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JPH11102060A - Mask for exposing fine pattern and its manufacture - Google Patents

Mask for exposing fine pattern and its manufacture

Info

Publication number
JPH11102060A
JPH11102060A JP26121797A JP26121797A JPH11102060A JP H11102060 A JPH11102060 A JP H11102060A JP 26121797 A JP26121797 A JP 26121797A JP 26121797 A JP26121797 A JP 26121797A JP H11102060 A JPH11102060 A JP H11102060A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
hole
mask
correction amount
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP26121797A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3171149B2 (en
Inventor
Haruo Iwasaki
治夫 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP26121797A priority Critical patent/JP3171149B2/en
Publication of JPH11102060A publication Critical patent/JPH11102060A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3171149B2 publication Critical patent/JP3171149B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposing mask correcting the fine deviation of a pattern by proximity effect occurring when super-high resolution technique is used. SOLUTION: As to this exposing mask constituted of a phase shift film having an asymmetric hole pattern which has a second hole pattern 61 in the vicinity of a first hole pattern 6, and which does not have another hole pattern in the point-symmetric position of the pattern 61 with respect to the pattern 6 and a transparent base plate; the correction amount of the positions of the patterns 6 and 61 is calculated in accordance with pitch between the patterns 6 and 61, and the positions of the patterns 6 and 61 are corrected so as to avoid that the fine deviation of the pattern caused by the light proximity effect made stronger by the phase shift film 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に近接するパターンを有する微細パターン
露光用マスクとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a fine pattern exposure mask having an adjacent pattern and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の微細化に関しては、光リソグ
ラフィーの分野では、露光波長の短波長化により解像度
の改善を行ってきた。しかし、256メガビットDRA
M、1ギガビットDRAMとより一層の集積回路の微細
化に対応するために、位相シフト法、輪帯照明法などの
超解像技術と呼ばれる露光技術が導入されつつある。
2. Description of the Related Art With regard to miniaturization of integrated circuits, in the field of photolithography, resolution has been improved by shortening the exposure wavelength. However, 256 Mbit DRA
In order to cope with miniaturization of M and 1 gigabit DRAMs and further integrated circuits, an exposure technique called a super-resolution technique such as a phase shift method or an annular illumination method is being introduced.

【0003】ホールパターン露光には、ハーフトーン位
相シフトマスクを用いた位相シフト法が非常に有効であ
る。また、ホールパターンが周期性を持つ場合(メモリ
デバイス等)には、輪帯照明法も有効である。ハーフト
ーン位相シフトマスクをもちいたホールパターンの露光
法が、特開平4−136854号公報によって提案され
ている。
For the hole pattern exposure, a phase shift method using a halftone phase shift mask is very effective. When the hole pattern has periodicity (such as a memory device), the annular illumination method is also effective. A method of exposing a hole pattern using a halftone phase shift mask has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136854.

【0004】以下、従来のハーフトーン位相シフトマス
クを用いた露光技術について図5乃至図7を用いて説明
する。図5は、ハーフトーン位相シフトマスクの平面図
である。また、図6の符号9は、このマスクによって転
写されたウェハ上の光学像である。開口部6と開口部6
1とハーフトーン位相シフト膜2の位相差は180°、
透過率は2%〜20%程度である。この開口部6、61
を通った光と位相シフト膜2を通り、位相が180°反
転した光とが重なり合って、図6(X−X’断面図)の
ような良好なコントラストの光学像9を得ることができ
る。その結果、この光学像9から得られるレジストパタ
ーンは、高い解像力と広い焦点深度をもつことができ
る。
Hereinafter, an exposure technique using a conventional halftone phase shift mask will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a plan view of the halftone phase shift mask. Reference numeral 9 in FIG. 6 is an optical image on the wafer transferred by the mask. Opening 6 and Opening 6
1 and the halftone phase shift film 2 have a phase difference of 180 °,
The transmittance is about 2% to 20%. These openings 6, 61
The light that has passed through and the light that has passed through the phase shift film 2 and whose phase has been inverted by 180 ° overlap with each other, and an optical image 9 with good contrast as shown in FIG. 6 (XX ′ cross-sectional view) can be obtained. As a result, the resist pattern obtained from the optical image 9 can have a high resolution and a wide depth of focus.

【0005】なお、7は位相シフト膜2が形成されてい
るガラス基板である透明基板、8は、ハーフトーン位相
シフトマスクの1個の開口部から得られる光学像を示し
ている。次に、従来の輪帯照明法を用いた露光技術につ
いて図8乃至図10を用いて説明する。
Reference numeral 7 denotes a transparent substrate which is a glass substrate on which the phase shift film 2 is formed, and reference numeral 8 denotes an optical image obtained from one opening of the halftone phase shift mask. Next, an exposure technique using a conventional annular illumination method will be described with reference to FIGS.

