Source: https://patents.google.com/patent/JP2002351046A/en
Timestamp: 2020-02-23 09:22:42
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JP2002351046A - Phase shift mask and its design method - Google Patents
Phase shift mask and its design method
JP2002351046A
JP2002351046A JP2001154994A JP2001154994A JP2002351046A JP 2002351046 A JP2002351046 A JP 2002351046A JP 2001154994 A JP2001154994 A JP 2001154994A JP 2001154994 A JP2001154994 A JP 2001154994A JP 2002351046 A JP2002351046 A JP 2002351046A
JP2001154994A
サツキ 田中
2001-05-24 Application filed by Nec Corp, 日本電気株式会社 filed Critical Nec Corp
2001-05-24 Priority to JP2001154994A priority Critical patent/JP2002351046A/en
2002-12-04 Publication of JP2002351046A publication Critical patent/JP2002351046A/en
238000002834 transmittance Methods 0 abstract 2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase shift mask in which time necessary for the setting of a halftone region is shortened and its manufacturing is facilitated.
SOLUTION: After placing a plurality of main patterns 1a and 1b by a predetermined pitch P, virtual regions 2a and 2b are formed by enlarging each of the main patterns 1a and 1b by a predetermined resizing amount Δ. When the virtual regions 2a and 2b have an overlapped region 3, the overlapped region 3 is set as a halftone region forming part which is placed between the virtual regions 2a and 2b and has predetermined transmittance T to exposure light. The resizing amount Δ and the transmittance T are set so that a transfer size on the predetermined resist film of the main patterns 1a and 1b under predetermined exposure conditions falls within a desired range according to the change of the pitch P.
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装置（ＬＳＩ）の製造工程の一つであるリソグラフィ・プロセスで使用される位相シフトマスクに関し、さらに言えば、「ハーフトーン領域」あるいは「補助パターン領域」またはそれらの双方を含む位相シフトマスクと、その位相シフトマスクの設計方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to phase shift masks for use in a lithographic process which is one of the manufacturing steps of the semiconductor integrated circuit device (LSI), for that matter, "halftone region" or "auxiliary a phase shift mask comprising a pattern region "or both of them, method of designing the phase shift mask.
【従来の技術】近年のＬＳＩでは、半導体素子の動作速度の高速化と高集積化がいっそう進んでおり、それに伴って半導体素子を構成する層の各種パターンをさらに微細化することが必要となっている。 In Recently the LSI, the operating speed of the semiconductor device and the high integration is proceeding more, it is necessary to further refine the various patterns of layers constituting the semiconductor device with it ing. 最近では、設計ルールが露光光の波長（露光波長）の半分程度にまで縮小されてきているため、フォトマスクを用いて、露光波長の半分程度あるいはそれ以下の大きさを持つパターンをレジスト膜上に転写・形成することは、通常の露光方法では極めて困難である。 Recently, since the design rules have been reduced to about half the wavelength of the exposure light (exposure wavelength), using a photomask, about half of the exposure wavelength or less in size resist film on a pattern with a be transferred and formed is extremely difficult with conventional exposure method. そこで、従来から種々の手法が開発され、それらのうちのいくつかは実際に使用されてきている。 Therefore, various techniques have been conventionally developed, some of which have been actually used.
【０００３】フォトマスクを使用するフォトリソグラフィ・プロセスによって、配置ピッチの異なるコンタクトホールやバイアホール等（以下、単に「ホール」と呼ぶ）を半導体基板（ウエハ）上に形成する場合、従来より、光学的近接効果補正（Optical Proximity Correcti [0003] by photolithography process using a photomask, arranged different contact holes or via holes or the like having a pitch (hereinafter, simply referred to as "holes") when forming a on a semiconductor substrate (wafer), conventionally, optical proximity effect correction (Optical proximity Correcti
on、ＯＰＣ）処理を行うことが知られている。 on, it is known to perform the OPC) process. 「ＯＰＣ "OPC
処理」とは、ウエハ上のレジスト膜に転写・形成されるパターン（以下、「転写パターン」ともいう）が、マスク上のパターン（以下、「元パターン」ともいう）とは寸法および形状が異なることを考慮し、転写パターンが所望の寸法および形状となるように、マスク設計時に元パターンの寸法と形状を予め修正しておく処理を意味する。 Process "refers to a pattern to be transferred and formed on the resist film on the wafer (hereinafter," also referred to as a transfer pattern ") is, the pattern on the mask (hereinafter, also referred to as" original pattern ") in size and shape different from considering that, as the transfer pattern has a desired size and shape, means a process in advance modifying the dimensions and shape of the original pattern at mask design.
【０００４】「ＯＰＣ処理」を行う場合、通常、マスク上に配置される複数のホール形成用パターンの各々に対して、隣接するホール形成用パターンとの距離を算出し、その距離に応じてそのホール形成用パターンに対して寸法と形状について補正が必要かどうかを決定する。 [0004] When performing the "OPC process", usually with respect to each of the plurality of hole forming pattern arranged on a mask, calculates the distance between the adjacent hole forming pattern, depending on the distance that for size and shape to determine whether it is necessary to correct for hole forming pattern.
また、それらホール形成用パターンのいくつかに対して補正が必要と決定した場合には、それらホール形成用パターンの寸法の変更・調整は、予め設定されているホール形成用パターン間距離と補正量との関係に基づいて行う。 Further, when it is determined necessary to correct for some of them hole forming pattern, changes and adjustments of the dimensions of their hole forming pattern includes a hole forming pattern distance that is set in advance correction amount carried out on the basis of the relationship between the.
【０００５】また、このホール形成用パターン（元パターン）の寸法を調整する手法以外では、逆位相の透過光の干渉現象を利用する手法がある。 Further, other than the method of adjusting the dimensions of the hole forming pattern (original pattern), there is a method of using the interference phenomenon of the transmitted light of the opposite phase. この手法を利用したフォトマスクは、「位相シフトマスク」として知られている。 Photo mask using this technique, known as "phase shift mask". この「位相シフトマスク」は、透過光の位相差を利用して、露光波長に依存するフォトリソグラフィにおける加工限界（解像力）や焦点深度を、露光波長を変えずに向上させたマスクである。 The "phase shift mask", using the phase difference of transmitted light, a processing limit (resolution) and the depth of focus in photolithography which depends on the exposure wavelength, a mask having improved without changing the exposure wavelength. 「位相シフトマスク」には、ハーフトーン型、レベンソン型、補助パターン型、 To "phase shift mask", a half-tone type, Levenson type, auxiliary pattern type,
エッジ強調型、クロムレス型など、種々の型式がある。 Edge enhancement type, chromeless type etc., there are various types.
【０００６】「位相シフトマスク」の１種である「ハーフトーン型位相シフトマスク」は、本来は完全遮光されるべき領域に露光光を僅かに透過させるハーフトーン膜（ハーフトーン領域）を形成したマスクである。 [0006] which is a kind of "phase shift mask", "halftone type phase shift mask", to form a half-tone film (halftone region) to slightly transmits exposure light to the area to be originally full blackout it is a mask. この型の位相シフトマスクでは、ハーフトーン領域を透過する露光光とそのハーフトーン領域の周辺の透明領域（主パターン形成用透光領域）を透過する露光光との間にほぼ１８０゜の位相差を生じさせており、それによって、ハーフトーン領域と主パターン形成用透光領域の境界部における透過光強度の比を増大させ、コントラストの高い透過光強度分布を得ている。 This type phase shift mask, approximately 180 ° phase difference between exposure light transmitted through the transparent area around the exposure light and its half-tone region transmitting halftone region (main pattern forming translucent regions) the is caused, thereby, increasing the ratio of the transmitted light intensity at the boundary of the halftone region and the main pattern forming translucent regions, to obtain a high transmitted light intensity distribution of contrast. こうして、主パターン形成用透光領域を透過する露光光の回折の影響を緩和ないし除去し、露光波長を変えずに解像力と焦点深度を向上させているのである。 Thus, the main effects of diffraction pattern forming exposure light passing through the transparent region is alleviated or even eliminated, it's thereby improving the resolution and depth of focus without changing the exposure wavelength.
【０００７】同一出願人に係る特願平１２−３０３８４ [0007] Japanese Patent Application No. 12-30384 according to the same applicant
４号（未公開）では、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、ハーフトーン領域によって主パターン形成用透光領域の周辺の透過光強度を低下させる作用を、ＯＰ No. 4 in (unpublished), in the half-tone type phase shift mask, the effect of lowering the intensity of transmitted light around the main pattern forming translucent region by the halftone region, OP
Ｃ処理に利用する提案がなされている。 Proposal to use the C treatment have been made. この提案は、ホール形成用パターンの周辺にハーフトーン領域を配置することにより、ウエハ上の転写パターンの寸法を補正するものである。 This proposal, by placing the half-tone region around the hole forming pattern, and corrects the dimensions of the transferred pattern on the wafer. この提案では、ハーフトーン領域の幅の決定は、ＯＰＣ処理で一般的に行われている上記手法と同様に、隣接する他のホール形成用パターンとの距離に基づいて行っている。 In this proposal, the determination of the width of the half-tone region, similarly to the above-described method which is generally performed in the OPC process, is performed based on the distance between other adjacent hole forming pattern.
【０００８】ところで、ホール形成用パターンの焦点深度を拡大するには、上述した「ハーフトーン型位相シフトマスク」以外では、「補助パターン型位相シフトマスク」が有効であることが知られている。 By the way, to expand the depth of focus of the hole forming pattern described above except "halftone type phase shift mask", it is known that "auxiliary pattern type phase shift mask" is valid. このマスクは、 This mask,
ホール形成用パターンの周辺に微細な「補助パターン」 Fine in the vicinity of the hole forming pattern "auxiliary pattern"
を付加したものである。 It is obtained by adding a. 「補助パターン」は、ウエハ上に転写されないように解像限界より小さく形成される。 "Auxiliary pattern" is smaller than the resolution limit so as not to be transferred onto a wafer.
【０００９】「補助パターン型位相シフトマスク」は、 [0009] "auxiliary pattern type phase shift mask",
特に輪帯照明などの「斜入射照明」と組み合わせることにより、焦点深度拡大効果が得られる。 In particular, by combining the "oblique incident illumination" such as annular illumination, focal depth enlarging effect is obtained. 「斜入射照明」 "Oblique illumination"
とは、フォトマスクの照明に斜め入射光のみを使用する方法であり、０次回折光と、＋１次回折光または−１次回折光の二つの光束でウエハ上のレジスト膜に像を形成する。 And is a method of using only oblique incident light for illuminating the photomask, 0 to form the diffracted light, the image on the resist film on the wafer at + 1 two light fluxes of the order diffracted light or -1 order diffracted light. つまり「２光束干渉の結像」原理を利用するものである。 That is to utilize the "imaging of two-beam interference" principle. ＋１次回折光または−１次回折光のいずれか一方を使用しないため、フォトマスクに対する入射光の角度が半分になり、その結果、焦点位置がずれた場合の像のぼけ方を小さく抑えることができる。 +1 is not used either in order diffracted light or -1 order diffracted light, the angle of the incident light is halved with respect to the photomask, a result, it is possible to reduce the blurring how the image in the case where out of focus position.
【００１０】フォトマスクの照明光の垂直入射成分を除去して「斜入射照明」を実現するには、通常、フライアイレンズの焦点位置に特殊な形状の「絞り」が設けられる。 [0010] by removing the vertical incident component of the illumination light of the photomask to implement the "oblique incident illumination" is usually a "stop" in the special shape at the focal position of the fly-eye lens is provided. フライアイレンズの中央付近の目の部分から出た照明光は、フォトマスクに垂直に入射し、他方、フライアイレンズの周辺部の目の部分から出た光は、フォトマスクに斜めに入射する。 The illumination light emitted from the eye portion near the center of the fly-eye lens is incident perpendicularly on the photomask, while the light emitted from the eye portion of the periphery of the fly-eye lens, obliquely incident on the photomask . そこで、フライアイレンズの中央付近の目の部分を特殊な形状の絞りで隠すことにより、 Therefore, by hiding the eye portion near the center of the fly-eye lens aperture special shape,
フォトマスクに斜めに入射する照明光が得られる、つまり「斜入射照明」を実現することができる。 The illumination light is obtained obliquely incident on the photomask, i.e. it is possible to realize the "oblique incident illumination".
【００１１】「斜入射照明」は、上記「絞り」の形状に応じて、輪帯照明（リング状の開口を持つ絞り）、４点照明（周辺に４つの開口がある絞り）あるいは２点照明（周辺に２つの開口がある絞り）等に区別される。 [0011] "oblique incident illumination", depending on the shape of the "stop", (aperture having an opening of the ring-shaped) annular illumination, (diaphragm there are four openings in the periphery) 4-point illumination or 2-point illumination are distinguished like (aperture there are two openings in the peripheral).
【００１２】この「斜入射照明」では、ホール形成用パターンが密に配置されている場合、換言すれば、ホール形成用パターンの配置ピッチが小さい場合に、焦点深度拡大効果が顕著になることが知られている。 [0012] In the "oblique incident illumination", if the hole forming patterns are densely arranged, in other words, if the arrangement pitch of the pattern for hole formation is small, that the focal depth enlarging effect becomes remarkable Are known. このため、 For this reason,
「斜入射照明」と組み合わせられる「補助パターン」の配置の如何が重要である。 Whether the placement combined with "oblique incident illumination" "auxiliary pattern" is important.
【００１３】一般に、「斜入射照明」では、ホール形成用パターンの配置ピッチが露光光の波長λの１．２倍〜 [0013] In general, the "oblique incident illumination", 1.2 times the wavelength λ of the arrangement pitch of the hole forming pattern exposure light-
１．６倍程度であるときに、焦点深度拡大効果が得られる。 When it is about 1.6 times, the focal depth enlarging effect is obtained. その配置ピッチが波長λの１．６倍程度より大きくなると、使用しないはずの＋１次回折光または−１次回折光が再び投影レンズを通過するようになるため、焦点深度が拡大しなくなるからである。 When the arrangement pitch is larger than 1.6 times the wavelength lambda, for use by non supposed order diffracted light or -1 order diffracted light is to pass through the projection lens again, is because not enlarged depth of focus. 焦点深度拡大効果が得られる配置ピッチの下限は、限界解像度で決定されるが、配置ピッチが小さすぎると解像限界を超えるので、 The lower limit of the arrangement pitch focal depth enlarging effect is obtained is determined by a resolution limit, since the arrangement pitch is too small beyond the resolution limit,
波長λ以下は好ましくない。 Wavelength λ or less is not preferable. よって、補助パターンとホール形成用パターン（主パターン）の配置ピッチも、波長λの１．２倍〜１．６倍程度であるのが適当である。 Therefore, the arrangement pitch of the auxiliary pattern and the hole forming pattern (main pattern) is also suitably be a 1.2 to 1.6 times the wavelength lambda.
【００１４】例えば、露光光としてＫｒＦエキシマ・レーザー光を使用する場合、露光波長λ＝０．２４８μｍ [0014] For example, when using a KrF excimer laser light as exposure light, the exposure wavelength lambda = 0.248 .mu.m
であるから、補助パターンとホール形成用パターン（主パターン）の配置ピッチは０．３〜０．４μｍ程度に設定される。 Since it is, the arrangement pitch of the auxiliary pattern and the hole forming pattern (main pattern) is set to about 0.3 to 0.4 [mu] m.
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従来の「ハーフトーン型位相シフトマスク」（特願平１２ The object of the invention is to be Solved by the way, conventional "half-tone type phase shift mask" described above (Japanese Patent Application No. 12
−３０３８４４号にで提案されているものも含む）では、「ハーフトーン領域」の幅の決定を、隣接する他のホール形成用パターンとの距離に基づいて行っている。 In including) those proposed in the Patent -303844, the determination of the width of the "halftone region", is performed based on the distance between other adjacent hole forming pattern.
つまり、補正しようとする主パターン（ホール形成用パターン）の周囲に、どのくらいの距離で他の主パターン（他のホール形成用パターン）が存在するかを調査し、 In other words, around the main pattern to be corrected (pattern for hole formation), to investigate how much the other of the main pattern at a distance of (other hole forming pattern) is present,
その距離に基づいて「ハーフトーン領域」の幅を決定している。 It determines the width of the "halftone region" based on the distance. このため、「ハーフトーン領域」の幅の決定に長時間を要する、という問題がある。 For this reason, it takes a long time to determine the width of the "half-tone area", there is a problem in that.
【００１６】また、マスク上の主パターン（ホール形成用パターン）の配置ピッチが小さくなると、ウエハ上の転写パターンの寸法が所望の値よりかなり大きくなり、 Further, when the arrangement pitch of the main pattern on the mask (pattern holes formed) is reduced, the size of the transferred pattern on the wafer is considerably larger than the desired value,
場合によっては、隣接する転写パターン同士が結合されてしまうこともある、という問題がある。 In some cases, the between transfer pattern adjacent from being coupled, there is a problem in that.
【００１７】他方、上述した従来の「補助パターン型位相シフトマスク」では、マスク上の主パターン（ホール形成用パターン）の配置ピッチが小さくなると、焦点深度拡大効果が顕著になるが、そのためには「補助パターン」を最適位置に配置することが必要である。 [0017] On the other hand, the "auxiliary pattern type phase shift mask" conventional described above, when the arrangement pitch of the main pattern on the mask (pattern holes formed) is reduced, but the focal depth enlarging effect becomes remarkable. For this purpose it is necessary to place the "auxiliary pattern" in the optimum position. しかし、 But,
その最適位置を知ることは容易ではない、という問題がある。 Is not easy to know the optimal position, there is a problem that.
【００１８】そこで、本発明の目的は、「ハーフトーン領域」や「補助パターン」を含む位相シフトマスクを容易に製造できる位相シフトマスクおよびその設計方法を提供することにある。 [0018] It is an object of the present invention is to provide a phase shift mask and the design method thereof can be easily produced a phase shift mask including a "halftone area" and "auxiliary pattern".
【００１９】本発明の他の目的は、「ハーフトーン領域」や「補助パターン」の設定に要する時間を短縮できる位相シフトマスクおよびその設計方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a phase shift mask and a design method thereof reduce the time required for setting the "halftone area" and "auxiliary pattern".
【００２０】本発明のさらに他の目的は、所定ピッチでマスク上に配置される元パターンに対する、ウェハ上に転写される転写パターンの変形を効果的に抑制できる位相シフトマスクおよびその設計方法を提供することにある。 A further object of the present invention, provides for the original pattern arranged on a mask, a phase shift mask and a design method thereof effectively suppress deformation of the transfer pattern to be transferred onto the wafer with a predetermined pitch It is to.
【００２１】本発明のさらに他の目的は、焦点深度拡大効果が確実に得られる位相シフトマスクおよびその設計方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a phase shift mask and a method of designing the same focal depth enlarging effect surely obtained.
【００２２】ここに明記しない本発明のさらに他の目的は、以下の説明および添付図面から明らかになるであろう。 [0022] Still another object of the present invention not specifically mentioned here will become apparent from the following description and accompanying drawings.
【課題を解決するための手段】（１） 本発明の第１の位相シフトマスクの設計方法は、複数の主パターンを所定のピッチで配置するステップと、前記複数の主パターンの各々について、所定のリサイズ量で拡大することによって仮想領域を形成するステップと、隣接する二つの前記仮想領域が重複部分を有する場合は、その重複部分をそれら二つの前記仮想領域の間に配置されると共に露光光に対して所定の透過率を持つハーフトーン領域形成部として設定するステップと、隣接する二つの前記仮想領域が重複部分を有しない場合は、前記ハーフトーン領域形成部が存在しない旨を設定するステップとを備え、 Design method of the first phase shift mask SUMMARY OF THE INVENTION (1) The present invention includes the steps of: arranging a plurality of the main pattern at a predetermined pitch, for each of the plurality of the main pattern, a predetermined forming a virtual region by expanding resizing amount, when two of the virtual area adjacent have overlapping portions, the exposure light while being arranged the overlapping portion therebetween two of said virtual area step of setting and setting as a halftone region forming unit, when two of the virtual area neighboring has no overlapping portions, the effect that the halftone region forming unit is not present with the predetermined transmittance with respect to It equipped with a door,
前記リサイズ量と前記透過率は、所定の露光条件の下における前記主パターンの所定のレジスト膜への転写寸法が、前記ピッチの変化に応じて所望の範囲内に収まるように設定される。 The transmittance and the resize amount is transferred dimension to a predetermined resist film of said main pattern under the predetermined exposure condition is set so as to fall within a desired range in response to changes in the pitch.
