JPH0882915A - Photomask pattern design method and design system - Google Patents
Photomask pattern design method and design systemInfo
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- JPH0882915A JPH0882915A JP21978694A JP21978694A JPH0882915A JP H0882915 A JPH0882915 A JP H0882915A JP 21978694 A JP21978694 A JP 21978694A JP 21978694 A JP21978694 A JP 21978694A JP H0882915 A JPH0882915 A JP H0882915A
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- pattern
- photomask
- light
- mask
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、フォトマスクを用いて所望の形状
の投影像光強度分布を得るために、パターン形状の修正
や新たなパターンの付与を自動的に行なうパターン設計
方法および設計システムを提供することにある。
【構成】 初期値として入力されたパターンの投影像光
強度分布を求める投影像計算工程2、投影像と所望の形
状を比較する工程4、および不要の投影像ができる部分
にパターンを付加する工程5を設けてマスクパターンの
最適化を行なう。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a pattern designing method for automatically correcting a pattern shape or adding a new pattern in order to obtain a projected image light intensity distribution of a desired shape using a photomask. And to provide a design system. A projection image calculation step 2 for obtaining a projection image light intensity distribution of a pattern input as an initial value, a step 4 for comparing a projection image with a desired shape, and a step for adding a pattern to a portion where an unnecessary projection image is formed. 5 is provided to optimize the mask pattern.
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被露光基板上に微細パ
ターンを転写して、半導体集積回路や液晶パネル等を製
造するための光リソグラフィ技術に関し、特に露光に用
いる光の透過率と位相とを制御したマスクのパターン設
計方法および設計システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical lithography technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal panel or the like by transferring a fine pattern onto a substrate to be exposed, and particularly to the transmittance and phase of light used for exposure. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mask pattern design method and a design system in which and are controlled.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路や液晶パネル等のパター
ン形成には、リソグラフィ技術と呼ばれる、マスク上に
描かれたパターンを被露光基板上に転写する方法が広く
採用されている。このパターン転写を行なうために、一
般には、マスク上のパターンを縮小して転写する縮小投
影型の投影露光装置が用いられる。2. Description of the Related Art A method called a lithography technique for transferring a pattern drawn on a mask onto a substrate to be exposed is widely used for pattern formation of semiconductor integrated circuits, liquid crystal panels and the like. To perform this pattern transfer, a reduction projection type projection exposure apparatus that reduces and transfers the pattern on the mask is generally used.
【0003】近年のパターンの微細化と共に、前記投影
露光装置には、従来より高い解像力が要求される。一般
に、投影レンズの開口数(NA)が大きいほど、あるい
は露光に用いる光の波長が短いほど解像力は向上する。
しかし、NAを大きくする方法はパターン転写時に焦点
深度の低下をもたらし、光の短波長化は光源、光学系材
料あるいはレジスト材料の面で種々の制約が有る。With the recent miniaturization of patterns, the projection exposure apparatus is required to have higher resolution than before. Generally, the larger the numerical aperture (NA) of the projection lens or the shorter the wavelength of light used for exposure, the higher the resolution.
However, the method of increasing the NA causes a decrease in the depth of focus during pattern transfer, and shortening the wavelength of light has various restrictions in terms of a light source, an optical system material, or a resist material.
【0004】そこで、現状の投影露光装置を用いて、か
つ従来の解像限界を超える微細パターンを転写する試み
が為されている。特公昭62−50811号公報には、
マスク上の特定の光透過部に光の位相を反転させる透明
部材(位相シフタ)を設けて、特に周期性を有するパタ
ーンに対して解像力が大幅に向上することが示されてい
る。また、前記位相シフタを自動的に配置する技術は、
VLSIシンポジウム(1991)において報告され、ダイジ
ェスト オブ テクニカルペーパーズ 95−96頁
(Digest of Technical papers pp.95-96 )における、
オートマティックパターン ジェネレーション システ
ム フォア フェイズ シフティングマスク(Automati
c Pattern Generation System For Phase Shifting Mas
k)と題する論文に記載されている。同様の技術は、ダ
イジェスト オブ ペーパーズマイクロプロセス’93
50−51頁(Digest of Papers MicroProcess '93
pp.50-51)における、アルゴリズム フォア フェイズ
シフト マスク デザイン ウイズ プライオリティ
オン シフタ プレイスメント(Algorithmfor Phase
Shift Mask Design with Priority on Shifter Placem
ent)と題する論文、および、同52−53頁における
A CAD システム フォア デザイニング フェ
イズ シフティング マスクス(A CAD System for Des
igning Phase-Shifting Masks)と題する論文にも記載
されている。また、所望の投影像形状を入力してマスク
パターンを決定する方法が、アイ イー イー イー、
トランザクション オン セミコンダクター マニュフ
ァクチャリング5(2)(1992年)138−152
頁(IEEE Transaction on Semiconductor Manufacturin
g, Vol.5, No.2(1992), pp.138-152)における バイナ
リ アンド フェイズ シフティング マスク デザイ
ン フォア オプティカル リソグラフィ(Binary and
Phase Shifting Mask Design for Optical Lithograph
y)と題する論文に記載されている。Therefore, an attempt has been made to transfer a fine pattern exceeding the conventional resolution limit using the current projection exposure apparatus. Japanese Examined Patent Publication No. 62-50811 discloses that
It has been shown that a transparent member (phase shifter) for reversing the phase of light is provided in a specific light transmitting portion on the mask to significantly improve the resolution especially for a pattern having periodicity. Also, the technology for automatically arranging the phase shifter is
Reported at the VLSI Symposium (1991), in Digest of Technical papers pp.95-96,
Automatic Pattern Generation System For Phase Shifting Mask (Automati
c Pattern Generation System For Phase Shifting Mas
k). A similar technique is the Digest of Papers Microprocess '93.
Pages 50-51 (Digest of Papers MicroProcess '93
pp.50-51), Algorithm for Phase Shift Mask Design with Priority on Shifter Placement (Algorithm for Phase)
Shift Mask Design with Priority on Shifter Placem
ent) and the A CAD System for Designing Phase Shifting Masks (A CAD System for Des) on pages 52-53.
igning Phase-Shifting Masks). In addition, the method of inputting a desired projected image shape to determine the mask pattern is
Transaction on Semiconductor Manufacturing 5 (2) (1992) 138-152
Page (IEEE Transaction on Semiconductor Manufacturin
g, Vol.5, No.2 (1992), pp.138-152) Binary and phase shifting mask design for optical lithography (Binary and
Phase Shifting Mask Design for Optical Lithograph
y)).
【0005】一方、米国の特許公報 USP 4,360,586 に
は、マスクを透過するX線や光の強度と位相を制御する
マスク技術が示されている。On the other hand, US Pat. No. 4,360,586 discloses mask technology for controlling the intensity and phase of X-rays or light transmitted through the mask.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】特公昭62−5081
1号公報に開示されているマスクを用いると、特に周期
性のある微細パターンに対しては従来の解像限界を超え
るパターン形成が容易に実現できる。しかし、周期性の
少ない一般的なパターンに対しては、前記位相シフタを
効率良く配置する手法が示されていないので、その効果
を引き出すことはできない。ダイジェスト オブ テク
ニカルペーパーズ 95−96頁(Digestof Technical
papers pp.95-96)におけるオートマティック パター
ン ジェネレーション システム フォア フェイズ
シフティング マスク( Automatic Pattern Generatio
n System For Phase Shifting Mask)と題する論文に記
載されている手法は、マスク上の光透過部に位相シフタ
を自動的に配置する機能を有するが、パターン配置が複
雑になって位相シフタ配置に矛盾が発生した場合の対策
は示されていない。[Problems to be solved by the invention] Japanese Patent Publication No. 62-5081
When the mask disclosed in Japanese Patent No. 1 is used, pattern formation exceeding the conventional resolution limit can be easily realized especially for a fine pattern having periodicity. However, a method for efficiently arranging the phase shifter has not been shown for a general pattern having a small periodicity, and therefore its effect cannot be brought out. Digest of Technical Papers 95-96
Papers pp.95-96) Automatic pattern generation system forephase
Shifting mask (Automatic Pattern Generatio
The method described in the paper entitled “System For Phase Shifting Mask” has the function of automatically arranging the phase shifter in the light transmitting part on the mask, but the pattern arrangement becomes complicated and conflicts with the phase shifter arrangement. No measures are taken in case of occurrence.
