JPH11133585A - Mask for exposure and its production - Google Patents
Mask for exposure and its productionInfo
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- JPH11133585A JPH11133585A JP29842997A JP29842997A JPH11133585A JP H11133585 A JPH11133585 A JP H11133585A JP 29842997 A JP29842997 A JP 29842997A JP 29842997 A JP29842997 A JP 29842997A JP H11133585 A JPH11133585 A JP H11133585A
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- pattern
- exposure
- photomask
- dummy
- patterns
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Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造に
使用するフォトマスクおよびフォトレチクル等の露光用
マスクに関し、特に、半導体装置上でのパターン形成を
高精度に行うための露光用マスク及びその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure mask such as a photomask and a photo reticle used for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an exposure mask for performing pattern formation on a semiconductor device with high accuracy and its exposure. It relates to a manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、半導体装置上に形成するレジスト
パターンの形成技術としてフォトマスクと縮小投影露光
装置を使用した光リソグラフィ技術が用いられている
が、近年における半導体装置の集積度の上昇、及びこれ
に伴う半導体装置上に形成するパターンの徹細寸法化に
より、前記した光リソグラフィ技術では、焦点深度（De
pth Of Focus、以下ＤＯＦと挿する）を確保することが
重要になっている。このＤＯＦを確保するためには、半
導体装置に形成するパターンの繰り返し性を向上させる
ことが有効であることが知られているが、孤立したライ
ンパターンではこの繰り返し性を満たすことができず、
前記したＤＯＦの確保が困難になっている。このため、
このような孤立したラインパターンに対しては、その近
傍にダミーパターンを配置し、このダミーパターンによ
って繰り返し性を確保する技術が提案されている。例え
ば、持開平８−４５８１０号公報に示された例を説明す
る。2. Description of the Related Art At present, an optical lithography technique using a photomask and a reduction projection exposure apparatus is used as a technique for forming a resist pattern formed on a semiconductor device. Due to the fine dimensions of the pattern formed on the semiconductor device accompanying this, the above-mentioned optical lithography technology has a
pth Of Focus (hereinafter, referred to as DOF)) is important. It is known that in order to secure the DOF, it is effective to improve the repeatability of a pattern formed on a semiconductor device. However, an isolated line pattern cannot satisfy the repeatability.
It is difficult to secure the above-mentioned DOF. For this reason,
For such an isolated line pattern, a technique has been proposed in which a dummy pattern is arranged in the vicinity of the isolated line pattern and repeatability is ensured by the dummy pattern. For example, an example disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-45810 will be described.
【０００３】この公報に記載の技術では、図１２（ａ）
に示すような、形成しようとする所望パターン１０１に
対して、図１２（ｂ）に示すように、前記所望パターン
１０１の両隣に複数の、ここでは各２個のダミーパター
ン１０２を形成した第１フォトマスク１１Ａを形成す
る。そして、この第１フォトマスク１１Ａを用いて半導
体基板にパターン露光を行うことで、図１３（ａ）のよ
うに、所望パターンとダミーパターンの各パターンが形
成される。しかる上で、図１３（ｂ）のように、所望パ
ターンは露光せず、ダミーパターンのみを露光するパタ
ーンの第２フォトマスク１２Ａを形成し、この第２フォ
トマスク１２Ａを用いて前記ダミーパターン１０２を露
光することにより、結果的に前記半導体基板では所望パ
ターンのみが露光されない状態が生じ、所望パターンの
露光が実現されることになる。In the technique described in this publication, FIG.
As shown in FIG. 12B, a first pattern in which a plurality of dummy patterns 102 (here, two dummy patterns 102 each) are formed on both sides of the desired pattern 101 as shown in FIG. A photomask 11A is formed. Then, by performing pattern exposure on the semiconductor substrate using the first photomask 11A, desired patterns and dummy patterns are formed as shown in FIG. 13A. Then, as shown in FIG. 13B, a second photomask 12A of a pattern exposing only the dummy pattern without exposing the desired pattern is formed, and the dummy pattern 102 is formed by using the second photomask 12A. As a result, a state occurs in which only the desired pattern is not exposed on the semiconductor substrate, and the exposure of the desired pattern is realized.
【０００４】図１４はその状態を示す図であり、図１４
（ａ）のように、半導体基板１上にはポジ型のフォトレ
ジスト２が塗布されており、第１の露光工程では図１９
に示した第１フォトマスク１１Ａを用いて前記フォトレ
ジスト２に縮小投影露光を行うことで、前記フォトレジ
ストの所望パターン１０１とダミーパターン１０２以外
の領域が露光されて第１の露光部２１が形成される。次
に、図１４（ｂ）のように、図１３（ｂ）に示した第２
フォトマスク１２Ａを用いて前記フォトレジスト２に対
して縮小投影露光を行うことで、前記ダミーパターン１
０２の領域が露光されて第２の露光部２２が形成され
る。したがって、所望パターン１０１のみが露光されな
い状態となり、このフォトレジスト２を現像すること
で、ボジ型のフォトレジストは現像処理により露光部は
溶解し、末露光部は溶解しない性質を持っているので、
図１４（ｃ）のように、所望パターンのみがフォトレジ
ストパターンとし残されることになる。以降は、この所
望パターンを利用して半導体基板１の表面エッチングを
行うことで、半導体基板上に所望パターンを形成するこ
とが可能となる。FIG. 14 is a diagram showing this state.
As shown in FIG. 19A, a positive photoresist 2 is applied on a semiconductor substrate 1, and in a first exposure step, the photoresist 2 shown in FIG.
By performing reduced projection exposure on the photoresist 2 using the first photomask 11A shown in (1), a region other than the desired pattern 101 and the dummy pattern 102 of the photoresist is exposed to form the first exposed portion 21. Is done. Next, as shown in FIG. 14B, the second
By performing reduced projection exposure on the photoresist 2 using a photomask 12A, the dummy pattern 1 is exposed.
The second area 22 is formed by exposing the area 02. Therefore, only the desired pattern 101 is not exposed, and by developing this photoresist 2, the exposed portion of the body-shaped photoresist is dissolved by the developing process, and the exposed portion is not dissolved, and
As shown in FIG. 14C, only the desired pattern is left as a photoresist pattern. Thereafter, the desired pattern can be formed on the semiconductor substrate by etching the surface of the semiconductor substrate 1 using the desired pattern.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このように、所望パタ
ーン１０１の近傍にダミーパターン１０２を配置したフ
ォトマスク１１Ａを用いて露光を行うことにより、パタ
ーンの繰り返し性を向上させ、これによりＤＯＦを向上
させることは有効であるが、複数の所望パターンが存在
する場合に、各所望パターンに対してそれぞれダミーパ
ターンを配設した場合に、相互のダミーパターンが相互
に干渉し、あるいは他の所望パターンに対して影響を与
え、ＤＯＦの向上効果が低減されるという問題が生じる
ことがある。例えば、図１５（ａ）のように、２つの所
望パターン１０１が所要の間隔で存在する場合に、それ
ぞれの所望パターン１０１に対してピッチ寸法Ｐｘでダ
ミーパターン１０２を格子状に配置しようとした場合
に、各所望パターン１０１の間のスペースが少ないと、
両所望パターン間に配置されるダミーパターン１０２が
他の所望パターンやダミーパターンと干渉してしまうた
め、所望パターン１０１間にダミーパターンを配置する
ことができなくなり、ＤＯＦを向上するための繰り返し
性が確保できなくなる。また、図１５（ｂ）のように、
所望パターン１０１間にダミーパターン１０２を配置す
るスペースが確保された場合でも、それぞれのダミーパ
ターン１０２が相互に重なってしまい、同様にパターン
の繰り返し性が確保できないという問題が生ずる。As described above, by performing exposure using the photomask 11A in which the dummy pattern 102 is disposed in the vicinity of the desired pattern 101, the repeatability of the pattern is improved, thereby improving the DOF. Although it is effective to perform the above, when a plurality of desired patterns are present, if dummy patterns are provided for each of the desired patterns, the dummy patterns interfere with each other, or may interfere with other desired patterns. In some cases, there is a problem that the effect of improving the DOF is reduced. For example, as shown in FIG. 15A, when two desired patterns 101 are present at a required interval, and dummy patterns 102 are arranged in a grid pattern with a pitch dimension Px for each desired pattern 101. If the space between the desired patterns 101 is small,
Since the dummy pattern 102 arranged between the two desired patterns interferes with another desired pattern or the dummy pattern, the dummy pattern cannot be arranged between the desired patterns 101, and the repeatability for improving the DOF is reduced. It cannot be secured. Also, as shown in FIG.
Even when a space for arranging the dummy patterns 102 is secured between the desired patterns 101, the respective dummy patterns 102 overlap with each other, and similarly, a problem arises in that the repeatability of the patterns cannot be secured.
【０００６】本発明の目的は、このようなダミーパター
ンの繰り返し性を確保し、半導体装置上でのフォトマス
クを用いたパターン形成を高精度に行うことを可能にし
た露光用マスクとその製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide an exposure mask and a method for manufacturing the same, which ensure the repeatability of such a dummy pattern and enable a pattern to be formed on a semiconductor device using a photomask with high accuracy. Is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、フォトレジス
トに対して第１のフォトマスクを用いて第１の露光を行
い、前記フォトレジストに対して第２のフォトマスクを
用いて第２の露光を行い、前記第１の露光と第２の露光
により前記フォトレジストに所要のレジストパターンを
形成するための露光用マスクにおいて、前記第１のフォ
トマスクは規則的に配置された複数の格子点のそれぞれ
に第１のパターンが形成され、前記第２のフォトマスク
は前記複数の格子点のうち選択された格子点に前記１の
パターン以上の大きさの第２のパターンが形成されてい
ることを特徴とする。前記第１のパターンは、パターン
形成を行う所要パターンとダミーパターンを含んでお
り、前記第２のパターンは前記ダミーパターンを含む領
域に形成される。また、前記第２のパターンは、前記ダ
ミーパターンと同一パターンであり、あるいは、前記ダ
ミーパターンと、前記ダミーパターン間の領域を含む領
域に形成される。According to the present invention, a first exposure is performed on a photoresist using a first photomask, and a second exposure is performed on the photoresist using a second photomask. In an exposure mask for performing exposure and forming a required resist pattern on the photoresist by the first exposure and the second exposure, the first photomask has a plurality of regularly arranged lattice points. A first pattern is formed on each of the plurality of grid points, and the second photomask has a second pattern having a size equal to or greater than the one pattern formed at a grid point selected from the plurality of grid points. It is characterized by. The first pattern includes a required pattern for pattern formation and a dummy pattern, and the second pattern is formed in a region including the dummy pattern. The second pattern is the same pattern as the dummy pattern, or is formed in a region including the dummy pattern and a region between the dummy patterns.
【０００８】また、本発明の製造方法は、フォトレジス
トに対して第１のフォトマスクを用いて第１の露光を行
い、前記フォトレジストに対して第２のフォトマスクを
用いて第２の露光を行い、前記第１の露光と第２の露光
により前記フォトレジストに所要のレジストパターンを
形成するための露光用マスクを製造するに際し、前記第
１のフォトマスクの作成では、所要パターンを形成する
領域に規則性のある複数の格子点を設定する工程と、前
記設定された格子点のそれぞれに所望パターンとダミー
パターンからなる第１のパターンを配置する工程とを備
え、前記第２のフォトマスクの作成では、前記ダミーパ
ターンが配置された格子点に前記ダミーパターン以上の
大きさの第２のパターンを配置する工程とを備えること
を特徴とする。この場合、前記第２のパターンを配置す
る際に、前記ダミーパターンと、前記ダミーパターンの
間の領域を共に含む領域に配置してもよい。Further, in the manufacturing method of the present invention, a first exposure is performed on a photoresist using a first photomask, and a second exposure is performed on the photoresist using a second photomask. When manufacturing an exposure mask for forming a required resist pattern on the photoresist by the first exposure and the second exposure, a required pattern is formed in the creation of the first photomask. A step of setting a plurality of grid points having regularity in an area, and a step of arranging a first pattern including a desired pattern and a dummy pattern at each of the set grid points; Is characterized by comprising a step of arranging a second pattern having a size equal to or larger than the dummy pattern at a grid point where the dummy pattern is arranged. In this case, when arranging the second pattern, the second pattern may be arranged in a region including both the dummy pattern and a region between the dummy patterns.
【０００９】すなわち、本発明の露光用マスクの製造方
法を、図１のフローチャートを用いて説明すると、格子
点設定工程Ｓ１と、所望パターン設計工程Ｓ２と、ダミ
ーパターン設計工程Ｓ３とを有している。前記格子点設
定工程Ｓ１では、格子点領域と格子点間隔を設定する。
また、所望パターン設計工程Ｓ２では、所望パターンの
パターンデータを作成し、前記格子点領域の格子点上に
配置する。さらに、ダミーパターン設計工程Ｓ３では、
ダミーパターンデータを作成し、所望パターンが配置さ
れない格子点を満すようにダミーパターンを位置する。
その上で、前記格子点設定工程、所望パターン設計工
程、ダミーパターン設計工程から得られるパターンデー
タに基づいてマスク製造工程Ｓ４で第１のフォトマスク
と第２のフォトマスクを製造する。More specifically, the method of manufacturing an exposure mask according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 1. The method includes a lattice point setting step S1, a desired pattern designing step S2, and a dummy pattern designing step S3. I have. In the grid point setting step S1, a grid point area and a grid point interval are set.
In the desired pattern design step S2, pattern data of a desired pattern is created and arranged on grid points in the grid point area. Further, in the dummy pattern design step S3,
Dummy pattern data is created, and the dummy pattern is positioned so as to fill a lattice point where a desired pattern is not arranged.
Then, a first photomask and a second photomask are manufactured in a mask manufacturing step S4 based on the pattern data obtained from the lattice point setting step, the desired pattern designing step, and the dummy pattern designing step.
【００１０】第１のフォトマスクでは、所望パターンと
ダミーパターンが格子点領域の全ての格子点上を満たす
ように配置されるため、第１のフォトマスクの全てのパ
ターンにわたって繰り返し性が確保され、第１のフォト
マスクを用いた露光工程でのＤＯＦが向上する。また、
第２のフォトマスクはダミーパターンを消去するフォト
マスクとして構成されるため、第２のフォトマスクのパ
ターンにより任意の所望パターンの形状を容易に得るこ
とが可能となる。In the first photomask, the desired pattern and the dummy pattern are arranged so as to fill all the lattice points in the lattice point area, so that repeatability is ensured over all the patterns of the first photomask. DOF in an exposure step using the first photomask is improved. Also,
Since the second photomask is configured as a photomask for erasing the dummy pattern, an arbitrary desired pattern shape can be easily obtained by the pattern of the second photomask.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。先ず、図２（ａ）は
格子点設定工程を説明する図であり、格子点領域３１
を、所望パターン１０１を配置する領域３２と、この領
域の外周領域のダミーパターン１０２を配置できる領域
３３として設定する。また、この格子点数定工程では、
前記格子点領域３１の位置座標を出力する。ここでは、
領域の右下点と左上点の各座標（ｘ１，ｙｌ），（ｘ
２，ｙ２））と、格子点間隔（Ｐｘ，Ｐｙ）を出力す
る。なお、出力形式は、ｘとｙ方向の格子点数（ｉ，
ｊ）を使用した形式でも良い。Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 2A is a diagram for explaining a grid point setting step, and shows a grid point area 31.
Are set as an area 32 where the desired pattern 101 is arranged and an area 33 where the dummy pattern 102 in the outer peripheral area of this area can be arranged. In this grid point number determination process,
The position coordinates of the grid point area 31 are output. here,
The coordinates (x1, yl) of the lower right point and the upper left point of the area, (x
2, y2)) and the grid point interval (Px, Py) are output. The output format is the number of grid points in the x and y directions (i,
The format using j) may be used.
