JP2564337B2 - マスク及びパターン転写方法並びに半導体集積回路の製造方法 - Google Patents
マスク及びパターン転写方法並びに半導体集積回路の製造方法Info
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- JP2564337B2 JP2564337B2 JP30563387A JP30563387A JP2564337B2 JP 2564337 B2 JP2564337 B2 JP 2564337B2 JP 30563387 A JP30563387 A JP 30563387A JP 30563387 A JP30563387 A JP 30563387A JP 2564337 B2 JP2564337 B2 JP 2564337B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は縮小投影露光装置で使用するホトマスク（レ
テイクル）の改良に係り、特に微細パターンを、段差を
有するウエーハ面上の異なるフオーカス位置に同時に転
写するのに好適なホトマスクに関する。
テイクル）の改良に係り、特に微細パターンを、段差を
有するウエーハ面上の異なるフオーカス位置に同時に転
写するのに好適なホトマスクに関する。
半導体素子等の原画が描かれたホトマスク（以下レテ
イクルと称す。）を照明系で照明し、レテイクル上のパ
ターンをウエーハ上に転写する縮小投影露光装置には、
転写可能なパターンが微細化できることと焦点裕度が大
きいこととが要求される。パターンの微細化ができるこ
と、すなわち解像力を向上させる一手法として、レテイ
クル上の隣接する開口部分を透過する照明光に位相差を
与えればよいことが知られている。従来、照明光に位相
差を与えるレテイクルについては、アイ・イー・イー・
イー，トランザクシヨン オン エレクトロン デバイ
ス（IEEE,Trans.on Electron Devices）,Vol ED−29,N
o.12（1982年）p1282〜における文献に論じられてい
る。本文献で提案しているレテイクルは、隣接する開口
部分を透過する照明光に180゜の位相差を与えるもので
あり、周期的なパターンの解像力を向上させている。一
方、特願昭60−206665に記載のレテイクルは、単独では
解像しない開口パターンに位相差を与えてこれを補助パ
ターンとし、転写すべき孤立したパターンの解像力を向
上させている。しかし、いずれの場合も焦点裕度につい
ては考慮されていない。
イクルと称す。）を照明系で照明し、レテイクル上のパ
ターンをウエーハ上に転写する縮小投影露光装置には、
転写可能なパターンが微細化できることと焦点裕度が大
きいこととが要求される。パターンの微細化ができるこ
と、すなわち解像力を向上させる一手法として、レテイ
クル上の隣接する開口部分を透過する照明光に位相差を
与えればよいことが知られている。従来、照明光に位相
差を与えるレテイクルについては、アイ・イー・イー・
イー，トランザクシヨン オン エレクトロン デバイ
ス（IEEE,Trans.on Electron Devices）,Vol ED−29,N
o.12（1982年）p1282〜における文献に論じられてい
る。本文献で提案しているレテイクルは、隣接する開口
部分を透過する照明光に180゜の位相差を与えるもので
あり、周期的なパターンの解像力を向上させている。一
方、特願昭60−206665に記載のレテイクルは、単独では
解像しない開口パターンに位相差を与えてこれを補助パ
ターンとし、転写すべき孤立したパターンの解像力を向
上させている。しかし、いずれの場合も焦点裕度につい
ては考慮されていない。
実際の半導体素子製造工程では、１〜２μｍの段差が
あるウエーハ面上の全領域にわたつて微細パターンを転
写する必要がある。しかし、従来の照明光に位相差を与
えるレテイクルは、異なるフオーカス位置に同時にパタ
ーンを形成する点については考慮されていない。
あるウエーハ面上の全領域にわたつて微細パターンを転
写する必要がある。しかし、従来の照明光に位相差を与
えるレテイクルは、異なるフオーカス位置に同時にパタ
ーンを形成する点については考慮されていない。
本発明の目的は、実際の露光工程に現われるような段
差があり異なるフオーカス位置を有するウエーハ面の全
領域にわたつて微細パターンを転写できるようなレテイ
クルを提供することにある。
差があり異なるフオーカス位置を有するウエーハ面の全
領域にわたつて微細パターンを転写できるようなレテイ
クルを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、隣接する開口部分を透過する照明光に位
相差を与えるレテイクルにおいて、その位相差を露光領
域内の異なるフオーカス位置に対応して変化させること
により、達成される。
相差を与えるレテイクルにおいて、その位相差を露光領
域内の異なるフオーカス位置に対応して変化させること
により、達成される。
レテイクル上の隣接する開口部を透過する照明光に位
相差を与えることにより、解像力が向上する。このと
き、位相差を180゜とすると、正しいフオーカス位置で
の解像力が最もよく向上する。位相差を180゜より小さ
くすると解像力が最も良く向上する面は正しいフオーカ
ス位置より縮小レンズに近い方へ移動し、位相差を180
゜より大きくすると逆の方へ移動する。位相差を変化さ
せることにより、最良像面の位置が変化するので、この
変化量をウエーハの段差に対応させて設定すれば、各フ
オーカス位置に同時に微細パターンを転写することが可
能となる。