【0007】一方、米国の特許公報 USP 4,360,586 に
開示されているマスク技術は、本来遮光すべき領域にわ
ずかに光を透過させて位相も制御するものであって、ハ
ーフトーン位相マスクあるいはAttenuateマスクと呼ば
れる。解像力向上の効果は前記の特公昭62−5081
1号公報に開示されているマスクと比べてやや劣るもの
の、シフタの新たな配置を行なう必要が無いという利点
がある。したがって、複雑な形状を有するパターンに対
して極めて効果的であるとされている。しかし、所望の
転写パターン寸法を得るために必要なマスクパターン寸
法の修正や変更については何ら言及していない。On the other hand, the mask technology disclosed in US Pat. No. 4,360,586 controls the phase by slightly transmitting light to a region that should originally be shielded from light, and is a halftone phase mask or an Attenuate mask. be called. The effect of improving the resolution is the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 62-5081.
Although slightly inferior to the mask disclosed in Japanese Patent No. 1 Publication, there is an advantage that it is not necessary to dispose a new shifter. Therefore, it is said to be extremely effective for a pattern having a complicated shape. However, no reference is made to the correction or change of the mask pattern size necessary for obtaining the desired transfer pattern size.
【0008】ダイジェスト オブ ペーパーズ マイク
ロプロセス’93 50−51頁(Digest of Papers M
icroProcess '93 pp.50-51)におけるアルゴリズム フ
ォアフェイズ シフト マスク デザイン ウイズ プ
ライオリティ オン シフタ プレイスメント(Algori
thm for Phase Shift Mask Design with Priorityon Sh
ifter Placement)と題する論文、および、同52−5
3頁における ACAD システム フォア デザイニ
ング フェイズ シフティング マスクス(A CAD Syst
em for Designing Phase-Shifting Masks)と題する論
文に記載されている技術は、特公昭62−50811号
公報に開示されているマスクの性能を引き出すために、
位相シフタを自動的に配置する技術である。シフタ配置
の矛盾個所をできるだけ少なくする工夫が為されている
が、新たなシフタ配置を行なう必要が無い前記ハーフト
ーン位相マスクのパターン設計については何の示唆も無
い。Digest of Papers Micro Process '93, pp. 50-51 (Digest of Papers M
icroProcess '93 pp.50-51) Algorithm forephase shift mask design with priority on shifter placement (Algori
thm for Phase Shift Mask Design with Priorityon Sh
ifter Placement) and Id. 52-5
ACAD system on page 3 Fore designing Phase shifting masks (A CAD Syst
In order to bring out the performance of the mask disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-50811, a technique described in a paper entitled em for Designing Phase-Shifting Masks) is used.
This is a technology that automatically arranges the phase shifter. Although the ingenuity of the shifter arrangement is reduced as much as possible, there is no suggestion about the pattern design of the halftone phase mask which does not require a new shifter arrangement.
【0009】アイ イー イー イー、トランザクショ
ン オン セミコンダクター マニュファクチャリング
5(2)(1992年)138−152頁(IEEE Trans
action on Semiconductor Manufacturing, Vol.5, No.2
(1992), pp.138-152)における バイナリ アンド フ
ェイズ シフティング マスク デザイン フォアオプ
ティカル リソグラフィ(Binary and Phase Shifting
Mask Design for Optical Lithography)と題する論文
に記載されているマスク技術は、マスクパターン面を極
めて小さな領域に分割して透過光の位相と透過率を定義
するものである。したがって、パターンの定義が極端に
複雑化し、広い領域における最適化が困難であるという
実用面での問題がある。IE, Transaction ON Semiconductor Manufacturing 5 (2) (1992) pp. 138-152 (IEEE Trans
action on Semiconductor Manufacturing, Vol.5, No.2
(1992), pp.138-152) Binary and Phase Shifting Mask Design For Optical Lithography (Binary and Phase Shifting
The mask technology described in a paper entitled Mask Design for Optical Lithography defines the phase and transmittance of transmitted light by dividing the mask pattern surface into extremely small areas. Therefore, there is a problem in practical use that the definition of the pattern becomes extremely complicated and it is difficult to optimize in a wide area.
【0010】以上のように、ハーフトーン位相マスクは
形状制約の緩和の面では優れているものの、そのパター
ン形状の適正化については検討されていない。特に、本
来遮光すべき領域にもわずかな透過光が存在するから、
その透過光はパターンが接近すると干渉効果で強調され
る。その結果、本来パターンの存在しない部分にも無視
できない光強度レベルを有する投影像が形成されるとい
う問題がある。As described above, the halftone phase mask is excellent in terms of relaxing the shape constraint, but the optimization of the pattern shape has not been studied. Especially, since there is a slight amount of transmitted light in the area that should be originally shielded,
The transmitted light is emphasized by an interference effect when the patterns are close to each other. As a result, there is a problem that a projected image having a light intensity level that cannot be ignored is formed even in a portion where no pattern originally exists.
【0011】本発明の課題は、ハーフトーン位相マスク
に新たなパターンを付与することによって、前記不要の
投影像の影響を低減させることが可能な、パターン設計
方法及びシステムを提供することである。An object of the present invention is to provide a pattern design method and system capable of reducing the influence of the unnecessary projected image by adding a new pattern to the halftone phase mask.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の課題は、初期値と
して与えたハーフトーン位相マスクのパターンあるいは
部分的に修正したパターンで得られる投影像を計算する
手段と、計算結果を所望のパターン形状と比較する比較
手段と、両者の間に所定量より大きな差が発生した領域
に新たなパターンを付与するパターン発生手段とを設け
ることにより達成される。Means for Solving the Problems The above-mentioned problems are solved by a means for calculating a projected image obtained by a pattern of a halftone phase mask given as an initial value or a partially modified pattern, and a calculation result of a desired pattern shape. This is achieved by providing a comparison means for comparing with and a pattern generation means for applying a new pattern to a region where a difference larger than a predetermined amount has occurred between them.
【0013】また、初期値として与えたパターンの各辺
を投影光学条件で定められる所定距離Lだけ移動させ
て、拡大したパターンの輪郭線を発生させる手段と、複
数の輪郭線が所定距離以下に接近あるいは交差する部分
を抽出する手段と、抽出された部分に新たなパターンを
付与するパターン発生手段とを設けることにより達成さ
れる。Further, a means for generating the contour line of the enlarged pattern by moving each side of the pattern given as the initial value by a predetermined distance L determined by the projection optical condition, and a plurality of contour lines within a predetermined distance or less. This is achieved by providing means for extracting a portion approaching or intersecting and pattern generating means for giving a new pattern to the extracted portion.
