JP2704938B2 - 半導体素子のパターン形成用マスク製造方法 - Google Patents
半導体素子のパターン形成用マスク製造方法Info
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70583—Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の製造時、光
学的リソグラフィー（Optical Lithography)工程に使用
するための半導体素子のパターン形成用マスク製造方法
に関するものであって、特に半導体素子の微細パターン
形成時、マスクに稠密に形成されたパターンの光通過部
分での露光エネルギーを増大させることのできる半導体
素子のパターン形成用マスク製造方法に関するものであ
る。
学的リソグラフィー（Optical Lithography)工程に使用
するための半導体素子のパターン形成用マスク製造方法
に関するものであって、特に半導体素子の微細パターン
形成時、マスクに稠密に形成されたパターンの光通過部
分での露光エネルギーを増大させることのできる半導体
素子のパターン形成用マスク製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、超高集積半導体素子のパター
ン形成時、縮小露光装置が用いられる。縮小露光装置に
はマスクが用いられるが、半導体素子の微細パターンを
形成するためにマスク上にパターンが稠密に形成され
る。そのため露光源からの光エネルギーはマスクを通過
しウェーハ上の感光膜に十分に伝達するのが難しい。
ン形成時、縮小露光装置が用いられる。縮小露光装置に
はマスクが用いられるが、半導体素子の微細パターンを
形成するためにマスク上にパターンが稠密に形成され
る。そのため露光源からの光エネルギーはマスクを通過
しウェーハ上の感光膜に十分に伝達するのが難しい。
【０００３】すなわち、光の回折現象およびマスク上の
パターンの光遮断現象のためにマスク上に形成されたク
ロムパターンのイメージ（image)をウェーハ上の感光膜
に正確には伝達するのが難しい。そのため、このような
現象を克服するために露光エネルギーが増大されなけれ
ばならない。
パターンの光遮断現象のためにマスク上に形成されたク
ロムパターンのイメージ（image)をウェーハ上の感光膜
に正確には伝達するのが難しい。そのため、このような
現象を克服するために露光エネルギーが増大されなけれ
ばならない。
【０００４】図１は従来のマスクを用いた露光法を説明
するための断面図である。図１に示されているようにウ
ェーハ１上にフォトレジスト２が形成されている。上記
フォトレジスト２上に露光領域４を形成するために石英
ガラス１１の下部面にクロムパターン１２が形成された
マスク１０と対物レンズ３が提供される。
するための断面図である。図１に示されているようにウ
ェーハ１上にフォトレジスト２が形成されている。上記
フォトレジスト２上に露光領域４を形成するために石英
ガラス１１の下部面にクロムパターン１２が形成された
マスク１０と対物レンズ３が提供される。
【０００５】すなわち、光源（図示しない）から照射さ
れた光（Ｌ）はパターン化されたクロム１２がある部分
で吸収または反射され消滅し（点線で表示）、クロム１
２のない石英ガラス１１の一部分を通過しながら回折さ
れた０次、＋１次および−１次透過光（Ｌ０，Ｌ＋１お
よびＬ−１）に分解される。上記透過光（Ｌ０，Ｌ＋１
およびＬ−１）が対物レンズ３を通してフォトレジスト
２に照射され、それによってフォトレジスト２上に露光
領域４が形成される。
れた光（Ｌ）はパターン化されたクロム１２がある部分
で吸収または反射され消滅し（点線で表示）、クロム１
２のない石英ガラス１１の一部分を通過しながら回折さ
れた０次、＋１次および−１次透過光（Ｌ０，Ｌ＋１お
よびＬ−１）に分解される。上記透過光（Ｌ０，Ｌ＋１
およびＬ−１）が対物レンズ３を通してフォトレジスト
２に照射され、それによってフォトレジスト２上に露光
領域４が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスク
を通過した上記＋１次透過光および−１次透過光（Ｌ＋
１およびＬ−１）は０次透過光（Ｌ０）と共に空間イメ
ージ強度に影響を与えるため分解度に限界があり工程マ
ージン（depth of focus) を少なくする。一方、＋１お
よび−１次透過光（Ｌ＋１およびＬ−１）は０次透過光
（Ｌ０）に比べて透過強度が低いほど分解度がよくな
る。