相差を与えることにより、解像力が向上する。このと
き、位相差を180゜とすると、正しいフオーカス位置で
の解像力が最もよく向上する。位相差を180゜より小さ
くすると解像力が最も良く向上する面は正しいフオーカ
ス位置より縮小レンズに近い方へ移動し、位相差を180
゜より大きくすると逆の方へ移動する。位相差を変化さ
せることにより、最良像面の位置が変化するので、この
変化量をウエーハの段差に対応させて設定すれば、各フ
オーカス位置に同時に微細パターンを転写することが可
能となる。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。第１図は、
本発明を適用したレテイクルの断面と開口部分を透過す
る照明光の位相差を示した図である。同図Ａはガラス基
板１上にCr等から成る遮光膜３を設け、開口部の一部分
に照明光の位相差を与える位相シフト層２を設けたもの
である。同図Ｂは、ガラス基板１と遮光膜３との間に位
相シフト層２を設けたものである。いずれの場合も、開
口部4,5,6が転写すべき微細パターンである。それぞれ
の両側のパターン４−1,4−2,5−1,5−２および６−1,6
−２の幅は単独では露光装置によつても解像しないよう
な小さな値となつており、かつ同図Ｃに示すような異な
る位相差を与えるように位相シフト層２の厚さがそれぞ
れ異なつている。すなわち開口パターン４−1,4−２は1
50゜の位相差を、パターン５−1,5−２は180゜の位相差
を、パターン６−1,6−２は210゜の位相差を与える。
本発明を適用したレテイクルの断面と開口部分を透過す
る照明光の位相差を示した図である。同図Ａはガラス基
板１上にCr等から成る遮光膜３を設け、開口部の一部分
に照明光の位相差を与える位相シフト層２を設けたもの
である。同図Ｂは、ガラス基板１と遮光膜３との間に位
相シフト層２を設けたものである。いずれの場合も、開
口部4,5,6が転写すべき微細パターンである。それぞれ
の両側のパターン４−1,4−2,5−1,5−２および６−1,6
−２の幅は単独では露光装置によつても解像しないよう
な小さな値となつており、かつ同図Ｃに示すような異な
る位相差を与えるように位相シフト層２の厚さがそれぞ
れ異なつている。すなわち開口パターン４−1,4−２は1
50゜の位相差を、パターン５−1,5−２は180゜の位相差
を、パターン６−1,6−２は210゜の位相差を与える。
第２図は、転写すべき開口パターンの中央位置での光
強度分布のフオーカス位置依存性を示す図である。この
例では露光条件として、波長λ＝365nm、縮小レンズの
開口数NA＝0.4、コヒーレント照明を仮定し、転写すべ
きパターン寸法は0.5μｍ□とした。パターン中央位置
の光強度は、解像力を表わすひとつの目安であり、これ
が大きいほど解像力が高いことになる。第２図の３本の
曲線7,8,9から、位相差を180゜としたときの最良像面と
比較して、位相差を210゜とすると最良像面は約１μｍ
移動し、位相差を150゜とすると最良像面は約−１μｍ
移動することがわかる。以上から、例えば２μｍの幅の
段差を有するウエーハ面上にパターンを転写する場合、
各フオーカス位置に対応させて位相差を150゜〜210゜に
変化させることにより露光領域全体にわたつて微細パタ
ーンを形成することができる。第１図に示すレテイクル
の例では、パターン５の最良像面位置に対してパターン
４は約１μｍ高い面上に、また、パターン６は約１μｍ
低い面上にそれぞれ形成できる。すなわち、露光領域内
のウエーハ10の段面が第３図に示すような段差がある場
合に各領域11,12,13に、それぞれレテイクルパターン4,
5,6を精度よく転写することができる。
強度分布のフオーカス位置依存性を示す図である。この
例では露光条件として、波長λ＝365nm、縮小レンズの
開口数NA＝0.4、コヒーレント照明を仮定し、転写すべ
きパターン寸法は0.5μｍ□とした。パターン中央位置
の光強度は、解像力を表わすひとつの目安であり、これ
が大きいほど解像力が高いことになる。第２図の３本の
曲線7,8,9から、位相差を180゜としたときの最良像面と
比較して、位相差を210゜とすると最良像面は約１μｍ
移動し、位相差を150゜とすると最良像面は約−１μｍ
移動することがわかる。以上から、例えば２μｍの幅の
段差を有するウエーハ面上にパターンを転写する場合、
各フオーカス位置に対応させて位相差を150゜〜210゜に
変化させることにより露光領域全体にわたつて微細パタ
ーンを形成することができる。第１図に示すレテイクル
の例では、パターン５の最良像面位置に対してパターン
４は約１μｍ高い面上に、また、パターン６は約１μｍ
低い面上にそれぞれ形成できる。すなわち、露光領域内
のウエーハ10の段面が第３図に示すような段差がある場
合に各領域11,12,13に、それぞれレテイクルパターン4,
5,6を精度よく転写することができる。
位相差を変える手段としては、位相シフト層２の厚さ
を変える方法や、厚さを一定にしておいて異なる屈折率
の層を設ける方法等が有効である。
を変える方法や、厚さを一定にしておいて異なる屈折率
の層を設ける方法等が有効である。
本発明によれば、位相シフト層を透過する照明光の位
相差を変えることによりホトマスク上のパターンの最良
像面位置を変化させることができるので、大きな段差を
有するウエーハに対してもすべてのフオーカス位置にお
いて同時に微細パターンを転写することができるという
効果がある。
相差を変えることによりホトマスク上のパターンの最良
像面位置を変化させることができるので、大きな段差を
有するウエーハに対してもすべてのフオーカス位置にお
