JP2001267208A

JP2001267208A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001267208A
Application number: JP2000072624A
Authority: JP
Inventors: Akira Imai; 彰今井; Katsuya Hayano; 勝也早野; Norio Hasegawa; 昇雄長谷川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】転写パターンの寸法精度を向上させる。【解決手段】マスクパターンを形成するパターンであ
って最近接する光透過領域ＰＡ１，ＰＡ２を、露光装置
の光学系の収差の影響を受け難い方向にレイアウトした
フォトマスク２を用いて露光処理を行い、半導体ウエハ
上に所定のパターンを転写した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術に関し、特に、フォトマスクを用いた露光処理によ
って集積回路パターンを転写する工程を有する半導体装
置の製造方法に適用して有効な技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、大規模半導体集積回路等のような
固体素子における極微細パターンの形成には、主に光リ
ソグラフィ法の一つである縮小投影露光法が用いられて
きた。この方法は、フォトマスクあるいはレチクル（以
下、マスクと総称する）に形成されたマスクパターンを
結像光学系を用いて基板上に縮小転写する方法である。

【０００３】縮小投影露光法における解像度の向上は、
結像光学系の高開口数（ＮＡ）化、露光光の短波長化に
より推進されてきた。しかし、それ以上に固体素子の最
小加工寸法の微細化要求があるため、変形照明露光法、
位相シフトマスク露光法といった、いわゆる超解像露光
法の開発、適用が進められている。

【０００４】このような転写パターンの寸法が微細化に
従って、さまざまなプロセス要因が転写パターン寸法精
度に影響を及ぼすようになってきている。転写パターン
寸法精度に影響を及ぼす要因としては、マスクパターン
寸法ばらつき、結像光学系の誤差（収差）、レジスト膜
厚、現像均一性等のプロセスばらつき等があげられる。

【０００５】これら要因の中で、結像光学系の収差が転
写パターンに与える影響が最小加工寸法の微細化に伴っ
て顕在化してきている。この影響を評価するために、露
光装置の結像光学系の収差量を測定する技術が開発され
ている。この方法は、例えば異なるパターンピッチのマ
スクパターンを基板上に転写した場合に収差量に依存し
て転写パターンに位置シフトが生じることを利用して転
写パターン間の相対的な転写位置シフト量から収差量を
求める方法、ハーフトーン位相シフトマスクを用いてパ
ターン転写した際に生じるサイドローブパターンの転写
非対称性から求める方法等がある。これらについては、
例えば電子情報通信学会、信学技報、Technical Repor
t of IE'ICE．SDM 99-157（１９９９-11）ｐｐ9-1
6，第４６回応用物理学関係連合講演会講演予稿集ｐ７
５９等で述べられている。これら方法による収差量の定
量化が露光装置ユーザ側で行なわれるようになり、これ
に対応して露光装置製造メーカ側でも収差量の一層の低
減化が推進されている。このようにして収差量の低減に
よる転写パターン精度の高精度化が進められつつある。

【０００６】なお、光露光装置については、例えば株式
会社工業調査会、平成１０年１１月２５日発行、「電子
材料１１月号別冊１９９９年版超ＬＳＩ製造・試
験装置ガイドブック」ｐ７６〜８１に記載があり、ス
キャン露光装置の特徴や露光装置の収差等について説明
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記露光技
術においては、以下の課題があることを本発明者は見出
した。上記のように露光技術においては、露光装置の収
差量の低減が図られているが、収差量をゼロにすること
は不可能であり、実際には何らかの収差が露光装置に残
存している。一方、上記のような最小加工寸法の微細化
に対応するため上記超解像技術等の適用が進められてい
るが、このような最先端の微細加工技術においては、解
像限界寸法付近でパターンを転写するため、収差量が微
小であっても転写されるパターンに対する影響の割合が
増えるので、その収差に起因する転写パターンの変形等
が発生し、これによる解像特性劣化やプロセスマージン
の減少という問題が生じつつある。

【０００８】本発明の目的は、転写パターンの変形を低
減させることのできる技術を提供することにある。

【０００９】また、本発明の目的は、転写パターンの解
像特性を向上させることのできる技術を提供することに
ある。

【００１０】また、本発明の目的は、転写パターンの寸
法精度を向上させることのできる技術を提供することに
ある。

【００１１】また、本発明の目的は、転写パターンのプ
ロセスマージンを向上させることのできる技術を提供す
ることにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明は、露光装置の光学系の
収差を受け難い方向にパターンを配置したフォトマスク
を用いた露光処理によって半導体ウエハ上に所定のパタ
ーンを転写するものである。

【００１５】また、本発明は、走査型露光装置の露光光
源から放射された露光光をフォトマスクを介して半導体
ウエハの主面にスキャン露光する際に、前記走査型露光
装置の光学系の収差を受け難い方向にパターンを配置し
たフォトマスクを用いることにより、前記半導体ウエハ
の主面上に所定のパターンを転写するものである。

【００１６】また、本発明は、露光装置の露光光源から
放射された露光光をフォトマスクを介して半導体ウエハ
の主面に照射することにより、前記半導体ウエハの主面
上に所定のパターンを転写する工程を有し、前記フォト
マスクは、前記露光装置の光学系の収差を受け難い方向
にパターンを配置したフォトマスクを用い、前記露光装
置は、その光学系の収差分布の傾向が同じまたは近似し
た露光装置群から選ばれた露光装置を用いるものであ
る。

【００１７】また、本発明は、露光装置の露光光源から
放射された露光光をフォトマスクを介して半導体ウエハ
の主面に照射することにより、前記半導体ウエハの主面
上に所定のパターンを転写する工程を有し、前記フォト
マスクは、前記露光装置の光学系の収差を受け難い方向
にパターンを配置し、かつ、透過光に位相差を生じさせ
る位相シフタを配置したフォトマスクを用い、前記所定
のパターンは半導体ウエハの異なる層間を接続するため
の孔パターンとするものである。

【００１８】また、本発明は、前記フォトマスクに位相
シフタを配置したものである。

【００１９】また、本発明は、前記所定のパターンは半
導体ウエハの異なる層間を接続するための孔パターンと
するものである。

【００２０】また、本発明は、前記収差がコマ収差また
はトレホイル収差とするものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態を説明する
にあたり、本願における用語の基本的な意味を説明する
と次の通りである。

【００２２】１．半導体ウエハ（半導体基板）とは、半
導体集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板（一般
にほぼ平面円形状）、サファイア基板、ガラス基板、そ
の他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの
複合的基板を言う。また、本願において半導体装置とい
うときは、シリコンウエハやサファイア基板等の半導体
または絶縁体基板上に作られるものの他、特に、そうで
ない旨明示された場合を除き、ＴＦＴ（Tin-Film-Trans
istor）およびＳＴＮ（Super-Twisted-Nematic）液晶等
のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も
含むものとする。

【００２３】２．「遮光領域」、「遮光パターン」、
「遮光膜」または「遮光」と言うときは、その領域に照
射される露光光のうち、１％未満を透過させる光学特性
を有することを示す。一般に０．１％以下のものが使わ
れる。一方、「光透過領域」、「光透過パターン」、
「透明領域」、「透明膜」または「透明」言うときは、
その領域に照射される露光光のうち、６０％以上を透過
させる光学特性を有することを示す。一般に９０％以上
のものが使用される。

【００２４】３．「フォトレジストパターン」は、感光
性の有機膜をフォトリソグラフィの手法により、パター
ニングした膜パターンを言う。なお、このパターンには
当該部分に関して全く開口のない単なるレジスト膜を含
む。

【００２５】４．半導体の分野では紫外線は以下のよう
に分類する。波長が４００ｎｍ程度未満で、３５０ｎｍ
程度以上を紫外線、３５０ｎｍ以上を近紫外線、３００
ｎｍ未満、２００ｎｍ以上を遠紫外線、２００ｎｍ未満
を真空紫外線とする。

【００２６】５．フォトマスクまたはマスクは、マスク
基板上にパターン像を形成したマスク構成体である。実
際のパターンの寸法の１〜１０倍のパターンが形成さ
れ、スキャナ、フォトリピータによる投影露光に用いる
「レチクル」もフォトマスクに含まれる。また、位相シ
フトマスクも含む。本願では、遮光領域と光透過領域と
を有するが、位相シフタの形成されていない（すなわ
ち、透過光に位相差を生じさせない）一般的なフォトマ
スクを通常のフォトマスクという。

【００２７】６．位相シフトマスク（または位相シフト
レチクル）は、パターンを形成した基板上で位相シフタ
を用いて光の位相を選択的にシフトさせることによっ
て、パターンを転写する際のコントラストを改善したフ
ォトマスク（またはレチクル）をいう。レベンソン型、
ハーフトーン型またはシフタエッジ型等がある。

【００２８】７．位相シフタとは、位相シフトマスクに
おいて、光の波長を変調させて位相差を発生させる物質
または手段をいう。また、位相差とは、屈折率の異なる
２つの物質を光が通過するときの光の速度差によって生
じる位相の差をいう。空気の屈折率を１としたとき、位
相シフタの厚さ（または深さ）ｄが、ｄ＝λ／（２（ｎ
−１））を満たす場合に位相差を１８０度生じさせるこ
とができる。なお、λ：光の波長、ｎ：位相シフタの露
光波長での屈折率である。

【００２９】８．「レベンソン型位相シフトマスク」
は、空間周波数変調型位相シフトマスクとも呼ばれ、遮
光領域で隔てられた隣り合う開口の位相を相互に反転さ
せて、その干渉作用によって鮮明な像を得ようとする位
相シフトマスクの一種である。

【００３０】９．通常照明とは、実効的な照明光源形状
が円形の照明を言う。

【００３１】１０．変形照明とは、実効的な照明光源形
状が円形以外の形状とした照明を言い、輪帯照明、４重
極照明、５重極照明等の多重極照明等がある。

【００３２】１１．マスクパターンとは、所定のパター
ンを転写するためにフォトマスク上に形成されたパター
ンであって、一般的に光透過領域と遮光領域とで形成さ
れる。位相シフトマスクにおいては、所定の光透過領域
に位相シフタが配置されるので、位相シフタもマスクパ
ターンに含まれる。

【００３３】１２．マスクパターンの配置方向とは、露
光装置の光学系の収差を基準として、それに対して決め
られる方向である。物理的には光学系に対するフォトマ
スクの配置として設定できるが、一般的に、その露光装
置とフォトマスクとの相対的な配置位置関係は一度決ま
ると容易に変えることはできないので、その配置方向を
変えるには、フォトマスク内のマスクパターンの配置方
向を変える必要がある。具体的な例としては、複数の最
近接パターンの配置方向として表現できる。

【００３４】以下の実施の形態においては便宜上その必
要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に
分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それら
はお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部ま
たは全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

【００３５】また、以下の実施の形態において、要素の
数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場
合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数
に限定される場合等を除き、その特定の数に限定される
ものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

【００３６】さらに、以下の実施の形態において、その
構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場
合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合
等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまで
もない。

【００３７】同様に、以下の実施の形態において、構成
要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示
した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられ
る場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似
するもの等を含むものとする。このことは、上記数値お
よび範囲についても同様である。

【００３８】また、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。

【００３９】（実施の形態１）図１は、本発明の一実施
の形態である半導体装置の製造工程の要部を示すフロー
図である。

【００４０】まず、本実施の形態１においては、露光装
置の光学系の収差を測定する（工程１０１）。続いて、
その収差の測定結果を考慮してフォトマスクのマスクパ
ターンの設計データを設計する。ここでは、収差の測定
結果に基づいて、収差の影響を受け難いようにマスクパ
ターンの配置方向を決める（工程１０２）。その後、そ
のマスクパターンの設計データに基づいてフォトマスク
のマスク基板上にマスクパターンを形成し、フォトマス
クを製造する（工程１０３）。次いで、そのフォトマス
クを用いた露光処理によって半導体ウエハ上のフォトレ
ジスト膜に所定のパターンを転写する（工程１０４）。
続いて、現像処理を施すことにより、半導体ウエハ上に
フォトレジストパターンを形成する（工程１０５）。そ
の後、そのフォトレジストパターンをエッチングマスク
として、下層の被加工部分を加工し、半導体ウエハ上に
所定のパターンを形成する（工程１０６）。

【００４１】このような本実施の形態１の具体的な例を
説明する。以下、本実施の形態１においては、例えば最
小設計寸法が１３０ｎｍ程度の１Ｇ（ギガ）ビットＤＲ
ＡＭ（Dynamic Random Access Memory）の製造方法に、
本発明の技術思想を適用した場合を例として説明する。
なお、以下の説明では、ＤＲＡＭのコンタクトホールパ
ターンのうち、例えば半導体ウエハ上換算で最小配置ピ
ッチが130nm、最小設計寸法が180nmのコンタクトホール
パターンを転写する場合について説明する。

【００４２】まず、本実施の形態１で用いた露光装置の
一例を図２〜図４によって説明する。露光装置１は、例
えば縮小比４：１の走査型縮小投影露光装置（以下、ス
キャナとも言う）である。露光装置１の露光条件は、例
えば次の通りである。すなわち、露光光には、例えば露
光波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光を用い、投
影レンズの開口数ＮＡ＝０．６８、コヒーレンシ（σ）
値＝０．３である。フォトマスク２には、例えばレベン
ソン型位相シフトマスクを用いた。

【００４３】露光光源１ａから発する光は、フライアイ
レンズ１ｂ、アパーチャ１ｃ、コンデンサレンズ１ｄ
１、１ｄ２及びミラー１ｅを介してフォトマスク２を照
明する。光学条件のうち、コヒーレンシはアパーチャ１
ｆの開口部の大きさを変化させることにより調整した。
フォトマスク２上には異物付着によるパタン転写不良等
を防止するためのペリクル２ｐが設けられている。フォ
トマスク２上に描かれたマスクパターンは、投影レンズ
１ｇを介して試料基板である半導体ウエハ３上に投影さ
れる。なお、フォトマスク２は、マスク位置制御手段１
ｈおよびミラー１ｉ１で制御されたマスクステージ１ｉ
２上に載置され、その中心と投影レンズ１ｇの光軸とは
正確に位置合わせがなされている。

【００４４】半導体ウエハ３は、試料台１ｊ上に真空吸
着されている。試料台１ｊは、投影レンズ１ｇの光軸方
向、すなわちＺ方向に移動可能なＺステージ１ｋ上に載
置され、さらにＸＹステージ１ｍ上に搭載されている。
Ｚステージ１ｋ及びＸＹステージ１ｍは、主制御系１ｎ
からの制御命令に応じてそれぞれの駆動手段１ｐ，１ｑ
によって駆動されるので、所望の露光位置に移動可能で
ある。その位置はＺステージ１ｋに固定されたミラー１
ｒの位置として、レーザ測長機１ｓで正確にモニタされ
ている。また、半導体ウエハ３の表面位置は、通常の露
光装置が有する焦点位置検出手段で計測される。計測結
果に応じてＺステージ１ｋを駆動させることにより、半
導体ウエハ３の表面は常に投影レンズ１ｇの結像面と一
致させることができる。

【００４５】フォトマスク２と半導体ウエハ３とは、縮
小比に応じて同期して駆動され、露光光照射領域がフォ
トマスク２上を走査しながらマスクパターンを半導体ウ
エハ３上に縮小転写する。このとき、半導体ウエハ３の
表面位置も上述の手段により半導体ウエハの走査に対し
て動的に駆動制御される。半導体ウエハ３上に形成され
た回路パターンに対してフォトマスク２上の回路パター
ンを重ね合わせ露光する場合、半導体ウエハ３上に形成
されたマークパターンの位置をアライメント検出光学系
１ｔを用いて検出し、その検出結果から半導体ウエハ３
を位置決めして重ね合わせ転写する。主制御系１ｎはネ
ットワーク装置１ｕと電気的に接続されており、露光装
置１の状態の遠隔監視等が可能となっている。

【００４６】図３および図４は、上記露光装置（スキャ
ナ）１とステッパとの露光領域を比較して示した模式図
である。上記露光装置１の場合、露光装置１の光学系の
露光可能領域ＰＰ内に内接する平面長方形状のスリット
領域Ｓが配置される。このスリット領域Ｓがフォトマス
ク２上をＹ方向に走査して露光ショットが転写される。
したがって、収差量分布は基本的にスリット方向に対し
てのみ分布することになる。なお、図４のステッパの場
合、光学系の露光可能領域ＰＰ内に内接するように平面
正方形状の露光ショットＰＳが配置されるので、収差量
分布は2次元的になる。

【００４７】図５は、上記露光装置１の露光動作を模式
的に示した図である。フォトマスク２と、半導体ウエハ
３とは鏡面対称関係になるので、露光処理に際して、フ
ォトマスク２の走査（スキャン）方向と半導体ウエハ３
の走査（スキャン）方向とは逆向きになる。駆動距離
は、縮小比４：１の場合、フォトマスク２の移動量4に
対して、半導体ウエハ３の移動量は1になる。このと
き、露光光Ｐをスリット領域Ｓを介してフォトマスク２
に照射することにより、フォトマスク２上をスリット状
の露光領域を走査させ、さらに結像光学系（投影レンズ
１ｇ）を介して半導体ウエハ３上に照射することによ
り、フォトマスク２の転写領域２Ａ内のマスクパターン
を半導体ウエハ３の複数のチップ形成領域ＣＡの各々に
転写する。

【００４８】次に、上記フォトマスク２について説明す
る。図６は、フォトマスク２のパターンのレイアウト例
を示している。図面を見易くするため遮光領域ＤＡにハ
ッチングを付した。遮光領域ＤＡは、例えばクロム、酸
化クロムまたはこれらの積層膜によって形成されてい
る。この遮光膜には、例えば平面正方形状の開口が形成
されマスク基板が部分的に露出されており、これによ
り、光透過領域ＰＡ（ＰＡ１〜ＰＡ３）が形成されてい
る。フォトマスク２上には、複数の光透過領域ＰＡ（Ｐ
Ａ１〜ＰＡ３）が規則的に並んで配置されている。この
うち、光透過領域ＰＡ１〜ＰＡ３は、相互に近接して配
置されている。ここでは、例えばＸ方向、Ｙ方向のパタ
ーン配置最小ピッチを最小設計寸法の2倍の260nmとした
ので、光透過領域ＰＡ１，ＰＡ２の中心間距離は、例え
ば260nmである。また、光透過領域ＰＡ１，ＰＡ３の中
心間距離および光透過領域ＰＡ１，ＰＡ３の中心間距離
は、例えば約368nmとなる。このような微細配置ピッチ
のパターンを実用的な解像特性で半導体ウエハ３上に転
写するために、マスクパターンにレベンソン型位相シフ
トマスク部と設ける必要であった。レベンソン型位相シ
フトマスクでは、隣接したマスクパターンを通過した露
光光に180度の位相差（すなわち、互いに反転）を導入
するために、フォトマスク２上に、露光光に180度の位
相差を導入するための位相シフタパタンを設ける。具体
的には、例えば図７に模式的に示すように、フォトマス
ク２を構成するマスク基板２ａにおいて、互いに隣接し
た光透過領域ＰＡの一方に、その双方の光透過領域ＰＡ
を透過した光の位相差が１８０度となるように位相シフ
タ２ｂ１を設ける。ここでは、位相シフタ２ｂ１がマス
ク基板２に掘られた溝の場合について例示されている。
位相シフタ２ｂ１を形成する溝の深さは、上式ｄを満た
す（すなわち、１８０度の位相差が生じる）ようになっ
ている。なお、位相シフタ２ｂ１の幅は、遮光膜２ｃに
開口された光透過領域ＰＡの幅よりも広くなっており、
位相シフタ２ｂ１の配置領域においては、遮光膜２ｃの
ひさしが形成されるような状態となっている。これによ
り、光の導波管現象によるパターン転写精度の劣化を抑
制させることが可能となっている。また、位相シフタは
溝型に限定されるものではなく変更可能であり、例えば
図８に示すように、透明膜（ＳＯＧ（Spin On Glass）
膜等）からなる位相シフタ２ｂ2を、互いに隣接する光
透過領域ＰＡのいずれか一方に配置しても良い。