【0014】[0014]
【作用】初期値として与えるハーフトーン位相シフトマ
スクの構造、及びそこから得られる光学像の概要の一例
を図9に示す。ハーフトーン位相シフトマスクは、光学
的に透明な基板42とハーフトーン部材43とから構成
され、わずかに光を通す擬似的な遮光部40と開口パタ
ーン41からなる。開口部41と擬似的な遮光部40を
透過する光は、振幅分布44が示すように異符号、すな
わち互いに位相が反転している。投影光学系を介して被
露光基板上に得られる振幅分布は曲線45のように得ら
れ、その絶対値の二乗をとって光強度分布47が得られ
る。投影像を計算する手段は、開口パターン41と露光
光学条件を入力すると最終的に光強度分布47を求める
ものである。ここで、パターンエッジ近傍には46に示
す負の振幅ピークが発生し、これが投影像のサイドロー
ブ48となって現われる。特に2個以上の開口パターン
が接近してくると、それぞれのパターンに対応したサイ
ドローブが強調されてパターンエッジからほぼL1の距
離の所に不要の投影像が得られる。この不要の投影像の
発生位置は、マスクパターンの投影像光強度分布を計算
し、そこから予測される像の形状と入力したパターン形
状とを比較することにより容易に知ることができる。こ
こで、パターンエッジ近傍に生じるサイドローブは、前
述のように開口パターン部の光とは異符号の光振幅によ
るものである。そこで、図10に示すように、パターン
50のエッジからほぼL1の距離の所にパターン発生手
段により新たな補正パターン51を付加すると、振幅分
布52の負の振幅ピーク部と、補正パターンの振幅分布
53とが重なってサイドローブの発生を防止することが
できる。ここで、補正パターン51は、単独では転写さ
れない寸法とするのが良いので、その幅をほぼ0.05
λ/NAから0.4λ/NAの間にとれば良い。ここ
に、λは露光光の波長、NAは露光用投影レンズの開口
数である。FIG. 9 shows an example of the structure of a halftone phase shift mask given as an initial value and the outline of an optical image obtained from the structure. The halftone phase shift mask is composed of an optically transparent substrate 42 and a halftone member 43, and is composed of a pseudo light shielding portion 40 that slightly allows light and an opening pattern 41. The light transmitted through the opening 41 and the pseudo light-shielding portion 40 has different signs, that is, their phases are inverted from each other, as indicated by the amplitude distribution 44. An amplitude distribution obtained on the substrate to be exposed via the projection optical system is obtained as a curve 45, and a light intensity distribution 47 is obtained by taking the square of the absolute value. The means for calculating the projected image is to finally obtain the light intensity distribution 47 when the aperture pattern 41 and the exposure optical condition are input. Here, a negative amplitude peak 46 is generated near the pattern edge, and this appears as a side lobe 48 of the projected image. In particular, when two or more aperture patterns come close to each other, side lobes corresponding to the respective patterns are emphasized, and an unnecessary projection image is obtained at a distance of approximately L1 from the pattern edge. The generation position of this unnecessary projection image can be easily known by calculating the projection image light intensity distribution of the mask pattern and comparing the image shape predicted from it with the input pattern shape. Here, the side lobes generated in the vicinity of the pattern edge are due to the light amplitude having a sign different from that of the light in the opening pattern portion as described above. Therefore, as shown in FIG. 10, when a new correction pattern 51 is added by the pattern generating means at a distance of approximately L1 from the edge of the pattern 50, the negative amplitude peak portion of the amplitude distribution 52 and the amplitude distribution of the correction pattern are obtained. It is possible to prevent the occurrence of side lobes by overlapping with 53. Here, it is preferable that the correction pattern 51 has a size such that it is not transferred by itself, so that the width thereof is about 0.05.
It may be set between λ / NA and 0.4λ / NA. Here, λ is the wavelength of the exposure light, and NA is the numerical aperture of the projection lens for exposure.
【0015】一方、サイドローブの発生する位置は光学
条件から予測することができ、図9に示す距離L1はほ
ぼ0.55λ/NA程度である。ただし、フォーカス位
置に依存して変化するので、L1のとりうる範囲は0.
4λ/NA<L1<1.1λ/NA程度である。そこ
で、輪郭線発生手段によって、入力されたパターンの各
辺から距離L1だけ離れた輪郭線を求め、その輪郭線が
接近あるいは交差する部分を求めれば、そこがサイドロ
ーブの強調される部分である。その部分に補正パターン
を配置すれば、所望の投影像が得られる。On the other hand, the position where the side lobe is generated can be predicted from the optical condition, and the distance L1 shown in FIG. 9 is about 0.55λ / NA. However, since it changes depending on the focus position, the range that L1 can take is 0.
It is about 4λ / NA <L1 <1.1λ / NA. Therefore, if the contour line generating unit obtains a contour line separated from each side of the input pattern by a distance L1 and finds a portion where the contour line approaches or intersects, the side lobe is emphasized. . By arranging the correction pattern in that portion, a desired projected image can be obtained.
【0016】図11は、周期パターン54を有するハー
フトーン位相マスクを示す図である。被露光基板上で
は、周期パターンの中央部では良好な光強度分布55が
得られるものの、端部では負のピーク56が得られる。
したがって、密集したパターン群の端部パターンの外側
にも同様の補正パターンを配置することにより、所望の
形状の投影像が得られる。FIG. 11 is a diagram showing a halftone phase mask having a periodic pattern 54. On the substrate to be exposed, a good light intensity distribution 55 is obtained at the center of the periodic pattern, but a negative peak 56 is obtained at the end.
Therefore, by arranging a similar correction pattern outside the end pattern of the dense pattern group, a projected image of a desired shape can be obtained.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【0018】(実施例1)図1は、本発明のフォトマス
クパターン設計方法のフローチャートを示す図である。
まず、入力データ読み込み工程1において、ハーフトー
ン位相シフトマスクのパターンの初期値と該マスクパタ
ーンを被露光基板上に転写する投影光学系のパラメータ
を読み込む。ここで、投影光学系のパラメータとは、投
影レンズの開口数NA、転写に用いる光の波長λ、コヒ
ーレンスの度合いを表わすパラメータσである。(Embodiment 1) FIG. 1 is a flowchart showing a photomask pattern designing method of the present invention.
First, in the input data reading step 1, the initial value of the pattern of the halftone phase shift mask and the parameters of the projection optical system for transferring the mask pattern onto the substrate to be exposed are read. Here, the parameters of the projection optical system are the numerical aperture NA of the projection lens, the wavelength λ of the light used for transfer, and the parameter σ representing the degree of coherence.
【0019】次に、投影像光強度分布演算工程2で、上
記マスクパターンで得られる投影像を計算する。投影像
とマスクパターンとは表示工程3において表示される。
表示領域は、全体あるいは指定した部分のいずれかを選
択できるようにした。同時に、比較工程4で、マスクパ
ターンと計算された投影像の形状の比較を行なう。ここ
で投影像の形状とは、例えば、光強度分布を所定の強度
レベルでスライスして得られる輪郭である。比較の結
果、両者が許容値以下の差であれば設計終了であるが、
差が大きい場合、すなわちサイドローブが強調されて不
要のパターンが形成された場合は、パターン発生工程5
で補正パターンを付与する。ここで、補正パターンの寸
法を0.25λ/NAとした。再度投影像計算を行なっ
て、入力したマスクパターンと比較する。両者の差が小
さくなるように、補正パターン配置と投影像計算とを数
回程度繰り返してもよい。ただし、この繰り返しループ
が無限ループになるのを防ぐために所定の打切り回数を
予め入力しておく。Next, in the projected image light intensity distribution calculation step 2, the projected image obtained by the mask pattern is calculated. The projected image and the mask pattern are displayed in the display step 3.
