(57)【要約】【課題】転写対象パターンの周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターンに近接させてダミーパターンを設ける。【解決手段】遮光層１２、エッチストップ層１３および遮光層１４を透明基板１１上に順次積層し、遮光層１２には、転写対象パターン形成領域Ｒ１に配置された転写対象パターンＰ１を形成し、遮光層１４には、遮光領域Ｒ２に配置され、遮光層１２と重ねて配置されたダミーパターンＰ２を設ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写対象パターンが形成された転写対象パターン形成領域と、
前記転写対象パターン形成領域の周囲に形成された遮光領域と、
前記遮光領域と重なるように配置されたダミーパターンとを備えることを特徴とするレチクル。
【請求項２】
透明基板と、
前記透明基板上に形成された転写対象パターン形成領域と、
前記透明基板上に形成され、前記転写対象パターン形成領域の周囲に配置された遮光層と、
前記遮光層上に形成されたエッチストップ層と、
前記エッチストップ層上に形成されたダミーパターン形成領域とを備えることを特徴とするレチクル。
【請求項３】
透明基板と、
前記透明基板上に形成された転写対象パターン形成領域と、
前記透明基板上に形成され、前記転写対象パターン形成領域の周囲に配置されたダミーパターン形成領域と、
前記ダミーパターン形成領域上に形成されたエッチストップ層と、
前記エッチストップ層上に形成された遮光層とを備えることを特徴とするレチクル。
【請求項４】
光源と、
転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンおよび遮光領域が重ねて配置されたレチクルと、
前記光源と前記レチクルとの間に配置され、前記転写対象パターン形成領域に対応した光透過領域が形成された遮光板と、
露光対象を設置する設置台と
前記レチクルを透過した光を前記露光対象上に集光させるレンズとを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンおよび遮光領域が重ねて配置されたレチクルを介してフォトレジストの露光を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項６】
第１遮光層、エッチストップ層および第２遮光層を透明基板上に順次形成する工程と、
転写対象パターン形成領域に対応した開口部を前記第１遮光層および前記エッチストップ層に形成する工程と、
前記開口部を介して前記第１遮光層をパターニングするとともに、前記転写対象パターン形成領域の周囲の第２遮光層をパターニングする工程とを備えることを特徴とするレチクルの製造方法。
【請求項７】
第１遮光層を透明基板上に形成する工程と、
前記第１遮光層をパターニングすることにより、転写対象パターンを形成するとともに、前記転写対象パターンが形成された転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンを形成する工程と、
前記転写対象パターン形成領域上にエッチストップ層を形成する工程と、
前記エッチストップ層が形成された転写対象パターン形成領域の周囲に第２遮光層を形成する工程とを備えることを特徴とするレチクルの製造方法。
【請求項８】
半導体ウェハ上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンおよび遮光領域が重ねて配置されたレチクルを介して前記フォトレジスト膜の露光を行う工程と、
前記露光されたフォトレジスト膜の現像を行うことにより、前記半導体ウェハ上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記半導体ウェハのイオン注入処理またはエッチング処理を行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレチクル、露光装置、露光方法、レチクルの製造方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、ローディング効果を抑制するためのダミーパターンが形成されたレチクルに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレチクルでは、転写対象パターンをレチクルに形成する場合、ドライエッチングのローディング効果により外周部の転写対象パターンの寸法が太くなることがあった。このため、従来のレチクルでは、特許文献１に開示されているように、転写対象パターンの周囲にダミーパターンを設けることで、ローディング効果により外周部の転写対象パターンの寸法が太くなることを防止することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６２４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレチクルでは、転写対象パターンの周囲にダミーパターンを設ける場合、ダミーパターンの写り込みを防止するため、転写対象パターンとダミーパターンとの間に遮光帯を設ける必要があった。このため、ダミーパターンを設けたことによるローディング効果の抑制作用が半減され、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を十分に確保することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、転写対象パターンの周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターンに近接させてダミーパターンを設けることが可能なレチクル、露光装置、露光方法、レチクルの製造方法および半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るレチクルによれば、転写対象パターンが形成された転写対象パターン形成領域と、前記転写対象パターン形成領域の周囲に形成された遮光領域と、前記遮光領域と重なるように配置されたダミーパターンとを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保するために、転写対象パターンとダミーパターンとの間に間隔を設ける必要がなくなり、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターンに近接させてダミーパターンを設けることが可能となる。