【0006】図8は、輪帯照法による露光原理を表して
いる断面図である。輪帯照明から斜めに入射した露光光
13は、遮光膜5で回折を起こす。このうち−1次と0
次もしくは0次と1次の回折光(15、14)は、投影
レンズ17を通り、ウェハ上に投影される。このウェハ
上では、2光束干渉によって、光学像12が与えられ
る。この2光束干渉による光学像12は、通常の照明系
による3光束干渉によって与えられる光学像より、良好
なコントラストを有しており、この光学像12から得ら
れるレジストパターンは、高い解像力と広い焦点深度を
もつことができる。
FIG. 8 is a sectional view showing the principle of exposure by the annular illumination method. The exposure light 13 obliquely incident from the annular illumination causes diffraction at the light shielding film 5. Of these, -1 order and 0
Second-order or zero-order and first-order diffracted lights (15, 14) pass through a projection lens 17 and are projected onto a wafer. On this wafer, an optical image 12 is given by two-beam interference. The optical image 12 caused by the two-beam interference has a better contrast than the optical image given by the three-beam interference by the ordinary illumination system. The resist pattern obtained from the optical image 12 has a high resolution and a wide focus. Can have depth.

【0007】なお、図において、6’,61’は開口
部、11は、1個の開口部から得られる光学像である。
上記図5及び図6のハーフトーン位相シフトマスク2で
は、通常の露光法に比べ、近接するパターンの影響を受
けやすい。ここでホールパターンが非対称に近接する場
合には、ホールパターンの光学像も非対称なものとな
り、この結果、図7に示すように、レジストパターン1
0は所望の位置から目ズレてしまうという問題をもって
いた。
In the drawings, reference numerals 6 'and 61' denote openings, and 11 denotes an optical image obtained from one opening.
The halftone phase shift mask 2 shown in FIGS. 5 and 6 is more susceptible to an adjacent pattern than a normal exposure method. Here, when the hole pattern is asymmetrically close, the optical image of the hole pattern is also asymmetric, and as a result, as shown in FIG.
0 has a problem that the eyes are misaligned from a desired position.

【0008】又、図8の輪帯照明をもちいた場合も、通
常の露光法に比べ、近接するパターンの影響を受けやす
い。ここで、開口部6近傍に第2の開口61を有し、開
口部6に対し、第2の開口部61の点対称位置にホール
パターンがないホールパターンが非対称に近接する場合
には、ホールパターンの光学像も非対称なものとなり、
この結果、図9に示すように、レジストパターン10’
は所望の位置から目ズレてしまうという問題をもってい
た。
Also, when the annular illumination shown in FIG. 8 is used, it is more susceptible to the influence of an adjacent pattern than the ordinary exposure method. Here, when the second opening 61 is provided near the opening 6 and a hole pattern having no hole pattern at the point symmetric position of the second opening 61 asymmetrically approaches the opening 6, The optical image of the pattern is also asymmetric,
As a result, as shown in FIG.
Has a problem that the eyes are misaligned from a desired position.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記し
た従来技術の欠点を改良し、特に、ハーフトーン位相シ
フトマスクや輪帯照明を用いて非対称に配列したホール
パターンを露光したときに顕著に見られる光学的なパタ
ーンの目ズレを防止できる微細パターン露光用マスクで
あるハーフトーン位相シフトマスクおよび輪帯照明用露
光マスクとその製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to remedy the above-mentioned disadvantages of the prior art, especially when asymmetrically arranged hole patterns are exposed using a halftone phase shift mask or annular illumination. It is an object of the present invention to provide a halftone phase shift mask, a ring illumination exposure mask, and a method for manufacturing the same, which are masks for fine pattern exposure that can prevent the misalignment of the optical pattern seen in the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するために基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明の第1の態
様としては、第1のホールパターン近傍に第2のホール
パターンが配置され、前記第1のホールパターンに対し
第2のホールパターンの点対称位置に他のホールパター
ンがない非対称ホールパターンを含む露光マスクにおい
て、前記互いに隣接する第1及び第2ホールパターン
は、第1のホールパターンの中心点を通り、前記第1の
ホールパターンの少なくとも1つの辺に平行な軸線上に
第2のホールパターンの中心点が存在しないような位置
関係で配置されていることを特徴とするものであり、本
発明の第2の態様としては、第1のホールパターン近傍
に第2のホールパターンを有し、前記第1のホールパタ
ーンに対し前記第2のホールパターンの点対称位置に他
のホールパターンを有しない非対称なホールパターンを
有するハーフトーン位相シフト膜と透明基板からなる露
光マスクにおいて、ハーフトーン位相シフト膜によって
強められた光近接効果のためにパターンの目ズレが発生
しないように、前記第1及び第2ホールパターン間のピ
ッチに応じて前記第1,第2のホールパターンの位置の
補正量が求められ、この補正量に基づき前記ホールパタ
ーンの位置が補正されることを特徴とする微細パターン
露光用マスクであり、又、第3の態様としては、上記構
成に加えて前記補正量は露光波長、レンズの開口数、第
1,第2のホールパターンのパターンピッチの関数で求
められ、互いに遠ざかる方向に補正されることを特徴と
するものであり、第4の態様としては露光波長λ、レン
ズの開口数NA、パターンピッチPとすれば、前記補正
量Sは 補正量S={ -0.563A・exp(-11.5A+6.14)+6.19 ×1
0-3}× P/0.4 ここで、A=P・NA/λ であることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically employs the following technical configuration to achieve the above object. That is, according to a first aspect of the present invention, a second hole pattern is arranged near a first hole pattern, and another hole pattern is located at a point symmetrical position of the second hole pattern with respect to the first hole pattern. The first and second hole patterns adjacent to each other pass through a center point of the first hole pattern and are parallel to at least one side of the first hole pattern. The second hole pattern is arranged in a positional relationship such that the center point of the second hole pattern does not exist on the line. As a second aspect of the present invention, the second hole pattern is located near the first hole pattern. An asymmetric hole pattern having no hole pattern at the point symmetry position of the second hole pattern with respect to the first hole pattern. In an exposure mask comprising a halftone phase shift film having a halftone phase shift film and a transparent substrate, a gap between the first and second hole patterns is prevented so that pattern misalignment does not occur due to an optical proximity effect enhanced by the halftone phase shift film. A fine pattern exposure mask, wherein a correction amount of the position of the first and second hole patterns is obtained according to the pitch of the pattern, and the position of the hole pattern is corrected based on the correction amount. According to a third aspect, in addition to the above-described configuration, the correction amount is obtained as a function of the exposure wavelength, the numerical aperture of the lens, and the pattern pitch of the first and second hole patterns, and is corrected in a direction away from each other. As a fourth mode, if the exposure wavelength λ, the numerical aperture NA of the lens, and the pattern pitch P are set, the correction amount S becomes the correction amount. = {-0.563A · exp (-11.5A + 6.14) +6.19 × 1
0 −3 } × P / 0.4 where A = P · NA / λ.