The display area can be selected either whole or specified. At the same time, in the comparison step 4, the mask pattern and the calculated projected image shape are compared. Here, the shape of the projected image is, for example, a contour obtained by slicing the light intensity distribution at a predetermined intensity level. As a result of the comparison, if the difference between the two is less than the allowable value, the design is finished,
When the difference is large, that is, when the unnecessary pattern is formed by enhancing the side lobes, the pattern generating step 5
The correction pattern is added with. Here, the size of the correction pattern is 0.25λ / NA. The projected image is calculated again and compared with the input mask pattern. The correction pattern arrangement and the projection image calculation may be repeated several times so that the difference between the two becomes small. However, in order to prevent this repeated loop from becoming an infinite loop, a predetermined number of times of termination is input in advance.
【0020】図2は、ハーフトーン位相シフトマスクの
入力パターン例であり、ハーフトーン部10の中に開口
パターン11,12,13,14が配置されている。こ
のマスクをλ=0.365μm、NA=0.5、σ=
0.3なる投影露光装置で転写した時に得られる像を、
投影像演算部2で予測した。結果は図3に示す通りであ
り、強調されたサイドローブが発生した。そこで、サイ
ドローブが発生した部分に、図4に示すようにはば0.
15μm相当の補正パターンを自動発生させた。その結
果、投影像は、図5に示すものとなり良好なパターンが
得られた。得られたマスクパターンは格納工程6で、パ
ターンデータとして格納した。FIG. 2 shows an example of an input pattern of the halftone phase shift mask, in which opening patterns 11, 12, 13, 14 are arranged in the halftone portion 10. This mask has λ = 0.365 μm, NA = 0.5, σ =
The image obtained when transferred with a projection exposure apparatus of 0.3
It was predicted by the projection image calculation unit 2. The result is as shown in FIG. 3, and emphasized side lobes occurred. Therefore, as shown in FIG.
A correction pattern corresponding to 15 μm was automatically generated. As a result, the projected image was as shown in FIG. 5, and a good pattern was obtained. The obtained mask pattern was stored as pattern data in the storing step 6.
【0021】以上の設計方法を実現するためのフォトマ
スクパターン設計システムを、図17に示す。ファイル
121に格納されているパターン初期値は、入力データ
読み込み手段122で読み込まれファイル128に格納
される。投影像光強度演算手段123は、入力データか
ら予測される投影像を計算し、結果をファイル129に
格納する。比較手段125は、ファイル128、129
に格納されているデータを比較する。同時に、両者は表
示手段124で同時又は順次表示される。両者の差が大
きい場合は、パターン発生手段126で前述の補正パタ
ーンを発生させて初期値パターンに付加し、再びファイ
ル128に格納する。ファイル128、129に格納さ
れているデータの差が許容値以内となっとき、格納手段
127はファイル128に格納されたデータを最終的に
得られたフォトマスクパターンデータとして、ファイル
130に出力する。FIG. 17 shows a photomask pattern design system for realizing the above design method. The pattern initial value stored in the file 121 is read by the input data reading means 122 and stored in the file 128. The projection image light intensity calculation means 123 calculates a projection image predicted from the input data, and stores the result in the file 129. The comparing means 125 uses the files 128 and 129.
Compare the data stored in. At the same time, both are displayed simultaneously or sequentially on the display means 124. If the difference between the two is large, the above-mentioned correction pattern is generated by the pattern generation means 126, added to the initial value pattern, and stored again in the file 128. When the difference between the data stored in the files 128 and 129 is within the allowable value, the storage unit 127 outputs the data stored in the file 128 to the file 130 as the finally obtained photomask pattern data.
【0022】なお、入力したパターン、新たに発生させ
たパターンを含むパターン群、あるいは投影像計算結果
を同時又は順次表示することにより、システムの操作性
を高めることができた。The operability of the system can be improved by displaying the input pattern, the pattern group including the newly generated pattern, or the projection image calculation result simultaneously or sequentially.
【0023】本実施例によれば、パタ−ン配置や形状が
複雑であっても補正パタ−ンの位置を正確に求めること
ができる。According to this embodiment, the position of the correction pattern can be accurately obtained even if the pattern arrangement and shape are complicated.
【0024】(実施例2)図6は、本発明の第2の実施
例であるマスクパターン設計方法のフローチャートを示
す図である。まず、入力デー読み込み工程1において、
ハーフトーン位相シフトマスクのパターンの初期値と該
マスクパターンを被露光基板上に転写する投影光学系の
パラメータを読み込む。ここで、投影光学系のパラメー
タとは、実施例1と同様、投影レンズの開口数NA、転
写に用いる光の波長λ、コヒーレンスの度合いを表わす
パラメータσである。(Embodiment 2) FIG. 6 is a diagram showing a flow chart of a mask pattern designing method according to a second embodiment of the present invention. First, in the input data reading step 1,
The initial value of the pattern of the halftone phase shift mask and the parameters of the projection optical system that transfers the mask pattern onto the substrate to be exposed are read. Here, the parameters of the projection optical system are, similarly to the first embodiment, the numerical aperture NA of the projection lens, the wavelength λ of the light used for transfer, and the parameter σ representing the degree of coherence.
【0025】次に、輪郭線生成工程20で、入力された
開口パターンが拡大するように各辺を距離Lだけ外側に
移動させ、新たな図形の輪郭線を発生させる。図7に示
す例では、入力パターン24に対して、各辺を矢印2
6,27,28,29に示す向きに距離Lだけ移動させ
て得られる図形の輪郭線25を定義した。図2に示す入
力パターンに対して上記の処理を施した結果、図8に示
す輪郭線30,31,32,33を形成することができ
た。Next, in the contour line generation step 20, each side is moved outward by a distance L so that the input opening pattern is enlarged, and a contour line of a new figure is generated. In the example shown in FIG. 7, each side of the input pattern 24 is indicated by an arrow 2
The contour line 25 of the figure obtained by moving in the directions indicated by 6, 27, 28 and 29 by the distance L is defined. As a result of performing the above processing on the input pattern shown in FIG. 2, the contour lines 30, 31, 32, 33 shown in FIG. 8 could be formed.
【0026】パターンの拡大図形を発生した後、図6に
示す演算工程21で、輪郭線が互いに接近あるいは交差
する部分を求める。その部分に、パターン発生工程22
で補正パターンを発生させる。その結果を、パターンデ
ータ格納工程23で所定のファイルに出力した。図8に
示す例では、補正パターン35−1,35−2,36が
付与された。更に、図11から、密集パターン外側にも
サイドローブが発生することがわかるので、マニュアル
操作で補正パターン34,35を挿入した。いずれも、
パターン寸法は実施例1と同一に設定してある。その結
果、図5に示す結果と同様の良好な結果が得られた。マ
ニュアル操作で付与したパターン34,35は必ずしも
必要ではなく、端部のパターン寸法をやや大きく設定し
ても事実上問題の無い結果が得られた。尚、図8に示す
補正パターン36等は一方向に長いパターンである。こ
のような場合、図14に示すように、補正パターン69
を、パターン70、71、72等に分割し、それらの間
隔を補正パターンの幅程度にして並べて配置しても、同
様の補正効果が得られた。After the enlarged figure of the pattern is generated, in a calculation step 21 shown in FIG. 6, a portion where the contour lines approach or intersect each other is obtained. At that portion, a pattern generating step 22
Generate a correction pattern with. The result was output to a predetermined file in the pattern data storing step 23. In the example shown in FIG. 8, correction patterns 35-1, 35-2, and 36 are added. Further, it can be seen from FIG. 11 that side lobes are also generated outside the dense pattern, so the correction patterns 34 and 35 were manually inserted. In each case,
The pattern size is set to be the same as that of the first embodiment. As a result, good results similar to those shown in FIG. 5 were obtained. The patterns 34 and 35 provided by the manual operation are not always necessary, and even if the pattern size of the end portion is set to be slightly large, a result having practically no problem was obtained. The correction pattern 36 and the like shown in FIG. 8 are patterns that are long in one direction. In such a case, as shown in FIG. 14, the correction pattern 69
The same correction effect was obtained by dividing the pattern into patterns 70, 71, 72, etc., and arranging the patterns 70, 71, 72, etc. side by side with the interval therebetween being about the width of the correction pattern.
【0027】図18は、第2の実施例の設計方法を実現
するためのフォトマスクパターン設計システムを示す図
である。パターン初期値が格納されているファイル12
1、入力データ読み込み手段122、および出力ファイ
ル130は、図17に示すシステムと同一である。輪郭
線生成手段131は、図6に示す工程20を実現する手
段であって、生成した輪郭線をファイル135に出力す
る。演算手段132は、輪郭線が接近あるいは交差する
領域を求める手段で、図6に示す工程21を実現するも
のである。補正パターンを発生させる工程22を実現す
る手段がパターン発生手段133であり、補正パターン
を含むフォトマスクパターンはパターンデータ格納手段
134によってファイル130に出力される。FIG. 18 is a diagram showing a photomask pattern design system for realizing the design method of the second embodiment. File 12 in which initial pattern values are stored
1, the input data reading means 122, and the output file 130 are the same as those in the system shown in FIG. The contour line generation unit 131 is a unit that realizes the step 20 shown in FIG. 6, and outputs the generated contour line to the file 135. The calculation means 132 is a means for obtaining a region where the contour lines approach or intersect, and realizes step 21 shown in FIG. The means for realizing the step 22 of generating the correction pattern is the pattern generation means 133, and the photomask pattern including the correction pattern is output to the file 130 by the pattern data storage means 134.
【0028】補正パターン配置を高性能化するために、
以下の処理も行なってみた。まず、パターンの拡大図形
の輪郭線発生に先だって、入力パターンの隣接位置関係
を計算する。距離L’(例えば1.2λ/NA)以内に
隣接パターンが存在しないパターンあるいはパターンの
辺を抽出して、その図形が解像限界に近い寸法を有する
ときは、その幅を所定量だけ大きくする。隣接パターン
が存在するパターンについては寸法の変更は行なわな
い。例えば、図15に示すように、パターン82が解像
限界に近い幅を有するときは、その寸法を所定量だけ大
きくして図形83を定義する。同様に、パターン80に
ついても微細幅の部分については拡幅し、図形81を定
義する。次に、図7に示すような輪郭線25をすべての
入力パターンについて求める。図15に示す例では、輪
郭線84、85を求める。最後に、輪郭線が互いに接近
あるいは交差する部分にパターン発生部22で補正パタ
ーンを発生させる。更に、入力パターンの寸法を所定量
だけ大きくしたパターンの輪郭線については、距離L’
以内に隣接パターンが存在しない領域に対しては補正パ
ターンを発生させた。また、入力パターンの図形が位置
方向に長く、かつ幅が微細な場合には、パターン頂点部
に対応する輪郭線を無視して補正パターンを配置する候
補から外した。同様に、入力パターンの全体あるいは部
分的に寸法が大きく、かつ対応する輪郭線が他の輪郭線
と交差も接近もしていない場合は、補正パターンを配置
する候補から外した。その結果、図4に示すパターンと
同様の結果が得られた。In order to improve the performance of the correction pattern arrangement,
I also tried the following process. First, the adjacent positional relationship of the input pattern is calculated prior to the generation of the contour line of the enlarged figure of the pattern. When the pattern or the side of the pattern in which the adjacent pattern does not exist within the distance L ′ (for example, 1.2λ / NA) is extracted and the figure has a dimension close to the resolution limit, the width is increased by a predetermined amount. . The dimension is not changed for the pattern having the adjacent pattern. For example, as shown in FIG. 15, when the pattern 82 has a width close to the resolution limit, the dimension is increased by a predetermined amount to define the figure 83. Similarly, with respect to the pattern 80, the fine width portion is widened to define the graphic 81. Next, contour lines 25 as shown in FIG. 7 are obtained for all input patterns. In the example shown in FIG. 15, contour lines 84 and 85 are obtained. Finally, the pattern generation unit 22 generates a correction pattern at the portion where the contour lines approach or intersect each other. Furthermore, for the contour line of the pattern obtained by increasing the size of the input pattern by a predetermined amount, the distance L ′
A correction pattern was generated for an area within which no adjacent pattern existed. Further, when the figure of the input pattern is long in the position direction and has a fine width, the contour line corresponding to the pattern apex portion is ignored and excluded from the candidates for arranging the correction pattern. Similarly, when the size of the input pattern is large in whole or in part and the corresponding contour line does not intersect or approach other contour lines, the correction pattern is excluded from the candidates to be arranged. As a result, the same result as the pattern shown in FIG. 4 was obtained.
【0029】図12は比較的大きなパターン57,58
が角部で接近している例である。更に、周辺部には遮光
領域59が設定されている。遮光領域は、パターン入力
直後に、図13に示すような微細周期パターン群68に
自動的に置き換えられる。ここで、ハーフトーン周期パ
ターンの光透過領域とハーフトーン領域との面積比は、
√t:1(tはハーフトーン部の光強度透過率)に設定
され、その周期は投影光学系の解像限界より小さい値で
ある。前記マスクを用いると、マスクパターン57,5
8の投影像60,61の他に、近接効果によって不要の
パターン62,63が投影されたが、この場合も、本実
施例で2か所に補正パターン66,67を配置すること
により、不要パターンの無い投影像を得ることができ
た。FIG. 12 shows a relatively large pattern 57, 58.
Is an example of approaching at a corner. Further, a light shielding area 59 is set in the peripheral portion. Immediately after the pattern is input, the light-shielded area is automatically replaced with the fine periodic pattern group 68 as shown in FIG. Here, the area ratio between the light transmission area and the halftone area of the halftone periodic pattern is
√t: 1 (t is the light intensity transmittance of the halftone portion), and its period is a value smaller than the resolution limit of the projection optical system. Using the mask, mask patterns 57, 5
In addition to the projected images 60 and 61 of FIG. 8, unnecessary patterns 62 and 63 were projected due to the proximity effect, but in this case as well, it is unnecessary by arranging the correction patterns 66 and 67 in two places in this embodiment. A projected image without a pattern could be obtained.
【0030】本実施例によれば、投影像計算をしなくて
すむので短時間で補助パタ−ンの位置を求めることがで
きる。According to this embodiment, it is not necessary to calculate the projected image, so that the position of the auxiliary pattern can be obtained in a short time.
