digest of Technical pa
pers pp.95〜96 ）に記載された従来技術、上記ダイジ
ェスト オブ ペーパーズ マイクロプロセス’９３
５０〜５１頁（Digest of Papers MicroProcess '93 p
p.50〜51）に記載された従来技術、同書５２〜５３頁に
記載された従来技術及びアイ イー イー イー、トラ
ンザクション オンセミコンダクター マニュファクチ
ャリング５（２）（１９９２年）１３８〜１５２頁（IE
EE Transaction on Semiconductor Manufacturing, Vo
l.5, No.2(1992), pp.138〜152）に記載された従来技術
は、いずれも、マスク上の光透過部に位相シフタを自動
的に配置する技術に関するものである。The above-mentioned Digest of Technical Papers, pp. 95-96 (Digest of Technical pa
pers pp.95-96), the above-mentioned digest of papers Micro Process '93.
Pages 50-51 (Digest of Papers MicroProcess '93 p
p.50-51), the prior art described on pages 52-53 of the same book, and IE, Transaction ON Semiconductor Manufacturing 5 (2) (1992) pages 138-152 (IE
EE Transaction on Semiconductor Manufacturing, Vo
All of the conventional techniques described in L.5, No.2 (1992), pp.138-152) relate to a technique for automatically arranging a phase shifter in a light transmitting portion on a mask.
【００１１】半透明位相シフトマスクは、本来遮光すべ
き領域にもわずかな透過光が存在するから、その透過光
はパタンが接近すると干渉効果で強調され、その結果、
本来パタンの存在しない部分にも無視できない光強度レ
ベルを有する投影像が形成されるという問題がある。Since the semi-transparent phase shift mask has a slight amount of transmitted light even in a region which should originally be shielded, the transmitted light is emphasized by an interference effect when the pattern approaches, and as a result,
There is a problem that a projected image having a light intensity level that cannot be ignored is formed even in a portion where no pattern originally exists.
【００１２】また、通常の遮光型マスクも、半透明位相
シフトマスクの場合よりレベルは低いが、干渉によっ
て、同様に本来パタンの存在しない部分に投影像が形成
されるという問題がある。上記した従来技術は、いずれ
もこの問題を解決する方法について記載されていない。Further, the level of the ordinary light-shielding mask is lower than that of the semitransparent phase shift mask, but there is a problem that a projected image is similarly formed on a portion where the pattern originally does not exist due to interference. None of the above-mentioned prior arts describe a method for solving this problem.
【００１３】また、米国の特許公報 USP 4,360,586 及
び特開平０４−１３６８５４に記載の従来技術は、微細
なパタンの焦点深度が低下する問題を解決していないた
め、微細化した素子を製造するときに、解像不良により
製造歩留まりが低下するという問題があった。さらに、
上記した本来パタンの存在しない部分に投影像が形成さ
れるという問題がある。Further, the prior arts disclosed in US Pat. No. 4,360,586 and Japanese Patent Laid-Open No. 04-136854 do not solve the problem that the depth of focus of a fine pattern is lowered. Therefore, when manufacturing a miniaturized device, However, there is a problem that the manufacturing yield is lowered due to poor resolution. further,
There is a problem that a projected image is formed in the above-mentioned portion where the original pattern does not exist.
【００１４】また、ダイジェスト オブ ペーパーズ
マイクロプロセス’９３ ４４〜４５頁（Digest of Pa
pers MicroProcess '93 pp.44〜45）に記載の従来技術
は、周期性のある複数のパタンに対しては、解像力を大
幅に向上させることができるが、周期性のない一般的な
パタンに対しては、なにも記載されていない。Also, the digest of papers
Micro Process '93, pp. 44-45 (Digest of Pa
The prior art described in pers MicroProcess '93 pp.44-45) can significantly improve the resolution for a plurality of patterns with periodicity, but for general patterns without periodicity. Nothing is listed.
【００１５】上記特開平０４−１３６８５４記載の半透
明位相シフトマスクを用いた従来の技術は、解像限界付
近のパタンの焦点深度が実素子の製造ではなお十分とは
いえず、素子微細化に問題があった。また、ダイジェス
ト オブ ペーパーズ マイクロプロセス’９３ ４４
〜４５頁に記載の従来技術は、周期性のある複数のパタ
ンに対しては、解像力を向上させることができるが、周
期性のない一般的なパタンに対しては、対応できないと
いう問題があった。In the conventional technique using the semitransparent phase shift mask described in JP-A-04-136854, the depth of focus of the pattern in the vicinity of the resolution limit cannot be said to be sufficient in the production of an actual device, and the device is miniaturized. There was a problem. See also Digest of Papers Micro Process '93 44.
The conventional technique described on page 45 can improve the resolution with respect to a plurality of patterns having periodicity, but has a problem that it cannot deal with a general pattern having no periodicity. It was
【００１６】本発明の第１の目的は、不要な投影像の発
生を防止し、不要なパタンの転写を防止することのでき
るホトマスクを提供することにある。本発明の第２の目
的は、そのようなホトマスクを用いたパタン形成方法を
提供することにある。本発明の第３の目的は、そのよう
なホトマスクを用いて、微細なパタンが形成された半導
体装置を製造する方法を提供することにある。本発明の
第４の目的は、そのようなホトマスクを設計するための
マスクパタン設計用の装置を提供することにある。本発
明の第５の目的は、そのようなホトマスクの製造方法を
提供することにある。本発明の第６の目的は、そのよう
なホトマスクの製造方法により製造されたホトマスクを
用いたパタン形成方法を提供することにある。A first object of the present invention is to provide a photomask capable of preventing the generation of unnecessary projected images and the transfer of unnecessary patterns. A second object of the present invention is to provide a pattern forming method using such a photomask. A third object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a fine pattern formed using such a photomask. A fourth object of the present invention is to provide an apparatus for designing a mask pattern for designing such a photomask. A fifth object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a photomask. A sixth object of the present invention is to provide a pattern forming method using a photomask manufactured by such a method for manufacturing a photomask.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明のホトマスクは、少なくとも露光光に
対して半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透
明な領域と、上記透明な領域とを通過する光の位相差が
実質的に１８０°であり、上記透明な領域よりなる主パ
タンの所望の２辺又はその延長線の交点のなす角が、半
透明部で１８０度より小さい領域に、透明で、かつ、上
記主パタンと同位相の補助パタンを配置したものであ
る。In order to achieve the first object, the photomask of the present invention includes at least a semi-transparent region and a transparent region for the exposure light, and the semi-transparent region. And the phase difference of the light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the angle formed by the intersections of the desired two sides of the main pattern of the transparent region or the extension lines thereof is a semi-transparent portion. The transparent auxiliary pattern having the same phase as the main pattern is arranged in an area smaller than 180 degrees.
【００１８】上記主パタンの所望の２辺又はその延長線
の交点のなす上記角が、特に、半透明部で１１０度以下
であるときに、補助パタンを設けることが好ましい。ま
た、補助パタンの少なくとも一辺の大きさは、上記ホト
マスクを用いる投影光学系の解像限界以下の寸法である
ことが好ましい。さらにまた、補助パタンの中心の位置
は、上記二辺からの距離Ｄが、Ｄ＝ｄλ／ＮＡｍの関係
を満たす（但し、ＮＡｍは投影光学系のマスク側の開口
数、λは露光波長、ｄは係数で０.４≦ｄ≦０.７の範囲
の値）位置にあることが好ましい。It is preferable to provide the auxiliary pattern when the angle formed by the intersection of the desired two sides of the main pattern or the extension line thereof is 110 degrees or less at the semitransparent portion. Further, it is preferable that the size of at least one side of the auxiliary pattern is equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system using the photomask. Furthermore, in the position of the center of the auxiliary pattern, the distance D from the above two sides satisfies the relationship of D = dλ / NAm (where NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the exposure wavelength, and d is the exposure wavelength. Is preferably a value in the range of 0.4 ≦ d ≦ 0.7).
【００１９】また、上記第１の目的を達成するために、
本発明のホトマスクは、露光光に対して半透明な領域
と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透
明な領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°であ
り、上記透明な領域よりなる主パタンの異なる２辺から
の干渉光が互いに強め合う位置に対応するホトマスクの
位置に、透明で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影
光学系の解像限界以下の寸法の補助パタンを配置したも
のである。In order to achieve the above first object,
The photomask of the present invention includes a semitransparent region and a transparent region for exposure light, and the phase difference between the semitransparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °. , A transparent mask having the same phase as the main pattern and a resolution limit of the projection optical system at the position of the photomask corresponding to the position where the interference lights from the two sides of the transparent region having different main patterns strengthen each other. The auxiliary patterns having the following dimensions are arranged.
【００２０】さらにまた、上記第１の目的を達成するた
めに、本発明のホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°
であり、上記透明な領域よりなる主パタンを少なくとも
２個配置し、上記２個の主パタンの中心からの距離Ｓ
が、それぞれＳ＝ｓλ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは投影光
学系のマスク側の開口数、λは露光波長、ｓは係数で、
０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値）の関係を満たす位置に、
透明で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学系の
解像限界以下の寸法の補助パタンを配置したものであ
る。Further, in order to achieve the first object, the photomask of the present invention includes a semitransparent region and a transparent region for the exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through such a region is substantially 180 °
And arranging at least two main patterns composed of the transparent regions, and separating the distance S from the center of the two main patterns.
Where S = sλ / NAm (where NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the exposure wavelength, and s is a coefficient,
At a position satisfying the relationship of (0.8 ≦ s ≦ 1.1)
An auxiliary pattern, which is transparent, has the same phase as the main pattern, and has a size less than the resolution limit of the projection optical system is arranged.
【００２１】さらにまた、上記第１の目的を達成するた
めに、本発明のホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°
であり、上記透明な領域よりなる主パタンが少なくとも
２個配置され、上記各主パタンにより投影されたそれぞ
れの主ピークの周囲の第１のサブピークが互いに重なる
位置に対応するホトマスクの位置に、透明で、上記主パ
タンと同位相で、かつ、投影光学系の解像限界以下の寸
法の補助パタンを配置したものである。Furthermore, in order to achieve the above first object, the photomask of the present invention includes a semitransparent region and a transparent region for the exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through such a region is substantially 180 °
And at least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and transparent at the position of the photomask corresponding to the position where the first subpeaks around the respective main peaks projected by the respective main patterns overlap each other. Then, an auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and having a dimension not larger than the resolution limit of the projection optical system is arranged.
【００２２】さらにまた、上記第１の目的を達成するた
めに、本発明のホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°
であり、上記透明な領域よりなる主パタンが少なくとも
２個配置され、上記各主パタンからの回折光が同位相で
重なった位置に対応するホトマスクの位置に、透明で、
上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学系の解像限界
以下の寸法の補助パタンを配置したものである。 これ
らのホトマスクは、不要な光強度ピークが発生する位置
に対応するマスク上の位置に、透過光の位相差が主パタ
ンと同じでかつ透明な補助パタンを配置することによ
り、不要な光強度ピークを打ち消すことができる。すな
わち、不要な光強度ピークと逆位相の光を、補助パタン
から入射することにより、光を打ち消す。従って、補助
パタンの大きさは、光を打ち消すに充分な光強度が得ら
れる大きさにする必要があるが、それ以上の大きさにし
た場合は逆効果となり、不適切である。Furthermore, in order to achieve the first object, the photomask of the present invention includes a semitransparent region and a transparent region for the exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through such a region is substantially 180 °
And at least two main patterns composed of the transparent areas are arranged, and the transparent pattern is transparent at the position of the photomask corresponding to the position where the diffracted lights from the respective main patterns overlap in the same phase.
An auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and having a size not larger than the resolution limit of the projection optical system is arranged. These photomasks have an unnecessary light intensity peak by arranging a transparent auxiliary pattern whose phase difference of transmitted light is the same as the main pattern at the position on the mask corresponding to the position where the unnecessary light intensity peak occurs. Can be canceled. That is, the light having the opposite phase to the unnecessary light intensity peak is incident from the auxiliary pattern to cancel the light. Therefore, the size of the auxiliary pattern needs to be large enough to obtain a sufficient light intensity for canceling the light, but if it is larger than that, it has an adverse effect and is inappropriate.
【００２３】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明のパタン形成方法は、（ａ）少なくとも露光光に
対して半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透
明な領域と、上記透明な領域とを通過する光の位相差が
実質的に１８０°であり、上記透明な領域よりなる主パ
タンの所望の２辺又はその延長線の交点のなす角が、半
透明部で１８０度より小さい領域に、透明で、かつ、上
記主パタンと同位相の補助パタンが配置されたホトマス
クを準備し、（ｂ）投影光学系により、上記ホトマスク
を用い、基板上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像によ
り、パタンを形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the above second object,
The pattern forming method of the present invention includes (a) at least a semitransparent region for exposure light and a transparent region, and a phase difference of light passing through the semitransparent region and the transparent region is The angle is substantially 180 °, and the angle between the desired two sides of the main pattern consisting of the transparent region or the intersection of the extended lines thereof is less than 180 ° in the semi-transparent portion, and is transparent to the main region. A photomask on which an auxiliary pattern having the same phase as the pattern is arranged is prepared, and (b) the projection optical system is used to expose the photosensitive thin film on the substrate using the photomask, and (c) the pattern is formed by development. It is the one.
【００２４】さらにまた、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明のパタン形成方法は、（ａ）露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な
領域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的
に１８０°であり、上記透明な領域よりなる主パタンの
異なる２辺からの干渉光が互いに強め合う位置に対応す
るホトマスクの位置に、透明で、上記主パタンと同位相
で、かつ、投影光学系の解像限界以下の寸法の補助パタ
ンが配置されたホトマスクを準備し、（ｂ）投影光学系
により、上記ホトマスクを用い、基板上の感光性薄膜に
露光し、（ｃ）現像により、パタンを形成するようにし
たものである。Furthermore, in order to achieve the above-mentioned second object, the pattern forming method of the present invention comprises (a) a semi-transparent region for exposure light and a transparent region, and the semi-transparent region is provided. The position of the photomask corresponding to the position where the phase difference between the region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the interference lights from the two sides of the transparent region having different main patterns strengthen each other. A transparent photomask, in which an auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is arranged, is prepared, and (b) the projection optical system uses the photomask. The photosensitive thin film on the substrate is exposed to light, and the pattern is formed by (c) development.
【００２５】さらにまた、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明のパタン形成方法は、（ａ）露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な
領域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的
に１８０°であり、上記透明な領域よりなる主パタンが
少なくとも２個配置され、上記２個の主パタンの中心か
らの距離Ｓが、それぞれＳ＝ｓλ／ＮＡｍ（但し、ＮＡ
ｍは投影光学系のマスク側の開口数、λは露光波長、ｓ
は係数で、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値）の関係を満た
す位置に、透明で、上記主パタンと同位相で、かつ、投
影光学系の解像限界以下の寸法の補助パタンが配置され
たホトマスクを準備し、（ｂ）投影光学系により、上記
ホトマスクを用い、基板上の感光性薄膜に露光し、
（ｃ）現像により、パタンを形成するようにしたもので
ある。Furthermore, in order to achieve the above second object, the pattern forming method of the present invention comprises (a) a semitransparent region and a transparent region for the exposure light, and the semitransparent region is included. The phase difference between the region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, at least two main patterns made of the transparent region are arranged, and the distance S from the center of the two main patterns is S. Where S = sλ / NAm (however, NA
m is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the exposure wavelength, and s
Is a coefficient, and is transparent at a position satisfying the relationship of 0.8 ≦ s ≦ 1.1), is in phase with the main pattern, and has a size below the resolution limit of the projection optical system. A photomask on which the pattern is arranged is prepared, and (b) the projection optical system is used to expose the photosensitive thin film on the substrate using the photomask.
(C) A pattern is formed by development.
【００２６】さらにまた、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明のパタン形成方法は、（ａ）露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な
領域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的
に１８０°であり、上記透明な領域よりなる主パタンが
少なくとも２個配置され、上記各主パタンにより投影さ
れたそれぞれの主ピークの周囲の第１のサブピークが互
いに重なる位置に対応するホトマスクの位置に、透明
で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学系の解像
限界以下の寸法の補助パタンが配置されたホトマスクを
準備し、（ｂ）投影光学系により、上記ホトマスクを用
い、基板上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像により、
パタンを形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the second object, the pattern forming method of the present invention includes (a) a semitransparent region and a transparent region for the exposure light, and the semitransparent region is used. The phase difference between the region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, at least two main patterns composed of the transparent region are arranged, and the respective main peaks projected by the respective main patterns. A photomask in which a transparent auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is arranged at the position of the photomask corresponding to the position where the first subpeaks around each other overlap each other. Is prepared, and (b) a projection optical system is used to expose the photosensitive thin film on the substrate using the photomask, and (c) development is performed.
It is designed to form a pattern.
【００２７】さらにまた、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明のパタン形成方法は、（ａ）露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な
領域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的
に１８０°であり、上記透明な領域よりなる主パタンが
少なくとも２個配置され、上記各主パタンからの回折光
が同位相で重なった位置に対応するホトマスクの位置
に、透明で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学
系の解像限界以下の寸法の補助パタンが配置されたホト
マスクを準備し、（ｂ）投影光学系により、上記ホトマ
スクを用い、基板上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像
により、パタンを形成するようにしたものである。Furthermore, in order to achieve the above second object, the pattern forming method of the present invention comprises (a) a semitransparent region and a transparent region for exposure light, and The phase difference between the region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, at least two main patterns made of the transparent region are arranged, and the diffracted light from each of the main patterns has the same phase. At a photomask position corresponding to the overlapping position, a photomask is prepared in which a transparent auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is arranged. An optical system is used to form a pattern by exposing the photosensitive thin film on the substrate using the photomask and developing (c).
【００２８】また、上記第３の目的を達成するために、
本発明の半導体装置の製造方法は、 （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）上記主パタンのデータに基づ
いて、上記主パタンの所望の２辺又はその延長線の交点
のなす角が、半透明部で１８０度より小さい領域を検出
し、（２）上記１８０度より小さい領域が検出されたと
き、上記１８０度より小さい領域に、上記所望の２辺か
らそれぞれ所定の距離にある位置に、予め定められた補
助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと決定された上記補助パタンが形成されたホトマスク
を用いて投影露光し、半導体集積回路のパタンの少なく
とも一部を形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the third object,
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is (a) used in a projection optical system, including at least a semitransparent region and a transparent region for exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through is substantially 180 °, and the main pattern is a photomask consisting of the above-mentioned transparent regions, and the transparent auxiliary pattern having the same phase difference of the transmitted light as the above-mentioned transparent regions is used as the mask design. The area determined by the device in the next step is (1) based on the data of the main pattern, the angle formed by the intersections of the desired two sides of the main pattern or the extension lines thereof is smaller than 180 degrees in the semitransparent portion. (2) When an area smaller than 180 degrees is detected, a predetermined auxiliary pattern is determined in the area smaller than 180 degrees at a position that is respectively a predetermined distance from the desired two sides. (B) Photomask The auxiliary pattern determined as the main pattern is formed on a substrate, and (c) a photomask in which the auxiliary pattern determined as the main pattern is formed on a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate. Projection exposure is performed to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit.
【００２９】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、 （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）少なくとも２個の上記主パタ
ンのデータと上記投影光学系の光学条件を表わすパラメ
ータに基づいて、上記各主パタンからの中心からの距離
Ｓが、それぞれＳ＝ｓλ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは投影
光学系のマスク側の開口数、λは露光波長、ｓは係数
で、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値）の関係を満たす位置
を検出し、（２）上記関係を満たす位置を検出したと
き、上記関係を満たす位置に、上記投影光学系の解像限
界以下の寸法の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと上記補助パ
タンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用いて投
影露光し、半導体集積回路のパタンの少なくとも一部を
形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the third object, the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is (a) used in a projection optical system, and at least a region semitransparent to exposure light and transparent. The phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is that the phase difference between the transmitted light and the photomask formed by the transparent region. Is the same as the transparent region, and a transparent auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step, and (1) parameters representing the data of at least two main patterns and the optical condition of the projection optical system. The distance S from the center from each main pattern is S = sλ / NAm (where NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the exposure wavelength, s is a coefficient, and Value in the range of 8 ≦ s ≦ 1.1) (2) When a position satisfying the relation is detected, and (2) a position satisfying the relation is detected, an auxiliary pattern having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is determined at the position satisfying the relation, and (b) a photomask. The main pattern and the auxiliary pattern are formed on a substrate, and (c) a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate is projected and exposed using a photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern are formed, and semiconductor integration is performed. It is intended to form at least a part of a circuit pattern.
【００３０】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、 （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）少なくとも２個の上記主パタ
ンのデータと上記投影光学系の光学条件を表わすパラメ
ータに基づいて、上記各主パタンの投影像光強度分布を
計算し、（２）上記投影像光強度分布のそれぞれの上記
主パタンの主ピークの周囲の第１のサブピークが互いに
重なる位置を検出し、（３）上記位置が検出されたと
き、上記位置に対応するホトマスクの位置に、上記投影
光学系の解像限界以下の寸法の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと上記補助パ
タンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用いて投
影露光し、半導体集積回路のパタンの少なくとも一部を
形成するようにしたものである。Furthermore, in order to achieve the above third object, the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is (a) used in a projection optical system, and at least a region semitransparent to exposure light and transparent. The phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is that the phase difference between the transmitted light and the photomask formed by the transparent region. Is the same as the transparent region, and a transparent auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step, and (1) parameters representing the data of at least two main patterns and the optical condition of the projection optical system. Based on, the projected image light intensity distribution of each main pattern is calculated, and (2) the position where the first subpeaks around the main peak of each main pattern of the projected image light intensity distribution overlap each other is detected. , (3) above When the position is detected, an auxiliary pattern having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is determined at the position of the photomask corresponding to the position, and (b) the main pattern and the auxiliary pattern are provided on the photomask substrate. And (c) projecting and exposing a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate using a photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern are formed to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit. It is the one.
【００３１】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、 （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）少なくとも２個の上記主パタ
ンのデータと上記投影光学系の光学条件を表わすパラメ
ータに基づいて、上記各主パタンからの回折光が同位相
で重なった位置を検出し、（２）上記位置が検出された
とき、上記位置に対応するホトマスクの位置に、投影光
学系の解像限界以下の寸法の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと上記補助パ
タンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用いて投
影露光し、半導体集積回路のパタンの少なくとも一部を
形成するようにしたものである。Furthermore, in order to achieve the above-mentioned third object, the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is (a) used in a projection optical system, and at least a region semitransparent to exposure light and transparent. The phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is that the phase difference between the transmitted light and the photomask formed by the transparent region. Is the same as the transparent region, and a transparent auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step, and (1) parameters representing the data of at least two main patterns and the optical condition of the projection optical system. On the basis of the above, the position where the diffracted lights from the respective main patterns are overlapped in the same phase is detected. (2) When the position is detected, the projection optical system is resolved at the position of the photomask corresponding to the position. Compensation for dimensions below the limit A pattern is determined, (b) the main pattern and the auxiliary pattern are formed on a photomask substrate, and (c) the photomask in which the main pattern and the auxiliary pattern are formed on a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate. Is used for projection exposure to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit.
【００３２】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、 （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも１個の主パタンのデータ
と投影光学系の光学条件を表わすパラメータに基づい
て、上記投影光学系で得られる上記主パタンの投影像光
強度分布を計算し、（２）上記投影像光強度分布と上記
主パタンから、上記主パタンに対応する領域以外の領域
で、光強度が所定値より大きい領域を決定し、（３）上
記所定値より大きい領域が決定されたとき、上記所定値
より大きい領域に対応するホトマスクの領域に、１個又
は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ン及び上記決定された補助パタンが形成されたホトマス
クを用いて投影露光し、半導体集積回路のパタンの少な
くとも一部を形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the third object, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention comprises: (a) designing a mask pattern auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system. By the following steps, and (1) the projection optical system obtains the projection optical system based on the data of at least one main pattern formed on the photomask and the parameters representing the optical conditions of the projection optical system. The projected image light intensity distribution of the main pattern is calculated, and (2) from the projected image light intensity distribution and the main pattern, a region other than the region corresponding to the main pattern is determined in which the light intensity is larger than a predetermined value. (3) When a region larger than the predetermined value is determined, one or more auxiliary patterns are determined in the photomask region corresponding to the region larger than the predetermined value, (B) The main pattern and the determined auxiliary pattern are formed on a photomask substrate, and (c) the photomask in which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed on a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate. Is used for projection exposure to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit.
【００３３】ここで用いられるホトマスクは、露光光に
対して半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透
明な領域と、上記透明な領域とを通過する光の位相差が
実質的に１８０°であり、上記主パタンと上記補助パタ
ンは、いずれも透明な領域からなり、かつ、同位相であ
るホトマスク、すなわちハーフトーン位相シフトマスク
であることが好ましい。The photomask used here includes a semi-transparent region and a transparent region with respect to the exposure light, and the phase difference of the light passing through the semi-transparent region and the transparent region is substantially. It is preferable that the main pattern and the auxiliary pattern are both transparent regions and have the same phase, that is, a halftone phase shift mask.
【００３４】ハーフトーン位相シフトマスクを例とし
て、上記の投影像光強度分布の計算の一例について説明
する。図１９（ａ）は従来のハーフトーン位相シフトマ
スクの平面図、図１９（ｂ）はその断面図、図１９
（ｃ）はそのマスク透過光の振幅分布を示す図、図１９
（ｄ）は被露光基板上の振幅分布を示す図、図１９
（ｅ）は被露光基板上の光強度分布を示す図である。An example of calculation of the above-mentioned projected image light intensity distribution will be described by taking a halftone phase shift mask as an example. 19A is a plan view of a conventional halftone phase shift mask, FIG. 19B is a sectional view thereof, and FIG.
19C is a diagram showing the amplitude distribution of the mask transmitted light, FIG.
FIG. 19D is a diagram showing the amplitude distribution on the substrate to be exposed, FIG.
(E) is a diagram showing a light intensity distribution on a substrate to be exposed.
【００３５】図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、ハー
フトーン位相シフトマスクは、光学的に透明な基板４２
とハーフトーン部材４３とから構成され、半透明位相シ
フト部６と開口された主パタン４からなる。半透明位相
シフト部６と主パタン４を透過する光は、図１９（ｃ）
に示す振幅分布４４のように異符号、すなわち互いに位
相が反転している。投影光学系を介して被露光基板上で
得られる振幅分布は、図１９（ｄ）に示す曲線４５であ
り、その絶対値の二乗をとって、図１９（ｅ）に示す光
強度分布４７が得られる。As shown in FIGS. 19A and 19B, the halftone phase shift mask includes an optically transparent substrate 42.
And a halftone member 43, and a semitransparent phase shift portion 6 and an open main pattern 4. Light transmitted through the semitransparent phase shifter 6 and the main pattern 4 is shown in FIG.
Like the amplitude distribution 44 shown in FIG. 3, different signs, that is, the phases are mutually inverted. The amplitude distribution obtained on the substrate to be exposed through the projection optical system is a curve 45 shown in FIG. 19D, and the light intensity distribution 47 shown in FIG. can get.
【００３６】投影像を計算する手段は、主パタンのデー
タと露光光学条件を入力して最終的に光強度分布４７を
求めるものである。ここで、パタンエッジ近傍には、負
の振幅ピーク４６が発生し、これが投影像のサブピーク
４８となって現われる。特に２個以上の開口パタンが接
近してくると、それぞれのパタンに対応したサブピーク
が強調されて、パタンエッジからほぼＬ１の距離の所に
不要の投影像が得られる。The means for calculating the projected image is to finally obtain the light intensity distribution 47 by inputting the main pattern data and the exposure optical conditions. Here, a negative amplitude peak 46 is generated near the pattern edge, and this appears as a sub peak 48 of the projected image. In particular, when two or more aperture patterns come close to each other, the sub-peaks corresponding to the respective patterns are emphasized, and an unnecessary projected image is obtained at a distance of approximately L1 from the pattern edge.
【００３７】上記不要のサブピークの発生位置は、マス
クパタンの投影像光強度分布を計算し、そこから予測さ
れる像の形状と入力したパタン形状とを比較することに
より容易に知ることができる。ここで、パタンエッジ近
傍に生じるサブピークは、前述のように主パタンの光と
は異符号の光振幅によるものである。The position where the unnecessary sub-peak is generated can be easily known by calculating the projected image light intensity distribution of the mask pattern and comparing the image shape predicted from it with the input pattern shape. Here, the sub-peaks generated in the vicinity of the pattern edge are due to the light amplitude having a sign different from that of the light of the main pattern, as described above.
【００３８】図２０（ａ）は本発明のハーフトーン位相
シフトマスクの平面図、図２０（ｂ）はその断面図、図
２０（ｃ）は被露光基板上の振幅分布を示す図である。
図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、主パタン４のエッ
ジからほぼＬ１の距離の所に新たな補助パタン５を付加
すると、図２０（ｃ）に示す振幅分布５２の負の振幅ピ
ーク部と、補助パタンの振幅分布５３とが重なってサブ
ピークの発生を防止することができる。ここで、補助パ
タン５は、単独では転写されない寸法とするのが良いの
で、被露光基板上で、その幅をほぼ０．０５λ／ＮＡか
ら０．４λ／ＮＡの間にとれば良い。ここに、λは露光
光の波長、ＮＡは露光用投影レンズの開口数である。こ
れはマスク上では、０．０５λ／ＮＡｍから０．４λ／
ＮＡｍ（ＮＡｍは露光用投影レンズのマスク側の開口
数）の間に相当する。FIG. 20 (a) is a plan view of the halftone phase shift mask of the present invention, FIG. 20 (b) is a sectional view thereof, and FIG. 20 (c) is a view showing an amplitude distribution on a substrate to be exposed.
As shown in FIGS. 20A and 20B, when a new auxiliary pattern 5 is added at a distance of approximately L1 from the edge of the main pattern 4, the negative amplitude of the amplitude distribution 52 shown in FIG. The peak portion and the amplitude distribution 53 of the auxiliary pattern are overlapped with each other, so that it is possible to prevent the occurrence of a sub-peak. Here, it is preferable that the auxiliary pattern 5 has a size such that it is not transferred by itself. Therefore, the width of the auxiliary pattern 5 may be set between approximately 0.05λ / NA and 0.4λ / NA on the substrate to be exposed. Here, λ is the wavelength of the exposure light, and NA is the numerical aperture of the projection lens for exposure. This is 0.05λ / NAm to 0.4λ / on the mask.
NAm (NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection lens for exposure).
【００３９】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、 （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも２個の主パタンのデータ
に基づいて、上記各主パタンの外周線を、所定の距離Ｌ
だけ外側にそれぞれ移動させ、拡大された外周線を決定
し、（２）上記各拡大された外周線が所定距離Ｍ以下に
接近した位置を検出し、（３）上記接近した位置が検出
されたとき、上記接近した位置に、予め定められた形状
の１個又は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ン及び上記決定された補助パタンが形成されたホトマス
クを用いて投影露光し、半導体集積回路のパタンの少な
くとも一部を形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the third object, the semiconductor device manufacturing method of the present invention comprises: (a) designing a mask pattern auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system. The device determines the following steps, and (1) based on the data of at least two main patterns formed on the photomask, the outer peripheral line of each main pattern is set to a predetermined distance L.
Respectively, the outer peripheral line is enlarged, and the enlarged outer peripheral line is determined. (2) The position where each enlarged outer peripheral line approaches the predetermined distance M or less is detected, and (3) The close position is detected. At this time, one or a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape are determined at the close positions, (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are formed on the photomask substrate, and (c) Projection exposure is performed on a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate using a photomask on which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed to form at least a part of a pattern of a semiconductor integrated circuit. is there.
【００４０】ここで用いられるホトマスクは、露光光に
対して半透明な領域と、透明な領域とを含み、上記半透
明な領域と、上記透明な領域とを通過する光の位相差が
実質的に１８０°であり、上記主パタンと上記補助パタ
ンは、いずれも透明な領域からなり、かつ、同位相であ
るホトマスク、すなわちハーフトーン位相シフトマスク
であることが好ましい。The photomask used here includes a region that is semi-transparent to the exposure light and a region that is transparent, and the phase difference of the light passing through the semi-transparent region and the transparent region is substantially the same. It is preferable that the main pattern and the auxiliary pattern are both transparent regions and have the same phase, that is, a halftone phase shift mask.
【００４１】上記所定の距離Ｌは、ｋ1・λ／ＮＡｍ
（但し、ＮＡｍは上記投影光学系のマスク側の開口数、
λは露光光の波長、ｋ1は係数で、０．４≦ｋ1≦１．１
の範囲の値）とすることが好ましい。また、上記補助パ
タンは、正方形若しくは矩形又はこれらが結合した形状
であって、正方形のときはその一辺、矩形のときは短辺
の長さが、ｋ2・λ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは上記投影
光学系のマスク側の開口数、λは露光光の波長、ｋ2は
係数で、０．０５≦ｋ2≦０．４の範囲の値である）で
あることが好ましい。The predetermined distance L is k 1 · λ / NAm
(However, NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system,
λ is the wavelength of the exposure light, k 1 is a coefficient, and 0.4 ≦ k 1 ≦ 1.1
It is preferable that the value is within the range. The auxiliary pattern has a square shape, a rectangular shape, or a shape in which these are combined, and one side of the square shape and the short side of the rectangular shape have a length of k 2 · λ / NAm (where NAm is the above-mentioned value). The numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the wavelength of the exposure light, k 2 is a coefficient, and is a value in the range of 0.05 ≦ k 2 ≦ 0.4).
【００４２】このホトマスクの補助パタンの形成につい
て説明する。図１９に示したサブピークの発生する位置
は光学条件から予測することができる。図１９に示した
距離Ｌ１は、ほぼ０．５５λ／ＮＡ程度である。ただ
し、フォーカス位置に依存して変化するので、Ｌ１のと
りうる範囲は０．４λ／ＮＡ＜Ｌ１＜１．１λ／ＮＡ程
度である。これはマスク上の距離では０．４λ／ＮＡｍ
＜Ｌ１＜１．１λ／ＮＡｍに相当する。そこで、主パタ
ンの外周線を、所定の距離Ｌ１だけ外側にそれぞれ移動
させ、拡大された外周線を求め、その拡大された外周線
が接近する部分を求めれば、そこがサブピークの強調さ
れる部分である。その部分に補助パタンを配置すれば、
所望の投影像が得られる。The formation of the auxiliary pattern of this photomask will be described. The position where the sub-peak shown in FIG. 19 occurs can be predicted from the optical condition. The distance L1 shown in FIG. 19 is approximately 0.55λ / NA. However, since it changes depending on the focus position, the range that L1 can take is about 0.4λ / NA <L1 <1.1λ / NA. This is 0.4λ / NAm at the distance on the mask
Corresponds to <L1 <1.1λ / NAm. Therefore, if the outer peripheral line of the main pattern is moved outward by a predetermined distance L1 to obtain the enlarged outer peripheral line, and the portion where the enlarged outer peripheral line approaches is obtained, that portion is the portion where the sub-peak is emphasized. Is. If you place an auxiliary pattern in that part,
A desired projection image is obtained.