【0011】又、本発明の第5の態様としては第1のホ
ールパターン近傍に第2のホールパターンを有し、前記
第1のホールパターンに対し前記第2のホールパターン
の点対称位置に他のホールパターンを有しない非対称な
ホールパターンを有するクロム、酸化クロムまたはその
積層膜と透明基板からなる露光マスクにおいて、輪帯照
明法を用いたときの光近接効果のためにパターンの目ズ
レが発生しないように、前記第1及び第2のホールパタ
ーンのピッチに応じて前記ホールパターンの位置の補正
量が求められ、この補正量に基づき前記第1及び第2の
ホールパターンの位置が補正されることを特徴とする微
細パターン露光用マスクである。
According to a fifth aspect of the present invention, a second hole pattern is provided near the first hole pattern, and the second hole pattern is located at a point symmetrical position with respect to the first hole pattern with respect to the second hole pattern. Chromium or chromium oxide with an asymmetric hole pattern that does not have a hole pattern, or an exposure mask consisting of a laminated film and a transparent substrate, the pattern misalignment occurs due to the optical proximity effect when using the annular illumination method A correction amount of the position of the hole pattern is obtained in accordance with the pitch of the first and second hole patterns so that the position of the first and second hole patterns is corrected based on the correction amount. This is a fine pattern exposure mask characterized in that:

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に係る微細露光用マスク
は、上記したような技術構成を採用しているから、第1
のホールパターン近傍に第2のホールパターンを有し、
前記第1のホールパターンに対し前記第2のホールパタ
ーンの点対称位置に他のホールパターンを有しない非対
称に配置されたホールパターンの形成されたハーフトー
ン位相シフトマスク又は輪帯照明法用露光マスクを用い
て、基板上にパターンを転写する際に、転写されるパタ
ーンが露光光の近接効果によって所望な位置から目ズレ
ないよう、ホールパターンの配置を隣接するパターン間
のピッチに応じて補正することにより、前記目ズレの発
生を防止することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The fine exposure mask according to the present invention employs the above-described technical configuration.
Having a second hole pattern near the hole pattern of
A halftone phase shift mask or an exposure mask for an annular illumination method in which a hole pattern is provided asymmetrically with respect to the first hole pattern and has no other hole pattern at a point symmetric position of the second hole pattern. When a pattern is transferred onto a substrate by using, the arrangement of the hole patterns is corrected according to the pitch between adjacent patterns so that the transferred pattern is not misaligned from a desired position due to the proximity effect of exposure light. Thereby, the occurrence of the misalignment can be prevented.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、本発明に係る微細用露光マスクの具
体例を図面を参照しながら説明する。図1はハーフトー
ン位相シフトマスクの平面図、図3はパターン位置補正
量を示すグラフ、図4は本発明の効果を示すグラフであ
り、図6に示すような、第1のホールパターン6近傍に
第2のホールパターン61を有し、前記第1のホールパ
ターン6に対し前記第2のホールパターン61の点対称
位置に他のホールパターンを有しない非対称なホールパ
ターンを有する位相シフト膜2と透明基板7からなる露
光マスクにおいて、位相シフト膜2によって強められた
光近接効果のためにパターンの目ズレが発生しないよう
に、ホールパターン6,61間のピッチ4に応じて前記
ホールパターン6,61の位置の補正量が求められ、こ
の補正量に基づき前記ホールパターン6,61の位置が
補正されることを特徴とする微細パターン露光用マスク
が示されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a fine exposure mask according to the present invention. FIG. 1 is a plan view of a halftone phase shift mask, FIG. 3 is a graph showing a pattern position correction amount, and FIG. 4 is a graph showing an effect of the present invention. As shown in FIG. A phase shift film 2 having an asymmetric hole pattern having no other hole pattern at a point symmetrical position of the second hole pattern 61 with respect to the first hole pattern 6 with respect to the first hole pattern 6. In the exposure mask made of the transparent substrate 7, the hole patterns 6, 61 are adjusted according to the pitch 4 between the hole patterns 6, 61 so that pattern misalignment does not occur due to the optical proximity effect enhanced by the phase shift film 2. A fine pattern exposure mask, wherein a correction amount at the position of 61 is obtained, and the positions of the hole patterns 6 and 61 are corrected based on the correction amount. It is shown.

【0014】即ち、第1のホールパターン近傍に第2の
ホールパターン1が配置され、前記第1のホールパター
ン1に対し第2のホールパターン11,12の点対称位
置に他のホールパターンがない非対称ホールパターンを
含む露光マスクにおいて、前記互いに隣接する第1及び
第2ホールパターンは、第1のホールパターンの中心点
0 を通り、前記第1のホールパターン1の少なくとも
1つの辺に平行な軸線X,Y上に第2のホールパターン
のC1 ,C2 中心点が存在しないような位置関係で配置
されていることを特徴とする微細パターン露光用マスク
が示されている。
That is, the second hole pattern 1 is arranged in the vicinity of the first hole pattern, and there is no other hole pattern at point-symmetric positions of the second hole patterns 11 and 12 with respect to the first hole pattern 1. In the exposure mask including the asymmetric hole pattern, the first and second hole patterns adjacent to each other pass through a center point C 0 of the first hole pattern and are parallel to at least one side of the first hole pattern 1. A fine pattern exposure mask is shown, wherein the masks are arranged in such a manner that the center points C 1 and C 2 of the second hole pattern do not exist on the axes X and Y.

【0015】そして、前記補正量は露光波長、レンズの
開口数、ホールパターン6,61のパターンピッチの関
数で求められ、互いに遠ざかる方向に補正され、特に、
露光波長λ、レンズの開口数NA、パターンピッチPと
すれば、前記補正量Sは 補正量S={ -0.563A・exp(-11.5A+6.14)+6.19 ×10-3}× P/0.4 … (1) ここで、A=P・NA/λ であることを特徴としている。
The correction amount is obtained as a function of the exposure wavelength, the numerical aperture of the lens, and the pattern pitch of the hole patterns 6 and 61, and is corrected in a direction away from each other.
Assuming that the exposure wavelength is λ, the numerical aperture of the lens is NA, and the pattern pitch is P, the correction amount S is: correction amount S = {− 0.563A · exp (−11.5A + 6.14) + 6.19 × 10 −3 } × P / 0.4 (1) Here, it is characterized in that A = P · NA / λ.

【0016】本発明を更に詳細に説明すると、図1は、
ハーフトーン位相シフトでの本発明の露光マスクの例で
ある。1,11は本発明のマスク開口部(マスクパター
ン)、2はハーフトーン位相シフト膜、6,61は従来
のホールパターンのマスク開口部、即ち、設計上のホー
ルパターン開口部である。図1に示したように、近接効
果を考慮して、本発明ではマスクの開口部6,61の位
置補正を行う。
Referring to the present invention in more detail, FIG.
5 is an example of the exposure mask of the present invention in a halftone phase shift. Reference numerals 1 and 11 denote mask openings (mask patterns) of the present invention, 2 denotes a halftone phase shift film, and 6 and 61 denote mask openings of conventional hole patterns, that is, hole openings in design. As shown in FIG. 1, in the present invention, the positions of the openings 6 and 61 of the mask are corrected in consideration of the proximity effect.

【0017】この結果、マスクパターン6とマスクパタ
ーン61とのパターンピッチ4はそれぞれマスクパター
ン1,11のように互いに遠ざかる方向に補正され、同
様にマスクパターン6とマスクパターン62とのパター
ンピッチ4もそれぞれマスクパターン1,12のように
互いに遠ざかる方向に補正されている。図3は、図1の
ホール配列での規格化された空間周波数(露光波長λ、
レンズの開口数NA、パターンピッチPの関数)とパタ
ーンを設計どおりの位置に開口させるための補正量Sと
の関係のグラフである。このグラフの補正量の“プラ
ス”は、パターン同士が近づく方向への補正、“マイナ
ス”はパターン同士が遠ざかる方向への補正を示してい
る。白丸は位相シフト膜2における空間周波数Aと補正
量Sの関係である。
As a result, the pattern pitch 4 between the mask pattern 6 and the mask pattern 61 is corrected in a direction away from each other like the mask patterns 1 and 11, and the pattern pitch 4 between the mask pattern 6 and the mask pattern 62 is similarly changed. Corrections are made in directions away from each other as in the mask patterns 1 and 12, respectively. FIG. 3 shows the normalized spatial frequency (exposure wavelength λ,
5 is a graph showing a relationship between a numerical aperture NA of a lens and a function of a pattern pitch P) and a correction amount S for opening a pattern at a designed position. In the graph, "plus" in the correction amount indicates correction in a direction in which the patterns approach each other, and "minus" indicates correction in a direction in which the patterns move away from each other. Open circles indicate the relationship between the spatial frequency A and the correction amount S in the phase shift film 2.

