JP2677011B2 - 微細パターンの形成方法 - Google Patents
微細パターンの形成方法Info
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- JP2677011B2 JP2677011B2 JP30835390A JP30835390A JP2677011B2 JP 2677011 B2 JP2677011 B2 JP 2677011B2 JP 30835390 A JP30835390 A JP 30835390A JP 30835390 A JP30835390 A JP 30835390A JP 2677011 B2 JP2677011 B2 JP 2677011B2
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に微細パ
ターンの形成方法に関する。
ターンの形成方法に関する。
第３図は半導体装置製造工程の露光工程を説明する図
である。図に示すように、光源21から出射した光をコン
デンサレンズ22で集束し、マスク23に照射する。マスク
23を選択的に透過した光を対物レンズ24で集光してウェ
ハ25上に照射する。ウェハ25上に転写されるマスク像は
通常1/5倍に縮小されて照射される。ウェハ25には、あ
らかじめ感光性を有するレジストを塗布しておき、露光
工程を経た後、現像することによって光が照射されたレ
ジストを選択的に溶解するというものである。従来、こ
こで用いられるマスクは、形成しようとするデバイスパ
ターンが正確に５倍に拡大された寸法のマスクであっ
た。
である。図に示すように、光源21から出射した光をコン
デンサレンズ22で集束し、マスク23に照射する。マスク
23を選択的に透過した光を対物レンズ24で集光してウェ
ハ25上に照射する。ウェハ25上に転写されるマスク像は
通常1/5倍に縮小されて照射される。ウェハ25には、あ
らかじめ感光性を有するレジストを塗布しておき、露光
工程を経た後、現像することによって光が照射されたレ
ジストを選択的に溶解するというものである。従来、こ
こで用いられるマスクは、形成しようとするデバイスパ
ターンが正確に５倍に拡大された寸法のマスクであっ
た。
上述した従来の微細パターンの形成方法の問題点の一
つは、パターン転写時の寸法精度が十分でないと言うこ
とである。デバイスパターン形成用のマスクには様々な
寸法のパターンが混在しており、希望の電気特性を得る
ためには設計寸法還りのレジストパターンがウェハ上に
形成されなければならない。ところが、近年パターン寸
法が小さくなるに連れて、露光光学系の解像限界に近い
寸法のパターンを形成する必要があるがその寸法精度は
必ずしも十分ではなかった。
つは、パターン転写時の寸法精度が十分でないと言うこ
とである。デバイスパターン形成用のマスクには様々な
寸法のパターンが混在しており、希望の電気特性を得る
ためには設計寸法還りのレジストパターンがウェハ上に
形成されなければならない。ところが、近年パターン寸
法が小さくなるに連れて、露光光学系の解像限界に近い
寸法のパターンを形成する必要があるがその寸法精度は
必ずしも十分ではなかった。
例えば第４図は露光波長248nm,NA＝0.42の露光光学系
を用いたときの様々な寸法のライン＆スペースパターン
のウェハ上における光強度分布をSAMPLEシミュレータで
計算した結果を示している。１〜２μmL＆Ｓにおける光
強度は、マスクパターンエッジ（ｘ＝０）で0.26である
のに対して、１μｍ未満のパターン寸法においては光強
度は0.26よりも大きい。光強度が0.26になる寸法がパタ
ーン寸法と仮定すると、ネガ形レジストを用いた場合、
１〜0.5μｍの領域でパターンは設計寸法より最大0.008
μｍ細くなり、0.5μｍ以下のパターンでは最大0.05μ
ｍ太くなることがわかる。
を用いたときの様々な寸法のライン＆スペースパターン
のウェハ上における光強度分布をSAMPLEシミュレータで
計算した結果を示している。１〜２μmL＆Ｓにおける光
強度は、マスクパターンエッジ（ｘ＝０）で0.26である
のに対して、１μｍ未満のパターン寸法においては光強
度は0.26よりも大きい。光強度が0.26になる寸法がパタ
ーン寸法と仮定すると、ネガ形レジストを用いた場合、
１〜0.5μｍの領域でパターンは設計寸法より最大0.008
μｍ細くなり、0.5μｍ以下のパターンでは最大0.05μ
ｍ太くなることがわかる。
本発明の目的は、正確な寸法の微細パターンを得るよ
うにした微細パターンの形成方法を提供することにあ
る。
うにした微細パターンの形成方法を提供することにあ
る。
前記目的を達成するため、本発明に係る微細パターン
の形成方法は、半導体装置製造で用いるリソグラフィー
工程において、露光工程で用いるマスクのパターンを、
焦点変動によらず光強度が一定となる距離を寸法補正値
として寸法補正を行う。
の形成方法は、半導体装置製造で用いるリソグラフィー
工程において、露光工程で用いるマスクのパターンを、
焦点変動によらず光強度が一定となる距離を寸法補正値
として寸法補正を行う。
マスクパターンエッジにおける光強度の大きさがパタ
ーン寸法によらずに一定となるように、又は、転写しよ
うとするパターンのエッジにおける光強度の大きさが焦
点の変動によらず一定となるように、光強度分布に対応
して、マスクのパターン寸法に寸法補正を行い、パター
ン形成を行う。
ーン寸法によらずに一定となるように、又は、転写しよ
うとするパターンのエッジにおける光強度の大きさが焦
点の変動によらず一定となるように、光強度分布に対応
して、マスクのパターン寸法に寸法補正を行い、パター
ン形成を行う。
次に本発明の実施例について説明する。
（参考例１） 第１図（ａ）は、本発明の参考例１におけるライン寸
法と光強度との関係を示す図、第１図（ｂ）は、光強度
分布シミュレーションを示す図である。
法と光強度との関係を示す図、第１図（ｂ）は、光強度
分布シミュレーションを示す図である。
本発明の参考例１は、ライン＆スペースパターンの転
写の例を示す実施例である。
写の例を示す実施例である。
本発明は、半導体装置製造で用いるリソグラフィー工
程において、露光工程で用いるマスクのパターン寸法
を、パターンのエッジにおける光強度の大きさがパター
ン寸法にかかわらず一定となるように、光強度分布の計
算結果に基づき、マスクのパターンに寸法補正を加える
ことを特徴とするものである。すなわち、まず、第１図
（ａ）に示すように、最初にλ/NA・1/P＜0.3のパター
ン寸法における光強度分布を求める。ここで、λは露光
波長、NAはレンズの開口数で、Ｐはパターンのピッチ
（パターンの繰り返し寸法；この場合ライン寸法Ｌとス
ペース寸法Ｓの和）である。次に計算した光強度分布の
マスクエッジ（X/L＝０）における光強度Icを求める。
一般に、λ/NA・1/P＜0.3において、ラインはほぼ孤立
しているとみなせるので、パターンエッジにおける光強
度が一定になる。例えばλ＝248nm、NA＝0.42、σ＝0.5
のエキシマレーザステッパーの場合、Ic＝0.26である。
さらにλ/NA・1/P＞0.3の微細パターンの光強度分布を
求め、光強度がIc（＝0.26）になる距離とマスクのエッ
ジとの距離 を求める。前述したエキシマレーザステッパーの場合、
ΔＬの計算結果を第１図（ｂ）に示す。最後にマスクパ
ターンのライン寸法をＬ＋ΔＬに、スペース寸法をＳ−
ΔＬとすることによってパターンのエッジの光強度がほ
ぼ一定となり、寸法精度のよい微細パターンの形成が可
能となる。
程において、露光工程で用いるマスクのパターン寸法
を、パターンのエッジにおける光強度の大きさがパター
ン寸法にかかわらず一定となるように、光強度分布の計
算結果に基づき、マスクのパターンに寸法補正を加える
ことを特徴とするものである。すなわち、まず、第１図
（ａ）に示すように、最初にλ/NA・1/P＜0.3のパター
ン寸法における光強度分布を求める。ここで、λは露光
波長、NAはレンズの開口数で、Ｐはパターンのピッチ
（パターンの繰り返し寸法；この場合ライン寸法Ｌとス
ペース寸法Ｓの和）である。次に計算した光強度分布の
マスクエッジ（X/L＝０）における光強度Icを求める。
一般に、λ/NA・1/P＜0.3において、ラインはほぼ孤立
しているとみなせるので、パターンエッジにおける光強
度が一定になる。例えばλ＝248nm、NA＝0.42、σ＝0.5
のエキシマレーザステッパーの場合、Ic＝0.26である。
さらにλ/NA・1/P＞0.3の微細パターンの光強度分布を
求め、光強度がIc（＝0.26）になる距離とマスクのエッ
ジとの距離 を求める。前述したエキシマレーザステッパーの場合、
ΔＬの計算結果を第１図（ｂ）に示す。最後にマスクパ
ターンのライン寸法をＬ＋ΔＬに、スペース寸法をＳ−
ΔＬとすることによってパターンのエッジの光強度がほ
ぼ一定となり、寸法精度のよい微細パターンの形成が可
能となる。
したがって、参考例１によれば、半導体装置製造で用
いるリソグラフィー工程において、露光工程で用いるマ
スクのパターン寸法を、マスクパターンエッジにおける
光強度の大きさがパターン寸法によらず一定となるよう
に、マスクパターンに寸法補正を加えることにより、露
光光学系の解像限界付近の寸法で精度の高いパターン形
成が行える。
いるリソグラフィー工程において、露光工程で用いるマ
スクのパターン寸法を、マスクパターンエッジにおける
光強度の大きさがパターン寸法によらず一定となるよう
に、マスクパターンに寸法補正を加えることにより、露
光光学系の解像限界付近の寸法で精度の高いパターン形
成が行える。
（参考例２） 次に参考例２について説明する。
参考例１で説明した方法によりパターン寸法の転写精
度は明らかに向上するものの、若干の寸法誤差は残留し
ている。前述したＬ＋ΔL,S−ΔＬなる補正後のパター
ン寸法を有するマスクを用いたときの光強度分布を計算
し、参考例１と同様の方法で寸法誤差ΔL2を算出し、ラ
インパターン寸法をＬ＋ΔＬ＋ΔL2、スペース寸法をＳ
−ΔＬ−ΔL2に補正することによってより精度の高い微
細パターンの形成が可能となる。
度は明らかに向上するものの、若干の寸法誤差は残留し
ている。前述したＬ＋ΔL,S−ΔＬなる補正後のパター
ン寸法を有するマスクを用いたときの光強度分布を計算
し、参考例１と同様の方法で寸法誤差ΔL2を算出し、ラ
インパターン寸法をＬ＋ΔＬ＋ΔL2、スペース寸法をＳ
−ΔＬ−ΔL2に補正することによってより精度の高い微
細パターンの形成が可能となる。
さらにこの手法を繰り返すことによって、より精度の
高い微細パターンの形成が行える。
高い微細パターンの形成が行える。
（実施例１） 第２図は、本発明の実施例１を示す図である。
実施例１は、ライン＆スペースパターンの転写の場合
を示す実施例であり、露光工程で用いるマスクのパター
ン寸法を、転写しようとするパターンのエッジにおける
光強度の大きさが焦点の変動によらず一定となるよう
に、光強度分布の計算結果に基づき、マスクのパターン
に寸法補正を加えるものである。
を示す実施例であり、露光工程で用いるマスクのパター
ン寸法を、転写しようとするパターンのエッジにおける
光強度の大きさが焦点の変動によらず一定となるよう
に、光強度分布の計算結果に基づき、マスクのパターン
に寸法補正を加えるものである。
λ＝436nm、NA＝0.54、σ＝0.5の露光光学系を用いて
0.6μmL＆Ｓパターンの転写を行なったときの光強度分
布を第２図に示す。第２図には焦点ずれが0,1,1.5μｍ
の場合について示してある。パターンのエッジ（ｘ＝
０）においては焦点がずれるにしたがって光強度が増加
していることがわかる。ところがｘ＝0.043μｍにおい
ては焦点が変動しても光強度が変化していないことがわ
かる。そこで、焦点の変動に対して光強度が変化しない
距離をΔＬ（＝0.043μｍ）としたとき、マスクパター
ンのライン寸法ＬをＬ＋２ΔＬに、スペース寸法をＳ−
２ΔＬに補正することによってパターンのエッジの光強
度が焦点変動に対してほぼ一定となり、従って、寸法精
度の高い微細パターンの形成が可能となる。
0.6μmL＆Ｓパターンの転写を行なったときの光強度分
布を第２図に示す。第２図には焦点ずれが0,1,1.5μｍ
の場合について示してある。パターンのエッジ（ｘ＝
０）においては焦点がずれるにしたがって光強度が増加
していることがわかる。ところがｘ＝0.043μｍにおい
ては焦点が変動しても光強度が変化していないことがわ
かる。そこで、焦点の変動に対して光強度が変化しない
距離をΔＬ（＝0.043μｍ）としたとき、マスクパター
ンのライン寸法ＬをＬ＋２ΔＬに、スペース寸法をＳ−
２ΔＬに補正することによってパターンのエッジの光強
度が焦点変動に対してほぼ一定となり、従って、寸法精
度の高い微細パターンの形成が可能となる。
（実施例２） 次に実施例２について説明する。実施例１で説明した
方法によりパターンの転写精度は明らかに向上するもの
の、若干の寸法誤差は残留している。前述したＬ＋２Δ
L,S−２ΔＬなる補正後のパターン寸法を有するマスク
を用いたときの光強度分布を焦点を変えて計算し、参考
例１と同様の方法で補正量ΔL2を算出し、ラインパター
ン寸法をＬ＋２ΔＬ＋２ΔL2、スペース寸法をＳ−２Δ
Ｌ−２ΔL2に補正することによってより精度の高い微細
パターンの形成が可能となる。さらにこの手法を繰り返
すことによって、より精度の高い微細パターンの形成が
行える。
方法によりパターンの転写精度は明らかに向上するもの
の、若干の寸法誤差は残留している。前述したＬ＋２Δ
L,S−２ΔＬなる補正後のパターン寸法を有するマスク
を用いたときの光強度分布を焦点を変えて計算し、参考
例１と同様の方法で補正量ΔL2を算出し、ラインパター
ン寸法をＬ＋２ΔＬ＋２ΔL2、スペース寸法をＳ−２Δ
Ｌ−２ΔL2に補正することによってより精度の高い微細
パターンの形成が可能となる。さらにこの手法を繰り返
すことによって、より精度の高い微細パターンの形成が
行える。
以上、各実施例では、ライン＆スペースについて説明
したが、ラインとスペースの寸法が異なる場合、孤立パ
ターン，コンタクトホールにも適用できることは明らか
である。
したが、ラインとスペースの寸法が異なる場合、孤立パ
ターン，コンタクトホールにも適用できることは明らか
である。
本実施例によれば、露光工程で用いるマスクのパター
ン寸法を、転写しようとするパターンのエッジにおける
光強度の大きさが焦点の変動によらず一定となるよう
に、光強度分布の計算結果に基づき、マスクのパターン
に寸法補正を加えることにより、露光光学系の解像限界
付近の寸法で焦点の変動に依存せず精度の高いパターン
形成が行える。
ン寸法を、転写しようとするパターンのエッジにおける
光強度の大きさが焦点の変動によらず一定となるよう
に、光強度分布の計算結果に基づき、マスクのパターン
に寸法補正を加えることにより、露光光学系の解像限界
付近の寸法で焦点の変動に依存せず精度の高いパターン
形成が行える。
以上説明したように本発明によれば、マスクのパター
ンに寸法補正を行うため、精度の高いパターン形成を行
うことができるという効果を有する。
ンに寸法補正を行うため、精度の高いパターン形成を行
うことができるという効果を有する。
第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の参考例を示す図、第
２図は、本発明の実施例を示す図、第３図は、露光工程
を示す図、第４図は、シミュレータSAMPLEで計算したウ
ェハ上での光強度分布を示す図である。 21……光源、22……コンデンサレンズ 23……マスク、24……対物レンズ 25……ウェハ
２図は、本発明の実施例を示す図、第３図は、露光工程
を示す図、第４図は、シミュレータSAMPLEで計算したウ
ェハ上での光強度分布を示す図である。 21……光源、22……コンデンサレンズ 23……マスク、24……対物レンズ 25……ウェハ
Claims (1)
- 【請求項１】半導体装置製造で用いるリソグラフィー工
程において、露光工程で用いるマスクのパターンを、焦
点変動によらず光強度が一定となる距離を寸法補正値と
して寸法補正を行うことを特徴とする微細パターンの形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30835390A JP2677011B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 微細パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30835390A JP2677011B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 微細パターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04179952A JPH04179952A (ja) | 1992-06-26 |
| JP2677011B2 true JP2677011B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=17980041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30835390A Expired - Fee Related JP2677011B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 微細パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2677011B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0163471B1 (ko) * | 1994-07-05 | 1998-12-15 | 가네꼬 히사시 | 수정된 조명에 이용되는 포토-마스크 제조 방법, 포토-마스크를 이용하는 투영 정렬기 및 포토-마스크로부터 감광층으로 패턴상을 전사하는 방법 |
| KR0172558B1 (ko) * | 1995-03-22 | 1999-03-20 | 김주용 | 노광 마스크의 제조방법 |
| JP2998651B2 (ja) * | 1996-08-28 | 2000-01-11 | 日本電気株式会社 | 露光用設計パターンの修正方法 |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP30835390A patent/JP2677011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04179952A (ja) | 1992-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |