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JP2013221986A - Halftone type phase shift mask and method of manufacturing the same, and method of manufacturing semiconductor device using the same - Google Patents

Halftone type phase shift mask and method of manufacturing the same, and method of manufacturing semiconductor device using the same Download PDF

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JP2013221986A
JP2013221986A JP2012091939A JP2012091939A JP2013221986A JP 2013221986 A JP2013221986 A JP 2013221986A JP 2012091939 A JP2012091939 A JP 2012091939A JP 2012091939 A JP2012091939 A JP 2012091939A JP 2013221986 A JP2013221986 A JP 2013221986A
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scribe
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light
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JP2012091939A
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Inventor
Atsumi Yamaguchi
敦美 山口
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Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a halftone type phase shift mask in which sensitization of a photoresist is suppressed in corner parts of a shot, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: In an exposure area-outside light shielding band arrangement area PSR and a scribe area SR in a halftone type phase shift mask PM, a small hole light shielding band is arranged where small holes are formed at a fixed pitch without pitch inconsistencies and continuously.

Description

本発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクおよびその製造方法並びにそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、単層のハーフトーン膜からなる位相シフトマスクに好適に利用できるものである。   The present invention relates to a halftone phase shift mask, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same, and is particularly suitable for a phase shift mask made of a single-layer halftone film.

半導体集積回路を備えた半導体装置の製造を行う場合には、半導体基板等における所定の領域へのイオン注入処理や、半導体基板の表面に形成された被加工膜へのエッチング処理等のように、選択的な処理(加工)が施される。被加工膜には、たとえば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜、アルミニウム膜等の様々な種類の膜が用いられる。   When manufacturing a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit, as in an ion implantation process to a predetermined region in a semiconductor substrate or the like, an etching process to a film to be processed formed on the surface of the semiconductor substrate, etc. Selective processing (processing) is performed. As the film to be processed, various types of films such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a polysilicon film, and an aluminum film are used.

このような処理では、被加工膜等を選択的に保護する目的で、紫外線、X線、電子線等の活性光線に感光する組成物、いわゆる感光性フォトレジスト被膜(フォトレジスト膜)のパターンを被加工膜上に形成するリソグラフィが行われる。このリソグラフィでは、とりわけ、紫外線を利用したフォトレジスト膜によるパターン形成が最も広く用いられている。   In such a process, for the purpose of selectively protecting a film to be processed, a pattern of a composition sensitive to actinic rays such as ultraviolet rays, X-rays and electron beams, a so-called photosensitive photoresist film (photoresist film) is formed. Lithography is performed on the film to be processed. In this lithography, in particular, pattern formation by a photoresist film using ultraviolet rays is most widely used.

そして、被加工膜上に塗布されたフォトレジスト膜に、ステッパーやスキャナーと呼ばれる縮小投影露光装置を用いて、フォトマスクに描画された回路パターンが繰り返し露光される。通常、フォトマスクには複数個のデバイスチップが並べられ、1度の露光(ショット)によって同時に複数個分のデバイスチップの露光が行われる。   Then, the circuit pattern drawn on the photomask is repeatedly exposed to the photoresist film coated on the film to be processed using a reduction projection exposure apparatus called a stepper or a scanner. Usually, a plurality of device chips are arranged on the photomask, and a plurality of device chips are simultaneously exposed by one exposure (shot).

近年、半導体集積回路の高集積化・高性能化が進むにしたがい、回路パターンの微細化と高精度な寸法制御が求められるようになっている。露光装置では、水銀ランプのg線(波長=436nm)から、i線(波長=365nm)、KrFエキシマレーザー(波長=248nm)、ArFエキシマレーザー(波長=193nm)へと、露光光源の短波長化が進められてきている。また、最近では、露光装置の縮小投影レンズと半導体基板上に塗布されたフォトレジスト膜との間に水(純水)を満たすことにより、解像力を向上させることができる液浸露光技術も登場し、紫外線リソグラフィの延命化が図られている。   In recent years, as the integration and performance of semiconductor integrated circuits have increased, miniaturization of circuit patterns and high-precision dimensional control have been demanded. In the exposure apparatus, the wavelength of the exposure light source is shortened from g-line (wavelength = 436 nm) of mercury lamp to i-line (wavelength = 365 nm), KrF excimer laser (wavelength = 248 nm), and ArF excimer laser (wavelength = 193 nm). Has been promoted. Recently, an immersion exposure technique has also appeared that can improve the resolution by filling water (pure water) between the reduction projection lens of the exposure apparatus and the photoresist film applied on the semiconductor substrate. The life of ultraviolet lithography has been extended.

一方、フォトマスクでは様々なタイプの位相シフトマスクが開発され、従来のバイナリマスクよりも高解像性を得ることができるようになっている。中でもハーフトーン型位相シフトマスクが最も広く用いられている。ハーフトーン型位相シフトマスクは、露光光に対して半透明な膜(ハーフトーン膜)をブランクス(クォーツ基板)上に形成したフォトマスクである。   On the other hand, various types of phase shift masks have been developed for photomasks, and higher resolution than conventional binary masks can be obtained. Of these, halftone phase shift masks are most widely used. The halftone phase shift mask is a photomask in which a film (halftone film) that is translucent to exposure light is formed on a blank (quartz substrate).

ハーフトーン膜では、露光光の透過率が数%、一般的には1〜10%程度になる。しかも、ハーフトーン膜を透過する光の位相と、ハーフトーン膜が除去されている部分を透過する光の位相とが、180°反転するように設計されている。このようなハーフトーン膜としては、MoSi、CrFO、TaSiO、MoSiN、SiON、SiN、ZrSiO等の無機膜が用いられている。   In the halftone film, the transmittance of exposure light is several percent, generally about 1 to 10%. In addition, the phase of the light transmitted through the halftone film and the phase of the light transmitted through the portion where the halftone film is removed are designed to be inverted by 180 °. As such a halftone film, an inorganic film such as MoSi, CrFO, TaSiO, MoSiN, SiON, SiN, or ZrSiO is used.

ところで、半導体ウェハに形成される半導体チップの周囲には、スクライブ領域と呼ばれる領域が設けられている。ウェハプロセスが完了した後に、このスクライブ領域をダイシングすることによってデバイスチップが分離されることになる。スクライブ領域には、リソグラフィのための各種マーク類や製品管理のための検査パターン等が配置される。フォトマスクでは、重ね合わせ検査や寸法検査の精度を上げるために、半導体チップ領域の最外周を取り囲むように配置されたスクライブ領域における少なくとも4ヶ所、望ましくは、できるだけショットの四隅に接近したところに、各種マーク類や検査パターン等が形成されている。   Incidentally, a region called a scribe region is provided around the semiconductor chip formed on the semiconductor wafer. After the wafer process is completed, the device chip is separated by dicing the scribe region. In the scribe area, various marks for lithography, inspection patterns for product management, and the like are arranged. In the photomask, in order to increase the accuracy of overlay inspection and dimensional inspection, at least four places in the scribe area arranged so as to surround the outermost periphery of the semiconductor chip area, preferably as close as possible to the four corners of the shot, Various marks and inspection patterns are formed.

また、フォトマスクがセッティングされる露光装置では、露光光をフォトマスクにおける露光領域に照射してパターンをフォトレジストに転写するために、マスキングブレードと称されるアパーチャが設けられている。ところが、フォトマスクに対するアパーチャの位置によって、また、アパーチャとフォトマスクとが距離を隔てられていることによって、アパーチャを通過した露光光の回折光が、フォトレジストにおいて露光光を照射すべき領域以外の領域へ照射されてしまうことがある。このため、フォトマスクでは、最外周に位置するスクライブ領域の外側の領域に、露光光(回折光)を遮光する遮光帯(露光領域外遮光帯配置領域)が配置されている。   In addition, in an exposure apparatus in which a photomask is set, an aperture called a masking blade is provided in order to irradiate exposure light on an exposure area of the photomask and transfer the pattern to the photoresist. However, depending on the position of the aperture with respect to the photomask, and because the aperture and the photomask are separated from each other, the diffracted light of the exposure light that has passed through the aperture other than the region to be irradiated with the exposure light in the photoresist. The area may be irradiated. For this reason, in the photomask, a light shielding band (outside the exposure area light shielding band arrangement area) that shields the exposure light (diffracted light) is disposed in an area outside the scribe area located on the outermost periphery.

このようなフォトマスクの遮光帯として、特許文献1のハーフトーン型位相シフトマスクでは、ハーフトーン膜に、解像限界以下の微小ホールを一定のピッチをもって配置した遮光帯が提案されている。この遮光帯では、微小ホールを透過した露光光の位相に対して、ハーフトーン膜を透過した露光光の位相が反転していることで、光の回折と干渉とによって露光光が遮光されることになる。   As a light shielding band of such a photomask, a halftone phase shift mask of Patent Document 1 has proposed a light shielding band in which minute holes below the resolution limit are arranged at a constant pitch on a halftone film. In this shading band, the phase of the exposure light that has passed through the halftone film is reversed with respect to the phase of the exposure light that has passed through the minute holes, so that the exposure light is shielded by light diffraction and interference. become.

ハーフトーン型位相シフトマスクをはじめ、フォトマスクのパターンは、縮小投影露光装置によって縮小され、半導体ウェハに塗布されたフォトレジストに順次転写(ショット)されることになる。このとき、より多くの半導体チップを半導体ウェハに形成するために、一のショットによって転写される最外周に位置するスクライブ領域のパターンに対して、次のショットによって転写される最外周に位置するスクライブ領域のパターンを重ねる露光方法がある。   The pattern of the photomask including the halftone phase shift mask is reduced by a reduction projection exposure apparatus, and is sequentially transferred (shot) to the photoresist applied to the semiconductor wafer. At this time, in order to form more semiconductor chips on the semiconductor wafer, the scribe located on the outermost periphery transferred by the next shot is compared to the pattern of the scribe area located on the outermost periphery transferred by one shot. There is an exposure method in which a pattern of a region is overlaid.

上述したように、最外周に位置するスクライブ領域には、マーク類等が形成される。このマーク類等のパターンをフォトレジストに確実に転写するには、スクライブ領域における所定の領域に遮光帯を配置させる必要がある。   As described above, marks and the like are formed in the scribe region located on the outermost periphery. In order to reliably transfer the patterns such as marks to the photoresist, it is necessary to dispose a light-shielding band in a predetermined region in the scribe region.

ここで、フォトマスクにおいては、たとえば、一方向に間隔を隔てて互いに対向する最外周のスクライブ領域の一方のスクライブ領域には一のマーク類が配置され、他方のスクライブ領域には、一のマーク類と対向する位置とは異なる位置に他のマーク類が配置されていると想定する。そうすると、一のショットにおいて転写された一方のスクライブ領域のパターンに、次のショットでは、他方のスクライブ領域のパターンが転写される。   Here, in the photomask, for example, one mark is arranged in one scribe area of the outermost scribe areas facing each other with an interval in one direction, and one mark is arranged in the other scribe area. It is assumed that other marks are arranged at a position different from the position facing the class. Then, in the next shot, the pattern of the other scribe area is transferred to the pattern of one scribe area transferred in one shot.

このとき、一のショットにおいて一方のスクライブ領域に転写されたマーク類のパターンに対して、次のショットにおいて、露光光が照射されないようにする必要がある。すなわち、他方のスクライブ領域において、一のマーク類と対向する部分に遮光帯を配置する必要がある。また、次のショットにおいて他方のスクライブ領域のマーク類が転写される部分には、一のショットにおいて露光光が照射されないようにする必要がある。すなわち、一方のスクライブ領域において、他のマーク類と対向する部分に遮光帯を配置する必要がある。   At this time, it is necessary to prevent exposure light from being irradiated in the next shot with respect to the pattern of marks transferred to one scribe region in one shot. That is, in the other scribe region, it is necessary to arrange a light shielding band at a portion facing one mark. Further, it is necessary to prevent the exposure light from being irradiated on the portion where the marks of the other scribe area are transferred in the next shot. That is, in one scribe region, it is necessary to dispose a light shielding band in a portion facing the other marks.

さらに、一方向と直交する他方向に間隔を隔てて互いに対向する他の最外周のスクライブ領域についても、同様に、マーク類との関係で遮光帯を配置する必要がある。   Furthermore, it is necessary to similarly arrange a light-shielding band in relation to the marks for other outermost scribe regions facing each other with a gap in the other direction orthogonal to one direction.

このように、フォトマスクとして、対向するスクライブ領域において、マーク類を対向させないように配置するとともに、マーク類と対向する部分に遮光帯を配置したハーフトーン型位相シフトマスクを開示した特許文献として、特許文献2がある。なお、このようなスクライブ領域は、その平面的な形状の重ね合わせから凹凸スクライブ構造とも称されている。   As described above, as a photomask, as a patent document disclosing a halftone phase shift mask in which a mark is not opposed to a scribe region facing the photomask and a shading band is disposed in a portion facing the mark, There exists patent document 2. FIG. Such a scribe region is also referred to as a concavo-convex scribe structure because of the superposition of its planar shape.

特開平7−219204号公報JP-A-7-219204 特開平11−202472号公報JP-A-11-202472

上述したように、ハーフトーン型位相シフトマスクをはじめ、フォトマスクでは、最外周のスクライブ領域の外側の領域に、露光光を遮光する遮光帯を配置する必要がある。また、スクライブ領域内において、マーク類との関係で、所定の部分に遮光帯を配置する必要がある。   As described above, in a photomask including a halftone phase shift mask, it is necessary to dispose a light-shielding band that shields exposure light in a region outside the outermost scribe region. Further, in the scribe area, it is necessary to arrange a light shielding band at a predetermined portion in relation to the marks.

最外周に位置するスクライブ領域のパターンを順次重ねながらショットする場合、特に、最外周に位置するスクライブ領域のパターンが転写されるフォトレジストの部分は二重露光されることになる。さらに、そのスクライブ領域のコーナー部分に対応するフォトレジストの部分は四重露光されることになる。   When a shot is performed while sequentially superposing the patterns of the scribe areas located on the outermost periphery, the portion of the photoresist to which the pattern of the scribe areas located on the outermost periphery is transferred is double-exposed. Further, the portion of the photoresist corresponding to the corner portion of the scribe region is subjected to quadruple exposure.

今回、露光光を遮光する遮光帯として、微小ホールによる微小ホール遮光帯の配置の仕方が、そのような多重露光が行われる、最外周のスクライブ領域における微小ホール遮光帯とその外側の領域における微小ホール遮光帯とが隣接する部分において、フォトレジストパターンの形成に悪影響を及ぼすことが、発明者によって初めて確認された。また、最外周のスクライブ領域における微小ホール遮光帯と微小ホール遮光帯とが隣接する部分においても、フォトレジストパターンの形成に悪影響を及ぼすことが、発明者によって初めて確認された。   This time, as a shading band that shields the exposure light, the arrangement of the minute hole shading band by the minute hole is such that the multiple hole exposure is performed, the minute hole shading band in the outermost scribe region and the minute hole in the outer region. It has been confirmed by the inventors for the first time that the formation of the photoresist pattern is adversely affected in the portion adjacent to the hole shading zone. The inventors have also confirmed for the first time that the formation of the photoresist pattern is adversely affected even in the portion where the minute hole shading zone and the minute hole shading zone are adjacent in the outermost scribe region.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付の図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクの第1遮光領域および第2遮光領域では、ハーフトーン膜に、露光光に対して解像限界以下の微小ホールを、一定のピッチをもって、ピッチの不整合なく連続的に形成した微小ホール遮光帯が配置されている。   In the first light-shielding region and the second light-shielding region of the halftone phase shift mask according to the embodiment, minute holes below the resolution limit with respect to the exposure light are formed on the halftone film with a constant pitch. A minute hole shading band formed continuously without mismatch is arranged.

他の実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法は、露光領域外遮光帯配置領域とスクライブ領域における所定の領域とを一つの領域として、所定の露光光に対して解像限界以下の微小ホールを、一定のピッチをもってピッチの不整合なく連続的に配置させた微小ホール遮光帯の設計データを作成するステップを備えている。   A method for manufacturing a halftone phase shift mask according to another embodiment includes a non-exposure-area light-shielding band arrangement area and a predetermined area in the scribe area as one area, which is below the resolution limit for predetermined exposure light. There is a step of creating design data of a minute hole shading zone in which the minute holes are continuously arranged at a constant pitch without any pitch mismatch.

さらに他の半導体装置の製造方法は、一実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクを適用して被加工膜に加工を施す工程を備えている。   Still another method of manufacturing a semiconductor device includes a step of processing a film to be processed by applying the halftone phase shift mask according to one embodiment.

一実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクによれば、意図しないフォトレジストの感光が抑制される。   According to the halftone phase shift mask according to one embodiment, unintended photoresist exposure is suppressed.

他の実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法によれば、意図しないフォトレジストの感光が抑制されるハーフトーン型位相シフトマスクが得られる。   According to the method of manufacturing a halftone phase shift mask according to another embodiment, a halftone phase shift mask that suppresses unintended photoresist exposure can be obtained.

さらに他の半導体装置の製造方法によれば、被加工膜に対して寸法精度の高いパターニングを行うことができる。   Further, according to another method for manufacturing a semiconductor device, patterning with high dimensional accuracy can be performed on a film to be processed.

実施の形態1に係るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the manufacturing method of the halftone type phase shift mask which concerns on Embodiment 1. FIG. 同実施の形態において、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の一工程におけるデバイスチップ領域の設計データをパターンとして示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the design data of the device chip area | region in one process of the manufacturing method of a halftone type phase shift mask as a pattern. 同実施の形態において、同一工程におけるスクライブ領域の設計データをパターンとして示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the design data of the scribe area | region in the same process as a pattern. 同実施の形態において、同一工程における露光領域外遮光帯配置領域の設計データをパターンとして示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the design data of the shading zone arrangement | positioning area | region outside an exposure area | region in the same process as a pattern. 同実施の形態において、図2〜図4に示される工程の後に行われる、デバイスチップ領域、スクライブ領域および露光領域外遮光帯配置領域の各設計データを重ね合わせた設計データをパターンとして示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing, as a pattern, design data obtained by superimposing design data of a device chip region, a scribe region, and an outside exposure region shading zone arrangement region, which is performed after the steps shown in FIGS. It is. 同実施の形態において、図5に示す工程の後に行われる微小ホールを配置する工程を説明するための部分平面図である。FIG. 6 is a partial plan view for explaining a step of arranging minute holes performed after the step shown in FIG. 5 in the embodiment. 同実施の形態において、図6に示す工程の後の微小ホールを配置することによって形成された微小ホール遮光帯の設計データをパターンとして示す部分平面図である。FIG. 7 is a partial plan view showing, as a pattern, design data of a minute hole shading band formed by arranging minute holes after the step shown in FIG. 6 in the same embodiment. 同実施の形態において、図6に示す工程の後の微小ホールによる微小ホール遮光帯を含むハーフトーン型位相シフトマスクの設計データをパターンとして示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing, as a pattern, design data of a halftone phase shift mask including a minute hole shading band by minute holes after the step shown in FIG. 6 in the embodiment. 同実施の形態において、図8に示す工程の後の、ハーフトーン型位相シフトマスクの設計データに基づいて製造されたハーフトーン型位相シフトマスクを示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing the halftone phase shift mask manufactured based on the design data of the halftone phase shift mask after the step shown in FIG. 8 in the embodiment. 同実施の形態において、図9に示す断面線X−Xにおける部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view taken along a cross-sectional line XX shown in FIG. 9 in the same embodiment. 同実施の形態において、図9に示す点線枠内を示す部分拡大平面図である。FIG. 10 is a partially enlarged plan view showing the inside of a dotted line frame shown in FIG. 9 in the same embodiment. 同実施の形態において、微小ホールのサイズと露光光の透過率との関係を示す第1のグラフである。In the same embodiment, it is the 1st graph which shows the relation between the size of a minute hole, and the transmittance of exposure light. 同実施の形態において、微小ホールのサイズと露光光の透過率との関係を示す第2のグラフである。In the same embodiment, it is a 2nd graph which shows the relationship between the size of a micro hole, and the transmittance | permeability of exposure light. 同実施の形態において、微小ホール遮光帯の端部からの距離と露光光の透過率との関係を示すグラフである。In the same embodiment, it is a graph which shows the relationship between the distance from the edge part of a micro hole light-shielding zone, and the transmittance | permeability of exposure light. 同実施の形態において、微小ホール遮光帯間の距離と露光光の透過率との関係を示すグラフである。In the same embodiment, it is a graph which shows the relationship between the distance between minute hole light-shielding bands, and the transmittance | permeability of exposure light. 同実施の形態において、微小ホール遮光帯のレイアウトと露光光の透過率の分布を示す図であり、(A)は、微小ホール遮光帯のコーナー内側部分のレイアウトを示す部分平面図であり、(B)は、そのレイアウトによる露光光の透過率の分布を示す部分平面図である。In the same embodiment, it is a diagram showing the layout of the minute hole shading band and the distribution of the transmittance of exposure light, (A) is a partial plan view showing the layout of the corner inner portion of the minute hole shading band, B) is a partial plan view showing a distribution of exposure light transmittance according to the layout. 同実施の形態において、微小ホール遮光帯のレイアウトと露光光の透過率の分布を示す図であり、(A)は、微小ホール遮光帯の繋ぎ目部分のレイアウトを示す部分平面図であり、(B)は、そのレイアウトによる露光光の透過率の分布を示す部分平面図である。In the same embodiment, it is a diagram showing the layout of the minute hole shading band and the distribution of the transmittance of the exposure light, (A) is a partial plan view showing the layout of the joint portion of the minute hole shading band, B) is a partial plan view showing a distribution of exposure light transmittance according to the layout. 比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクを示す平面図である。It is a top view which shows the halftone type | mold phase shift mask which concerns on a comparative example. 図18に示す点線枠内を示す部分拡大平面図である。It is a partial enlarged plan view which shows the inside of the dotted-line frame shown in FIG. 同実施の形態において、ショットの重ね合わせによる露光光の透過率を説明するための、ハーフトーン型位相シフトマスクにおけるコーナー部分を示す部分平面図である。FIG. 6 is a partial plan view showing a corner portion in a halftone phase shift mask for explaining the transmittance of exposure light due to superposition of shots in the embodiment. 同実施の形態において、ショットの重ね合わせによる露光光の透過率を説明するための、フォトレジストに対する第1のショットを示す部分斜視図である。FIG. 6 is a partial perspective view showing a first shot with respect to a photoresist, for explaining a transmittance of exposure light due to superposition of shots in the embodiment. 同実施の形態において、ショットの重ね合わせによる露光光の透過率を説明するための、フォトレジストに対する第2のショットを示す部分斜視図である。In the same embodiment, it is a partial perspective view showing a second shot for the photoresist, for explaining the transmittance of the exposure light by the superposition of shots. 同実施の形態において、ショットの重ね合わせによる露光光の透過率を説明するための、フォトレジストに対する第3のショットを示す部分斜視図である。FIG. 10 is a partial perspective view showing a third shot with respect to the photoresist for explaining the transmittance of exposure light by the superposition of shots in the embodiment. 同実施の形態において、ショットの重ね合わせによる露光光の透過率を説明するための、フォトレジストに対する第4のショットを示す部分斜視図である。FIG. 10 is a partial perspective view showing a fourth shot with respect to a photoresist, for explaining a transmittance of exposure light due to superposition of shots in the embodiment. 同実施の形態において、4回のショットの重ね合わせによる露光光の透過率を説明するための部分平面図である。In the same embodiment, it is a partial plan view for explaining the transmittance of exposure light due to the superposition of four shots. 同実施の形態において、1回のショットによるハーフトーン型位相シフトマスクのコーナー部分における所定箇所の露光光の透過率を示す図である。In the same embodiment, it is a figure which shows the transmittance | permeability of the exposure light of the predetermined location in the corner part of the halftone type phase shift mask by one shot. 同実施の形態において、4回のショットの重ね合わせによるハーフトーン型位相シフトマスクのコーナー部分における所定箇所の露光光の透過率を示す図である。In the same embodiment, it is a figure which shows the transmittance | permeability of the exposure light of the predetermined location in the corner part of the halftone type | mold phase shift mask by superimposition of four shots. 同実施の形態において、変形例1に係るハーフトーン型位相シフトマスクを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a halftone phase shift mask according to Modification 1 in the embodiment. 同実施の形態において、変形例1に係るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の一工程におけるデバイスチップ領域の設計データをパターンとして示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing, as a pattern, design data of a device chip region in one step of a method for manufacturing a halftone phase shift mask according to Modification 1 in the embodiment. 同実施の形態において、同一工程におけるスクライブ領域の設計データをパターンとして示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the design data of the scribe area | region in the same process as a pattern. 同実施の形態において、同一工程における露光領域外遮光帯配置領域の設計データをパターンとして示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the design data of the shading zone arrangement | positioning area | region outside an exposure area | region in the same process as a pattern. 同実施の形態において、図29〜図31に示される工程の後に行われる、デバイスチップ領域、スクライブ領域および露光領域外遮光帯配置領域の各設計データを重ね合わせた設計データをパターンとして示す平面図である。FIG. 29 is a plan view showing, as a pattern, design data obtained by superimposing design data of a device chip area, a scribe area, and an outside exposure area shading band arrangement area, which is performed after the steps shown in FIGS. 29 to 31 in the embodiment. It is. 同実施の形態において、微小ホールによる微小ホール遮光帯を含むフォトマスクの設計データをパターンとして示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the design data of the photomask containing the micro hole shading zone by a micro hole as a pattern. 同実施の形態において、変形例2に係るハーフトーン型位相シフトマスクを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a halftone phase shift mask according to Modification 2 in the embodiment. 同実施の形態において、変形例2に係るハーフトーン型位相シフトマスクによるフォトレジストに対する第1のショットを示す部分斜視図である。In the same embodiment, it is the fragmentary perspective view which shows the 1st shot with respect to the photoresist by the halftone type phase shift mask which concerns on the modification 2. FIG. 同実施の形態において、変形例2に係るハーフトーン型位相シフトマスクによるフォトレジストに対する第2のショットを示す部分斜視図である。FIG. 10 is a partial perspective view showing a second shot for a photoresist using a halftone phase shift mask according to Modification 2 in the embodiment. 同実施の形態において、変形例3に係るハーフトーン型位相シフトマスクを示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows the halftone type | mold phase shift mask which concerns on the modification 3. FIG. 同実施の形態において、図37に示す点線枠内を示す部分拡大平面図である。FIG. 38 is a partially enlarged plan view showing the inside of a dotted line frame shown in FIG. 37 in the same embodiment. 実施の形態2に係る、ハーフトーン型位相シフトマスクを適用した半導体装置の製造方法のフローチャートを示す図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device to which a halftone phase shift mask is applied according to a second embodiment. 同実施の形態において、ハーフトーン型位相シフトマスクを適用した半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device to which the halftone phase shift mask is applied in the embodiment. 同実施の形態において、図40に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 41 is a cross-sectional view showing a process performed after the process shown in FIG. 40 in the same embodiment. 同実施の形態において、図41に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 42 is a cross-sectional view showing a process performed after the process shown in FIG. 41 in the same Example. 同実施の形態において、図42に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 43 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 42 in the same embodiment. 同実施の形態において、図43に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 44 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 43 in the same embodiment. 同実施の形態において、図44に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 45 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 44 in the same embodiment. 同実施の形態において、図45に示す工程の後に行われる、ハーフトーン型位相シフトマスクを適用した露光工程を示す断面図である。FIG. 46 is a cross-sectional view showing an exposure step using a halftone phase shift mask performed after the step shown in FIG. 45 in the embodiment. 同実施の形態において、図46に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 47 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 46 in the same embodiment. 同実施の形態において、図47に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 48 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 47 in the same embodiment. 同実施の形態において、図48に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 49 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 48 in the same embodiment. 同実施の形態において、図49に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。FIG. 50 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 49 in the same embodiment.

実施の形態1
まず、実施の形態1に係るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法について、フローチャートに基づいて説明する。
Embodiment 1
First, a method for manufacturing the halftone phase shift mask according to the first embodiment will be described based on a flowchart.

図1に示すステップS1では、図2に示すデバイスチップ領域の設計データDRDと、図3に示すスクライブ領域の設計データSRDと、図4に示す露光領域外遮光帯配置領域の設計データPSRDが準備される。スクライブ領域の設計データSRDには、各種マーク類や検査パターン(マーク類等)の設計データMRDが含まれる。なお、スクライブ領域の幅は50〜100μm程度であり、露光領域外の遮光帯配置領域の幅は300〜500μm程度である。   In step S1 shown in FIG. 1, design data DRD for the device chip area shown in FIG. 2, design data SRD for the scribe area shown in FIG. 3, and design data PSRD for the out-of-exposure light shielding band arrangement area shown in FIG. 4 are prepared. Is done. The design data SRD for the scribe area includes design data MRD for various marks and inspection patterns (marks and the like). The width of the scribe area is about 50 to 100 μm, and the width of the light shielding band arrangement area outside the exposure area is about 300 to 500 μm.

次に、ステップS2では、デバイスチップ領域の設計データDRDと、スクライブ領域の設計データSRDと、露光領域外遮光帯配置領域の設計データPSRDとが合成されて、図5に示すように、1枚のハーフトーン型位相シフトマスクに相当するハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDが作成される。このハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDでは、1枚のハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDに、製品となるデバイスチップ領域の設計データDRDが4つ配置されている。   Next, in step S2, the design data DRD for the device chip area, the design data SRD for the scribe area, and the design data PSRD for the non-exposure area shading band arrangement area are combined, and as shown in FIG. Design data PMD for a halftone phase shift mask corresponding to the halftone phase shift mask is created. In this halftone phase shift mask design data PMD, four pieces of design data DRD of a device chip region as a product are arranged in one halftone phase shift mask design data PMD.

次に、ステップS3では、露光領域外遮光帯配置領域の設計データPSRDとスクライブ領域の設計データSRDのうち遮光帯を配置すべき領域の設計データとが合成され、マーク類が配置される領域を除いて、微小ホールによる微小ホール遮光帯の設計データFHSD(図7参照)が作成される。   Next, in step S3, the design data PSRD of the non-exposure light-shielding band arrangement area and the design data of the area where the light-shielding band is to be arranged among the design data SRD of the scribe area are combined, and the area where the marks are arranged is determined. Except for this, design data FHSD (see FIG. 7) of the minute hole shading zone by minute holes is created.

ここで、微小ホールの配置方法について説明する。まず、事前に最適化されたピッチとサイズの微小ホールのデータを準備する。最適化されたピッチとサイズについては、後で具体的に説明する。図6に示すように、そのピッチとサイズに基づき、基本パターン(単位パターン)として、矩形状のハーフトーン膜に対応するパターンに微小ホールが形成された微小ホール遮光パターンの設計データFHPDが作成される。   Here, a method for arranging the minute holes will be described. First, data on minute holes having a pitch and size optimized in advance are prepared. The optimized pitch and size will be specifically described later. As shown in FIG. 6, based on the pitch and size, design data FHPD of a minute hole shading pattern in which minute holes are formed in a pattern corresponding to a rectangular halftone film is created as a basic pattern (unit pattern). The

次に、その微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を任意の始点に配置する。この場合、一例として、露光領域外遮光帯配置領域(設計データPSRD)とスクライブ領域(設計データSRD)が接するコーナー部分を始点とする。   Next, the minute hole shading pattern (design data FHPD) is arranged at an arbitrary starting point. In this case, as an example, a corner portion where the outside-exposed-area light shielding band arrangement area (design data PSRD) and the scribe area (design data SRD) are in contact is set as a starting point.

次に、スクライブ領域のうち最外周に位置するスクライブ領域(設計データSRD)と露光領域外遮光帯配置領域(設計データPSRD)を一つの領域として捉えて、微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を隙間および重なりが発生しないように、始点からX軸方向とY軸方向のそれぞれに沿って配置する。このとき、図7に示すように、露光領域外遮光帯配置領域(設計データPSRD)において、端数が生じた場合にはその露光領域外遮光帯配置領域よりも外側に微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を1列多く配置する。   Next, the scribe area (design data SRD) located at the outermost periphery in the scribe area and the non-exposure-area light shielding band arrangement area (design data PSRD) are regarded as one area, and a minute hole light shielding pattern (design data FHPD) is obtained. Arrangement is made from the starting point along the X-axis direction and the Y-axis direction so that no gaps or overlaps occur. At this time, as shown in FIG. 7, when a fraction occurs in the non-exposure-area light-shielding band arrangement area (design data PSRD), the minute hole light-shielding pattern (design data) is placed outside the non-exposure-area light-shielding band arrangement area. (FHPD) is arranged one row more.

これは、露光領域外遮光帯配置領域は、露光光の回折光を遮光する領域であるため、露光光を遮光する微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を、当初の範囲を越えてその露光領域外遮光帯配置領域(設計データPSRD)の外側へ配置するのは問題ないからである。   This is because the out-of-exposure-area light-shielding band arrangement area is an area that shields the diffracted light of the exposure light, so that the minute hole light-shielding pattern (design data FHPD) that shields the exposure light is moved beyond the original range to the exposure area. This is because there is no problem in arranging the outer light shielding band arrangement region (design data PSRD) outside.

一方、スクライブ領域(設計データSRD)において遮光すべき領域上で端数が生じた場合には、このスクライブ領域を超えない範囲で微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を配置する(制約J1)。これは、スクライブ領域を越えて微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)をデバイスチップ領域(設計データDRD)へ配置すると、ハーフトーン膜の透過率よりも高い透過率の高い部分が、デバイスチップ領域(設計データDRD)内に位置することになり、フォトレジストが感光するおそれがあるからである。また、これは、スクライブ領域におけるマーク類配置領域(設計データMRD)に対しても同様である(制約J2)。なお、これについては、図14において説明する。   On the other hand, when a fraction occurs on the area to be shielded in the scribe area (design data SRD), the minute hole shading pattern (design data FHPD) is arranged in a range not exceeding the scribe area (constraint J1). This is because when a minute hole shading pattern (design data FHPD) is arranged in the device chip region (design data DRD) beyond the scribe region, a portion having a higher transmittance than the transmittance of the halftone film is formed in the device chip region ( This is because the photoresist is exposed to light in the design data DRD). The same applies to the mark arrangement area (design data MRD) in the scribe area (constraint J2). This will be described with reference to FIG.

また、微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を配置する始点として、露光領域外遮光帯配置領域(設計データPSRD)とスクライブ領域(設計データSRD)が接するコーナー部分を例に挙げた。始点としては、このような始点に限られず、マーク類配置領域(設計データMRD)を除くスクライブ領域(設計データSRD)および露光領域外遮光領域(設計データPSRD)の範囲内にあれば、制約J1および制約J2を順守することを前提として、いずれの始点でもよい。   In addition, as a starting point for arranging the minute hole shading pattern (design data FHPD), the corner portion where the non-exposure shielding zone arrangement area (design data PSRD) and the scribe area (design data SRD) are in contact with each other is taken as an example. The start point is not limited to such a start point, and is within the limits of the scribe area (design data SRD) excluding the mark arrangement area (design data MRD) and the non-exposure light shielding area (design data PSRD). And any starting point on the premise of complying with the constraint J2.

このように微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を配置することにより、図8に示すように、露光領域外遮光帯配置領域(設計データPSRD)とスクライブ領域(設計データSRD)における遮光すべき領域とにおいて、微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)による微小ホール遮光帯(設計データFHSD)が配置されたハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDが作成される。   By arranging the minute hole shading pattern (design data FHPD) in this way, as shown in FIG. 8, the area to be shielded in the non-exposure shading zone arrangement area (design data PSRD) and the scribe area (design data SRD). Then, design data PMD of a halftone phase shift mask in which a minute hole shading band (design data FHSD) based on a minute hole shading pattern (design data FHPD) is arranged is created.

次に、ステップS4では、微小ホール遮光帯(設計データFHSD)を含むハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDに基づき電子描画を行うことによって、微小ホール遮光帯を有するハーフトーン型位相シフトマスクが製造される。   Next, in step S4, by performing electronic drawing based on the design data PMD of the halftone phase shift mask including the minute hole shading band (design data FHSD), the halftone phase shift mask having the minute hole shading band is obtained. Manufactured.

図9および図10に示すように、製造されたハーフトーン型位相シフトマスクPMには、石英ガラスQGに形成された単層のハーフトーン膜HTによって、デバイスチップ領域DR、スクライブ領域SRおよび露光領域外遮光帯配置領域PSRのそれぞれのパターンが形成されている。そして、図11に示すように、露光領域外遮光帯配置領域PSRとスクライブ領域SRにおける遮光すべき領域には、微小ホール遮光帯FHSが配置されている。微小ホール遮光帯FHSでは、露光光に対して解像限界以下の微小ホールFHが、一定のピッチをもって、ピッチの不整合なく連続的に形成されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the manufactured halftone phase shift mask PM includes a device chip region DR, a scribe region SR, and an exposure region by a single-layer halftone film HT formed on the quartz glass QG. Each pattern of the outer light shielding band arrangement region PSR is formed. Then, as shown in FIG. 11, the minute hole shading band FHS is arranged in the area to be shielded in the non-exposure-area shading band arrangement area PSR and the scribe area SR. In the minute hole shading zone FHS, minute holes FH having a resolution below the resolution limit with respect to the exposure light are continuously formed with a constant pitch and no pitch mismatch.

上述したハーフトーン型位相シフトマスクPMにおける微小ホール遮光帯FHSでは、微小ホールをピッチの不整合なく連続的に配置することが重要とされる。次に、その理由について説明する。   In the minute hole shading zone FHS in the above-described halftone phase shift mask PM, it is important that the minute holes are continuously arranged without pitch mismatch. Next, the reason will be described.

はじめに、単層ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、効果的な遮光性を得るための微小ホール遮光パターンについて説明する。ここでは、その一例としてi線露光(波長=365nm)を用い、開口数NA=0.57、コヒーレントファクタσ=0.40の照明条件のもとで、4%の透過率を有するハーフトーン型位相シフトマスクを用いた場合について示す。   First, a minute hole light shielding pattern for obtaining an effective light shielding property in a single-layer halftone phase shift mask will be described. Here, as an example of this, i-line exposure (wavelength = 365 nm) is used, and a halftone type having a transmittance of 4% under an illumination condition of numerical aperture NA = 0.57 and coherent factor σ = 0.40. A case where a phase shift mask is used will be described.

光学計算の結果によれば、この条件下では、微小ホールのピッチを430nm以下にすると露光光を完全に遮光することが可能である。図12に示すように、微小ホールのピッチが430nmの場合では、微小ホールのサイズSを変えても、透過率の分布(最大値と最小値)に差はほとんど認められないことがわかる。特に、微小ホールのサイズが180nmの場合では、透過率として最小値(〜0%)が得られることがわかる。   According to the result of optical calculation, under this condition, exposure light can be completely shielded if the pitch of minute holes is 430 nm or less. As shown in FIG. 12, when the pitch of the minute holes is 430 nm, even if the size S of the minute holes is changed, there is almost no difference in the transmittance distribution (maximum value and minimum value). In particular, when the size of the minute hole is 180 nm, it is understood that the minimum value (˜0%) is obtained as the transmittance.

一方、比較のために、図13に、微小ホールのピッチが500nmの場合の計算結果を示す。図13に示すように、微小ホールのサイズSを変えた場合には、透過率の分布(最大値と最小値)に差が認められることがわかる。また、平均透過率の値も、微小ホールのピッチが430nmの場合の平均透過率よりも高く、十分な遮光性が得られないことがわかる。   On the other hand, for comparison, FIG. 13 shows a calculation result when the pitch of the minute holes is 500 nm. As shown in FIG. 13, it can be seen that when the size S of the minute holes is changed, a difference is observed in the transmittance distribution (maximum value and minimum value). Moreover, the value of average transmittance is also higher than the average transmittance when the pitch of minute holes is 430 nm, and it can be seen that sufficient light shielding properties cannot be obtained.

次に、この結果から、微小ホールのサイズとして一辺の長さを180nm、ピッチを430nmとして、以下に示す評価(計算)を行った。まず、微小ホールによる遮光帯の境界部の透過率特性について説明する。スクライブ領域における遮光帯とデバイスチップ領域との境界部分、つまり、微小ホール遮光帯とハーフトーン膜の部分との境界では、露光光の透過率が上昇することがわかった。   Next, from this result, the following evaluation (calculation) was performed by setting the length of one side as 180 nm and the pitch as 430 nm as the size of the minute hole. First, the transmittance characteristics of the boundary portion of the light shielding band due to the minute holes will be described. It has been found that the transmittance of the exposure light increases at the boundary portion between the light shielding band and the device chip region in the scribe region, that is, at the boundary between the minute hole light shielding zone and the halftone film portion.

図14に、微小ホール遮光帯とハーフトーン膜の部分との境界とその近傍の露光光の透過率を計算した結果を示す。図14に示すように、微小ホール遮光帯とハーフトーン膜の部分との境界から距離Lが十分離れたハーフトーン膜の部分では、露光光の透過率は4%である。また、微小ホール遮光帯では、露光光の透過率は0%である。   FIG. 14 shows the result of calculating the exposure light transmittance in the vicinity of the boundary between the minute hole shading zone and the halftone film portion and the vicinity thereof. As shown in FIG. 14, the transmittance of the exposure light is 4% in the halftone film portion where the distance L is sufficiently far from the boundary between the minute hole shading zone and the halftone film portion. Further, in the minute hole shading zone, the transmittance of exposure light is 0%.

そして、微小ホール遮光帯とハーフトーン膜の部分との境界から徐々に距離Lが増えるにしたがって露光光の透過率が上昇し、境界から約400nm離れた位置において、露光光の透過率は最大(極大)になり、5.5%となる。これが、スクライブ領域(設計データSRD)において遮光すべき領域上で端数が生じた場合に、スクライブ領域を超えて微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を配置してはいけない理由である。   Then, as the distance L gradually increases from the boundary between the minute hole shading zone and the halftone film portion, the transmittance of the exposure light increases, and the transmittance of the exposure light is maximized at a position about 400 nm away from the boundary ( Maximum) and 5.5%. This is the reason why the minute hole shading pattern (design data FHPD) should not be placed beyond the scribe area when a fraction occurs on the area to be shielded in the scribe area (design data SRD).

次に、図15に、隣接する2つの微小ホール遮光帯の境界において、微小ホールのピッチが崩れる場合の露光光の透過率の計算結果を示す。図15に示すように、2つの微小ホールの間隔が720nm離れた場合には、露光光の透過率が最大になり、6.5%となる。なお、微小ホール遮光帯における微小ホールと微小ホールとの距離は250nmである。   Next, FIG. 15 shows the calculation result of the transmittance of the exposure light when the pitch of the minute holes collapses at the boundary between two adjacent minute hole shading bands. As shown in FIG. 15, when the interval between two minute holes is 720 nm apart, the transmittance of exposure light is maximized to 6.5%. Note that the distance between the minute hole and the minute hole in the minute hole shading zone is 250 nm.

図16および図17に、微小ホール遮光帯のレイアウトと露光光の透過率の分布を表す。まず、図16(A)に示す、微小ホール遮光帯FHSのコーナー部分の内側付近について説明する。この場合、図16(B)に示すように、微小ホール遮光帯FHSとハーフトーン膜の部分との境界では、露光光の透過率は、その境界に沿って5.5%となる。また、微小ホール遮光帯FHSのコーナー部分の内側では、露光光の透過率はさらに高くなり、6.9%となる。   16 and 17 show the layout of the minute hole light-shielding band and the distribution of the transmittance of exposure light. First, the inside of the corner portion of the minute hole shading band FHS shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 16B, the transmittance of exposure light is 5.5% along the boundary between the minute hole shading zone FHS and the halftone film portion. Moreover, the transmittance of the exposure light is further increased to 6.9% inside the corner portion of the minute hole shading band FHS.

次に、図17(A)に示す、2つの微小ホール遮光帯の境界(繋ぎ目)について説明する。ここで、一方の微小ホール遮光帯と他方の微小ホール遮光帯との距離を720nmとする。この場合、図17(B)に示すように、一方の微小ホール遮光帯と他方の微小ホール遮光帯との間の領域では、露光光の透過率は6.5%となる。また、その領域のコーナー部分では、露光光の透過率はさらに高くなり、7.2%となる。   Next, the boundary (joint) between the two minute hole shading bands shown in FIG. Here, the distance between one minute hole shading zone and the other minute hole shading zone is 720 nm. In this case, as shown in FIG. 17B, the transmittance of the exposure light is 6.5% in the region between one minute hole shading zone and the other minute hole shading zone. In the corner portion of the region, the exposure light transmittance is further increased to 7.2%.

次に、これらの結果に基づいて、最外周に位置するスクライブ領域のコーナー部分(ショットのコーナー)とその近傍における露光光の透過量を、透過率の累積値として見積もった。まず、この見積もりに際して、微小ホール遮光帯にピッチの不整合が存在するハーフトーン型位相シフトマスクを比較例とした。   Next, based on these results, the amount of exposure light transmitted at the corner portion (shot corner) of the scribe region located on the outermost periphery and in the vicinity thereof was estimated as a cumulative value of transmittance. First, for this estimation, a halftone phase shift mask having a pitch mismatch in the minute hole shading zone was used as a comparative example.

図18および図19に示すように、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクPMCでは、スクライブ領域SRCに配置される微小ホール遮光帯FHSCと、露光領域外遮光帯配置領域PSRCに配置される微小ホール遮光帯FHSCとの間に、所定のピッチよりも長いピッチとなる領域(ピッチ不整合PMM)が配置されている。   As shown in FIGS. 18 and 19, in the halftone phase shift mask PMC according to the comparative example, the minute hole shading band FHSC arranged in the scribe region SRC and the minute hole arranged in the non-exposure region shielding band arrangement region PSRC. A region (pitch mismatch PMM) having a pitch longer than a predetermined pitch is disposed between the hole shading zone FHSC.

なお、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクPMCの符号として、説明の簡略化のため、対応する実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクPM(図9、図11参照)の各部分の符号の最後に「C」を付したものを使用し、その説明を繰り返さないこととする。   In addition, as a code | symbol of the halftone type phase shift mask PMC which concerns on a comparative example, for simplification of description, each part of the halftone type phase shift mask PM which concerns on corresponding embodiment (refer FIG. 9, FIG. 11) The code with “C” added at the end is used, and the description thereof will not be repeated.

また、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクPMと比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクPMCとにおいて、所定の境界とコーナーにおける露光光の透過率を次のように定義した。図20に示すように、スクライブ領域SR(SRC)の微小ホール遮光帯とデバイスチップ領域DR(DRC)との境界のうち、直線部分(領域A)における露光光の透過率をTAとし、コーナー部分(領域B)における露光光の透過率をTBとした。   Further, in the halftone phase shift mask PM according to the embodiment and the halftone phase shift mask PMC according to the comparative example, the transmittance of exposure light at a predetermined boundary and corner is defined as follows. As shown in FIG. 20, the transmittance of exposure light in the straight line portion (region A) of the boundary between the minute hole shading zone of the scribe region SR (SRC) and the device chip region DR (DRC) is TA, and the corner portion. The exposure light transmittance in (region B) was TB.

また、スクライブ領域SR(SRC)の微小ホール遮光帯と露光領域外遮光帯配置領域PSR(PSRC)との境界のうち、直線部分(領域C)における露光光の透過率をTCとし、コーナー部分(領域D)における露光光の透過率をTDとした。   Of the boundary between the minute hole shading band of the scribe region SR (SRC) and the non-exposure-shading zone arrangement region PSR (PSRC), the transmittance of the exposure light in the straight portion (region C) is TC, and the corner portion ( The transmittance of exposure light in region D) was taken as TD.

次に、ウェハに塗布されたフォトレジストに対して四重露光となる露光処理(ショット)のコーナー部分とその近傍における露光光の透過量(透過率)について、一つのコーナー部分に注目してショットを追いながら説明する。   Next, for the photoresist applied to the wafer, the exposure process (shot) that is a quadruple exposure and the exposure light transmission amount (transmittance) in the vicinity of the corner are shot focusing on one corner part. Explain as you follow.

まず、図21では、1回目のショットによってフォトレジストPRに照射される露光光の露光量(透過率TA1、TB1、TC1、TD1)を示す。次に、図22では、スクライブ領域を重ねる態様で2回目のショットによってフォトレジストPRに照射される露光光の露光量(透過率TA2、TB2、TC2、TD2)を、1回目のショットによって照射された露光量(透過率)に累積させて示す。   First, FIG. 21 shows the exposure amount (transmittance TA1, TB1, TC1, TD1) of exposure light irradiated to the photoresist PR by the first shot. Next, in FIG. 22, the exposure amount (transmittance TA2, TB2, TC2, TD2) of the exposure light irradiated to the photoresist PR by the second shot is irradiated by the first shot in a manner in which the scribe areas are overlapped. The accumulated exposure amount (transmittance) is shown.

次に、図23では、スクライブ領域を重ねる態様で3回目のショットによってフォトレジストPRに照射される露光光の露光量(透過率TA3、TB3、TC3、TD3)を、1回目のショットによって照射された露光量(透過率)と2回目のショットとによって照射された露光量(透過率)とに累積させて示す。   Next, in FIG. 23, the exposure amount (transmittance TA3, TB3, TC3, TD3) of the exposure light irradiated to the photoresist PR by the third shot is irradiated by the first shot in a manner in which the scribe areas are overlapped. The accumulated exposure amount (transmittance) and the exposure amount (transmittance) irradiated by the second shot are shown.

そして、図24では、スクライブ領域を重ねる態様で4回目のショットによってフォトレジストPRに照射される露光光の露光量(透過率TA4、TB4、TC4、TD4)を、1回目のショットによって照射された露光量(透過率)と2回目のショットとによって照射された露光量(透過率)と3回目のショットによって照射された露光量(透過率)とに累積させて示す。   Then, in FIG. 24, the exposure amount of the exposure light (transmittance TA4, TB4, TC4, TD4) irradiated to the photoresist PR by the fourth shot in a manner in which the scribe areas are overlapped is irradiated by the first shot. It is shown by accumulating the exposure amount (transmittance) irradiated by the exposure amount (transmittance) and the second shot and the exposure amount (transmittance) irradiated by the third shot.

フォトレジストにおける一つのコーナー部分とその近傍では、4回のショットによって露光量は次のようになる。図25に示すように、デバイスチップ領域とスクライブ領域との境界(実線部分)では、1ショット分の透過率TA(=TA1=TA2=TA3=TA4)に対応する露光量と、1ショット分の透過率TC(=TC1=TC2=TC3=TC4)に対応する露光量とを合わせた露光光が照射される。   At one corner portion and its vicinity in the photoresist, the exposure amount is as follows by four shots. As shown in FIG. 25, at the boundary (solid line portion) between the device chip region and the scribe region, the exposure amount corresponding to the transmittance TA for one shot (= TA1 = TA2 = TA3 = TA4) and the amount for one shot. Exposure light is combined with an exposure amount corresponding to the transmittance TC (= TC1 = TC2 = TC3 = TC4).

スクライブ領域同士が交差している部分の辺(点線部)では、2ショット分の透過率TC(=TC1=TC2=TC3=TC4)に対応する露光量の露光光が照射される。そして、デバイスチップ領域のコーナー(○印部)では、1ショット分の透過率TB(=TB1=TB2=TB3=TB4)に対応する露光量と、2ショット分の透過率TC(=TC1=TC2=TC3=TC4)に対応する露光量と、1ショット分の透過率TD(=TD1=TD2=TD3=TD4)に対応する露光量とを合わせた露光光が照射される。   On the side (dotted line portion) where the scribe areas intersect each other, exposure light having an exposure amount corresponding to the transmittance TC (= TC1 = TC2 = TC3 = TC4) for two shots is irradiated. At the corner (circled portion) of the device chip area, the exposure amount corresponding to the transmittance TB for one shot (= TB1 = TB2 = TB3 = TB4) and the transmittance TC for two shots (= TC1 = TC2). = TC3 = TC4) and exposure light that combines the exposure amount corresponding to the transmittance TD (= TD1 = TD2 = TD3 = TD4) for one shot is irradiated.

ここで、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクと比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクとにおける各透過率の具体的な数値例について説明する。図26に示すように、直線部分(領域A)における露光光の透過率TAは、図16(B)について説明したように、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクと比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクとも、5.5%である。また、コーナー(領域B)における露光光の透過率TBは、図16(B)に示すように、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクと比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクとも、6.9%である。   Here, a specific numerical example of each transmittance in the halftone phase shift mask according to the embodiment and the halftone phase shift mask according to the comparative example will be described. As shown in FIG. 26, the exposure light transmittance TA in the linear portion (region A) is the halftone phase shift mask according to the embodiment and the half according to the comparative example, as described with reference to FIG. Both tone type phase shift masks are 5.5%. In addition, as shown in FIG. 16B, the exposure light transmittance TB in the corner (region B) is the halftone phase shift mask according to the embodiment and the halftone phase shift mask according to the comparative example. It is 6.9%.

直線部分(領域C)における露光光の透過率TCは、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、図11に示すように、微小ホールが、ピッチの不整合なく配置されていることによって、0%である。一方、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、図19に示すように、ピッチの不整合が存在する。このため、図17(B)について説明したように、透過率TCは、6.5%である。なお、この透過率は、微小ホールと微小ホールとの間隔が720nmの場合(図17(A)参照)の数値(最大値)である。   In the halftone phase shift mask according to the embodiment, the transmittance TC of exposure light in the straight line portion (region C) is as shown in FIG. 11 because minute holes are arranged without pitch mismatch. 0%. On the other hand, in the halftone phase shift mask according to the comparative example, there is a pitch mismatch as shown in FIG. For this reason, as described with reference to FIG. 17B, the transmittance TC is 6.5%. This transmittance is a numerical value (maximum value) when the distance between the minute holes is 720 nm (see FIG. 17A).

コーナー部分(領域D)における露光光の透過率TDは、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、図11に示すように、微小ホールが、ピッチの不整合なく配置されていることによって、0%である。一方、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、図19に示すように、ピッチの不整合が存在する。このため、図17(B)について説明したように、透過率TCは、7.2%である。   In the halftone phase shift mask according to the embodiment, the transmittance TD of the exposure light in the corner portion (region D) is as shown in FIG. 11 because the minute holes are arranged without pitch mismatch. 0%. On the other hand, in the halftone phase shift mask according to the comparative example, there is a pitch mismatch as shown in FIG. For this reason, as described with reference to FIG. 17B, the transmittance TC is 7.2%.

次に、これらの透過率に基づいて、フォトレジストにおける一つのコーナー部分とその近傍の露光光の透過率(累積値)を図27に示す。図27に示すように、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクの場合、デバイスチップ領域とスクライブ領域との境界(実線部分)では、透過率は12%となる。また、スクライブ領域同士が交差している部分の辺(点線部)では、透過率は13%となる。そして、デバイスチップ領域のコーナー部分(○印部)では、透過率は27.1%となる。   Next, based on these transmittances, the transmittance (cumulative value) of one corner portion of the photoresist and the exposure light in the vicinity thereof is shown in FIG. As shown in FIG. 27, in the case of the halftone phase shift mask according to the comparative example, the transmittance is 12% at the boundary (solid line portion) between the device chip region and the scribe region. Moreover, the transmittance | permeability will be 13% in the part (dotted line part) of the part which scribe area | regions cross | intersect. Then, the transmittance is 27.1% at the corner portion (circled portion) of the device chip region.

このため、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、露光光の透過率が高くなる領域に位置するフォトレジストの部分において膜減りが生じ、条件によっては、フォトレジストが抜けてしまうことがある。   For this reason, in the halftone phase shift mask according to the comparative example, the film thickness is reduced in the portion of the photoresist located in the region where the exposure light transmittance is high, and the photoresist may come off depending on the conditions. .

なお、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクとしては、微小ホールのピッチの不整合として、微小ホールと微小ホールとの間隔が720nmの場合(図17(A)参照)を例に挙げたが、この問題は、この場合に限られない。   As a halftone phase shift mask according to the comparative example, a case where the distance between the minute holes is 720 nm (see FIG. 17A) is taken as an example of the pitch mismatch of the minute holes. This problem is not limited to this case.

ハーフトーン型位相シフトマスクの設計データの作成に際して、露光領域外遮光帯配置領域とスクライブ領域とに、微小ホール遮光パターンによる微小ホール遮光帯を配置する際に、特に、制限を設けないで微小ホール遮光パターンを配置していくと、露光領域外遮光帯配置領域とスクライブ領域との境界において微小ホールのピッチが崩れてしまい、ピッチの不整合が生じることになる。   When creating the design data for the halftone phase shift mask, there is no particular restriction when placing a micro hole shading band with a micro hole shading pattern in the out-of-exposure shading band arrangement area and the scribe area. When the light shielding pattern is arranged, the pitch of the minute holes is broken at the boundary between the outside-exposed-area light-shielding band arrangement area and the scribe area, resulting in a pitch mismatch.

このため、そのようなピッチの不整合が生じたハーフトーン型位相シフトマスク(図19参照)では、ピッチの不整合が生じている部分における露光光の透過率が高くなってしまい、フォトレジストの膜減り等が生じることになる。なお、上述した透過率の見積もりは、ハーフトーン膜の露光光の透過率を4%とした場合の数値であり、透過率が高いハーフトーン膜ほど、透過した露光光による影響が大きくなる。当該ピッチの不整合に起因する問題は、今回、発明者によって初めて明らかにされた。   For this reason, in the halftone phase shift mask (see FIG. 19) in which such a pitch mismatch has occurred, the transmittance of the exposure light in the portion where the pitch mismatch has occurred is increased, and the photoresist The film will be reduced. The above-mentioned estimation of the transmittance is a numerical value when the transmittance of the exposure light of the halftone film is 4%, and the influence of the transmitted exposure light becomes larger as the halftone film has a higher transmittance. The problem caused by the pitch mismatch was first clarified by the inventors this time.

一方、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクの場合、デバイスチップ領域とスクライブ領域との境界(実線部分)では、透過率は5.5%となる。また、スクライブ領域同士が交差している部分の辺(点線部)では、透過率は0%となる。そして、デバイスチップ領域のコーナー部分(○印部)では、透過率は6.9%となる。   On the other hand, in the case of the halftone phase shift mask according to the embodiment, the transmittance is 5.5% at the boundary (solid line portion) between the device chip region and the scribe region. Further, the transmittance is 0% at the side (dotted line portion) where the scribe regions intersect. Then, the transmittance is 6.9% at the corner portion (circled portion) of the device chip region.

このように、実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクと比べて、露光光の透過率が大幅に低くなっていることがわかる。実施の形態に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、露光領域外遮光帯配置領域PSRとスクライブ領域SR(図9参照)とを一つの領域と捉え、その領域に微小ホール(微小ホール遮光パターン)を配置していくことで、露光領域外遮光帯配置領域PSRとスクライブ領域SRとの境界において、微小ホールのピッチの不整合が生じることがなくなる。   Thus, it can be seen that the halftone phase shift mask according to the embodiment has a much lower exposure light transmittance than the halftone phase shift mask according to the comparative example. In the halftone phase shift mask according to the embodiment, the out-of-exposure light shielding band arrangement region PSR and the scribe region SR (see FIG. 9) are regarded as one region, and a minute hole (a minute hole light shielding pattern) is formed in the region. As a result of the arrangement, there is no occurrence of inconsistency in the pitch of the minute holes at the boundary between the outside-exposed-area light-shielding band arrangement area PSR and the scribe area SR.

これにより、比較例に係るハーフトーン型位相シフトマスクの場合と比べて、ショットのコーナー部分におけるフォトレジストの感光が抑制されて、フォトレジストの膜減り等を抑制することができ、所望のフォトレジストパターンを確実に形成することができる。また、ハーフトーン膜に微小ホールによる微小ホール遮光帯を形成することで、ハーフトーン膜の上に、たとえば、クロム膜等の他の遮蔽膜を形成した多層構造のハーフトーン型位相シフトマスクと比べると、製造コストを抑えることができる。   As a result, compared to the case of the halftone phase shift mask according to the comparative example, photosensitivity of the photoresist at the corner portion of the shot can be suppressed, and the film loss of the photoresist can be suppressed. A pattern can be formed reliably. In addition, by forming a micro hole shading band with micro holes in the halftone film, it is compared with a halftone phase shift mask having a multilayer structure in which another shielding film such as a chromium film is formed on the halftone film. And manufacturing cost can be held down.

(変形例1)
上述した図9に示すハーフトーン型位相シフトマスクでは、すべてのスクライブ領域に、微小ホールによる微小ホール遮光帯を配置させた場合について説明した。微小ホール遮光帯の配置の仕方としては、この他に、図28に示すように、デバイスチップ領域DRと露光領域外遮光帯配置領域PSRとの間に位置するスクライブ領域SR、すなわち、最外周に位置するスクライブ領域SRにだけ、微小ホール遮光帯FHSを配置するようにしてもよい。
(Modification 1)
In the halftone phase shift mask shown in FIG. 9 described above, the case where the minute hole light-shielding band by the minute holes is arranged in all the scribe regions has been described. In addition to this, as shown in FIG. 28, the micro hole shading band is arranged in a scribe area SR located between the device chip area DR and the non-exposure area shading band arrangement area PSR, that is, on the outermost periphery. The minute hole shading band FHS may be arranged only in the scribe region SR located.

このハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法は、図9に示されるハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法とほぼ同じである。まず、図29に示すデバイスチップ領域の設計データDRDと、図30に示すスクライブ領域の設計データSRDと、図31に示す露光領域外遮光帯配置領域の設計データPSRDが準備される。   The method for manufacturing the halftone phase shift mask is substantially the same as the method for manufacturing the halftone phase shift mask shown in FIG. First, design data DRD for the device chip area shown in FIG. 29, design data SRD for the scribe area shown in FIG. 30, and design data PSRD for the non-exposure light shielding band arrangement area shown in FIG. 31 are prepared.

次に、デバイスチップ領域の設計データDRDと、スクライブ領域の設計データSRDと、露光領域外遮光帯配置領域の設計データPSRDとが合成されて、図32に示すように、1枚のハーフトーン型位相シフトマスクに相当するハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDが作成される。このハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDでは、1枚のハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDに、製品となるデバイスチップ領域の設計データが4つ配置されている。   Next, the design data DRD for the device chip area, the design data SRD for the scribe area, and the design data PSRD for the non-exposure area shading band arrangement area are combined to form one halftone type as shown in FIG. Design data PMD of a halftone phase shift mask corresponding to the phase shift mask is created. In this halftone phase shift mask design data PMD, four pieces of design data of a device chip area as a product are arranged in one halftone phase shift mask design data PMD.

次に、露光領域外遮光帯配置領域の設計データPSRDとスクライブ領域の設計データSRDのうち遮光帯を配置すべき領域の設計データとが合成される。そして、前述した方法と同様の方法によって、基本パターン(単位パターン)として微小ホール遮光パターン(設計データFHPD)を配置することによって、図33に示すように、微小ホール遮光帯の設計データFHSDを含むハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDが作成される。   Next, the design data PSRD for the out-of-exposure light-shielding band arrangement area and the design data for the area where the light-shielding band should be arranged among the design data SRD for the scribe area are synthesized. Then, by arranging the minute hole shading pattern (design data FHPD) as the basic pattern (unit pattern) by the same method as described above, the design data FHSD of the minute hole shading band is included as shown in FIG. Halftone phase shift mask design data PMD is created.

次に、このハーフトーン型位相シフトマスクの設計データPMDに基づいて電子描画を行うことによって、図28に示すように、微小ホールによる微小ホール遮光帯FHSを有するハーフトーン型位相シフトマスクPMが製造される。   Next, by performing electronic drawing based on the design data PMD of the halftone phase shift mask, as shown in FIG. 28, a halftone phase shift mask PM having a minute hole shading band FHS by minute holes is manufactured. Is done.

ここで、電子描画には、ラスタースキャン方式とベクタースキャン方式とがある。ラスタースキャン方式とは、ステージを連続的に移動させながら描画する方式である。一方、ベクタースキャン方式とは、パターンが形成される領域にだけステージを移動させて電子ビームを走査する方式である。このため、描画装置として、ベクタースキャン方式の描画装置を使用してハーフトーン型位相シフトマスクを製造する場合には、描画する面積に応じてスループットが変わることになる。   Here, the electronic drawing includes a raster scan method and a vector scan method. The raster scan method is a method of drawing while moving the stage continuously. On the other hand, the vector scanning method is a method of scanning an electron beam by moving the stage only to a region where a pattern is formed. For this reason, when a halftone type phase shift mask is manufactured using a vector scan type drawing apparatus as a drawing apparatus, the throughput changes depending on the drawing area.

変形例1に係るハーフトーン型位相シフトマスクでは、最外周に位置するスクライブ領域SRにだけ、微小ホールによる微小ホール遮光帯FHSを形成することで、ハーフトーン型位相シフトマスクを製造する際のスループットを短くすることができる。   In the halftone phase shift mask according to the first modification, the throughput in manufacturing the halftone phase shift mask is formed by forming the minute hole shading band FHS by the minute holes only in the scribe region SR located on the outermost periphery. Can be shortened.

(変形例2)
微小ホール遮光帯の配置の仕方としては、スクライブ領域に配置されたマーク類配置領域と対向する、最外周に位置するスクライブ領域における所定の領域にだけ微小ホール遮光帯を配置するようにしてもよい。図34に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスクPMにおけるスクライブ領域SRにおいて、たとえば、マーク類配置領域MR1〜MR4等が配置されているとする。
(Modification 2)
As a method of arranging the minute hole shading band, the minute hole shading band may be arranged only in a predetermined area in the scribe area located on the outermost periphery facing the mark arrangement area arranged in the scribe area. . As shown in FIG. 34, it is assumed that, for example, mark arrangement areas MR1 to MR4 are arranged in the scribe area SR in the halftone phase shift mask PM.

この場合、マーク類配置領域MR1、MR2に対向するスクライブ領域SRの部分に、微小ホール遮光帯FHS1、FHS2がそれぞれ配置されている。また、マーク類配置領域MR3、MR4に対向するスクライブ領域SRの部分に、微小ホール遮光帯FHS3、FHS4がそれぞれ配置されている。なお、マーク類配置領域が配置されていないスクライブ領域RSのコーナーには、微小ホール遮光帯が必ず配置されることになる。   In this case, the minute hole light-shielding bands FHS1 and FHS2 are arranged in the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR1 and MR2, respectively. Further, the minute hole light-shielding bands FHS3 and FHS4 are arranged in the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR3 and MR4, respectively. It should be noted that a minute hole light-shielding band is necessarily arranged at the corner of the scribe area RS where the mark arrangement area is not arranged.

ここで、マーク類配置領域に対向するスクライブ領域の部分に微小ホール遮光帯を配置しなければならない理由について説明する。   Here, the reason why the minute hole shading band must be arranged in the part of the scribe area facing the mark arrangement area will be described.

凹凸スクライブ構造では、互いに対向する一方のスクライブ領域のパターンに他方のスクライブ領域のパターンを重ね合わせながら露光(ショット)が行われる。まず、図35に示すように、一のショットによって、フォトレジストPRには、マーク類配置領域MR1、MR2、MR3、MR4等のパターンMR1P、MR2P、MR3P、MR4P等が転写される。   In the concavo-convex scribe structure, exposure (shot) is performed while the pattern of the other scribe area is superimposed on the pattern of one scribe area facing each other. First, as shown in FIG. 35, patterns MR1P, MR2P, MR3P, MR4P, etc., such as mark arrangement regions MR1, MR2, MR3, MR4, etc. are transferred to the photoresist PR by one shot.

図36に示すように、次のショットでは、一のショットによって、マーク類配置領域MR1、MR2のパターンMR1P、MR2Pが転写されたスクライブ領域のパターンに重なるように、マーク類配置領域MR3、MR4が配置されたスクライブ領域SRのパターンが転写される。   As shown in FIG. 36, in the next shot, the mark arrangement regions MR3 and MR4 are overlapped with the pattern of the scribe region to which the patterns MR1P and MR2P of the mark arrangement regions MR1 and MR2 are transferred by one shot. The pattern of the arranged scribe region SR is transferred.

このとき、一のショットにおいて転写された、マーク類配置領域MR1、MR2のパターンMR1P、MR2Pの部分に対しては、次のショットによって露光光が照射されないようにする必要がある。このため、マーク類配置領域MR1、MR2に対向するスクライブ領域SRの部分に、微小ホール遮光帯FHS1、FHS2をそれぞれ配置する必要がある。   At this time, it is necessary to prevent exposure light from being irradiated by the next shot onto the portions of the patterns MR1P and MR2P of the mark arrangement regions MR1 and MR2 transferred in one shot. For this reason, it is necessary to dispose the minute hole light-shielding bands FHS1 and FHS2 in the portions of the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR1 and MR2, respectively.

一方、このショットにおいて、マーク類配置領域MR3、MR4のパターンMR3P、MR4Pが転写される部分に対しては、一のショットの際に露光光が照射されないようにする必要がある。このため、マーク類配置領域MR3、MR4に対向するスクライブ領域SRの部分に、微小ホール遮光帯FHS3、FHS4をそれぞれ配置する必要がある。   On the other hand, in this shot, it is necessary to prevent exposure light from being irradiated to the portion where the patterns MR3P and MR4P of the mark arrangement regions MR3 and MR4 are transferred. For this reason, it is necessary to dispose the minute hole light-shielding bands FHS3 and FHS4 in the portions of the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR3 and MR4, respectively.

この変形例に係るハーフトーン型位相シフトマスクPMでは、スクライブ領域に配置されたマーク類配置領域と対向する、スクライブ領域における所定の領域にだけ微小ホール遮光帯が配置されることで、ハーフトーン型位相シフトマスクPMを製造する際の描画のスループットをさらに短くすることができる。   In the halftone type phase shift mask PM according to this modification, the minute hole shading band is arranged only in a predetermined region in the scribe region, which is opposed to the mark arrangement region arranged in the scribe region, so that the halftone type The drawing throughput when manufacturing the phase shift mask PM can be further shortened.

なお、この変形例に係るハーフトーン型位相シフトマスクPMは、微小ホール遮光帯が配置されないスクライブ領域の部分が重なって露光(ショット)されても、フォトレジストの表面に影響が現れない場合や、その影響が許容しうる程度である場合に限り、適用することが可能である。   Note that the halftone phase shift mask PM according to this modification has no effect on the surface of the photoresist even if the scribe region where the minute hole shading zone is not disposed is exposed (shot). It can be applied only if the effect is acceptable.

(変形例3)
上述したように、本ハーフトーン型位相シフトマスクPMでは、スクライブ領域における特定の領域に微小ホールによる微小ホール遮光帯を配置させて露光光を遮光する必要がある。ここでは、総括的に、微小ホール遮光帯を配置しなければならない部分(領域)について説明する。
(Modification 3)
As described above, in this halftone type phase shift mask PM, it is necessary to dispose exposure light by disposing a minute hole shading band by minute holes in a specific region in the scribe region. Here, the part (area | region) which must arrange | position a micro hole light-shielding zone is demonstrated collectively.

すでに述べたように、凹凸スクライブ構造のハーフトーン型位相シフトマスクを用いて露光処理(ショット)を行う場合には、ショットのコーナーは四重露光になる(図20〜図27参照)。このため、図37に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスクにおける、スクライブ領域のコーナー部分には、マーク類配置領域MR7が配置されるコーナー部分を除いて、必ず微小ホール遮光帯FHSSを配置する必要がある。   As described above, when the exposure process (shot) is performed using the halftone phase shift mask having the concavo-convex scribe structure, the corner of the shot is quadruple exposure (see FIGS. 20 to 27). For this reason, as shown in FIG. 37, in the halftone phase shift mask, the minute hole shading band FHSS is always arranged at the corner portion of the scribe region except for the corner portion where the mark arrangement region MR7 is arranged. There is a need.

また、その微小ホール遮光帯FHSSとしては、図38に示すように、スクライブ領域SRのコーナー部分から、スクライブ領域SRが延在する方向に向かって、1μm以上、好ましくは2μm以上の範囲(ΔS)まで微小ホール遮光帯を配置させることで、露光光を効果的に遮光することができる。   Further, as shown in FIG. 38, the minute hole shading zone FHSS has a range (ΔS) of 1 μm or more, preferably 2 μm or more from the corner portion of the scribe region SR toward the direction in which the scribe region SR extends. The exposure light can be effectively shielded by arranging the minute hole shading zone as far as possible.

さらに、前述したように、マーク類配置領域に対向する、最外周に位置するスクライブ領域の部分に微小ホール遮光帯を配置する必要がある。マーク類配置領域MR1、MR2に対向するスクライブ領域SRの部分には、微小ホール遮光帯FHS1、FHS2が配置され、マーク類配置領域MR3、MR4に対向するスクライブ領域SRの部分には、微小ホール遮光帯FHS3、FHS4が配置されている。   Further, as described above, it is necessary to dispose the minute hole light-shielding band in the portion of the scribe region located on the outermost periphery facing the mark arrangement region. The minute hole shading bands FHS1 and FHS2 are arranged in the portion of the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR1 and MR2, and the minute hole light shielding is arranged in the portion of the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR3 and MR4. Bands FHS3 and FHS4 are arranged.

一方、マーク類配置領域MR5、MR6に対向するスクライブ領域SRの部分には、微小ホール遮光帯FHS5、FHS6が配置され、マーク類配置領域MR8、MR9に対向するスクライブ領域SRの部分には、微小ホール遮光帯FHS8、FHS9が配置されている。   On the other hand, the minute hole shading bands FHS5 and FHS6 are arranged in the portion of the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR5 and MR6, and the minute portion of the scribe region SR facing the mark arrangement regions MR8 and MR9 is arranged in the minute region. Hall shading bands FHS8 and FHS9 are arranged.

本ハーフトーン型位相シフトマスクでは、これらの微小ホール遮光帯FHSS、FHS1〜FHS9と、露光領域外遮光帯配置領域PSRに配置される微小ホール遮光帯FHSとの境界とその近傍では、微小ホールがピッチの不整合なく連続的に配置されている。   In this halftone phase shift mask, there are minute holes at and near the boundary between these minute hole light shielding bands FHSS, FHS1 to FHS9 and the minute hole light shielding band FHS arranged in the non-exposure light shielding band arrangement area PSR. They are arranged continuously without any pitch mismatch.

また、たとえば、スクライブ領域SRにおいて、マーク類配置領域の位置との関係で、そのマーク類配置領域と対向するスクライブ領域に配置される微小ホール遮光帯と、スクライブ領域のコーナーに配置される微小ホール遮光とが隣接するような場合には、その境界とその近傍でも、微小ホールがピッチの不整合なく連続的に配置されることになる。   Further, for example, in the scribe region SR, a minute hole light-shielding band disposed in the scribe region facing the mark placement region and a minute hole disposed in the corner of the scribe region in relation to the position of the mark placement region. When the light shielding is adjacent, the minute holes are continuously arranged at the boundary and in the vicinity thereof without any pitch mismatch.