【００１２】次に、図２（ｂ）は所望パターン設計工程
を説明する図であり、前記所望パターン配置領域３２に
配置する所望パターン１０１のパターンデータを作成
し、これを格子点領域３１中の格子点上に配置する。そ
して、この所望パターン１０１のパターンデータと、こ
れを配置した位置を出力する。ここでは、（ｉ，ｊ）＝
（３，６）（６，３）（８，５）（８，６）（９，４）
（９，５）（９，６）を出力する。）Next, FIG. 2B is a diagram for explaining a desired pattern design step. Pattern data of a desired pattern 101 to be arranged in the desired pattern arrangement area 32 is created, and the created pattern data is stored in the grid point area 31. Place on grid points. Then, the pattern data of the desired pattern 101 and the position where the pattern data is arranged are output. Here, (i, j) =
(3,6) (6,3) (8,5) (8,6) (9,4)
(9,5) (9,6) is output. )
【００１３】次に、図２（ｃ）はダミーパターン設計工
程を説明する図であり、ダミーパターンデー夕を作成
し、ダミーパターン１０２を格子点領域３１中の格子点
上に配置する。このとき、ダミーパターン１０２は、前
記格子点領域３１中の所望パターン１０１が配置されて
いない格子点を満すように配置されることは言うまでも
ない。さらに、このダミーパターン設計工程では、ダミ
ーパターンデータと、これを配置した位置を出力する。Next, FIG. 2C is a diagram for explaining a dummy pattern designing process. A dummy pattern data is created, and the dummy pattern 102 is arranged on a lattice point in the lattice point area 31. At this time, it goes without saying that the dummy pattern 102 is arranged so as to fill the lattice points in the lattice point area 31 where the desired pattern 101 is not arranged. Further, in the dummy pattern designing step, the dummy pattern data and the position where the dummy pattern data is arranged are output.
【００１４】しかる上で、前記図２のパターンに基づい
て第１のフォトマスク１１と第２のフォトマスク１２を
作成する。図３（ａ）に示す第１のフォトマスク１１
は、図２（ａ）の格子点領域３１の位置座標、格子点間
隔と、図２（ｂ）及び図２（ｃ）の所望パターンデータ
とダミーパターンデータを用いて作成する。このとき、
第１のフォトマスク１１では、所望パターン１０１及び
ダミーパターン１０２が暗部として、すなわち、露光光
が遮光される第１のパターンとなるように作成する。ま
た、図３（ｂ）に示す第２のフォトマスク１２は、図２
（ａ）の格子点領域３１の位置座標、格子点間隔と、図
２（ｃ）のダミーパターンデータを用いて作成する。こ
のとき、第２のフォトマスク１２での明暗は、ダミーパ
ターン１０２が明部として、すなわち、露光光が透過さ
れる第２のパターンとなるように作成する。Then, a first photomask 11 and a second photomask 12 are formed based on the pattern shown in FIG. First photomask 11 shown in FIG.
Is created using the position coordinates of the grid point area 31 in FIG. 2A, the grid point interval, the desired pattern data and the dummy pattern data in FIGS. 2B and 2C. At this time,
In the first photomask 11, the desired pattern 101 and the dummy pattern 102 are formed as dark portions, that is, the first pattern in which exposure light is shielded. Further, the second photomask 12 shown in FIG.
It is created using the position coordinates of the grid point area 31 in FIG. 2A, the grid point interval, and the dummy pattern data in FIG. At this time, the brightness of the second photomask 12 is created such that the dummy pattern 102 is a bright portion, that is, a second pattern through which exposure light is transmitted.
【００１５】このように作成された第１及び第２のフォ
トマスクを用いたフォトレジストパターンの形成方法を
説明する。先ず、図４（ａ）のように、半導体基板１上
にネガ型レジストを塗布し、レジスト膜２を形成する。
次いで、前記第１のフォトマスク１１を用いた縮小投影
露光を行い、前記半導体基板１上のレジスト膜２に前記
第１のパターンからなる第１の露光部２１を形成する。
この第１の露光部２１は、前記第１のフォトマスクの所
望パターンとダミーパターンが存在しない領域に形成さ
れる。次に、図４（ｂ）のように、第２のフォトマスク
１２を用いた縮小投影露光を行い、前記半専体基板１上
のレジスト膜２に前記第２のパターンからなる第２の露
光部２２を形成する。この第２の露光部２２は、前記ダ
ミーパターンが存在する領域である。これにより、所望
パターン１０１を除く領域に全て露光光が照射されるこ
とになる。したがって、このレジストに対して現像処理
を行うことで、図４（ｃ）のように、所望パターン領域
のみレジストが除去されたレジストパターンが得られ
る。このレジストパターンを用いて半導体基板１をエッ
チングすることで、所望パターンの領域のみにエッチン
グが施され、所望パターンが形成される。A method for forming a photoresist pattern using the first and second photomasks formed as described above will be described. First, as shown in FIG. 4A, a negative resist is applied on the semiconductor substrate 1 to form a resist film 2.
Next, a reduced projection exposure using the first photomask 11 is performed to form a first exposed portion 21 having the first pattern on the resist film 2 on the semiconductor substrate 1.