【００４３】また、上記第４の目的を達成するために、
本発明のマスクパタン設計用装置は、投影光学系に用い
るホトマスクに形成する少なくとも１個の主パタンのデ
ータと、上記投影光学系の光学条件を表わすパラメータ
に基づいて、上記投影光学系で得られる上記主パタンの
投影像光強度分布を計算するための演算手段と、上記投
影像光強度分布と上記主パタンから、上記主パタンに対
応する領域以外の領域で、光強度が所定値より大きい領
域を決定する第１の決定手段と、上記所定値より大きい
領域が決定されたとき、上記所定値より大きい領域に対
応するホトマスクの領域に、１個又は複数個の補助パタ
ンを決定する第２の決定手段とから構成されるようにし
たものである。In order to achieve the above-mentioned fourth object,
An apparatus for designing a mask pattern according to the present invention is obtained by the projection optical system based on data of at least one main pattern formed on a photomask used for the projection optical system and parameters representing optical conditions of the projection optical system. From the projection image light intensity distribution and the main pattern, a calculating unit for calculating the projection image light intensity distribution of the main pattern, and a region where the light intensity is larger than a predetermined value in a region other than the region corresponding to the main pattern. And a second determining means for determining one or a plurality of auxiliary patterns in a region of the photomask corresponding to the region larger than the predetermined value when the region larger than the predetermined value is determined. It is composed of a determining means.
【００４４】さらにまた、上記第４の目的を達成するた
めに、本発明のマスクパタン設計用装置は、投影光学系
に用いるホトマスクに形成する少なくとも２個の主パタ
ンのデータに基づいて、上記各主パタンの外周線を、所
定の距離Ｌだけ外側にそれぞれ移動させ、拡大された外
周線を決定する第１の決定手段と、上記各拡大された外
周線が所定距離Ｍ以下に接近した位置を検出するための
検出手段と、上記接近した位置が検出されたとき、上記
接近した位置に、予め定められた形状の１個又は複数個
の補助パタンを決定する第２の決定手段とから構成され
るようにしたものである。Furthermore, in order to achieve the above-mentioned fourth object, the mask pattern designing apparatus of the present invention is based on the data of at least two main patterns formed in the photomask used in the projection optical system. First determining means for determining the enlarged outer peripheral line by moving the outer peripheral lines of the main pattern outward by a predetermined distance L, and a position where each of the enlarged outer peripheral lines approaches a predetermined distance M or less. And a second deciding means for deciding one or a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape at the approaching position when the approaching position is detected. It was done so.
【００４５】これらのマスクパタン設計用装置は、上記
主パタン、決定された補助パタン又は投影像光強度分布
などを表示するための表示手段を、さらに設けることが
好ましい。この表示手段は、ホトマスクの全領域又は指
定された部分領域を順次に或は同時に表示するようにす
ればよい。It is preferable that these mask pattern designing devices further include display means for displaying the main pattern, the determined auxiliary pattern, the projected image light intensity distribution and the like. The display means may display the entire area of the photomask or a designated partial area sequentially or simultaneously.
【００４６】また、上記第５の目的を達成するために、
本発明のホトマスクの製造方法は、 （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも１個の主パタンのデータ
と投影光学系の光学条件を表わすパラメータに基づい
て、上記投影光学系で得られる上記主パタンの投影像光
強度分布を計算し、（２）上記投影像光強度分布と上記
主パタンから、上記主パタンに対応する領域以外の領域
で、光強度が所定値より大きい領域を決定し、（３）上
記所定値より大きい領域が決定されたとき、上記所定値
より大きい領域に対応するホトマスクの領域に、１個又
は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成するようにしたものである。In order to achieve the fifth object,
In the method for manufacturing a photomask of the present invention, (a) an auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the following steps, and (1) A projection image light intensity distribution of the main pattern obtained by the projection optical system is calculated based on data of at least one main pattern to be formed and a parameter representing an optical condition of the projection optical system, and (2) the projection image From the light intensity distribution and the main pattern, a region other than the region corresponding to the main pattern, where the light intensity is higher than a predetermined value, is determined. (3) When the region higher than the predetermined value is determined, the predetermined value is determined. One or a plurality of auxiliary patterns are determined in the area of the photomask corresponding to an area larger than the value, and (b) the main pattern and the determined above are set on the photomask substrate. It is obtained so as to form a co-pattern.
【００４７】また、上記第５の目的を達成するために、
本発明のホトマスクの製造方法は、 （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも２個の主パタンのデータ
に基づいて、上記各主パタンの外周線を、所定の距離Ｌ
だけ外側にそれぞれ移動させ、拡大された外周線を決定
し、（２）上記各拡大された外周線が所定距離Ｍ以下に
接近した位置を検出し、（３）上記接近した位置が検出
されたとき、上記接近した位置に、予め定められた形状
の１個又は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成するようにしたものである。Further, in order to achieve the fifth object,
In the method for manufacturing a photomask of the present invention, (a) an auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the following steps, and (1) Based on the data of at least two main patterns to be formed, the outer peripheral line of each main pattern is set to a predetermined distance L.
Respectively, the outer peripheral line is enlarged, and the enlarged outer peripheral line is determined. (2) The position where each enlarged outer peripheral line approaches the predetermined distance M or less is detected, and (3) The close position is detected. At this time, one or a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape are determined at the close positions, and (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are formed on the photomask substrate. Is.
【００４８】これらのホトマスクの製造方法で製造する
ホトマスクは、露光光に対して半透明な領域と、透明な
領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な領域と
を通過する光の位相差が実質的に１８０°であり、上記
主パタンと上記補助パタンは、いずれも透明な領域から
なり、かつ、同位相である、すなわちハーフトーン位相
シフトマスクであることが好ましい。A photomask manufactured by these methods for manufacturing a photomask includes a region that is semi-transparent to exposure light and a region that is transparent, and the light passing through the semi-transparent region and the transparent region is used. It is preferable that the phase difference is substantially 180 °, both the main pattern and the auxiliary pattern are made of transparent regions and have the same phase, that is, a halftone phase shift mask.
【００４９】また、上記第６の目的を達成するために、
本発明のパタン形成方法は、 （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも１個の主パタンのデータ
と投影光学系の光学条件を表わすパラメータに基づい
て、上記投影光学系で得られる上記主パタンの投影像光
強度分布を計算し、（２）上記投影像光強度分布と上記
主パタンから、上記主パタンに対応する領域以外の領域
で、光強度が所定値より大きい領域を決定し、（３）上
記所定値より大きい領域が決定されたとき、上記所定値
より大きい領域に対応するホトマスクの領域に、１個又
は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）投影光学装置により、上記主パタン及び決定され
た上記補助パタンが形成されたホトマスクを用い、投影
露光するようにしたものである。In order to achieve the above sixth object,
In the pattern forming method of the present invention, (a) an auxiliary pattern of a photomask used for performing pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the following steps, and (1) the photomask is formed on the photomask. The intensity distribution of the projected image light of the main pattern obtained by the projection optical system is calculated based on the data of at least one of the main patterns and the parameters representing the optical conditions of the projection optical system. From the intensity distribution and the main pattern, a region other than the region corresponding to the main pattern, where the light intensity is larger than a predetermined value, is determined. (3) When the region larger than the predetermined value is determined, the predetermined value One or more auxiliary patterns are determined in the area of the photomask corresponding to the larger area, and (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are determined on the photomask substrate. Down to form, by (c) a projection optical system, using a photomask in which the main pattern and the determined said auxiliary pattern is formed, is obtained so as to projection exposure.
【００５０】さらにまた、上記第６の目的を達成するた
めに、本発明のパタン形成方法は、 （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも２個の主パタンのデータ
に基づいて、上記各主パタンの外周線を、所定の距離Ｌ
だけ外側にそれぞれ移動させ、拡大された外周線を決定
し、（２）上記各拡大された外周線が所定距離Ｍ以下に
接近した位置を検出し、（３）上記接近した位置が検出
されたとき、上記接近した位置に、予め定められた形状
の１個又は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）投影光学装置により、上記主パタン及び決定され
た上記補助パタンが形成されたホトマスクを用い、投影
露光するようにしたものである。Furthermore, in order to achieve the sixth object, the pattern forming method of the present invention comprises: (a) an auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system, which is used for designing a mask pattern. The apparatus determines the following steps, and (1) based on the data of at least two main patterns formed on the photomask, the outer peripheral line of each main pattern is set to a predetermined distance L.
Respectively, the outer peripheral line is enlarged, and the enlarged outer peripheral line is determined. (2) The position where each enlarged outer peripheral line approaches the predetermined distance M or less is detected, and (3) The close position is detected. At this time, one or a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape are determined at the close positions, (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are formed on the photomask substrate, and (c) Projection exposure is performed by using a photomask on which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed by a projection optical device.
【００５１】[0051]
【作用】不要な光強度ピークは、主パタンからの回折光
と半透明部を通過した光の位相が一致した部分で、光が
互いに強め合うために発生する。特に二つのパタンから
の回折光が同位相で重なった部分では大きな光強度ピー
クとなる。従って、不要な光強度ピークが発生する位置
に対応するマスク上の位置に、透過光の位相差が主パタ
ンと同じで、かつ、透明な補助パタンを配置することに
より、回折光を打ち消すことができる。すなわち、不要
な光強度ピークと逆位相の光を補助パタンから入射する
ことにより、不要な光を消すことができる。The undesired light intensity peak is generated at the portion where the phases of the diffracted light from the main pattern and the light passing through the semi-transparent portion coincide with each other, and the lights reinforce each other. In particular, a large light intensity peak occurs in the portion where the diffracted lights from the two patterns overlap in the same phase. Therefore, it is possible to cancel the diffracted light by arranging a transparent auxiliary pattern in which the phase difference of the transmitted light is the same as the main pattern at the position on the mask corresponding to the position where the unnecessary light intensity peak occurs. it can. That is, the unnecessary light can be extinguished by entering the light having a phase opposite to the unnecessary light intensity peak from the auxiliary pattern.
【００５２】[0052]
〈実施例１〉本発明の第１の実施例を図１（ａ）、
（ｂ）及び図２で説明する。図１（ａ）は従来のホトマ
スクの平面図、図１（ｂ）は本発明のホトマスクの平面
図である。６が半透明位相シフト部、４が透明な主パタ
ンである。図２は図１（ａ）、（ｂ）のホトマスクを用
いてウエハにパタンを投影したときのウエハ上で得られ
る光強度分布をシミュレーションにより求め、マスク上
の位置(Ａ−Ｂ)について示したものである。投影光学系
のＮＡは０.５２、露光波長は３６５ｎｍ、光源のコヒ
ーレンシーσは０.３とした。この投影光学系は実験の
一つの条件例であり、他の投影光学系を用いてもよい。<Embodiment 1> A first embodiment of the present invention is shown in FIG.
(B) and FIG. 2 demonstrates. FIG. 1A is a plan view of a conventional photomask, and FIG. 1B is a plan view of the photomask of the present invention. 6 is a semi-transparent phase shift part, and 4 is a transparent main pattern. FIG. 2 shows the light intensity distribution obtained on the wafer when a pattern is projected on the wafer using the photomasks of FIGS. 1A and 1B by simulation and shows the position (AB) on the mask. It is a thing. The NA of the projection optical system was 0.52, the exposure wavelength was 365 nm, and the coherency σ of the light source was 0.3. This projection optical system is an example of one condition of the experiment, and other projection optical systems may be used.
【００５３】図２で、曲線ａが従来のホトマスク、曲線
ｂが本発明のホトマスクで得られた光強度分布である。
図１（ａ）に示す従来のホトマスクで得られる光強度分
布では、点Ｐ１の部分で約０.３の相対光強度ピークが
発生していることがわかる。In FIG. 2, curve a is the light intensity distribution obtained by the conventional photomask, and curve b is the light intensity distribution obtained by the photomask of the present invention.
In the light intensity distribution obtained by the conventional photomask shown in FIG. 1A, it can be seen that a relative light intensity peak of about 0.3 occurs at the point P1.
【００５４】図１（ｂ）の本発明のホトマスクでは点Ｐ
１の部分に透明な補助パタン５を配置した。補助パタン
５の位置は、辺３４および辺３５からの距離Ｄが０.３
８μｍの位置（マスク上の距離では、レンズの倍率×
０.３８μｍとなる）とした。この距離Ｄは、Ｄ＝ｄλ
／ＮＡ（マスク上ではＤ＝ｄλ／ＮＡｍ）の関係を満た
す位置（ただし、投影光学系の開口数をＮＡ、投影光学
系のマスク側の開口数をＮＡｍ、露光波長をλ、０.４
≦ｄ≦０.７とする）であれば同様の効果が得られる。In the photomask of the present invention shown in FIG.
A transparent auxiliary pattern 5 was placed in the area 1. As for the position of the auxiliary pattern 5, the distance D from the sides 34 and 35 is 0.3.
8 μm position (at the distance on the mask, the magnification of the lens ×
It becomes 0.38 μm). This distance D is D = dλ
/ NA (D = dλ / NAm on the mask) (where NA is the numerical aperture of the projection optical system, NAm is the numerical aperture of the projection optical system on the mask side, and exposure wavelength is λ, 0.4.
If ≦ d ≦ 0.7), the same effect can be obtained.
【００５５】補助パタン５は正方形とし、辺の長さＩは
０.３μｍ（マスク上の長さでは、レンズの倍率×０.３
μｍとなる）としたが、これに限らない。 Ｉ＝ｉλ
／ＮＡｍの関係（ただし、投影光学系のマスク側の開口
数をＮＡｍ、露光波長をλ、０.３≦ｉ≦０.６とする）
を満たす大きさであれば同様の効果が得られる。また、
形状も正方形に限らない。長方形や円形等でもよい。面
積がほぼ同等であれば同様の効果が得られる。The auxiliary pattern 5 is square, and the side length I is 0.3 μm (the length on the mask is the lens magnification × 0.3).
μm), but the invention is not limited to this. I = iλ
/ NAm (however, the numerical aperture on the mask side of the projection optical system is NAm, the exposure wavelength is λ, and 0.3 ≦ i ≦ 0.6)
Similar effects can be obtained as long as the size satisfies the above condition. Also,
The shape is not limited to a square. It may be rectangular or circular. Similar effects can be obtained if the areas are substantially the same.
【００５６】上記ホトマスクを用いて基板上に塗布した
通常のポジ型レジストにパタンを転写した。設計通りの
寸法にレジストパタンを形成できる露光量は、２４０ｍ
Ｊ／ｃｍ2であった。この露光量の場合は従来のホトマ
スクを用いても、主パタン４以外の部分に不要なパタン
は形成されなかった。しかし、露光量を２８０ｍＪ／ｃ
ｍ2にしたところ、マスク上のＰ１に対応する位置にレ
ジストの膜べりが生じた。さらに、３００ｍＪ／ｃｍ2
にしたところ、Ｐ１に対応する位置に不要な穴パタンが
形成された。これに対し本発明のホトマスクでは３００
ｍＪ／ｃｍ2の露光量でもＰ１に対応する位置、あるい
はその他の位置にも不要なパタンは形成されなかった。The pattern was transferred to a normal positive resist coated on the substrate using the above photomask. The exposure amount that can form a resist pattern with the designed size is 240 m.
J / cm 2 . In the case of this exposure amount, even if the conventional photomask was used, unnecessary patterns were not formed in the portions other than the main pattern 4. However, the exposure dose was 280 mJ / c
When m 2 was set, resist film slippage occurred at a position corresponding to P 1 on the mask. Furthermore, 300 mJ / cm 2
As a result, an unnecessary hole pattern was formed at a position corresponding to P1. On the other hand, the photomask of the present invention is 300
Even with an exposure amount of mJ / cm 2 , unnecessary patterns were not formed at positions corresponding to P1 or at other positions.
【００５７】〈実施例２〉本発明の第２の実施例につい
て図３（ａ）、（ｂ）及び図４を用いて説明する。図３
（ａ）は従来のホトマスクの平面図、図３（ｂ）に本発
明のホトマスクの平面図である。それぞれ半透明位相シ
フト部６内に透明な正方形の主パタン４が２個並列して
並んでいる。主パタン４は一辺の長さが０.５μｍの正
方形であり、パタン中心間の距離は１.１μｍとした。
このパタン寸法及び配置は１例でありこれに限らない。<Embodiment 2> A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b) and 4. FIG.
FIG. 3A is a plan view of a conventional photomask, and FIG. 3B is a plan view of the photomask of the present invention. Two transparent square main patterns 4 are arranged in parallel in each of the semitransparent phase shift units 6. The main pattern 4 was a square having a side length of 0.5 μm, and the distance between the pattern centers was 1.1 μm.
This pattern size and arrangement are examples, and the present invention is not limited to this.
【００５８】図４は図３のホトマスクを用いて基板にパ
タンを投影したときの基板上で得られる光強度分布をシ
ミュレーションで求め、それぞれホトマスク上の位置
（Ｃ−Ｄ）について光強度を示したものである。投影光
学系のレンズのＮＡは０.５２、露光波長は３６５ｎ
ｍ、光源のコヒーレンシーσは０.３である。In FIG. 4, the light intensity distribution obtained on the substrate when a pattern was projected on the substrate using the photomask of FIG. 3 was obtained by simulation, and the light intensity was shown at each position (CD) on the photomask. It is a thing. The projection optical system lens has an NA of 0.52 and an exposure wavelength of 365n.
m, the coherency σ of the light source is 0.3.
【００５９】図４の曲線ｃが従来のホトマスク、曲線ｄ
が本発明のホトマスクで得られた光強度分布である。図
３（ａ）に示す従来のホトマスクで得られる光強度分布
では、点Ｐ２、Ｐ３の部分で約０.２５の相対光強度ピ
ークが発生していることがわかる。この位置は、一方の
主パタンの投影像の主ピークの周囲の第１のサブピーク
と、他方の主パタンの投影像の主ピークの周囲の第１の
サブピークとが重なった位置である。The curve c in FIG. 4 is a conventional photomask, and the curve d.
Is the light intensity distribution obtained by the photomask of the present invention. In the light intensity distribution obtained by the conventional photomask shown in FIG. 3A, it can be seen that a relative light intensity peak of about 0.25 occurs at the points P2 and P3. This position is a position where the first sub-peak around the main peak of the projection image of one main pattern overlaps with the first sub-peak around the main peak of the projection image of the other main pattern.
【００６０】図３（ｂ）の本発明のホトマスクは、点Ｐ
２、Ｐ３の部分に透明な補助パタン５を配置した。補助
パタン５の位置は２個の主パタン４の中心から等しい距
離Ｓの位置に配置した。距離Ｓは０.６５μｍとしたが
これに限らない。距離Ｓは、Ｓ＝ｓλ／ＮＡの関係（た
だし、投影光学系の開口数をＮＡ、露光波長をλ、Ｓ
は、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値とする）を満たす位置
（マスク上では、投影光学系のマスク側の開口数をＮＡ
ｍとして、Ｓ＝ｓλ／ＮＡｍを満たす位置、ただし、Ｓ
は、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値）であれば同様の効果
が得られる。The photomask of the present invention shown in FIG.
A transparent auxiliary pattern 5 was placed in the portions 2 and P3. The position of the auxiliary pattern 5 is arranged at a position of the same distance S from the centers of the two main patterns 4. The distance S is 0.65 μm, but is not limited to this. The distance S is S = sλ / NA (where NA is the projection optical system, λ is the exposure wavelength, and S is the exposure wavelength).
Is a value satisfying 0.8 ≦ s ≦ 1.1) (on a mask, the numerical aperture on the mask side of the projection optical system is NA).
As m, a position satisfying S = sλ / NAm, where S
Is a value in the range of 0.8 ≦ s ≦ 1.1), the same effect can be obtained.
【００６１】補助パタン５は正方形とし、辺の長さＩは
０.２μｍとしたが、これに限らない。Ｉ＝ｉλ／ＮＡ
の関係（ただし、投影光学系の開口数をＮＡ、露光波長
をλ、０.２≦ｉ≦０.５とする）を満たす大きさであれ
ば同様の効果が得られる。これは、マスク上ではＩ＝ｉ
λ／ＮＡｍ（ただし、投影光学系のマスク側の開口数を
ＮＡｍ、露光波長をλ、０.２≦ｉ≦０.５とする）に対
応する。また、形状も正方形に限らない。長方形や円形
等でもよい。面積がほぼ同等であれば同様の効果が得ら
れる。The auxiliary pattern 5 is square and the side length I is 0.2 μm, but the invention is not limited to this. I = iλ / NA
(However, the numerical aperture of the projection optical system is NA, the exposure wavelength is λ, and 0.2 ≦ i ≦ 0.5), the same effect can be obtained. This is I = i on the mask
λ / NAm (however, the numerical aperture on the mask side of the projection optical system is NAm, the exposure wavelength is λ, and 0.2 ≦ i ≦ 0.5). Further, the shape is not limited to the square. It may be rectangular or circular. Similar effects can be obtained if the areas are substantially the same.
【００６２】図４の曲線ｄに示すように、本発明のホト
マスクで得られる光強度分布では、Ｐ２及びＰ３の部分
での光強度は小さくなっており、従来のホトマスクで得
られるピークは消失したことがわかる。As shown by the curve d in FIG. 4, in the light intensity distribution obtained by the photomask of the present invention, the light intensity at P2 and P3 is small, and the peak obtained by the conventional photomask disappears. I understand.
【００６３】これらのホトマスクを用いて基板上に塗布
した通常のポジ型レジストにパタンを転写した。設計通
りの寸法にレジストパタンを形成できる露光量は２７０
ｍＪ／ｃｍ2であった。この露光量の場合は従来のホト
マスクを用いても、主パタン４以外の部分に不要なパタ
ンは形成されなかった。しかし、露光量を２８０ｍＪ／
ｃｍ2にしたところ、マスク上のＰ２、３に対応する位
置にレジストの膜べりが生じた。さらに、３００ｍＪ／
ｃｍ2にしたところ、Ｐ２、３に対応する位置に不要な
穴パタンが形成された。これに対し本発明のホトマスク
では３００ｍＪ／ｃｍ2の露光量でもＰ２、３に対応す
る位置、あるいはその他の位置にも不要なパタンは形成
されなかった。Patterns were transferred to a normal positive resist coated on the substrate using these photomasks. The exposure amount that can form a resist pattern to the designed size is 270
mJ / cm 2 . In the case of this exposure amount, even if the conventional photomask was used, unnecessary patterns were not formed in the portions other than the main pattern 4. However, the exposure dose was 280 mJ /
When it was set to cm 2 , resist film slippage occurred at the positions corresponding to P2 and P3 on the mask. Furthermore, 300 mJ /
When it was set to cm 2 , unnecessary hole patterns were formed at the positions corresponding to P2 and P3. On the other hand, in the photomask of the present invention, an unnecessary pattern was not formed even at the exposure amount of 300 mJ / cm 2 at the positions corresponding to P2 and P3 or at other positions.
【００６４】本実施例は半透明位相シフトマスクのパタ
ン配置に関するものである。透明な主パタン部から回折
した光が、半透明部を通過した光と同位相で重なったと
きに光強度ピーク（サブピーク）が発生する。複数の透
明な主パタン部から回折した光によるサブピークが重な
ったときに、より強い光強度ピークが発生する。補助パ
タンは、このより強い光強度ピークを打ち消すように配
置されたものである。This embodiment relates to the pattern arrangement of the semitransparent phase shift mask. A light intensity peak (sub-peak) occurs when the light diffracted from the transparent main pattern portion overlaps with the light passing through the semi-transparent portion in the same phase. When the sub-peaks due to the light diffracted from the plurality of transparent main pattern portions overlap, a stronger light intensity peak occurs. The auxiliary pattern is arranged so as to cancel this stronger light intensity peak.
【００６５】また、サブピークは複数発生するが、主パ
タンのピークに最も近いサブピークを第１のサブピーク
とすると、サブピークの内で第１のサブピークの光強度
が最も大きい。それ故、複数の主パタンの第１のサブピ
ーク同士が重なった位置の光強度が大きいので、補助パ
タンは、この位置の光強度ピークを打ち消すように配置
すればよい。Although a plurality of sub-peaks occur, if the sub-peak closest to the main pattern peak is the first sub-peak, the light intensity of the first sub-peak is the highest among the sub-peaks. Therefore, since the light intensity at the position where the first sub-peaks of the plurality of main patterns overlap each other is high, the auxiliary pattern may be arranged so as to cancel the light intensity peak at this position.
【００６６】〈実施例３〉図５は、本発明に用いるマス
ク設計用装置の構成を示すブロック図である。このマス
ク設計用装置は、ＣＰＵ１４０、ＲＡＭ１４１、記憶装
置１４２、キーボード１４８、ディスプレイ等の表示装
置１４９、プリンタ１５１等の出力装置１５０から構成
される。記憶装置１４２には、オペレーティングシステ
ム格納領域１４３、補助パタン発生プログラム格納領域
１４４、各種パラメータ格納領域１４５、入力される主
パタンの格納領域１４６、補助パタンの格納領域１４７
等が含まれている。<Third Embodiment> FIG. 5 is a block diagram showing the arrangement of a mask designing apparatus used in the present invention. This mask designing device comprises a CPU 140, a RAM 141, a storage device 142, a keyboard 148, a display device 149 such as a display, and an output device 150 such as a printer 151. The storage device 142 includes an operating system storage area 143, an auxiliary pattern generation program storage area 144, various parameter storage areas 145, an input main pattern storage area 146, and an auxiliary pattern storage area 147.
Etc. are included.
【００６７】ＲＡＭ１４１は、記憶装置１４２から読み
出された各種パラメータや主パタン等を一時的に記憶す
る領域、補助パタン決定に必要な演算を行う作業領域、
決定された補助パタンを一時的に記憶する領域等を有し
ている。The RAM 141 is an area for temporarily storing various parameters and main patterns read from the storage device 142, a work area for performing calculations necessary for determining auxiliary patterns,
It has an area for temporarily storing the determined auxiliary pattern.
【００６８】ＣＰＵ１４０に対する種々の指令は、キー
ボード１４８により行われる。表示装置１４９は、主パ
タンや決定された補助パタン等の図形、ＣＰＵ１４０へ
の指示に必要なメニュー画面、指示図面等を表示する。
また、必要に応じて種々のデータが出力装置１５０から
出力される。Various commands to the CPU 140 are issued by the keyboard 148. The display device 149 displays figures such as main patterns and determined auxiliary patterns, a menu screen necessary for instructing the CPU 140, instruction drawings, and the like.
Further, various data are output from the output device 150 as needed.
【００６９】図６は図５に示したマスク設計用装置の処
理動作の一例を示すフローチャートである。このフロー
チャートに沿ってこの装置の処理動作について具体的に
説明する。FIG. 6 is a flow chart showing an example of the processing operation of the mask designing apparatus shown in FIG. The processing operation of this apparatus will be specifically described with reference to this flowchart.
【００７０】まず、主パタンのデータに基づいて、１個
の主パタンを選択する（ステップＳ１１）。選択された
主パタンがあれば、その各辺又はその延長線の交点のな
す角を測定する（ステップＳ１３）。この交点のなす角
が半透明部、つまり主パタンの外側の領域、で１８０度
より小さい領域があるか検出する（ステップＳ１４）。
１８０度より小さい領域が検出されないとき、ステップ
Ｓ１１に戻って、再び他の主パタンを選択する。選択さ
れた主パタンがなければ、つまり、すべての主パタンが
すでに選択されたときは、終了する（ステップＳ１
２）。First, one main pattern is selected based on the main pattern data (step S11). If there is a selected main pattern, the angle formed by the intersection of each side or its extension is measured (step S13). It is detected whether there is a region where the angle formed by this intersection is smaller than 180 degrees in the semi-transparent portion, that is, the region outside the main pattern (step S14).
When the area smaller than 180 degrees is not detected, the process returns to step S11 to select another main pattern again. If there is no selected main pattern, that is, if all the main patterns have already been selected, the process ends (step S1).
2).
【００７１】ステップＳ１３に戻って、１８０度より小
さい領域が検出されたときは、この領域の外側の２辺か
らそれぞれ所定の距離にある位置に補助パタンを配置す
るように、補助パタンのデータを決定し（ステップＳ１
５）、この補助パタンのデータを記憶し（ステップＳ１
６）、再びステップＳ１１に戻って、次ぎの主パタンを
選択する。Returning to step S13, when an area smaller than 180 degrees is detected, the auxiliary pattern data is set so that the auxiliary patterns are arranged at respective positions at predetermined distances from the two outer sides of this area. Determine (Step S1
5) The data of this auxiliary pattern is stored (step S1
6) Then, the process returns to step S11 again to select the next main pattern.
【００７２】上記主パタンのデータと上記補助パタンの
データに基づいて、実施例１と同様にして、ホトマスク
基板に主パタンと補助パタンを形成する。Based on the data of the main pattern and the data of the auxiliary pattern, the main pattern and the auxiliary pattern are formed on the photomask substrate in the same manner as in the first embodiment.
【００７３】次ぎに、上記主パタンと上記補助パタンが
形成されたホトマスクを用い、実施例６と同様にして、
半導体装置を製造した。本実施例のように、補助パタン
の配置はマスク設計用装置により行ない、そのデータに
基づいてホトマスクを製造し、そのホトマスクを用い
て、半導体装置を製造することができる。Next, using the photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern are formed, in the same manner as in Example 6,
A semiconductor device was manufactured. As in this embodiment, the arrangement of the auxiliary patterns is performed by a mask designing device, a photomask is manufactured based on the data, and a semiconductor device can be manufactured using the photomask.
【００７４】〈実施例４〉図７は図５に示したマスク設
計用装置の処理動作の他の例を示すフローチャートであ
る。このフローチャートに沿ってこの装置の処理動作の
他の例について具体的に説明する。<Embodiment 4> FIG. 7 is a flow chart showing another example of the processing operation of the mask designing apparatus shown in FIG. Another example of the processing operation of this apparatus will be specifically described with reference to this flowchart.
【００７５】まず、主パタンのデータと投影光学系のパ
ラメータに基づいて、各主パタンから距離Ｓである輪郭
線を計算する（ステップＳ２１）。Ｓは、Ｓ＝ｓλ／Ｎ
Ａｍ（但し、ＮＡｍは投影光学系のマスク側の開口数、
λは露光波長、ｓは係数で、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の
値）である。ある主パタンを選択し（ステップＳ２
２）、この主パタンの輪郭線と他の主パタンの輪郭線が
接近（交叉も含む）している位置を検出する（ステップ
Ｓ２４）。さらにこの位置が他の主パタン上にないか検
討し、そのような位置があれば削除する。そして、共に
距離Ｓである位置がないか、あってもすべて削除された
ときは、再びステップＳ２２に戻って、次ぎの主パタン
を選択する。選択された主パタンがなければ、つまり、
すべての主パタンがすでに選択されたときは、終了する
（ステップＳ２３）。First, a contour line having a distance S from each main pattern is calculated based on the main pattern data and the parameters of the projection optical system (step S21). S is S = sλ / N
Am (however, NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system,
λ is the exposure wavelength, s is a coefficient, and is a value in the range of 0.8 ≦ s ≦ 1.1). Select a certain main pattern (step S2
2) The position where the contour line of this main pattern and the contour lines of other main patterns approach (including crossing) is detected (step S24). Furthermore, consider whether this position is on another main pattern, and if there is such a position, delete it. If there is no position having the distance S, or if any of them is deleted, the process returns to step S22 to select the next main pattern. If there is no selected main pattern, that is,
When all the main patterns have already been selected, the process ends (step S23).
【００７６】ステップＳ２５で共に距離Ｓである位置が
あると判定されれば、そこに所定に形状の補助パタンを
配置するように、補助パタンのデータを決定し（ステッ
プＳ２６）、この補助パタンのデータを記憶し（ステッ
プＳ２７）、再びステップＳ２２に戻って、次ぎの主パ
タンを選択する。If it is determined in step S25 that there is a position having the distance S, the auxiliary pattern data is determined so that the auxiliary pattern having a predetermined shape is arranged (step S26). The data is stored (step S27), and the process returns to step S22 again to select the next main pattern.
【００７７】上記主パタンのデータと上記補助パタンの
データに基づいて、実施例１と同様にして、ホトマスク
基板に主パタンと補助パタンを形成する。次ぎに、上記
主パタンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用
い、実施例６と同様にして、半導体装置を製造した。Based on the data of the main pattern and the data of the auxiliary pattern, the main pattern and the auxiliary pattern are formed on the photomask substrate in the same manner as in the first embodiment. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 6 by using the photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern were formed.
【００７８】〈実施例５〉図８は図５に示したマスク設
計用装置の処理動作の他の例を示すフローチャートであ
る。このフローチャートに沿ってこの装置の処理動作の
他の例について具体的に説明する。<Embodiment 5> FIG. 8 is a flow chart showing another example of the processing operation of the mask designing apparatus shown in FIG. Another example of the processing operation of this apparatus will be specifically described with reference to this flowchart.
【００７９】まず、主パタンのデータと投影光学系のパ
ラメータに基づいて、各主パタンの投影光学像分布を計
算する（ステップＳ３１）。この投影光学像分布で表わ
れた第１のサブピークのうちの１つを選択する（ステッ
プＳ３２）。この第１のサブピークに他の第１のサブピ
ークが重なる位置を検出する（ステップＳ３４）。重な
る位置が検出されないとき、再びステップＳ３２に戻っ
て、他の第１のサブピークを選択する（ステップＳ３
５）。選択された主パタンがなければ、つまり、すべて
の主パタンがすでに選択されたときは、終了する（ステ
ップＳ３３）。First, the projection optical image distribution of each main pattern is calculated based on the main pattern data and the parameters of the projection optical system (step S31). One of the first subpeaks represented by this projected optical image distribution is selected (step S32). The position where the other first subpeak overlaps this first subpeak is detected (step S34). When no overlapping position is detected, the process returns to step S32 again to select another first sub-peak (step S3).
5). If there is no selected main pattern, that is, if all the main patterns have already been selected, the process ends (step S33).
【００８０】ステップＳ３４で、２つの第１のサブピー
クが重なる位置があれば、その位置に補助パタンを配置
するように、補助パタンのデータを決定し（ステップＳ
３６）、この補助パタンのデータを記憶し（ステップＳ
３７）、再びステップＳ３２に戻って、次ぎの第１のサ
ブピークを選択する。If there is a position where the two first sub-peaks overlap in step S34, the auxiliary pattern data is determined so that the auxiliary pattern is arranged at that position (step S34).
36), the data of this auxiliary pattern is stored (step S
37) Then, returning to step S32 again, the next first sub-peak is selected.
【００８１】次ぎに、上記主パタンのデータと上記補助
パタンのデータに基づいて、実施例１と同様にして、ホ
トマスク基板の上記位置と対応する位置に主パタンと補
助パタンを形成する。次ぎに、上記主パタンと上記補助
パタンが形成されたホトマスクを用い、実施例６と同様
にして、半導体装置を製造した。Next, based on the data of the main pattern and the data of the auxiliary pattern, the main pattern and the auxiliary pattern are formed at the positions corresponding to the above positions of the photomask substrate in the same manner as in the first embodiment. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 6 by using the photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern were formed.
【００８２】〈実施例６〉図９は図５に示したマスク設
計用装置の処理動作の他の例を示すフローチャートであ
る。このフローチャートに沿ってこの装置の処理動作の
他の例について具体的に説明する。<Sixth Embodiment> FIG. 9 is a flow chart showing another example of the processing operation of the mask designing apparatus shown in FIG. Another example of the processing operation of this apparatus will be specifically described with reference to this flowchart.
【００８３】まず、主パタンのデータと投影光学系のパ
ラメータに基づいて、各主パタンからの回折光を計算し
（ステップＳ４１）、この回折光が同位相で重なった位
置を検出する（ステップＳ４２）。そのような位置が検
出されたとき（ステップＳ４３）、その位置に対応する
ホトマスクの位置に、解像限界以下の寸法の補助パタン
を配置するように、補助パタンのデータを決定し（ステ
ップＳ４４）、この補助パタンのデータを記憶する（ス
テップＳ４５）。First, the diffracted light from each main pattern is calculated based on the main pattern data and the parameters of the projection optical system (step S41), and the position where the diffracted lights overlap in phase is detected (step S42). ). When such a position is detected (step S43), the auxiliary pattern data is determined so that the auxiliary pattern having a size less than the resolution limit is arranged at the position of the photomask corresponding to the position (step S44). The data of this auxiliary pattern is stored (step S45).
【００８４】次ぎに、上記主パタンのデータと上記補助
パタンのデータに基づいて、実施例１と同様にして、ホ
トマスク基板に主パタンと補助パタンを形成する。次ぎ
に、上記主パタンと上記補助パタンが形成されたホトマ
スクを用い、実施例６と同様にして、半導体装置を製造
した。Next, based on the data of the main pattern and the data of the auxiliary pattern, the main pattern and the auxiliary pattern are formed on the photomask substrate in the same manner as in the first embodiment. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 6 by using the photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern were formed.
【００８５】このように本発明のホトマスクは従来のホ
トマスクで問題となっていた主パタンのパタン配置に依
存した不要な光強度ピークが無くなり、不要なパタンの
転写を避けることができ、主パタンのみ転写できる露光
量の設定幅が大きくなった。言い替えれば、不要パタン
が転写される不良の発生を防止できた。また、このホト
マスクを用いて半導体素子を作成した結果、パタンの微
細化が実現でき素子面積の縮小化が実現できた。As described above, the photomask of the present invention eliminates unnecessary light intensity peaks depending on the pattern arrangement of the main pattern, which is a problem in the conventional photomask, and avoids the transfer of unnecessary patterns. The setting range for the amount of exposure that can be transferred has increased. In other words, it was possible to prevent the occurrence of defects in which unnecessary patterns were transferred. In addition, as a result of forming a semiconductor element using this photomask, it was possible to realize a finer pattern and a smaller element area.
【００８６】〈実施例７〉図１０は、本発明のマスク設
計用装置の構成を示すブロック図である。このマスク設
計用装置は、ＣＰＵ１４０、ＲＡＭ１４１、記憶装置１
４２、キーボード１４８、ディスプレイ等の表示装置１
４９、プリンタ１５１等の出力装置１５０から構成され
る。記憶装置１４２には、オペレーティングシステム格
納領域１４３、補助パタン発生プログラム格納領域１４
４、各種パラメータ格納領域１４５、入力される主パタ
ンの格納領域１４６、補助パタンの格納領域１４７等が
含まれている。<Embodiment 7> FIG. 10 is a block diagram showing the structure of a mask designing apparatus according to the present invention. This mask designing apparatus includes a CPU 140, a RAM 141, and a storage device 1.
42, keyboard 148, display device 1 such as a display
49, an output device 150 such as a printer 151. The storage device 142 includes an operating system storage area 143 and an auxiliary pattern generation program storage area 14
4, various parameter storage areas 145, an input main pattern storage area 146, an auxiliary pattern storage area 147, and the like.
【００８７】ＲＡＭ１４１は、記憶装置１４２から読み
出された各種パラメータや主パタン等を一時的に記憶す
る領域、補助パタン決定に必要な演算を行う作業領域、
決定された補助パタンを一時的に記憶する領域等を有し
ている。The RAM 141 is an area for temporarily storing various parameters and main patterns read from the storage device 142, a work area for performing calculations necessary for determining auxiliary patterns,
It has an area for temporarily storing the determined auxiliary pattern.
【００８８】ＣＰＵ１４０に対する種々の指令は、キー
ボード１４８により行われる。表示装置１４９は、主パ
タンや決定された補助パタン等の図形、ＣＰＵ１４０へ
の指示に必要なメニュー画面、指示図面等を表示する。
また、必要に応じて種々のデータが出力装置１５０から
出力される。Various commands to the CPU 140 are issued by the keyboard 148. The display device 149 displays figures such as main patterns and determined auxiliary patterns, a menu screen necessary for instructing the CPU 140, instruction drawings, and the like.
Further, various data are output from the output device 150 as needed.
【００８９】図１１は、図１０に示したマスク設計用装
置の処理動作の一例を示すフローチャートである。この
フローチャートに沿って、この装置の処理動作について
具体的に説明する。FIG. 11 is a flow chart showing an example of the processing operation of the mask designing apparatus shown in FIG. The processing operation of this apparatus will be specifically described along this flowchart.
【００９０】まず、ステップ５１で、ハーフトーン位相
シフトマスクの主パタンのデータとマスクパタンを被露
光基板上に転写する投影光学系のパラメータを読み込
む。ここで、投影光学系のパラメータとは、投影レンズ
の開口数ＮＡ、投影レンズのマスク側の開口数ＮＡｍ、
転写に用いる光の波長λ、コヒーレンスの度合いを表わ
すパラメータσである。First, in step 51, the main pattern data of the halftone phase shift mask and the parameters of the projection optical system for transferring the mask pattern onto the substrate to be exposed are read. Here, the parameters of the projection optical system include the numerical aperture NA of the projection lens, the mask-side numerical aperture NAm of the projection lens,
The wavelength λ of light used for transfer and the parameter σ representing the degree of coherence.
【００９１】次に、ステップ５２で、上記主パタンで得
られる投影像光強度分布を計算する。投影像光強度分布
と主パタンに対応するウエハ上のパタンとはステップ５
３で表示される。表示領域は、全体あるいは指定した部
分のいずれかを選択できるようにした。同時に、ステッ
プ５４で、主パタンと計算された投影像の形状の比較を
行なう。ここで投影像の形状とは、例えば、光強度分布
を所定の強度レベルでスライスして得られる輪郭であ
る。比較の結果、両者が許容値以下の差であれば設計終
了であるが、差が大きい場合、すなわちサイドローブが
強調されて不要のパタンが形成された場合は、ステップ
５５で補助パタンを付与する。ここで、補助パタンの寸
法を０．２５λ／ＮＡとした。再度投影像計算を行なっ
て、入力したマスクパタンと比較する。両者の差が小さ
くなるように、補助パタン配置と投影像計算とを数回程
度繰り返してもよい。ただし、この繰り返しループが無
限ループになるのを防ぐために所定の打切り回数を予め
入力しておく。Next, at step 52, the projected image light intensity distribution obtained by the main pattern is calculated. The projection image light intensity distribution and the pattern on the wafer corresponding to the main pattern are in step 5
3 is displayed. The display area can be selected either whole or specified. At the same time, in step 54, the shapes of the main pattern and the calculated projected image are compared. Here, the shape of the projected image is, for example, a contour obtained by slicing the light intensity distribution at a predetermined intensity level. As a result of the comparison, if the difference between the two is less than the allowable value, the design is finished. However, if the difference is large, that is, if the unnecessary pattern is formed by emphasizing the side lobes, the auxiliary pattern is given in step 55. . Here, the size of the auxiliary pattern was 0.25λ / NA. The projected image is calculated again and compared with the input mask pattern. The auxiliary pattern arrangement and the projection image calculation may be repeated several times so that the difference between the two becomes small. However, in order to prevent this repeated loop from becoming an infinite loop, a predetermined number of times of termination is input in advance.
【００９２】図１２は、ハーフトーン位相シフトマスク
の入力パタン例であり、半透明位相シフト部６の中に主
パタン１１−１、１１−２、１１−３、１１−４が配置
されている。このマスクをλ＝０．３６５μｍ、ＮＡ＝
０．５、σ＝０．３なる投影露光装置で転写した時に得
られる像を演算した。結果は図１３に示す通りであり、
強調されたサイドローブが発生した。そこで、サイドロ
ーブが発生した部分に対応するマスク上に、図１４に示
すように、補助パタン５−１、５−２、５−３、５−４
を発生させた（幅はウエハ上で０．１５μｍに相当す
る）。その結果、投影像は、図１５に示すものとなり、
良好なパタンが得られた。得られたマスクパタンはステ
ップ５６で、パタンデータとして格納した。FIG. 12 shows an example of an input pattern of a halftone phase shift mask. Main patterns 11-1, 11-2, 11-3 and 11-4 are arranged in the semitransparent phase shift unit 6. . This mask has λ = 0.365 μm and NA =
An image obtained when transferred by a projection exposure apparatus with 0.5 and σ = 0.3 was calculated. The results are shown in Figure 13,
An exaggerated side lobe occurred. Therefore, as shown in FIG. 14, the auxiliary patterns 5-1, 5-2, 5-3, 5-4 are formed on the mask corresponding to the portion where the side lobes are generated.
Was generated (the width corresponds to 0.15 μm on the wafer). As a result, the projected image becomes that shown in FIG.
A good pattern was obtained. The obtained mask pattern was stored as pattern data in step 56.
【００９３】〈実施例８〉図２７は、実施例７記載の処
理動作を行なうためのマスク設計用装置の他の例の構成
を示すブロック図である。ファイル１２１に格納されて
いる主パタンのデータは、入力データ読み込み手段１２
２で読み込まれ、ファイル１２８に格納される。投影像
光強度演算手段１２３は、入力データから予測される投
影像を計算し、結果をファイル１２９に格納する。比較
手段１２５は、ファイル１２８、１２９に格納されてい
るデータを比較する。同時に、両者は表示手段１２４で
同時又は順次表示される。両者の差が大きい場合は、パ
タン発生手段１２６で前述の補助パタンを発生させて主
パタンに付加し、再びファイル１２８に格納する。ファ
イル１２８、１２９に格納されているデータの差が許容
値以内となっとき、格納手段１２７はファイル１２８に
格納されたデータを最終的に得られたホトマスクパタン
データとして、ファイル１３０に出力する。<Embodiment 8> FIG. 27 is a block diagram showing the structure of another example of the mask designing apparatus for performing the processing operation described in Embodiment 7. The main pattern data stored in the file 121 is the input data reading means 12
2, and stored in the file 128. The projection image light intensity calculation means 123 calculates a projection image predicted from the input data, and stores the result in the file 129. The comparison means 125 compares the data stored in the files 128 and 129. At the same time, both are displayed simultaneously or sequentially on the display means 124. If the difference between the two is large, the pattern generating means 126 generates the above auxiliary pattern, adds it to the main pattern, and stores it in the file 128 again. When the difference between the data stored in the files 128 and 129 is within the allowable value, the storage unit 127 outputs the data stored in the file 128 to the file 130 as the finally obtained photomask pattern data.
【００９４】なお、入力したパタン、新たに発生させた
パタンを含むパタン群、あるいは投影像計算結果を同時
又は順次表示することにより、システムの操作性を高め
ることができた。The operability of the system could be improved by displaying the input pattern, the pattern group including the newly generated pattern, or the projection image calculation result simultaneously or sequentially.
【００９５】本実施例によれば、パタ−ン配置や形状が
複雑であっても補助パタ−ンの位置を正確に求めること
ができる。According to this embodiment, the position of the auxiliary pattern can be accurately obtained even if the pattern arrangement and shape are complicated.
【００９６】〈実施例９〉図１６は、図１０に示したマ
スク設計用装置の処理動作の一例を示すフローチャート
である。このフローチャートに沿って、この装置の処理
動作について具体的に説明する。<Embodiment 9> FIG. 16 is a flow chart showing an example of the processing operation of the mask designing apparatus shown in FIG. The processing operation of this apparatus will be specifically described along this flowchart.
【００９７】まず、ステップ６１で、ハーフトーン位相
シフトマスクの主パタンのデータとマスクパタンを被露
光基板上に転写する投影光学系のパラメータを読み込
む。First, in step 61, the main pattern data of the halftone phase shift mask and the parameters of the projection optical system for transferring the mask pattern onto the substrate to be exposed are read.
【００９８】次に、ステップ６２で、入力された主パタ
ンが拡大するように、その外周線を所定距離Ｌだけ外側
に移動させ、新たな図形の輪郭線を発生させる。図１７
に示す例では、入力した主パタン４に対して、各辺を矢
印１５１、１５２、１５３、１５４に示す向きに距離Ｌ
だけ移動させて、拡大された図形の外周線（以下、輪郭
線という）１５６を決定した。図１２に示した主パタン
に対して上記の処理を施した結果、図１８に示す輪郭線
１５６−１、１５６−２、１５６−３、１５６−４を形
成することができた。Next, at step 62, the outer peripheral line is moved outward by a predetermined distance L so that the input main pattern is enlarged, and a new contour line of the figure is generated. FIG.
In the example shown in, each side of the input main pattern 4 is separated by a distance L in the directions shown by arrows 151, 152, 153, and 154.
Then, the outer peripheral line (hereinafter, referred to as a contour line) 156 of the enlarged graphic is determined. As a result of performing the above processing on the main pattern shown in FIG. 12, the contour lines 156-1, 156-2, 156-3, 156-4 shown in FIG. 18 could be formed.
【００９９】再び図１６に戻って説明する。パタンの拡
大図形を発生させた後、図１６のステップ６３で、輪郭
線が所定距離以内に接近した位置を検出する。２本の輪
郭線が接していても、交差していてもよい。その部分
に、ステップ６４で補助パタンを配置するように補助パ
タンのデータを決定する。その結果をステップ６５で所
定のファイルに格納した。図１８に示す例では、補助パ
タン５−１、５−２、５−３、５−４、５−５、５−
６、５−７が付与された。Returning to FIG. 16, the description will be continued. After generating the enlarged pattern pattern, the position where the contour line approaches within a predetermined distance is detected in step 63 of FIG. The two contour lines may be in contact with each other or may intersect with each other. In step 64, the auxiliary pattern data is determined so that the auxiliary pattern is arranged in that portion. The result is stored in a predetermined file in step 65. In the example shown in FIG. 18, the auxiliary patterns 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, 5-.
6, 5-7 were given.
【０１００】更に、図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にホ
トマスクの平面図、断面図、被露光基板上の光強度分布
を示すように、密集パタン外側にはサイドローブが発生
することがわかるので、マニュアル操作で補助パタン１
４−１、１４−２を挿入した。いずれも、パタン寸法は
実施例７と同一に設定してある。その結果、図１５に示
す結果と同様の良好な結果が得られた。マニュアル操作
で付与した補助パタン１４−１、１４−２は必ずしも必
要ではなく、端部のパタン寸法をやや大きく設定しても
事実上問題の無い結果が得られた。尚、図２４（ａ）に
示す補助パタン５−７等は一方向に長いパタンである。
このような場合、図２４（ｂ）に示すように、補助パタ
ン５−７を、補助パタン５−８、５−９、５−１０に分
割し、それらの間隔を補助パタンの幅程度にして並べて
配置しても、同様の効果が得られた。Further, as shown in FIGS. 21A, 21B, and 21C, a plan view, a sectional view of the photomask, and a light intensity distribution on the substrate to be exposed, side lobes are generated outside the dense pattern. As you can see, auxiliary pattern 1 by manual operation
4-1 and 14-2 were inserted. In both cases, the pattern size is set to be the same as that of the seventh embodiment. As a result, the same good result as that shown in FIG. 15 was obtained. The auxiliary patterns 14-1 and 14-2 provided by the manual operation are not always necessary, and even if the pattern size of the end portion is set to be slightly larger, the result is practically no problem. The auxiliary patterns 5-7 and the like shown in FIG. 24A are patterns that are long in one direction.
In such a case, as shown in FIG. 24 (b), the auxiliary pattern 5-7 is divided into auxiliary patterns 5-8, 5-9, 5-10, and the intervals between them are set to the width of the auxiliary pattern. The same effect was obtained by arranging them side by side.
【０１０１】〈実施例１０〉図２８は、実施例９記載の
処理動作を行なうためのマスク設計用装置の他の例の構
成を示すブロック図である。<Embodiment 10> FIG. 28 is a block diagram showing the structure of another example of a mask designing apparatus for performing the processing operation described in Embodiment 9.
【０１０２】主パタンのデータが格納されているファイ
ル１２１、入力データ読み込み手段１２２および出力フ
ァイル１３０は、図２７に示すシステムと同一である。
輪郭線生成手段１３１は、図１６に示すステップ６２を
実現する手段であって、生成した輪郭線をファイル１３
５に出力する。演算手段１３２は、輪郭線が接近した領
域を求める手段で、図１６に示すステップ６３を実現す
るものである。補助パタンのデータを決定させるステッ
プ６４を実現する手段がパタン発生手段１３３であり、
補助パタンを含むホトマスクパタンはパタンデータ格納
手段１３４によってファイル１３０に格納する。The file 121 in which the main pattern data is stored, the input data reading means 122, and the output file 130 are the same as those in the system shown in FIG.
The contour line generation means 131 is a means for realizing step 62 shown in FIG.
5 is output. The calculating means 132 is a means for obtaining an area where the contour lines are close to each other, and realizes step 63 shown in FIG. The means for realizing step 64 for determining the auxiliary pattern data is the pattern generating means 133,
The photomask pattern including the auxiliary pattern is stored in the file 130 by the pattern data storage means 134.
【０１０３】〈実施例１１〉補助パタン配置を高性能化
する処理方法の一例として、以下の処理を行なった。ま
ず、パタンの拡大図形の輪郭線発生に先だって、入力パ
タンの隣接位置関係を計算する。距離Ｌ’（例えば被露
光基板上で、１．２λ／ＮＡ）以内に隣接パタンが存在
しないパタンあるいはパタンの辺を抽出して、その図形
が解像限界に近い寸法を有するときは、その幅を所定量
だけ大きくする。隣接パタンが存在するパタンについて
は寸法の変更は行なわない。例えば、図２５（ａ）に示
すように、パタン８２が解像限界に近い幅を有するとき
は、その寸法を所定量だけ大きくして図形８３を定義す
る。同様に図２５（ｂ）に示すように、パタン８０の微
細幅の部分については拡幅し、図形８１を定義する。次
に、図１７に示した輪郭線をすべての入力パタンについ
て求める。図２５（ａ）、（ｂ）に示す例では、輪郭線
１５６−１、１５６−２を求める。最後に、輪郭線が互
いに接近した部分に、図１６に示したステップ６４で補
助パタンを配置する。<Embodiment 11> The following processing was performed as an example of a processing method for improving the performance of the auxiliary pattern arrangement. First, the adjacency positional relationship of input patterns is calculated prior to the generation of the contour line of the enlarged pattern pattern. If a pattern or a side of a pattern in which no adjacent pattern exists within a distance L '(for example, 1.2λ / NA on the substrate to be exposed) is extracted and the figure has a dimension close to the resolution limit, its width Is increased by a predetermined amount. The dimensions are not changed for the patterns having adjacent patterns. For example, as shown in FIG. 25A, when the pattern 82 has a width close to the resolution limit, the dimension is increased by a predetermined amount to define the figure 83. Similarly, as shown in FIG. 25B, the fine width portion of the pattern 80 is widened to define a graphic 81. Next, the contour lines shown in FIG. 17 are obtained for all input patterns. In the example shown in FIGS. 25A and 25B, contour lines 156-1 and 156-2 are obtained. Finally, the auxiliary pattern is arranged in the portion where the contour lines are close to each other in step 64 shown in FIG.
【０１０４】更に、入力パタンの寸法を所定量だけ大き
くしたパタンの輪郭線については、距離Ｌ’以内に隣接
パタンが存在しない領域に対しては補助パタンを発生さ
せた。また、入力パタンの図形が一方向に長く、かつ幅
が微細な場合には、パタン頂点部に対応する輪郭線を無
視して補助パタンを配置する候補から外した。同様に、
入力パタンの全体あるいは部分的に寸法が大きく、かつ
対応する輪郭線が他の輪郭線と交差も接近もしていない
場合は、補助パタンを配置する候補から外した。その結
果、図１４に示すパタンと同様の結果が得られた。Further, with respect to the contour line of the pattern in which the size of the input pattern is increased by a predetermined amount, the auxiliary pattern is generated in the area where the adjacent pattern does not exist within the distance L '. Further, when the figure of the input pattern is long in one direction and the width thereof is fine, the contour line corresponding to the apex of the pattern is ignored and excluded from the candidates for arranging the auxiliary pattern. Similarly,
When the size of the input pattern is large in whole or in part and the corresponding contour line does not intersect or approach other contour lines, the auxiliary pattern is excluded from the candidates to be arranged. As a result, the same result as the pattern shown in FIG. 14 was obtained.
【０１０５】〈実施例１２〉図２２（ａ）は比較的大き
な主パタン８−１、８−２が角部で接近している例であ
る。更に、周辺部には遮光領域５９が設定されている。
遮光領域は、パタン入力直後に、図２３（ａ）又は図２
３（ｂ）に示すような微細周期パタン群６８に自動的に
置き換えられる。ここで、ハーフトーン周期パタンの光
透過領域とハーフトーン領域との面積比は、√ｔ：１
（ｔはハーフトーン部の光強度透過率）に設定され、そ
の周期は投影光学系の解像限界より小さい値である。<Embodiment 12> FIG. 22 (a) is an example in which relatively large main patterns 8-1 and 8-2 are close to each other at the corners. Further, a light shielding area 59 is set in the peripheral portion.
Immediately after inputting the pattern, the light-shielded area is shown in FIG.
3 (b) is automatically replaced by the fine periodic pattern group 68. Here, the area ratio of the light transmission area and the halftone area of the halftone periodic pattern is √t: 1.
(T is the light intensity transmittance of the halftone portion), and its cycle is a value smaller than the resolution limit of the projection optical system.
【０１０６】このホトマスクを用いると、主パタン８−
１、８−２の投影像６０，６１の他に、近接効果によっ
て不要のパタン６２，６３が投影されたが、２か所に補
助パタン５−１、５−２を配置することにより、不要パ
タンの無い投影像を得ることができた。When this photomask is used, the main pattern 8-
In addition to the projected images 60 and 61 of 1 and 8-2, unnecessary patterns 62 and 63 are projected by the proximity effect, but unnecessary by arranging the auxiliary patterns 5-1 and 5-2 at two places. I was able to obtain a projection image without patterns.
【０１０７】本実施例によれば、投影像計算をしなくて
すむので短時間で補助パタ−ンの位置を求めることがで
きる。According to this embodiment, it is not necessary to calculate the projected image, so that the position of the auxiliary pattern can be obtained in a short time.
【０１０８】〈実施例１３〉ホトマスク基板に、前記実
施例７、９、１１、１２の方法により決定されたデータ
を用い、実施例１と同様な方法で、それぞれ主パタンと
補助パタンを形成した。Example 13 A main pattern and an auxiliary pattern were formed on a photomask substrate in the same manner as in Example 1, using the data determined by the methods in Examples 7, 9, 11 and 12. .
【０１０９】さらに、半導体基板上の感光性薄膜に、上
記主パタンと補助パタンが形成されたホトマスクを用
い、投影露光装置により投影露光した。この投影露光装
置のブロック図を図２６に示す。Further, the photosensitive thin film on the semiconductor substrate was subjected to projection exposure by a projection exposure apparatus using the photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern were formed. FIG. 26 shows a block diagram of this projection exposure apparatus.
【０１１０】マスク１０８を投影露光装置のマスク載置
台１０９上に載置し、投影レンズ１１１を介して、通常
の方法でレジストが塗布されたウェーハ１１２上にパタ
ンを転写した。光源１０１から発する光は、凹面鏡１０
２、ミラー１０３、１０６、フライアイレンズ１０４、
絞り１０４−１、レンズ系１０５、１０７を介してマス
ク１０８を照明する。この時、絞り１０４−１の大きさ
を制御することによりハーフトーン位相マスクとしての
効果を引き出すことができた。ウェーハ１１２はウェー
ハ載置台１１３上に固定され、更に投影レンズ１１１の
光軸方向に移動可能なステージ１１４と前記光軸と垂直
な面内に移動可能なステージ１１５の上に搭載されてい
る。両ステージはそれぞれの駆動系１１８、１１９によ
り制御されている。マスク位置制御系１１０でマスク載
置台１０９を位置決めすると共に、ウェーハ位置をミラ
ー１１６の位置としてレーザ干渉系１１７でモニタする
ことにより、マスク１０８とウェーハ１１２との位置合
わせを行なった。露光装置全体の制御は主制御系１２０
を用いて行なった。パタン転写後に、通常の現像処理に
よりレジストパタンを形成した。その結果、微細パタン
を有する半導体集積回路等を製造することができた。The mask 108 was mounted on the mask mounting table 109 of the projection exposure apparatus, and the pattern was transferred via the projection lens 111 onto the wafer 112 coated with the resist by the usual method. The light emitted from the light source 101 is the concave mirror 10
2, mirrors 103 and 106, fly-eye lens 104,
The mask 108 is illuminated via the diaphragm 104-1 and the lens systems 105 and 107. At this time, the effect as a halftone phase mask could be brought out by controlling the size of the diaphragm 104-1. The wafer 112 is fixed on a wafer mounting table 113, and is further mounted on a stage 114 movable in the optical axis direction of the projection lens 111 and a stage 115 movable in a plane perpendicular to the optical axis. Both stages are controlled by respective drive systems 118 and 119. The mask mounting table 109 was positioned by the mask position control system 110, and the mask 108 and the wafer 112 were aligned by monitoring the wafer position as the position of the mirror 116 by the laser interference system 117. The main control system 120 controls the entire exposure apparatus.
Was performed using. After the pattern transfer, a resist pattern was formed by a normal developing process. As a result, a semiconductor integrated circuit or the like having a fine pattern could be manufactured.
【０１１１】尚、ハーフトーン位相マスクではなく、通
常のクロムマスクを用いた場合でも類似の効果が得られ
る。特に、投影露光装置の絞り１０４−１を絞って干渉
性の強い条件とした場合は、補助パタン配置の効果が良
く現われた。A similar effect can be obtained by using an ordinary chrome mask instead of the halftone phase mask. In particular, when the diaphragm 104-1 of the projection exposure apparatus is narrowed down to make the condition of strong coherence, the effect of the auxiliary pattern arrangement is exhibited well.
【０１１２】このように、パタン寸法の修正や投影像形
状誤差を補助するための補助パタンの発生を、マスク設
計用装置により行なうことによって、補助パタンのパタ
ン形状の最適化を容易に実現できる。そのため、このホ
トマスクを用いた投影露光により、微細パタン転写が効
率良く行なわれ、集積度の高い半導体デバイスの製造が
容易になった。In this way, the mask designing device can correct the pattern size and generate the auxiliary pattern for assisting the projection image shape error, so that the pattern shape of the auxiliary pattern can be easily optimized. Therefore, fine pattern transfer is efficiently performed by projection exposure using this photomask, and the manufacture of highly integrated semiconductor devices is facilitated.
【０１１３】[0113]
【発明の効果】本発明のホトマスクを用いてパタン形成
を行なうと、不要なパタンの転写を防止することができ
た。また、このホトマスクを用いて半導体装置を作成し
たところ、パタンの微細化が実現でき、素子面積の縮小
化が実現できた。また、本発明のマスクパタン設計装置
を用いて、ホトマスクを設計すると、このホトマスクを
は、パタン形成のときに不要なパタンの転写を防止する
ことができた。また、本発明のホトマスクの製造方法に
より、上記のようなホトマスクを容易に製造することが
できた。When a pattern is formed by using the photomask of the present invention, unnecessary pattern transfer can be prevented. Moreover, when a semiconductor device was produced using this photomask, it was possible to realize a finer pattern and a smaller element area. Further, when a photomask was designed using the mask pattern designing apparatus of the present invention, this photomask could prevent the transfer of unnecessary patterns during pattern formation. Further, the photomask as described above could be easily manufactured by the photomask manufacturing method of the present invention.
【図１】従来のホトマスクの平面図及び本発明の実施例
１のホトマスクの平面図。FIG. 1 is a plan view of a conventional photomask and a plan view of a photomask according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示したホトマスクの透過光の光強度分布
を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a light intensity distribution of transmitted light of the photomask shown in FIG.
【図３】従来のホトマスクの平面図及び本発明の実施例
２のホトマスクの平面図。FIG. 3 is a plan view of a conventional photomask and a plan view of a photomask according to a second embodiment of the present invention.
【図４】図３に示したホトマスクの透過光の光強度分布
を示す特性図。4 is a characteristic diagram showing a light intensity distribution of transmitted light of the photomask shown in FIG.
【図５】本発明に用いるマスク設計用装置の構成を示す
ブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a mask designing apparatus used in the present invention.
【図６】その処理動作の一例を示すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing operation.
【図７】その処理動作の他の例を示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing another example of the processing operation.
【図８】その処理動作のさらに他の例を示すフローチャ
ート。FIG. 8 is a flowchart showing still another example of the processing operation.
【図９】その処理動作のさらに他の例を示すフローチャ
ート。FIG. 9 is a flowchart showing still another example of the processing operation.
【図１０】本発明の実施例７のマスク設計用装置の構成
を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a mask designing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１１】その処理動作の一例を示すフローチャート。FIG. 11 is a flowchart showing an example of the processing operation.
【図１２】本発明の実施例７で用いるホトマスクの平面
図。FIG. 12 is a plan view of a photomask used in Example 7 of the present invention.
【図１３】その投影像光強度分布図。FIG. 13 is a projected image light intensity distribution chart.
【図１４】本発明の実施例７のホトマスクの平面図。FIG. 14 is a plan view of a photomask according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１５】その投影像光強度分布図。FIG. 15 is a projection image light intensity distribution chart.
【図１６】本発明の実施例９のマスク設計用装置の処理
動作の一例を示すフローチャート。FIG. 16 is a flowchart showing an example of the processing operation of the mask designing apparatus according to the ninth embodiment of the present invention.
【図１７】本発明の実施例９のマスク設計を説明するた
めの図。FIG. 17 is a diagram for explaining a mask design according to the ninth embodiment of the present invention.
【図１８】本発明の実施例９のホトマスクの平面図。FIG. 18 is a plan view of a photomask according to Example 9 of the present invention.
【図１９】従来のホトマスクの平面図、その断面図、そ
の透過光の振幅分布図、被露光基板上の振幅分布図及び
被露光基板上の光強度分布図。FIG. 19 is a plan view of a conventional photomask, a cross-sectional view thereof, an amplitude distribution diagram of transmitted light thereof, an amplitude distribution diagram on an exposed substrate, and a light intensity distribution diagram on the exposed substrate.
【図２０】本発明を説明するためのホトマスクの平面
図、その断面図及び被露光基板上の振幅分布図。FIG. 20 is a plan view of a photomask for explaining the present invention, a cross-sectional view thereof, and an amplitude distribution diagram on a substrate to be exposed.
【図２１】本発明を説明するためのホトマスクの平面
図、その断面図及び被露光基板上の振幅分布図。FIG. 21 is a plan view of a photomask for explaining the present invention, a cross-sectional view thereof, and an amplitude distribution diagram on a substrate to be exposed.
【図２２】本発明を説明するためのホトマスクの平面
図、その投影像光強度分布図及び本発明の実施例１２の
ホトマスクの平面図。FIG. 22 is a plan view of a photomask for explaining the present invention, a projection image light intensity distribution diagram thereof, and a plan view of a photomask of Example 12 of the present invention.
【図２３】本発明の実施例１２のホトマスクの部分平面
図。FIG. 23 is a partial plan view of a photomask according to example 12 of the present invention.
【図２４】本発明のホトマスクを説明するためのパタン
部分の平面図。FIG. 24 is a plan view of a pattern portion for explaining the photomask of the present invention.
【図２５】本発明のホトマスクを説明するためのパタン
部分の平面図。FIG. 25 is a plan view of a pattern portion for explaining the photomask of the present invention.
【図２６】本発明に用いる投影露光装置のブロック図。FIG. 26 is a block diagram of a projection exposure apparatus used in the present invention.
【図２７】本発明の実施例８のマスク設計用装置の構成
を示すブロック図。FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of a mask designing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
【図２８】本発明の実施例１０のマスク設計用装置の構
成を示すブロック図。FIG. 28 is a block diagram showing the configuration of a mask designing apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
４、８−１、８−２、１１−１〜１１−４…主パタン ５、５−１〜５−９、１４−１、１４−２…補助パタン ６…半透明位相シフト部 ３４、３５…辺 ４２…基板 ４３…ハーフトーン部材 ４４、５２…振幅分布 ４５…曲線 ４６、５３…振幅ピーク ４７…光強度分布 ４８…サブピーク ６０、６１…投影像 ６２、６３、８０、８２…パタン ６８…微細周期パタン ８３…図形 １０１…光源 １０２…凹面鏡 １０３、１０６…ミラー １０４…フライアイレンズ １０４−１…絞り １０５、１０７…レンズ系 １０８…マスク １０９…マスク載置台 １１０…マスク位置制御系 １１１…投影レンズ １１２…ウェーハ １１２…ウェーハ １１３…ウェーハ載置台 １１４、１１５…ステージ １１６…ミラー １１７…レーザ干渉系 １１８、１１９…駆動系 １２０…主制御系 １２１、１２８、１２９、１３０…ファイル １２２…入力データ読み込み手段 １２３…投影像光強度演算手段 １２４…表示手段 １２５…比較手段 １２６…パタン発生手段 １２７…格納手段 １４０…ＣＰＵ １４１…ＲＡＭ １４２…記憶装置 １４８…キーボード １４９…表示装置 １５１…プリンタ １５０…出力装置 １４２…記憶装置 １４３…オペレーティングシステム格納領域 １４４…補助パタン発生プログラム格納領域 １４５…各種パラメータ格納領域 １４６…主パタンの格納領域 １４７…補助パタンの格納領域 １５１、１５２、１５３、１５４…矢印 １５６、１５６−１〜１５６−４…輪郭線 4, 8-1, 8-2, 11-1 to 11-4 ... Main pattern 5, 5-1 to 5-9, 14-1, 14-2 ... Auxiliary pattern 6 ... Semi-transparent phase shift section 34, 35 Side 42 ... Substrate 43 ... Halftone member 44, 52 ... Amplitude distribution 45 ... Curves 46, 53 ... Amplitude peak 47 ... Light intensity distribution 48 ... Subpeak 60, 61 ... Projected image 62, 63, 80, 82 ... Pattern 68 ... Fine periodic pattern 83 ... Graphic 101 ... Light source 102 ... Concave mirror 103, 106 ... Mirror 104 ... Fly-eye lens 104-1 ... Aperture 105, 107 ... Lens system 108 ... Mask 109 ... Mask mounting table 110 ... Mask position control system 111 ... Projection Lens 112 ... Wafer 112 ... Wafer 113 ... Wafer mounting table 114, 115 ... Stage 116 ... Mirror 117 ... Laser interference system 118, 119 ... Drive Dynamic system 120 ... Main control system 121, 128, 129, 130 ... File 122 ... Input data reading means 123 ... Projected image light intensity calculation means 124 ... Display means 125 ... Comparison means 126 ... Pattern generation means 127 ... Storage means 140 ... CPU 141 ... RAM 142 ... Storage device 148 ... Keyboard 149 ... Display device 151 ... Printer 150 ... Output device 142 ... Storage device 143 ... Operating system storage area 144 ... Auxiliary pattern generation program storage area 145 ... Various parameter storage area 146 ... Main pattern storage area Storage area 147 ... Storage area for auxiliary pattern 151, 152, 153, 154 ... Arrows 156, 156-1 to 156-4 ... Contour line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂庭 明美 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡崎 信次 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Akemi Moiwa 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Metropolitan Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Semiconductor Business Division
Claims (31)
と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透
明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０°で
あるホトマスクにおいて、上記透明な領域よりなる主パ
タンの所望の２辺又はその延長線の交点のなす角が、半
透明部で１８０度より小さい領域に、透明で、かつ、上
記主パタンと同位相の補助パタンが配置されたことを特
徴とするホトマスク。1. A region including at least a semi-transparent region and a transparent region for exposure light, wherein a phase difference of light passing through the semi-transparent region and the transparent region is substantially 180 °. In a certain photomask, the desired two sides of the main pattern made of the transparent region or the intersection of the extended lines thereof is transparent to the region which is smaller than 180 degrees in the semitransparent portion and has the same phase as the main pattern. A photo mask characterized in that the auxiliary pattern of is arranged.
主パタンの所望の２辺又はその延長線の交点のなす上記
角は、半透明部で１１０度以下であることを特徴とする
ホトマスク。2. The photomask according to claim 1, wherein the angle formed by the intersection of desired two sides of the main pattern or extended lines thereof is less than 110 degrees in a semitransparent portion.
て、上記補助パタンの少なくとも一辺の大きさが、上記
ホトマスクを用いる投影光学系の解像限界以下の寸法で
あることを特徴とするホトマスク。3. The photomask according to claim 1, wherein the size of at least one side of the auxiliary pattern is equal to or smaller than the resolution limit of a projection optical system using the photomask.
マスクにおいて、上記補助パタンの中心の位置は、上記
二辺からの距離Ｄが、Ｄ＝ｄλ／ＮＡｍの関係を満たす
（但し、ＮＡｍは投影光学系のマスク側の開口数、λは
露光波長、ｄは係数で０.４≦ｄ≦０.７の範囲の値）位
置にあることを特徴とするホトマスク。4. The photomask according to claim 1, wherein the center position of the auxiliary pattern is such that the distance D from the two sides satisfies the relationship of D = dλ / NAm. NAm is a numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is an exposure wavelength, and d is a coefficient, which is a value in a range of 0.4 ≦ d ≦ 0.7).
域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な領域を通
過する光の位相差が実質的に１８０°であるホトマスク
において、上記透明な領域よりなる主パタンの異なる２
辺からの干渉光が互いに強め合う位置に対応するホトマ
スクの位置に、透明で、上記主パタンと同位相で、か
つ、投影光学系の解像限界以下の寸法の補助パタンが配
置されたことを特徴とするホトマスク。5. A photomask including a semitransparent region and a transparent region for exposure light, wherein the phase difference between the light passing through the semitransparent region and the transparent region is substantially 180 °. 2 in which the main pattern consisting of the transparent area is different.
At the position of the photomask that corresponds to the position where the interference light from the side strengthens each other, an auxiliary pattern that is transparent and has the same phase as the main pattern and that is less than the resolution limit of the projection optical system is arranged. A featured photomask.
域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な領域を通
過する光の位相差が実質的に１８０°であるホトマスク
において、上記透明な領域よりなる主パタンが少なくと
も２個配置され、上記２個の主パタンの中心からの距離
Ｓが、それぞれＳ＝ｓλ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは投影
光学系のマスク側の開口数、λは露光波長、ｓは係数
で、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値）の関係を満たす位置
に、透明で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学
系の解像限界以下の寸法の補助パタンが配置されたこと
を特徴とするホトマスク。6. A photomask including a semitransparent region and a transparent region for exposure light, wherein the phase difference between the light passing through the semitransparent region and the transparent region is substantially 180 °. In, at least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and the distance S from the center of the two main patterns is S = sλ / NAm (where NAm is an opening on the mask side of the projection optical system). Is a wavelength, s is a coefficient, s is a coefficient, and is transparent at the position satisfying the relationship of 0.8 ≦ s ≦ 1.1), in phase with the above main pattern, and in the projection optical system. A photomask in which an auxiliary pattern having a size less than the resolution limit is arranged.
域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な領域を通
過する光の位相差が実質的に１８０°であるホトマスク
において、上記透明な領域よりなる主パタンが少なくと
も２個配置され、上記各主パタンにより投影されたそれ
ぞれの主ピークの周囲の第１のサブピークが互いに重な
る位置に対応するホトマスクの位置に、透明で、上記主
パタンと同位相で、かつ、投影光学系の解像限界以下の
寸法の補助パタンが配置されたことを特徴とするホトマ
スク。7. A photomask including a semitransparent region and a transparent region with respect to exposure light, wherein a phase difference between light passing through the semitransparent region and the transparent region is substantially 180 °. In, at least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and transparent at the position of the photomask corresponding to the position where the first sub-peaks around the respective main peaks projected by the respective main patterns overlap each other. A photomask, characterized in that an auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and having a size not larger than the resolution limit of the projection optical system is arranged.
域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な領域を通
過する光の位相差が実質的に１８０°であるホトマスク
において、上記透明な領域よりなる主パタンが少なくと
も２個配置され、上記各主パタンからの回折光が同位相
で重なった位置に対応するホトマスクの位置に、透明
で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学系の解像
限界以下の寸法の補助パタンが配置されたことを特徴と
するホトマスク。8. A photomask including a semitransparent region and a transparent region for exposure light, wherein the phase difference between the light passing through the semitransparent region and the transparent region is substantially 180 °. In, at least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and at the photomask position corresponding to the position where the diffracted lights from the respective main patterns overlap in the same phase, the main pattern is transparent and has the same phase as the main pattern. And a photomask in which an auxiliary pattern having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is arranged.
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０
°であり、上記透明な領域よりなる主パタンの所望の２
辺又はその延長線の交点のなす角が、半透明部で１８０
度より小さい領域に、透明で、かつ、上記主パタンと同
位相の補助パタンが配置されたホトマスクを準備し、
（ｂ）投影光学系により、上記ホトマスクを用い、基板
上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像により、パタンを
形成することを特徴とするパタン形成方法。9. (a) At least a semi-transparent region and a transparent region for exposure light are included, and a phase difference of light passing through the semi-transparent region and the transparent region is substantially. 180
And the desired 2 of the main pattern consisting of the transparent areas.
The angle formed by the intersection of the side or its extension is 180 in the semi-transparent part.
Prepare a photomask in which a transparent auxiliary pattern of the same phase as the main pattern is arranged in a region smaller than
(B) A pattern forming method characterized in that a pattern is formed by exposing a photosensitive thin film on a substrate by using a projection optical system using the photomask, and (c) developing.
透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な
領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°であり、
上記透明な領域よりなる主パタンの異なる２辺からの干
渉光が互いに強め合う位置に対応するホトマスクの位置
に、透明で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学
系の解像限界以下の寸法の補助パタンが配置されたホト
マスクを準備し、（ｂ）投影光学系により、上記ホトマ
スクを用い、基板上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像
により、パタンを形成することを特徴とするパタン形成
方法。10. A region which is semi-transparent to exposure light,
Including a transparent region, the phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °,
At the position of the photomask corresponding to the position where the interference lights from the two sides of the transparent region having different main patterns intensify each other, it is transparent, in phase with the main pattern, and below the resolution limit of the projection optical system. A photomask on which an auxiliary pattern having the size of 1 is arranged is prepared, and (b) a projection optical system is used to expose a photosensitive thin film on a substrate using the above photomask, and (c) a pattern is formed by development. And a pattern forming method.
透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な
領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°であり、
上記透明な領域よりなる主パタンが少なくとも２個配置
され、上記２個の主パタンの中心からの距離Ｓが、それ
ぞれＳ＝ｓλ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは投影光学系のマ
スク側の開口数、λは露光波長、ｓは係数で、０.８≦
ｓ≦１.１の範囲の値）の関係を満たす位置に、透明
で、上記主パタンと同位相で、かつ、投影光学系の解像
限界以下の寸法の補助パタンが配置されたホトマスクを
準備し、（ｂ）投影光学系により、上記ホトマスクを用
い、基板上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像により、
パタンを形成することを特徴とするパタン形成方法。11. (a) A region which is semitransparent to exposure light,
Including a transparent region, the phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °,
At least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and the distance S from the center of the two main patterns is S = sλ / NAm (where NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the exposure wavelength, s is a coefficient, and 0.8 ≦
Prepare a photomask in which a transparent auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is arranged at a position satisfying a relationship of (s ≦ 1.1). Then, (b) the projection optical system is used to expose the photosensitive thin film on the substrate using the photomask, and (c) the development is performed.
A pattern forming method comprising forming a pattern.
透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な
領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°であり、
上記透明な領域よりなる主パタンが少なくとも２個配置
され、上記各主パタンにより投影されたそれぞれの主ピ
ークの周囲の第１のサブピークが互いに重なる位置に対
応するホトマスクの位置に、透明で、上記主パタンと同
位相で、かつ、投影光学系の解像限界以下の寸法の補助
パタンが配置されたホトマスクを準備し、（ｂ）投影光
学系により、上記ホトマスクを用い、基板上の感光性薄
膜に露光し、（ｃ）現像により、パタンを形成すること
を特徴とするパタン形成方法。12. A region (a) which is semitransparent to exposure light,
Including a transparent region, the phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °,
At least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and transparent at the position of the photomask corresponding to the position where the first subpeaks around the respective main peaks projected by the respective main patterns overlap each other, Prepare a photomask in which an auxiliary pattern having the same phase as the main pattern and a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is arranged, and (b) the photomask is used by the projection optical system to form a photosensitive thin film on the substrate. A pattern forming method comprising: forming a pattern by exposing to light and (c) developing.
透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上記透明な
領域を通過する光の位相差が実質的に１８０°であり、
上記透明な領域よりなる主パタンが少なくとも２個配置
され、上記各主パタンからの回折光が同位相で重なった
位置に対応するホトマスクの位置に、透明で、上記主パ
タンと同位相で、かつ、投影光学系の解像限界以下の寸
法の補助パタンが配置されたホトマスクを準備し、
（ｂ）投影光学系により、上記ホトマスクを用い、基板
上の感光性薄膜に露光し、（ｃ）現像により、パタンを
形成することを特徴とするパタン形成方法。13. (a) A region semi-transparent to exposure light,
Including a transparent region, the phase difference between the semi-transparent region and the light passing through the transparent region is substantially 180 °,
At least two main patterns composed of the transparent regions are arranged, and at the position of the photomask corresponding to the position where the diffracted lights from the respective main patterns overlap in the same phase, the main pattern is transparent and has the same phase as the main pattern, and , Prepare a photomask in which auxiliary patterns with dimensions below the resolution limit of the projection optical system are arranged,
(B) A pattern forming method characterized in that a pattern is formed by exposing a photosensitive thin film on a substrate by using a projection optical system using the photomask, and (c) developing.
法： （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）上記主パタンのデータに基づ
いて、上記主パタンの所望の２辺又はその延長線の交点
のなす角が、半透明部で１８０度より小さい領域を検出
し、（２）上記１８０度より小さい領域が検出されたと
き、上記１８０度より小さい領域に、上記所望の２辺か
らそれぞれ所定の距離にある位置に、予め定められた補
助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと決定された上記補助パタンが形成されたホトマスク
を用いて投影露光し、半導体集積回路のパタンの少なく
とも一部を形成する。14. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of: (a) a semi-transparent region which is used in a projection optical system and includes at least a semi-transparent region and a transparent region; , The phase difference of light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is a photomask made of the transparent region, in which the phase difference of transmitted light is the same as that of the transparent region. The auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step. (1) Based on the data of the main pattern, the angle formed by the intersections of the desired two sides of the main pattern or the extension lines thereof is a semi-transparent portion. (2) When an area smaller than 180 degrees is detected by (2), the area smaller than 180 degrees is predetermined in each of the predetermined two sides from the desired two sides. Selected auxiliary pattern And (b) forming the auxiliary pattern determined as the main pattern on the photomask substrate, and (c) forming the auxiliary pattern determined as the main pattern on the thin film of the photosensitive material on the semiconductor substrate. Projection exposure is performed using the formed photomask to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit.
法： （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）少なくとも２個の上記主パタ
ンのデータと上記投影光学系の光学条件を表わすパラメ
ータに基づいて、上記各主パタンからの中心からの距離
Ｓが、それぞれＳ＝ｓλ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは投影
光学系のマスク側の開口数、λは露光波長、ｓは係数
で、０.８≦ｓ≦１.１の範囲の値）の関係を満たす位置
を検出し、（２）上記関係を満たす位置を検出したと
き、上記関係を満たす位置に、上記投影光学系の解像限
界以下の寸法の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと上記補助パ
タンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用いて投
影露光し、半導体集積回路のパタンの少なくとも一部を
形成する。15. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of: (a) a semi-transparent region used for a projection optical system, which includes at least a semi-transparent region and a transparent region; , The phase difference of light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is a photomask made of the transparent region, in which the phase difference of transmitted light is the same as that of the transparent region. The auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step, and (1) based on the data of at least two main patterns and the parameters representing the optical conditions of the projection optical system, the center from each main pattern is determined. From S = sλ / NAm (where NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the exposure wavelength, s is a coefficient, and is a value in the range of 0.8 ≦ s ≦ 1.1). ), The position satisfying the relationship of When a position satisfying the above relationship is detected, an auxiliary pattern having a size equal to or less than the resolution limit of the projection optical system is determined at a position satisfying the above relationship, and (b) the main pattern and the auxiliary pattern on the photomask substrate. And (c) projection exposure is performed on a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate using a photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern are formed to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit.
法： （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）少なくとも２個の上記主パタ
ンのデータと上記投影光学系の光学条件を表わすパラメ
ータに基づいて、上記各主パタンの投影像光強度分布を
計算し、（２）上記投影像光強度分布のそれぞれの上記
主パタンの主ピークの周囲の第１のサブピークが互いに
重なる位置を検出し、（３）上記位置が検出されたと
き、上記位置に対応するホトマスクの位置に、上記投影
光学系の解像限界以下の寸法の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと上記補助パ
タンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用いて投
影露光し、半導体集積回路のパタンの少なくとも一部を
形成する。16. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of: (a) a semi-transparent region which is used in a projection optical system and includes at least a semi-transparent region and a transparent region; , The phase difference of light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is a photomask made of the transparent region, in which the phase difference of transmitted light is the same as that of the transparent region. The auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step, and (1) based on the data of at least two main patterns and the parameters representing the optical conditions of the projection optical system, the projected image of each main pattern. Calculating the light intensity distribution, (2) detecting the position where the first sub-peaks around the main peak of each of the main patterns of the projection image light intensity distribution overlap each other, and (3) when the position is detected. , In the above position At the position of the corresponding photomask, an auxiliary pattern having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is determined, (b) the main pattern and the auxiliary pattern are formed on the photomask substrate, and (c) the semiconductor substrate. Projection exposure is performed on the thin film of the photosensitive material using a photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern are formed to form at least a part of the pattern of the semiconductor integrated circuit.
法： （ａ）投影光学系に用いられ、少なくとも露光光に対し
て半透明な領域と、透明な領域を含み、上記半透明な領
域と、上記透明な領域を通過する光の位相差が実質的に
１８０°であり、主パタンは、上記透明な領域よりなる
ホトマスクに、透過光の位相差が上記透明な領域と同じ
で、透明な補助パタンを、マスク設計装置により、次の
ステップで決定し、（１）少なくとも２個の上記主パタ
ンのデータと上記投影光学系の光学条件を表わすパラメ
ータに基づいて、上記各主パタンからの回折光が同位相
で重なった位置を検出し、（２）上記位置が検出された
とき、上記位置に対応するホトマスクの位置に、投影光
学系の解像限界以下の寸法の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板上に、上記主パタンと上記補助パ
タンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ンと上記補助パタンが形成されたホトマスクを用いて投
影露光し、半導体集積回路のパタンの少なくとも一部を
形成する。17. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the following steps: (a) A semi-transparent region which is used in a projection optical system and includes at least a semi-transparent region and a transparent region. , The phase difference of light passing through the transparent region is substantially 180 °, and the main pattern is a photomask made of the transparent region, in which the phase difference of transmitted light is the same as that of the transparent region. The auxiliary pattern is determined by the mask designing device in the next step, and (1) the diffraction from each of the main patterns is performed based on the data of the at least two main patterns and the parameter representing the optical condition of the projection optical system. (2) When the position where the lights are overlapped with each other in the same phase is detected, an auxiliary pattern having a size equal to or smaller than the resolution limit of the projection optical system is determined at the position of the photomask corresponding to the position. (B) Photomask The main pattern and the auxiliary pattern are formed on a substrate, and (c) a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate is projected and exposed using a photomask on which the main pattern and the auxiliary pattern are formed, and semiconductor integration is performed. It forms at least part of the pattern of the circuit.
法： （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも１個の主パタンのデータ
と投影光学系の光学条件を表わすパラメータに基づい
て、上記投影光学系で得られる上記主パタンの投影像光
強度分布を計算し、（２）上記投影像光強度分布と上記
主パタンから、上記主パタンに対応する領域以外の領域
で、光強度が所定値より大きい領域を決定し、（３）上
記所定値より大きい領域が決定されたとき、上記所定値
より大きい領域に対応するホトマスクの領域に、１個又
は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ン及び上記決定された補助パタンが形成されたホトマス
クを用いて投影露光し、半導体集積回路のパタンの少な
くとも一部を形成する。18. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the following steps: (a) An auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system is determined in the next step by an apparatus for mask pattern design. (1) The projection image light intensity distribution of the main pattern obtained by the projection optical system is calculated based on the data of at least one main pattern formed on the photomask and the parameter indicating the optical condition of the projection optical system. (2) From the projected image light intensity distribution and the main pattern, a region other than the region corresponding to the main pattern, where the light intensity is larger than a predetermined value, is determined. When determined, one or more auxiliary patterns are determined in the area of the photomask corresponding to the area larger than the predetermined value, and (b) the main pattern is formed on the photomask substrate. And (c) the thin film of the photosensitive material on the semiconductor substrate is subjected to projection exposure using a photomask on which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed, and semiconductor integration is performed. It forms at least part of the pattern of the circuit.
において、上記ホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０
°であり、上記主パタンと上記補助パタンは、いずれも
透明な領域からなり、かつ、同位相であることを特徴と
する半導体装置の製造方法。19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the photomask includes a semitransparent region and a transparent region with respect to exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through and is substantially 180
And the main pattern and the auxiliary pattern are both formed of transparent regions and have the same phase.
法： （ａ）投影光学系によりパタン転写を行なうために用い
るホトマスクの補助パタンを、マスクパタン設計用の装
置により、次ぎのステップにより決定し、（１）上記ホ
トマスクに形成する少なくとも２個の主パタンのデータ
に基づいて、上記各主パタンの外周線を、所定の距離Ｌ
だけ外側にそれぞれ移動させ、拡大された外周線を決定
し、（２）上記各拡大された外周線が所定距離Ｍ以下に
接近した位置を検出し、（３）上記接近した位置が検出
されたとき、上記接近した位置に、予め定められた形状
の１個又は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）半導体基板上の感光性材料の薄膜に、上記主パタ
ン及び上記決定された補助パタンが形成されたホトマス
クを用いて投影露光し、半導体集積回路のパタンの少な
くとも一部を形成する。20. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the following steps: (a) An auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the next step. (1) Based on the data of at least two main patterns formed on the photomask, the outer peripheral line of each main pattern is separated by a predetermined distance L.
Respectively, the outer peripheral line is enlarged, and the enlarged outer peripheral line is determined. (2) The position where each enlarged outer peripheral line approaches the predetermined distance M or less is detected, and (3) The close position is detected. At this time, one or a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape are determined at the close positions, (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are formed on the photomask substrate, and (c) Projection exposure is performed on a thin film of a photosensitive material on a semiconductor substrate using a photomask on which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed to form at least a part of a pattern of a semiconductor integrated circuit.
において、上記ホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０
°であり、上記主パタンと上記補助パタンは、いずれも
透明な領域からなり、かつ、同位相であることを特徴と
する半導体装置の製造方法。21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the photomask includes a semitransparent region and a transparent region with respect to exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through and is substantially 180
And the main pattern and the auxiliary pattern are both formed of transparent regions and have the same phase.
製造方法において、上記所定の距離Ｌは、ｋ1・λ／Ｎ
Ａｍ（但し、ＮＡｍは上記投影光学系のマスク側の開口
数、λは露光光の波長、ｋ1は係数で、０．４≦ｋ1≦
１．１の範囲の値）であることを特徴とする半導体装置
の製造方法。22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the predetermined distance L is k 1 · λ / N.
Am (where NAm is the numerical aperture on the mask side of the projection optical system, λ is the wavelength of the exposure light, k 1 is a coefficient, and 0.4 ≦ k 1 ≦
Value in the range of 1.1).
の半導体装置の製造方法において、上記補助パタンは、
正方形若しくは矩形又はこれらが結合した形状であっ
て、正方形のときはその一辺、矩形のときは短辺の長さ
が、ｋ2・λ／ＮＡｍ（但し、ＮＡｍは上記投影光学系
のマスク側の開口数、λは露光光の波長、ｋ2は係数
で、０．０５≦ｋ2≦０．４の範囲の値である）である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。23. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the auxiliary pattern is
In the case of a square or a rectangle or a shape in which these are combined, one side thereof is square, and the length of the short side is rectangular, k 2 λ / NAm (where NAm is the mask side of the projection optical system). Numerical aperture, λ is the wavelength of exposure light, k 2 is a coefficient, and is a value in the range of 0.05 ≦ k 2 ≦ 0.4).
る少なくとも１個の主パタンのデータと、上記投影光学
系の光学条件を表わすパラメータに基づいて、上記投影
光学系で得られる上記主パタンの投影像光強度分布を計
算するための演算手段と、上記投影像光強度分布と上記
主パタンから、上記主パタンに対応する領域以外の領域
で、光強度が所定値より大きい領域を決定する第１の決
定手段と、上記所定値より大きい領域が決定されたと
き、上記所定値より大きい領域に対応するホトマスクの
領域に、１個又は複数個の補助パタンを決定する第２の
決定手段を有することを特徴とするマスクパタン設計用
装置。24. Projection of the main pattern obtained by the projection optical system on the basis of data of at least one main pattern formed on a photomask used in the projection optical system and parameters representing optical conditions of the projection optical system. A calculation unit for calculating the image light intensity distribution, and a first region that determines a region where the light intensity is larger than a predetermined value in the region other than the region corresponding to the main pattern, from the projected image light intensity distribution and the main pattern. And a second determining means for determining one or a plurality of auxiliary patterns in the area of the photomask corresponding to the area larger than the predetermined value when the area larger than the predetermined value is determined. A device for designing mask patterns.
る少なくとも２個の主パタンのデータに基づいて、上記
各主パタンの外周線を、所定の距離Ｌだけ外側にそれぞ
れ移動させ、拡大された外周線を決定する第１の決定手
段と、上記各拡大された外周線が所定距離Ｍ以下に接近
した位置を検出するための検出手段と、上記接近した位
置が検出されたとき、上記接近した位置に、予め定めら
れた形状の１個又は複数個の補助パタンを決定する第２
の決定手段を有することを特徴とするマスクパタン設計
用装置。25. Based on the data of at least two main patterns formed on a photomask used for a projection optical system, the outer perimeter lines of the respective main patterns are moved outward by a predetermined distance L, respectively, and the outer peripheries are enlarged. First determining means for determining a line, detecting means for detecting a position where each of the enlarged outer peripheral lines approaches a predetermined distance M or less, and when the approaching position is detected, the approaching position A second pattern for determining one or more auxiliary patterns having a predetermined shape.
An apparatus for designing a mask pattern, which comprises:
なうために用いるホトマスクの補助パタンを、マスクパ
タン設計用の装置により、次ぎのステップにより決定
し、（１）上記ホトマスクに形成する少なくとも１個の
主パタンのデータと投影光学系の光学条件を表わすパラ
メータに基づいて、上記投影光学系で得られる上記主パ
タンの投影像光強度分布を計算し、（２）上記投影像光
強度分布と上記主パタンから、上記主パタンに対応する
領域以外の領域で、光強度が所定値より大きい領域を決
定し、（３）上記所定値より大きい領域が決定されたと
き、上記所定値より大きい領域に対応するホトマスクの
領域に、１個又は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成することを特徴とするホトマスク
の製造方法。26. (a) An auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the next step, and (1) at least 1 is formed on the photomask. The projected image light intensity distribution of the main pattern obtained by the projection optical system is calculated on the basis of the data of the individual main patterns and the parameters representing the optical conditions of the projection optical system, and (2) the projected image light intensity distribution From the main pattern, a region other than the region corresponding to the main pattern is determined to have a light intensity larger than a predetermined value, and (3) when a region larger than the predetermined value is determined, a region larger than the predetermined value. One or more auxiliary patterns are determined in the region of the photomask corresponding to (b), and (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are formed on the photomask substrate. A method for manufacturing a photomask, comprising:
において、上記ホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０
°であり、上記主パタンと上記補助パタンは、いずれも
透明な領域からなり、かつ、同位相であることを特徴と
するホトマスクの製造方法。27. The method of manufacturing a photomask according to claim 26, wherein the photomask includes a semi-transparent region and a transparent region with respect to exposure light, and the semi-transparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through is substantially 180
The photomask manufacturing method is characterized in that the main pattern and the auxiliary pattern are both made of transparent regions and have the same phase.
なうために用いるホトマスクの補助パタンを、マスクパ
タン設計用の装置により、次ぎのステップにより決定
し、（１）上記ホトマスクに形成する少なくとも２個の
主パタンのデータに基づいて、上記各主パタンの外周線
を、所定の距離Ｌだけ外側にそれぞれ移動させ、拡大さ
れた外周線を決定し、（２）上記各拡大された外周線が
所定距離Ｍ以下に接近した位置を検出し、（３）上記接
近した位置が検出されたとき、上記接近した位置に、予
め定められた形状の１個又は複数個の補助パタンを決定
し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成することを特徴とするホトマスク
の製造方法。28. (a) An auxiliary pattern of a photomask used for performing pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the next step, and (1) at least 2 is formed on the photomask. Based on the data of the individual main patterns, the outer peripheral lines of the respective main patterns are moved outward by a predetermined distance L to determine the expanded outer peripheral lines, and (2) the respective expanded outer peripheral lines are (3) When one of a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape is determined at the approached position, the approached position is detected within a predetermined distance M or less, and (3) when the approached position is detected, b) A method of manufacturing a photomask, which comprises forming the main pattern and the determined auxiliary pattern on a photomask substrate.
において、上記ホトマスクは、露光光に対して半透明な
領域と、透明な領域とを含み、上記半透明な領域と、上
記透明な領域とを通過する光の位相差が実質的に１８０
°であり、上記主パタンと上記補助パタンは、いずれも
透明な領域からなり、かつ、同位相であることを特徴と
するホトマスクの製造方法。29. The method of manufacturing a photomask according to claim 28, wherein the photomask includes a semitransparent region and a transparent region for exposure light, and the semitransparent region and the transparent region. The phase difference of the light passing through is substantially 180
The photomask manufacturing method is characterized in that the main pattern and the auxiliary pattern are both made of transparent regions and have the same phase.
なうために用いるホトマスクの補助パタンを、マスクパ
タン設計用の装置により、次ぎのステップにより決定
し、（１）上記ホトマスクに形成する少なくとも１個の
主パタンのデータと投影光学系の光学条件を表わすパラ
メータに基づいて、上記投影光学系で得られる上記主パ
タンの投影像光強度分布を計算し、（２）上記投影像光
強度分布と上記主パタンから、上記主パタンに対応する
領域以外の領域で、光強度が所定値より大きい領域を決
定し、（３）上記所定値より大きい領域が決定されたと
き、上記所定値より大きい領域に対応するホトマスクの
領域に、１個又は複数個の補助パタンを決定し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）投影光学装置により、上記主パタン及び決定され
た上記補助パタンが形成されたホトマスクを用い、投影
露光することを特徴とするパタン形成方法。30. (a) An auxiliary pattern of a photomask used for pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the next step, and (1) at least 1 is formed on the photomask. The projected image light intensity distribution of the main pattern obtained by the projection optical system is calculated on the basis of the data of the individual main patterns and the parameters representing the optical conditions of the projection optical system, and (2) the projected image light intensity distribution From the main pattern, a region other than the region corresponding to the main pattern is determined to have a light intensity larger than a predetermined value, and (3) when a region larger than the predetermined value is determined, a region larger than the predetermined value. In the area of the photomask corresponding to, one or more auxiliary patterns are determined, (b) the main pattern and the determined auxiliary patterns are formed on the photomask substrate, (C) A pattern forming method, wherein projection exposure is performed using a photomask on which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed by a projection optical device.
なうために用いるホトマスクの補助パタンを、マスクパ
タン設計用の装置により、次ぎのステップにより決定
し、（１）上記ホトマスクに形成する少なくとも２個の
主パタンのデータに基づいて、上記各主パタンの外周線
を、所定の距離Ｌだけ外側にそれぞれ移動させ、拡大さ
れた外周線を決定し、（２）上記各拡大された外周線が
所定距離Ｍ以下に接近した位置を検出し、（３）上記接
近した位置が検出されたとき、上記接近した位置に、予
め定められた形状の１個又は複数個の補助パタンを決定
し、 （ｂ）ホトマスク基板に、上記主パタン及び決定された
上記補助パタンを形成し、 （ｃ）投影光学装置により、上記主パタン及び決定され
た上記補助パタンが形成されたホトマスクを用い、投影
露光することを特徴とするパタン形成方法。31. (a) An auxiliary pattern of a photomask used for performing pattern transfer by a projection optical system is determined by a mask pattern designing device in the next step, and (1) at least 2 is formed on the photomask. Based on the data of the individual main patterns, the outer peripheral lines of the respective main patterns are moved outward by a predetermined distance L to determine the expanded outer peripheral lines, and (2) the respective expanded outer peripheral lines are (3) When one of a plurality of auxiliary patterns having a predetermined shape is determined at the approached position, the approached position is detected within a predetermined distance M or less, and (3) when the approached position is detected, b) The main pattern and the determined auxiliary pattern are formed on a photomask substrate, and (c) the photomask on which the main pattern and the determined auxiliary pattern are formed by a projection optical device. Used, the pattern forming method characterized by projection exposure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367395A JPH0934098A (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Photomask, manufacture of photomask, formation of pattern, manufacture of semiconductor device, and device for designing mask pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367395A JPH0934098A (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Photomask, manufacture of photomask, formation of pattern, manufacture of semiconductor device, and device for designing mask pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0934098A true JPH0934098A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16139933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18367395A Pending JPH0934098A (en) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Photomask, manufacture of photomask, formation of pattern, manufacture of semiconductor device, and device for designing mask pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0934098A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006179938A (en) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | Optimization for avoiding side lobe printing |
| JP2006189845A (en) * | 2005-01-03 | 2006-07-20 | Synopsys Inc | Method and apparatus for placing assist feature |
| JP2013190828A (en) * | 2007-06-04 | 2013-09-26 | Asml Netherlands Bv | Method for performing model-based lithography guided layout design |
| JP5882520B1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-03-09 | トーヨーカネツ株式会社 | Storage tank structure and storage method |
| US9779186B2 (en) | 2007-08-28 | 2017-10-03 | Asml Netherlands B.V. | Methods for performing model-based lithography guided layout design |
-
1995
- 1995-07-20 JP JP18367395A patent/JPH0934098A/en active Pending
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