このため、転写対象パターンをレチクルに形成する際に、ドライエッチングのローディング効果により外周部の転写対象パターンの寸法が太くなることを抑制することが可能となり、ダミーパターンの写り込みを防止することを可能としつつ、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るレチクルによれば、透明基板と、前記透明基板上に形成された転写対象パターン形成領域と、前記透明基板上に形成され、前記転写対象パターン形成領域の周囲に配置された遮光層と、前記遮光層上に形成されたエッチストップ層と、前記エッチストップ層上に形成されたダミーパターン形成領域とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、遮光層上にダミーパターンを重ねて配置することが可能となるとともに、ダミーパターンの形成時のエッチングによりダミーパターン下の遮光層が除去されることを防止することが可能となる。このため、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターン形成領域に近接させてダミーパターンを設けることが可能となり、ダミーパターンの写り込みを防止することを可能としつつ、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るレチクルによれば、透明基板と、前記透明基板上に形成された転写対象パターン形成領域と、前記透明基板上に形成され、前記転写対象パターン形成領域の周囲に配置されたダミーパターン形成領域と、前記ダミーパターン形成領域上に形成されたエッチストップ層と、前記エッチストップ層上に形成された遮光層とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、ダミーパターンを転写対象パターンと同一面上に配置することを可能としつつ、ダミーパターン上に遮光層を重ねて配置することが可能となるとともに、転写対象パターン形成領域の周囲に遮光層を形成する際のエッチングにより転写対象パターンが除去されることを防止することが可能となる。このため、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターン形成領域に近接させてダミーパターンを設けることが可能となるとともに、ダミーパターンの形成面と転写対象パターンの形成面との間に段差が発生することを防止することが可能となり、ダミーパターンの写り込みを防止することを可能としつつ、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る露光装置によれば、光源と、転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンおよび遮光領域が重ねて配置されたレチクルと、前記光源と前記レチクルとの間に配置され、前記転写対象パターン形成領域に対応した光透過領域が形成された遮光板と、露光対象を設置する設置台と、前記レチクルを透過した光を前記露光対象上に集光させるレンズとを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、転写対象パターン形成領域に近接させてダミーパターンを設けることが可能となり、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることを可能として、露光対象に形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることが可能となるとともに、転写対象パターン形成領域の周囲に遮光領域を配置することが可能となり、レチクルと遮光板との間に位置ずれが発生した場合においても、ダミーパターンが露光対象上に写り込むことを防止することを可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る露光方法によれば、転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンおよび遮光領域が重ねて配置されたレチクルを介してフォトレジストの露光を行うことを特徴とする。
これにより、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターンに近接させてダミーパターンを設けることが可能となり、ダミーパターンの写り込みを防止することを可能としつつ、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係るレチクルの製造方法によれば、第１遮光層、エッチストップ層および第２遮光層を透明基板上に順次形成する工程と、転写対象パターン形成領域に対応した開口部を前記第１遮光層および前記エッチストップ層に形成する工程と、前記開口部を介して前記第１遮光層をパターニングするとともに、前記転写対象パターン形成領域の周囲の第２遮光層をパターニングする工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、第１遮光層および第２遮光層をパターニングすることで、第１遮光層上に配置されたダミーパターンを転写対象パターン形成領域の周囲に形成することを可能としつつ、第１遮光層に転写対象パターンを形成することが可能となるとともに、ダミーパターン下の第１遮光層が除去されることを防止することが可能となる。
【００１７】