を通過した上記＋１次透過光および−１次透過光（Ｌ＋
１およびＬ−１）は０次透過光（Ｌ０）と共に空間イメ
ージ強度に影響を与えるため分解度に限界があり工程マ
ージン（depth of focus) を少なくする。一方、＋１お
よび−１次透過光（Ｌ＋１およびＬ−１）は０次透過光
（Ｌ０）に比べて透過強度が低いほど分解度がよくな
る。
【０００７】したがって、本発明はクロムパターンによ
って反射される反射光エネルギーをウェーハ上のイメー
ジ形成用エネルギーとして用いるために石英ガラスとク
ロムの間に反射強度が高い物質を塗布し、光の定在波効
果を用いて石英ガラスの厚さを調節し、上記の短所を解
決することのできる半導体素子のパターン形成用マスク
を製造する方法を提供するにその目的がある。
って反射される反射光エネルギーをウェーハ上のイメー
ジ形成用エネルギーとして用いるために石英ガラスとク
ロムの間に反射強度が高い物質を塗布し、光の定在波効
果を用いて石英ガラスの厚さを調節し、上記の短所を解
決することのできる半導体素子のパターン形成用マスク
を製造する方法を提供するにその目的がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ための本発明による半導体素子のパターン形成用マスク
製造方法は所定の厚さを有する石英ガラス２１上部に反
射膜２３およびクロム２２を積層形成する段階と、上記
クロム２２上に感光膜２４を塗布したのち、上記感光膜
２４をパターン化する段階と、上記パターン化された感
光膜２４を用いてクロム２２および反射膜２３を次第に
エッチングする段階と、上記の段階から石英ガラス２１
の露光された部分を所定の深さでエッチングし、上記感
光膜２４を除去する段階から成されていることを特徴と
する。
ための本発明による半導体素子のパターン形成用マスク
製造方法は所定の厚さを有する石英ガラス２１上部に反
射膜２３およびクロム２２を積層形成する段階と、上記
クロム２２上に感光膜２４を塗布したのち、上記感光膜
２４をパターン化する段階と、上記パターン化された感
光膜２４を用いてクロム２２および反射膜２３を次第に
エッチングする段階と、上記の段階から石英ガラス２１
の露光された部分を所定の深さでエッチングし、上記感
光膜２４を除去する段階から成されていることを特徴と
する。
【０００９】
【作用】上記手段によればクロムあるいはその他の光遮
断物質によってマスクを透過することのできない光が塗
布された反射膜によってマスク上に反射し、石英ガラス
と空間の間での境界面で改めて反射して、その光を非ク
ロム部分の地域へ誘導し露出エネルギーを増大する。
断物質によってマスクを透過することのできない光が塗
布された反射膜によってマスク上に反射し、石英ガラス
と空間の間での境界面で改めて反射して、その光を非ク
ロム部分の地域へ誘導し露出エネルギーを増大する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を添付されている図面を参照し
詳細に説明することにする。図２（Ａ）ないし図２
（Ｄ）は本発明による半導体素子のパターン形成用マス
クを製造する段階を示す。図２（Ａ）は所定の厚さを有
する石英ガラス２１上部に反射膜２３およびクロム２２
を順次に形成した状態を示す。上記反射膜２３を例え
ば、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）のような反
射率が高い物質である。
詳細に説明することにする。図２（Ａ）ないし図２
（Ｄ）は本発明による半導体素子のパターン形成用マス
クを製造する段階を示す。図２（Ａ）は所定の厚さを有
する石英ガラス２１上部に反射膜２３およびクロム２２
を順次に形成した状態を示す。上記反射膜２３を例え
ば、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）のような反
射率が高い物質である。
【００１１】図２（Ｂ）は上記クロム２２に感光膜２４
を形成したのち、パターン化した状態を示す。図２
（Ｃ）は上記パターン化された感光膜２４を用いてクロ
ム２２および反射膜２３を次第にエッチングした状態を
示す。図２（Ｄ）は上記図２（Ｃ）の状態下で石英ガラ
ス２１の露出した部分を所定の厚さでエッチングし、上
記感光膜２４を除去し、それによって本発明のマスク２
０が完成された状態を示す。上記石英ガラス２１の露出
した部分のエッチングの深さは定在波効果を考慮しエッ
チングされなければならない。
を形成したのち、パターン化した状態を示す。図２