【0031】以上の手法で、ハーフトーン位相シフトマ
スクのパターン設計を効率的に行なうことができた。図
16に示すように、設計されたマスク108を投影露光
装置のマスク載置台109上に載置し、投影レンズ11
1を介して、通常の方法でレジストが塗布されたウェー
ハ112上にパターンを転写した。光源101から発す
る光は、凹面鏡102、ミラー103、106、フライ
アイレンズ104、絞り104−1、レンズ系104、
105、107を介してマスク108を照明する。この
時、絞り104−1の大きさを制御することによりハー
フトーン位相マスクとしての効果を引き出すことができ
た。ウェーハ112はウェーハ載置台113上に固定さ
れ、更に投影レンズ111の光軸方向に移動可能なステ
ージ114と前記光軸と垂直な面内に移動可能なステー
ジ115の上に搭載されている。両ステージはそれぞれ
の駆動系118、119により制御されている。マスク
位置制御系110でマスク載置台109を位置決めする
と共に、ウェーハ位置をミラー116の位置としてレー
ザ干渉系117でモニタすることにより、マスク108
とウェーハ112との位置合わせを行なった。露光装置
全体の制御は主制御系120を用いて行なった。パター
ン転写後に、通常の現像処理によりレジストパターンを
形成した。その結果、微細パターンを有する半導体集積
回路等を製造することができた。By the above method, the pattern design of the halftone phase shift mask could be efficiently performed. As shown in FIG. 16, the designed mask 108 is mounted on the mask mounting table 109 of the projection exposure apparatus, and the projection lens 11
The pattern was transferred to the wafer 112 on which the resist was applied by the usual method. Light emitted from the light source 101 includes a concave mirror 102, mirrors 103 and 106, a fly-eye lens 104, a diaphragm 104-1, a lens system 104,
The mask 108 is illuminated via 105 and 107. At this time, the effect as a halftone phase mask could be brought out by controlling the size of the diaphragm 104-1. The wafer 112 is fixed on a wafer mounting table 113, and is further mounted on a stage 114 movable in the optical axis direction of the projection lens 111 and a stage 115 movable in a plane perpendicular to the optical axis. Both stages are controlled by respective drive systems 118 and 119. The mask position control system 110 positions the mask mounting table 109, and the laser interference system 117 monitors the wafer position as the position of the mirror 116.
And the wafer 112 were aligned. The control of the entire exposure apparatus was performed using the main control system 120. After the pattern transfer, a resist pattern was formed by an ordinary developing process. As a result, a semiconductor integrated circuit or the like having a fine pattern could be manufactured.
【0032】尚、ハーフトーン位相マスクではなく、通
常のクロムマスクを用いた場合でも類似の効果が得られ
る。特に、投影露光装置の絞り104−1を絞って干渉
性の強い条件とした場合は、補正パターン配置の効果が
良く現われた。A similar effect can be obtained by using an ordinary chrome mask instead of the halftone phase mask. In particular, when the diaphragm 104-1 of the projection exposure apparatus is narrowed down to make the condition of strong coherence, the effect of the correction pattern arrangement is exhibited well.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、パターン寸法の修正や
投影像形状誤差を補正するための新たなパターン発生を
自動的に行なうことによって、ハーフトーン位相シフト
マスクのパターン形状の最適化を容易に実現できるとい
う効果がある。さらに、この容易化のためにハーフトー
ン位相シフトマスクの利用効率が向上するので、該マス
クを用いた位相シフト露光法による微細パターン転写が
効率良く行なわれ、集積度の高い半導体デバイスの製造
が容易になるという効果がある。According to the present invention, it is easy to optimize the pattern shape of the halftone phase shift mask by automatically performing pattern size correction and generation of a new pattern for correcting the projection image shape error. There is an effect that can be realized. Further, since the utilization efficiency of the halftone phase shift mask is improved due to this simplification, fine pattern transfer by the phase shift exposure method using the mask is efficiently performed, and the manufacture of highly integrated semiconductor devices is easy. Has the effect of becoming.
【0034】[0034]
【図1】本発明の実施例であるパターン設計のフローチ
ャートを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a flow chart of a pattern design which is an embodiment of the present invention.
【図2】ハーフトーン位相シフトマスクにおけるパター
ンの初期値の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of initial values of patterns in a halftone phase shift mask.
【図3】初期パターンの投影像計算結果を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a projection image calculation result of an initial pattern.
【図4】付加すべきパターンを自動発生させた後のマス
クパターンの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a mask pattern after automatically generating a pattern to be added.
【図5】図4に示すパターンの投影像計算結果を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a projection image calculation result of the pattern shown in FIG.
【図6】本発明の別の実施例であるパターン設計のフロ
ーチャートを示す図である。FIG. 6 is a view showing a flow chart of pattern design which is another embodiment of the present invention.
【図7】初期パターンの各々の辺を距離Lだけ移動し
て、拡幅させた図形を発生させる概念を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a concept of moving each side of the initial pattern by a distance L to generate a widened figure.
【図8】拡幅させた図形と、その交差あるいは接近部分
に発生させた新たなパターンとを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a widened figure and a new pattern generated at an intersection or an approaching portion thereof.
【図9】ハーフトーン位相シフトマスクの概念を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing the concept of a halftone phase shift mask.
【図10】ハーフトーン位相シフトマスクにおける補正
パターン配置の効果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an effect of arrangement of correction patterns in a halftone phase shift mask.
【図11】周期パターンを有するハーフトーン位相シフ
トマスクの概念を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the concept of a halftone phase shift mask having a periodic pattern.
【図12】ハーフトーン位相シフトマスクのパターン配
置の他の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing another example of pattern arrangement of a halftone phase shift mask.
【図13】遮光領域を形成するハーフトーン位相シフト
マスクのパターンを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a pattern of a halftone phase shift mask which forms a light shielding region.
【図14】補正パターンの形状を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a shape of a correction pattern.
【図15】初期パターンの寸法を変化させた後に辺を距
離Lだけ移動して、拡幅させた図形を発生させる概念を
示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the concept of changing the size of the initial pattern and then moving the side by a distance L to generate a widened figure.
【図16】投影露光装置を用いて、マスクパターンをウ
ェーハ上に転写することを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing transfer of a mask pattern onto a wafer using a projection exposure apparatus.
【図17】本発明の実施例であるパターン設計システム
の概略図である。FIG. 17 is a schematic diagram of a pattern design system that is an embodiment of the present invention.
【図18】本発明の他の実施例であるパターン設計シス
テムの概略図である。FIG. 18 is a schematic view of a pattern design system according to another embodiment of the present invention.
1…入力工程、2…投影像演算工程、3…表示工程、4
…マスクパターンと投影像の比較工程、5…補正パター
ン発生工程、6…データ格納工程、10…マスク上のハ
ーフトーン部、11,12,13,14…開口パター
ン、 15,16,17,18…補正パターン、20…
輪郭線生成工程、 21…輪郭線チェック工程、22…
補正パターン発生工程、 30,31,32,33…拡
幅パターン輪郭線、50…主開口パターン、51…補正
パターン、52…主開口パターンを透過する光の振幅分
布、53…補正パターンを透過する光の振幅分布。10
1…光源、108…マスク、111…投影レンズ、11
2…ウェーハ、122…入力手段、123…投影像演算
手段、124…表示手段、125…マスクパターンと投
影像の比較手段、126…補正パターン発生手段、12
7…データ格納手段、131…輪郭線生成手段、 13
2…輪郭線チェック手段、133…補正パターン発生手
段、134…データ格納手段。1 ... Input process, 2 ... Projected image calculation process, 3 ... Display process, 4
... mask pattern and projected image comparison step, 5 ... correction pattern generation step, 6 ... data storage step, 10 ... halftone part on mask, 11, 12, 13, 14 ... aperture pattern, 15, 16, 17, 18 ... correction pattern, 20 ...