このため、第１遮光層上にダミーパターンを重ねてすることが可能となり、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターン形成領域に近接させてダミーパターンを設けることが可能となることから、ダミーパターンの写り込みを防止することを可能としつつ、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係るレチクルの製造方法によれば、第１遮光層を透明基板上に形成する工程と、前記第１遮光層をパターニングすることにより、転写対象パターンを形成するとともに、前記転写対象パターンが形成された転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンを形成する工程と、前記転写対象パターン形成領域上にエッチストップ層を形成する工程と、前記エッチストップ層が形成された転写対象パターン形成領域の周囲に第２遮光層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、ダミーパターンを転写対象パターンと同一面上に配置することを可能としつつ、ダミーパターン上に第２遮光層を重ねて配置することが可能となるとともに、転写対象パターン形成領域の周囲に第２遮光層を形成する際のエッチングにより転写対象パターンが除去されることを防止することが可能となる。このため、転写対象パターン形成領域の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターン形成領域に近接させてダミーパターンを設けることが可能となるとともに、ダミーパターンの形成面と転写対象パターンの形成面との間に段差が発生することを防止することが可能となり、ダミーパターンの写り込みを防止することを可能としつつ、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハ上にフォトレジスト膜を形成する工程と、転写対象パターン形成領域の周囲にダミーパターンおよび遮光領域が重ねて配置されたレチクルを介して前記フォトレジスト膜の露光を行う工程と、前記露光されたフォトレジスト膜の現像を行うことにより、前記半導体ウェハ上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記半導体ウェハのイオン注入処理またはエッチング処理を行う工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、転写対象パターン形成領域の周囲に遮光領域を配置することが可能となり、ダミーパターンが半導体ウェハ上に写り込むことを防止することを可能となるとともに、転写対象パターン形成領域に近接させてダミーパターンを設けることが可能となり、レチクルに形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。
【００２２】
このため、半導体ウェハに形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることが可能となり、半導体ウェハに形成される配線パターンや能動素子などの寸法精度を向上させることを可能として、半導体装置の特性を安定させることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るレチクルおよびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
図１において、露光装置には、光源１、遮光板２、レチクル３およびレンズ４が設けられ、光源１、遮光板２、レチクル３、レンズ４およびウェハＷが光軸に沿って配置される。ここで、レチクル３は、ウェハＷ上に転写される転写対象パターンが形成された転写対象パターン形成領域Ｒ１を有している。そして、転写対象パターン形成領域Ｒ１の周囲には、ダミーパターンが積層された遮光領域Ｒ２が設けられている。なお、遮光板２は、ウェハＷに対するショット領域を規定するものである。そして、遮光板２には、レチクル３の転写対象パターン形成領域Ｒ１に対応した光透過領域が設けられ、転写対象パターン形成領域Ｒ１を透過する光以外の余分な光を排除することができる。
【００２５】
そして、光源１から照射された光は、遮光板２にて、レチクル３の転写対象パターン形成領域Ｒ１を透過する光以外の余分な光が排除された後、レチクル３を透過する。ここで、光源１から照射された光がレチクル３を透過することにより、転写対象パターン形成領域Ｒ１にて転写対象パターン像を生成させることができる。
【００２６】
そして、レチクル３にて転写対象パターン像が生成された光は、レンズ４にて、所定の縮尺で縮小された後、ウェハＷ上に形成されたフォトレジスト膜上に転写対象パターン像を結像させることにより、フォトレジスト膜を感光させることができる。
ここで、転写対象パターン形成領域Ｒ１の周囲に遮光領域Ｒ２を設けることにより、遮光板２とレチクル３との間に位置ずれが発生し、転写対象パターン形成領域Ｒ１を透過する光以外の余分な光が遮光板２を透過した場合においても、転写対象パターン形成領域Ｒ１を透過する光以外の余分な光を遮光することが可能となり、ダミーパターンがウェハＷ上に写り込むことを防止することを可能となる。
【００２７】
また、ダミーパターンを遮光領域Ｒ２に積層させることにより、転写対象パターン形成領域Ｒ１に近接させてダミーパターンを設けることが可能となり、レチクル３に形成された転写対象パターンの寸法精度を向上させることが可能となる。このため、ウェハＷ上に形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることが可能となり、ウェハＷに形成される配線パターンや能動素子などの寸法精度を向上させることを可能として、半導体装置の特性を安定させることが可能となる。
【００２８】
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るレチクルの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
図２において、図１のレチクル３には、透明基板１１が設けられ、透明基板１１上には、遮光層１２、エッチストップ層１３および遮光層１４が順次積層されている。ここで、遮光層１２には、転写対象パターン形成領域Ｒ１に配置された転写対象パターンＰ１が形成されている。また、遮光層１４には、遮光領域Ｒ２に配置され、遮光層１２と重ねて配置されたダミーパターンＰ２が設けられている。
【００２９】
なお、透明基板１１としては、例えば、ガラス基板を用いることができ、遮光層１２、１４としては、例えば、Ｃｒなどの金属膜を用いることができ、エッチストップ層１３としては、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの誘電体膜を用いることができる。
ここで、ダミーパターンＰ２を遮光層１２と重ねて配置することにより、転写対象パターンＰ１の周囲の遮光性を確保するために、転写対象パターンＰ１とダミーパターンＰ２との間に間隔を設ける必要がなくなり、転写対象パターンＰ１の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターンＰ１に近接させてダミーパターンＰ２を設けることが可能となる。
【００３０】
このため、転写対象パターンＰ１をレチクル３に形成する際に、ドライエッチングのローディング効果により外周部の転写対象パターンＰ１の寸法が太くなることを抑制することが可能となり、ダミーパターンＰ２の写り込みを防止することを可能としつつ、レチクル３に形成された転写対象パターンＰ１の寸法精度を向上させることが可能となる。
【００３１】
図３は、本発明の第３実施形態に係るレチクルの製造方法を示す断面図である。
図３（ａ）において、スパッタ、蒸着またはＣＶＤなどの方法により、遮光層１２、エッチストップ層１３および遮光層１４を透明基板１１上に順次積層する。なお、透明基板１１としては、例えば、ガラス基板を用いることができ、遮光層１２、１４としては、例えば、Ｃｒを用いることができ、エッチストップ層１３としては、例えば、シリコン酸化膜を用いることができる。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いてエッチストップ層１３および遮光層１４をパターニングすることにより、転写対象パターン形成領域Ｒ１に対応した開口部１３ａ、１４ａをエッチストップ層１３および遮光層１４に形成する。
次に、図３（ｃ）に示すように、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ  Ｂｅａｍ）描画技術およびドライエッチング技術を用いて遮光層１２、１４をパターニングすることにより、転写対象パターン形成領域Ｒ１に配置された転写対象パターンＰ１を形成するとともに、遮光領域Ｒ２に配置されたダミーパターンＰ２を形成する。
【００３３】
これにより、遮光層１２上にダミーパターンＰ２を重ねて配置することが可能となり、転写対象パターン形成領域Ｒ１の近傍にダミーパターンＰ２を形成しながら、転写対象パターンＰ１を形成するためのドライエッチングを行うことが可能となる。
このため、転写対象パターンＰ１をレチクル３に形成する際に、ドライエッチングのローディング効果により外周部の転写対象パターンＰ１の寸法が太くなることを抑制することが可能となり、レチクル３に形成された転写対象パターンＰ１の寸法精度を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、遮光層１２上にエッチストップ層１３を設けることにより、ダミーパターンＰ２の形成時のドライエッチングによりダミーパターンＰ２下の遮光層１２が除去されることを防止することが可能となり、転写対象パターン形成領域Ｒ１の周囲の遮光性を確保しつつ、転写対象パターン形成領域Ｒ１に近接させてダミーパターンＰ２を設けることが可能となる。
【００３５】
図４は、本発明の第４実施形態に係るレチクルの製造方法を示す断面図である。
図４（ａ）において、スパッタ、蒸着またはＣＶＤなどの方法により、遮光層２２を透明基板２１上に積層する。なお、透明基板２１としては、例えば、ガラス基板を用いることができ、遮光層２２としては、例えば、Ｃｒを用いることができる。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ  Ｂｅａｍ）描画技術およびドライエッチング技術を用いて遮光層２２をパターニングすることにより、転写対象パターン形成領域Ｒ１１に配置された転写対象パターンＰ１１を形成するとともに、遮光領域Ｒ１２に配置されたダミーパターンＰ１２を形成する。
【００３７】
ここで、転写対象パターン形成領域Ｒ１１の周囲にダミーパターンＰ１２を形成しながら、転写対象パターンＰ１１を形成するためのドライエッチングを行うことにより、転写対象パターンＰ１１を透明基板２１上に形成する際に、ドライエッチングのローディング効果により外周部の転写対象パターンＰ１１の寸法が太くなることを抑制することが可能となり、透明基板２１上に形成された転写対象パターンＰ１１の寸法精度を向上させることが可能となる。
【００３８】
次に、図４（ｃ）に示すように、スパッタ、蒸着またはＣＶＤなどの方法により、エッチストップ層２３および遮光層２４を透明基板２１上に順次積層する。なお、エッチストップ層２３としては、例えば、シリコン酸化膜を用いることができ、遮光層２４としては、例えば、Ｃｒを用いることができる。
次に、図４（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて遮光層２４をパターニングすることにより、転写対象パターン形成領域Ｒ１１に対応した開口部２４ａを遮光層２４に形成する。さらに、必要に応じて、転写対象パターン形成領域Ｒ１１のエッチストップ層２３を除去するようにしてもよい。
【００３９】
これにより、ダミーパターンＰ２上に遮光層２４を重ねて配置することが可能となり、転写対象パターン形成領域Ｒ１１の周囲の遮光性を確保することを可能として、ダミーパターンＰ２の写り込みを防止することが可能となる。
また、遮光層２２上にエッチストップ層２３を設けることにより、転写対象パターンＰ１１を露出させるためのドライエッチングにより転写対象パターンＰ１１が除去されることを防止することが可能となり、転写対象パターン形成領域Ｒ１１の周囲に遮光層２４を設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るレチクルの概略構成を示す図。
【図３】本発明の第３実施形態に係るレチクルの製造方法を示す断面図。
【図４】本発明の第４実施形態に係るレチクルの製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
１  光源、２  遮光板、３  レチクル、４  レンズ、Ｒ１、Ｒ２  転写対象パターン形成領域、Ｒ２  ダミーパターンが積層された遮光領域、Ｗ  ウェハ、１１、２１  透明基板、１２、１４、２２、２４  遮光層、１３、２３  エッチストップ層、Ｐ１、Ｐ１１  転写対象パターン、Ｐ２、Ｐ１２  ダミーパターン、Ｒ１２  遮光領域が積層されたダミーパターン、１３ａ、１４ａ、２４ａ  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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