実施の形態2
ここでは、前述したハーフトーン型位相シフトマスクを適用した半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、その基本プロセスについて、フローチャートにしたがって説明する。
Embodiment 2
Here, an example of a method for manufacturing a semiconductor device to which the above-described halftone phase shift mask is applied will be described. First, the basic process will be described with reference to a flowchart.

図39に示すように、まず、ステップF1では、半導体基板の表面上に所定の被加工膜が形成される。次に、ステップF2では、実施の形態1において説明したハーフトーン型位相シフトマスクが準備される。このハーフトーン型位相シフトマスクでは、露光領域外遮光帯配置領域とスクライブ領域における所定の領域に、微小ホールを一定のピッチをもってピッチの不整合なく連続的に配置した微小ホール遮光帯が配置されている。   As shown in FIG. 39, first, in step F1, a predetermined film to be processed is formed on the surface of the semiconductor substrate. Next, in step F2, the halftone phase shift mask described in the first embodiment is prepared. In this half-tone type phase shift mask, a minute hole shading band in which minute holes are continuously arranged with a constant pitch and no pitch mismatch is arranged in a predetermined region in the outside exposure region shielding band arrangement region and the scribe region. Yes.

次に、ステップF3では、被加工膜に塗布されたフォトレジストに対して、そのハーフトーン型位相シフトマスクを用いて露光処理が施される。次に、ステップF4では、そのフォトレジストに対し現像処理を施すことによって、フォトレジストパターンが形成される。次に、ステップF5では、そのフォトレジストパターンをマスクとして被加工膜にエッチング処理を施すことによって、被加工膜のパターニングが行われる。   Next, in step F3, the photoresist applied to the film to be processed is subjected to an exposure process using the halftone phase shift mask. Next, in Step F4, a photoresist pattern is formed by performing development processing on the photoresist. Next, in step F5, the film to be processed is patterned by etching the film to be processed using the photoresist pattern as a mask.

次に、より具体的な半導体装置の製造方法の一例として、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを有する半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、前述したハーフトーン型位相シフトマスクを、コンタクトホールの形成に適用する場合を例に挙げる。   Next, as an example of a more specific method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device having a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor will be described. Here, a case where the above-described halftone phase shift mask is applied to formation of a contact hole will be described as an example.

図40に示すように、半導体基板SUBの表面に熱酸化処理を施すことにより、絶縁膜ZFが形成される。次に、その絶縁膜ZFを覆うように、たとえば、ポリシリコン膜およびその金属シリサイド膜等を含む導電膜CF1が形成される。   As shown in FIG. 40, the insulating film ZF is formed by performing a thermal oxidation process on the surface of the semiconductor substrate SUB. Next, for example, a conductive film CF1 including a polysilicon film and its metal silicide film is formed so as to cover the insulating film ZF.

次に、ゲート電極をパターニングするための写真製版処理が施される。図41に示すように、導電膜CF1の表面を覆うように有機反射防止膜(BARC:Bottom Anti-Reflective Coating)ACが形成される。その有機反射防止膜ACを覆うように、フォトレジストPR1が塗布形成される。次に、i線露光装置を用いて露光処理を施すことにより、フォトマスク(図示せず)に形成されたゲート電極(配線)のパターンがフォトレジストPR1に転写(写真製版)される。   Next, a photolithography process for patterning the gate electrode is performed. As shown in FIG. 41, an organic antireflection film (BARC: Bottom Anti-Reflective Coating) AC is formed so as to cover the surface of the conductive film CF1. A photoresist PR1 is applied and formed so as to cover the organic antireflection film AC. Next, by performing an exposure process using an i-line exposure apparatus, the pattern of the gate electrode (wiring) formed on the photomask (not shown) is transferred (photoengraving) to the photoresist PR1.

次に、ベーク処理を行い、その後、たとえば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(濃度:2.38wt%)のアルカリ現像液による現像処理を施すことによって、図42に示すように、ゲート電極をパターニングするためのフォトレジストパターンPR1Pが形成される。次に、フォトレジストパターンPR1Pをマスクとして、有機反射防止膜ACおよび導電膜CF1にドライエッチング処理を施すことによって、図43に示すように、ゲート電極GEが形成される。その後、フォトレジストパターンPR1Pが除去される。   Next, a baking process is performed, and then, for example, a development process using an alkali developer of tetramethylammonium hydroxide (concentration: 2.38 wt%) is performed to pattern the gate electrode as shown in FIG. The photoresist pattern PR1P is formed. Next, using the photoresist pattern PR1P as a mask, the organic antireflection film AC and the conductive film CF1 are dry-etched to form the gate electrode GE as shown in FIG. Thereafter, photoresist pattern PR1P is removed.

次に、ゲート電極GEをマスクとして、比較的低いドーズ量をもってn型不純物を注入することによって、n型低濃度不純物領域LR(図44参照)が形成される。次に、ゲート電極GEを覆うように絶縁膜(図示せず)が形成される。次に、その絶縁膜に異方性エッチングを施すことによって、図44に示すように、ゲート電極GEの側壁上にサイドウォール絶縁膜SWZが形成される。   Next, an n-type low concentration impurity region LR (see FIG. 44) is formed by implanting an n-type impurity with a relatively low dose amount using the gate electrode GE as a mask. Next, an insulating film (not shown) is formed so as to cover the gate electrode GE. Next, by performing anisotropic etching on the insulating film, a sidewall insulating film SWZ is formed on the side wall of the gate electrode GE as shown in FIG.

次に、ゲート電極GEおよびサイドウォール絶縁膜SWZをマスクとして、比較的高いドーズ量をもってn型不純物を注入することによって、n型高濃度不純物領域HRが形成される。こうして、ゲート電極GE、n型低濃度不純物領域LRおよびn型高濃度不純物領域HRを含むnチャネル型のMOSトランジスタが形成される。次に、ゲート電極GE等を覆うように、たとえば、シリコン酸化膜等の層間絶縁膜SZ(図45参照)が形成される。   Next, an n-type high concentration impurity region HR is formed by implanting an n-type impurity with a relatively high dose amount using the gate electrode GE and the sidewall insulating film SWZ as a mask. Thus, an n-channel MOS transistor including the gate electrode GE, the n-type low concentration impurity region LR, and the n-type high concentration impurity region HR is formed. Next, for example, an interlayer insulating film SZ (see FIG. 45) such as a silicon oxide film is formed so as to cover the gate electrode GE and the like.

次に、コンタクトホールを形成するための写真製版処理が施される。図45に示すように、層間絶縁膜SZを覆うように有機反射防止膜ACが形成される。その有機反射防止膜ACを覆うように、フォトレジストPR2が塗布形成される。次に、図46に示すように、実施の形態1において説明したハーフトーン型位相シフトマスクPMを用いて露光処理が施される。ハーフトーン型位相シフトマスクPMでは、露光領域外遮光帯配置領域PSRとスクライブ領域SRに、微小ホールによる微小ホール遮光帯が配置されている。   Next, a photolithography process for forming a contact hole is performed. As shown in FIG. 45, an organic antireflection film AC is formed so as to cover the interlayer insulating film SZ. A photoresist PR2 is applied and formed so as to cover the organic antireflection film AC. Next, as shown in FIG. 46, an exposure process is performed using the halftone phase shift mask PM described in the first embodiment. In the halftone phase shift mask PM, a minute hole shading band made of minute holes is arranged in the outside exposure region shielding band arrangement region PSR and the scribe region SR.

i線露光装置内にセッティングされたハーフトーン型位相シフトマスクPMに、アパーチャAPを通して露光光が照射され、ハーフトーン型位相シフトマスクに形成されたコンタクトホールのパターン(図示せず)が、光学系LEZにより縮小されて、フォトレジストPR2に順次転写される。次に、ベーク処理を行い、その後、アルカリ現像液による現像処理を施すことによって、図47に示すように、コンタクトホールを形成するためのレジストパターンPR2Pが形成される。   The halftone phase shift mask PM set in the i-line exposure apparatus is irradiated with exposure light through the aperture AP, and a contact hole pattern (not shown) formed in the halftone phase shift mask is an optical system. The image is reduced by LEZ and sequentially transferred to the photoresist PR2. Next, a baking process is performed, followed by a development process using an alkali developer, thereby forming a resist pattern PR2P for forming contact holes as shown in FIG.

次に、図48に示すように、レジストパターンPR2Pをマスクとして有機反射防止膜ACおよび層間絶縁膜SZに異方性エッチングを施すことによって、n型高濃度不純物領域HRを露出するコンタクトホールCHが形成される。その後、レジストパターンPR2Pおよび有機反射防止膜ACが除去される。   Next, as shown in FIG. 48, by performing anisotropic etching on the organic antireflection film AC and the interlayer insulating film SZ using the resist pattern PR2P as a mask, the contact hole CH exposing the n-type high concentration impurity region HR is formed. It is formed. Thereafter, the resist pattern PR2P and the organic antireflection film AC are removed.

次に、図49に示すように、コンタクトホールCH内を充填するように、層間絶縁膜SZ上にバリアメタルを含む所定の導電膜CF2が形成される。次に、配線をパターニングするための写真製版処理を施すことによって、有機反射防止膜とレジストパターン(いずれも図示せず)が形成される。次に、そのレジストパターンをマスクとして、導電膜CF2に異方性エッチングを施すことによって、n型高濃度不純物領域HRに電気的に接続される配線M(図50参照)が形成される。   Next, as shown in FIG. 49, a predetermined conductive film CF2 including a barrier metal is formed on the interlayer insulating film SZ so as to fill the contact hole CH. Next, an organic antireflection film and a resist pattern (both not shown) are formed by performing a photoengraving process for patterning the wiring. Next, by performing anisotropic etching on the conductive film CF2 using the resist pattern as a mask, a wiring M (see FIG. 50) electrically connected to the n-type high concentration impurity region HR is formed.

その後、有機反射防止膜およびレジストパターンを除去することによって、図50に示すように、nチャネル型のMOSトランジスタを備えた半導体装置の主要部分が形成される。   Thereafter, by removing the organic antireflection film and the resist pattern, as shown in FIG. 50, the main part of the semiconductor device including the n-channel MOS transistor is formed.

なお、多層配線構造の半導体装置を製造する場合には、その後、配線Mを覆うように層間絶縁膜を形成し、次に、その層間絶縁膜にスルーホールを形成し、そして、そのスルーホールに銅(Cu)等の導電膜を埋め込めばよい。これにより、多層配線構造を有する半導体装置を製造することができる。また、nチャネル型のMOSトランジスタに加えて、pチャネル型のMOSトランジスタを併せて形成することで、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)タイプの半導体装置を製造することができる。   In the case of manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure, an interlayer insulating film is formed so as to cover the wiring M, and then a through hole is formed in the interlayer insulating film, and the through hole is formed in the through hole. A conductive film such as copper (Cu) may be embedded. Thereby, a semiconductor device having a multilayer wiring structure can be manufactured. Further, by forming a p-channel MOS transistor in addition to the n-channel MOS transistor, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type semiconductor device can be manufactured.

上述した半導体装置の製造方法によれば、コンタクトホールを形成する際に用いられるハーフトーン型位相シフトマスクでは、露光領域外遮光帯配置領域PSRとスクライブ領域SRに、微小ホールを一定のピッチをもってピッチの不整合なく連続的に形成した微小ホール遮光帯が配置されている。これにより、実施の形態1において説明したように、ショットのコーナー部分における意図しないフォトレジストの感光を抑制して、所望のフォトレジストパターンを確実に形成することができる。その結果、寸法精度の高いコンタクトホールを形成することができる。   According to the semiconductor device manufacturing method described above, in the halftone phase shift mask used for forming contact holes, fine holes are pitched at a constant pitch in the non-exposure light shielding band arrangement region PSR and the scribe region SR. A minute hole shading band formed continuously without any mismatch is arranged. As a result, as described in the first embodiment, unintended photoresist exposure at the corner portion of the shot can be suppressed, and a desired photoresist pattern can be reliably formed. As a result, a contact hole with high dimensional accuracy can be formed.

また、上述したハーフトーン型位相シフトマスクでは、スクライブ領域が、凹凸スクライブ構造とされる。これにより、ウェハ(半導体基板)1枚あたりから得られる半導体チップ(デバイスチップ)の数を増やすことができる。さらに、ハーフトーン型位相シフトマスクとして、単層のハーフトーン型位相シフトマスクが用いられている。これらの結果、半導体装置の製造コストを抑えることができる。   In the halftone phase shift mask described above, the scribe region has an uneven scribe structure. Thereby, the number of semiconductor chips (device chips) obtained from one wafer (semiconductor substrate) can be increased. Further, a single-layer halftone phase shift mask is used as the halftone phase shift mask. As a result, the manufacturing cost of the semiconductor device can be suppressed.