【００２４】（２） 本発明の第１の位相シフトマスクの設計方法では、まず、前記複数の主パターンの各々について、所定のリサイズ量で拡大することによって仮想領域を形成する。 [0024] (2) in the first phase shift mask design method of the present invention, first, for each of said plurality of main patterns, forming a virtual region by increasing by a predetermined resize quantity. そして、隣接する二つの前記仮想領域が重複部分を有する場合は、その重複部分をそれら二つの前記仮想領域の間に配置されると共に露光光に対して所定の透過率を持つハーフトーン領域形成部として設定する。 When the two of the virtual area adjacent have overlapping portions, the halftone region forming part having a predetermined transmittance to the exposure light while being arranged the overlapping portion therebetween two of said virtual area to set up as. 隣接する二つの前記仮想領域が重複部分を有しない場合は、前記ハーフトーン領域形成部が存在しない旨を設定する。 If two of the virtual area neighboring has no overlapping portion is set to the effect that the halftone region forming unit is not present. 前記リサイズ量と前記透過率は、所定の露光条件の下における前記主パターンの所定のレジスト膜への転写寸法が、前記ピッチの変化に応じて所望の範囲内に収まるように設定される。 The transmittance and the resize amount is transferred dimension to a predetermined resist film of said main pattern under the predetermined exposure condition is set so as to fall within a desired range in response to changes in the pitch.
【００２５】このため、前記ハーフトーン領域形成部（すなわち、マスク上のハーフトーン領域）を機械的に設定することができる。 [0025] Thus, the halftone region forming unit (i.e., a halftone region on the mask) can be set mechanically. よって、マスク上のハーフトーン領域の設定に要する時間を短縮できる、換言すれば、 Therefore, it is possible to shorten the time required for setting the halftone area on the mask, in other words,
この種の位相シフトマスクを従来より容易に製造できる。 This type of phase shift mask can be easily manufactured conventionally.
【００２６】さらに、上記のようにして設計するため、 [0026] In addition, in order to design in the manner described above,
所定ピッチでマスク上に配置される前記複数の主パターン（元パターン）に対する、ウェハ上に転写される転写パターンの変形を効果的に抑制することができる。 For said plurality of main patterns disposed on a mask (original pattern) at a predetermined pitch, it is possible to effectively suppress deformation of the transfer pattern to be transferred onto the wafer.
【００２７】（３） 本発明の第１の位相シフトマスクの設計方法の好ましい例では、前記リサイズ量と前記透過率を、前記主パターンの前記レジスト膜への転写寸法の前記ピッチの変化に対する変動がほぼ最小となるように設定される。 [0027] (3) In a preferable example of the first phase shift mask design method of the present invention, the resizing amount and the transmittance change with respect to a change in the pitch of the transfer size to the resist film of the main pattern There is set to be approximately the minimum.
【００２８】本発明の第１の位相シフトマスクの設計方法の他の好ましい例では、前記ハーフトーン領域形成部が、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置される。 [0028] In another preferred embodiment of the first method for designing a phase shift mask of the present invention, the halftone region forming unit, along a straight line perpendicular bisector connecting the centers of two of the main patterns adjacent It is placed Te.
【００２９】（４） 本発明の第１の位相シフトマスクは、基板の表面に所定ピッチで形成された複数の主パターン形成用透光領域と、前記基板の表面において、隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の間に形成されたハーフトーン領域と、前記基板の表面において、前記複数の主パターン形成用透光領域および前記ハーフトーン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備え、前記ハーフトーン領域は、そのハーフトーン領域を透過する露光光が、前記複数の主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を弱める機能を持ち、前記ハーフトーン領域の位置と形状と大きさは、前記複数の主パターン形成用透光領域の各々について、所定のリサイズ量で拡大して得られる仮想領域が互いに重複する部分の位置と形状と大きさ [0029] (4) a first phase shift mask of the present invention includes a plurality of main pattern forming translucent region formed at a predetermined pitch on the surface of the substrate, the surface of the substrate, two adjacent said main a halftone region formed between the pattern forming light transmission regions at the surface of the substrate, and a plurality of main pattern forming translucent regions and the light shielding region formed on a portion other than the halftone region , the half-tone area, the exposure light transmitted through the halftone region has a function to weaken the intensity of the exposure light transmitting through the plurality of main pattern forming translucent region, and the position of the half-tone area shape When the size of each the position and shape and size of the portion where the virtual regions obtained overlap each other to expand a predetermined resize quantity of said plurality of main pattern forming translucent regions にそれぞれ等しい。 Each equal to.
【００３０】本発明の第１の位相シフトマスクは、本発明の第１の位相シフトマスクの設計方法を使用して製造されるものである。 The first phase shift mask of the present invention are those produced using the design method of the first phase shift mask of the present invention.
【００３１】（５） 本発明の第１の位相シフトマスクでは、基板の表面に所定ピッチで形成された複数の主パターン形成用透光領域と、前記基板の表面において、隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の間に形成されたハーフトーン領域と、前記複数の主パターン形成用透光領域および前記ハーフトーン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備えている。 [0031] (5) In the first phase shift mask of the present invention, a plurality of main pattern forming translucent region formed at a predetermined pitch on the surface of the substrate, the surface of the substrate, two adjacent said main It includes a halftone region formed between the pattern forming light transmission regions, a plurality of main pattern forming translucent regions and the light shielding region formed on a portion other than the halftone region. そして、前記ハーフトーン領域は、そのハーフトーン領域を透過する露光光が、前記複数の主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を弱める機能を持っている。 Then, the half-tone area, the exposure light transmitted through the half-tone region, has a function to weaken the intensity of the exposure light transmitting through the plurality of main pattern forming translucent regions.
【００３２】さらに、前記ハーフトーン領域の位置と形状と大きさは、前記複数の主パターン形成用透光領域の各々について、所定のリサイズ量で拡大して得られる仮想領域が互いに重複する部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しい。 Furthermore, the position and shape and size of the halftone region, for each of said plurality of main pattern forming translucent regions, the partial virtual regions overlap each other obtained by expanding a predetermined resize quantity respectively equal to the position and shape and size.
【００３３】このため、前記ハーフトーン領域を機械的に設定することができる。 [0033] Therefore, it is possible to mechanically set the halftone region. よって、前記ハーフトーン領域の設定に要する時間を短縮できる、換言すれば、位相シフトマスクを従来より容易に製造できる。 Therefore, it is possible to shorten the time required for setting of the halftone region, in other words, it can be easily produced than the conventional phase shift mask.
【００３４】さらに、上記のように構成した結果、所定ピッチで前記基板上に配置される前記複数の主パターン形成用透光領域（つまり元パターン）に対する、ウェハ上に転写される転写パターンの変形を効果的に抑制することができる。 Furthermore, as a result of the structure described above, with respect to the disposed on the substrate at a predetermined pitch a plurality of main pattern forming translucent regions (i.e. source pattern), the deformation of the transfer pattern to be transferred onto the wafer it can be effectively suppressed.
【００３５】（６） 本発明の第１の位相シフトマスクの好ましい例では、前記基板の表面に形成されたハーフトーン膜と、そのハーフトーン膜の上に形成された遮光膜とを備えており、前記ハーフトーン領域が、前記遮光膜に形成された第１開口により画定され、前記複数の主パターン形成用透光領域の各々が、前記遮光膜に形成された第２開口と前記ハーフトーン膜に形成された開口により画定される。 [0035] (6) In a preferred embodiment of the first phase shift mask of the present invention includes a half-tone film formed on a surface of the substrate, and a light shielding film formed on the halftone film , the half-tone regions are defined by first opening formed in the light shielding film, each of said plurality of main pattern forming translucent region, the second opening and the halftone film formed on the light shielding film It is defined by an opening formed in.
【００３６】本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの他の好ましい例では、前記ハーフトーン領域が、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置される。 [0036] In another preferred embodiment of the halftone phase shift mask of the present invention, the halftone region is disposed along the perpendicular bisector of a straight line connecting the centers of two of the main patterns adjacent.
【００３７】（７） 本発明の第２の位相シフトマスクの設計方法は、主パターンを配置するステップと、前記主パターンを所定の第１リサイズ量で拡大することによって第１仮想領域を形成するステップと、前記主パターンを前記第１リサイズ量より大きい所定の第２リサイズ量で拡大することによって第２仮想領域を形成するステップと、前記第２仮想領域と前記第１仮想領域で挟まれた部分を所定の透過率を持つ補助パターン形成部として設定するステップとを備え、前記第１リサイズ量と前記第２リサイズ量は、所定の露光条件の下において所望の露光光の焦点深度拡大効果が得られるように設定される。 [0037] (7) a method of designing a second phase shift mask of the present invention form placing the main pattern, the first virtual area by enlarging the main pattern by a predetermined first resize quantity a step, forming a second virtual area by enlarging the main pattern by a predetermined second resize quantity larger than the first resize quantity, sandwiched between the second virtual area in the first virtual area and a step of setting a partial as auxiliary pattern forming portion having a predetermined transmittance, the second resize quantity and the first resize amount is desired focal depth enlarging effect of the exposure light in the under predetermined exposure conditions It is set so as to obtain.
【００３８】（８） 本発明の第２の位相シフトマスクの設計方法では、主パターンを配置した後、前記主パターンを所定の第１リサイズ量で拡大することによって第１仮想領域を形成し、また、前記主パターンを前記第１ [0038] (8) In the second phase shift mask design method of the present invention, the main after pattern arranged to form a first virtual area by enlarging the main pattern by a predetermined first resize quantity, Moreover, the said main pattern first
リサイズ量より大きい所定の第２リサイズ量で拡大することによって第２仮想領域を形成する。 The second form a virtual region by expanding at a predetermined second resize quantity larger than resize quantity. そして、前記第２仮想領域と前記第１仮想領域で挟まれた部分を所定の透過率を持つ補助パターン形成部として設定する。 Then, it sets the second virtual area and the first portion sandwiched between the virtual area as the auxiliary pattern forming portion having a predetermined transmittance. 前記第１リサイズ量と前記第２リサイズ量は、所定の露光条件の下において所望の露光光の焦点深度拡大効果が得られるように設定される。 The second resize quantity and the first resizing amount in under a predetermined exposure condition is the focal depth enlarging effect desired exposure light is set so as to obtain.
【００３９】このため、前記補助パターン形成部（すなわち、マスク上の補助パターン領域）を機械的に設定することができる。 [0039] Accordingly, the auxiliary pattern forming unit (i.e., an auxiliary pattern region on the mask) can be set mechanically. よって、マスク上の補助パターン領域の設定に要する時間を短縮できる、換言すれば、この種の位相シフトマスクを従来より容易に製造できる。 Therefore, it is possible to shorten the time required for setting the auxiliary pattern region on the mask, in other words, this type of phase shift mask can be easily manufactured conventionally.
【００４０】さらに、上記のようにして設計するため、 [0040] In addition, in order to design in the manner described above,
焦点深度拡大効果が確実に得られる。 Focal depth enlarging effect can be surely obtained.
【００４１】（９） 本発明の第２の位相シフトマスクの設計方法の好ましい例では、前記補助パターン形成部を、前記主パターンと同心のリング状に形成する。 [0041] (9) In the preferred embodiment of the second phase shift mask design method of the present invention, the auxiliary pattern forming portion is formed on said main pattern and concentric ring.
【００４２】（１０） 本発明の第２の位相シフトマスクは、基板の表面に形成された主パターン形成用透光領域と、前記基板の表面において、前記主パターン形成用透光領域の周囲に形成されたリング状の補助パターン領域と、前記主パターン形成用透光領域および前記補助パターン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備え、 [0042] (10) a second phase shift mask of the present invention includes a main pattern forming translucent regions formed on the surface of the substrate, the surface of the substrate, the periphery of said main pattern forming translucent regions comprising a ring-shaped auxiliary pattern region formed, and said main pattern forming translucent regions and the light shielding region formed in said portion other than the auxiliary pattern region,
前記補助パターン領域は、その補助パターン領域を透過する露光光が、前記主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を強める機能を持ち、前記補助パターン領域の位置と形状と大きさは、前記主パターン形成用透光領域を第１リサイズ量で拡大して得られる第１仮想領域と、前記主パターン形成用透光領域を前記第１リサイズ量より大きい第２リサイズ量で拡大して得られる第２仮想領域とに挟まれた部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しい。 Said auxiliary pattern area, the exposure light transmitted through the auxiliary pattern region has a function to enhance the strength of the exposure light transmitted through said main pattern forming translucent regions, the position and shape and size of the auxiliary pattern region expands said main pattern forming translucent region and the first virtual area obtained by expanding in the first resize quantity, said main pattern forming translucent regions in said first resize quantity larger than the second resize quantity respectively equal to the position and shape and size of the second sandwiched between the virtual region portion obtained Te.
【００４３】本発明の第２の位相シフトマスクは、本発明の第２の位相シフトマスクの設計方法を使用して製造されるものである。 The second phase shift mask of the present invention are those produced using the design method of the second phase shift mask of the present invention.
【００４４】（１１） 本発明の第２の位相シフトマスクでは、基板の表面に形成された主パターン形成用透光領域と、前記基板の表面において、前記主パターン形成用透光領域の周囲に形成されたリング状の補助パターン領域と、前記主パターン形成用透光領域および前記補助パターン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備えている。 [0044] (11) in the second phase shift mask of the present invention includes a main pattern forming translucent regions formed on the surface of the substrate, the surface of the substrate, the periphery of said main pattern forming translucent regions a ring-shaped auxiliary pattern region formed, and a said main pattern forming translucent regions and the light shielding region formed in said portion other than the auxiliary pattern region. そして、前記補助パターン領域は、その補助パターン領域を透過する露光光が、前記主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を強める機能を持っている。 Then, the auxiliary pattern region, the exposure light transmitted through the auxiliary pattern area has a function to enhance the strength of the exposure light transmitted through said main pattern forming translucent regions.
【００４５】さらに、前記補助パターン領域の位置と形状と大きさは、前記主パターン形成用透光領域を第１リサイズ量で拡大して得られる第１仮想領域と、前記主パターン形成用透光領域を前記第１リサイズ量より大きい第２リサイズ量で拡大して得られる第２仮想領域とに挟まれた部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しい。 [0045] Further, the auxiliary position and the shape and size of the pattern region includes a first virtual area obtained by enlarging the main pattern forming translucent regions in the first resize quantity, translucent for the main pattern formation each area position and shape and size of the second sandwiched between the virtual area which is obtained in expanding the first resize quantity greater than the second resize quantity equal.
【００４６】このため、前記補助パターン領域を機械的に設定することができる。 [0046] Therefore, it is possible to mechanically set the auxiliary pattern region. よって、前記補助パターン領域の設定に要する時間を短縮できる、換言すれば、この種の位相シフトマスクを従来より容易に製造できる。 Therefore, it is possible to shorten the time required for setting the auxiliary pattern region, in other words, this type of phase shift mask can be easily manufactured conventionally.
【００４７】さらに、上記のようにして設計するため、 [0047] In addition, in order to design in the manner described above,
【００４８】（１２） 本発明の第２の位相シフトマスクの好ましい例では、前記基板の表面に形成されたハーフトーン膜と、そのハーフトーン膜の上に形成された透明膜と、その透明膜の上に形成された遮光膜とを備えており、前記補助パターン領域が、前記遮光膜に形成された第１開口により画定され、前記主パターン形成用透光領域が、前記遮光膜に形成された第２開口と前記透明膜に形成された開口と前記ハーフトーン膜に形成された開口により画定される。 [0048] (12) In a preferable example of the second phase shift mask of the present invention, a half-tone film formed on a surface of said substrate, a transparent film formed on the halftone film, the transparent film and a light shielding film formed on said auxiliary pattern region is defined by a first opening formed in the light shielding film, said main pattern forming translucent regions is formed on the light shielding film It was defined by an opening formed in the half-tone film and the opening formed in the second opening and the transparent film.
【００４９】（１３） 本発明の第３の位相シフトマスクの設計方法は、複数の主パターンを所定のピッチで配置するステップと、前記複数の主パターンの各々について、所定の第１リサイズ量で拡大することによって第１ [0049] (13) A third method of designing a phase shift mask of the present invention comprises the steps of placing a plurality of the main pattern at a predetermined pitch, for each of said plurality of main patterns, at a predetermined first resize quantity the by expanding 1
仮想領域を形成するステップと、前記複数の主パターンの各々について、前記第１リサイズ量より大きい所定の第２リサイズ量で拡大することによって第２仮想領域を形成するステップと、隣接する二つの前記第１仮想領域が重複部分を有する場合は、その重複部分をそれら二つの前記第１仮想領域の間に配置されると共に露光光に対して所定の透過率を持つハーフトーン領域形成部として設定するステップと、隣接する二つの前記第１仮想領域が重複部分を有しない場合は、前記ハーフトーン領域形成部が存在しない旨を設定するステップと、隣接する二つの前記第２仮想領域がそれらに対応する二つの前記第１仮想領域を囲む部分を、所定の透過率を持つ補助パターン形成部として設定するステップとを備え、前記第１ Forming a virtual region, for each of said plurality of main patterns, forming a second virtual area by enlarging a predetermined second resize quantity larger than the first resize quantity, of two adjacent said If the first virtual area has an overlapping portion sets the overlapping portion at a halftone region forming part having a predetermined transmittance to the exposure light while being disposed therebetween two of the first virtual area steps and, when two of the first virtual area adjacent has no overlapping portion, and a step of setting the fact that the half-tone region forming unit is not present, correspond to the two second virtual area adjacent them the portion surrounding the two first virtual area that includes a step of setting as an auxiliary pattern forming portion having a predetermined transmittance, the first
リサイズ量と前記ハーフトーン領域形成部の透過率は、 Resize quantity and the transmittance of the halftone region forming unit,
所定の露光条件の下における前記主パターンの所定のレジスト膜への転写寸法が、前記ピッチの変化に応じて所望の範囲内に収まるように設定され、前記第２リサイズ量は、前記露光条件の下において前記露光光の所望の焦点深度拡大効果が得られるように設定される。 Transferring the dimensions of the predetermined resist film of said main pattern under the predetermined exposure conditions, in response to said change in the pitch is set to fall within a desired range, the second resizing amount of the exposure condition desired focal depth enlarging effect of the exposure light is set so as to obtain at the bottom.
【００５０】（１４） 本発明の第３の位相シフトマスクの設計方法では、複数の主パターンを所定のピッチで配置した後、前記複数の主パターンの各々について、所定の第１リサイズ量で拡大することによって第１仮想領域を形成する。 [0050] (14) in the third phase shift mask design method of the present invention, after placing the plurality of the main pattern at a predetermined pitch, for each of said plurality of main patterns, enlarged by a predetermined first resize quantity first forming a virtual region by. また、前記複数の主パターンの各々について、前記第１リサイズ量より大きい所定の第２リサイズ量で拡大することによって第２仮想領域を形成する。 Also, for each of said plurality of main patterns, forming a second virtual area by enlarging a predetermined second resize quantity larger than the first resize quantity.
そして、隣接する二つの前記第１仮想領域が重複部分を有する場合は、その重複部分をそれら二つの前記第１仮想領域の間に配置されると共に露光光に対して所定の透過率を持つハーフトーン領域形成部として設定する。 When the two of the first virtual area adjacent have overlapping portions, half having a predetermined transmittance for exposure light while being arranged the overlapping portion between those two of the first virtual area It sets as a tone region forming unit. 隣接する二つの前記第１仮想領域が重複部分を有しない場合は、前記ハーフトーン領域形成部が存在しない旨を設定する。 If two of the first virtual area adjacent has no overlapping portion is set to the effect that the halftone region forming unit is not present. さらに、隣接する二つの前記第２仮想領域がそれらに対応する二つの前記第１仮想領域を囲む部分を、 Furthermore, the portion surrounding the two first virtual area where two of the second virtual area adjacent to their corresponding
所定の透過率を持つ補助パターン形成部として設定する。 It is set as an auxiliary pattern forming portion having a predetermined transmittance.
【００５１】前記第１リサイズ量と前記ハーフトーン領域形成部の透過率は、所定の露光条件の下における前記主パターンの所定のレジスト膜への転写寸法が、前記ピッチの変化に応じて所望の範囲内に収まるように設定される。 [0051] The transmittance of the first resize quantity and the halftone region forming unit, the transfer size to a predetermined resist film of said main pattern under the predetermined exposure conditions, a desired in accordance with the change of the pitch It is set to fall within the range. 前記第２リサイズ量は、前記露光条件の下において前記露光光の所望の焦点深度拡大効果が得られるように設定される。 Said second resizing amount is desired focal depth enlarging effect of the exposure light at the lower of the exposure conditions are set so as to obtain.
【００５２】このため、前記ハーフトーン領域形成部と前記補助パターン形成部（すなわち、マスク上のハーフトーン領域と補助パターン領域）を機械的に設定することができる。 [0052] Accordingly, the auxiliary pattern forming portion and the halftone region forming unit (i.e., the halftone area and the auxiliary pattern region on the mask) can be set mechanically. よって、マスク上のハーフトーン領域と補助パターン領域の設定に要する時間を短縮できる、換言すれば、この種の位相シフトマスクを従来より容易に製造できる。 Therefore, it is possible to shorten the time required to set the halftone region and the auxiliary pattern region on the mask, in other words, this type of phase shift mask can be easily manufactured conventionally.
【００５３】さらに、上記のようにして設計するため、 [0053] In addition, in order to design in the manner described above,
所定ピッチでマスク上に配置される前記複数の主パターン（元パターン）に対する、ウェハ上に転写される転写パターンの変形を効果的に抑制することができると共に、焦点深度拡大効果が確実に得られる。 For said plurality of main patterns disposed on a mask (original pattern) at a predetermined pitch, it is possible to effectively suppress deformation of the transfer pattern to be transferred onto the wafer, it can be definitely attained focal depth enlarging effect .
【００５４】（１５） 本発明の第３の位相シフトマスクの設計方法の好ましい例では、前記第１リサイズ量と前記ハーフトーン領域形成部の透過率を、前記主パターンの前記レジスト膜への転写寸法の前記ピッチの変化に対する変動がほぼ最小となるように設定する。 [0054] (15) transfer of the third in a preferred embodiment of the method of designing a phase shift mask, the transmittance of the said first resize quantity halftone region forming part of the present invention, to the resist film of the main pattern variation with respect to a change in the pitch dimension is set to be substantially minimized.
【００５５】本発明の第３の位相シフトマスクの設計方法の他の好ましい例では、前記ハーフトーン領域形成部を、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置する。 [0055] In another preferred embodiment of the third phase shift mask design method of the present invention, the halftone region forming unit, along a straight line perpendicular bisector connecting the centers of two adjacent said main pattern placing Te.
【００５６】本発明の第３の位相シフトマスクの設計方法のさらに他の好ましい例では、前記補助パターン形成部を、前記主パターンと同心のリング状に形成する。 [0056] In yet another preferred example of the third phase shift mask design method of the present invention, the auxiliary pattern forming unit, for forming the main pattern and concentric ring.
【００５７】（１６） 本発明の第３の位相シフトマスクは、基板の表面に所定ピッチで形成された複数の主パターン形成用透光領域と、前記基板の表面において、隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の間に形成されたハーフトーン領域と、前記基板の表面において、 [0057] (16) a third phase shift mask of the present invention includes a plurality of main pattern forming translucent region formed at a predetermined pitch on the surface of the substrate, the surface of the substrate, two adjacent said main a halftone region formed between the pattern forming light transmission regions at the surface of the substrate,
隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の周囲に形成されたリング状の補助パターン領域と、前記基板の表面において、前記複数の主パターン形成用透光領域、 A ring-shaped auxiliary pattern region formed around two of said main pattern forming translucent regions adjacent, the surface of the substrate, the plurality of main pattern forming translucent regions,
前記ハーフトーン領域、および前記補助パターン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備え、前記ハーフトーン領域は、そのハーフトーン領域を透過する露光光が、前記複数の主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を弱める機能を持ち、前記ハーフトーン領域の位置と形状と大きさは、前記複数の主パターン形成用透光領域の各々について、所定のリサイズ量で拡大して得られる仮想領域が互いに重複する部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しく、前記補助パターン領域は、その補助パターン領域を透過する露光光が、前記主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を強める機能を持ち、前記補助パターン領域の位置と形状と大きさは、前記主パターン形成用透光領域を第１リサイズ量で拡大して得ら And a said halftone region, and the light shielding region formed in said portion other than the auxiliary pattern region, the halftone region, the exposure light transmitted through the half-tone region, the plurality of main pattern forming translucent regions has the ability to weaken the intensity of the exposure light transmitting through the position and shape and size of the halftone region, for each of said plurality of main pattern forming translucent regions, expanding at a predetermined resize quantity obtained respectively equal to the position and shape and size of the portion where the virtual regions overlap each other is, the auxiliary pattern region, the exposure light transmitted through the auxiliary pattern area, the exposure light transmitted through said main pattern forming translucent regions has the ability to enhance the strength of the position and the shape and size of the auxiliary pattern regions can et expanding said main pattern forming translucent regions in the first resize quantity る第１仮想領域と、前記主パターン形成用透光領域を前記第１リサイズ量より大きい第２リサイズ量で拡大して得られる第２仮想領域とに挟まれた部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しい。 A first virtual area, the position and shape and size of the second virtual area and sandwiched by the portion obtained by enlarging the main pattern forming translucent regions in said first resize quantity greater than the second resize quantity that each equal to.
【００５８】本発明の第３の位相シフトマスクは、本発明の第３の位相シフトマスクの設計方法を使用して製造されるものである。 [0058] The third phase shift mask of the present invention are those prepared using the third method of designing a phase shift mask of the present invention.
【００５９】（１７） 本発明の第３の位相シフトマスクは、（４）で述べた本発明の第１の位相シフトマスクと（１２）で述べた本発明の第２の位相シフトマスクを組み合わせたものに相当する。 [0059] (17) a third phase shift mask of the present invention, combination of the first of the second phase shift mask of the present invention described and the phase shift mask (12) of the present invention described in (4) correspond to those were. このため、前記ハーフトーン領域形成部と前記補助パターン形成部（すなわち、 Therefore, the auxiliary pattern forming portion and the halftone region forming unit (i.e.,
マスク上のハーフトーン領域と補助パターン領域）を機械的に設定することができる。 The halftone region and the auxiliary pattern region) on the mask can be set mechanically. よって、マスク上のハーフトーン領域と補助パターン領域の設定に要する時間を短縮できる、換言すれば、この種の位相シフトマスクを従来より容易に製造できる。 Therefore, it is possible to shorten the time required to set the halftone region and the auxiliary pattern region on the mask, in other words, this type of phase shift mask can be easily manufactured conventionally.
【００６０】さらに、上記のようにして設計するため、 [0060] In addition, in order to design in the manner described above,
【００６１】（１８） 本発明の第３の位相シフトマスクの好ましい例では、前記基板の表面に形成されたハーフトーン膜と、そのハーフトーン膜の上に形成された透明膜と、その透明膜の上に形成された遮光膜とを備えており、前記ハーフトーン領域が、前記遮光膜に形成された第１開口と前記透明膜に形成された第１開口により画定され、前記補助パターン領域が、前記遮光膜に形成された第２開口により画定され、前記複数の主パターン形成用透光領域の各々が、前記遮光膜に形成された第３開口と前記透明膜に形成された第２開口と前記ハーフトーン膜に形成された開口により画定される。 [0061] (18) In a third preferred embodiment of a phase shift mask of the present invention, a half-tone film formed on a surface of said substrate, a transparent film formed on the halftone film, the transparent film and a light shielding film formed on the halftone area, the defined by the first opening formed in the first opening and the transparent film formed on the light shielding film, the auxiliary pattern region It is defined by a second opening formed in the light shielding film, the plurality of each of the main pattern forming translucent region, a second opening formed in the transparent film and the third opening formed in the light shielding film defined by an opening formed in said half-tone film and.
【００６２】本発明の第３の位相シフトマスクの他の好ましい例では、前記ハーフトーン領域が、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置される。 [0062] In another preferred embodiment of the third phase shift mask of the present invention, the halftone region is disposed along the perpendicular bisector of a straight line connecting the centers of two of the main patterns adjacent.
【００６３】（１９） 本発明において、前記「ハーフトーン領域」は、露光光の一部を透過させる領域（いわゆる半透明領域）であり、その露光光の透過率は、前記主パターン形成用透光領域のそれよりも低ければ足りる。 [0063] (19) In the present invention, the "half-tone region" is a region that transmits a part of the exposure light (the so-called semi-transparent area), the transmittance of the exposure light is permeable for said main pattern formation it is sufficient to lower than that of the light area. 透過率が５０％程度である必要はない。 It is not necessary transmittance is about 50%. 前記「ハーフトーン領域」の透過率の値は、その「ハーフトーン領域」が所望の機能を発揮するように適切に設定される。 The transmittance values ​​of the "halftone area", the "halftone area" is set appropriately so as to exert the desired function.
【００６４】前記「補助パターン領域」も、露光光の一部を透過させる領域（いわゆる半透明領域）であり、その露光光の透過率は、前記主パターン形成用透光領域のそれよりも低ければ足りる。 [0064] The "auxiliary pattern region" is also a region which transmits a portion of the exposure light (the so-called semi-transparent area), the transmittance of the exposure light is lower than that of said main pattern forming translucent regions if sufficient. 前記「補助パターン領域」 The "auxiliary pattern area."
の透過率の値は、その「補助パターン領域」が所望の機能を発揮するように適切に設定される。 The value of the transmittance, the "auxiliary pattern region" is set appropriately so as to exert the desired function.
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら具体的に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be described in detail with reference to the accompanying drawings preferred embodiments of the present invention.
【００６６】（第１実施形態のマスクの構成）図２は、 [0066] (mask configuration of the first embodiment) FIG. 2,
本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク１０の構成を示す。 Shows the structure of a halftone phase shift mask 10 according to the first embodiment of the present invention. このマスク１０は、図１に示すような、ピッチＰで配置された二つの正方形のホール形成用パターン１ａと１ｂを、ウエハ上に転写・形成するのに使用されるものである。 The mask 10, as shown in FIG. 1, in which the hole forming patterns 1a and 1b of two squares arranged at a pitch P, are used to transfer and formed on the wafer. パターン１ａと１ｂは互いに同じ形状、同じ寸法である。 Patterns 1a and 1b are the same shape and size with each other.
【００６７】図２において、本発明のハーフトーン型位相シフトマスク１０は、ピッチＰで配置された二つの正方形のホール形成用透光領域１１ａ、１１ｂと、それら透光領域１１ａ、１１ｂの間に配置された帯状（細長い長方形）のハーフトーン領域１２と、透光領域１１ａ、 [0067] In FIG. 2, the halftone type phase shift mask 10 of the present invention, hole forming translucent regions 11a of the two squares arranged at a pitch P, a 11b, their translucent regions 11a, between the 11b a halftone region 12 arranged strip (elongated rectangular), the light-transmitting region 11a,
１１ｂおよびハーフトーン領域１２の周囲を覆う遮光領域１４とを、透明基板１０１上に有している。 11b and a light shielding area 14 covering the periphery of the halftone region 12 has on the transparent substrate 101. 遮光領域１４は、透光領域１１ａ、１１ｂおよびハーフトーン領域１２以外の箇所に形成されている。 Shielding region 14, light transmitting regions 11a, it is formed in places other than 11b and the halftone region 12.
【００６８】二つの透光領域１１ａと１１ｂは、半導体集積回路装置（ＬＳＩ）のコンタクトホールやバイアホールを形成するためのパターンをウェハ上のフォトレジスト膜に転写・形成するためのものである。 [0068] Two light-transmitting regions 11a and 11b are used to transfer and form a pattern for forming a contact hole or via hole of the semiconductor integrated circuit device (LSI) in the photoresist film on the wafer. 透光領域１ The light-transmitting area 1
１ａと１１ｂは、所定の露光光に対してほぼ１００％の透過率を持つ。 1a and 11b has a nearly 100% transmission for a given exposure light.
【００６９】ハーフトーン領域１２は、二つの透光領域１１ａと１１ｂの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って延在している。 [0069] halftone region 12 extends along a straight line perpendicular bisector connecting the centers of two light-transmitting regions 11a and 11b. ハーフトーン領域１２は、それを透過する露光光が、透光領域１１ａ、１１ｂを透過する露光光に対して位相がほぼ１８０゜異なるように設定されている。 Halftone region 12, exposure light transmitting through it, the phase is set differently approximately 180 ° with respect to the exposure light transmitted through the light transmitting region 11a, a 11b.
【００７０】また、ハーフトーン領域１２は、所定の露光光に対して、透光領域１１ａと１１ｂよりもかなり低い透過率を持つ。 [0070] The half-tone regions 12, for a given exposure light, having a much lower transmittance than light-transmitting regions 11a and 11b. ハーフトーン領域１２の透過率は、位相シフトマスク１０を用いて所定のフォトレジスト膜を露光した時に、ハーフトーン領域１２の透過光によってそのフォトレジスト膜にパターンが転写されないように、換言すれば、透過光強度がフォトレジスト膜を感光させない程度に設定される。 Transmittance of the half-tone region 12, when exposed to a predetermined photoresist film by using a phase shift mask 10, so that a pattern in the photoresist film by light transmitted through the halftone region 12 is not transferred, in other words, the transmitted light intensity is set so as not to expose the photoresist film. ハーフトーン領域１２は、 Half-tone region 12,
当該マスク１０の解像度を向上するために設けられるものであり、フォトレジスト膜に転写されるべきものではないからである。 It is provided in order to improve the resolution of the mask 10, because it should not be transferred to the photoresist film.
【００７１】（第１実施形態のマスクの製造方法）図２ [0071] (mask manufacturing method of the first embodiment) FIG. 2
に示すハーフトーン型位相シフトマスク１０は、透明基板１０１の表面にハーフトーン膜１０２と遮光膜１０３ Halftone type phase shift mask 10 shown, the light shielding halftone film 102 on the surface of the transparent substrate 101 film 103
を順に積層形成してなるマスク基板から形成されている。 It is formed from the mask substrate formed by laminating sequentially formed. この位相シフトマスク１０は、ハーフトーン膜１０ This phase shift mask 10, a half-tone film 10
２と遮光膜１０３を選択的にエッチングすることにより、次のようにして製造される。 By selectively etching the 2 and the light-shielding film 103 is produced as follows.
【００７２】まず、電子線描画装置を用い、図１に示すホール形成用パターン１ａと１ｂを画定するデータに基づいて、遮光膜１０３上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）に対してホール形成用透光領域１１ａと１ [0072] First, using an electron beam lithography system, based on the data defining the hole forming patterns 1a and 1b shown in FIG. 1, a hole with respect to a photoresist film formed on the light shielding film 103 (not shown) forming translucent regions 11a and 1
１ｂを描画する。 1b to draw. そして、そのフォトレジスト膜を現像すると、そのフォトレジスト膜の透光領域１１ａと１１ When developing the photoresist film, and the light transmitting region 11a of the photoresist film 11
ｂに対応する箇所が開口する。 A portion corresponding to b is opened. そこで、パターン化したそのフォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、遮光膜１０３とハーフトーン膜１０２とを選択的に除去する。 Therefore, dry etching is performed using the photoresist film pattern as a mask to selectively remove the light-shielding film 103 and the halftone film 102. こうして、遮光膜１０３に二つの正方形の開口１０３ａ、１０３ｂが形成され、ハーフトーン膜１０２に二つの正方形の開口１０２ａ、１０２ｂが形成される。 Thus, two square opening 103a in the light shielding film 103, 103b are formed, two square opening 102a in the halftone film 102, 102b are formed. その後、このレジスト膜を除去する。 Then, to remove the resist film.
【００７３】次に、同じ電子線描画装置を用いて、図１ Next, using the same electron beam lithography system, Figure 1
に示すハーフトーン領域形成部３のデータに基づいて、 Based on the data of the halftone region forming part 3 shown in,
遮光膜１０３上に形成した他のレジスト膜（図示せず） Other resist film formed on the light shielding film 103 (not shown)
に対してハーフトーン領域１２を描画する。 Drawing a halftone region 12 against. このハーフトーン領域形成部３については、後述する。 This halftone region forming part 3 will be described later. 次に、そのレジスト膜を現像すると、ハーフトーン領域１２に対応する箇所が開口される。 Next, when developing the resist film, the portion corresponding to the halftone region 12 is opened. そこで、そのレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、遮光膜１０３を選択的に除去して下位にあるハーフトーン膜１０２を露出させる。 Therefore, the resist film was dry-etched using as a mask to expose the halftone film 102 that is subordinate by selectively removing the light shielding film 103. この時、ハーフトーン膜１０２はエッチングしないようにする。 At this time, the halftone film 102 so as not to etch. こうして、遮光膜１０３に、ハーフトーン領域１２に対応する長方形（帯状）の開口１０３ｃが形成される。 Thus, the light shielding film 103, an opening 103c of the rectangular (band-like) corresponding to the halftone region 12 is formed. その後、このレジスト膜を除去する。 Then, to remove the resist film.
【００７４】以上のようにして、図２（ａ）と図２ [0074] As described above, FIG. 2 (a) and FIG. 2
（ｂ）に示すような構成のハーフトーン型位相シフトマスク１０が形成される。 (B) it is a half-tone type phase shift mask 10 configured as shown in is formed. このマスク１０では、正方形の透光領域１１ａは、遮光膜１０３の開口１０３ａとハーフトーン膜１０２の１０２ａにより形成され、正方形の透光領域１１ｂは、遮光膜１０３の開口１０３ｂとハーフトーン膜１０２の１０２ｂにより形成され、ハーフトーン領域１２は、遮光膜１０３の開口１０３ｃとその直下にあるハーフトーン膜１０２の部分により形成される。 In the mask 10, the square of the light transmitting region 11a is formed by 102a of the opening 103a and the halftone film 102 of the light shielding film 103, the square of the light-transmitting area 11b, the opening 103b and the halftone film 102 of the light shielding film 103 formed by 102b, the halftone region 12 is formed by a portion of the halftone film 102 in the opening 103c of the light shielding film 103 and immediately below. 透光領域１１ａと１１ｂの距離、すなわちピッチはＰである。 Distance translucent regions 11a and 11b, i.e. pitch is P.
【００７５】透明基板１０１の材料は、例えば合成石英とされる。 [0075] The transparent substrate 101 material is, for example, synthetic quartz. ハーフトーン膜１０２の材料は、例えば酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）、弗化クロム（ＣｒＦ）とされる。 Material of the halftone film 102, for example, oxynitride, molybdenum silicide (MoSiON), are chromium fluoride (CrF). 遮光膜１０３の材料は、例えばクロムと酸化クロムの積層体とされる。 Material of the light shielding film 103 is, for example, a laminate of chromium and chromium oxide. しかし、これら以外の材料も使用できることは言うまでもない。 However, it goes without saying that the use of these other materials.
【００７６】第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク１０に所定の露光光を照射すると、露光光は透光領域１１ａ、１１ｂとハーフトーン領域１２を透過してマスク１０の下位にあるフォトレジスト膜に照射される。 [0076] When irradiating the halftone type phase shift mask 10 in the first embodiment the predetermined exposure light, the photoresist exposure light that is subordinate to the mask 10 passes through the light transmitting region 11a, and 11b and the halftone region 12 It is applied to the membrane. ハーフトーン領域１２を透過する露光光は、隣接する透光領域１１ａ、１１ｂを透過する露光光に対して位相が１８０゜ずれるように設定されているため、透光領域１１ａ、１１ｂとハーフトーン領域１２の境界部では、光学的干渉によって透過光の強度が低下する。 Exposure light transmitting through the halftone regions 12, since the adjacent light-transmitting region 11a, the phase with respect to exposure light transmitting through 11b is set to be 180 DEG, the light transmitting region 11a, 11b and the halftone region the boundaries of the 12 intensity of the transmitted light by optical interference is reduced. この透過光強度を低下させる効果は、ハーフトーン領域１２ Effect of reducing the transmitted light intensity, the half-tone region 12
の面積と露光光に対する透過率に応じて変化する。 It varies according to the area and transmittance for exposure light. ハーフトーン領域１２の透過率が高ければ高いほど、またハーフトーン領域１２の面積が大きければ大きいほど、透過光の強度を低下させる効果は大きくなる（つまり、透過光強度がより低下する）。 The higher the transmittance of the half-tone regions 12, also the greater the area of ​​the halftone region 12, the effect of reducing the intensity of the transmitted light increases (i.e., the transmitted light intensity decreases more). よって、本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク１０によれば、 Therefore, according to the halftone type phase shift mask 10 according to the first embodiment of the present invention,
ハーフトーン領域１２の露光光の透過率と面積を適当に設定することにより、ウエハ上のフォトレジスト膜に転写・形成したホール形成用パターン１ａと１ｂが所望のサイズよりも大きくなりすぎるという問題、極端な場合には転写・形成したホール形成用パターン１ａと１ｂが互いに繋がってしまうという問題を解消することができる。 By setting the transmittance and the area of ​​the exposure light of the halftone region 12 properly, a problem that the hole forming patterns 1a and 1b was transferred and formed on the photoresist film on the wafer is excessively larger than a desired size, in the extreme case it is possible to solve the problem of hole forming patterns 1a and 1b was transferred and formed which leads from each other.
【００７７】（第１実施形態のマスクの設計方法）図１ [0077] (method for designing a mask of the first embodiment) FIG. 1
は、上述した本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク１０（図２を参照）の設計方法を示す概念図である。 Is a conceptual diagram illustrating a method of designing a halftone type phase shift mask 10 according to the first embodiment of the present invention described above (see Figure 2). この設計は通常、コンピュータ支援設計（Computer-Aided Design、ＣＡＤ）装置を用いて実行される。 This design is usually a computer aided design (Computer-Aided Design, CAD) is performed using a device.
【００７８】まず、ＣＡＤ装置のディスプレイ装置（図示せず）の画面上で、図１に示すように、二つの正方形のホール形成用パターン１ａと１ｂを所定のピッチＰで配置する。 [0078] First, on the screen of the display device of the CAD system (not shown), as shown in FIG. 1, to place the hole forming patterns 1a and 1b of the two squares at a predetermined pitch P.
【００７９】次に、二つのホール形成用パターン１ａと１ｂに対して、図１に示すように、仮想領域２ａと２ｂ Next, for the two hole forming patterns 1a and 1b, as shown in FIG. 1, the virtual regions 2a and 2b
をそれぞれ設定する。 Setting each. これら仮想領域２ａと２ｂは、中心位置をホール形成用パターン１ａと１ｂのそれと同じに保ちながら、同じ比率で拡大したもの、換言すれば「リサイズ」したものである。 These virtual regions 2a and 2b, while maintaining the centered position the same as that of the hole forming patterns 1a and 1b, an enlarged at the same ratio is obtained by "resizing" in other words. したがって、ここでは、 Therefore, here,
仮想領域２ａと２ｂは互いに同じ正方形であり、寸法も同じである。 Virtual regions 2a and 2b are the same square to each other, the dimensions are the same.
【００８０】図１において、Δはそれらパターン１ａと１ｂのリサイズ量を示す。 [0080] In FIG. 1, delta indicates the resizing of their patterns 1a and 1b. 図１の例では、パターン１ａ In the example of FIG. 1, the pattern 1a
と１ｂのそれぞれに対して四方向にすべて同じリサイズ量Δを加えて拡大することによって、仮想領域２ａと２ By all expanding by adding the same resize quantity Δ in the four directions with respect to each of 1b and virtual region 2a and 2
ｂを形成することを意味する。 It means to form a b.
【００８１】図１に示すように、ホール形成用パターン１ａと１ｂがあるピッチＰを持つとき、リサイズ量Δを適当に調整して二つの正方形の仮想領域２ａと２ｂが部分的に重なるようにすると、パターン１ａと１ｂの間に長方形（帯状）の重複部分３が形成される。 [0081] As shown in FIG. 1, when having a pitch P which is the hole forming patterns 1a and 1b, by appropriately adjusting the resize quantity Δ so as virtual regions 2a and 2b of the two squares partially overlap Then, the overlapping portion 3 of rectangular (band-like) between the patterns 1a and 1b are formed. 本発明では、この重複部分３を「ハーフトーン領域形成部」に設定する。 In the present invention, setting this overlapping portion 3 in the "halftone region forming unit". そして、この「ハーフトーン領域形成部３」のデータに対応して、マスク１０のハーフトーン領域１２ Then, in response to data in the "halftone region forming part 3", half-tone regions 12 of the mask 10
を形成する。 To form. ここで、「ハーフトーン領域形成部３」の露光光に対する透過率をＴとする。 Here, the transmittance for exposure light "halftone region forming part 3" T.
【００８２】図１より明らかなように、ハーフトーン領域形成部３は、ホール形成用パターン１ａと１ｂの中心を結ぶ直線の垂直二等分線上に位置する。 [0082] As is clear from FIG. 1, the halftone region forming part 3 is positioned on the straight line perpendicular bisector connecting the centers of the hole forming patterns 1a and 1b. ホール形成用パターン１ａと１ｂの一辺をＬとすると、ハーフトーン領域形成部３の幅Ｗと長さＨは、 Ｗ ＝２Δ ＋ Ｌ − Ｐ Ｈ ＝ Ｌ ＋ ２Δ と表される。 When one side of the hole forming patterns 1a and 1b is L, the width W and length H of the halftone region forming part 3, W = 2Δ + L - represented as P H = L + 2Δ.
【００８３】ハーフトーン領域形成部３の面積Ｓは、 Ｓ ＝ Ｗ × Ｈ で表される。 [0083] the area of ​​the halftone region forming part 3 S is represented by S = W × H.
【００８４】図４は、ホール形成用パターン１ａと１ｂ [0084] Figure 4 is a hole forming patterns 1a and 1b
のピッチＰに応じて、仮想領域２ａと２ｂの位置関係が変化する様子を示す概念図である。 Depending on the pitch P, it is a conceptual diagram showing how the positional relationship between the virtual regions 2a and 2b is changed.
【００８５】図４（ｂ）は、図１と同様に、パターン１ [0085] FIG. 4 (b), similarly to FIG. 1, pattern 1
ａと１ｂの仮想領域２ａと２ｂの一部が重なってハーフトーン領域形成部３が形成されている状態である。 Some of the virtual regions 2a and 2b of a and 1b is in a state of halftone region forming part 3 is formed to overlap. 図４ Figure 4
（ｃ）は、ホール形成用パターン１ａと１ｂのピッチＰ (C) the pitch P of the hole forming patterns 1a and 1b
は図４（ｂ）の場合と同じであるが、リサイズ量Δが小さいために、パターン１ａと１ｂの仮想領域２ａと２ｂ To is the same as the case of FIG. 4 (b), is less resize quantity delta, virtual area 2a of the patterns 1a and 1b and 2b
が互いに離れている、つまりハーフトーン領域形成部３ There are separated from each other, i.e. the halftone region forming part 3
が存在しない状態である。 It is a state in which There does not exist. 図４（ａ）は、ホール形成用パターン１ａと１ｂのピッチＰは図４（ｂ）の場合と同じであるが、リサイズ量Δが大きいために、パターン１ 4 (a) is the pitch P of the hole forming patterns 1a and 1b are the same as in FIG. 4 (b), for resize quantity Δ is large, the pattern 1
ａと１ｂの間で仮想領域２ａと２ｂの全体が重なっている、つまりハーフトーン領域形成部３がパターン１ａと１ｂの間の全面にわたって存在する状態である。 The entire virtual area 2a and 2b between the a and 1b are overlapped, that is, a state in which the halftone region forming part 3 is present over the entire surface between the patterns 1a and 1b.
【００８６】ホール形成用パターン１ａと１ｂのピッチＰは、通常、ＬＳＩの構造に応じて決まるため、この設計方法では、リサイズ量Δの調整することにより、仮想領域２ａと２ｂの重なり状態が変化し、それに応じてハーフトーン領域形成部３の位置と寸法と形状が自動的に設定される。 [0086] the pitch P of the hole forming patterns 1a and 1b are normally since determined depending on the structure of the LSI, in the designing process, by adjusting the resize amount delta, change the overlapping state of the virtual regions 2a and 2b and the location and the size and shape of the halftone region forming part 3 is automatically set accordingly. このため、極めて容易にハーフトーン領域形成部３、つまりマスク１０のハーフトーン領域１２を設計できることになる。 Therefore, it would be designed very easily halftone region forming part 3, i.e. the halftone region 12 of the mask 10.
【００８７】このようにして、リサイズ量Δの調整によって、ハーフトーン領域形成部３（すなわちハーフトーン領域１２）の位置と寸法と形状は簡単に決定されるが、その際にハーフトーン領域形成部３（すなわちハーフトーン領域１２）の透過率Ｔを考慮しなければならない。 [0087] Thus, by adjusting the resize amount delta, the position and size and shape of the halftone region forming part 3 (namely the halftone region 12) it is easily determined, the halftone region forming portion when the 3 (i.e., the halftone region 12) must be considered transmittance T. この透過率Ｔに応じてハーフトーン領域１２の機能が変わるからである。 This is because the function of the halftone region 12 is changed in accordance with the transmittance T.
【００８８】そこで、次に、本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク１０においてハーフトーン領域形成部３の透過率Ｔとその幅Ｗおよびと高さＨ [0088] Accordingly, next, the first width W and the transmittance T of the halftone region forming part 3 in the halftone type phase shift mask 10 embodiment and preparative height H of the present invention
（つまり面積Ｓ）を設定する方法について説明する。 (I.e. an area S) how to set will be described.
【００８９】この位相シフトマスク１０を設計する際には、まず、ハーフトーン領域形成部（ハーフトーン領域１２）の透過率Ｔを適切な値に設定し、その後、ハーフトーン領域形成部３の面積Ｓ、すなわちホール形成用パターン１ａと１ｂのリサイズ量Δを設定する。 [0089] When designing the phase shift mask 10 first sets a halftone region forming part of the transmittance T (halftone region 12) to appropriate values, then the area of ​​the halftone region forming part 3 S, i.e., sets the resizing amount Δ of the hole forming patterns 1a and 1b. リサイズ量Δが決まれば、図１と図４に示したようにして、ハーフトーン領域形成部３（すなわちハーフトーン領域１ Once the resizing amount delta, as shown in FIGS. 1 and 4, the halftone region forming part 3 (namely the halftone region 1
２）の位置と寸法と形状が自動的に決定されるからである。 Position and size and shape of 2) is from is automatically determined.
【００９０】斜入射照明あるいは大σ照明（σはコヒーレンス・ファクター、σ＞０．７）を使用する場合は、 [0090] axis illumination or large sigma illumination (sigma coherence factor, sigma> 0.7) When using the
一般に、ホール形成用パターン１ａ、１ｂが密に配置される（配置ピッチＰが小さくなる）ほど、光近接効果により、ウェハ上のフォトレジスト膜への転写ホール寸法が大きくなる傾向がある。 In general, hole forming pattern 1a, 1b (the arrangement pitch P becomes smaller) is closely spaced by about by the optical proximity effect, they tend to transfer hole dimension to the photoresist film on the wafer increases. その一例を図３に示す。 An example thereof is shown in FIG.
【００９１】図３は、「従来の通常マスク」と「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」について、ホール形成用パターン１ａ、１ｂの配置ピッチＰに対する、ウェハ上のフォトレジスト膜への転写ホール寸法の変化を示す。 [0091] Figure 3 is a "conventional normal mask" and the "conventional halftone type phase shift mask", transfer hole dimension of hole forming pattern 1a, to the arrangement pitch P = 1b, the photoresist film on the wafer show the changes. 「従来の通常マスク」と「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」の双方について、露光量は同じである。 For both "conventional normal mask" and "conventional halftone type phase shift mask", the exposure amount is the same.
【００９２】図３における「従来の通常マスク」とは、 [0092] The term "conventional normal mask" in FIG. 3,
図２の構成において、ハーフトーン膜１０２を省略して透明基板１０１上に直接、遮光膜１０３を形成したマスクである。 In the configuration of FIG. 2, the transparent substrate 101 directly by omitting the halftone film 102, a mask forming a light-shielding film 103. 遮光膜１０３は、開口１０３ａと１０３ｂのみを有しており、ハーフトーン領域１２に対応する開口１０３ｃは存在しない。 Shielding film 103 has only apertures 103a and 103b, an opening 103c corresponding to the halftone region 12 does not exist.
【００９３】図３における「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」とは、図２の構成において、遮光膜１０ [0093] By "conventional halftone type phase shift mask" 3, in the configuration of FIG. 2, the light-shielding film 10
３を除去したマスクである。 3 is a mask was removed. 換言すれば、透明基板１０ In other words, the transparent substrate 10
１上にハーフトーン膜１０２のみを有しており、そのハーフトーン膜１０２は開口１０２ａと１０２ｂを有している。 Has only the halftone film 102 on 1, the halftone film 102 has an opening 102a and 102b.
【００９４】図３より明らかなように、「従来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１０ [0094] As apparent from FIG. 3, in the "conventional halftone type phase shift mask", halftone film 10
２の透過率が十分低いときは、一点鎖線で示すように、 When second transmission rate is sufficiently low, as shown by a chain line,
転写ホール寸法がピッチＰのほぼ全範囲にわたって設計寸法に近い値になる。 Transfer hole dimension is approximately close to the designed size over the entire range of pitch P. しかし、ハーフトーン膜１０２の透過率を上げて行くと、範囲Ａではほとんど変化はないが、範囲ＢとＣではそのカーブが大きく下方にシフトしていき、破線で示すようなカーブとなる。 However, when we raise the transmittance of the halftone film 102, but almost unchanged in the range A, range B and C, the curve is gradually shifted greatly downward, the curve as shown by a broken line. これは、「従来の通常マスク」のカーブをそのまま下方にシフトしたものに近似する。 This approximates to that as it is shifted to the downward curve of the "conventional normal mask".
【００９５】したがって、ホール形成用パターン１ａと１ｂのピッチＰが大きい範囲Ｃで得られる転写ホール寸法に近づくように、ピッチＰが大きい範囲Ｃでは、図５ [0095] Therefore, so as to approach the transfer hole dimension the pitch P of the hole forming patterns 1a and 1b can be obtained in a large range C, the range pitch P is greater C, 5
（ｃ）に示すように、ハーフトーン領域形成部３を付加しない。 (C), the not added halftone region forming part 3. ピッチＰが中間の範囲Ｂでは、図５（ｂ）に示すように、ハーフトーン領域形成部３を付加すると共にその面積Ｓを範囲Ｃ側から範囲Ａ側に近づくにつれて徐々に増加させる。 In the pitch P in the range of intermediate B, as shown in FIG. 5 (b), it is gradually increased toward the range A side the area S from the range C side with the addition of halftone region forming part 3. ピッチＰが小さい範囲Aでは、図５ In range A pitch P is small, 5
（ａ）に示すように、ハーフトーン領域形成部３の幅Ｗ (A), the width W of the halftone region forming part 3
を最大にする。 The to maximum. ピッチＰが小さい範囲Aではハーフトーン領域形成部３の幅Ｗが最大にされるので、この状態で上記の転写ホール寸法に近づくようにハーフトーン領域形成部３の透過率Ｔを調整する。 Since the pitch P is smaller range A in the width W of the halftone region forming part 3 is maximized, adjusting the transmittance T of the halftone region forming part 3 so as to approach the transfer hole dimension of the in this state. こうすれば、図３に示されたピッチＰの範囲Ａ、Ｂ、Ｃのすべてにおいて、転写ホール寸法のカーブがなるべく平坦になる（ピッチＰ In this way, the range A of the pitch P shown in FIG. 3, B, in all and C, the curve of the transfer hole dimension is as flat as possible (pitch P
に応じた転写ホール寸法の変動幅が小さくなる）ようにすることが可能である。 It is possible to transfer holes fluctuation width dimension becomes smaller) as corresponding to.
【００９６】また、ピッチＰが中間の範囲Ｂでは、ハーフトーン領域形成部３の面積ＳがピッチＰが大きくなるにつれて徐々に減少するので、この点も考慮する。 [0096] In the range pitch P of the intermediate B, the area S of the halftone region forming part 3 is gradually reduced as the pitch P becomes larger, it is also taken into consideration this point.
【００９７】（第１実施形態のマスクの具体例）上述したところに従って、ハーフトーン領域形成部３の透過率Ｔとハーフトーン領域形成部３の面積Ｓを調整することにより、転写ホール寸法のカーブを平坦に近づけることができる。 [0097] In accordance with was (first specific example of a mask embodiments) described above, by adjusting the area S of the transmittance T and the halftone region forming part 3 of the halftone region forming part 3, the curve of the transfer hole dimension it can be a close flat. 次に、その具体例を示すために、発明者が実際に行った試験について説明する。 Next, in order to show a specific example, the inventors will be described actually went tested.
【００９８】この試験では、上記第１実施形態の位相シフトマスク１０を用いて、一辺が０．１６μｍの正方形のホールをウエハ上のフォトレジスト膜に転写・形成した。 [0098] In this test, by using a phase shift mask 10 of the first embodiment, one side is transferred, forming a hole of square 0.16μm photoresist film on the wafer. それらホールの配置ピッチＰの最小値は０．３０μ The minimum value of the arrangement pitch P thereof holes 0.30μ
ｍ、最大値は１．５μｍとした。 m, the maximum value was set at 1.5μm. また、使用する露光装置の光学的条件は、露光光の波長λ＝２４８ｎｍ、ＮＡ Also, optical conditions of an exposure apparatus to be used, the wavelength of the exposure light lambda = 248 nm, NA
＝０．６８とし、最大σ＝０．７５の２／３輪帯照明（中心から半径の２／３の範囲までを円形の絞りで遮光した照明）を用いた。 = 0.68 and was used up to sigma = 0.75 2/3 annular illumination of (illumination from the center to the extent of a radius of 2/3 was shielded by a circular aperture).
【００９９】以下に述べるホール形成用パターン１ａ、 [0099] hole forming pattern 1a as described below,
１ｂの寸法は、「エクスポージャ・スレッショルド・モデル」を用いて光強度分布計算により求めた結果である。 The dimensions of 1b is the result obtained by the light intensity distribution calculated by using the "exposure threshold model". すなわち、マスク１０を介してウエハ上のフォトレジスト膜に照射される光強度の分布を計算し、そのフォトレジスト膜の光強度がある閾値以上となる部分が現像によって溶解してホール形成用パターンを形成するための開口となる、と仮定して求めたものである。 That is, the distribution of light intensity to be irradiated to the photoresist film on the wafer was calculated through the mask 10, the threshold value or more to become portion having a light intensity of the photoresist film is a hole forming pattern was dissolved by developing the opening for the formation, in which calculated assuming. その光強度の閾値には、孤立したホール形成用パターンが所望の寸法、すなわち０．１６μｍの正方形となる時の光強度レベルを用いた。 Its light intensity threshold, isolated hole forming patterns using the desired dimensions, i.e. the light intensity level at which the square 0.16 [mu] m. また、配置ピッチが１μｍ以上のときに、転写ホールの寸法変化がほぼゼロ（つまり、所望寸法のホール形成用パターンが形成される）となったので、配置ピッチが最大値１．５μｍの場合に孤立パターンと見なした。 Further, when the arrangement pitch is not less than 1 [mu] m, dimensional change substantially zero transfer holes (i.e., hole forming pattern of the desired size are formed) so becomes, when the arrangement pitch is maximum 1.5μm It was regarded as an isolated pattern.
【０１００】ところで、マスク１０のハーフトーン領域形成部３（すなわちハーフトーン領域１２）の透過率Ｔ [0100] Incidentally, the transmittance of the halftone region forming part 3 of the mask 10 (i.e. halftone region 12) T
は、補正精度の面から見ると、ある程度の高さに抑えるのが好ましい。 , When viewed from the plane of the correction accuracy, preferably kept to certain height. これは、ハーフトーン領域形成部３の透過率Ｔが高すぎると、ハーフトーン領域形成部３の幅Ｗ This is because if the transmission factor T of the halftone region forming part 3 is too high, the width W of the halftone region forming part 3
を変えたときにウェハ上に転写したホール形成用パターン（転写パターン）の寸法変化が過大になるからである。 The it is because the dimensional change of the transferred hole forming pattern on a wafer (transfer pattern) becomes excessive when changed. 極端な場合、ハーフトーン領域形成部３の透過率Ｔ In extreme cases, the transmittance of the halftone region forming part 3 T
を１００％に設定することも可能であるが、極細のハーフトーン領域１２を設けるだけでもウェハ上の転写パターンの寸法が大幅に減少することを考えれば、透過率Ｔ Although it is also possible to set to 100%, given that the dimensions of the transfer pattern on the wafer just providing the halftone region 12 of the microfine is greatly reduced, the transmittance T
をこのような高い値に設定することはできない。 The can not be set to such a high value. 他方、 On the other hand,
ハーフトーン領域形成部３の透過率Ｔが低すぎると、仮にマスク１０のホール形成用透光領域以外１１ａ、１１ When the transmittance T of the halftone region forming part 3 is too low, if other hole forming translucent regions of the mask 10 11a, 11
ｂの部分をすべてハーフトーン領域１２にした（つまり、遮光膜１０３を省略する）としても、転写パターンを所望の寸法にできない恐れがある。 All the b portion of the halftone region 12 (i.e., omitted shielding film 103) as there may not be a transfer pattern to the desired size. よって、透過率Ｔ Thus, the transmittance T
には適切な範囲が存在することが分かる。 It can be seen that an appropriate range exists in.
【０１０１】この試験では、ホール形成用パターン１ [0101] In this test, the hole forming pattern 1
ａ、１ｂのピッチＰが最小値０．３０μｍである場合に、マスク１０のホール形成用透光領域１１ａ、１１ｂ a, when the pitch P of 1b is the minimum value 0.30 .mu.m, hole forming translucent regions 11a of the mask 10, 11b
以外の部分をすべてハーフトーン領域１２にしたときに、孤立した（つまりピッチ＝１．５μｍ）ホール形成用パターンを用いてウェハ上に転写したホール形成用パターンと同じ寸法になるように、透過率Ｔの値を設定した。 The portions other than all when the halftone region 12, to be the same size as the transferred hole forming pattern on a wafer using isolated (i.e. pitch = 1.5 [mu] m) hole forming pattern, the transmittance We set the value of T. これは、孤立したホール形成用パターンの転写された寸法が最小となり、最小ピッチのホール形成用パターンの転写された寸法が最大となるからである。 This transferred the dimensions of the isolated hole forming pattern is minimized, transcribed dimensions of the hole forming pattern of the minimum pitch is because the maximum.
【０１０２】図５は、図３に示したのと同じ「従来の通常マスク」と「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」について、ホール形成用パターン１ａ、１ｂの配置ピッチＰに対する転写ホール寸法の変化を示すグラフである。 [0102] Figure 5, as shown in FIG. 3 the same "conventional normal mask" for the "conventional halftone type phase shift mask", hole forming patterns 1a, the transfer hole dimension to the arrangement pitch P of 1b is a graph showing changes.
【０１０３】発明者の試験によれば、図５に示すように、「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」を用いた場合、最小ピッチ０．３０μｍでの転写ホール寸法が、「従来の通常マスク」の孤立した転写ホール寸法と等しくなるのは、「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」のハーフトーン領域１２の透過率Ｔが１％の場合であった。 [0103] According to the test by the inventors, as shown in FIG. 5, when using the "conventional halftone type phase shift mask", the transfer hole dimension at minimum pitch 0.30 .mu.m, "conventional normal mask isolated transferred hole dimension and equal to the ", the transmittance T of the halftone region 12 of the" conventional halftone type phase shift mask "is a case of 1%. （透過率Ｔが１％以外の場合は省略している。）そこで、この試験では、ハーフトーン領域形成部３（すなわちハーフトーン領域１２）の透過率Ｔを１％ (Transmittance T is omitted otherwise 1%.) Thus, in this study, the transmittance T of the halftone region forming part 3 (namely the halftone region 12) 1%
に設定した（Ｔ＝１％）。 It was set to (T = 1%).
【０１０４】ハーフトーン領域形成部３を生成するためのリサイズ量Δは、次のようにして設定した。 [0104] resize quantity for generating the halftone region forming part 3 delta was set as follows.
【０１０５】図５より明らかなように、「従来のハーフトーン型位相シフトマスク」において透過率Ｔ＝１％とした場合、配置ピッチＰが０．３８μｍより大きくなると、転写ホール寸法が急激に小さくなっている。 [0105] Figure 5 As is apparent, when the transmittance T = 1% in the "conventional halftone type phase shift mask", the arrangement pitch P is greater than 0.38 .mu.m, is rapidly reduced transfer hole dimension going on. そこで、この点を考慮して、リサイズ量Δを次のようにして設定した。 Therefore, in consideration of this point, and the resize quantity Δ is set as follows.
【０１０６】すなわち、配置ピッチＰが０．３７μｍより小さい範囲では、図４（ａ）に示すように、隣接するホール形成用パターン１ａと１ｂの間の仮想領域２ａと２ｂの重複部分すなわちハーフトーン領域形成部３が、 [0106] That is, the arrangement pitch P is 0.37μm smaller range, as shown in FIG. 4 (a), overlapping portions of the virtual regions 2a and 2b between adjacent hole forming patterns 1a and 1b That halftone region forming part 3,
それらパターン１ａと１ｂに接触するように、つまり、 To contact their patterns 1a and 1b, that is,
ハーフトーン領域形成部３の面積Ｓが最大となるように、リサイズ量Δを０．２μｍとした。 As the area S of the halftone region forming part 3 is maximized, and the resize quantity Δ and 0.2 [mu] m. この場合、ハーフトーン領域形成部３の幅Ｗは、隣接するホール形成用パターン１ａと１ｂの対向する辺間の距離（Ｐ−Ｌ）に等しくなる（Ｗ＝Ｐ−Ｌ）。 In this case, the width W of the halftone region forming part 3 is equal to the distance between the opposing edges of the adjacent hole forming patterns 1a and 1b (P-L) (W = P-L). この時のマスク１０は、図２において、ハーフトーン領域１２の幅をホール形成用透光領域１１ａと１１ｂの対向辺間の距離に等しくし、 Mask 10 at this time, in FIG. 2, equal to the width of the half-tone region 12 to the distance between the opposite sides of the hole forming translucent regions 11a and 11b,
ハーフトーン領域１２をホール形成用透光領域１１ａと１１ｂに接触させた構成となる。 The halftone region 12 becomes a configuration in contact with the hole forming translucent regions 11a and 11b. ハーフトーン領域１２ Halftone region 12
の長さ（高さ）も図２よりかなり大きくなる。 The length of the (height) becomes considerably larger than Figure 2.
【０１０７】配置ピッチＰが０．３８μｍ〜０．５１μ [0107] arrangement pitch P is 0.38μm~0.51μ
ｍの範囲では、図４（ｂ）に示すように、隣接するホール形成用パターン１ａと１ｂの間のハーフトーン領域形成部３が、それらパターン１ａと１ｂに接触しないようにした。 The range of m, as shown in FIG. 4 (b), the halftone region forming part 3 between the adjacent hole forming patterns 1a and 1b, and do not touch them patterns 1a and 1b. この場合、ハーフトーン領域形成部３の幅Ｗ In this case, the width W of the halftone region forming part 3
は、隣接するホール形成用パターン１ａと１ｂの対向する辺間の距離（Ｐ−Ｌ）より小さくなる（Ｗ＜Ｐ− The distance between opposing edges of adjacent hole forming patterns 1a and 1b (P-L) from the smaller (W <P-
Ｌ）。 L). この時のマスク１０は、図２に示す構成となる。 Mask 10 at this time, the configuration shown in FIG.
【０１０８】配置ピッチＰが０．５２μｍ以上の範囲では、図４（ｃ）に示すように、隣接するホール形成用パターン１ａと１ｂの間にハーフトーン領域形成部３が存在しないようにした（Ｗ＝０）。 [0108] arrangement pitch P is in a range of more than 0.52 .mu.m, as shown in FIG. 4 (c), and as the halftone region forming part 3 does not exist between the adjacent hole forming patterns 1a and 1b ( W = 0). つまり、この時のマスク１０は、図２の構成からハーフトーン領域１２を除いたものになる、つまり、ホール形成用透光領域１１ａと１１ｂ以外はすべて遮光領域１４となる。 In other words, the mask 10 at this time becomes minus the halftone region 12 from the configuration of FIG. 2, that is, the all but hole forming translucent regions 11a and 11b are light blocking region 14.
【０１０９】配置ピッチＰに応じてこのように構成を変えて得た本発明の第１実施形態の位相シフトマスク１０ [0109] phase shift mask 10 according to the first embodiment of the present invention obtained by changing the configuration in this way in accordance with the arrangement pitch P
によれば、図５に示すように、配置ピッチＰが０．３０ According to, as shown in FIG. 5, the arrangement pitch P is 0.30
μｍ〜１．０μｍの全範囲で転写ホール寸法の変動を０．１６μｍ±０．０１μｍの範囲に抑制できた。 It could suppress the fluctuation of the transfer hole dimension in the range of 0.16 [mu] m ± 0.01 [mu] m in the entire range of Myuemu～1.0Myuemu.
【０１１０】使用する露光装置の光学的条件、つまり、 [0110] Optical conditions of the exposure apparatus to be used, that is,
露光波長λ、開口数ＮＡ、コヒーレンスファクタσが変化すると、ハーフトーン領域形成部３の最適な透過率Ｔ Exposure wavelength lambda, the numerical aperture NA, the coherence factor σ is changed, the optimum transmittance of the halftone region forming part 3 T
とリサイズ量Δの値は変化する。 The value of the resize quantity Δ varies. しかし、一般的には次のようにして最適化を行うことができる。 In general, however, it is possible to optimize as follows.
【０１１１】まず、透過率Ｔとリサイズ量Δに複数の値を適当に設定してシミュレーションあるいは実験を行い、ホール形成用パターン１ａと１ｂの配置ピッチＰと転写ホール寸法との関係を求める。 [0111] First, by appropriately setting the multiple values ​​for the transmittance T and the resize quantity Δ to simulate or experiments to determine the relationship between the arrangement pitch P and the transfer hole dimension of hole forming patterns 1a and 1b. すると、この関係に基づいて図５のようなグラフが得られる。 Then, a graph as in FIG. 5 on the basis of this relationship can be obtained. そこで、次に、そのグラフを用いて、配置ピッチＰに対する転写ホール寸法の変動（つまり転写ホール寸法の最大値と最小値の差）が最小となるような透過率Ｔとリサイズ量Δの組み合わせを探す。 Accordingly, next, using the graph, the combination of transfer holes dimensional variations (i.e. maximum and difference between the minimum value of the transfer hole dimension) transmittance T and resize quantity such that a minimum Δ to the arrangement pitch P look for. こうすることにより、透過率Ｔとリサイズ量Δの最適値あるいはそれに近い値が容易に求められる。 By doing so, the optimum value or a value close to the transmittance T and the resize quantity Δ can be easily determined.
【０１１２】例えば、透過率Ｔを１％刻みで１％〜４％ [0112] For example, 1% to 4% the transmittance T in increments of 1%
の範囲で変化させ、それと同時にリサイズ量Δを０．０ Varied between therewith resize amount Δ simultaneously 0.0
２μｍ刻みで０．１μｍ〜０．２μｍの範囲で変化させながら、シミュレーションあるいは実験を行う。 While it varied from 0.1μm~0.2μm in 2μm increments, to simulate or experiment. これによって、ホール形成用パターン１ａと１ｂの配置ピッチＰと転写ホール寸法との関係を求める。 Thus, determining the relationship between the arrangement pitch P and the transfer hole dimension of hole forming patterns 1a and 1b. 次に、その関係から、転写ホール寸法の変動が最小となるような透過率Ｔとリサイズ量Δの組み合わせを求めればよい。 Then, from the relationship may be determined combination of the transmittance T and the resize quantity Δ, such as variations in the transfer hole dimension is minimized. 他の光学的条件が変化した場合も、同様にして対応できる。 Even if other optical conditions change, it can respond in a similar manner.
【０１１３】一般に、ＮＡが小さく輪帯照明の遮光範囲が大きいほど、配置ピッチが小さくなるにつれて転写ホール寸法の所望寸法との差が大きくなる。 [0113] In general, the more NA is large shaded range of small annular illumination, the difference between the desired size of the transfer hole dimension as the arrangement pitch is reduced is increased. したがって、 Therefore,
これを補正するには、透過率Ｔをより高くする必要がある。 To correct this, it is necessary to further increase the transmittance T.
【０１１４】また、近年、ホール形成用パターン１ａと１ｂに正の「マスクバイアス」を付加することが提案されている。 [0114] In recent years, it has been proposed to add a "mask bias" positive to hole forming patterns 1a and 1b. これは、パターン１ａと１ｂを意図的に所望の寸法より少し大きく形成するものである。 This is a little larger than the desired dimension intentionally patterns 1a and 1b. このようにして少し大きく形成したパターン１ａと１ｂを縮小してウェハ上に転写すると、マスクの製造誤差の影響が減少するからである。 This way, by reducing the pattern 1a and 1b formed slightly larger transferred onto a wafer, because the influence of manufacturing error of the mask is reduced.
【０１１５】この点を考慮して「正のマスクバイアス」 [0115] "positive mask bias" in consideration of this point
をホール形成用パターン１ａと１ｂ付加する場合は、配置ピッチＰが小さくなるにつれて転写ホール寸法の所望寸法との差は大きくなる傾向がより強くなるので、最適な透過率Ｔはいっそう高くなる。 The case of adding hole forming patterns 1a and 1b are the difference tends to increase the desired size of the transfer hole dimension as the arrangement pitch P decreases becomes stronger, the optimal transmittance T becomes even higher.
【０１１６】以上述べたように、本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク１０では、ホール形成用パターン１ａと１ｂをリサイズ量Δでリサイズしてそれらの仮想領域２ａと２ｂを形成し、それら仮想領域２ａと２ｂの重複部分を抽出してハーフトーン領域形成部３を決定するので、従来技術として述べたＯＰＣ処理に比べて短時間で実行できると共に、補正量つまりリサイズ量Δが同時に決定されるという利点がある。 [0116] As described above, the halftone type phase shift mask 10 according to the first embodiment of the present invention, those virtual regions 2a and 2b and resize the hole forming patterns 1a and 1b in the resize amount Δ formed and, because it determines a halftone region forming part 3 extracts the overlapping portions of their virtual regions 2a and 2b, it is possible to perform in a short time as compared with the OPC processing described as the prior art, the correction amount clogging resize quantity Δ there is an advantage that is determined at the same time.
【０１１７】また、所定ピッチＰでマスク１０上に配置されるホール形成用パターン１ａと１ｂ（元パターン） [0117] Further, hole forming patterns 1a and 1b are disposed on the mask 10 at a predetermined pitch P (original pattern)
に対する、ウェハ上に転写される転写パターンの変形を抑制することもできる。 For, it is also possible to suppress the deformation of the transfer pattern to be transferred onto the wafer.
【０１１８】（第２実施形態のマスクの構成）図７は、 [0118] (second configuration mask Embodiment) FIG. 7,
本発明の第２実施形態の補助パターン型位相シフトマスク３０の構成を示す。 Shows the configuration of the auxiliary pattern type phase shift mask 30 according to a second embodiment of the present invention. このマスク３０は、図６に示すような一つの正方形のホール形成用パターン２１を、ウエハ上に転写・形成するのに使用されるものである。 The mask 30 is used one of the square hole forming pattern 21 as shown in FIG. 6, to transfer and formed on the wafer. 第１ First
実施形態のマスク１０は、転写ホール寸法の精度向上を図ったものであるが、第２実施形態のマスク３０は、焦点深度の拡大を図ったものである。 Mask 10 embodiment, although that improve the accuracy of the transfer hole dimension, the mask 30 of the second embodiment is obtained by working to expand the depth of focus.
【０１１９】図７において、本発明の位相シフトマスク３０は、孤立した一つの正方形のホール形成用透光領域３１と、その透光領域３１の周囲にそれを囲むように配置された正方形リング状の補助パターン領域３３と、補助パターン３３の外側を覆う遮光領域３４とを、透明基板１１１上に有している。 [0119] In FIG. 7, the phase shift mask 30 of the present invention includes a hole forming translucent regions 31 of the isolated single square, square ring shape disposed so as to surround it around the translucent regions 31 and the auxiliary pattern region 33, and a light shielding area 34 covering the outside of the auxiliary pattern 33 has on a transparent substrate 111. 遮光領域３４は、透光領域３ Shielding region 34, light transmitting regions 3
１および補助パターン領域３３以外の箇所に形成されている。 It is formed at locations other than 1 and the auxiliary pattern region 33.
【０１２０】透光領域３１は、ＬＳＩのコンタクトホールやバイアホールを形成するためのパターンをウェハ上のフォトレジスト膜に転写・形成するためのものである。 [0120] light-transmitting region 31 is used to transfer and form a pattern for forming a contact hole or via hole of an LSI in the photoresist film on the wafer. 透光領域３１は、所定の露光光に対してほぼ１００ Transmitting region 31 is substantially for a given exposure light 100
％の透過率を持つ。 With the% of transmittance.
【０１２１】補助パターン領域３３は、透光領域３１の周囲を取り囲むようにその外周に沿って延在している。 [0121] auxiliary pattern region 33 extends along its periphery so as to surround the light-transmitting region 31.
補助パターン領域３３は、それを透過する露光光が、透光領域３１を透過する露光光に対して位相がほぼ同一となるように設定されている。 Auxiliary pattern region 33, the exposure light transmitted through it is, the phase is set to be substantially equal to the exposure light passing through the transparent area 31.
【０１２２】また、補助パターン領域３３は、所定の露光光に対して、透光領域３１よりもかなり低い透過率を持つ。 [0122] The auxiliary pattern region 33, for a given exposure light, having a much lower transmittance than the light-transmitting region 31. 補助パターン領域３３の透過率は、位相シフトマスク３０を用いて所定のフォトレジスト膜を露光した時に、補助パターン領域３３の透過光によってそのフォトレジスト膜にパターンが転写されないように、換言すれば、透過光強度がフォトレジスト膜を感光させない程度に設定される。 Transmittance of the auxiliary pattern region 33, when exposed to a predetermined photoresist film by using a phase shift mask 30, so that a pattern in the photoresist film by the light transmitted through the auxiliary pattern region 33 is not transferred, in other words, the transmitted light intensity is set so as not to expose the photoresist film. 補助パターン領域３３は、当該マスク３ Auxiliary pattern region 33, the mask 3
０の焦点深度を拡大するために設けられるものであり、 Is provided in order to enlarge the depth of focus of 0,
フォトレジスト膜に転写されるべきものではないからである。 It is intended to be transferred to the photoresist film there is no.
【０１２３】（第２実施形態のマスクの製造方法）図７ [0123] (mask manufacturing method of the second embodiment) FIG. 7
に示す補助パターン型位相シフトマスク３０は、透明基板１１１の表面にハーフトーン膜１１２と透明膜１１４ To indicate the auxiliary pattern type phase shift mask 30, a halftone on the surface of the transparent substrate 111 film 112 and the transparent film 114
と遮光膜１１３を順に積層形成してなるマスク基板から形成されている。 It is formed a light shielding film 113 from the mask substrate formed by laminating sequentially formed with. この位相シフトマスク３０は、マスク基板のハーフトーン膜１１２と透明膜１１４と遮光膜１ The phase shift mask 30, the light blocking a halftone film 112 of the mask substrate and the transparent film 114 film 1
１３を選択的にエッチングすることにより、次のようにして製造される。 By selectively etching the 13, it is manufactured as follows.
【０１２４】まず、電子線描画装置を用い、図６に示すホール形成用パターン２１を画定するデータに基づいて、遮光膜１１３上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）に対してホール形成用透光領域３１を描画する。 [0124] First, using an electron beam lithography system, based on the data defining the hole forming pattern 21 shown in FIG. 6, the hole for forming the photoresist film formed on the light shielding film 113 (not shown) to draw a light-transmitting region 31.
そして、そのフォトレジスト膜を現像すると、ホール形成用透光領域３１に対応する箇所が開口する。 When developing the photoresist film, the portion corresponding to the hole forming translucent regions 31 are opened. そこで、 there,
そのフォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、遮光膜１１３と透明膜１１４とハーフトーン膜１１２とを選択的に除去する。 Its dry etching is performed using the photoresist film as a mask to selectively remove the light-shielding film 113 and the transparent film 114 halftone film 112. こうして、遮光膜１１３ In this way, the light-shielding film 113
に正方形の開口１１３ａが形成され、透明膜１１４に正方形の開口１１４ａが形成され、ハーフトーン膜１１２ A square opening 113a is formed, a square opening 114a is formed on the transparent film 114, the halftone film 112
に正方形の開口１１２ａが形成される。 Square opening 112a is formed. その後、このフォトレジスト膜を除去する。 Then, to remove the photoresist film.
【０１２５】次に、同じ電子線描画装置を用いて、図６ [0125] Next, using the same electron beam lithography system, FIG. 6
の補助パターン領域形成部２３のデータに基づいて、遮光膜１１３上に形成した他のフォトレジスト膜（図示せず）に対して補助パターン領域３３を描画する。 Based on the data of the auxiliary pattern region forming unit 23 renders the auxiliary pattern region 33 to the other photoresist film formed on the light shielding film 113 (not shown). 次に、 next,
そのフォトレジスト膜を現像すると、補助パターン領域３３に対応する箇所が開口する。 When developing the photoresist film, the portion corresponding to the auxiliary pattern region 33 is opened. そこで、そのフォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、遮光膜１１３を選択的に除去して下位にある透明膜１１４を露出させる。 Therefore, the dry etching is performed using the photoresist film as a mask to expose the transparent film 114 that are lower by selectively removing the light shielding film 113. こうして、遮光膜１１３に、補助パターン領域３３に対応する矩形リング状の開口１１３ｂが形成される。 Thus, the light shielding film 113, a rectangular ring-shaped opening 113b corresponding to the auxiliary pattern region 33 is formed. その後、このフォトレジスト膜を除去する。 Then, to remove the photoresist film.
【０１２６】このようにして、図７（ａ）と図７（ｂ） [0126] Thus, FIGS. 7 (a) and FIG. 7 (b)
に示すような構成の補助パターン型位相シフトマスク３ Auxiliary pattern as shown in the configuration phase shift mask 3
０が形成される。 0 is formed. すなわち、孤立した一つの正方形の透光領域３１の周囲に矩形リング状の補助パターン領域３ That is, the rectangular ring-shaped auxiliary pattern region 3 around the transmitting region 31 of the isolated single square
３が配置され、補助パターン領域３３の外側が遮光領域３４となっている。 3 is disposed outside of the auxiliary pattern region 33 has a light shielding region 34.
【０１２７】補助パターン領域３３では、露光光が透明膜１１４とハーフトーン膜１１２を透過するようになっているので、半透明である。 [0127] In the auxiliary pattern region 33, since the exposure light is adapted to transmit the transparent film 114 and the halftone film 112 is translucent. また、ハーフトーン膜１１ In addition, the half-tone film 11
２は、第１実施形態と同様に、透過する露光光の位相を１８０゜シフトするように設定されているが、透明膜１ 2, like the first embodiment, the phase of exposure light transmitting is configured to 180 ° shift, the transparent film 1
１４も透過する露光光の位相を１８０゜シフトするように設定されているので、結局、補助パターン領域３３を透過する露光光の位相はホール形成用透光領域３１を透過する露光光のそれと同一となる。 14 also because it is set to 180 ° shifts the phase of exposure light transmitting, after all, same as that of the exposure light exposure light phase that passes through the hole forming translucent regions 31 which transmits an auxiliary pattern region 33 to become.
【０１２８】透明基板１１１と遮光膜１１３の材料は、 [0128] The transparent substrate 111 and the light shielding film 113 material,
第１実施形態で述べたものが使用できる。 Those described in the first embodiment can be used. 透明膜１１４ Transparent film 114
の材料としては、例えば、化学的気相堆積（Chemical V The materials, for example, chemical vapor deposition (Chemical V
aporDeposition、ＣＶＤ）法で形成したＳｉＯ 2や、任意のスピン・オン・グラス（ＳＯＧ）材料を使用できる。 aporDeposition, SiO 2 and formed by CVD) method, any spin-on-glass (SOG) material can be used.
【０１２９】補助パターン型位相シフトマスク３０に所定の露光光を照射すると、露光光は透光領域３１と補助パターン領域３３を透過する。 [0129] When irradiating the predetermined exposure light to the auxiliary pattern type phase shift mask 30, exposure light passing through the transparent region 31 and the auxiliary pattern region 33. 半透明の補助パターン領域３３を透過する露光光の位相は、ホール形成用透光領域３１を透過する露光光のそれと同一となるように設定されているから、ホール形成用透光領域３１を透過する露光光の焦点深度を拡大することができる。 Exposure light phase passing through the auxiliary pattern region 33 of the semi-transparent, from being set to be the same as that of the exposure light transmitted through the hole forming translucent regions 31, passes through the hole forming translucent regions 31 the depth of focus of the exposure light can be enlarged.
【０１３０】（第２実施形態のマスクの設計方法）図６ [0130] (method for designing a mask of the second embodiment) FIG. 6
は、上述した本発明の第２実施形態の補助パターン型位相シフトマスク３０（図７を参照）の設計方法を示す概念図である。 Is a conceptual diagram illustrating a method of designing the auxiliary pattern type phase shift mask 30 according to a second embodiment of the present invention described above (see Figure 7).
【０１３１】まず、ＣＡＤ装置のディスプレイ装置（図示せず）の画面上で、図６に示すように、一つ正方形のホール形成用パターン２１を配置する。 [0131] First, on the screen of the display device of the CAD system (not shown), as shown in FIG. 6, to place the hole forming pattern 21 of one square.
【０１３２】次に、そのホール形成用パターン２１に対して、図６に示すように、第１仮想領域２２と第２仮想領域２３をそれぞれ設定する。 [0132] Next, with respect to the hole forming pattern 21, as shown in FIG. 6, sets the first virtual area 22 of the second virtual area 23, respectively. 第１仮想領域２２と第２ A first virtual region 22 second
仮想領域２３は、中心位置をホール形成用パターン２１ Virtual area 23, the center position hole forming pattern 21
のそれと同じに保ちながら、異なる比率で拡大（リサイズ）したものである。 Keeping of the same as that is an enlarged view in different ratios (resizing). したがって、両仮想領域２２、２ Therefore, both the virtual area 22, 24, 32
３も正方形である。 3 is also a square. Δ１とΔ２は、それぞれ仮想領域２ Δ1 and Δ2 are respectively the virtual region 2
２、２３のリサイズ量を示す。 Show the resize amount of 2, 23. 図６の例では、四つの方向にすべて同じリサイズ量Δ１、Δ２が加わることを意味する。 In the example of FIG. 6, all four directions the same resize amount .DELTA.1, means that Δ2 is added. ただし、第２仮想領域２３は、第１仮想領域２ However, the second virtual area 23, the first virtual area 2
２の外側に形成するので、リサイズ量Δ１、Δ２についてはΔ１＜Δ２の関係が成立する。 Because it forms on the outside of the 2, resize quantity .DELTA.1, relationship .DELTA.1 <Delta] 2 is satisfied for Delta] 2.
【０１３３】リサイズ量Δ１は、上記第１実施形態で得たリサイズ量Δと同じである。 [0133] resize quantity Δ1 is the same as the resize quantity Δ obtained in the above first embodiment. 第１仮想領域２２と第２ A first virtual region 22 second
仮想領域２３の間の部分、つまり、（Δ２−Δ１）の領域を「補助パターン領域形成部２５」とする。 Portion between the virtual area 23, i.e., an "auxiliary pattern region forming unit 25 'a region of (Δ2-Δ1). この補助パターン領域形成部２５に対応して形成される補助パターン領域３３には、半透明の補助パターンが形成される。 The auxiliary pattern region 33 which is formed corresponding to the auxiliary pattern region forming unit 25, a semi-transparent auxiliary pattern is formed. 半透明の補助パターンを透過する露光光の位相は、 Exposure light phase passing through the translucent auxiliary patterns,
ホール形成用透光領域３１を透過する露光光のそれと同一である。 It is identical to that of the exposure light transmitted through the hole forming translucent regions 31. このため、ホール形成用透光領域３１を透過する露光光の焦点深度を拡大することができるのである。 Therefore, it is possible to increase the focal depth of the exposure light transmitting through the hole forming translucent regions 31.
【０１３４】（第３実施形態のマスクの構成）図９は、 [0134] (Third Configuration mask Embodiment) FIG. 9 is
本発明の第３実施形態のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスク４０の構成を示す。 A third halftone auxiliary pattern type phase shift mask 40 embodiment configuration of the present invention. 図６と図７のマスク３０は、孤立したホール形成用パターン２１について本発明を適用したものであるが、このマスク４０は、近接した二つのホール形成用パターンについて適用したものである。 Mask 30 of FIG. 6 and FIG. 7 is an application of the present invention for hole forming pattern 21 isolated, the mask 40 is applied for the two hole forming pattern close. マスク４０は、上述した第１実施形態と第２ Mask 40, the first embodiment described above and a second
実施形態を組み合わせたものに相当する。 It corresponds to a combination of the embodiments.
【０１３５】図９において、位相シフトマスク４０は、 [0135] In FIG. 9, the phase shift mask 40,
ピッチＰで配置された二つの正方形のホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂと、それら透光領域４１ａ、４１ｂ Two square hole forming translucent regions 41a arranged at a pitch P, a 41b, their translucent regions 41a, 41b
の間に配置された帯状（細長い長方形）のハーフトーン領域４２と、それら透光領域４１ａ、４１ｂとハーフトーン領域４２の周囲にそれらを囲むように配置された長方形リング状の補助パターン領域４３と、補助パターン４３の外側を覆う遮光領域４４とを、透明基板１２１上に有している。 A halftone region 42 of the strip (elongated rectangular) disposed between them translucent regions 41a, 41b and a rectangular ring-shaped auxiliary pattern region 43 which is arranged so as to surround them around the halftone region 42 and a light shielding area 44 covering the outside of the auxiliary pattern 43 has on a transparent substrate 121. 遮光領域４４は、透光領域４１ａ、４１ Shielding region 44, light transmitting regions 41a, 41
ｂおよび補助パターン領域３３以外の箇所に形成されている。 b and is formed in a portion other than the auxiliary pattern region 33.
【０１３６】透光領域４１ａ、４１ｂは、ＬＳＩのコンタクトホールやバイアホールを形成するためのパターンをウェハ上のフォトレジスト膜に転写・形成するためのものである。 [0136] translucent regions 41a, 41b are used to transfer and form a pattern for forming a contact hole or via hole of an LSI in the photoresist film on the wafer. 透光領域４１ａ、４１ｂは、所定の露光光に対してほぼ１００％の透過率を持つ。 Translucent regions 41a, 41b has a nearly 100% transmission for a given exposure light.
【０１３７】ハーフトーン領域４２は、二つの透光領域４１ａ、４１ｂの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って延在している。 [0137] halftone region 42 extends along a straight line perpendicular bisector connecting two translucent regions 41a, the center of 41b. ハーフトーン領域４２は、それを透過する露光光が、透光領域４１ａ、４１ｂを透過する露光光に対して位相がほぼ１８０゜異なるように設定されている。 Halftone region 42, exposure light transmitting through it, the phase is set differently approximately 180 ° with respect to the exposure light transmitted through the light transmitting region 41a, a 41b.
【０１３８】また、ハーフトーン領域４２は、所定の露光光に対して、透光領域４１ａ、４１ｂよりもかなり低い透過率を持つ。 [0138] The half-tone regions 42, for a given exposure light, having translucent regions 41a, a much lower transmittance than 41b. ハーフトーン領域４２の透過率は、位相シフトマスク４０を用いて所定のフォトレジスト膜を露光した時に、ハーフトーン領域４２の透過光によってそのフォトレジスト膜にパターンが転写されないように、換言すれば、透過光強度がフォトレジスト膜を感光させない程度に設定される。 Transmittance of the half-tone regions 42, when exposed to a predetermined photoresist film by using a phase shift mask 40, so that a pattern in the photoresist film by light transmitted through the halftone regions 42 is not transferred, in other words, the transmitted light intensity is set so as not to expose the photoresist film. ハーフトーン領域４２は、 Half-tone region 42,
当該マスク４０の解像度を向上するために設けられるものであり、フォトレジスト膜に転写されるべきものではないからである。 It is provided in order to improve the resolution of the mask 40, because it should not be transferred to the photoresist film.
【０１３９】補助パターン領域４３は、透光領域４１ [0139] auxiliary pattern region 43, the light transmitting region 41
ａ、４１ｂとハーフトーン領域４２の周囲を取り囲むようにそれらの外周に沿って延在している。 a, extending along their outer periphery so as to surround the periphery of 41b and the halftone region 42. 補助パターン領域４３は、それを透過する露光光が、透光領域４１ Auxiliary pattern region 43, the exposure light transmitted through it, the light transmitting region 41
ａ、４１ｂを透過する露光光に対して位相がほぼ同一となるように設定されている。 a, the phase is set to be substantially identical to the exposure light transmitting through 41b.
【０１４０】また、補助パターン領域４３は、所定の露光光に対して、透光領域４１ａ、４１ｂよりもかなり低い透過率を持つ。 [0140] The auxiliary pattern region 43 for a given exposure light, having translucent regions 41a, a much lower transmittance than 41b. 補助パターン領域４３の透過率は、位相シフトマスク４０を用いて所定のフォトレジスト膜を露光した時に、補助パターン領域４３の透過光によってそのフォトレジスト膜にパターンが転写されないように、換言すれば、透過光強度がフォトレジスト膜を感光させない程度に設定される。 Transmittance of the auxiliary pattern region 43, when exposed to a predetermined photoresist film by using a phase shift mask 40, so that a pattern in the photoresist film by the light transmitted through the auxiliary pattern region 43 is not transferred, in other words, the transmitted light intensity is set so as not to expose the photoresist film. 補助パターン領域４３は、 Auxiliary pattern region 43,
当該マスク４０の焦点深度を拡大するために設けられるものであり、フォトレジスト膜に転写されるべきものではないからである。 It is provided in order to enlarge the depth of focus of the mask 40, because it should not be transferred to the photoresist film.
【０１４１】（第３実施形態のマスクの製造方法）図９ [0141] (mask manufacturing method of the third embodiment) FIG. 9
に示す位相シフトマスク４０は、図７の位相シフトマスク３０と同様に、透明基板１２１の表面にハーフトーン膜１２２と透明膜１２４と遮光膜１２３を順に積層形成してなるマスク基板から形成されている。 Phase shift mask 40 shown in, like the phase shift mask 30 in FIG. 7, it is formed on the surface of the transparent substrate 121 and the halftone film 122 and the transparent film 124 light shielding film 123 from the mask substrate formed by laminating sequentially formed there. この位相シフトマスク４０は、マスク基板のハーフトーン膜１１２と透明膜１１４と遮光膜１１３を選択的にエッチングすることにより、次のようにして製造される。 The phase shift mask 40, by selectively etching the halftone film 112 of the mask substrate and the transparent film 114 light shielding film 113 is produced as follows.
【０１４２】すなわち、まず、電子線描画装置を用い、 [0142] That is, first, using an electron beam writing apparatus,
図８に示す二つのホール形成用パターン２１ａ、２１ｂ Two hole forming pattern 21a shown in FIG. 8, 21b
のデータに基づいて、遮光膜１２３上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）に対してホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂを描画する。 Based on the data, drawing hole forming translucent regions 41a, 41b, the photoresist film formed on the light shielding film 123 (not shown). そのフォトレジスト膜を現像すると、そのフォトレジスト膜の透光領域４１ａ、４ When developing the photoresist film, the light transmitting region 41a, 4 of the photoresist film
１ｂに対応する箇所が開口する。 A portion corresponding to 1b is opened. そこで、パターン化したそのフォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、遮光膜１２３と透明膜１２４とハーフトーン膜１２２とを選択的に除去する。 Therefore, dry etching is performed using the photoresist film pattern as a mask to selectively remove the light-shielding film 123 and the transparent film 124 halftone film 122. こうして、遮光膜１２ Thus, the light shielding film 12
３に正方形の開口１２３ａ、１２３ｂが形成され、透明膜１２４に正方形の開口１２４ａ、１２４ｂが形成され、ハーフトーン膜１２２に正方形の開口１２２ａ、１ 3 a square opening 123a, 123b are formed, square openings 124a, 124b are formed on the transparent film 124, the opening 122a of square halftone film 122, 1
２２ｂが形成される。 22b are formed. その後、このフォトレジスト膜を除去する。 Then, to remove the photoresist film.
【０１４３】次に、同じ電子線描画装置を用いて、図８ [0143] Next, using the same electron beam lithography system, FIG. 8
に示すハーフトーン領域形成部２４のデータに基づいて、遮光膜１２３上に形成した他のフォトレジスト膜（図示せず）に対してハーフトーン領域４２を描画する。 In based on the data of the halftone region forming unit 24 shown renders the halftone region 42 to the other photoresist film formed on the light shielding film 123 (not shown). そのフォトレジスト膜を現像すると、ハーフトーン領域４２に対応する箇所が開口する。 When developing the photoresist film, the portion corresponding to the halftone region 42 is opened. そこで、そのフォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、 Therefore, dry etching is performed using the photoresist film as a mask,
遮光膜１２３と透明膜１２４を選択的に除去して下位にあるハーフトーン膜１２２を露出させる。 The light shielding film 123 and the transparent film 124 is selectively removed to expose the halftone film 122 that is subordinate. こうして、遮光膜１２３と透明膜１２４に、ハーフトーン領域４２に対応する長方形（帯状）の開口１２３ｃ、１２４ｃがそれぞれ形成される。 Thus, the light shielding film 123 and the transparent film 124, an opening of rectangular (band-like) corresponding to the halftone region 42 123c, 124c are formed, respectively. その後、このフォトレジスト膜を除去する。 Then, to remove the photoresist film.
【０１４４】続いて、同じ電子線描画装置を用いて、補助パターン領域形成部２５ａのデータに基づいて、遮光膜１２３上に形成した他のフォトレジスト膜（図示せず）に対して補助パターン領域４３を描画する。 [0144] Then, using the same electron beam lithography system, an auxiliary pattern region forming unit 25a on the basis of the data, the auxiliary pattern region to the other photoresist film formed on the light shielding film 123 (not shown) 43 to draw. 次に、 next,
そのフォトレジスト膜を現像すると、補助パターン領域４３に対応する箇所が開口する。 When developing the photoresist film, the portion corresponding to the auxiliary pattern region 43 is opened. そこで、そのフォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチングを行い、遮光膜１２３を選択的に除去して下位にある透明膜１２４を露出させる。 Therefore, the dry etching is performed using the photoresist film as a mask to expose the transparent film 124 that are lower by selectively removing the light shielding film 123. こうして、遮光膜１２３に、補助パターン領域４３に対応する矩形リング状の開口１２３ｄが形成される。 Thus, the light shielding film 123, a rectangular ring-shaped opening 123d corresponding to the auxiliary pattern region 43 is formed. その後、このフォトレジスト膜を除去する。 Then, to remove the photoresist film.
【０１４５】このようにして、図９に示すような構成のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスク４０が形成される。 [0145] Thus, the halftone auxiliary pattern type phase shift mask 40 having the structure as shown in FIG. 9 is formed. すなわち、二つの正方形の透光領域４１ That is, the two square translucent regions 41
ａ、４１ｂの間にハーフトーン領域４２が配置されると共に、透光領域４１ａ、４１ｂの周囲に矩形リング状の補助パターン領域４３が配置されている。 a, together with the half-tone region 42 is disposed between the 41b, the light transmitting region 41a, a rectangular ring-shaped auxiliary pattern region 43 is disposed around the 41b. そして、補助パターン領域４３と透光領域４１ａ、４１ｂとハーフトーン領域４２の間の残存部分と、補助パターン領域４３ The auxiliary pattern region 43 and the light transmitting region 41a, a remaining portion between 41b and the halftone region 42, the auxiliary pattern region 43
の外側が、それぞれ遮光領域４４となっている。 Outside, and it has a respective light-blocking region 44.
【０１４６】補助パターン領域４３では、露光光が透明膜１２４とハーフトーン膜１２２を透過するようになっているので、半透明である。 [0146] In the auxiliary pattern region 43, since the exposure light is adapted to transmit the transparent film 124 and the halftone film 122 is translucent. また、ハーフトーン膜１２ In addition, the half-tone film 12
２４も透過する露光光の位相を１８０゜シフトするように設定されているので、補助パターン領域４３を透過する露光光の位相は、ホール形成用透光領域４１ａ、４１ 24 also because it is set to 180 ° shifts the phase of exposure light transmitting, exposure light phase passing through the auxiliary pattern region 43, the hole forming translucent regions 41a, 41
ｂを透過する露光光のそれと同一となる。 At the same of exposure light transmitting through b the same.
【０１４７】位相シフトマスク４０に所定の露光光を照射すると、露光光は透光領域４１ａ、４１ｂとハーフトーン領域４２と補助パターン領域４３とを透過する。 [0147] When irradiating the phase shift mask 40 a predetermined exposure light, the exposure light passing through the transparent regions 41a, 41b and the halftone region 42 and the auxiliary pattern region 43. 半透明の補助パターン領域４３を透過する露光光の位相は、ホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂを透過する露光光のそれと同一となるように設定されているから、ホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂを透過する露光光の焦点深度を拡大することができる。 Exposure light phase passing through the auxiliary pattern region 43 of the semi-transparent, from being set to be the same as that of the exposure light transmitting hole forming translucent regions 41a, a 41b, hole forming translucent regions 41a , it is possible to enlarge the depth of focus of the exposure light transmitting through 41b.
【０１４８】ハーフトーン領域４２を透過する露光光の強度を低下させる効果は、ハーフトーン領域４２の露光光の透過率Ｔと面積に応じて変化する。 [0148] effect of reducing the intensity of exposure light transmitting through the halftone regions 42 is changed in accordance with the transmittance T and the area of ​​the exposure light of the halftone region 42. ハーフトーン領域４２の透過率Ｔが高ければ高いほど、またハーフトーン領域４２の面積が大きければ大きいほど、露光光の強度を低下させる効果は小さくなる。 The higher the transmittance T of the halftone region 42, also the greater the area of ​​the halftone region 42, the effect of reducing the intensity of exposure light decreases. よって、本発明の第３実施形態の位相シフトマスク４０によれば、ハーフトーン領域４２の露光光の透過率Ｔと面積を適当に設定することにより、ウエハ上に転写したホール形成用パターン４１ａと４１ｂが、所望のサイズよりも大きくなりすぎる、極端な場合にはウエハ上に転写したホール形成用パターン４１ａと４１ｂが互いに繋がってしまう、という問題を解消できる。 Therefore, according to the third embodiment of the phase shift mask 40 of the present invention, by setting the transmittance T and the area of ​​the exposure light of the halftone region 42 suitably, and a hole forming pattern 41a has been transferred onto the wafer 41b can be eliminated the desired excessively larger than the size, in extreme cases would hole forming pattern 41a and 41b has been transferred onto the wafer is interconnected, a problem.
【０１４９】このように、第３実施形態の位相シフトマスク４０では、第１実施形態の転写ホール寸法の精度向上という効果と共に、第２実施形態の焦点深度の拡大という効果が得られる。 [0149] Thus, the phase shift mask 40 according to the third embodiment, the effect that the accuracy of the transfer hole dimension of the first embodiment, the effect of expanding the depth of focus of the second embodiment can be obtained.
【０１５０】（第３実施形態のマスクの設計方法）図８ [0150] (method for designing a mask of the third embodiment) FIG. 8
は、上述した本発明の第３実施形態の位相シフトマスク４０（図９を参照）の設計方法を示す概念図である。 Is a conceptual diagram illustrating a method of designing a phase shift mask 40 according to the third embodiment of the present invention described above (see Figure 9).
【０１５１】まず、ＣＡＤ装置のディスプレイ装置（図示せず）の画面上で、図８に示すように、二つの正方形のホール形成用パターン２１ａ、２１ｂをピッチＰで配置する。 [0151] First, on the screen of the display device of the CAD system (not shown), as shown in FIG. 8, arranged two square hole forming patterns 21a, and 21b at the pitch P.
【０１５２】次に、第２実施形態で述べたのと同様にして、一方のホール形成用パターン２１ａに対して、第１ [0152] Next, in a manner similar to that described in the second embodiment, for one of the hole forming pattern 21a, the first
仮想領域２２ａと第２仮想領域２３ａを設定する。 Setting the virtual region 22a and the second virtual area 23a. 第１ First
仮想領域２２ａと第２仮想領域２３ａは、第２実施形態で述べたのと同様に、中心位置をホール形成用パターン２１aのそれと同じに保ちながら、異なる比率で拡大（リサイズ）したものである。 Virtual area 22a and the second virtual area 23a, similar to that described in the second embodiment, while maintaining the centered position the same as that of the hole forming pattern 21a, is an enlarged view in different ratios (resizing). したがって、両仮想領域２２ａ、２３ａも正方形である。 Thus, both the virtual regions 22a, 23a is also a square. Δ１とΔ２は、それぞれ仮想領域２２、２３のリサイズ量を示す（ただし、Δ Δ1 and Δ2, respectively shows the resizing of the virtual regions 22 and 23 (however, delta
１＜Δ２）。 1 <Δ2). リサイズ量Δ１は、上記第１実施形態で得たリサイズ量Δと同じである。 Resizing amount Δ1 is the same as the amount resizing obtained in the above first embodiment delta.
【０１５３】次に、同様にして、もう一つのホール形成用パターン２１ｂに対して、第１仮想領域２２ｂと第２ [0153] Next, similarly, the other hole forming pattern 21b, and the first virtual area 22b second
仮想領域２３ｂをそれぞれ設定する。 To configure a virtual region 23b, respectively. リサイズ量はそれぞれ、ホール形成用パターン２１ａに対するものと同じΔ１とΔ２である。 Each resizing amount is Δ1 and Δ2 same as for hole forming pattern 21a.
【０１５４】図８に示すように、ホール形成用パターン２１ａと２１ｂの第１仮想領域２２ａと２２ｂは部分的に重なっており、長方形（帯状）の重複部分２４が形成されている。 [0154] As shown in FIG. 8, the first virtual area 22a and 22b of the hole forming patterns 21a and 21b are partially overlapped, the overlapping portion 24 of rectangular (band-like) is formed. 第３実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、この重複部分２４を透過率Ｔの「ハーフトーン領域形成部」に設定する。 In the third embodiment, as in the first embodiment, to set the overlapping portion 24 in the "halftone region forming part" of the transmission T. 「ハーフトーン領域形成部２ "Halftone region forming part 2
４」に対応するハーフトーン領域４２を透過する露光光は、隣接する透光領域２１ａ、２１ｂを透過する露光光に対して位相が１８０゜異なるように設定される。 Exposure light transmitting through the halftone regions 42 corresponding to the 4 ", adjacent light transmitting region 21a, the phase with respect to exposure light transmitting through 21b are set to be different 180 °. こうすることにより、ウェハ上に転写されるホール形成用パターン２１ａと２１ｂの変形を抑制することができる。 By doing so, it is possible to suppress the deformation of the hole forming patterns 21a and 21b to be transferred onto the wafer.
【０１５５】また、ホール形成用パターン２１ａと２１ [0155] In addition, the hole forming patterns 21a and 21
ｂの第２仮想領域２３ａと２３ｂも部分的に重なっているが、これらの重複部分は無視する。 Second virtual region 23a and 23b of the b even partially overlap, these overlapping portions are ignored. 二つの第２仮想領域２３ａと２３ｂが二つの第１仮想領域２２ａと２２ｂ The first virtual area 22a and 22b two second virtual area 23a and 23b are two
を囲む部分、換言すれば、第１仮想領域２２ａと第２仮想領域２３ａの間の部分および第１仮想領域２２ｂと第２仮想領域２３ｂの間の部分、つまり（Δ２−Δ１）の領域を「補助パターン領域形成部２５ａ」とする。 Portion surrounding the other words, the portion between the first virtual area 22a and the part and the first virtual area 22b and the second virtual area 23b between the second virtual area 23a, i.e. the area of ​​(Δ2-Δ1) " the auxiliary pattern region forming part 25a ".
【０１５６】この補助パターン領域形成部２５aに対応して形成される補助パターン領域４３には、半透明の補助パターンが形成される。 [0156] The auxiliary pattern region 43 which is formed corresponding to the auxiliary pattern region forming unit 25a, a semi-transparent auxiliary pattern is formed. 半透明の補助パターンを透過する露光光の位相は、ホール形成用透光領域４１ａ、４ Exposure light phase passing through the translucent auxiliary patterns, hole forming translucent regions 41a, 4
１ｂを透過する露光光のそれと同一にする。 To same as that of the exposure light transmitting through 1b. こうすることにより、ホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂを透過する露光光の焦点深度を拡大することができる。 Thus, it is possible to increase the focal depth of the exposure light transmitting hole forming translucent regions 41a, a 41b.
【０１５７】（第３実施形態のマスクの具体例）上述したところに従って、ハーフトーン領域形成部２４の透過率Ｔと面積Ｓを調整することにより、転写ホール寸法のカーブを平坦に近づけることができる。 [0157] In accordance with was (third specific example of the mask embodiments) described above, by adjusting the transmittance T and the area S of the halftone region forming unit 24, it can be flat close the curve of the transfer hole dimension . また、補助パターン領域形成部２５ａの透過率Ｔ'と面積Ｓ'を調整することにより、露光光の焦点深度を拡大することができる。 Further, the transmittance of the auxiliary pattern region forming part 25a T 'and the area S' by adjusting, it is possible to extend the depth of focus of the exposure light. その具体例を示すために、発明者が実際に行った試験について説明する。 To illustrate a specific example, the inventors will be described actually went tested.
【０１５８】この試験では、上記第３実施形態の位相シフトマスク４０を用いて、一辺Ｌが０．１６μｍの正方形のホールをウエハ上のフォトレジスト膜に転写・形成した。 [0158] In this test, by using a phase shift mask 40 in the third embodiment, one side L has been transferred and form a hole of square 0.16μm photoresist film on the wafer. それらホールの配置ピッチＰの最小値は０．３０ The minimum value of the arrangement pitch P thereof Hall 0.30
μｍ、最大値は１．５μｍとした。 μm, the maximum value was set at 1.5μm. これらは第１実施形態における試験と同じである。 These are the same as the test in the first embodiment.
【０１５９】また、使用する露光装置の光学的条件は、 [0159] In addition, the optical conditions of the exposure apparatus to be used,
第１実施形態における試験と同様に、露光光の波長λ＝ Similar to the test in the first embodiment, the wavelength of the exposure light lambda =
２４８ｎｍ、ＮＡ＝０．６８としたが、２／３輪帯照明（中心から半径の２／３の範囲までを円形の絞りで遮光した照明）の最大σは０．８５として、第１実施形態の場合（σ＝０．７５）よりすこし少し大きくした。 248 nm, although the NA = 0.68, the maximum σ is 0.85 2/3 annular illumination (illumination from the center to the extent of a radius of 2/3 was shielded by a circular diaphragm), a first embodiment little was slightly greater than in the case of (σ = 0.75).
【０１６０】マスク４０の各部の寸法には、０．０２μ [0160] The size of each part of the mask 40, 0.02μ
ｍのバイアスを付加した。 Obtained by adding a bias of m. つまり、形成すべき正方形ホールの一辺Ｌは０．１６μｍであるが、設計時には正方形ホールの一辺Ｌを０．１８μｍに設定したのである。 That is, one side L of the square hole to be formed is a 0.16 [mu] m, it was set to one side L of the square hole to 0.18μm at design.
このような「バイアス」を付加する理由は、ウェハ上に転写されるホールの寸法変化を少なくするためである。 The reason for adding such "bias" is to reduce the dimensional change of the hole to be transferred onto the wafer.
【０１６１】ハーフトーン領域４２の透過率Ｔを２％、 [0161] The transmittance T of the halftone region 42 2%
３％、４％の３種類に設定し、第２リサイズ量Δ２を０．３２μｍ、０．３６μｍ、０．４０μｍの３種類に設定し、第１リサイズ量Δ１を０．１２μｍ、０．１４ 3% set at 4% 3 types, the second resize quantity Delta] 2 0.32 [mu] m, 0.36 .mu.m, set to three kinds of 0.40 .mu.m, a first resize quantity .DELTA.1 0.12 .mu.m, 0.14
μｍ、０．１６μｍの３種類に設定した。 μm, was set to three types of 0.16μm. つまり、合計２７個の場合について配置ピッチＰ−転写ホール寸法の関係を算出した。 That was calculated relationship arrangement pitch P- transfer hole dimension for the case of a total 27.
【０１６２】ハーフトーン領域４２の透過率Ｔは、次のようにして決定した。 [0162] transmittance T of the halftone region 42 was determined as follows. つまり、二つの形成用パターン２ In other words, for two formed patterns 2
１ａ、２１ｂが最小ピッチ０．３μｍで配置されている場合に、マスク４０のホール形成用透光領域４１ａ、４ 1a, if the 21b are arranged with the minimum pitch 0.3 [mu] m, hole forming translucent regions 41a of the mask 40, 4
１ｂ以外の部分をすべてハーフトーン領域４２にしたと仮定すると、図６のような孤立した（つまりピッチ＝ All the parts other than 1b Assuming the halftone region 42, isolated as in FIG. 6 (i.e. pitch =
１．５μｍ）ホール形成用パターン２１を用いた場合の転写ホール寸法と同じ寸法になるのは、透過率Ｔが３％ 1.5 [mu] m) of the same dimensions as the transfer hole dimension in the case of using the hole forming pattern 21, the transmittance T is 3%
のときであった。 It was when the. そこで、ハーフトーン領域４２の透過率Ｔを３％に設定した。 Therefore, we set the transmittance T of the halftone region 42 to 3%.
【０１６３】また、半透明の補助パターン領域４３が焦点深度拡大効果をもたらすには、補助パターン領域４３ [0163] Also, the semi-transparent assist pattern region 43 results in the focal depth enlarging effect, the auxiliary pattern region 43
とホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂの中心間距離が、従来の補助パターン型位相シフトマスクにおける補助パターン領域とホール形成用透光領域の中心間距離（０．３〜０．４μｍ程度）と同程度であることが必要である、と想定された。 A hole forming translucent regions 41a, the distance between the centers of 41b is, the distance between the centers of the auxiliary pattern region and the hole forming translucent regions in the conventional auxiliary pattern type phase shift mask (about 0.3 to 0.4 [mu] m) and it is necessary that the same degree, as was assumed. 補助パターン領域４３とホール形成用透光領域４１ａ、４１ｂの中心間距離は、 （１／２）（Δ１＋Δ２＋Ｌ） で与えられるから、 （１／２）（Δ１＋Δ２＋Ｌ） ＝ ０．３〜０．４μ Auxiliary pattern region 43 and the hole forming translucent regions 41a, 41b the distance between the centers of the (1/2) because given by (Δ1 + Δ2 + L), (1/2) (Δ1 + Δ2 + L) = 0.3~0.4μ
ｍ程度 になるように、第１リサイズ量Δ１と第２リサイズ量Δ As becomes about m, a first resize quantity Δ1 second resize quantity Δ
２の最適値を求めた。 It was determined two of the optimum value. その結果を図１０に示す。 The results are shown in Figure 10.
【０１６４】図１０より明らかなように、透過率Ｔ＝３ [0164] Figure 10 As is apparent, the transmittance T = 3
％、第１リサイズ量Δ１＝０．１２μｍ、第２リサイズ量Δ２＝０．３６μｍの時に、転写ホール寸法の変動が最小となることが分かった。 %, First resize quantity .DELTA.1 = 0.12 .mu.m, when the second resize quantity Delta] 2 = 0.36 .mu.m, variation of the transfer hole dimension was found to be minimal. （図１０では、他の場合のカーブは省略している。）第３実施形態では、第１実施形態に比べて、輪帯照明の斜め入射成分を少し強くし、 (In FIG. 10, the curve of the other cases is omitted.) In the third embodiment, as compared with the first embodiment, a bit strongly oblique incident component of the annular illumination,
また０．０２μｍの「マスクバイアス」を加算している。 Also has added a "mask bias" of 0.02μm. このため、第３実施形態と同じ構成で補助パターン領域４３のみが存在しない従来のハーフトーン型位相シフトマスクの場合には、最小ピッチ０．３μｍで転写ホール寸法が０．２４μｍより大きくなっている。 Therefore, in the case of the conventional half-tone phase shift mask only the auxiliary pattern region 43 with the same configuration as the third embodiment is not present, the transfer hole dimension with the minimum pitch 0.3μm is larger than 0.24μm .
【０１６５】実際の露光では、二つのホール形成用パターン間に残存するレジスト膜の部分の幅が０．１３μｍ [0165] In actual exposure, the width of the portion of the resist film remaining between the two hole forming pattern is 0.13μm
以下になると、「膜減り」減少が生じるため、この従来のハーフトーン型位相シフトマスクでは０．３２μｍ以下のピッチにおける解像が困難であることが分かる。 Becomes below, "thickness loss" for reduction occurs, it can be seen in this conventional halftone phase shift mask is difficult resolution in the following pitch 0.32 [mu] m.
【０１６６】これに対し、第３実施形態のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスク４０の場合は、ピッチＰが０．３６μｍの時に、転写ホール寸法が所望寸法（０．１６μｍ）より０．０１μｍを少し越える量だけ大きくなっているが、すべてのピッチで所望寸法（０． [0166] In contrast, in the case of halftone auxiliary pattern type phase shift mask 40 according to the third embodiment, when the pitch P is 0.36 .mu.m, 0.01 [mu] m from the transfer holes dimensions desired size (0.16 [mu] m) Although larger amount exceeding slightly the desired size in all pitch (0.
１６μｍ）との差が±０．０１２μｍ以下の範囲に抑えられている。 The difference between 16 [mu] m) is suppressed to a range of below ± 0.012 .mu.m. また、ピッチＰが小さい範囲では、半透明の補助パターン領域４３によって透過光強度が低下せしめられているので、二つのホール形成用透光領域４１ Furthermore, the extent pitch P is small, the transmitted light intensity by the auxiliary pattern region 43 of the semi-transparent is allowed reduction, two hole forming translucent regions 41
ａ、４１ｂ間に残存するフォトレジスト膜の「膜減り」 "Reduction in film thickness" of the photoresist film remaining a, between the 41b
の問題も生じない。 Also it does not cause the problem.
【０１６７】図１１は、孤立したホール形成用パターンのコントラストと焦点位置の関係を示すグラフであり、 [0167] Figure 11 is a graph showing the relationship between the contrast and the focus position of the isolated hole forming pattern,
第２実施形態と第３実施形態のマスク３０、４０による焦点深度の拡大効果を示すものである。 By the mask 30, 40 of the second embodiment and the third embodiment illustrates the effect of expanding the depth of focus.
【０１６８】図１１において、「コントラスト」は、 コントラスト＝（各焦点位置でのピーク光強度）／（ベストフォーカス位置での寸法が０．１６μｍとなる光強度の閾値） で定義した。 [0168] In FIG. 11, "contrast" is defined by the contrast = (peak light intensity at each focal position) / (threshold of light intensity dimension is 0.16μm at the best focus position).
【０１６９】こうして定義されたコントラストの値が１．４以上の場合に、レジスト膜にホール形成用パターンが開口すると仮定すると、従来の通常マスクの焦点深度は±０．１８μｍであった。 [0169] Thus if the value of the contrast is equal to or greater than 1.4 defined, the resist film in the hole forming pattern is assumed to be open, the depth of focus of the conventional normal mask was ± 0.18 .mu.m. これに対し、本発明の第２実施形態、第３実施形態のマスク３０、４０では、± In contrast, the second embodiment of the present invention, the mask 30 and 40 of the third embodiment, ±
０．２１μｍまで拡大されていることが分かった。 It was found that has been expanded to 0.21μm.
【０１７０】図１１に示した従来の通常マスクの場合、 [0170] When a conventional normal mask shown in FIG. 11,
焦点深度が却って減少している。 The depth of focus is decreased rather. これは、本発明の第２ This, first of the present invention 2
実施形態と第３実施形態のマスク３０、４０では、補助パターン領域３３、４３の透過光の位相が、ホール形成用透光領域３１、４１ａ、４１ｂの透過光の位相に対して１８０゜ずれていることに起因すると解される。 In the mask 30, 40 of the embodiment and the third embodiment, the auxiliary light transmitted through the phase pattern areas 33 and 43, hole forming translucent regions 31,41A, 180 DEG is in respect 41b of the light transmitted through the phase It is understood to be due to that you are.
【０１７１】なお、第２実施形態、第３実施形態においては、補助パターン領域３３、４３が半透明とされているが、これらの領域３３、４３を細幅の透明領域にすることもできる。 [0171] Note that the second embodiment, in the third embodiment, the auxiliary pattern region 33 and 43 are semi-transparent, it is also possible to these regions 33 and 43 in the transparent region of the narrow. すなわち、第１および第２のリサイズ量Δ１とΔ２の差（Δ２−Δ１）を小さくし、その（Δ２ That is, the difference between the first and second resize quantity .DELTA.1 and Delta] 2 and (Δ2-Δ1) is reduced, the (Delta] 2
−Δ１）の領域に従来の微細補助パターン（透過率：ほぼ１００％）を形成しても、同様の焦点深度拡大効果が得られる。 Conventional fine auxiliary pattern in the region of -Deruta1) (transmittance: be formed nearly 100%), the same focal depth enlarging effect can be obtained.
【０１７２】（変形例）上記の第１〜第３実施形態は本発明を具体化した例を示すものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。 [0172] The first to third embodiments (Modification) above are intended to show examples embodying the present invention, the present invention is not limited to these embodiments. 本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。 It is needless to say that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
【０１７３】例えば、上記実施形態では、本発明を光を使用するフォトリソグラフィに適用し、また主パターンとしてホール・パターンを使用しているが、本発明はこれらに限定されるものではない。 [0173] For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a photolithography using light, also has uses a hole pattern as the main pattern, the present invention is not limited thereto. また、上記実施形態では、フォトレジスト膜がポジ型であるとして説明したが、本発明はフォトレジスト膜がネガ型である場合にも適用できる。 Further, in the above embodiment, the photoresist film has been described as being positive, the present invention is also applicable to the case the photoresist film is a negative.
【０１７４】さらに、本発明は、露光光の波長や透過型・反射型といったマスクの種類にも限定されない。 [0174] Further, the present invention is not limited to the type of mask, such as wavelength and transmissive-reflective type exposure light. 例えば、近年、Ｘ線の透過型等倍マスクや縮小反射型マスクにもハーフトーン型位相シフトマスクが提案されているが、本発明はこれらにも適用可能である。 For example, in recent years, although the half-tone type phase shift mask in transmission magnification mask or reduce the reflective mask of X-rays has been proposed, the present invention is also applicable to these.
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクおよびその設計方法では、「ハーフトーン領域」や「補助パターン」の設定に要する時間を短縮でき、したがって「ハーフトーン領域」や「補助パターン」を含む位相シフトマスクを容易に製造できる、という効果が得られる。 As described in the foregoing, in the halftone phase shift mask and the design method of the present invention, "half-tone region" and can shorten the time required for setting the "auxiliary pattern", thus "halftone area" a phase shift mask comprising or "auxiliary pattern" can be easily manufactured, the effect is obtained that.
【０１７６】また、「ハーフトーン領域」を含む場合は、所定ピッチでマスク上に配置される元パターンに対する、ウェハ上に転写される転写パターンの変形を効果的に抑制できる、という効果がさらに得られる。 [0176] Also, if it contains "half-tone region" for the original pattern arranged on a mask with a predetermined pitch, can effectively suppress deformation of the transfer pattern to be transferred onto the wafer, the effect is more that give It is. 「補助パターン」を含む場合は、焦点深度拡大効果が確実に得られる、という効果がさらに得られる。 When including "auxiliary pattern" reliably obtained focal depth enlarging effect, the effect is further obtained that.
【図１】本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスクの設計方法を示す概念図である。 1 is a conceptual diagram illustrating a method of designing a halftone phase shift mask of the first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスクを示す平面図および断面図で、図１に示す設計方法により形成される。 [Figure 2] a plan view and a sectional view showing a halftone phase shift mask of the first embodiment of the present invention, is formed by the design method shown in FIG.
【図３】従来の通常マスクと従来のハーフトーン型位相シフトマスクについて、ホール形成用パターンの配置ピッチと転写ホール寸法の関係を一般的に示すグラフである。 [3] A conventional normal mask and conventional halftone phase shift mask is a graph generally illustrating the relationship of the arrangement pitch and the transfer hole dimension of hole forming pattern.
【図４】本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、ホール形成用パターンのリサイズ量に応じてそれらの仮想領域間の重複状態が変化する様子を示す概念図である。 In halftone phase shift mask of the first embodiment of the present invention; FIG is a conceptual diagram showing how the overlapping state between those of the virtual area is changed in accordance with the resizing of the hole forming pattern.
【図５】本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、ホール形成用パターンのピッチに応じてそれらの仮想領域の重複状態が変化する様子を示す概念図である。 In halftone phase shift mask of the first embodiment of the present invention; FIG is a conceptual diagram showing how the overlapped state of those virtual area is changed according to the pitch of the hole forming pattern.
