JPH1115139A - マスクパターン作成方法およびこの方法により形成されたマスク - Google Patents
マスクパターン作成方法およびこの方法により形成されたマスクInfo
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- JPH1115139A JPH1115139A JP16899497A JP16899497A JPH1115139A JP H1115139 A JPH1115139 A JP H1115139A JP 16899497 A JP16899497 A JP 16899497A JP 16899497 A JP16899497 A JP 16899497A JP H1115139 A JPH1115139 A JP H1115139A
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- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/42—Alignment or registration features, e.g. alignment marks on the mask substrates
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスク材料の種類、更にはターゲットパター
ンの種別および大きさにかかわらずアライメントマーク
の大きさを設計パターンに近づけることができ、微細な
ターゲットパターンの重ね合わせ精度を向上させること
ができるマスクパターン作成方法を提供する。 【解決手段】 パターン形成工程毎に、マスク材料（レ
ジスト）の種類に応じて、更にはターゲットパターンの
種別および大きさを考慮し、アライメントマークパター
ン（設計パターン）２０に対してサイジング処理を施し
てサイジングパターン２１とする。このサイジングパタ
ーン２１をマスク基板側に転写した後の転写パターン２
２の形状および大きさは設計サイズのアライメントマー
クパターン２０と実質的に同じとなる。
ンの種別および大きさにかかわらずアライメントマーク
の大きさを設計パターンに近づけることができ、微細な
ターゲットパターンの重ね合わせ精度を向上させること
ができるマスクパターン作成方法を提供する。 【解決手段】 パターン形成工程毎に、マスク材料（レ
ジスト）の種類に応じて、更にはターゲットパターンの
種別および大きさを考慮し、アライメントマークパター
ン（設計パターン）２０に対してサイジング処理を施し
てサイジングパターン２１とする。このサイジングパタ
ーン２１をマスク基板側に転写した後の転写パターン２
２の形状および大きさは設計サイズのアライメントマー
クパターン２０と実質的に同じとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＬＳＩ（Ultra
Large Scale Integrated circuit) などのホトリソグラ
フィ技術に用いられるマスクパターン作成方法およびマ
スクに係り、特に、微細な回路パターン（実パターン）
（以下，ターゲットパターンという）と共に、重ね合わ
せ用のアライメントマークパターンを含むマスクパター
ンを作成するためのマスクパターン作成方法およびこの
方法により形成されたマスクに関する。
Large Scale Integrated circuit) などのホトリソグラ
フィ技術に用いられるマスクパターン作成方法およびマ
スクに係り、特に、微細な回路パターン（実パターン）
（以下，ターゲットパターンという）と共に、重ね合わ
せ用のアライメントマークパターンを含むマスクパター
ンを作成するためのマスクパターン作成方法およびこの
方法により形成されたマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体チップの微細化の要求に伴
い、そのターゲットパターンの寸法は０．２〜０．３５
μｍの微小幅の領域に達しており、このターゲットパタ
ーン幅の微小化に伴って重ね合わせ精度に対する要求も
厳しくなっている。すなわち、ＵＬＳＩなどは深さ方向
で異なって構造となっており、深さ別に微細な回路図形
を持つマスクが数枚必要になり、これらマスクとウェハ
間の重ね合わせ精度が充分でないと、製造歩留りが低下
する。このような重ね合わせ精度を向上させる方法とし
ては、一般に、大別してステージ精度、計測系および各
プロセスを改善する方法が挙げられるが、光リソグラフ
ィ技術に限れば、ウェハに対してマスクの重ね合わせを
行うためのアライメントマークの形成にあたる。
い、そのターゲットパターンの寸法は０．２〜０．３５
μｍの微小幅の領域に達しており、このターゲットパタ
ーン幅の微小化に伴って重ね合わせ精度に対する要求も
厳しくなっている。すなわち、ＵＬＳＩなどは深さ方向
で異なって構造となっており、深さ別に微細な回路図形
を持つマスクが数枚必要になり、これらマスクとウェハ
間の重ね合わせ精度が充分でないと、製造歩留りが低下
する。このような重ね合わせ精度を向上させる方法とし
ては、一般に、大別してステージ精度、計測系および各
プロセスを改善する方法が挙げられるが、光リソグラフ
ィ技術に限れば、ウェハに対してマスクの重ね合わせを
行うためのアライメントマークの形成にあたる。
【０００３】光リソグラフィ技術によるマスクパターン
（ターゲットパターン）の微細化は１０数年に及び、著
しく進化している。これは露光光源の短波長化、レンズ
の高開口数（高ＮＡ）化やレジストの改良によるところ
が大きい。このような微細なターゲットパターンの形成
には、現在、水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）やＫ
ｒＦなどのエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いた
縮小投影型のステッパー等の露光装置が用いられてい
る。このようなターゲットパターンの微細化の進展に対
して、アライメントマークの形状はステッパーの登場以
来、大きな変化はしていない。
（ターゲットパターン）の微細化は１０数年に及び、著
しく進化している。これは露光光源の短波長化、レンズ
の高開口数（高ＮＡ）化やレジストの改良によるところ
が大きい。このような微細なターゲットパターンの形成
には、現在、水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）やＫ
ｒＦなどのエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いた
縮小投影型のステッパー等の露光装置が用いられてい
る。このようなターゲットパターンの微細化の進展に対
して、アライメントマークの形状はステッパーの登場以
来、大きな変化はしていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近、
従来のアライメントマークを使い続けることの弊害が生
じている。これはレジスト材料が波長の短いＫｒＦなど
のエキシマレーザに用いられる化学増幅型レジストに変
わったことも影響している。この化学増幅型のレジスト
材料は露光によって発生した反応を利用して溶解度を高
めたもので、微細パターンの形成においては線幅リニア
リティ性（ＣＤ（Critical Dimension) リニアリティ)
において優れてはいるが、アライメントマークのような
大きなパターンサイズ（１０〜１２μｍ）の場合にはリ
ニアリティの不足により設計サイズから大きく外れるこ
とが知られている。このようなアライメントマークの大
きさの変動は、微細なターゲットパターンを転写する際
に、ターゲットパターンの重ね合わせ精度（アライメン
ト精度）、特に原パターンの拡大または縮小像の描画を
行うスケーリングに悪影響を与える。また、このような
リニアリティの不足に加え、より微細パターンを得るた
めに高開口数のレンズやハーフトーン位相シフトマスク
（ＨＴ−ＰＳＭ）が使用されているが、これらの使用に
より更にマークの形状劣化が問題となっている。これは
レジストの解像限界付近（２４８ｎｍ）またはそれ以下
のサイズのターゲットパターンの形成を目的とするた
め、レジストのリニアリティを無視して露光（例えば露
光量を多めにするオーバー露光）する傾向にあることに
よる。
従来のアライメントマークを使い続けることの弊害が生
じている。これはレジスト材料が波長の短いＫｒＦなど
のエキシマレーザに用いられる化学増幅型レジストに変
わったことも影響している。この化学増幅型のレジスト
材料は露光によって発生した反応を利用して溶解度を高
めたもので、微細パターンの形成においては線幅リニア
リティ性（ＣＤ（Critical Dimension) リニアリティ)
において優れてはいるが、アライメントマークのような
大きなパターンサイズ（１０〜１２μｍ）の場合にはリ
ニアリティの不足により設計サイズから大きく外れるこ
とが知られている。このようなアライメントマークの大
きさの変動は、微細なターゲットパターンを転写する際
に、ターゲットパターンの重ね合わせ精度（アライメン
ト精度）、特に原パターンの拡大または縮小像の描画を
行うスケーリングに悪影響を与える。また、このような
リニアリティの不足に加え、より微細パターンを得るた
めに高開口数のレンズやハーフトーン位相シフトマスク
（ＨＴ−ＰＳＭ）が使用されているが、これらの使用に
より更にマークの形状劣化が問題となっている。これは
レジストの解像限界付近（２４８ｎｍ）またはそれ以下
のサイズのターゲットパターンの形成を目的とするた
め、レジストのリニアリティを無視して露光（例えば露
光量を多めにするオーバー露光）する傾向にあることに
よる。
【０００５】このように従来種々の要因によりアライメ
ントマークの変動が顕著になっている。図３（ａ）〜
（ｄ）はこれらアライメントマーク（例えば５〜１０μ
ｍサイズのＬＳＡマーク）パターンの劣化状態を具体的
に表したものである。図３（ａ）は線幅が例えば０．２
〜０．３μｍの微細なターゲットパターン１００の重ね
合わせ用のアライメントマークパターン２００の設計パ
ターンを示すもので、同図（ｂ）はこのアライメントマ
ークパターン２００を比較的ラフなパターンを形成する
工程に使用される通常のｉ線，ｇ線用のレジスト（ノボ
ラック系レジスト）を使用した場合、同図（ｃ）はアラ
イメントマークパターン２００を比較的微細なパターン
を形成する工程に使用されるＫｒｆエキシマレーザ用の
化学増幅型レジストを使用し、かつオーバ露光した場
合、また同図（ｄ）は同図（ｃ）の場合において、更に
マスクとしてハーフトーン位相シフトマスク（ＨＴ−Ｐ
ＳＭ）を使用した場合の転写パターンの平面形状をそれ
ぞれ示している。同図（ｂ）のように通常のノボラック
系レジストを使用した場合には、マークの四隅において
上述の光近接効果が生じるだけであるが、同図（ｃ）の
ように化学増幅型レジストを使用し、かつオーバー露光
した場合にはマーク形状が全体的に縮小され、また、同
図（ｄ）のようにハーフトーン位相シフトマスクを使用
した場合には更に縮小される。なお、この傾向はレジス
ト種と、ターゲットの線幅などに依存し、設計パターン
に対して拡大や縮小を繰り返す。
ントマークの変動が顕著になっている。図３（ａ）〜
（ｄ）はこれらアライメントマーク（例えば５〜１０μ
ｍサイズのＬＳＡマーク）パターンの劣化状態を具体的
に表したものである。図３（ａ）は線幅が例えば０．２
〜０．３μｍの微細なターゲットパターン１００の重ね
合わせ用のアライメントマークパターン２００の設計パ
ターンを示すもので、同図（ｂ）はこのアライメントマ
ークパターン２００を比較的ラフなパターンを形成する
工程に使用される通常のｉ線，ｇ線用のレジスト（ノボ
ラック系レジスト）を使用した場合、同図（ｃ）はアラ
イメントマークパターン２００を比較的微細なパターン
を形成する工程に使用されるＫｒｆエキシマレーザ用の
化学増幅型レジストを使用し、かつオーバ露光した場
合、また同図（ｄ）は同図（ｃ）の場合において、更に
マスクとしてハーフトーン位相シフトマスク（ＨＴ−Ｐ
ＳＭ）を使用した場合の転写パターンの平面形状をそれ
ぞれ示している。同図（ｂ）のように通常のノボラック
系レジストを使用した場合には、マークの四隅において
上述の光近接効果が生じるだけであるが、同図（ｃ）の
ように化学増幅型レジストを使用し、かつオーバー露光
した場合にはマーク形状が全体的に縮小され、また、同
図（ｄ）のようにハーフトーン位相シフトマスクを使用
した場合には更に縮小される。なお、この傾向はレジス
ト種と、ターゲットの線幅などに依存し、設計パターン
に対して拡大や縮小を繰り返す。
【０００６】このように従来においては、パターン形成
工程毎にレジスト種が異なることやハーフトーン位相シ
フトマスクを使用することなどによって、アライメント
マークパターンが劣化し、設計パターンと大きく異なっ
てくる。このようなアライメントマークパターンの変動
は微細なターゲットパターンの重ね合わせ精度に大きな
影響を与え、製造歩留り低下の原因となる。
工程毎にレジスト種が異なることやハーフトーン位相シ
フトマスクを使用することなどによって、アライメント
マークパターンが劣化し、設計パターンと大きく異なっ
てくる。このようなアライメントマークパターンの変動
は微細なターゲットパターンの重ね合わせ精度に大きな
影響を与え、製造歩留り低下の原因となる。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、マスク材料の種類、更にはターゲッ
トパターンの種別および大きさにかかわらずアライメン
トマークの大きさを設計パターンに近づけることがで
き、微細なターゲットパターンの重ね合わせ精度を向上
させることができるマスクパターン作成方法およびこの
方法により形成されたマスクを提供することにある。
ので、その目的は、マスク材料の種類、更にはターゲッ
トパターンの種別および大きさにかかわらずアライメン
トマークの大きさを設計パターンに近づけることがで
き、微細なターゲットパターンの重ね合わせ精度を向上
させることができるマスクパターン作成方法およびこの
方法により形成されたマスクを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるマスクパタ
ーン作成方法は、パターン形成工程毎に、マスク材料の
種類に応じて、重ね合わせ用のアライメントマークパタ
ーンの設計パターンに対してサイジング処理を施すもの
である。
ーン作成方法は、パターン形成工程毎に、マスク材料の
種類に応じて、重ね合わせ用のアライメントマークパタ
ーンの設計パターンに対してサイジング処理を施すもの
である。
【０００９】本発明によるマスクは、ターゲットパター
ンと共に、マスク材料の種類に応じて設計パターンにサ
イジング処理が施されたアライメントマークパターンを
転写して形成されたアライメントマークを含むものであ
る。
ンと共に、マスク材料の種類に応じて設計パターンにサ
イジング処理が施されたアライメントマークパターンを
転写して形成されたアライメントマークを含むものであ
る。
【００１０】本発明によるマスクパターン作成方法で
は、パターン形成工程毎に、マスク材料の種類に応じて
アライメントマークパターンの設計パターンに対してサ
イジング処理が施されており、マスク材料としてＫｒＦ
などのエキシマレーザ用の化学増幅型レジストが用いら
れた場合において、このレジスト種に起因してアライメ
ントマークパターンの変動が生じたとしても設計パター
ンと同じ大きさのアライメントマークを得ることができ
る。
は、パターン形成工程毎に、マスク材料の種類に応じて
アライメントマークパターンの設計パターンに対してサ
イジング処理が施されており、マスク材料としてＫｒＦ
などのエキシマレーザ用の化学増幅型レジストが用いら
れた場合において、このレジスト種に起因してアライメ
ントマークパターンの変動が生じたとしても設計パター
ンと同じ大きさのアライメントマークを得ることができ
る。
【００１１】本発明によるマスクでは、ターゲットパタ
ーンと共に、マスク材料の種類に応じて設計パターンに
サイジング処理が施されたアライメントマークパターン
を転写して形成されたアライメントマークを含む。従っ
て、アライメントマークの大きさは設計パターンと同じ
大きさのものであり、よってこのアライメントマークが
形成されたマスクを使用することによりターゲットパタ
ーンの重ね合わせ精度が向上する。
ーンと共に、マスク材料の種類に応じて設計パターンに
サイジング処理が施されたアライメントマークパターン
を転写して形成されたアライメントマークを含む。従っ
て、アライメントマークの大きさは設計パターンと同じ
大きさのものであり、よってこのアライメントマークが
形成されたマスクを使用することによりターゲットパタ
ーンの重ね合わせ精度が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１３】本実施の形態のマスクパターン作成方法
は、マスク用のターゲットパターン（実パターン）およ
びアライメントマークパターンを含むマスクパターンを
作成するもので、パターン形成工程毎に、マスク材料
（レジスト）の種類に応じて、更にはターゲットパター
ンの種別（ライン系やホール系）および大きさを考慮し
てアライメントマークパターンに対してサイジング処理
を施すと共に近接効果補正を行うものである。
は、マスク用のターゲットパターン（実パターン）およ
びアライメントマークパターンを含むマスクパターンを
作成するもので、パターン形成工程毎に、マスク材料
（レジスト）の種類に応じて、更にはターゲットパター
ンの種別（ライン系やホール系）および大きさを考慮し
てアライメントマークパターンに対してサイジング処理
を施すと共に近接効果補正を行うものである。
【００１４】すなわち、半導体装置の製造に用いられる
フォトリソグラフィ技術においては、複数のパターン形
成工程があり、個々のパターン形成工程ではマスク材料
が異なる場合がある。例えば、前述のように比較的ラフ
なパターンを形成する工程では露光手段としてｉ線（波
長３６５ｎｍ），ｇ線（波長４３６ｎｍ）が使用され、
これらｉ線およびｇ線に対しては、通常、マスク材とし
てノボラック系のレジストが使用される。これに対し
て、より微細なパターンを形成する工程ではＫｒｆエキ
シマレーザ（波長２４８ｎｍ）が使用され、このレーザ
に対しては露光反応による溶解度を高めた高解像度の化
学増幅型レジストが使用される。このような化学増幅型
レジストが使用された場合、アライメントマークパター
ンの大きさが設計パターンに対して大きく変動しやす
く、微細なターゲットパターンの重ね合わせ精度が低下
することは前述の通りである。
フォトリソグラフィ技術においては、複数のパターン形
成工程があり、個々のパターン形成工程ではマスク材料
が異なる場合がある。例えば、前述のように比較的ラフ
なパターンを形成する工程では露光手段としてｉ線（波
長３６５ｎｍ），ｇ線（波長４３６ｎｍ）が使用され、
これらｉ線およびｇ線に対しては、通常、マスク材とし
てノボラック系のレジストが使用される。これに対し
て、より微細なパターンを形成する工程ではＫｒｆエキ
シマレーザ（波長２４８ｎｍ）が使用され、このレーザ
に対しては露光反応による溶解度を高めた高解像度の化
学増幅型レジストが使用される。このような化学増幅型
レジストが使用された場合、アライメントマークパター
ンの大きさが設計パターンに対して大きく変動しやす
く、微細なターゲットパターンの重ね合わせ精度が低下
することは前述の通りである。
【００１５】このようなことから本実施の形態では、ま
ず、マスク材料の種類に応じて、アライメントマークパ
ターンに対して、予め、サイジング（リサイズ）処理、
すなわち設計パターンよりもパターンの幅を大きくした
り小さくしたりすることにより、マスク材料（レジス
ト）の種類の相違によるアライメントマークの変動の影
響を相殺させるものである。これによりマスクの重ね合
わせ精度を向上させることができる。
ず、マスク材料の種類に応じて、アライメントマークパ
ターンに対して、予め、サイジング（リサイズ）処理、
すなわち設計パターンよりもパターンの幅を大きくした
り小さくしたりすることにより、マスク材料（レジス
ト）の種類の相違によるアライメントマークの変動の影
響を相殺させるものである。これによりマスクの重ね合
わせ精度を向上させることができる。
【００１６】また、本実施の形態では、このマスク材料
の種類に加え、ターゲットパターンの種別および大きさ
をも考慮してサイジングの程度を決定するものである。
の種類に加え、ターゲットパターンの種別および大きさ
をも考慮してサイジングの程度を決定するものである。
【００１７】図３はこのターゲットパターンの種別およ
び大きさを考慮したマスク決定のルーチンを表すもので
ある。すなわち、ターゲットパターンを、配線などのラ
イン（線）形状とコンタクトホールなどのホール（穴）
形状とに大きく分け、ライン形状のパターンである場合
には、ライン幅が露光光源の波長以下のサイズであると
きには本実施の形態のサイジング処理を施し、ライン幅
が露光光源の波長より大きいサイズであるときにはサイ
ジング処理を施すことなく従来と同様の処理を行う。一
方、ターゲットパターンがホール形状のパターンである
場合には、ホール幅が所定のサイズ以下（ｋ1 ≦０．６
０，ｋ1 ；プロセス定数）である場合にアライメントマ
ークパターンに対してサイジング処理を施し、ホール幅
が所定のサイズより大きい（ｋ1 ＞０．６０）場合には
サイジング処理を施すことなく従来と同様の処理を行
う。ターゲットパターンがライン形状およびホール形状
いずれの場合にも、サイジング処理を施す場合には、使
用するレジストやレイヤー、更にアライメントマークの
大きさを決定したのち、マスクの設計を行う。
び大きさを考慮したマスク決定のルーチンを表すもので
ある。すなわち、ターゲットパターンを、配線などのラ
イン（線）形状とコンタクトホールなどのホール（穴）
形状とに大きく分け、ライン形状のパターンである場合
には、ライン幅が露光光源の波長以下のサイズであると
きには本実施の形態のサイジング処理を施し、ライン幅
が露光光源の波長より大きいサイズであるときにはサイ
ジング処理を施すことなく従来と同様の処理を行う。一
方、ターゲットパターンがホール形状のパターンである
場合には、ホール幅が所定のサイズ以下（ｋ1 ≦０．６
０，ｋ1 ；プロセス定数）である場合にアライメントマ
ークパターンに対してサイジング処理を施し、ホール幅
が所定のサイズより大きい（ｋ1 ＞０．６０）場合には
サイジング処理を施すことなく従来と同様の処理を行
う。ターゲットパターンがライン形状およびホール形状
いずれの場合にも、サイジング処理を施す場合には、使
用するレジストやレイヤー、更にアライメントマークの
大きさを決定したのち、マスクの設計を行う。
【００１８】本実施の形態では、更に、上述のようなサ
イジング処理に加えて、近接効果補正を施すものであ
り、これによりアライメントマークパターンの形状を設
計パターンの形状により近づけることができる。すなわ
ち、近接するマスクパターンを透過してきた光が互いに
干渉してパターン形状に影響を及ぼす近接効果現象は、
一般に、電子線露光において顕著に見られるが、光露光
においても精度のパターン依存性があり、例えば図３
（ｂ）〜（ｄ）にも示したように転写パターンの４隅が
かけることがある。このような近接効果による影響を防
止するために、本実施の形態では、例えば、アライメン
トマークパターンの形状が方形である場合に、この方形
パターンの四隅を部分的に拡大（または縮小）するもの
で、これにより近接効果に伴うパターンの４隅の変動を
抑制することができ、サイジング処理と相まってアライ
メントマークパターンを設計パターンとほぼ同じ大きさ
で同じ形状に形成することができる。これにより微細な
ターゲットパターンの重ね合わせ精度が向上する。従っ
て、露光機のレンズとして高開口数のレンズや、マスク
としてハーフトーン位相シフトマスク（ＨＴ−ＰＳＭ）
などを使用し、解像度を上げた場合においてアライメン
トマークパターンの設計パターンが変動した場合におい
ても、重ね合わせ精度が低下することがなく、半導体チ
ップの製造歩留りが向上する。
イジング処理に加えて、近接効果補正を施すものであ
り、これによりアライメントマークパターンの形状を設
計パターンの形状により近づけることができる。すなわ
ち、近接するマスクパターンを透過してきた光が互いに
干渉してパターン形状に影響を及ぼす近接効果現象は、
一般に、電子線露光において顕著に見られるが、光露光
においても精度のパターン依存性があり、例えば図３
（ｂ）〜（ｄ）にも示したように転写パターンの４隅が
かけることがある。このような近接効果による影響を防
止するために、本実施の形態では、例えば、アライメン
トマークパターンの形状が方形である場合に、この方形
パターンの四隅を部分的に拡大（または縮小）するもの
で、これにより近接効果に伴うパターンの４隅の変動を
抑制することができ、サイジング処理と相まってアライ
メントマークパターンを設計パターンとほぼ同じ大きさ
で同じ形状に形成することができる。これにより微細な
ターゲットパターンの重ね合わせ精度が向上する。従っ
て、露光機のレンズとして高開口数のレンズや、マスク
としてハーフトーン位相シフトマスク（ＨＴ−ＰＳＭ）
などを使用し、解像度を上げた場合においてアライメン
トマークパターンの設計パターンが変動した場合におい
ても、重ね合わせ精度が低下することがなく、半導体チ
ップの製造歩留りが向上する。
【００１９】図１（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の具体
的な適用例を表すもので、同図（ａ）はターゲットパタ
ーン１０に対応するアライメントマークパターン２０の
設計パターンを表すものであり、同図（ｂ）は本実施の
形態の方法により設計パターンのアライメントマークパ
ターン２０に対してサイジング処理（ここでは拡大処
理）を施すと共に近接効果補正を行った後のパターン
（サイジングパターン２１）を表している。このサイジ
ングパターン２１の４隅にそれぞれ近接効果補正による
Ｌ字状の拡大部（修飾パターン）２１ａが形成されてい
る。図３（ｃ）はこのサイジングパターン２１をマスク
基板側のレジストに転写した後の転写パターン２２の形
状を表すものである。この転写パターン２２では大きさ
が設計サイズのアライメントマークパターン１０と実質
的に同じであり、またその四隅には近接効果の影響が若
干見られるものの、従来（図３参照）に比べてその程度
は大幅に低減されている。
的な適用例を表すもので、同図（ａ）はターゲットパタ
ーン１０に対応するアライメントマークパターン２０の
設計パターンを表すものであり、同図（ｂ）は本実施の
形態の方法により設計パターンのアライメントマークパ
ターン２０に対してサイジング処理（ここでは拡大処
理）を施すと共に近接効果補正を行った後のパターン
（サイジングパターン２１）を表している。このサイジ
ングパターン２１の４隅にそれぞれ近接効果補正による
Ｌ字状の拡大部（修飾パターン）２１ａが形成されてい
る。図３（ｃ）はこのサイジングパターン２１をマスク
基板側のレジストに転写した後の転写パターン２２の形
状を表すものである。この転写パターン２２では大きさ
が設計サイズのアライメントマークパターン１０と実質
的に同じであり、またその四隅には近接効果の影響が若
干見られるものの、従来（図３参照）に比べてその程度
は大幅に低減されている。
【００２０】また、本実施の形態に係るマスクは、ハー
フトーン位相シフトマスクにより構成され、微細なター
ゲットパターンと共に、上述の方法により、マスク材料
の種類、ターゲットパターンの種別および大きさに応じ
て設計パターンにサイジング処理が施され、かつ近接効
果補正が行われたアライメントマークパターンを転写し
てアライメントマークが形成されたものである。
フトーン位相シフトマスクにより構成され、微細なター
ゲットパターンと共に、上述の方法により、マスク材料
の種類、ターゲットパターンの種別および大きさに応じ
て設計パターンにサイジング処理が施され、かつ近接効
果補正が行われたアライメントマークパターンを転写し
てアライメントマークが形成されたものである。
【００２１】このような本実施の形態に係るマスクで
は、アライメントマークパターンの大きさが設計パター
ンと同じ大きさであるため、このマスクを使用すること
により重ね合わせ精度が向上する。
は、アライメントマークパターンの大きさが設計パター
ンと同じ大きさであるため、このマスクを使用すること
により重ね合わせ精度が向上する。
【００２２】
（実施例１）０．２５μｍのコンタクトホールの形成工
程において、本実施の形態に係るアライメントマーク
（ＬＡＳマーク）パターンを使用し、マスク材として化
学増幅型レジスト、露光光源としてＫｒＦエキシマ（波
長２５４ｎｍ）を使用した。アライメントマークパター
ンには０．３μｍ幅のサイジング処理（拡大処理）を施
すと共にパターンの４隅に０．３μｍ幅の近接効果補正
を行った。このアライメントマークパターンによる重ね
合わせ精度を、シリコンウェハ上のレジストパターンに
対するレジストパターンの重ね合わせを行う「レジスト
対レジスト」の評価試験において調べた。その結果、｜
Ｘ｜（平均値）＋３σ（標準偏差値）において、現状、
９０ｎｍが改善された。また、要因分析でスケーリング
成分が０．４ｐｐｍ改善された。
程において、本実施の形態に係るアライメントマーク
（ＬＡＳマーク）パターンを使用し、マスク材として化
学増幅型レジスト、露光光源としてＫｒＦエキシマ（波
長２５４ｎｍ）を使用した。アライメントマークパター
ンには０．３μｍ幅のサイジング処理（拡大処理）を施
すと共にパターンの４隅に０．３μｍ幅の近接効果補正
を行った。このアライメントマークパターンによる重ね
合わせ精度を、シリコンウェハ上のレジストパターンに
対するレジストパターンの重ね合わせを行う「レジスト
対レジスト」の評価試験において調べた。その結果、｜
Ｘ｜（平均値）＋３σ（標準偏差値）において、現状、
９０ｎｍが改善された。また、要因分析でスケーリング
成分が０．４ｐｐｍ改善された。
【００２３】（実施例２）実施例１と同様に、０．２５
μｍのコンタクトホールの形成工程において、本実施の
形態に係るアライメントマーク（ＬＡＳマーク）パター
ンを使用し、マスク材として化学増幅型レジスト、露光
光源としてＫｒＦエキシマ（波長２５４ｎｍ）を使用し
た。アライメントマークパターンには０．３μｍ幅のサ
イジング処理（拡大処理）を施すと共にパターンの４隅
に０．３μｍ幅の近接効果補正を行った。このアライメ
ントマークパターンによる重ね合わせ精度を、シリコン
ウェハ上の、コンタクトホールが形成された絶縁膜(SiO
2)上にアルミニウム（Ａｌ）膜を形成し、このアルミニ
ウム膜上にコンタクトホールに対応するパターンを有す
るレジストパターンの重ね合わせを行う「アルミニウム
コンタクトホール対アルミニウム膜」の評価試験におい
て、｜Ｘ｜＋３σにおいて、現状、１１０ｎｍが改善さ
れた。また、要因分析でスケーリング成分が０．４ｐｐ
ｍ改善された。
μｍのコンタクトホールの形成工程において、本実施の
形態に係るアライメントマーク（ＬＡＳマーク）パター
ンを使用し、マスク材として化学増幅型レジスト、露光
光源としてＫｒＦエキシマ（波長２５４ｎｍ）を使用し
た。アライメントマークパターンには０．３μｍ幅のサ
イジング処理（拡大処理）を施すと共にパターンの４隅
に０．３μｍ幅の近接効果補正を行った。このアライメ
ントマークパターンによる重ね合わせ精度を、シリコン
ウェハ上の、コンタクトホールが形成された絶縁膜(SiO
2)上にアルミニウム（Ａｌ）膜を形成し、このアルミニ
ウム膜上にコンタクトホールに対応するパターンを有す
るレジストパターンの重ね合わせを行う「アルミニウム
コンタクトホール対アルミニウム膜」の評価試験におい
て、｜Ｘ｜＋３σにおいて、現状、１１０ｎｍが改善さ
れた。また、要因分析でスケーリング成分が０．４ｐｐ
ｍ改善された。
【００２４】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば上記
実施の形態では、パターン形成工程毎に、マスク材料
（レジスト）の種類およびターゲットパターンの種別
（ライン系やホール系）および大きさを考慮してアライ
メントマークパターンに対して選択的にサイジング処理
を施し、かつ近接効果補正を行うようにしたが、マスク
材料の種類のみを考慮してサイジング処理を施す太陽と
してもよい。
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば上記
実施の形態では、パターン形成工程毎に、マスク材料
（レジスト）の種類およびターゲットパターンの種別
（ライン系やホール系）および大きさを考慮してアライ
メントマークパターンに対して選択的にサイジング処理
を施し、かつ近接効果補正を行うようにしたが、マスク
材料の種類のみを考慮してサイジング処理を施す太陽と
してもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るマスク
パターン作成方法では、パターン形成工程毎に、マスク
材料の種類に応じてアライメントマークパターンの設計
パターンに対してサイジング処理を施すようにしたの
で、例えばマスク材料としてＫｒＦなどのエキシマレー
ザ用の化学増幅型レジストが用いられ、このレジスト種
に起因してアライメントマークパターンの変動が生じた
としても設計パターンに近い大きさのアライメントマー
クを得ることができ、ターゲットパターンの重ね合わせ
精度が向上すると共に半導体チップの製造歩留りが向上
するいう効果を奏する。更に、近接効果補正を行うこと
によってよりターゲットパターンの重ね合わせ精度が向
上する。
パターン作成方法では、パターン形成工程毎に、マスク
材料の種類に応じてアライメントマークパターンの設計
パターンに対してサイジング処理を施すようにしたの
で、例えばマスク材料としてＫｒＦなどのエキシマレー
ザ用の化学増幅型レジストが用いられ、このレジスト種
に起因してアライメントマークパターンの変動が生じた
としても設計パターンに近い大きさのアライメントマー
クを得ることができ、ターゲットパターンの重ね合わせ
精度が向上すると共に半導体チップの製造歩留りが向上
するいう効果を奏する。更に、近接効果補正を行うこと
によってよりターゲットパターンの重ね合わせ精度が向
上する。
【００２６】本発明によるマスクでは、ターゲットパタ
ーンと共に、マスク材料の種類に応じて設計パターンに
サイジング処理が施されたアライメントマークパターン
を転写して形成されたアライメントマークを含むように
したので、アライメントマークの大きさが設計パターン
に近い大きさのものとなり、よってこのアライメントマ
ークが形成されたマスクを使用することにより重ね合わ
せ精度が向上する共に半導体チップの製造歩留りが向上
するいう効果を奏する。
ーンと共に、マスク材料の種類に応じて設計パターンに
サイジング処理が施されたアライメントマークパターン
を転写して形成されたアライメントマークを含むように
したので、アライメントマークの大きさが設計パターン
に近い大きさのものとなり、よってこのアライメントマ
ークが形成されたマスクを使用することにより重ね合わ
せ精度が向上する共に半導体チップの製造歩留りが向上
するいう効果を奏する。
【図１】本発明の一実施の形態に係るマスクパターン作
成方法を説明するための平面図である。
成方法を説明するための平面図である。
【図２】図１のマスクパターン形成方法による適用マス
クの決定方法を説明するための系統図である。
クの決定方法を説明するための系統図である。
【図３】従来のアライメントマークの劣化状態を説明す
るための平面図である。
るための平面図である。
１０─ターゲットパターン、２０─アライメントマーク
パターン、２１─サイジングパターン、２１ａ─拡大部
（修飾パターン）、２２…転写パターン
パターン、２１─サイジングパターン、２１ａ─拡大部
（修飾パターン）、２２…転写パターン
Claims (8)
- 【請求項１】 マスク用のターゲットパターンと共に重
ね合わせ用のアライメントマークパターンを含むマスク
パターンの作成方法において、 パターン形成工程毎に、マスク材料の種類に応じて前記
アライメントマークパターンの設計パターンに対してサ
イジング処理を施すことを特徴とするマスクパターン作
成方法。 - 【請求項２】 更に、ターゲットパターンの種別および
大きさを考慮してサイジング処理を施すことを特徴とす
る請求項１記載のマスクパターン作成方法。 - 【請求項３】 ターゲットパターンがライン形状のパタ
ーンであり、かつライン幅が露光光源の波長以下のサイ
ズである場合、またはターゲットパターンがホール形状
のパターンであり、かつホール幅が所定のサイズ以下で
ある場合にサイジング処理を施すことを特徴とする請求
項２記載のマスクパターン作成方法。 - 【請求項４】 前記アライメントマークパターンの設計
パターンに対して、更に近接効果補正を行うことを特徴
とする請求項１記載のマスクパターン作成方法。 - 【請求項５】 アライメントマークパターンの形状が方
形であり、この方形の四隅にそれぞれ近接効果補正を行
うことを特徴とする請求項４記載のマスクパターン作成
方法。 - 【請求項６】 ターゲットパターンと共に、マスク材料
の種類に応じて設計パターンにサイジング処理が施され
たアライメントマークパターンを転写して形成されたア
ライメントマークを含むことを特徴とするマスク。 - 【請求項７】 マスク材料の種類に加え、ターゲットパ
ターンの種別および大きさに応じて設計パターンに対し
てサイジング処理が施され、かつ近接効果補正が行われ
たアライメントマークパターンを転写して形成されたア
ライメントマークを含むことを特徴とする請求項６記載
のマスク。 - 【請求項８】 ハーフトーン位相シフトマスクを用いて
構成されたことを特徴とする請求項６記載のマスク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16899497A JP3757551B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | マスクパターン作成方法およびこの方法により形成されたマスク |
| US09/104,208 US5958632A (en) | 1997-06-25 | 1998-06-25 | Method of making mask pattern utilizing sizing dependent on mask material and mask formed through the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16899497A JP3757551B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | マスクパターン作成方法およびこの方法により形成されたマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1115139A true JPH1115139A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3757551B2 JP3757551B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=15878390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16899497A Expired - Fee Related JP3757551B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | マスクパターン作成方法およびこの方法により形成されたマスク |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5958632A (ja) |
| JP (1) | JP3757551B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308002A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-11-02 | Canon Inc | フォトマスクを用いたパターン作製方法、及びパターン作製装置 |
| TW588414B (en) * | 2000-06-08 | 2004-05-21 | Toshiba Corp | Alignment method, overlap inspecting method and mask |
| ATE286284T1 (de) * | 2001-05-14 | 2005-01-15 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zu durchführung einer ausrichtungsmessung von zwei mustern in unterschiedlichen schichten eines halbleiterwafers |
| US7379184B2 (en) * | 2004-10-18 | 2008-05-27 | Nanometrics Incorporated | Overlay measurement target |
| EP1851507B1 (en) * | 2005-02-25 | 2018-09-26 | Nanometrics Incorporated | Methods and systems for determining overlay error based on target image symmetry |
| US7808643B2 (en) * | 2005-02-25 | 2010-10-05 | Nanometrics Incorporated | Determining overlay error using an in-chip overlay target |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5208124A (en) * | 1991-03-19 | 1993-05-04 | Hewlett-Packard Company | Method of making a mask for proximity effect correction in projection lithography |
| EP0608657A1 (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-03 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for preparing shape data for proximity correction |
| JP3334441B2 (ja) * | 1995-08-01 | 2002-10-15 | ソニー株式会社 | フォトマスク描画用パターンデータ補正方法と補正装置 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP16899497A patent/JP3757551B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-25 US US09/104,208 patent/US5958632A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5958632A (en) | 1999-09-28 |
| JP3757551B2 (ja) | 2006-03-22 |
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