（Ｃ）は上記パターン化された感光膜２４を用いてクロ
ム２２および反射膜２３を次第にエッチングした状態を
示す。図２（Ｄ）は上記図２（Ｃ）の状態下で石英ガラ
ス２１の露出した部分を所定の厚さでエッチングし、上
記感光膜２４を除去し、それによって本発明のマスク２
０が完成された状態を示す。上記石英ガラス２１の露出
した部分のエッチングの深さは定在波効果を考慮しエッ
チングされなければならない。
【００１２】ここで、注目しなければならない点は石英
ガラス２１とクロム２２の間で反射膜２３を形成すると
いう点もあるが、石英ガラス２１の厚さ設定が最も重要
である。すなわち、石英ガラス２１の全体の厚さ（ｄ）
と、石英ガラスと空間の間での境界面３０から石英ガラ
ス２１のエッチングされた部分までの厚さ（ｄ′）を設
定することである。
ガラス２１とクロム２２の間で反射膜２３を形成すると
いう点もあるが、石英ガラス２１の厚さ設定が最も重要
である。すなわち、石英ガラス２１の全体の厚さ（ｄ）
と、石英ガラスと空間の間での境界面３０から石英ガラ
ス２１のエッチングされた部分までの厚さ（ｄ′）を設
定することである。
【００１３】上記石英ガラス２１の全体厚さ（ｄ）と石
英ガラスの境界面３０から石英ガラス２１のエッチング
された部分までの厚さ（ｄ′）が設定されることによっ
て、上記図２（Ｄ）の石英ガラス２１の露出した部分の
エッチングの厚さが決定されるが、そのエッチングの厚
さは“ｄ−ｄ′”である。
英ガラスの境界面３０から石英ガラス２１のエッチング
された部分までの厚さ（ｄ′）が設定されることによっ
て、上記図２（Ｄ）の石英ガラス２１の露出した部分の
エッチングの厚さが決定されるが、そのエッチングの厚
さは“ｄ−ｄ′”である。
【００１４】上記石英ガラス２１の厚さの設定を図３
（Ａ），図３（Ｂ）および図４を参照し説明する。図３
（Ａ）および図３（Ｂ）は石英ガラスの厚さにより入射
光に対する反射光の強度を説明するための断面図であ
る。図４は石英ガラスの厚さにより反射光の強度を説明
するためのグラフ図である。
（Ａ），図３（Ｂ）および図４を参照し説明する。図３
（Ａ）および図３（Ｂ）は石英ガラスの厚さにより入射
光に対する反射光の強度を説明するための断面図であ
る。図４は石英ガラスの厚さにより反射光の強度を説明
するためのグラフ図である。
【００１５】図３（Ａ）を参照し石英ガラス２１の全体
の厚さ（ｄ）設定条件を説明する。石英ガラス２１を通
して光が入射する時、反射膜２３から石英ガラスの境界
面３０を通して反射されて出て来る反射光の波長と石英
ガラス２１との厚さの関係はｄ・Ｓｉｎθ＝１／４・
（２ｎ−１）・λの条件になるようにする。ただし、こ
こではｎは正の整数であり、θは反射面で反射される反
射光と入射光がなす角度である。
の厚さ（ｄ）設定条件を説明する。石英ガラス２１を通
して光が入射する時、反射膜２３から石英ガラスの境界
面３０を通して反射されて出て来る反射光の波長と石英
ガラス２１との厚さの関係はｄ・Ｓｉｎθ＝１／４・
（２ｎ−１）・λの条件になるようにする。ただし、こ
こではｎは正の整数であり、θは反射面で反射される反
射光と入射光がなす角度である。
【００１６】図３（Ｂ）を参照し、石英ガラス２１のエ
ッチングされた部分からの厚さ（ｄ′）の設定条件を説
明すれば、石英ガラス２１を通した入射光によって石英
ガラス底面から石英ガラスの境界面３０をして反射され
て出て来る反射光の波長と石英ガラス２１の厚さの関係
はｄ′・Ｓｉｎθ＝１／４・（２ｎ）・λ（ただし，ｎ
は正の整数，θは反射光の角度）の条件になるようにす
る。
ッチングされた部分からの厚さ（ｄ′）の設定条件を説
明すれば、石英ガラス２１を通した入射光によって石英
ガラス底面から石英ガラスの境界面３０をして反射され
て出て来る反射光の波長と石英ガラス２１の厚さの関係
はｄ′・Ｓｉｎθ＝１／４・（２ｎ）・λ（ただし，ｎ
は正の整数，θは反射光の角度）の条件になるようにす
る。
【００１７】すなわち、図４に示されているように石英
ガラスの厚さによって反射光の強度が変化する。そのた
め、石英ガラスの厚さ（ｄ）は反射光の強度が最大（図
４の平部分）になるように形成し石英ガラス（ｄ′）の
厚さは反射光の強度が最小（図４の溝部分）になるよう
に形成する。
ガラスの厚さによって反射光の強度が変化する。そのた
め、石英ガラスの厚さ（ｄ）は反射光の強度が最大（図
４の平部分）になるように形成し石英ガラス（ｄ′）の
厚さは反射光の強度が最小（図４の溝部分）になるよう
に形成する。
【００１８】図５は本発明によるマスクを用いて露光す
る工程を説明するための断面図である。図５を参照し、
半導体素子の微細パターン形成時、マスクに稠密に形成
されたパターンの光通過部分で露光エネルギーが増大さ
れることを説明する。
る工程を説明するための断面図である。図５を参照し、
半導体素子の微細パターン形成時、マスクに稠密に形成
されたパターンの光通過部分で露光エネルギーが増大さ
れることを説明する。
【００１９】照射された光（Ｌ）はパターン化された反
射膜２３がない部分を通過し０次、＋１次および−１次
透過光（Ｌ０，Ｌ＋１およびＬ−１）に分解され、それ
によって対物レンズ３を通して感光膜２を露光させる。
また、パターン化された反射膜２３がある部分では照射
された光（Ｌ）が反射され一部は石英ガラスの境界面３
０を通して外へ出るが、大部分の反射光は定在波現象に
よって境界面３０で再反射されたのち、パターン化され
た反射膜２３がない部分で通過し改めて０次、＋１次お
よび−１次透過光（Ｌ′０，Ｌ′＋１およびＬ′−１）
に分解され（点線で図示される）対物レンズ３を通して
感光膜２を露光させることになる。このように従来のク
ロムパターンによって遮断された光を非クロム部分の地
域へ誘導し露出エネルギーを増大することができる。
射膜２３がない部分を通過し０次、＋１次および−１次
透過光（Ｌ０，Ｌ＋１およびＬ−１）に分解され、それ
によって対物レンズ３を通して感光膜２を露光させる。
また、パターン化された反射膜２３がある部分では照射
された光（Ｌ）が反射され一部は石英ガラスの境界面３
０を通して外へ出るが、大部分の反射光は定在波現象に
よって境界面３０で再反射されたのち、パターン化され
た反射膜２３がない部分で通過し改めて０次、＋１次お
よび−１次透過光（Ｌ′０，Ｌ′＋１およびＬ′−１）
に分解され（点線で図示される）対物レンズ３を通して
感光膜２を露光させることになる。このように従来のク
ロムパターンによって遮断された光を非クロム部分の地
域へ誘導し露出エネルギーを増大することができる。
【００２０】すなわち、クロムあるいはその他の光遮断
物質によってマスクを透過することのできない光が塗布
された反射膜によってマスク上に反射され石英ガラスと
空間の間での境界面で改めて反射されるように石英ガラ
スの厚さを定在波の効果が最大とする厚さにし、反面に
クロムがない部分に照射される光は定在波の効果が最小
とするように厚さを設定する。
物質によってマスクを透過することのできない光が塗布
された反射膜によってマスク上に反射され石英ガラスと
空間の間での境界面で改めて反射されるように石英ガラ
スの厚さを定在波の効果が最大とする厚さにし、反面に
クロムがない部分に照射される光は定在波の効果が最小
とするように厚さを設定する。
【００２１】
【発明の効果】上記したように本発明によれば、クロム
パターンによる光吸収および反射光エネルギーをウェー
ハ上のイメージ形成用エネルギーとして用いるように石
英ガラスとクロムの間で反射強度が高い物質を塗布し、
光の定在波の効果が用いられるように石英ガラスの厚さ
を調節し、半導体素子の微細パターンの形成時、マスク
内の稠密パターン地域の光通過部分に露光エネルギーを
増大させ、露光時間を短縮し、工程マージンを向上させ
る効果がある。
パターンによる光吸収および反射光エネルギーをウェー
ハ上のイメージ形成用エネルギーとして用いるように石
英ガラスとクロムの間で反射強度が高い物質を塗布し、
光の定在波の効果が用いられるように石英ガラスの厚さ
を調節し、半導体素子の微細パターンの形成時、マスク
内の稠密パターン地域の光通過部分に露光エネルギーを
増大させ、露光時間を短縮し、工程マージンを向上させ
る効果がある。
【図１】従来のマスクを用いて露光する工程を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図２】図２（Ａ）ないし図２（Ｄ）は本発明による半
導体素子のパターン形成用マスクを製造する段階を示す
断面図である。
導体素子のパターン形成用マスクを製造する段階を示す
断面図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は石英ガラスの厚
さによる入射光に対する反射光の強度を説明するための
断面図である。
さによる入射光に対する反射光の強度を説明するための
断面図である。
【図４】石英ガラスの厚さによる反射光の強度を説明す
るためのグラフ図である。
るためのグラフ図である。
【図５】本発明によるマスクを用いて露光する工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
１ ウェーハ 2,24 感光膜 ３ 対物レンズ ４ 感光部
分 10,20 マスク 11,21 石英ガ
ラス 12,22 クロムパターン 23 反射膜 30 境界面
分 10,20 マスク 11,21 石英ガ
ラス 12,22 クロムパターン 23 反射膜 30 境界面
Claims (3)
- 【請求項１】半導体素子のパターン形成用マスク製造方
法において、所定の厚さを有する石英ガラス２１上部に
反射膜２３およびクロム２２を積層形成する段階と、上
記のクロム２２上に感光膜２４を塗布したのち、上記感
光膜２４をパターン化する段階と、上記パターン化され
た感光膜２４を用いてクロム２２および反射膜２３を次
第にエッチングする段階と、上記段階から石英ガラス２
１の露出した部分を所定の深さでエッチングし、上記感
光膜２４を除去する段階からなることを特徴とする半導
体素子のパターン形成用マスク製造方法。 - 【請求項２】第１項において、上記反射膜２３はアルミ
ニウムまたは銀であることを特徴とする半導体素子のパ
ターン形成用マスク製造方法。 - 【請求項３】第１項において、反射膜２３と境界面３０
の間での石英ガラス２１の厚さｄはｄ・Ｓｉｎθ＝１／
４・（２ｎ−１）・λの条件になるように形成し、反射
膜２３が形成されずに光が透過する領域の石英ガラス２
１厚さｄ′・Ｓｉｎθ＝１／４・（２ｎ）・λ（ただ
し、上記ｎは正の整数であり、θは反射膜の角度であ
る）の条件になるようにしたことを特徴とする半導体素
子のパターン形成用マスク製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR93-10486 | 1993-06-10 | ||
| KR1019930010486A KR960015792B1 (ko) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 반도체 소자의 패턴형성용 마스크 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07146543A JPH07146543A (ja) | 1995-06-06 |
| JP2704938B2 true JP2704938B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=19357145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12605994A Expired - Fee Related JP2704938B2 (ja) | 1993-06-10 | 1994-06-08 | 半導体素子のパターン形成用マスク製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5449578A (ja) |
| JP (1) | JP2704938B2 (ja) |
| KR (1) | KR960015792B1 (ja) |
| DE (1) | DE4420417C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6567013B1 (en) * | 1998-08-13 | 2003-05-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Digital hydraulic well control system |
| US6232247B1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-05-15 | Micron Technology, Inc. | Substrate coating apparatus and semiconductor processing method of improving uniformity of liquid deposition |
| US6555276B2 (en) | 1999-10-04 | 2003-04-29 | Micron Technology, Inc. | Substrate coating and semiconductor processing method of improving uniformity of liquid deposition |
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