The first exposure portion 21 is formed in a region where the desired pattern and the dummy pattern of the first photomask do not exist. Next, as shown in FIG. 4B, reduction projection exposure using a second photomask 12 is performed, and a second exposure comprising the second pattern is performed on the resist film 2 on the semi-exclusive substrate 1. The part 22 is formed. The second exposure section 22 is an area where the dummy pattern exists. As a result, the entire region excluding the desired pattern 101 is irradiated with the exposure light. Therefore, by performing development processing on this resist, a resist pattern in which the resist is removed only in the desired pattern region is obtained as shown in FIG. By etching the semiconductor substrate 1 using this resist pattern, only the region of the desired pattern is etched, and the desired pattern is formed.
【００１６】この実施形態から判るように、本発明で
は、パターン設計において、全ての所望パターン１０１
とダミーパターン１０２を、一義的に設定した格子点上
に配置するため、所望パターン１０１とダミーパターン
１０２、あるいは、ダミーパターン１０２とダミーパタ
ーン１０２が重なり合うことなく転置できる。また、ダ
ミーパターン１０２は所望パターン１０１が配置されて
いない格子点を満すように配置するため、所望パターン
１０１の配置位置を決定すると、ダミーパターン１０２
の配置位置も一義的に決定されることになる。したがっ
て、この所望パターンとダミーパターンに基づいて作成
される第１のフォトマスク１１は、所望パターンとダミ
ーパターンとで格子点領域３１の全て領域にパターンが
配置されることになりるため、全てのパターン１０１で
繰り返し性が確保される。このことから、第１のフォト
マスク１１を用いた縮小投影露光を行う第１の露光工程
では、繰り返し性が確保され、ＤＯＦが向上される。As can be seen from this embodiment, in the present invention, all desired patterns 101
Since the dummy pattern 102 and the dummy pattern 102 are arranged on the uniquely set lattice points, the desired pattern 101 and the dummy pattern 102 or the dummy pattern 102 and the dummy pattern 102 can be transposed without overlapping. Further, since the dummy pattern 102 is arranged so as to fill the lattice points where the desired pattern 101 is not arranged, when the arrangement position of the desired pattern 101 is determined, the dummy pattern 102 is determined.
Is also uniquely determined. Therefore, in the first photomask 11 created based on the desired pattern and the dummy pattern, the pattern is arranged in the entire lattice point region 31 with the desired pattern and the dummy pattern. The pattern 101 ensures repeatability. Accordingly, in the first exposure step of performing the reduced projection exposure using the first photomask 11, repetition is ensured and DOF is improved.
【００１７】なお、前記した第１のフォトマスク１１を
用いた露光工程において、ＤＯＦが向上する効果を、光
強度シミュレーションにより確認した結果を示す。ここ
で、ポジ型レジストを使用し繰り返し性が完全でない場
合の例としては、図５（ａ）のホールパターンの配置を
用い、ネガ型レジストと第１のフォトマスク１１を使用
した本発明の例としては、図５（ｂ）に示した全ての格
子点上を満たしたホールパターンの配置を用いた。さら
に、光強度シミュレーションの条件は、露光波長を２４
８ｎｍとし、縮小投影露光でのレンズの開口数（ＮＡ）
を０．５５とした輪帯照明法を使用する条件とした。ま
た、格子点間隔は０．４μｍとし、ホールパターン寸法
は０．２×０．２μｍとした。そして、光強度シミュレ
ーションから得られた焦点深度曲線を図６に示す。同図
から、設計寸法値（０．２μｍ）からの寸法値の変化が
１０％以内である焦点範囲をＤＯＦとし、これを算出し
た。この結果は、図５（ａ）のパターン配置では、ＤＯ
Ｆが０．７μｍ程度であり、本発明で用いる図５（ｂ）
のパターン配置では１．２μｍ程度あり、これから本発
明はＤＯＦ向上に効果をもつことが確認できた。The effect of improving the DOF in the exposure step using the first photomask 11 is shown by a light intensity simulation. Here, as an example of the case where the positive resist is used and the repeatability is not perfect, an example of the present invention using the negative resist and the first photomask 11 using the arrangement of the hole patterns shown in FIG. 5B, the arrangement of the hole patterns filling all the lattice points shown in FIG. 5B was used. Further, the conditions of the light intensity simulation are as follows:
8nm, lens numerical aperture (NA) in reduced projection exposure
Was set to 0.55 and the condition for using the annular illumination method was used. The lattice point interval was 0.4 μm, and the hole pattern size was 0.2 × 0.2 μm. FIG. 6 shows a depth of focus curve obtained from the light intensity simulation. From this figure, the DOF was defined as the focal range where the change in the dimension value from the design dimension value (0.2 μm) was within 10%, and this was calculated. This result indicates that the pattern arrangement shown in FIG.
F is about 0.7 μm, and FIG.
In this pattern arrangement, it was about 1.2 μm, from which it was confirmed that the present invention was effective in improving DOF.
【００１８】また、本発明では、図７（ｂ）に示すよう
な、ダミーパターン１０２のパターンデータの寸法Ｈ２
を、図７（ａ）に示した所望パターン１０１のパターン
寸法Ｈｌと異なる寸法値に設計することも可能である
が、この場合には、ダミーパターン設計工程で、ダミー
パターン１０２のパターンデータを１個作成することに
より、これを配置した全てのダミーパターン１０２のパ
ターンデータ寸法を変えることが可能である。In the present invention, the size H2 of the pattern data of the dummy pattern 102 as shown in FIG.
Can be designed to have a dimension value different from the pattern dimension Hl of the desired pattern 101 shown in FIG. 7A, but in this case, the pattern data of the dummy pattern 102 is set to 1 in the dummy pattern designing step. By creating the individual pieces, it is possible to change the pattern data dimensions of all the dummy patterns 102 on which the pieces are arranged.
【００１９】前記第１の実施形態では、第２のフォトマ
スクのパターンは、ダミーパターンのみを露光するよう
に形成しているが、所望パターン以外の領域を露光すれ
ばよいため、第２のフォトマスクのパターンをより容易
に形成することも可能となる。例えば、図８（ａ）に示
した配置の所望パターン１０１とダミーパターン１０２
に対して、図８（ｂ）に示すように、ダミーパターン１
０２間に斜線を記した付加パターン１０４を付加したパ
ターンとしてダミーパターン設計を行ってもよい。この
ように、すれば、第２のフォトマスクは、ダミパターン
と付加パターンとの連続した領域を透光領域としたパタ
ーンで形成でき、これにより第２のフォトマスク１２の
製造を容易にし、かつこれを用いた第２の露光工程にお
いて、特にマクス位置合わせが容易になる。In the first embodiment, the pattern of the second photomask is formed so as to expose only the dummy pattern. However, since it is sufficient to expose a region other than the desired pattern, the second photomask is exposed. Also, the pattern of the mask can be formed more easily. For example, the desired pattern 101 and the dummy pattern 102 having the arrangement shown in FIG.
On the other hand, as shown in FIG.
A dummy pattern may be designed as a pattern obtained by adding an additional pattern 104 indicated by oblique lines between 02. In this manner, the second photomask can be formed in a pattern in which a continuous region of the dummy pattern and the additional pattern is a light-transmitting region, thereby facilitating the manufacture of the second photomask 12 and In the second exposure process using this, particularly, the alignment of the mask becomes easy.
【００２０】ここで、前記付加パターン１０４のパター
ンデータの設計は、図９に示すように、ダミーパターン
１０２の配置位置（ｉ，ｊ）に対して、隣接する配置位
置（ｉ＋１，ｊ）（ｉ，ｊ＋１）（ｉ＋１，ｊ＋１）に
ダミーパターン１０２があるないかを判断し、これに応
じて付加パターンデータを発生させればよい。すなわ
ち、隣接する配置位置（ｉ＋１，ｊ〉にダミーパターン
１０２がある場合には、図９（ａ）に示すパターンを付
加し、配置位置（ｉ，ｊ＋１）にダミーパターン１０２
がある場合には、図９（ｂ）に示すパターンを付加し、
配置位置（ｉ＋１，ｊ＋１）にダミーパターン１０２が
ある場合には、図９（ｃ〉に示す付加パターン１０４を
付加すればよい。Here, as shown in FIG. 9, the pattern data of the additional pattern 104 is designed such that the arrangement position (i + 1, j) (i) is adjacent to the arrangement position (i, j) of the dummy pattern 102. , J + 1) (i + 1, j + 1) to determine whether there is a dummy pattern 102, and generate additional pattern data accordingly. That is, when there is a dummy pattern 102 at the adjacent arrangement position (i + 1, j), the pattern shown in FIG. 9A is added, and the dummy pattern 102 is added at the arrangement position (i, j + 1).
If there is, add the pattern shown in FIG.
If there is a dummy pattern 102 at the arrangement position (i + 1, j + 1), an additional pattern 104 shown in FIG. 9C may be added.
【００２１】さらに、本発明では、第１のフォトマスク
１１上で、格子点領域３１以外を暗部とし格子点領域３
１以外に作成する周辺パターン１０３を第２のフォトマ
スク１２上に作成することにより、同一の第１のフォト
マスク１１上を用いて、異なる周辺パターン１０３のレ
ジストパターンを得ることも可能である。例えば、図１
０（ａ）に示すように、第１のフォトマスク１１上には
格子点領域３１を作成し、その他の部分は暗部とする。
ここで、第１のフォトマスク１１上の格子点領域３１以
外の部分を暗部とすることにより、第１の露光では格子
点領域３１以外のレジスト膜２は未露光部となるため、
格子点領域３１以外の部分は第２のフォトマスク１２上
でのパターン形成が可能になる。すなわち、図１０
（ｂ）に示した周辺パターン１０３を第２のフォトマス
ク１２上に作成することで、周辺パターン１０３のレジ
ストパターンを得ることができる。また、図１０（ｃ）
に示した格子点領域３１以外は明部である第２のフォト
マスク１２を作成して、パターンを準形成ずレジスト膜
２を残すことができる．Further, according to the present invention, on the first photomask 11, the area other than the lattice point area 31 is set as a dark part and the lattice point area 3
By forming the peripheral pattern 103 other than 1 on the second photomask 12, it is possible to obtain a resist pattern of a different peripheral pattern 103 using the same first photomask 11. For example, FIG.
As shown in FIG. 0 (a), a lattice point region 31 is formed on the first photomask 11, and the other portions are dark portions.
Here, by setting a portion other than the lattice point region 31 on the first photomask 11 as a dark portion, the resist film 2 other than the lattice point region 31 becomes an unexposed portion in the first exposure.
A portion other than the lattice point region 31 can be patterned on the second photomask 12. That is, FIG.
By forming the peripheral pattern 103 shown in (b) on the second photomask 12, a resist pattern of the peripheral pattern 103 can be obtained. FIG. 10 (c)
The second photomask 12 which is a bright portion other than the lattice point region 31 shown in FIG. 3 is formed, and the resist film 2 can be left without forming a pattern.
【００２２】また、本発明では、第１のフォトマスク１
１では所望パターン１０１を格子点領域３１上の全ての
格子点上が満たされるように配置するため、第２のフォ
トマスク１０２上に作成するダミーパターン１０２の配
置を変えることにより異なる配置の所望パターン１０１
が得られる。したがって、同一の第１のフォトマスク１
１を用いて、所望パターン１０１の配置が異なるレジス
トパターンを得ることもできる。例えば、図１１の例で
は、縦×横が４×８の格子点にパターンを形成した第１
のフォトマスクに対して、図１１（ａ）〜（ｄ）にそれ
ぞれ示すように、格子点領域３１内のダミーパターン１
０２の配置を変えた４種類の第２のフォトマスク１２を
作成し、この第２のフォトマスクを用いて第２の露光を
行うことにより、所望パターン１０１が異なる配置をも
つレジストパターンを得ることができる。In the present invention, the first photomask 1
In No. 1, since the desired pattern 101 is arranged so as to fill all the grid points on the grid point area 31, the desired pattern having a different layout is changed by changing the layout of the dummy pattern 102 created on the second photomask 102. 101
Is obtained. Therefore, the same first photomask 1
1 can be used to obtain a resist pattern in which the arrangement of the desired pattern 101 is different. For example, in the example of FIG. 11, the first pattern in which a pattern is formed
As shown in FIGS. 11A to 11D, the dummy pattern 1
By forming four types of second photomasks 12 having different arrangements of the second photomask 02 and performing second exposure using the second photomasks, it is possible to obtain a resist pattern in which the desired pattern 101 has a different arrangement. Can be.
【００２３】なお、前記各実施形態では、第１のフォト
マスク１１および第２のフォトマスク１２を作成するた
めのパターンデータを、パターンデータ数が少なく好ま
しい例で示したが、これらのパターンデータは前記各実
施形態に限られるものではなく、より一般的な他の形式
でパターンデータを出力することも可能である。In each of the above embodiments, the pattern data for forming the first photomask 11 and the second photomask 12 is shown in a preferred example with a small number of pattern data. The present invention is not limited to the above embodiments, and it is also possible to output pattern data in another more general format.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、第１のフ
ォトマスクには規則性のある格子点のそれぞれに第１の
パターンが配置されているため、パターンが微細化され
た場合でも所望パターンとダミーパターンを規則的に配
置することができ、これによりこの第１のフォトマスク
を用いた露光ではパターンの繰り返し性が確保でき、Ｄ
ＯＦを向上し、高精度かつ微細なパターンの露光及びレ
ジストパターン形成を実現することが可能となる。ま
た、第２のフォトマスクに形成する第２のパターンは、
第１のフォトマスクのダミーパターンあるいはダミーパ
ターンを含むダミーパターン間領域に形成すればよいた
め、第２のパターンの製造精度が緩和でき、製造が容易
なものとなる。さらに、同一の第１のフォトマスクを用
いても、第２のフォトマスクの第２のパターンを変更す
るだけで任意のレジストパターンの形成が可能となり、
マスクの利用価値を高めることが可能となる。As described above, according to the present invention, the first pattern is arranged on each of the regular lattice points on the first photomask. The pattern and the dummy pattern can be arranged regularly, so that the pattern repeatability can be ensured in the exposure using the first photomask.
It is possible to improve OF and realize exposure of a highly accurate and fine pattern and formation of a resist pattern. The second pattern formed on the second photomask is
The second pattern may be formed in the dummy pattern of the first photomask or in a region between the dummy patterns including the dummy pattern. Therefore, the manufacturing accuracy of the second pattern can be reduced, and the manufacturing becomes easy. Furthermore, even if the same first photomask is used, an arbitrary resist pattern can be formed only by changing the second pattern of the second photomask.
It is possible to increase the use value of the mask.
【図１】本発明の露光用マスクの製造方法（設計工程）
を説明するためのフローチャートである。FIG. 1 is a manufacturing method (design step) of an exposure mask of the present invention.
5 is a flowchart for explaining FIG.
【図２】本発明の第１の実施形態のマスク製造工程を説
明するためのマスクパターン図である。FIG. 2 is a mask pattern diagram for explaining a mask manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明における第１及び第２のマスクのパター
ン図である。FIG. 3 is a pattern diagram of first and second masks according to the present invention.
【図４】本発明のマスクを用いた露光工程を説明するた
めの図である。FIG. 4 is a view for explaining an exposure step using a mask of the present invention.
【図５】ＤＯＦ効果を確認するためのマスクのパターン
図である。FIG. 5 is a pattern diagram of a mask for confirming a DOF effect.
【図６】ＤＯＦ効果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a DOF effect.
【図７】ダミーパターンの変形例を説明するための図で
ある。FIG. 7 is a diagram for explaining a modified example of a dummy pattern.
【図８】ダミーパターンが異なる例の第１及び第２のマ
スクのパターン図である。FIG. 8 is a pattern diagram of first and second masks having different dummy patterns.
【図９】ダミーパターンを設計する方法を説明するため
の図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a method of designing a dummy pattern.
【図１０】本発明の他の実施形態の第１及び第２のマス
クのパターン図である。FIG. 10 is a pattern diagram of first and second masks according to another embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の更に他の実施形態の第２のマスクの
パターン図である。FIG. 11 is a pattern diagram of a second mask according to still another embodiment of the present invention.
【図１２】従来の所望パターンとマスクパターンを示す
図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional desired pattern and a mask pattern.
【図１３】従来における第１及び第２のマスクパターン
を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing first and second mask patterns in the related art.
【図１４】従来におけるマスク露光工程を説明するため
の図である。FIG. 14 is a view for explaining a conventional mask exposure step.
【図１５】従来の問題点を説明するためのパターン図で
ある。FIG. 15 is a pattern diagram for explaining a conventional problem.
１ 半導体基板 ２ ネガ型フォトレジスト １１ 第１のフォトマスク １２ 第２のフォトマスク ２１ 第１の露光部 ２２ 第２の露光部 １０１ 所望パターン １０２ ダミーパターン １０３ 周辺パターン １０４ 付加パターン REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 negative photoresist 11 first photomask 12 second photomask 21 first exposure unit 22 second exposure unit 101 desired pattern 102 dummy pattern 103 peripheral pattern 104 additional pattern
Claims (7)
スクを用いて第１の露光を行い、前記フォトレジストに
対して第２のフォトマスクを用いて第２の露光を行い、
前記第１の露光と第２の露光により前記フォトレジスト
に所要のレジストパターンを形成するための露光用マス
クにおいて、前記第１のフォトマスクは規則的に配置さ
れた複数の格子点のそれぞれに第１のパターンが形成さ
れ、前記第２のフォトマスクは前記複数の格子点のうち
選択された格子点に前記第１のパターン以上の大きさの
第２のパターンが形成されていることを特徴とする露光
用マスク。1. A first exposure is performed on a photoresist using a first photomask, and a second exposure is performed on the photoresist using a second photomask.
In an exposure mask for forming a required resist pattern on the photoresist by the first exposure and the second exposure, the first photomask has a plurality of regularly arranged lattice points. One pattern is formed, and the second photomask has a second pattern having a size equal to or larger than the first pattern formed at a grid point selected from the plurality of grid points. Exposure mask.
行う所要パターンとダミーパターンを含んでおり、前記
第２のパターンは前記ダミーパターンを含む領域に形成
されている請求項１に記載の露光用マスク。2. The exposure method according to claim 1, wherein the first pattern includes a required pattern for forming a pattern and a dummy pattern, and the second pattern is formed in a region including the dummy pattern. For mask.
ーンと同一パターンである請求項２に記載の露光用マス
ク。3. The exposure mask according to claim 2, wherein the second pattern is the same pattern as the dummy pattern.
ーンと、前記ダミーパターン間の領域を含む領域に形成
されている請求項２に記載の露光用マスク。4. The exposure mask according to claim 2, wherein the second pattern is formed in a region including the dummy pattern and a region between the dummy patterns.
り、前記第１のパターンは光を遮光するパターンであ
り、第２のパターンは光を透過するパターンである請求
項 に記載の露光用マスク。5. The exposure mask according to claim 1, wherein the photoresist is a negative resist, the first pattern is a pattern that blocks light, and the second pattern is a pattern that transmits light.
スクを用いて第１の露光を行い、前記フォトレジストに
対して第２のフォトマスクを用いて第２の露光を行い、
前記第１の露光と第２の露光により前記フォトレジスト
に所要のレジストパターンを形成するための露光用マス
クを製造するに際し、前記第１のフォトマスクの作成で
は、所要パターンを形成する領域に規則性のある複数の
格子点を設定する工程と、前記設定された格子点のそれ
ぞれに所望パターンとダミーパターンからなる第１のパ
ターンを配置する工程とを備え、前記第２のフォトマス
クの作成では、前記ダミーパターンが配置された格子点
に前記ダミーパターン以上の大きさの第２のパターンを
配置する工程とを備えることを特徴とする露光用マスク
の製造方法。6. A first exposure is performed on the photoresist using a first photomask, and a second exposure is performed on the photoresist using a second photomask.
When manufacturing an exposure mask for forming a required resist pattern on the photoresist by the first exposure and the second exposure, in the production of the first photomask, a region where a required pattern is to be formed is regularly formed. Setting a plurality of grid points having different properties, and arranging a first pattern including a desired pattern and a dummy pattern at each of the set grid points. Arranging a second pattern having a size equal to or larger than the dummy pattern at a grid point where the dummy pattern is arranged.
記ダミーパターンと、前記ダミーパターンの間の領域を
共に含む領域に配置する請求項６に記載の露光用マスク
の製造方法。7. The method of manufacturing an exposure mask according to claim 6, wherein when arranging the second pattern, the second pattern is arranged in a region including both the dummy pattern and a region between the dummy patterns.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29842997A JPH11133585A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Mask for exposure and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29842997A JPH11133585A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Mask for exposure and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133585A true JPH11133585A (en) | 1999-05-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11133585A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-10-30 JP JP29842997A patent/JPH11133585A/en active Pending
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