【0018】グラフ中の実線aは式(1)によるもので
あり、空間周波数Aと補正量Sとの関係は前記式(1)
に略一致している。図4は、前記補正式(1)を用いて
行った補正前後の目ズレ量の比較である。白丸は位相シ
フト法の補正前の目ズレ量、白い四角は補正後の目ズレ
量である。本発明の補正を行うことによって、目ズレ量
を大幅に改善することができた。例えば、コンタクトホ
ールパターンのピッチPが0.4μm、露光波長λが
0.248μm、開口数NAが0.55のとき、補正に
よって目ズレ量を0.027μmから−0.004μm
へと抑制することができた。
The solid line a in the graph is based on the equation (1), and the relationship between the spatial frequency A and the correction amount S is expressed by the equation (1).
Approximately matches. FIG. 4 is a comparison of the amount of misalignment before and after the correction performed using the correction equation (1). White circles indicate the amount of eye misalignment before correction by the phase shift method, and white squares indicate the amount of eye misalignment after correction. By performing the correction according to the present invention, the amount of misregistration can be significantly improved. For example, when the pitch P of the contact hole pattern is 0.4 μm, the exposure wavelength λ is 0.248 μm, and the numerical aperture NA is 0.55, the amount of misalignment is corrected from 0.027 μm to −0.004 μm.
Could be suppressed.

【0019】図2は、本発明の他の実施例であり、図2
は輪帯照明での本発明の露光マスクの例である。また、
図3はパターン位置補正量を示すグラフ、図4は本発明
の効果を示すグラフであり、非対称なホールパターンを
有するクロム、酸化クロムまたはその積層膜5と透明基
板7からなる露光マスクにおいて、輪帯照明法を用いた
ときの光近接効果のためにパターンの目ズレが発生しな
いように、ホールパターン6,61のピッチ4に応じて
前記ホールパターン6,61の位置の補正量が求めら
れ、この補正量に基づきホールパターン6,61の位置
が補正されていることを特徴とする微細パターン露光用
マスクが示されている。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
Is an example of the exposure mask of the present invention in annular illumination. Also,
FIG. 3 is a graph showing the amount of pattern position correction, and FIG. 4 is a graph showing the effect of the present invention. In the exposure mask composed of chromium or chromium oxide having an asymmetric hole pattern or its laminated film 5 and the transparent substrate 7, A correction amount of the positions of the hole patterns 6 and 61 is obtained according to the pitch 4 of the hole patterns 6 and 61 so that the pattern misalignment does not occur due to the optical proximity effect when the band illumination method is used, A fine pattern exposure mask is shown in which the positions of the hole patterns 6 and 61 are corrected based on the correction amount.

【0020】そして、前記補正量は露光波長、レンズの
開口数、ホールパターン6,61のパターンピッチの関
数で求められ、互いに遠ざかる方向に補正され、露光波
長λ、レンズの開口数NA、パターンピッチPとすれば
前記補正量Sは、 補正量S={ -0.629A・exp(-14.0A+6.37)-4.73 ×10-3}× P/0.4 … (2) ここで、A=P・NA/λ であることを特徴としている。
The correction amount is obtained as a function of the exposure wavelength, the numerical aperture of the lens, and the pattern pitch of the hole patterns 6 and 61, and is corrected in a direction away from each other. The exposure wavelength λ, the numerical aperture NA of the lens, the pattern pitch Assuming that P is the correction amount S, the correction amount S = {− 0.629 A · exp (−14.0 A + 6.37) −4.73 × 10 −3 } × P / 0.4 (2) where A = P · NA / Λ.

【0021】次に、この実施例について説明すると、
1’,11’は本発明のマスク開口部(マスクパター
ン)、6’,61’は従来のホールパターンのマスク開
口部、即ち、設計上のホールパターン開口部である。図
2に示したように、近接効果を考慮して、本発明では図
1と同様に遮光膜5の開口部6’,61’の位置補正を
行っている。
Next, this embodiment will be described.
1 'and 11' are mask openings (mask patterns) of the present invention, and 6 'and 61' are mask openings of conventional hole patterns, that is, hole pattern openings in design. As shown in FIG. 2, in the present invention, the positions of the openings 6 'and 61' of the light shielding film 5 are corrected in consideration of the proximity effect in the same manner as in FIG.

【0022】図3は、図2のホール配列での規格化され
た空間周波数(露光波長λ、レンズの開口数NA、パタ
ーンピッチPの関数)とパターンを設計どおりの位置に
開口させるための補正量Sとの関係のグラフである。こ
のグラフの補正量の“プラス”は、パターン同士が近づ
く方向への補正、“マイナス”はパターン同士が遠ざか
る方向への補正を示している。黒丸は位相シフトマスク
における空間周波数Aと補正量Sの関係である。
FIG. 3 shows the normalized spatial frequency (a function of the exposure wavelength λ, the numerical aperture NA of the lens, and the pattern pitch P) in the hole arrangement of FIG. 2 and the correction for opening the pattern at the designed position. 6 is a graph of a relationship with an amount S. In the graph, "plus" in the correction amount indicates correction in a direction in which the patterns approach each other, and "minus" indicates correction in a direction in which the patterns move away from each other. The black circles indicate the relationship between the spatial frequency A and the correction amount S in the phase shift mask.

【0023】グラフの実線bは式(2)によるものであ
り、空間周波数と補正量との関係は前記式(2)に略一
致している。図4は、前記補正式を用いて行った補正前
後の目ズレ量の比較である。黒丸は輪帯照明法の補正前
の目ズレ量、黒い四角は補正後の目ズレ量である。本発
明の補正を行うことによって、目ズレ量を大幅に改善す
ることができた。例えば、コンタクトホールパターンの
ピッチP=0.4μm、露光波長λ=0.248μm、
開口数がNA=0.55のとき、補正を行うことによっ
て目ズレ量を0.008μmから−0.0003μmへ
抑制することができた。
The solid line b in the graph is based on the equation (2), and the relationship between the spatial frequency and the correction amount substantially matches the equation (2). FIG. 4 is a comparison of the amount of misalignment before and after correction performed using the above-described correction formula. The black circles indicate the amount of eye misalignment before correction by the annular illumination method, and the black squares indicate the amount of eye misalignment after correction. By performing the correction according to the present invention, the amount of misregistration can be significantly improved. For example, a contact hole pattern pitch P = 0.4 μm, an exposure wavelength λ = 0.248 μm,
When the numerical aperture was NA = 0.55, the amount of misregistration could be suppressed from 0.008 μm to −0.0003 μm by performing the correction.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明を採用することによって、位相シ
フト法および輪帯照明法で発生する光近接効果に由来す
るレジストパターンの目ズレを抑制することが可能にな
る。その結果、メモリデバイスの歩留り向上を可能にで
きる。
According to the present invention, it is possible to suppress the misregistration of the resist pattern due to the optical proximity effect generated by the phase shift method and the annular illumination method. As a result, the yield of the memory device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のハーフトーン位相シフトマスクの平面
図である。
FIG. 1 is a plan view of a halftone phase shift mask of the present invention.

【図2】本発明の輪帯照明での露光マスクの平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of an exposure mask for annular illumination according to the present invention.

【図3】本発明をにおけるパターン位置補正量を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing a pattern position correction amount according to the present invention.

【図4】従来技術と本発明をにおける目ズレ量の比較を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a comparison of the amount of misregistration between the prior art and the present invention.

【図5】従来技術を説明するためのハーフトーン位相シ
フトマスクの平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a halftone phase shift mask for explaining a conventional technique.

【図6】従来技術を説明するためのハーフトーン位相シ
フトマスクの断面図と光学像を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional view and an optical image of a halftone phase shift mask for explaining a conventional technique.

【図7】図6の問題点を説明するためのホールパターン
形成したウェハの平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a wafer on which a hole pattern is formed for explaining the problem of FIG. 6;

【図8】従来技術を説明するための輪帯照明法の断面図
である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a ring illumination method for explaining a conventional technique.

【図9】図8の問題点を説明するための輪帯照明法で露
光したウェハの平面図である。
9 is a plan view of a wafer exposed by the annular illumination method for explaining the problem of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1’ 本発明のホールパターンのマスク開口部 2 ハーフトーン位相シフト膜 4 パターンピッチ(P) 5 遮光膜 6,6’ 従来のホールパターンのマスク開口部 7 透明基板 8 ハーフトーン位相シフトマスク1個の開口
部から得られる光学像 9 ハーフトーン位相シフトマスクで得られる
光学像 10,10’レジストパターン(開口) 11 輪帯照明法を用いた通常マスク1個の開口
部から得られる光学像 12 輪帯照明法で得られる光学像 13 輪帯照明法での入射光 14 輪帯照明法での1次回折光 15 輪帯照明法での0次回折光 16 輪帯照明法での−1次回折光 17 投影レンズ
1, 1 'Mask opening of hole pattern of the present invention 2 Halftone phase shift film 4 Pattern pitch (P) 5 Light shielding film 6, 6' Mask opening of conventional hole pattern 7 Transparent substrate 8 Halftone phase shift mask 1 Optical image obtained from one aperture 9 Optical image obtained by halftone phase shift mask 10, 10 'resist pattern (opening) 11 Optical image obtained from one aperture of normal mask using annular illumination method 12 Optical image obtained by the annular illumination method 13 Incident light by the annular illumination method 14 First-order diffracted light by the annular illumination method 15 0-order diffracted light by the annular illumination method 16-1st-order diffracted light by the annular illumination method 17 Projection lens

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のホールパターン近傍に第2のホー
ルパターンが配置され、前記第1のホールパターンに対
し第2のホールパターンの点対称位置に他のホールパタ
ーンがない非対称ホールパターンを含む露光マスクにお
いて、 前記互いに隣接する第1及び第2ホールパターンは、第
1のホールパターンの中心点を通り、前記第1のホール
パターンの少なくとも1つの辺に平行な軸線上に第2の
ホールパターンの中心点が存在しないような位置関係で
配置されていることを特徴とする微細パターン露光用マ
スク。
1. An asymmetric hole pattern in which a second hole pattern is arranged near a first hole pattern, and there is no other hole pattern at a point symmetrical position of the second hole pattern with respect to the first hole pattern. In the exposure mask, the first and second hole patterns adjacent to each other pass through a center point of the first hole pattern, and a second hole pattern on an axis parallel to at least one side of the first hole pattern. Characterized in that the masks are arranged in a positional relationship such that the center point does not exist.
【請求項2】 第1のホールパターン近傍に第2のホー
ルパターンを有し、前記第1のホールパターンに対し前
記第2のホールパターンの点対称位置に他のホールパタ
ーンを有しない非対称なホールパターンを有するハーフ
トーン位相シフト膜と透明基板からなる露光マスクにお
いて、ハーフトーン位相シフト膜によって強められた光
近接効果のためにパターンの目ズレが発生しないよう
に、前記第1及び第2ホールパターン間のピッチに応じ
て前記第1、第2のホールパターンの位置の補正量が求
められ、この補正量に基づき前記ホールパターンの位置
が補正されることを特徴とする微細パターン露光用マス
ク。
2. An asymmetric hole having a second hole pattern in the vicinity of a first hole pattern and having no other hole pattern at a point symmetric position of the second hole pattern with respect to the first hole pattern. In an exposure mask comprising a halftone phase shift film having a pattern and a transparent substrate, the first and second hole patterns are formed so that pattern misalignment does not occur due to an optical proximity effect enhanced by the halftone phase shift film. A fine pattern exposure mask, wherein an amount of correction of the positions of the first and second hole patterns is determined according to a pitch between the holes, and the position of the hole pattern is corrected based on the amount of correction.
【請求項3】 前記補正量は露光波長、レンズの開口
数、第1、第2のホールパターンのパターンピッチの関
数で求められ、互いに遠ざかる方向に補正されることを
特徴とする請求項2記載の微細パターン露光用マスク。
3. The method according to claim 2, wherein the correction amount is obtained as a function of an exposure wavelength, a numerical aperture of a lens, and a pattern pitch of the first and second hole patterns, and is corrected in a direction away from each other. For fine pattern exposure.
【請求項4】 露光波長λ、レンズの開口数NA、パタ
ーンピッチPとすれば、前記補正量Sは 補正量S={ -0.563A・exp(-11.5A+6.14)+6.19 ×1
0-3}× P/0.4 ここで、A=P・NA/λ であることを特徴とする請求項2又は3記載の微細パタ
ーン露光用マスク。
4. Assuming an exposure wavelength λ, a numerical aperture NA of a lens, and a pattern pitch P, the correction amount S is: correction amount S = 補正 −0.563A · exp (−11.5A + 6.14) + 6.19 × 1
0 -3} × P / 0.4, where claims 2 or 3 fine pattern exposure mask wherein a is A = P · NA / λ.
【請求項5】 第1のホールパターン近傍に第2のホー
ルパターンを有し、前記第1のホールパターンに対し前
記第2のホールパターンの点対称位置に他のホールパタ
ーンを有しない非対称なホールパターンを有するクロ
ム、酸化クロムまたはその積層膜と透明基板からなる露
光マスクにおいて、輪帯照明法を用いたときの光近接効
果のためにパターンの目ズレが発生しないように、前記
第1及び第2のホールパターンのピッチに応じて前記第
1及び第2のホールパターンの位置の補正量が求めら
れ、この補正量に基づき前記ホールパターンの位置が補
正されることを特徴とする微細パターン露光用マスク。
5. An asymmetric hole having a second hole pattern in the vicinity of the first hole pattern and having no other hole pattern at a point symmetric position of the second hole pattern with respect to the first hole pattern. In an exposure mask comprising a chromium having a pattern, chromium oxide or a laminated film thereof and a transparent substrate, the first and second exposure masks are formed so that pattern misalignment does not occur due to an optical proximity effect when an annular illumination method is used. A correction amount of the position of the first and second hole patterns is obtained according to a pitch of the second hole pattern, and the position of the hole pattern is corrected based on the correction amount. mask.
【請求項6】 前記補正量は露光波長、レンズの開口
数、第1、第2のホールパターンのパターンピッチの関
数で求められ、互いに遠ざかる方向に補正されることを
特徴とする請求項5記載の微細パターン露光用マスク。
6. The apparatus according to claim 5, wherein the correction amount is obtained as a function of an exposure wavelength, a numerical aperture of a lens, and a pattern pitch of the first and second hole patterns, and is corrected in a direction away from each other. For fine pattern exposure.
【請求項7】 露光波長λ、レンズの開口数NA、パタ
ーンピッチPとすれば前記補正量Sは 補正量S={ -0.629A・exp(-14.0A+6.37)-4.73 ×1
0-3}× P/0.4 ここで、A=P・NA/λ であることを特徴とする請求項5又は6記載の微細パタ
ーン露光用マスク。
7. Assuming an exposure wavelength λ, a numerical aperture NA of a lens, and a pattern pitch P, the correction amount S is: correction amount S = {− 0.629 A · exp (−14.0 A + 6.37) −4.73 × 1
0 -3} × P / 0.4 where, A = P · NA / claim 5 or 6 fine pattern exposure mask wherein a is lambda.
【請求項8】 ハーフトーン位相シフト膜を使用して露
光マスクを製造する際、予め設定されているマスクパタ
ーンの位置に対し、光近接効果によるパターンの目ズレ
を補正する補正量を求め、前記予め設定されたマスクパ
ターンの位置からマスクパターンを前記補正量だけ変位
させてマスクパターンを配置したことを特徴とする微細
パターン露光用マスクの製造方法。
8. When an exposure mask is manufactured using a halftone phase shift film, a correction amount for correcting a pattern misalignment due to an optical proximity effect with respect to a preset mask pattern position is obtained. A method for manufacturing a fine pattern exposure mask, comprising disposing a mask pattern by displacing the mask pattern from a preset position of the mask pattern by the correction amount.
【請求項9】 前記補正量は露光波長、レンズの開口
数、パターンピッチの関数で求められ、互いに遠ざかる
方向に補正されることを特徴とする請求項8記載の微細
パターン露光用マスクの製造方法。
9. The method for manufacturing a fine pattern exposure mask according to claim 8, wherein the correction amount is obtained as a function of an exposure wavelength, a numerical aperture of a lens, and a pattern pitch, and is corrected in a direction away from each other. .
【請求項10】 露光波長λ、レンズの開口数NA、パ
ターンピッチPとすれば、前記補正量Sは 補正量S={ -0.563A・exp(-11.5A+6.14)+6.19 ×1
0-3}× P/0.4 ここで、A=P・NA/λ であることを特徴とする請求項8又は9記載の微細パタ
ーン露光用マスクの製造方法。
10. Assuming an exposure wavelength λ, a numerical aperture NA of a lens, and a pattern pitch P, the correction amount S is: correction amount S = {− 0.563A · exp (−11.5A + 6.14) + 6.19 × 1
0 −3 } × P / 0.4 Here, A = P · NA / λ. The method of manufacturing a mask for exposing fine patterns according to claim 8 or 9, wherein A = P · NA / λ.
【請求項11】 クロム、酸化クロムまたはこれらの積
層膜を使用して露光マスクを製造する際、予め設定され
ているマスクパターンの位置に対し、光近接効果による
パターンの目ズレを補正する補正量を求め、前記予め設
定されたマスクパターンの位置からマスクパターンを前
記補正量だけ変位させてマスクパターンを配置したこと
を特徴とする微細パターン露光用マスクの製造方法。
11. A correction amount for correcting a pattern misalignment due to an optical proximity effect with respect to a preset mask pattern position when manufacturing an exposure mask using chromium, chromium oxide, or a laminated film of these. Wherein the mask pattern is arranged by displacing the mask pattern from the preset mask pattern position by the correction amount.
【請求項12】 前記補正量は露光波長、レンズの開口
数、パターンピッチの関数で求められ、互いに遠ざかる
方向に補正されることを特徴とする請求項11記載の微
細パターン露光用マスクの製造方法。
12. The method according to claim 11, wherein the correction amount is obtained as a function of an exposure wavelength, a numerical aperture of a lens, and a pattern pitch, and is corrected in a direction away from each other. .
【請求項13】 露光波長λ、レンズの開口数NA、パ
ターンピッチPとすれば前記補正量Sは 補正量S={ -0.629A・exp(-14.0A+6.37)-4.73 ×1
0-3}× P/0.4 ここで、A=P・NA/λ であることを特徴とする請求項11又は12記載の微細
パターン露光用マスクの製造方法。
13. Given an exposure wavelength λ, a numerical aperture NA of a lens, and a pattern pitch P, the correction amount S is as follows: correction amount S = {− 0.629 A · exp (−14.0 A + 6.37) −4.73 × 1
0 -3} × P / 0.4 where claim 11 or 12 method for producing a fine pattern exposure mask wherein a is A = P · NA / λ.
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