【図６】本発明の第１実施形態のハーフトーン型位相シフトマスクと、従来の通常マスクと、従来のハーフトーン型位相シフトマスクについて、ホール形成用パターンの配置ピッチと転写ホール寸法の関係を実測値に基づいて示すグラフである。 [6] and the halftone phase shift mask of the first embodiment of the present invention, a conventional ordinary mask, the conventional half-tone phase shift mask, the relationship of the arrangement pitch and the transfer hole dimension of hole forming pattern it is a graph showing, based on the measured values.
【図７】本発明の第２実施形態の補助パターン型位相シフトマスクの設計方法を示す概念図である。 7 is a conceptual diagram illustrating a method of designing the auxiliary pattern type phase shift mask of the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２実施形態の補助パターン型位相シフトマスクを示す平面図および断面図で、図７に示す設計方法により形成される。 [8] a plan view and a cross-sectional view showing an auxiliary pattern type phase shift mask of the second embodiment of the present invention, is formed by the design method shown in FIG.
【図９】本発明の第３実施形態のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスクの設計方法を示す概念図である。 9 is a conceptual diagram illustrating a method of designing a halftone auxiliary pattern type phase shift mask of the third embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第３実施形態のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスクを示す平面図および断面図で、図９に示す設計方法により形成される。 [10] a plan view and a sectional view showing a halftone auxiliary pattern type phase shift mask of the third embodiment of the present invention, is formed by the design method shown in FIG.
【図１１】本発明の第３実施形態のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスクと、従来のハーフトーン型位相シフトマスクについて、ホール形成用パターンの配置ピッチと転写ホール寸法の関係を実測値に基づいて示すグラフである。 [11] and halftone auxiliary pattern type phase shift mask of the third embodiment of the present invention, a conventional halftone phase shift mask, the measured value of the relationship between the arrangement pitch and the transfer hole dimension of hole forming pattern it is a graph showing based.
【図１２】本発明の第３実施形態のハーフトーン・補助パターン型位相シフトマスクと、従来の通常マスクと、 [Figure 12] and halftone auxiliary pattern type phase shift mask of the third embodiment of the present invention, a conventional normal mask,
従来のハーフトーン型位相シフトマスクについて、焦点位置とコントラストの関係を実測値に基づいて示すグラフである。 For a conventional half-tone phase shift mask is a graph showing, based on the measured values ​​of the ratio of the focal position and contrast.
１ａ、１ｂ ホール形成用パターン ２ａ、２ｂ 仮想領域 ３ ハーフトーン領域形成部 １０ 位相シフトマスク １１ａ、１１ｂ ホール形成用透光領域 １２ ハーフトーン領域 １４ 遮光領域 ２１、２１ａ、２１ｂ ホール形成用パターン ２２、２２ａ、２２ｂ 第１仮想領域 ２３、２３ａ、２３ｂ 第２仮想領域 ２４ ハーフトーン領域形成部 ２５、２５ａ 補助パターン領域形成部 ３０ 位相シフトマスク ３１ ホール形成用透光領域 ３３ 補助パターン領域 ３４ 遮光領域 ４０ 位相シフトマスク ４１ａ、４１ｂ ホール形成用透光領域 ４２ ハーフトーン領域 ４３ 補助パターン領域 ４４ 遮光領域 １０１ 透明基板 １０２ ハーフトーン膜 １０３ 遮光膜 １０２ａ、１０２ｂ ハーフトーン膜の開口 １０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ 遮光膜の開口 １１ 1a, 1b hole forming pattern 2a, 2b virtual area 3 halftone region forming unit 10 phase-shifting masks 11a, 11b hole forming translucent regions 12 half-tone region 14 light shielding region 21, 21a, 21b hole forming pattern 22,22a , 22b first virtual area 23, 23a, 23b second virtual area 24 halftone region forming part 25,25a auxiliary pattern region forming unit 30 phase shift mask 31 hole forming translucent regions 33 auxiliary pattern region 34 light-blocking region 40 phase shift mask 41a, 41b hole forming translucent regions 42 halftone region 43 auxiliary pattern region 44 the light-blocking region 101 transparent substrate 102 halftone film 103 light shielding film 102a, 102b halftone film openings 103a, 103b, 103c shielding film opening 11 １ 透明基板 １１２ ハーフトーン膜 １１３ 遮光膜 １１４ 透明膜 １１２ａ ハーフトーン膜の開口 １１３ａ、１１３ｂ 遮光膜の開口 １１４ａ 透明膜の開口 １２１ 透明基板 １２２ ハーフトーン膜 １２３ 遮光膜 １２４ 透明膜 １２２ａ、１２２ｂ ハーフトーン膜の開口 １２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ 遮光膜の開口 １２４ａ、１２４ｂ 透明膜の開口 Ｐ ホール形成用パターン（ホール形成用透光領域）の配置ピッチ Δ、Δ１、Δ２ ホール形成用パターンのリサイズ量 First transparent substrate 112 halftone film 113 light shielding film 114 transparent film 112a halftone film openings 113a, 113b shielding film opening 114a opening 121 transparent substrate 122 of the transparent film halftone film 123 light shielding film 124 transparent film 122a, 122b halftone film opening 123a of, 123b, 123c, the opening 124a of 123d shielding film, 124b arrangement pitch of the aperture P hole forming pattern of the transparent film (hole forming translucent regions) Δ, Δ1, resize quantity of Δ2 hole forming pattern
【請求項１】 複数の主パターンを所定のピッチで配置するステップと、 前記複数の主パターンの各々について、所定のリサイズ量で拡大することによって仮想領域を形成するステップと、 隣接する二つの前記仮想領域が重複部分を有する場合は、その重複部分をそれら二つの前記仮想領域の間に配置されると共に露光光に対して所定の透過率を持つハーフトーン領域形成部として設定するステップと、 隣接する二つの前記仮想領域が重複部分を有しない場合は、前記ハーフトーン領域形成部が存在しない旨を設定するステップとを備え、 前記リサイズ量と前記透過率は、所定の露光条件の下における前記主パターンの所定のレジスト膜への転写寸法が、前記ピッチの変化に応じて所望の範囲内に収まるように設定される位相シフトマスク Comprising the steps of a method according to claim 1 a plurality of main patterns arranged at a predetermined pitch, for each of said plurality of main patterns, forming a virtual region by increasing by a predetermined resize quantity, of two adjacent said If the virtual area has an overlapping portion, and a step of setting the overlapping portion at a halftone region forming part having a predetermined transmittance to the exposure light while being disposed therebetween two of the virtual area, adjacent two said case virtual area has no overlap, said a step of the halftone region forming unit is set to the effect that no, the transmittance and the resize amount is the under the predetermined exposure conditions transferring the dimensions of the predetermined resist film of the main pattern, a phase shift mask is set to fall within a desired range in response to a change in the pitch 設計方法。 Design method.
【請求項２】 前記リサイズ量と前記透過率を、前記主パターンの前記レジスト膜への転写寸法の前記ピッチの変化に対する変動がほぼ最小となるように設定される請求項１に記載の位相シフトマスクの設計方法。 The method according to claim 2, wherein the resizing amount and the transmittance, phase shift according to claim 1, variations with respect to a change in the pitch of the transfer size to the resist film of the main pattern is set to be approximately the minimum a method of designing a mask.
【請求項３】 前記ハーフトーン領域形成部を、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置する請求項１または２に記載の位相シフトマスクの設計方法。 The method according to claim 3, wherein said halftone region forming unit, the design method of a phase shift mask according to claim 1 or 2, arranged along the perpendicular bisector of a line connecting the centers of adjacent two of the main pattern .
【請求項４】 基板の表面に所定ピッチで形成された複数の主パターン形成用透光領域と、 前記基板の表面において、隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の間に形成されたハーフトーン領域と、 前記基板の表面において、前記複数の主パターン形成用透光領域および前記ハーフトーン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備え、 前記ハーフトーン領域は、そのハーフトーン領域を透過する露光光が、前記複数の主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を弱める機能を持ち、 前記ハーフトーン領域の位置と形状と大きさは、前記複数の主パターン形成用透光領域の各々について、所定のリサイズ量で拡大して得られる仮想領域が互いに重複する部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しい位相シフトマスク。 4. A plurality of main pattern forming translucent region formed at a predetermined pitch on the surface of the substrate, the surface of the substrate, which is formed between two of said main pattern forming translucent regions adjacent and the halftone region, the surface of the substrate, and a plurality of main pattern forming translucent regions and the light shielding region formed on a portion other than the halftone region, the halftone region, the halftone region exposure light transmitting is, has the ability to weaken the intensity of the exposure light transmitting through the plurality of main pattern forming translucent regions, the position and shape and size of the halftone region, the plurality of main pattern formation for each light transmissive region, respectively equal phase shift mask in the position and shape and size of the portion where the virtual regions overlap each other obtained by expanding at a predetermined resize quantity.
【請求項５】 前記基板の表面に形成されたハーフトーン膜と、そのハーフトーン膜の上に形成された遮光膜とを備えており、 前記ハーフトーン領域が、前記遮光膜に形成された第１ 5. A halftone film formed on a surface of the substrate, and a light shielding film formed on the halftone film, the said half-tone region, which is formed on the light shielding film 1
開口により画定され、 前記複数の主パターン形成用透光領域の各々が、前記遮光膜に形成された第２開口と前記ハーフトーン膜に形成された開口により画定されている請求項４に記載の位相シフトマスク。 Is defined by the opening, each of said plurality of main pattern forming translucent areas, according to claim 4, which is defined by the second opening and the formed halftone film aperture formed in the light shielding film phase shift mask.
【請求項６】 前記ハーフトーン領域が、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置されている請求項４または５に記載の位相シフトマスク。 Wherein said halftone region, a phase shift mask according to claim 4 or 5 are arranged along the perpendicular bisector of a straight line connecting the centers of two of the main patterns adjacent.
【請求項７】 主パターンを配置するステップと、 前記主パターンを所定の第１リサイズ量で拡大することによって第１仮想領域を形成するステップと、 前記主パターンを前記第１リサイズ量より大きい所定の第２リサイズ量で拡大することによって第２仮想領域を形成するステップと、 前記第２仮想領域と前記第１仮想領域で挟まれた部分を所定の透過率を持つ補助パターン形成部として設定するステップとを備え、 前記第１リサイズ量と前記第２リサイズ量は、所定の露光条件の下において所望の露光光の焦点深度拡大効果が得られるように設定される位相シフトマスクの設計方法。 7. placing the main pattern, a step and a predetermined said main pattern larger than the first resize quantity to form a first virtual area by enlarging the main pattern by a predetermined first resize quantity forming a second virtual area by expanding the second resize quantity of, sets the second virtual area and the first portion sandwiched between the virtual area as the auxiliary pattern forming portion having a predetermined transmittance and a step, said first resize quantity and the second resize quantity, the phase shift mask design method of the under predetermined exposure conditions focal depth enlarging effect desired exposure light is set so as to obtain.
【請求項８】 前記補助パターン形成部を、前記主パターンと同心のリング状に形成する請求項７に記載の位相シフトマスクの設計方法。 8. the auxiliary pattern forming part, a method of designing a phase shift mask according to claim 7 which forms the main pattern and concentric ring.
【請求項９】 基板の表面に形成された主パターン形成用透光領域と、 前記基板の表面において、前記主パターン形成用透光領域の周囲に形成されたリング状の補助パターン領域と、 前記主パターン形成用透光領域および前記補助パターン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備え、 前記補助パターン領域は、その補助パターン領域を透過する露光光が、前記主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を強める機能を持ち、 前記補助パターン領域の位置と形状と大きさは、前記主パターン形成用透光領域を第１リサイズ量で拡大して得られる第１仮想領域と、前記主パターン形成用透光領域を前記第１リサイズ量より大きい第２リサイズ量で拡大して得られる第２仮想領域とに挟まれた部分の位置と形状と大きさにそれぞ 9. A main pattern forming translucent regions formed on the surface of the substrate, the surface of the substrate, and ring-shaped auxiliary pattern region formed on the periphery of said main pattern forming translucent regions, wherein and a light blocking area formed at a location other than the main pattern forming translucent regions and the auxiliary pattern region, wherein the auxiliary pattern region, the exposure light transmitted through the auxiliary pattern region, said main pattern forming translucent regions It has the ability to enhance the strength of the exposure light transmitting through the position and shape and size of the auxiliary pattern region, a first virtual area obtained by enlarging the main pattern forming translucent regions in the first resize quantity If it in the position and shape and size of said main pattern forming translucent region sandwiched between the second virtual area obtained by expanding in the first resize quantity greater than the second resize quantity portions 等しい位相シフトマスク。 Equal phase shift mask.
【請求項１０】 前記基板の表面に形成されたハーフトーン膜と、そのハーフトーン膜の上に形成された透明膜と、その透明膜の上に形成された遮光膜とを備えており、 前記補助パターン領域が、前記遮光膜に形成された第１ 10. A halftone film formed on a surface of the substrate provided with a transparent film formed on the halftone film, a light shielding film formed on the transparent film, wherein the first auxiliary pattern region has been formed on the light shielding film
開口により画定され、 前記主パターン形成用透光領域が、前記遮光膜に形成された第２開口と前記透明膜に形成された開口と前記ハーフトーン膜に形成された開口により画定されている請求項９に記載の位相シフトマスク。 Is defined by the opening, said main pattern forming translucent regions are defined by openings in which the formed second opening formed in the light shielding film and the transparent film to the opening formed in the halftone film according phase shift mask according to claim 9.
【請求項１１】 複数の主パターンを所定のピッチで配置するステップと、 前記複数の主パターンの各々について、所定の第１リサイズ量で拡大することによって第１仮想領域を形成するステップと、 前記複数の主パターンの各々について、前記第１リサイズ量より大きい所定の第２リサイズ量で拡大することによって第２仮想領域を形成するステップと、 隣接する二つの前記第１仮想領域が重複部分を有する場合は、その重複部分をそれら二つの前記第１仮想領域の間に配置されると共に露光光に対して所定の透過率を持つハーフトーン領域形成部として設定するステップと、 隣接する二つの前記第１仮想領域が重複部分を有しない場合は、前記ハーフトーン領域形成部が存在しない旨を設定するステップと、 隣接する二つの前記第２仮 A step 11. A plurality of main patterns arranged at a predetermined pitch, for each of said plurality of main patterns, forming a first virtual area by enlarging a predetermined first resize quantity, the for each of a plurality of the main pattern, forming a second virtual area by enlarging a predetermined second resize quantity larger than the first resize quantity, two of the first virtual area adjacent have overlapping portions If it includes the steps of setting the overlapping portion at a halftone region forming part having a predetermined transmittance to the exposure light while being disposed therebetween two of the first virtual area, the two adjacent said first 1 if the virtual area does not have the overlapping portion, and a step of setting the fact that the half-tone region forming unit is not present, two adjacent said second tentative 領域がそれらに対応する二つの前記第１仮想領域を囲む部分を、所定の透過率を持つ補助パターン形成部として設定するステップとを備え、 前記第１リサイズ量と前記ハーフトーン領域形成部の透過率は、所定の露光条件の下における前記主パターンの所定のレジスト膜への転写寸法が、前記ピッチの変化に応じて所望の範囲内に収まるように設定され、 前記第２リサイズ量は、前記露光条件の下において前記露光光の所望の焦点深度拡大効果が得られるように設定される位相シフトマスクの設計方法。 The portion surrounding the two first virtual area the area corresponding to them, and a step of setting as an auxiliary pattern forming portion having a predetermined transmittance, transmitted the first resize quantity and the halftone region forming unit rate is transferred dimension to a predetermined resist film of said main pattern under the predetermined exposure conditions, in response to said change in the pitch is set to fall within a desired range, the second resize quantity, the phase shift mask design method of a desired focal depth enlarging effect of the exposure light is set so as to obtain the under exposure condition.
【請求項１２】 前記第１リサイズ量と前記ハーフトーン領域形成部の透過率を、前記主パターンの前記レジスト膜への転写寸法の前記ピッチの変化に対する変動がほぼ最小となるように設定する請求項１１に記載の位相シフトマスクの設計方法。 12. A transmittance of the said first resize quantity halftone region forming unit, the variation with respect to a change in the pitch of the transfer size to the resist film of the main pattern is set to be approximately the minimum billing phase shift mask design method according to claim 11.
【請求項１３】 前記ハーフトーン領域形成部を、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置する請求項１１または１２に記載の位相シフトマスクの設計方法。 The method according to claim 13, wherein said halftone region forming unit, the design method of a phase shift mask according to claim 11 or 12, arranged along the perpendicular bisector of a line connecting the centers of adjacent two of the main pattern .
【請求項１４】 前記補助パターン形成部を、前記主パターンと同心のリング状に形成する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの設計方法。 14. The auxiliary pattern forming part, a phase shift mask design method according to any one of claims 11 to 13, formed in said main pattern and concentric ring.
【請求項１５】 基板の表面に所定ピッチで形成された複数の主パターン形成用透光領域と、 前記基板の表面において、隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の間に形成されたハーフトーン領域と、 前記基板の表面において、隣接する二つの前記主パターン形成用透光領域の周囲に形成されたリング状の補助パターン領域と、 前記基板の表面において、前記複数の主パターン形成用透光領域、前記ハーフトーン領域、および前記補助パターン領域以外の箇所に形成された遮光領域とを備え、 前記ハーフトーン領域は、そのハーフトーン領域を透過する露光光が、前記複数の主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を弱める機能を持ち、 前記ハーフトーン領域の位置と形状と大きさは、前記複数の主パターン形成用透 15. A plurality of main pattern forming translucent region formed at a predetermined pitch on the surface of the substrate, the surface of the substrate, which is formed between two of said main pattern forming translucent regions adjacent and the halftone region, the surface of the substrate, and two of the main pattern forming translucent regions ring-shaped auxiliary pattern region formed on the periphery of the adjacent, the surface of the substrate, the plurality for a main pattern formation transmitting region, and a the halftone region, and the light shielding region formed in said portion other than the auxiliary pattern region, the halftone region, the exposure light transmitted through the half-tone region, the plurality of the main pattern formation It has the ability to weaken the intensity of the exposure light transmitted through the use translucent area, position and shape and size of the halftone region, the plurality of permeable for primary patterning 領域の各々について、所定のリサイズ量で拡大して得られる仮想領域が互いに重複する部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しく、 前記補助パターン領域は、その補助パターン領域を透過する露光光が、前記主パターン形成用透光領域を透過する前記露光光の強度を強める機能を持ち、 前記補助パターン領域の位置と形状と大きさは、前記主パターン形成用透光領域を第１リサイズ量で拡大して得られる第１仮想領域と、前記主パターン形成用透光領域を前記第１リサイズ量より大きい第２リサイズ量で拡大して得られる第２仮想領域とに挟まれた部分の位置と形状と大きさにそれぞれ等しい位相シフトマスク。 For each region, equal respectively to the position and shape and size of the portion where the virtual regions obtained overlap each other to expand a predetermined resize quantity, the auxiliary pattern region, the exposure light transmitted through the auxiliary pattern region, has the ability to enhance the strength of the exposure light transmitted through said main pattern forming translucent regions, the position and shape and size of the auxiliary pattern region, expanding said main pattern forming translucent regions in the first resize quantity and a first virtual area obtained by the position of the second virtual area and sandwiched by the portion obtained by enlarging the main pattern forming translucent regions in said first resize quantity greater than the second resize quantity shapes As each equivalent phase shift mask size.
【請求項１６】 前記基板の表面に形成されたハーフトーン膜と、そのハーフトーン膜の上に形成された透明膜と、その透明膜の上に形成された遮光膜とを備えており、 前記ハーフトーン領域が、前記遮光膜に形成された第１ 16. A halftone film formed on a surface of the substrate provided with a transparent film formed on the halftone film, a light shielding film formed on the transparent film, wherein halftone region was formed on the light shielding film first
開口と前記透明膜に形成された第１開口により画定され、 前記補助パターン領域が、前記遮光膜に形成された第２ Is defined by a first opening formed in the transparent film and the opening, the said auxiliary pattern region has been formed on the light-shielding film 2
開口により画定され、 前記複数の主パターン形成用透光領域の各々が、前記遮光膜に形成された第３開口と前記透明膜に形成された第２開口と前記ハーフトーン膜に形成された開口により画定されている請求項１５に記載の位相シフトマスク。 Is defined by the opening, each of said plurality of main pattern forming translucent regions was formed on the halftone film and a second opening formed in the third opening and the transparent film formed on the light shielding film opening phase shift mask according to claim 15 which is defined by.
【請求項１７】 前記ハーフトーン領域が、隣接する二つの前記主パターンの中心を結ぶ直線の垂直二等分線に沿って配置されている請求項１４または１５に記載の位相シフトマスク。 17. The halftone region, a phase shift mask according to claim 14 or 15 are arranged along the perpendicular bisector of a straight line connecting the centers of two of the main patterns adjacent.
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