JP2009180873A - 回路パターン転写用マスク、マスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラム、マスクパターン作成装置、半導体装置製造方法および半導体装置製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘイズの成長を抑制することの可能な回路パターン転写用マスクを提供する。
【解決手段】光源の光に対して透明な透明基材１０の表面に、１または複数のメインパターン１１と、１または複数のダミーパターン１２とを備える。メインパターン１１は、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するようになっている。ダミーパターン１２は、透明基材１０の表面のうちメインパターン１１との非対向領域に形成されており、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクと、その回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターンの作成方法、マスクパターン作成プログラムおよびマスクパターン作成装置と、その回路パターン転写用マスクを用いて半導体装置を製造する半導体装置製造方法および半導体装置製造装置とに関する。

半導体集積回路、液晶ディスプレイなどの電子デバイス用微細パターンを形成するフォトリソグラフィ工程では、形成すべき回路パターンを４倍または５倍に拡大して描画したマスクパターンを、一括転写露光式または走査露光方式の露光装置を用いて、被露光対象であるウェハ上に縮小露光する方法が用いられている。

上記マスクパターンを有するマスクは、いわゆる原盤であり、そのマスクに塵や化学汚染物質などの異物が付着すると、異物の像がウェハ上に転写されてしまう可能性がある。

通常、マスクへの塵の付着を防止するために、マスクには防塵膜としてペリクルが装着される。しかし、ペリクルの側面に設けられている支持枠には気圧調整用の穴が設けられており、また、分子レベルの化学物質はペリクル自体を透過することから、化学汚染物質の付着については、ペリクル内部への流入を完全に防ぐことが難しい。

ところで、半導体デバイスの微細化に対応するために、露光波長は短波長化してきている。例えば、９０ｎｍ世代以降のロジックデバイスに対しては波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザが用いられている。このように、露光波長が短くなったことに起因して、レーザ光により、マスクやペリクル内部に付着した化学汚染物質が反応する、いわゆる光化学反応が起こり易くなってきている。ＡｒＦ世代では、マスクを使用し続けている間に、この光化学反応による異物がマスク表面に成長し、異物の像がウェハ上に誤って転写されてしまうという問題が発生している。

この成長性を有する異物は、一般的にヘイズ（Haze）と呼ばれている。光化学反応によるヘイズには、主に硫酸アンモニウムが含まれており、マスク表面や、マスクの保管場所あるいはマスクを使用する場所の雰囲気から、硫酸イオンやアンモニウムイオンを取り除くことが一般的に行われている。また、有機系物質がヘイズに含まれていることも多く、そのため、有機系物質についてもマスク表面や、マスクの保管場所あるいはマスクを使用する場所の雰囲気から取り除くことが重要である。

なお、露光装置に用いるマスクについては、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００５−１７５３２４号公報

ところで、ヘイズの問題は、露光装置内部の光学部品についても起こり得るが、それに対しては不活性ガスによるパージが施されており、常に良好な清浄度に保たれている。一方、マスクについては、非使用時にはＳＭＩＦなどの、化学物質を放出する可能性のある専用のケースに保管されており、光照射環境に対しても不活性ガスによるパージを施すのが困難である。また、ペリクル自体からガスが発生することもあることから、化学汚染を完全に防ぐのは事実上、不可能となっている。

そのため、従来は、ヘイズが発生する度に、マスクを洗浄したり、ペリクルを交換するなど、対処療法的に対応したりしていたが、近年では、ヘイズがウェハ上に転写される前に、ヘイズを検出する検出装置をプロセスに導入するようになってきている。しかし、そのような検出装置を導入した場合であっても、ヘイズの成長そのものを抑制している訳ではないので、検出もれがあった場合には、ヘイズの像がウェハ上に誤って転写される可能性があるという問題があった。

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、ヘイズの成長を抑制することの可能な回路パターン転写用マスク、マスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラム、マスクパターン作成装置、半導体装置製造方法および半導体装置製造装置を提供することにある。

本発明の回路パターン転写用マスクは、光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用のマスクである。このマスクは、光源の光に対して透明な基材の表面に、１または複数のメインパターンと、１または複数のダミーパターンとを備えている。メインパターンは、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するようになっている。ダミーパターンは、基材の表面のうちメインパターンとの非対向領域に形成されており、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないようになっている。

本発明の回路パターン転写用マスクでは、光源の光に対して透明な基材の表面に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するメインパターンの他に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないダミーパターンが設けられている。これにより、転写像に影響を与えずに、開口率、すなわち光透過率を、ダミーパターンが設けられていない場合のそれよりも低減することができる。

本発明のマスクパターン作成方法は、光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターンを作成する方法である。この作成方法は、マスクパターンを作成する領域のうち、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンの非形成領域に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンを所定のルールで作成する工程を含んでいる。

本発明のマスクパターン作成プログラムは、光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターンを作成するプログラムである。このプログラムは、マスクパターンを作成する領域のうち、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンの非形成領域に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンを所定のルールで作成するステップをコンピュータに実行させるようになっている。

本発明のマスクパターン作成装置は、光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターンを作成する装置である。この作成装置は、マスクパターンを作成する領域のうち、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンの非形成領域に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンを所定のルールで作成する演算部を備えている。

本発明のマスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラムおよびマスクパターン作成装置では、マスクパターンを作成する領域に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するメインパターンの他に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないダミーパターンが作成される。これにより、転写像に影響を与えずに、開口率、すなわち光透過率を、ダミーパターンが設けられていない場合のそれよりも低減することができる。

本発明の半導体装置製造方法は、所定のルールで作成されたマスクパターンを有する回路パターン転写用マスクに所定の光を照射してマスクパターンをウェハの表面に転写することにより半導体装置を製造する製造工程を含むものである。ここで、回路パターン転写用マスクは、光源の光に対して透明な基材の表面に、１または複数のメインパターンと、１または複数のダミーパターンとを備えている。メインパターンは、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するようになっている。ダミーパターンは、基材の表面のうちメインパターンとの非対向領域に形成されており、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないようになっている。

本発明の半導体装置製造装置は、光源と、上記回路パターン転写用マスクとを備えたものである。

本発明の半導体装置製造方法および半導体装置製造装置では、光源の光に対して透明な基材の表面に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するメインパターンの他に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないダミーパターンが設けられた回路パターン転写用マスクが用いられる。これにより、転写像に影響を与えずに、開口率、すなわち光透過率を、ダミーパターンが設けられていない場合のそれよりも低減することができる。

本発明の回路パターン転写用マスク、マスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラム、マスクパターン作成装置、半導体装置製造方法および半導体装置製造装置によれば、転写像に影響を与えずに、開口率、すなわち光透過率を、ダミーパターンが設けられていない場合のそれよりも低減するようにしたので、回路特性を変化させることなく、光化学反応により生成される異物（ヘイズ）の成長を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るマスク１（回路パターン転写用マスク）の概略構成を表したものである。図１（Ａ）はマスク１の上面構成を、図１（Ｂ）はマスク１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表したものである。

このマスク１は、光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクであり、光源の光に対して透明な透明基材１０の一の表面（光射出側の表面）にマスクパターンを備えたものである。このマスクパターンは、具体的には、透明基板１０の露光領域１０Ａ内に設けられた複数のメインパターン１１と、露光領域１０Ａのうちメインパターン１１との非対向領域（非形成領域）内に設けられた１または複数のダミーパターン１２とを含んでいる。

メインパターン１１は、露光装置の光源の光が照射されたときに被転写対象（図示せず）に解像する幅および長さを有する遮光膜であり、集積回路設計データから作成される設計パターン、または設計パターンに対して所定のＯＰＣ（光近接効果補正：Optical Proximity effect Correction）処理の施されたパターンである。一方、ダミーパターン１２は、露光装置の光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しない幅および長さを有する遮光膜であり、後述する所定の設計ルールに基づいて作成、配置されたパターンである。なお、ダミーパターン１２の設計ルールについては後に詳述する。

これらメインパターン１１およびダミーパターン１２は、これらの周囲、すなわち、透明基材１０の一の表面（光射出側の表面）のうち露光領域１０Ａの周囲（非露光領域）に配置された環状の支持枠１３と、この支持枠１３に接して設けられたペリクル膜１４とによって封止されている。

支持枠１３は、透明基材１０、支持枠１３およびペリクル膜１４によって封止された内部空間１５の気圧を調整する気圧調整用穴１３Ａを有しており、この気圧調整用穴１３Ａは、化学汚染物質（例えば、硫酸イオン、アンモニアイオン、有機系物質など）が外部から内部空間１５に流入するのを抑制するフィルタ（図示せず）で塞がれている。ペリクル膜１４は、上記した化学汚染物質や塵がマスクパターンを含む表面に付着するのを抑制するためのものであり、上記した化学汚染物質や塵の通過を抑制すると共に基材１０を透過した光を透過させる薄膜で形成されている。

次に、ダミーパターン１２の種々の設計ルールについて説明する。図２〜図１３は、メインパターン１１とダミーパターン１２との位置関係の様々な例を模式的に表したものである。そして、図２〜図４には、一軸（例えばｘ軸）方向の一の設計ルール（第１の設計ルール）が示されており、図５〜図９には、一軸（例えばｘ軸）方向の他の設計ルール（第２の設計ルール）が示されている。また、図１０〜図１１には、図２〜図４に示した設計ルールを二軸（ｘ軸、ｙ軸）方向に適用した設計ルール（第３の設計ルール）が示されており、図１２〜図１３には、図５〜図９に示した設計ルールを二軸（ｘ軸、ｙ軸）方向に適用した設計ルール（第４の設計ルール）が示されている。なお、図２〜図１３には、矩形状のパターンがｘ軸方向またはｙ軸方向に延在して配置されている様子が示されているが、それは説明を簡略化するためにそのようにしたのであって、各パターンの形状および延在方向がそれに限定されることを意図したものではない。

まず、図２〜図４に示した第１の設計ルールについて説明する。図２に示したように、一軸方向（ｘ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１のピッチＰｘが所定の大きさＰ_１よりも小さい場合には、２つのメインパターン１１間の間隙にはダミーパターン１２が配置されておらず、２つのメインパターン１１間の間隙が一の光透過領域をなしている。

ここで、ピッチＰｘとは、一軸方向（ｘ軸方向）に互いに隣り合う２つのパターン１１の所定の側（例えばｘ軸の負側）の端縁の間の距離である。また、Ｐ_１は、２つのメインパターン１１間の間隙にダミーパターン１２を１つ配置した場合に、露光装置の光源の光が照射されたときにメインパターン１１とダミーパターン１２との相互作用によりダミーパターン１２が被転写対象に解像することを避けることの可能なピッチの最小値である。従って、ピッチＰｘがＰ_１よりも小さくなるように２つのメインパターン１１が配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像しないようにするために、２つのメインパターン１１間の間隙には、ダミーパターン１２が配置されていない。

また、図３に示したように、ピッチＰｘがＰ_１以上であって、かつ所定の大きさＰ_２よりも小さい場合には、２つのメインパターン１１間の間隙（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が１つ配置されており、その光透過領域が１つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、ダミーパターン１２は、その光透過領域の中央に配置されている。

ここで、Ｐ_２は、２つのメインパターン１１間の間隙にダミーパターン１２を２つ配置した場合に、露光装置の光源の光が照射されたときにメインパターン１１とダミーパターン１２との相互作用もしくは２つのダミーパターン１２同士の相互作用によりダミーパターン１２が被転写対象に解像することを避けることの可能なピッチの最小値である。従って、ピッチＰｘがＰ_１以上であって、かつＰ_２よりも小さくなるように２つのメインパターン１１が配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像しないようにするために、２つのメインパターン１１間の間隙には、１つだけダミーパターン１２が配置されている。

また、図４に示したように、ピッチＰｘがＰ_２以上であって、かつ所定の大きさＰ_３よりも小さい場合には、２つのメインパターン１１の間隙（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が２つ配置されており、その光透過領域が２つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、２つのダミーパターン１２は、その光透過領域をメインパターン１１の配列方向に三等分する位置に配置されている。

ここで、Ｐ_３は、２つのメインパターン１１間の間隙にダミーパターン１２を３つ配置した場合に、露光装置の光源の光が照射されたときにメインパターン１１とダミーパターン１２との相互作用もしくは互いに隣接する２つのダミーパターン１２同士の相互作用によりダミーパターン１２が被転写対象に解像することを避けることの可能なピッチの最小値である。従って、ピッチＰｘがＰ_２以上であって、かつＰ_３よりも小さくなるように２つのメインパターン１１が配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像しないようにするために、２つのメインパターン１１間の間隙には、２つだけダミーパターン１２が配置されている。

このように、図２〜図４に示した第１の設計ルールでは、ピッチＰｘの大きさに応じた数のダミーパターン１２が配置される。

次に、図５〜図９に示した第２の設計ルールについて説明する。図５に示したように、一軸方向（ｘ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１間の距離Ｄｘが以下の式（１）を満たす場合には、２つのメインパターン１１間の間隙にはダミーパターン１２が配置されておらず、２つのメインパターン１１の間隙が一の光透過領域をなしている。
Ｄｘ＜２Ｄ_１＋ｄ_２…（１）

ここで、Ｄ_１は、露光装置の光源の光が照射されたときにメインパターン１１とダミーパターン１２との相互作用により被転写対象に解像することを避けることが可能な、メインパターン１１とダミーパターン１２との間の間隙の幅の最小値である。従って、Ｄｘが式（１）を満たすと共に、２つのメインパターン１１間の間隙にダミーパターン１２が配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像するのを防止するために、２つのメインパターン１１間の間隙には、ダミーパターン１２が配置されていない。

また、図６に示したように、距離Ｄｘが以下の式（２）を満たす場合には、２つのメインパターン１１間の間隙（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が１つ配置されており、その光透過領域が１つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、ダミーパターン１２は、その光透過領域のちょうど中央に配置されている。
Ｄｘ＝２Ｄ_１＋ｄ_２…（２）

また、図７に示したように、距離Ｄｘが以下の式（３）を満たす場合には、２つのメインパターン１１間の間隙（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が１つ配置されており、その光透過領域が１つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、ダミーパターン１２は、その光透過領域の中央およびその近傍（具体的には、２つのメインパターン１１の双方の端縁からＤ_１よりも遠くに離れた場所）に配置されている。
２Ｄ_１＋ｄ_２＜Ｄｘ＜２Ｄ_１＋Ｄ_２＋２ｄ_２…（３）

ここで、Ｄ_２は、露光装置の光源の光が照射されたときに互いに隣接する２つのダミーパターン１２同士の相互作用により被転写対象に解像することを避けることが可能な、互いに隣接する２つのダミーパターン１２間の間隙の幅の最小値であり、Ｄ_１と等しいか、またはそれよりも小さな値である。従って、Ｄｘが式（２）または式（３）を満たす場合には、メインパターン１１とダミーパターン１２との間の間隙がＤ_１よりも狭くなったり、互いに隣接する２つのダミーパターン１２の間の間隔がＤ_２よりも狭くなって、ダミーパターン１２が解像するのを防止するために、２つのメインパターン１１間の間隙には、１つだけダミーパターン１２が配置されている。

また、図８に示したように、距離Ｄｘが以下の式（４）を満たす場合には、２つのメインパターン１１間の間隙（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が２つ配置されており、その光透過領域が２つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、ダミーパターン１２は、メインパターン１１の端縁からちょうどＤ_１だけ離れた場所に配置されている。
Ｄｘ＝２Ｄ_１＋Ｄ_２＋２ｄ_２…（４）

また、図９に示したように、距離Ｄｘが以下の式（５）を満たす場合には、２つのメインパターン１１間の間隙（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が２つ配置されており、その光透過領域が２つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、ダミーパターン１２は、一方のメインパターン１１の端縁からＤ_１だけ離れた部位と、他方のメインパターン１１の端縁から２Ｄ_１＋Ｄ_２＋ｄ_２だけ離れた部位と、これらの部位の間の領域に配置されている。
２Ｄ_１＋Ｄ_２＋２ｄ_２＜Ｄｘ＜２Ｄ_１＋２Ｄ_２＋３ｄ_２…（５）

つまり、Ｄｘが式（４）または式（５）を満たすと共に、２つのメインパターン１１間の間隙にダミーパターン１２が２つ配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像するのを防止するために、２つのメインパターン１１間の間隙には、ダミーパターン１２が２つしか配置されていない。

このように、図５〜図９に示した第２の設計ルールでは、距離Ｄｘの大きさに応じた数のダミーパターン１２が配置される。

次に、図１０〜図１１に示した第３の設計ルールについて説明する。図１０に示したように、一軸方向（ｘ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１のピッチＰｘがＰ_１よりも小さい場合には、ｘ軸方向と直交する方向（ｙ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１のピッチＰｙがＰ_１未満となっているときはもちろん、Ｐ_１以上となっているときであっても、４つのメインパターン１１で囲まれた領域Ｂ１にはダミーパターン１２が配置されておらず、その領域Ｂ１が一の光透過領域をなしている。

ここで、ピッチＰｙとは、一軸方向（ｙ軸方向）に互いに隣り合う２つのパターン１１の所定の側（例えばｙ軸の負側）の端縁の間の距離である。従って、ピッチＰｘがＰ_１よりも小さくなるように２つのメインパターン１１が配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像しないようにするために、ピッチＰｙの大きさに因らずに、領域Ｂ１には、ダミーパターン１２が配置されていない。

また、図１１に示したように、ピッチＰｘがＰ_１以上であって、かつＰ_２よりも小さい場合に、ｘ軸方向と直交する方向（ｙ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１のピッチＰｙがＰ_１よりも大きいときには、４つのメインパターン１１で囲まれた領域Ｂ２（光透過領域）には、幅ｄ_２のダミーパターン１２が１つ配置されており、その領域Ｂ２が１つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。このとき、ダミーパターン１２は、その光透過領域のｘ軸方向の中央に配置されている。従って、ピッチＰｘがＰ_１以上であって、かつＰ_２よりも小さくなるように２つのメインパターン１１がｘ軸方向に配置されると共に、ピッチＰｙがＰ_１よりも大きくなるように２つのメインパターン１１がｙ軸方向に配置されている場合には、ダミーパターン１２が解像しないようにするために、領域Ｂ２には、１つだけダミーパターン１２が配置されている。

このように、図１０〜図１１に示した第３の設計ルールでは、ピッチＰｘ，Ｐｙの双方の大きさに応じた数のダミーパターン１２が配置される。

次に、図１２〜図１３に示した第４の設計ルールについて説明する。図１２に示したように、一軸方向（ｘ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１間の距離Ｄｘが上の式（１）を満たす場合には、ｘ軸方向と直交する方向（ｙ軸方向）に互いに隣り合う、幅ｄ_１の２つのメインパターン１１間の距離Ｄｙが以下の式（６）を満たしているときはもちろん、以下の式（７）を満たしているときであっても、４つのメインパターン１１で囲まれた領域Ｃ１にはダミーパターン１２が配置されておらず、その領域Ｃ１が一の光透過領域をなしている。従って、Ｄｘが式（１）を満たすと共に、Ｄｙが式（６）または式（７）を満たす場合には、ダミーパターン１２が解像するのを防止するために、領域Ｃ１には、ダミーパターン１２が配置されていない。
Ｄｙ＜２Ｄ_１＋ｄ_２…（６）
Ｄｙ≧２Ｄ_１＋ｄ_２…（７）

また、図１３に示したように、距離Ｄｘが以下の式（８）を満たすと共に、距離Ｄｙが上の式（７）を満たす場合には、４つのメインパターン１１で囲まれた領域Ｃ２（光透過領域）にはダミーパターン１２が１つ配置されており、領域Ｃ２が１つのダミーパターン１２によって遮蔽されている。従って、Ｄｘが式（８）を満たすと共に、距離Ｄｙが上の式（７）を満たす場合には、メインパターン１１とダミーパターン１２との間の間隙がＤ_１よりも狭くなったり、互いに隣接する２つのダミーパターン１２の間の間隔がＤ_２よりも狭くなって、ダミーパターン１２が解像するのを防止するために、２つのメインパターン１１間の間隙には、１つだけダミーパターン１２が配置されている。
２Ｄ_１＋ｄ_２≦Ｄｘ＜２Ｄ_１＋Ｄ_２＋２ｄ_２…（８）

このように、図１２〜図１３に示した第４の設計ルールでは、距離Ｄｘ，Ｄｙの大きさに応じた数のダミーパターン１２が配置される。

次に、マスク１のマスクパターンの作成方法の一例について説明する。

図１４は、マスクパターン作成装置２の概略構成を表したものである。このマスクパターン作成装置２は、マスクパターンを作成する領域のうちメインパターン１１の非形成領域に、後述のマスクパターン作成方法を用いてダミーパターン１２を作成することによりマスク１のマスクパターンを得るためのものであり、演算部２０、入力部２１および記憶部２２を備えている。

演算部２０は、記憶部２２に記憶されているプログラムを実行するためのものであり、入力部２１は、記憶部２２に記憶されているプログラムの実行に際して必要となる情報を入力するためのものである。

記憶部２２には、後述のマスクパターン作成手順を演算部２０に実行させるマスクパターン作成プログラム２２Ａの他に、このプログラムに用いられる種々のデータが記憶されている。具体的には、メインパターンデータ２２Ｂ、入力パラメータ２２Ｃなどが記憶されている。なお、これらがあらかじめ記憶部２２に記憶されていない場合には、これらを入力部２１から必要に応じて随時入力してもよい。

ここで、メインパターンデータ２２Ｂとは、マスクパターンを作成する領域におけるメインパターン１１の位置、形状および幅などについてのデータを意味している。また、入力パラメータ２２Ｃとは、上記したマスクパターン作成プログラム２２Ａに入力するパラメータである。この入力パラメータ２２Ｃには、例えば、露光波長、露光量、フォーカス、デフォーカス、ドーズ、開口数、コヒーレンスファクタなどが含まれている。

次に、本実施の形態のマスクパターン作成装置２におけるマスクパターン作成手順について説明する。

まず、マスクパターンを作成する領域（露光領域）を複数の微小領域（例えば１００μｍ×１００μｍ角）でマトリクス状に分割したのち、各微小領域の開口率を計算する。

次に、開口率が所定の大きさ（５０％）を超える微小領域において、メインパターン１１の非形成領域（光透過領域）のうち２〜４のメインパターン１１で囲まれた領域を抽出する。

次に、抽出した領域に対して、上記した所定の設計ルールに基づいてダミーパターン１２を作成する。このようにして、本実施の形態のマスクパターン作成装置２におけるマスクパターンが作成される。

本実施の形態では、マスク１には、透明基材１０の表面に、露光装置の光源の光が照射されたときに被転写対象に解像するメインパターン１１の他に、光源の光が照射されたときに被転写対象に解像しないダミーパターン１２が設けられている。これにより、転写像に影響を与えずに、開口率、すなわち光透過率を、ダミーパターン１２が設けられていない場合のそれよりも低減することができる。ここで、光化学反応により生成される異物（ヘイズ）の発生し易さは、マスク１の表面上に残留している硫酸などのイオン成分量や、使用・保管環境中の無機・有機の物質量などの他に、露光量に依存していることから、ダミーパターン１２を設けたことによる開口率の低減により、回路特性を変化させることなく、光化学反応により生成される異物（ヘイズ）の成長を抑制することができる。

例えば、図１５に示したように、露光領域１０Ａを複数のテスト領域１０Ｂでマトリクス状に分割すると共に、各テスト領域１０Ｂ内を開口率の互いに異なる微小領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ（例えば１００μｍ×１００μｍ角）に分割したテスト用のマスク１を用意し、このテスト用のマスク１の露光領域１０Ａに対してＡｒＦ光を照射した場合には、図１６に示したように、開口率が高いほどヘイズの発生個数が大きくなっている。なお、図１６には、微小領域ａの開口率を４０％、微小領域ｂの開口率を８０％、微小領域ｃの開口率を１０％、微小領域ｄの開口率を６０％、微小領域ｅの開口率を５％、微小領域ｆの開口率を５５％としたときの結果を示した。

さらに、図１７に示したように、累積露光量が大きくなるにつれてヘイズのサイズが大きくなり、誤転写が生じやすくなっている。なお、図１７には、累積露光量が９．５ｋＪ／ｃｍ２以上となったときに誤転写が生じた場合の結果が示されている。

図１６、図１７から、本実施の形態のように、ダミーパターン１２を設けて開口率を低減することにより、ヘイズの成長を効果的に抑制することができ、かつヘイズ成長による誤転写の可能性を低減することができることがわかる。

[変形例]
なお、図３、図４、図６〜図９、図１１、図１３には、ダミーパターン１２が一の方向に延在して形成された単一の遮光膜により構成されている場合が例示されていたが、例えば、一の方向に延在して形成された複数の遮光膜をその延在方向に配列することにより構成されていてもよい。

[適用例]
図１８は、上記実施の形態のマスク１を搭載した露光装置３の概略構成を表したものである。この露光装置３は、照明光学系３１、マスク１（回路パターン転写用マスク）、縮小投影光学系３２、ステージ３３を照明光学系３１の光軸ＡＸ上にこの順に配置したものである。縮小投影光学系３２とステージ３３との間には被露光対象としてのウェハＷが配置されている。

このウェハＷは、例えば、感光性樹脂からなるレジスト層を半導体基板上に設けたものであり、レジスト層を縮小投影光学系３２に向けて、ステージ３３上に配置されている。

マスク１は、上記実施の形態で説明した各種設計ルールに基づいて作成されたものであり、光軸ＡＸを法線とする平面上を一の方向（ｙ方向）に往復移動可能なマスクステージ（図示せず）上に載置されている。なお、このマスクステージは、図示しない位置計測器によってその位置が計測されており、マスク１を所定の位置に位置決めすることが可能となっている。

照明光学系３１は、例えば、水銀ランプなどの光源、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズなどを含んで構成されており、面内方向の照度が均一な光束をマスク１のパターン領域の一部にスリット状に照射するようになっている。

縮小投影光学系３２は、複数枚の光学レンズを重ね合せて形成されており、例えば１／５倍の倍率を有している。

ステージ３３は、図示しないｘｙステージ上に設けられており、縮小投影光学系３２の光軸ＡＸ方向（ｚ方向）へのウェハＷの移動と、光軸ＡＸを法線とする平面に対するウェハＷの傾斜とを調整可能になっている。ｘｙステージは、光軸ＡＸを法線とする平面の面内方向（ｘｙ方向）へのウェハＷの移動を調整可能になっている。

また、この露光装置３には、制御部（図示せず）が設けられている。

制御部は、照明光学系３１の光源の露光光量や、マスクステージ、ｘｙステージ、ステージ３３、ウェハＷの表面の光軸ＡＸ方向の位置ずれ（焦点ずれ）を計測するオートフォーカスセンサ（図示せず）などを制御するためのものである。例えば、制御部は、マスクステージを走査方向（ｙ軸方向）に移動し、マスク１のパターン領域の一部にスリット状に照明された領域（照明領域）に対してマスク１のパターン領域を走査方向（ｙ軸方向）に走査すると共に、一回の走査によりマスク１内の全てのパターンが照明領域を通過するように制御する。一方、ｘｙステージをマスク１と同期してマスク１の走査方向とは逆の方向に移動し、ウェハＷのショット領域を被露光領域に対して走査する。このとき、ｘｙステージの移動速度がマスクステージの移動速度に縮小投影光学系３２の倍率をかけたものと等しくなるように、ｘｙステージを制御する。

本適用例に係る露光装置３では、照明光学系３１からの光束がマスク１および縮小投影光学系３２を介してウェハＷの表面に入射する。これにより、マスク１に形成されたマスクパターンが縮小されてウェハＷの表面に転写される。

ところで、本実施の形態では、マスク１にはメインパターン１１の他にダミーパターン１２が設けられている。これにより、転写像に影響を与えずに、開口率、すなわち光透過率を、ダミーパターン１２が設けられていない場合のそれよりも低減することができるので、回路特性を変化させることなく、光化学反応により生成される異物（ヘイズ）の成長を抑制することができる。

以上、実施の形態およびその変形例ならびに適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

本発明の一実施の形態に係るマスクの上面図および断面図である。 第１の設計ルールにおける一例について説明するための模式図である。 第１の設計ルールにおける他の例について説明するための模式図である。 第１の設計ルールにおけるその他の例について説明するための模式図である。 第２の設計ルールにおける一例について説明するための模式図である。 第２の設計ルールにおける他の例について説明するための模式図である。 第２の設計ルールにおけるその他の例について説明するための模式図である。 第２の設計ルールにおけるその他の例について説明するための模式図である。 第２の設計ルールにおけるその他の例について説明するための模式図である。 第３の設計ルールにおける一例について説明するための模式図である。 第３の設計ルールにおける他の例について説明するための模式図である。 第４の設計ルールにおける一例について説明するための模式図である。 第４の設計ルールにおける他の例について説明するための模式図である。 本発明の一実施の形態に係るマスクパターン作成装置の構成図である。 テスト用のマスクの上面図である。 図１５のマスクにＡｒＦ光を照射したときの開口率とヘイズ発生個数との関係を表した関係図である。 累積露光量とヘイズサイズとの関係を表した関係図である。 一適用例に係る露光装置の光製図である。

符号の説明

１…マスク、２…マスクパターン作成装置、３…露光装置、１０…透明基板、１０Ａ…露光領域、１１…メインパターン、１２…ダミーパターン、１３…支持枠、１３Ａ…気圧調整穴、１４…ペリクル膜、２０…演算部、２１…入力部、２２…記憶部、２２Ａ…マスクパターン作成プログラム、２２Ｂ…メインパターンデータ、２２Ｃ…入力パラメータ、３１…照明光学系、３２…縮小投影光学系、３３…ステージ。

Claims (10)

1. 光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクであって、
   前記光源の光に対して透明な基材と、
   前記基材の表面に形成されると共に、前記光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンと、
   前記基材の表面のうち前記メインパターンとの非対向領域に形成されると共に、前記光源の光が照射されたときに前記被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンと
   を備えたことを特徴とする回路パターン転写用マスク。
2. 前記ダミーパターンは、前記非対向領域において、前記メインパターンの端縁から第１の距離以上離れた部位に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の回路パターン転写用マスク。
3. 前記ダミーパターンを複数備え、
   前記複数のダミーパターンのうち前記メインパターンを介さずに互いに隣り合う２つのダミーパターン間の距離は、前記第１の距離と等しいか、それよりも短い
   ことを特徴とする請求項２に記載の回路パターン転写用マスク。
4. 光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターン作成方法であって、
   前記マスクパターンを作成する領域のうち、前記光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンの非形成領域に、前記光源の光が照射されたときに前記被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンを所定のルールで作成する
   ことを特徴とするマスクパターン作成方法。
5. 前記非形成領域において、前記メインパターンの端縁から第１の距離以上離れた部位に前記ダミーパターンを形成する
   ことを特徴とする請求項４に記載のマスクパターン作成方法。
6. 前記ダミーパターンを複数形成する際には、前記複数のダミーパターンのうち前記メインパターンを介さずに互いに隣り合う２つのダミーパターン間の距離を、前記第１の距離と等しくするか、それよりも短くする
   ことを特徴とする請求項５に記載のマスクパターン作成方法。
7. 光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターンを作成するマスクパターン作成プログラムであって、
   前記マスクパターンを作成する領域のうち、前記光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンの非形成領域に、前記光源の光が照射されたときに前記被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンを所定のルールで作成するステップをコンピュータに実行させることを特徴とするマスクパターン作成プログラム。
8. 光源を備えた露光装置に搭載する回路パターン転写用マスクに形成するマスクパターンを作成するマスクパターン作成装置であって、
   前記マスクパターンを作成する領域のうち、前記光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンの非形成領域に、前記光源の光が照射されたときに前記被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンを所定のルールで作成する演算部を備えたことを特徴とするマスクパターン作成装置。
9. 所定のルールで作成されたマスクパターンを有する回路パターン転写用マスクに所定の光を照射して前記マスクパターンをウェハの表面に転写することにより半導体装置を製造する製造工程を含み、
   前記回路パターン転写用マスクは、
   前記光源の光に対して透明な基材と、
   前記基材の表面に形成されると共に、前記光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンと、
   前記基材の表面のうち前記メインパターンとの非対向領域に形成されると共に、前記光源の光が照射されたときに前記被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンと
   を有する
   ことを特徴とする半導体装置製造方法。
10. 光源と、
    所定のルールで作成されたマスクパターンを有する回路パターン転写用マスクと
    を備え、
    前記回路パターン転写用マスクは、
    前記光源の光に対して透明な基材と、
    前記基材の表面に形成されると共に、前記光源の光が照射されたときに被転写対象に解像する１または複数のメインパターンと、
    前記基材の表面のうち前記メインパターンとの非対向領域に形成されると共に、前記光源の光が照射されたときに前記被転写対象に解像しない１または複数のダミーパターンと
    を有する
    ことを特徴とする半導体装置製造装置。

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