Contour line generation process, 21 ... Contour line check process, 22 ...
Correction pattern generation step, 30, 31, 32, 33 ... Wide pattern outline, 50 ... Main opening pattern, 51 ... Correction pattern, 52 ... Amplitude distribution of light transmitted through main opening pattern, 53 ... Light passing through correction pattern Amplitude distribution of. 10
1 ... Light source, 108 ... Mask, 111 ... Projection lens, 11
Reference numeral 2 ... Wafer, 122 ... Input means, 123 ... Projected image calculation means, 124 ... Display means, 125 ... Mask pattern and projected image comparison means, 126 ... Correction pattern generation means, 12
7 ... Data storage means, 131 ... Contour line generation means, 13
2 ... Contour line checking means, 133 ... Correction pattern generating means, 134 ... Data storing means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 信次 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Okazaki 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.
Claims (16)
ために使用するフォトマスクのパターン設計方法であっ
て、所望の形状を有する第1のフォトマスクパターンを
初期値として与えるパターン入力工程と、前記投影光学
系の光学条件を表わすパラメータを入力する光学パラメ
ータ入力工程と、前記投影光学系で得られる前記第1の
フォトマスクパターンの投影像光強度分布を計算する投
影像演算工程と、前記投影像演算工程で得られる結果を
前記の初期値として与えられた前記第1のフォトマスク
パターンと比較する比較工程と、前記比較工程で比較し
た結果が予め指定した許容値より大きい部分に対しては
新たな第2のフォトマスクパターンを付与する補正パタ
ーン発生工程とを含むことを特徴とするフォトマスクパ
ターン設計方法。1. A pattern design method for a photomask used to transfer a pattern through a projection optical system, comprising: a pattern input step of providing a first photomask pattern having a desired shape as an initial value. An optical parameter input step of inputting a parameter representing an optical condition of the projection optical system; a projection image calculation step of calculating a projection image light intensity distribution of the first photomask pattern obtained by the projection optical system; For the comparison step of comparing the result obtained in the image calculation step with the first photomask pattern given as the initial value, and for the portion where the comparison result in the comparison step is larger than a predetermined allowable value, And a correction pattern generating step of applying a new second photomask pattern.
ために使用するフォトマスクのパターン設計方法であっ
て、所望の形状を有する第1のフォトマスクパターンを
初期値として与えるパターン入力工程と、前記投影光学
系の光学条件を表わすパラメータを入力する光学パラメ
ータ入力工程と、初期値として与えられた前記第1のフ
ォトマスクパターンの各辺を投影光学条件で定められる
所定距離Lだけ移動させて前記第1のフォトマスクパタ
ーンを拡大させた新たな図形の輪郭線を発生させる輪郭
線生成工程と、前記新たな図形の輪郭線が所定距離以下
に接近あるいは交差する部分を抽出する工程と、前記抽
出された部分に新たな第2のフォトマスクパターンを付
与するパターン発生工程とを含むことを特徴とするフォ
トマスクパターン設計方法。2. A pattern design method for a photomask used to transfer a pattern through a projection optical system, comprising: a pattern input step of giving a first photomask pattern having a desired shape as an initial value. An optical parameter input step of inputting a parameter representing an optical condition of the projection optical system, and moving each side of the first photomask pattern given as an initial value by a predetermined distance L determined by the projection optical condition. A contour line generating step of generating a contour line of a new figure in which the first photomask pattern is enlarged; a step of extracting a portion where the contour line of the new figure approaches or intersects within a predetermined distance or less; And a pattern generating step of applying a new second photomask pattern to the exposed portion. A total way.
スクパターン設計方法において、前記第1のフォトマス
クパターンは、露光光を透過する透光パターン部と、光
の強度透過率が40%以下のハーフトーンパターン部と
から構成され、かつ、前記透光パターン部を透過する光
と前記ハーフトーンパターン部を透過する光は、互いに
約180度の奇数倍の位相差を有することを特徴とする
フォトマスクパターン設計方法。3. The photomask pattern designing method according to claim 1 or 2, wherein the first photomask pattern has a transparent pattern portion that transmits exposure light, and an intensity transmittance of light is 40%. And a light which passes through the light-transmitting pattern portion and a light which passes through the halftone pattern portion have a phase difference of an odd multiple of about 180 degrees. Photomask pattern design method.
計方法において、前記輪郭線生成工程に先立って、パタ
ーン入力工程で入力された上記第1のフォトマスクパタ
ーンが解像限界付近の寸法を有する初期パターンを含
み、かつ少なくとも一方の所定領域内に隣接パターンが
存在しない場合には、該初期パターンの寸法を所定量大
きくしてこれを該初期パターンに置き換えるパターン拡
幅工程を含み、該初期パターンの各辺を前記所定距離L
だけ移動させて生成する輪郭線の一方向の長さが予め決
められた値より短い場合はこれを削除する工程と、前記
パターン拡幅工程で拡幅した前記初期パターンに対応す
る輪郭線上には他の輪郭線が近接しなくても補正パター
ンを発生させる工程とを有することを特徴とするフォト
マスクパターン設計方法。4. The photomask pattern designing method according to claim 2, wherein the first photomask pattern input in the pattern inputting step has a dimension near a resolution limit prior to the contour generating step. When the initial pattern is included and there is no adjacent pattern in at least one of the predetermined regions, a pattern widening step of increasing the size of the initial pattern by a predetermined amount and replacing it with the initial pattern is performed. Each side is the predetermined distance L
If the length of the contour line generated in one direction is shorter than a predetermined value, the step of deleting the contour line and the contour line corresponding to the initial pattern widened in the pattern widening step are different from each other. And a step of generating a correction pattern even if the contours do not come close to each other.
スクパターン設計方法において、前記所定距離Lは、前
記投影光学系の開口数をNA、露光光の波長をλとする
とき、k1・λ/NAで与えられ、0.4≦k1≦1.1
であることを特徴とするフォトマスクパターン設計方
法。5. The photomask pattern designing method according to claim 2, wherein the predetermined distance L is k 1 when the numerical aperture of the projection optical system is NA and the wavelength of exposure light is λ. · Given by λ / NA, 0.4 ≦ k 1 ≦ 1.1
And a photomask pattern designing method.
記載のフォトマスクパターン設計方法において、前記第
2のフォトマスクパターンの寸法は、前記投影光学系の
開口数をNA、露光光の波長をλとするとき、k2・λ
/NAで与えられ、また、前記第2のフォトマスクパタ
ーンの形状が一方向に長く伸びている場合はその短辺の
寸法がk2・λ/NAで与えられ、0.05≦k2≦0.
4であることを特徴とするフォトマスクパターン設計方
法。6. The photomask pattern designing method according to claim 2, 4, or 5, wherein the dimension of the second photomask pattern is the numerical aperture of the projection optical system NA. When the wavelength of the exposure light is λ, k 2 · λ
/ NA, and when the shape of the second photomask pattern extends long in one direction, the dimension of its short side is given by k 2 · λ / NA, and 0.05 ≦ k 2 ≦ 0.
4. A photomask pattern designing method, wherein
計方法において、前記投影光学系で得られる前記第1の
フォトマスクパターンの投影像光強度分布を計算する投
影像演算工程と、前記投影像演算工程で得られる結果を
前記の初期値として与えられた所望の形状を有する前記
第1のフォトマスクパターンとを比較する比較工程とを
含むことを特徴とするフォトマスクパターン設計方法。7. The photomask pattern designing method according to claim 6, wherein a projection image calculation step of calculating a projection image light intensity distribution of the first photomask pattern obtained by the projection optical system, and the projection image. And a comparison step of comparing the result obtained in the calculation step with the first photomask pattern having a desired shape given as the initial value.
ために使用するフォトマスクのパターン設計システムで
あって、所望の形状を有する第1のフォトマスクパター
ンを初期値として与えるパターン入力手段と、前記投影
光学系の光学条件を表わすパラメータを入力する光学パ
ラメータ入力手段と、前記投影光学系で得られる前記第
1のフォトマスクパターンの投影像光強度分布を計算す
る投影像演算手段と、前記投影像演算手段で得られる結
果を前記の初期値として与えられた所望の形状を有する
第1のフォトパターンと比較する比較手段と、前記比較
手段で比較した結果が予め指定した許容値より大きい部
分に対しては新たな第2のフォトマスクパターンを付与
する補正パターン発生手段とを含むことを特徴とするフ
ォトマスクパターン設計システム。8. A pattern design system for a photomask used to transfer a pattern through a projection optical system, comprising pattern input means for providing a first photomask pattern having a desired shape as an initial value. Optical parameter input means for inputting parameters representing optical conditions of the projection optical system; projection image calculation means for calculating a projection image light intensity distribution of the first photomask pattern obtained by the projection optical system; Comparing means for comparing the result obtained by the image computing means with the first photo pattern having the desired shape given as the initial value, and a portion for which the result compared by the comparing means is larger than a predetermined allowable value. On the other hand, a photomask pattern including a correction pattern generating means for applying a new second photomask pattern. Design system.
計システムにおいて、前記第1のフォトマスクパターン
は、露光光を透過する透光パターン部と、光の強度透過
率が40%以下のハーフトーンパターン部とから構成さ
れ、かつ、前記透光パターン部を透過する光と前記ハー
フトーンパターン部を透過する光は、互いに約180度
の奇数倍の位相差を有することを特徴とするフォトマス
クパターン設計システム。9. The photomask pattern design system according to claim 8, wherein the first photomask pattern has a transparent pattern portion that transmits exposure light and a halftone having a light intensity transmittance of 40% or less. A photomask pattern comprising a pattern portion, wherein light passing through the light transmitting pattern portion and light passing through the halftone pattern portion have a phase difference of an odd multiple of about 180 degrees. Design system.
うために使用するフォトマスクのパターン設計システム
であって、所望の形状を有する第1のパターンを初期値
として与えるパターン入力手段と、前記投影光学系の光
学条件を表わすパラメータを入力する光学パラメータ入
力手段と、初期値として与えられた前記第1のパターン
の各辺を投影光学条件で定められる所定距離Lだけ移動
させてパターンを拡大させた新たな図形の輪郭線を発生
させる輪郭線生成手段と、前記輪郭線が所定距離以下に
接近あるいは交差する部分を抽出する抽出手段と、前記
抽出された部分に新たな補正パターンを付与する補正パ
ターン発生手段とを含むことを特徴とするフォトマスク
パターン設計システム。10. A pattern design system for a photomask used for transferring a pattern via a projection optical system, comprising pattern input means for providing a first pattern having a desired shape as an initial value, and the projection. Optical parameter input means for inputting parameters representing optical conditions of the optical system, and each side of the first pattern given as an initial value are moved by a predetermined distance L determined by the projection optical conditions to enlarge the pattern. Contour generating means for generating a contour of a new figure, extracting means for extracting a portion where the contour approaches or intersects a predetermined distance or less, and a correction pattern for giving a new correction pattern to the extracted portion A photomask pattern design system comprising: a generating unit.
マスクパターン設計システムにおいて、前記パターン入
力手段で入力されたパターン、あるいは前記パターン発
生手段で新たなパターンを付与したマスクパターン、あ
るいは前記投影像演算手段で得られる結果の内の、少な
くとも2種の画像を全領域あるいは指定された部分領域
だけ抽出し、同時あるいは順次表示する表示手段をさら
に有することを特徴とするフォトマスクパターン設計シ
ステム。11. The photomask pattern design system according to claim 8 or 10, wherein the pattern input by the pattern input means, a mask pattern to which a new pattern is added by the pattern generating means, or the projection A photomask pattern design system, further comprising display means for extracting at least two kinds of images out of the results obtained by the image calculation means only in the whole area or in a designated partial area and displaying them simultaneously or sequentially.
ン設計システムにおいて、上記表示手段は、マスクパタ
ーンの領域を、少なくとも光透過領域とハーフトーンパ
ターン領域と実質的に光を遮断する遮光領域との3種の
領域に互いに区別して表示する手段であって、かつ、前
記遮光領域を、前記投影光学系が転写できるパターン寸
法よりも微細なハーフトーン周期パターン群で構成し、
該パターン群の光透過領域とハーフトーン領域の面積比
をほぼ√t:1(tはハーフトーン部の強度透過率)と
なるように配置する遮光領域発生手段を有することを特
徴とするフォトマスクパターン設計システム。12. The photomask pattern design system according to claim 11, wherein said display means comprises at least a light-transmitting region, a halftone pattern region, and a light-shielding region for substantially blocking light from the mask pattern region. A means for displaying in three types of areas distinguishably from each other, wherein the light-shielding area is composed of a halftone periodic pattern group finer than the pattern size transferable by the projection optical system,
A photomask having light-shielding region generating means arranged so that the area ratio of the light transmitting region and the halftone region of the pattern group is approximately √t: 1 (t is the intensity transmittance of the halftone portion). Pattern design system.
に付与するパターンが一方向に長いパターンである場合
に、これを長手方向に分割し、複数個のパターンを並べ
て配置させる機能を含む手段であることを特徴とする、
請求項8または請求項10または請求項11または請求
項12に記載のマスクパターン設計システム。13. The correction pattern generating means is a means including a function of dividing the newly added pattern in a longitudinal direction and arranging a plurality of patterns side by side when the newly added pattern is a pattern long in one direction. Characterized by being
The mask pattern design system according to claim 8, 10 or 11, or 12.
と、光の強度透過率が40%以下のハーフトーン部材と
から構成され、かつ、前記ハーフトーン部材が存在しな
い開口領域を透過する光と前記ハーフトーン部材を透過
する光は、互いに約180度の奇数倍の位相差を有する
マスクであって、前記マスク上のパターンの形状は、請
求項8または請求項10または請求項11または請求項
12に記載のマスクパターン設計システムで設計された
形状であることを特徴とするマスク。14. A substrate which transmits light used for pattern transfer, and a halftone member having a light intensity transmittance of 40% or less, and light which transmits through an opening region where the halftone member does not exist. The light transmitted through the halftone member is a mask having a phase difference of an odd multiple of about 180 degrees with each other, and the shape of the pattern on the mask has a shape according to claim 8 or claim 10 or claim 11 or claim 11. 12. A mask having a shape designed by the mask pattern design system described in 12.
影露光装置を用いて、投影レンズを介して該マスク上の
パターンを被露光基板上に転写することを特徴とするパ
ターン形成方法。15. A pattern forming method, which comprises using the projection exposure apparatus equipped with the mask according to claim 14 to transfer the pattern on the mask onto a substrate to be exposed through a projection lens.
用いて製造された半導体デバイス。16. A semiconductor device manufactured by using the pattern forming method according to claim 15.
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