なお、上述した半導体装置の製造方法では、実施の形態1において説明したハーフトーン型位相シフトマスクを、コンタクトホールを形成する際に適用した場合について説明した。このハーフトーン型位相シフトマスクを適用する工程としては、コンタクトホールを形成する工程に限られるものではなく、ゲート電極のパターニングや配線等のパターニングをはじめ、種々の被加工膜のパターニングに適用することができる。   In the above-described method for manufacturing a semiconductor device, the case where the halftone phase shift mask described in Embodiment 1 is applied when a contact hole is formed has been described. The process of applying the halftone phase shift mask is not limited to the process of forming a contact hole, but can be applied to the patterning of various processed films including the patterning of gate electrodes and wiring. Can do.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

PM ハーフトーン型位相シフトマスク、QG 石英ガラス板、DR デバイスチップ領域、SR スクライブ領域、MR マーク類配置領域、PSR 露光領域外遮光帯配置領域、FHS 微小ホール遮光帯、FH 微小ホール、HT ハーフトーン膜、PMD ハーフトーン型位相シフトマスクの設計データ、DRD デバイスチップ領域の設計データ、SRD スクライブ領域の設計データ、MRD マーク類の設計データ、PSRD 露光領域外遮光帯配置領域の設計データ、FHPD 微小ホール遮光パターンの設計データ、FHSD 微小ホール遮光帯の設計データ、S 微小ホールのサイズ、L 距離、D 距離、PMM ピッチの不整合、TA、TB、TC、TD 透過率、SUB 半導体基板、ZF 絶縁膜、CF1 導電膜、AC 有機反射防止膜、PR1 フォトレジスト、PR1P フォトレジストパターン、GE ゲート電極、SWZ サイドウォール絶縁膜、LR n型低濃度不純物領域、HR n型高濃度不純物領域、SZ 層間絶縁膜、PR2 フォトレジスト、AP アパーチャ、PR2P フォトレジストパターン、CH コンタクトホール、CF2 導電膜、M 配線。   PM half-tone phase shift mask, QG quartz glass plate, DR device chip area, SR scribe area, MR mark arrangement area, PSR non-exposure light-shielding band arrangement area, FHS minute hole shading band, FH minute hole, HT halftone Film, PMD halftone phase shift mask design data, DRD device chip area design data, SRD scribe area design data, MRD mark design data, PSRD design area layout area outside the exposure area, FHPD micro hole Shading pattern design data, FHSD micro hole shading band design data, S micro hole size, L distance, D distance, PMM pitch mismatch, TA, TB, TC, TD transmittance, SUB semiconductor substrate, ZF insulating film , CF1 conductive film, AC organic Anti-reflection film, PR1 photoresist, PR1P photoresist pattern, GE gate electrode, SWZ sidewall insulating film, LR n-type low concentration impurity region, HR n-type high concentration impurity region, SZ interlayer insulating film, PR2 photoresist, AP aperture PR2P photoresist pattern, CH contact hole, CF2 conductive film, M wiring.

Claims (12)

所定の基板の表面に配置された、露光光を遮光する第1遮光領域と、
前記第1遮光領域に隣接するように前記基板の表面に配置された、前記露光光を遮光する第2遮光領域と
を備え、
前記第1遮光領域および前記第2遮光領域では、ハーフトーン膜に、前記露光光に対して解像限界以下の微小ホールを、一定のピッチをもって、前記ピッチの不整合なく連続的に形成した微小ホール遮光帯が配置された、ハーフトーン型位相シフトマスク。
A first light shielding region arranged on the surface of a predetermined substrate for shielding exposure light;
A second light shielding region disposed on the surface of the substrate so as to be adjacent to the first light shielding region and shielding the exposure light;
In the first light-shielding region and the second light-shielding region, minute holes in which minute holes below the resolution limit with respect to the exposure light are continuously formed in the halftone film at a constant pitch and without mismatching of the pitch. Halftone phase shift mask with hole shading band.
デバイスチップが形成される領域と、
前記デバイスが形成される領域を取り囲むように配置されたスクライブ領域と、
前記スクライブ領域に隣接する態様で前記スクライブ領域を取り囲むように配置された露光領域外遮光帯配置領域と
を含み、
前記第1遮光領域は前記露光領域外遮光帯配置領域に配置され、
前記第2遮光領域は前記スクライブ領域に配置された、請求項1記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
A region where a device chip is formed;
A scribe region arranged to surround a region where the device is formed;
Including a non-exposure area light-shielding band arrangement area arranged so as to surround the scribe area in a mode adjacent to the scribe area,
The first light-shielding region is disposed in the outside-exposure region light-shielding band placement region;
The halftone phase shift mask according to claim 1, wherein the second light shielding region is disposed in the scribe region.
前記デバイスチップが形成される領域を複数含み、
前記スクライブ領域は、
最も外側に位置する前記デバイスチップが形成される領域と前記露光領域外遮光帯配置領域との間に配置される最外周スクライブ領域と、
複数の前記デバイスチップが形成される領域のうち、一のデバイスチップが形成される領域と他のデバイスチップが形成される領域との間に配置される内部スクライブ領域と
を含み、
前記第2遮光領域は、前記最外周スクライブ領域と前記内部スクライブ領域との双方に配置された、請求項2記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
Including a plurality of regions where the device chip is formed;
The scribe area is
The outermost peripheral scribe region disposed between the outermost region where the device chip is formed and the light-exposed region outside light-shielding band disposed region;
Including an internal scribe region disposed between a region where one device chip is formed and a region where another device chip is formed among regions where the plurality of device chips are formed;
3. The halftone phase shift mask according to claim 2, wherein the second light shielding region is disposed in both the outermost peripheral scribe region and the inner scribe region.
前記デバイスチップが形成される領域を複数含み、
前記スクライブ領域は、
最も外側に位置する前記デバイスチップが形成される領域と前記露光領域外遮光帯配置領域との間に配置される最外周スクライブ領域と、
複数の前記デバイスチップが形成される領域のうち、一のデバイスチップが形成される領域と他のデバイスチップが形成される領域との間に配置される内部スクライブ領域と
を含み、
前記第2遮光領域は、前記内部スクライブ領域には配置されず、前記最外周スクライブ領域に配置された、請求項2記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
Including a plurality of regions where the device chip is formed;
The scribe area is
The outermost peripheral scribe region disposed between the outermost region where the device chip is formed and the light-exposed region outside light-shielding band disposed region;
Including an internal scribe region disposed between a region where one device chip is formed and a region where another device chip is formed among regions where the plurality of device chips are formed;
The halftone phase shift mask according to claim 2, wherein the second light shielding region is not disposed in the inner scribe region but is disposed in the outermost peripheral scribe region.
デバイスチップが形成される領域を取り囲むように配置されたスクライブ領域と、
前記スクライブ領域に接する態様で前記スクライブ領域を取り囲むように配置された露光領域外遮光帯配置領域と
を含み、
前記第1遮光領域は前記スクライブ領域における第1領域に配置され、
前記第2遮光領域は、前記スクライブ領域における、前記第1領域に隣接する第2領域に配置された、請求項1記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
A scribe region arranged so as to surround a region where a device chip is formed;
Including an exposure area outside light shielding band arrangement area arranged so as to surround the scribe area in a manner in contact with the scribe area,
The first light shielding region is disposed in a first region of the scribe region;
2. The halftone phase shift mask according to claim 1, wherein the second light shielding region is disposed in a second region adjacent to the first region in the scribe region.
前記スクライブ領域は、互いに対向する第1スクライブ領域および第2スクライブ領域を含み、
前記第1スクライブ領域には、所定のパターンが形成されたパターン形成領域が配置され、
前記第1領域および前記第2領域のいずれか一方は、前記第2スクライブ領域における、前記パターン形成領域と対向する部分に配置された、請求項5記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
The scribe region includes a first scribe region and a second scribe region facing each other,
In the first scribe region, a pattern formation region in which a predetermined pattern is formed is disposed,
6. The halftone phase shift mask according to claim 5, wherein either one of the first region and the second region is disposed in a portion of the second scribe region facing the pattern formation region.
デバイスチップ領域の設計データ、スクライブ領域の設計データ、露光領域外遮光帯配置領域の設計データを用意するステップと、
前記デバイスチップ領域を取り囲むように前記スクライブ領域を配置するとともに、前記スクライブ領域を取り囲むように前記露光領域外遮光帯配置領域を配置する態様でフォトマスクのパターンデータを作成するステップと、
前記露光領域外遮光帯配置領域と前記スクライブ領域における所定の領域とを一つの領域として、所定の露光光に対して解像限界以下の微小ホールを、一定のピッチをもって前記ピッチの不整合なく連続的に配置させた微小ホール遮光帯の設計データを作成するステップと、
前記フォトマスクのパターンデータおよび前記微小ホール遮光帯の設計データに基づいて、所定の基板の表面に形成されたハーフトーン膜に電子描画を行うステップと
を備えた、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
Preparing device chip area design data, scribe area design data, design data for areas outside the exposure area shading zone, and
Arranging the scribe area so as to surround the device chip area, and creating photomask pattern data in a manner of arranging the outside-exposed-area light-shielding band arrangement area so as to surround the scribe area;
Using the out-of-exposure light-shielding band arrangement region and the predetermined region in the scribe region as one region, minute holes below the resolution limit with respect to the predetermined exposure light are continuously formed at a constant pitch without mismatching of the pitch. Creating design data for a small hole shading zone that is placed periodically
Manufacturing a halftone phase shift mask, comprising: performing electronic drawing on a halftone film formed on a surface of a predetermined substrate based on the pattern data of the photomask and design data of the minute hole shading band Method.
微小ホール遮光帯の設計データを作成するステップでは、微小ホール遮光帯は、単位パターンとして前記微小ホールを含む微小ホール遮光パターンを、前記露光領域外遮光帯配置領域における内側コーナーを始点として、前記一定のピッチをもって、X軸方向と前記X軸方向に直交するY軸方向とにそれぞれ沿って順次配置することによって作成するステップを含む、請求項7記載のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。   In the step of creating the design data of the minute hole shading band, the minute hole shading band is the fixed hole starting with the minute hole shading pattern including the minute hole as a unit pattern and the inner corner in the non-exposure area shading band arrangement region as a starting point. The method of manufacturing a halftone phase shift mask according to claim 7, further comprising a step of sequentially arranging along the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction at a pitch of 前記スクライブ領域の設計データを用意するステップは、
互いに対向する第1スクライブ領域および第2スクライブ領域の設計データと、
前記第1スクライブ領域に配置される所定のパターンが形成されたパターン形成領域の設計データと
を用意するステップを含み、
微小ホール遮光帯の設計データを作成するステップは、前記第2スクライブ領域において、前記パターン形成領域と対向する部分に、前記微小ホールによる微小ホール遮光帯の設計データを作成するステップを含む、請求項7記載のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
The step of preparing the design data of the scribe area includes:
Design data of the first scribe area and the second scribe area facing each other;
Preparing design data of a pattern formation region in which a predetermined pattern arranged in the first scribe region is formed,
The step of creating the design data of the minute hole shading band includes the step of creating design data of the minute hole shading band by the minute hole in a portion facing the pattern formation region in the second scribe region. 8. A method for producing a halftone phase shift mask according to claim 7.
請求項1〜6のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクを適用した半導体装置の製造方法であって、
半導体基板の主表面上に、所定の被加工膜を形成する工程と、
前記被加工膜を覆うようにフォトレジストを塗布形成する工程と、
前記フォトレジストに対して、前記フォトマスクを適用して露光処理を施す工程と、
露光処理が施された前記フォトレジストに現像処理を施すことにより、フォトレジストパターンを形成する工程と、
前記フォトレジストパターンをマスクとして前記被加工膜に加工を施す工程と、
前記フォトレジストパターンを除去する工程と
を備えた、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device to which the halftone phase shift mask according to claim 1 is applied,
Forming a predetermined film to be processed on the main surface of the semiconductor substrate;
Applying and forming a photoresist so as to cover the film to be processed;
A step of applying an exposure process to the photoresist by applying the photomask;
A step of forming a photoresist pattern by performing a development process on the photoresist subjected to the exposure process,
Processing the film to be processed using the photoresist pattern as a mask;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: removing the photoresist pattern.
前記フォトレジストパターンを形成する工程では、開口部パターンが形成され、
前記被加工膜に加工を施す工程では、前記被加工膜を貫通する開口部が形成される、請求項10記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the photoresist pattern, an opening pattern is formed,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein an opening that penetrates the film to be processed is formed in the step of processing the film to be processed.
前記被加工膜は絶縁膜である、請求項11記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the film to be processed is an insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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