【００４９】ところで、図６に示したフォトマスク２の
場合、3個の光透過領域ＰＡ１〜ＰＡ３が、位相シフタ
２ｂの配置が必要となる距離で近接しているため、全て
の光透過領域ＰＡ１〜ＰＡ３の間で位相差を180度とす
ることができない。すなわち、図６のフォトマスク２で
はレベンソン型位相シフトマスクを用いることができな
い。そこで、本実施の形態においては、そのようなパタ
ーンを転写すべく、レベンソン型位相シフトマスクを適
用できるように、図９および図１０に示すように、図６
に示したフォトマスク２のマスクパターンを2種類のパ
ターンに分割して別々に重ねて転写するようにした。な
お、図９および図１０の（ａ）はフォトマスク２の平面
図、（ｂ）〜（ｄ）は各々の図の（ａ）におけるＡ−Ａ
線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線の断面図である。また、遮
光領域ＤＡおよび位相シフタ２ｂ１の配置領域に図面を
見易くするため別々のハッチングを付した。

【００５０】図９に示したフォトマスク２においては、
互いに隣接する光透過領域ＰＡ１，ＰＡ２の透過光の位
相差が180度となるように、光透過領域ＰＡ２に位相シ
フタ２ｂ１を配置した。なお、図９のフォトマスク２に
破線で示された光透過領域ＰＡ３は、図１０のフォトマ
スク２の光透過領域ＰＡ３の位置を示したもので図９の
フォトマスク２に実際に形成されているものではない。
位相シフタ２ｂ１は、例えば溝型とされているが、これ
に限定されるものではなく、上記した透明膜や半透明膜
を設けても良い。

【００５１】図１０に示したフォトマスク２において
は、図６の光透過領域ＰＡ３と、その周辺に補助光透過
領域ＰＡｓとを配置した。この補助光透過領域ＰＡｓ
は、光透過領域ＰＡ３との間において露光光に１８０度
の位相差を生じさせるのには寄与するが、半導体ウエハ
上のフォトレジスト膜にパターンとして転写されないよ
うな微小寸法に形成されている。図１０のフォトマスク
２においては、微細パターンでの位相シフタ加工性を考
慮して、光透過領域ＰＡ３の方に位相シフタ２ｂ１を配
置し、これを透過した光と、補助光透過領域ＰＡｓを透
過した光との位相差を180度とした。光透過領域ＰＡ３
のマスクパターン寸法は、転写基板（半導体ウエハ）上
寸法換算で、200nm角、補助光透過領域ＰＡｓの寸法
は、転写基板（半導体ウエハ）上寸法換算で90nm角とし
た。

【００５２】ところで、前述のように露光装置の結像光
学系には、その誤差である収差を持っている。フォトマ
スクのマスクパターンを露光装置の結像光学系を介して
半導体ウエハ上に転写する場合、結像光学系の誤差であ
る収差の影響により、例えば転写パターン形状の劣化、
転写位置シフトといった影響が生じる。露光装置の結像
光学系の収差は、露光フィールド内に分布して存在して
いる。この収差量は、例えばゼルニケ（Zernike）収差
関数で表すことができ、各収差成分の大きさは各項の係
数に対応している。各種の収差のうち、例えば3次のコ
マ収差、トレホイル（Trefoil）収差が転写パターンの
形状劣化や位置シフトを生じさせることが分かってい
る。特に、これら収差の影響は、転写パターンの寸法、
形状および配置に依存して変化することが本発明者らの
実験結果によって見出された。この収差は露光フィール
ド内で方向と大きさを持って分布している。このため、
露光ショット内の転写パターンの配置によって転写パタ
ーン特性への影響の大きさが変わってくる。ここで、上
記スキャナの場合、レンズ収差は基本的にスリット領域
の延在方向（Ｘ方向）にのみ分布し、スキャン方向（Ｙ
方向）に対しては基本的に同じ値となる。

【００５３】図１１および図１２は、本実施の形態で用
いた上記スキャナ１における露光ショット内の収差量測
定結果を示した図である。このような分布は、前記した
ハーフトーン位相シフトマスクを用いた収差測定方法
（ハーフトーン位相シフトマスクを用いてパターン転写
した際に生じるサイドローブパターンの転写非対称性か
ら求める方法等）により求めることができる。図１１は
トレホイル（Trefoil）の0°成分を示し、図１２はトレ
ホイル（Trefoil）の45°成分の測定結果を示した図で
ある。このスキャナ１では、トレホイル（Trefoil）の0
°成分が±0.0２λ程度以下であるのに対して、トレホ
イル（Trefoil）の45°成分は0.0４λ程度とトレホイル
（Trefoil）の90°成分よりも大きい値であることが分
かった。

【００５４】次に、このような露光装置の収差と、フォ
トマスク内のマスクパターンの配置方向との関係を説明
する。

【００５５】図1３および図１４は、それぞれ図９に示
したフォトマスク２と、これを90度回転して配置したフ
ォトマスク２とを示している。すなわち、図１３と図１
４とでは、フォトマスクのパターンの配置方向が９０度
違っている。本実施の形態においては、このそれぞれの
パターン配置で露光装置の収差を測定した。なお、Ｙ方
向は露光装置のスキャン方向と一致している。

【００５６】図１５および図１６は、それぞれ図１３お
よび図１４に示したフォトマスク２のマスクパターンを
露光装置の結像光学系を介して半導体ウエハ上に投影し
た際の投影光学像を示した図である。図ではインフォー
カスの場合のみを示した。図中の数字は各等高線の光強
度値（低い単位）を表わしている。図１５および図１６
（ａ）は、測定したフォトマスク２の平面図、各々の図
の（ｂ）は、各々の図の（ａ）の測定結果である。測定
対象は、図１５および図１６の（ａ）において枠で囲ん
だ最近接パターン（光透過領域ＰＡ１，ＰＡ２）であ
る。

【００５７】図１５（ｂ）の最も左側および図１６
（ｂ）の最上部は、それぞれ収差が無く理想的な場合、
図１５（ｂ）の左から２番目および図１６（ｂ）の上か
ら２番目は、3次のコマがＸ方向に0.05λある場合、図
１５（ｂ）の最も左から３番目および図１６（ｂ）の上
から３番目は、3次のコマがＹ方向に0.05λある場合、
図１５（ｂ）の左から４番目および図１６（ｂ）の上か
ら４番目は、トレホイル（Trefoil）収差(0°)が0.05λ
ある場合、図１５（ｂ）の最も左から４番目および図１
６（ｂ）の上から４番目は、トレホイル（Trefoil）収
差(45°)が0.05λある場合の投影光学像（光強度分布）
を示した図である。

【００５８】図１５に示すように、光透過領域ＰＡ１，
ＰＡ２（半導体ウエハ上の孔パターン：具体的にはコン
タクトホールまたはスルーホール）がＹ方向（図１３お
よび図１５（ａ）の上下縦方向）に並んで配置された場
合、コマによる転写パタン変形よりもトレホイル（Tref
oil）収差による転写パターン変形の方が大きいことが
わかる。特に、トレホイル（Trefoil）45°の場合には
上下の光強度差が大きく（対称性が低い）、転写パター
ン寸法に大きな差が生じることが予測される。

【００５９】また、図１６に示すように、光透過領域Ｐ
Ａ１，ＰＡ２（半導体ウエハ上の孔パターン）がＸ方向
（図１４および図１６（ａ）の左右横方向）に並んで配
置された場合、Ｙ方向配置と同様に、コマよりもトレホ
イル（Trefoil）収差の影響の方が大きく、上記Ｙ方向
配置とは異なり、パターン配置の回転に伴ってトレホイ
ル（Trefoil）0°の方が光強度分布の差が大きくなって
いることが分かる。

【００６０】発明者の検討では、最新のKrFエキシマレ
ーザ光を露光光源とする露光装置では、コマの値は0.05
λ以下となってきたので、コマによる光強度分布変化は
図に示したものよりも小さくなってきている。一方、ト
レホイル（Trefoil）収差については同程度の収差量で
あっても転写パターンに与える影響が大きく、また、0.
05λ程度の値であるので、図に示された程度の光強度分
布差に起因した転写パターンの寸法差が生じることが考
えられる。

【００６１】上記したように本実の形態１で用いたスキ
ャナの場合、トレホイル（Trefoil）0°よりもトレホイ
ル（Trefoil）45°の方が値が大きかったため、図１４
および図１６（ａ）に示したようにＸ方向に光透過領域
ＰＡ１，ＰＡ２（半導体ウエハ上の孔パターン）を並べ
て配置とした方がトレホイル（Trefoil）収差の影響を
小さくすることができることが分かる。

【００６２】本実施の形態１では、半導体チップのチッ
プサイズが、1枚のフォトマスクに2個の半導体チップ分
のマスクパターンを配置可能なサイズであったので、フ
ォトマスク上に2個の半導体チップ分のマスクパターン
を並べて配置した。この時、図1３のマスクパターンレ
イアウトに対するフォトマスク上の半導体チップ配置
は、図１７に模式的に示すように、フォトマスク２上に
２個のチップ転写領域ＣＰがそれらの周りを遮光膜２ｃ
で取り囲まれた状態で、Ｙ方向に並んで配置されるよう
になる。一方、図１４のマスクパターンレイアウトに対
する半導体チップ配置は、図１８に模式的に示すよう
に、フォトマスク２上に２個のチップ転写領域ＣＰがそ
れらの周りを遮光膜２ｃで取り囲まれた状態で、Ｘ方向
に並んで配置されるようになる。

【００６３】上述のように本実施の形態においては、図
１４に示したマスクパターン配置としたため、ショット
配置を図１８に示したように配置した。この時の半導体
ウエハ上における半導体チップの配列を図１９に模式的
に示す。半導体ウエハ３のノッチ３ａを図１９の下側に
して、例えば平面長方形状の複数の半導体チップ３Ｃ
が、その長辺がＹ方向（図１９の縦方向）に沿うように
して、規則的に並んで配置されている。

【００６４】また、上記とは逆にトレホイル（Trefoi
l）45°よりもトレホイル（Trefoil）0°の方が大きい
場合、パターン配置を90度回転すれば良い。この時、半
導体ウエハ３上に既に転写された半導体チップ３Ｃが、
図１９に示したような配置であった場合、図２０に模式
的に示すように、露光装置の投影光学系とパターン配置
との関係を、上述の場合に対して90度回転し、同時に露
光処理時の半導体ウエハ３の向きも90度回転させて露光
装置に載置して露光すれば良い。

【００６５】なお、半導体チップの配列やパターン方向
は、露光装置の投影光学系の収差に応じて最適な組合せ
を選択することが好ましい。

【００６６】また、以上で述べた方法では、露光ショッ
ト内の収差量分布を考慮すればよく、あるいは、収差の
影響を受けやすいパタンが配置される露光ショット内の
配置位置に対応する収差量分布を考慮すれば良い。例え
ば、図２１に示した例では、フォトマスク２の転写領域
２Ａ内の領域２Ａ１内のみに、露光装置の光学レンズ系
の収差の影響を受け易いマスクパターン（例えば半導体
ウエハ上に図１４に示したような最小配置ピッチが２６
０ｎｍのパターンを形成するためのパターン）を配置
し、それ以外の領域２Ａ２には、上記収差に起因する転
写パターンへの影響がプロセス上許容範囲内であるよう
なマスクパターン（例えば半導体ウエハ上において、最
小寸法が、例えば200nm以上、配置ピッチが、例えば400
nm以上のパターンを形成するためのパターン）を配置し
た。このとき、領域２Ａ１に対応する露光装置の露光フ
ィールド内の収差量分布は、トレホイル（Trefoil）0°
の最大値は0.02λ程度、トレホイル（Trefoil）45°の
最大値は0.05λ程度で、後者の方が大きな値であった。
これ以外の領域２Ａ２では、逆に、トレホイル（Trefoi
l）0°の方がトレホイル（Trefoil）45°よりも大きな
値となる領域があったが、ウエハプロセス上問題となる
ような転写パタン異常は生じなかった。

【００６７】次に、本実施の形態のＤＲＡＭの製造工程
について説明する。図２２はＤＲＡＭの要部断面図、図
２３はＤＲＡＭのメモリセルの要部平面図を示してい
る。

【００６８】この段階では、半導体基板３Ｓは、上記平
面略円形状の半導体ウエハ３の一部であり、例えばｐ型
のシリコン単結晶からなる。なお、図２２は、ＤＲＡＭ
の情報蓄積用容量素子を形成した後に絶縁膜を積層した
工程での断面を示した。

【００６９】まず、半導体基板３Ｓの主面に、公知の素
子分離技術を用いて埋め込み型の素子分離領域４を形成
する。この素子分離領域４は、半導体基板３Ｓに掘られ
た溝内に、例えば酸化シリコン等のような絶縁膜が埋め
込まれて形成されている（トレンチアイソレーショ
ン）。この素子分離領域４に囲まれた平面長方形状の島
状の領域が活性領域Ｌである。本実施の形態においては
活性領域Ｌが図２３に示すように斜めにレイアウトされ
ている。

【００７０】続いて、ｐウエル５等のようなウエル領域
を半導体基板３Ｓに形成した後、半導体基板３Ｓの主面
の活性領域Ｌ上に、例えば酸化シリコン等からなるゲー
ト絶縁膜６を形成する。その後、半導体基板３Ｓ上に、
例えば厚さ150nmの多結晶シリコンと厚さ200nmの酸化シ
リコンを積層した構造のワード線ＷＬを形成する。ワー
ド線ＷＬは図２３の左右横方向に延びる帯状のパターン
で形成されている。このワード線ＷＬにおいて活性領域
Ｌと平面的に重なる部分は、メモリセル選択用ＭＩＳ・
ＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect
Transistor）Ｑｓのゲート電極７となっている。ワー
ド線ＷＬ（ゲート電極７）の構造は、これに限定される
ものではなく種々変更可能であり、例えば例えばＰ（リ
ン）などのｎ型不純物がドープされた低抵抗多結晶シリ
コン膜と、その上部に形成されたＷＮ（タングステンナ
イトライド）膜などからなるバリアメタル層と、その上
部に形成されたＷ（タングステン）膜などの高融点金属
膜とで構成されたポリメタル構造としても良いし、多結
晶シリコン膜上にタングステンシリサイド等のうような
シリサイド膜を積み重ねてなる上記ポリサイド構造とし
ても良い。

【００７１】次いで、メモリセル選択用ＭＩＳ・ＦＥＴ
Ｑｓのソース・ドレイン用のｎ型の半導体領域８を形成
した後、ワード線ＷＬの表面を、例えば窒化シリコン等
からなる絶縁膜９で被覆されるようにする。続いて、半
導体基板３Ｓの主面上に、ＳＯＧ（Spin On Glass）膜
１０ａおよび酸化シリコン等からなる絶縁膜１０ｂを堆
積する。絶縁膜１０ｂの上面は、例えばＣＭＰ（Chemic
al Mechanical Polish）法等によって平坦化されてい
る。その後、ＳＯＧ膜１０ａおよび絶縁膜１０ｂに、半
導体領域８が露出するようなコンタクトホール（孔パタ
ーン）１１ａ、１１ｂを形成した後、その内部にプラグ
１２を形成する。本実施の形態１では、このコンタクト
ホール１１ａ、１１ｂの形成するための露光処理時に、
上記フォトマスク２内のマスクパターンの配置方向を考
慮し、上記図９および図１０の２枚のフォトマスクを用
いた多重露光処理を適用した。これにより、寸法および
隣接ピッチが微細なコンタクトール１１ａ、１１ｂを高
い寸法精度で良好に形成することができる。プラグ１２
は、例えば低抵抗多結晶シリコン膜を絶縁膜１０ｂ上に
ＣＶＤ法等によって堆積した後、これをコンタクトホー
ル１１ａ，１１ｂ内のみに残るようにＣＭＰ法で研磨す
ることで形成する。

【００７２】次いで、絶縁膜１０ｂ上に、例えば酸化シ
リコン等からなる絶縁膜１０ｃをＣＶＤ法等によって堆
積した後、これに配線溝を形成する。続いて、半導体基
板３Ｓ上に、例えばタングステン等のような導体膜をス
パッタリング法またはＣＶＤ法等によって堆積した後、
これを上記配線溝内にのみ残されるようにＣＭＰ法等に
よって研磨することにより、埋め込み構造のビット線Ｂ
Ｌを形成する。ビット線ＢＬは、図２３の斜め上下方向
に延びる（ワード線ＷＬの延在方向に対して斜めになる
ように延在している）帯状のパターンで形成されてお
り、上記コンタクトホール１１と平面的に重なるように
配置されている。すなわち、ビット線ＢＬは、コンタク
トホール１１ａ内のプラグ１２を通じて半導体領域８と
電気的に接続されている。なお、ビット線ＢＬを、例え
ば低抵抗多結晶シリコン、高融点金属シリサイドあるい
はこれらの積層膜で形成しても良い。

【００７３】続いて、半導体基板３Ｓ上に、例えば酸化
シリコン等からなる絶縁膜１０ｄをＣＶＤ法等によって
堆積した後、その上に、例えば窒化シリコン等からなる
絶縁膜１３をＣＶＤ法等によって堆積する。その後、絶
縁膜１３，１０ｄ，１０ｃにプラグ１２が露出されるよ
うなコンタクトホール（孔パターン）１４を形成する。
その後、コンタクトホール１４内にプラグ１５を形成し
た後、情報蓄積用容量素子であるキャパシタ１６を形成
する。キャパシタ１６は、下部電極（蓄積電極）１６ａ
と上部電極（プレート電極）１６ｂとそれらの間に設け
られた五酸化タンタル膜（Ｔａ₂Ｏ₅）等からなる容量絶
縁膜（誘電体膜）１６ｃとを有している。下部電極１６
ａは、例えばＰ（リン）がドープされた低抵抗多結晶シ
リコン膜からなり、上部電極１６ｂは、例えば低抵抗多
結晶シリコン、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、高融点金属、
高融点金属シリサイド、アルミニウムまたは銅からな
る。その下部電極１６ａは、コンタクトホール１４内の
プラグ１５を通じてメモリセル選択用ＭＩＳ・ＦＥＴＱ
ｓのソース、ドレインの他方（半導体領域８）と電気的
に接続されている。これにより、キャパシタ１６は、メ
モリセル選択用ＭＩＳ・ＦＥＴＱｓと直列に接続され
る。また、容量絶縁膜１６ｃとしては、上記五酸化タン
タル膜以外にも、例えばBST（Ｂａ_xＳｒ_1-x）Ｔｉ
Ｏ₃）、PZT（Ｐｂ（Ｚｒ_yＴｉ_1-y）Ｏ₃）等のような強
誘電体膜を用いることもできる。その後、例えば酸化シ
リコンからなる絶縁膜１７，１８を下層から順にＣＶＤ
法等によって堆積する。ここでは代表的な製造工程のみ
を説明したが、これ以外は通常の素子製造工程を用い
た。

【００７４】このような本実施の形態１によれば、以下
の効果が得られる。 (1)．半導体ウエハ３上に転写されるパターンの変形等
を抑制または防止することができる。 (2)．半導体ウエハ３上に転写されるパターンの解像度
を向上させることが可能となる。 (3).上記(1),(2)により、そのパターンの寸法精度を向
上させることが可能となる。 (4).上記(1)〜(3)により、そのパターンの配置精度を向
上させることが可能となる。 (5).上記(1)〜(4)により、半導体集積回路装置の性能を
向上させることが可能となる。 (6).上記(1)〜(4)により、そのパターンのプロセスマー
ジンを向上させることが可能となる。 (7).上記(1)〜(4),(6)により、ＤＲＡＭの集積度を向上
させることが可能となる。 (8).上記(1)〜(4),(6)により、ＤＲＡＭの小型化を促進
させることが可能となる。 (9).上記(1)〜(4),(6)により、ＤＲＡＭの信頼性を向上
させることが可能となる。 (10).上記(1)〜(4),(6)により、ＤＲＡＭの歩留りを向
上させることが可能となる。 (11).上記(10)により、ＤＲＡＭの製造コストを低減す
ることが可能となる。

【００７５】（実施の形態２）図１８は本発明の他の実
施の形態であるＤＲＡＭのメモリセルの要部平面図を示
している。

【００７６】ここでは、ビット線ＢＬがワード線ＷＬに
対して垂直に交差するように配置されている場合が示さ
れている。また、ここでは、コンタクトホール１４を形
成するための露光処理の際に、前記図１４のフォトマス
ク２のマスクパターン配置を用いた。これ以外は、前記
実施の形態１と同じなので説明を省略する。

【００７７】（実施の形態３）ところで、同じマスクパ
ターンを、露光装置を用いて半導体ウエハ上に転写する
場合、露光装置の収差の分布が同様であれば、例えば同
じ製品のパターンを複数の露光装置で着工する場合に、
露光装置に依存してマスクパターンのレイアウトや半導
体ウエハ上のショット配列を変えなくとも良いという利
点がある。

【００７８】ここで、例えばスキャナの場合、スリット
方向に対するトレホイル（Trefoil）0°とトレホイル
（Trefoil）45°との大小関係の分布が同様であれば、
前述のようなマスクパターン配置を適用することで転写
パターン精度の劣化を抑えながらスループットおよび生
産性の向上を図ることも可能である。

【００７９】そこで、これをさらに拡張して考えると、
ある工場内の特定の生産ラインにおいては、上記収差の
傾向が同様（同じまたは近似している）の露光装置群で
構成することにより、すなわち、同様の収差傾向を有す
る露光装置群を予め選択しておくことにより、所定のマ
スクパターンを露光する際に露光装置を限定しなくても
よくなる。このため、本実施の形態３によれば、前記実
施の形態１，２で得られた効果の他に、半導体集積回路
装置の製造上のスループットおよび生産性を向上させる
ことが可能となる。

【００８０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００８１】例えば前記実施の形態１〜３の露光装置の
露光条件は前記したもの限定されるものではなく種々変
更可能である。例えば露光光として、例えば露光波長１
９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを用いても良い。ま
た、光学レンズの縮小比を、例えば５：１としても良
い。

【００８２】また、前記実施の形態１〜３では、主とし
てスキャナを用いた場合を例に説明したが、ステッパの
場合でも露光ショット内の収差量分布が上述のように、
例えばトレホイル（Trefoil）0°よりもトレホイル（Tr
efoil）45°の方が大きな値で分布していれば同様のパ
ターン配置方法を適用することができる。

【００８３】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＤＲＡ
Ｍに適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、例えばＳＲＡＭ（Static Random Acce
ss Memory）またはフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ；E
lectric Erasable Programmable Read Only Memory）等
のようなメモリ回路を有する半導体装置、マイクロプロ
セッサ等のような論理回路を有する半導体装置あるいは
上記メモリ回路と論理回路とを同一半導体基板に設けて
いる混載型の半導体装置にも適用できる。また、液晶基
板や磁気ヘッド上のパターンの形成にも適用できる。

【００８４】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。 (1).本発明によれば、露光処理に際して露光装置の光学
系の収差を受け難い方向にパターンを配置したフォトマ
スクを用いることにより、光学系の収差に起因する転写
パターンの変形を低減させることが可能となる。 (2).上記(1)により、転写パターンの解像特性を向上さ
せることが可能となる。 (3).上記(1)，(2)により、転写パターンの寸法精度を向
上させることが可能となる。 (4).上記(1)〜(3)により、転写パターンのプロセスマー
ジンを向上させることが可能となる。 (5).上記(1)，(2)により、半導体装置の性能を向上させ
ることが可能となる。 (6).上記(1)〜(4)により、半導体装置の歩留まりを向上
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程の要部を示すフロー図である。

【図２】図１の半導体装置の製造工程で用いた露光装置
の構成の一例を示した説明図である。

【図３】スキャナの露光領域の説明図である。

【図４】ステッパの露光領域の説明図である。

【図５】図２の露光装置の動作を説明するための説明図
である。

【図６】図１の半導体装置の製造工程で用いるフォトマ
スクのマスクパターンのレイアウトの一例を示す要部平
面図である。

【図７】図１の半導体装置の製造工程で用いる位相シフ
トマスクの一例の要部断面図である。

【図８】図１の半導体装置の製造工程で用いる他の位相
シフトマスクの一例の要部断面図である。

【図９】（ａ）は図１の半導体装置の製造工程で用いる
フォトマスクの要部平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ
（ａ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線の断面図で
ある。

【図１０】（ａ）は図１の半導体装置の製造工程で用い
るフォトマスクであって、図９のフォトマスクと対にな
るフォトマスクの要部平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞ
れ（ａ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線の断面図
である。

【図１１】図２の露光装置の光学系における露光ショッ
ト内の収差量分布測定結果の説明図である。

【図１２】図２の露光装置の光学系における露光ショッ
ト内の収差量分布測定結果の説明図である。

【図１３】図１の半導体装置の製造工程で用いるフォト
マスク内のマスクパターンの配置例の説明図である。

【図１４】図１の半導体装置の製造工程で用いるフォト
マスク内のマスクパターンの配置例であって、図１３と
は異なる配置例を示した説明図である。

【図１５】（ａ）は図１３のフォトマスクのマスクパタ
ーン配置の説明図、（ｂ）は（ａ）のフォトマスクを用
いた場合の半導体ウエハ上における投影光学像分布の計
算結果の説明図である。

【図１６】（ａ）は図１４のフォトマスクのマスクパタ
ーン配置の説明図、（ｂ）は（ａ）のフォトマスクを用
いた場合の半導体ウエハ上における投影光学像分布の計
算結果の説明図である。

【図１７】図１３のマスクパターン配置とするためのフ
ォトマスク上のチップ転写領域の一例を模式的に示した
説明図である。

【図１８】図１４のマスクパターン配置とするためのフ
ォトマスク上のチップ転写領域の一例を模式的に示した
説明図である。

【図１９】半導体ウエハ上の露光ショット配置を模式的
に示した説明図である。

【図２０】半導体ウエハ上の露光ショット配置を模式的
に示した説明図である。

【図２１】本発明の他の実施の形態であるフォトマスク
におけるマスクパターンの配置例の説明図である。

【図２２】本発明を適用して製造された半導体装置の一
例の要部断面図である。

【図２３】本発明を適用して製造された半導体装置の一
例の要部平面図である。

【図２４】本発明を適用して製造された他の半導体装置
の一例の要部平面図である。

【符号の説明】

１露光装置１ａ露光光源１ｂフライアイレンズ１ｃアパーチャ１ｄ１、１ｄ２コンデンサレンズ１ｅミラー１ｆアパーチャ１ｇ投影レンズ１ｈマスク位置制御手段１ｉ１ミラー１ｉ２マスクステージ１ｊ試料台１ｋＺステージ１ｍＸＹステージ１ｎ主制御系１ｐ，１ｑ駆動手段１ｒミラー１ｓレーザ測長機１ｔアライメント検出光学系１ｕネットワーク装置２フォトマスク２ｐペリクル２Ａ転写領域２Ａ１，２Ａ２領域２ａマスク基板２ｂ１位相シフタ２ｂ２位相シフタ２ｃ遮光膜３半導体ウエハ３ａノッチ３Ｃ半導体チップ３Ｓ半導体基板４素子分離領域５ｐウエル６ゲート絶縁膜７ゲート電極８半導体領域９絶縁膜１０ａＳＯＧ膜１０ｂ〜１０ｄ絶縁膜１１ａ，１１ｂコンタクトホール（孔パターン）１２プラグ１３絶縁膜１４コンタクトホール（孔パターン）１５プラグ１６キャパシタ１６ａ下部電極１６ｂ上部電極１６ｃ容量絶縁膜１７，１８絶縁膜ＰＰ露光可能領域Ｓスリット領域ＣＡチップ形成領域ＤＡ遮光領域ＰＡ（ＰＡ１〜ＰＡ３）光透過領域ＰＡｓ補助光透過領域ＣＰチップ転写領域Ｌ活性領域ＷＬワード線Ｑｓメモリセル選択用ＭＩＳ・ＦＥＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川昇雄東京都青梅市新町六丁目16番地の３株式会社日立製作所デバイス開発センタ内Ｆターム(参考） 2H095 BA02 BB02 BB31 5F046 AA20 AA25 BA04 BA05 BA08 CA04 CB05 CB17 CB23 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光装置の露光光源から放射された露光
光をフォトマスクを介して半導体ウエハの主面に照射す
ることにより、前記半導体ウエハの主面上に所定のパタ
ーンを転写する工程を有し、前記フォトマスクのパターンを、前記露光装置の光学系
の収差を受け難い方向に配置したことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
【請求項２】走査型露光装置の露光光源から放射され
た露光光をフォトマスクを介して半導体ウエハの主面に
スキャン露光することにより、前記半導体ウエハの主面
上に所定のパターンを転写する際に、前記フォトマスク
は、前記走査型露光装置の光学系の収差を受け難い方向
にパターンを配置したフォトマスクを用いることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】露光装置の露光光源から放射された露光
光をフォトマスクを介して半導体ウエハの主面に照射す
ることにより、前記半導体ウエハの主面上に所定のパタ
ーンを転写する工程を有し、前記フォトマスクは、前記露光装置の光学系の収差を受
け難い方向にパターンを配置したフォトマスクを用い、前記露光装置は、その光学系の収差分布の傾向が同じま
たは近似した露光装置群から選ばれた露光装置を用いる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】露光装置の露光光源から放射された露光
光をフォトマスクを介して半導体ウエハの主面に照射す
ることにより、前記半導体ウエハの主面上に所定のパタ
ーンを転写する工程を有し、前記フォトマスクは、前記露光装置の光学系の収差を受
け難い方向にパターンを配置し、かつ、透過光に位相差
を生じさせる位相シフタを配置したフォトマスクを用い
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】露光装置の露光光源から放射された露光
光をフォトマスクを介して半導体ウエハの主面に照射す
ることにより、前記半導体ウエハの主面上に所定のパタ
ーンを転写する工程を有し、前記フォトマスクの製造に際しては、露光装置の光学系
の収差を測定する工程と、前記測定結果に基づいて、フ
ォトマスク上のパターンのうち、最近接パターンの配置
方向を決める工程と、前記最近接パターンの配置方向を
考慮したパターンのレイアウトを行う工程と、前記レイ
アウトに従ってマスク基板上にパターンを形成する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。