いて同時に微細パターンを転写することができるという
効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すレテイクル断面および
位相差の対応説明図、第２図は位相差を変えることによ
り最良像面が変化することを示す図、第３図は段差を有
するウエーハ断面図である。 １……ガラス基板、２……位相シフト層、３……遮光
膜、4,5,6……転写すべき開口パターン、４−1,4−２…
…位相差150゜を与える開口部、５−1,5−２……位相差
180゜を与える開口パターン、６−1,6−２……位相差21
0゜を与える開口パターン、７……位相差が150゜のとき
のパターン中心光強度、８……位相差が180゜のときの
パターン中心光強度、９……位相差が210゜のときのパ
ターン中心光強度、10……段差を有するウエーハ。
位相差の対応説明図、第２図は位相差を変えることによ
り最良像面が変化することを示す図、第３図は段差を有
するウエーハ断面図である。 １……ガラス基板、２……位相シフト層、３……遮光
膜、4,5,6……転写すべき開口パターン、４−1,4−２…
…位相差150゜を与える開口部、５−1,5−２……位相差
180゜を与える開口パターン、６−1,6−２……位相差21
0゜を与える開口パターン、７……位相差が150゜のとき
のパターン中心光強度、８……位相差が180゜のときの
パターン中心光強度、９……位相差が210゜のときのパ
ターン中心光強度、10……段差を有するウエーハ。
Claims (7)
- 【請求項１】マスクを露光装置に準備する工程と、該露
光装置にウエーハを準備する工程と、前記露光装置の投
影レンズを介して前記マスク上のパターンを前記ウエー
ハ上に転写する工程を含むパターン転写方法であって、 前記マスクは照明光に位相差を与える部分を含み、前記
位相差を前記ウエーハ表面の段差に依存した異なる値に
設定し、前記段差に応じてフォーカス位置を移動させて
前記ウエーハ上にパターンを転写することを特徴とする
パターン転写方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のパターン転写
方法において、 前記マスクは照明光に位相差を与えるマスクであると共
に、前記位相差が前記マスクの複数の領域において異な
る値であるマスクを用いることを特徴とするパターン転
写方法。 - 【請求項３】隣接する開口部分を透過する照明光に位相
差を与える部分を含むマスクを用い、 前記位相差を、前記マスクに描かれているパターンを転
写するウエーハの、表面段差に依存した異なるフォーカ
ス位置に対応させて変化させることを特徴とするマス
ク。 - 【請求項４】前記位相差を変化させる手段として、マス
クに設ける位相差を与える透明な薄膜層の厚さを変化さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のマス
ク。 - 【請求項５】前記位相差を変化させる手段として、屈折
率の異なる透明な薄膜層をマスクに設けることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載のマスク。 - 【請求項６】前記隣接する開口部分を透過する照明光に
位相差を与えるマスクであって、前記位相差が、前記マ
スクの複数の領域において異なる値であることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載のマスク。 - 【請求項７】マスクを露光装置に準備する工程と、該露
光装置にウエーハを準備する工程と、前記露光装置の投
影レンズを介して前記マスク上のパターンを前記ウエー
ハ上に転写する工程を含み、 前記マスクは照明光に位相差を与える部分を含み、前記
位相差を前記ウエーハ表面の段差に依存した異なる値に
設定し、前記パターンが半導体集積回路素子のパターン
であって当該パターンを前記ウエーハ上に転写すること
を特徴とする半導体集積回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30563387A JP2564337B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | マスク及びパターン転写方法並びに半導体集積回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30563387A JP2564337B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | マスク及びパターン転写方法並びに半導体集積回路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01147458A JPH01147458A (ja) | 1989-06-09 |
| JP2564337B2 true JP2564337B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=17947480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30563387A Expired - Fee Related JP2564337B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | マスク及びパターン転写方法並びに半導体集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564337B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2710967B2 (ja) * | 1988-11-22 | 1998-02-10 | 株式会社日立製作所 | 集積回路装置の製造方法 |
| DE69028871T2 (de) * | 1989-04-28 | 1997-02-27 | Fujitsu Ltd | Maske, Herstellungsverfahren und Musterherstellung mit einer solchen Maske |
| JP2519815B2 (ja) * | 1990-03-01 | 1996-07-31 | 三菱電機株式会社 | フォトマスク及びその製造方法 |
| US5298365A (en) * | 1990-03-20 | 1994-03-29 | Hitachi, Ltd. | Process for fabricating semiconductor integrated circuit device, and exposing system and mask inspecting method to be used in the process |
| WO1991020018A1 (fr) * | 1990-06-21 | 1991-12-26 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Masque de decalage de phase |
| JP2901201B2 (ja) * | 1990-08-18 | 1999-06-07 | 三菱電機株式会社 | フォトマスク |
| JPH04216553A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体製造用マスク |
| US5414746A (en) * | 1991-04-22 | 1995-05-09 | Nippon Telegraph & Telephone | X-ray exposure mask and fabrication method thereof |
| JPH05281698A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | フォトマスク及びパターン転写方法 |
| JP2781322B2 (ja) * | 1992-04-27 | 1998-07-30 | 三菱電機株式会社 | ホトマスクの製造方法 |
| JPH0611826A (ja) * | 1992-04-28 | 1994-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | フォトマスク及びその製造方法 |
| US5411824A (en) * | 1993-01-21 | 1995-05-02 | Sematech, Inc. | Phase shifting mask structure with absorbing/attenuating sidewalls for improved imaging |
| WO1994017449A1 (en) * | 1993-01-21 | 1994-08-04 | Sematech, Inc. | Phase shifting mask structure with multilayer optical coating for improved transmission |
| US5418095A (en) * | 1993-01-21 | 1995-05-23 | Sematech, Inc. | Method of fabricating phase shifters with absorbing/attenuating sidewalls using an additive process |
| JP2725578B2 (ja) * | 1993-11-11 | 1998-03-11 | 日本電気株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
| JP3315254B2 (ja) * | 1994-07-11 | 2002-08-19 | 三菱電機株式会社 | 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法 |
| JP2006292840A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 露光方法及びハーフトーン型位相シフトマスク |
| JP6175652B2 (ja) * | 2013-01-21 | 2017-08-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | フォトマスク及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP5784657B2 (ja) * | 2013-02-26 | 2015-09-24 | 株式会社東芝 | フォーカス位置調整装置、レチクル、フォーカス位置調整プログラムおよび半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP30563387A patent/JP2564337B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01147458A (ja) | 1989-06-09 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |