JP2892765B2 - パターン構造を有する素子の製造方法 - Google Patents
パターン構造を有する素子の製造方法Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パターン構造を有する素子の製造方法に係
り、とくに無線端末等の通信機器に用いられる弾性表面
波素子の製造に適した、パターン構造を有する素子の製
造方法に関する。
り、とくに無線端末等の通信機器に用いられる弾性表面
波素子の製造に適した、パターン構造を有する素子の製
造方法に関する。
電子デバイス等の回路パターンが描かれたホトマスク
（レティクル）を照射光学系で照明し、回路パターンを
基板ウェーハ上に転写する投影・露光装置には、転写可
能なパターンが微細化できることが要求される。このよ
うなパターン転写装置の解像限界付近の微細パターンを
転写する一手段として、ホトマスク上の微細な遮光部分
を隔てて隣接する開口部分を透過する照明光に位相差を
与える方法が提案されている。その従来の位相差を与え
るパターン形成法については、アイ・イー・イー・イ
ー，トランザクション オン エレクトロン デバイス
29（1982年） 第1282頁以下（IEEE,Trans.on Electr
on Devices,Vol ED−29,No.12,（1982）p.1282〜）にお
けるマーク・ディー・レビュンソン（Mark.D.Levenso
n）等による“Improving Resolution in Photolithogra
phy with a Phase−Shifting Mask"と題する文献に論じ
られている。本文献で提案しているパターン形成法は、
遮光部分を隔てて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、周期的に配列され
たパターンの解像力を向上させるのに好適なものであ
る。
（レティクル）を照射光学系で照明し、回路パターンを
基板ウェーハ上に転写する投影・露光装置には、転写可
能なパターンが微細化できることが要求される。このよ
うなパターン転写装置の解像限界付近の微細パターンを
転写する一手段として、ホトマスク上の微細な遮光部分
を隔てて隣接する開口部分を透過する照明光に位相差を
与える方法が提案されている。その従来の位相差を与え
るパターン形成法については、アイ・イー・イー・イ
ー，トランザクション オン エレクトロン デバイス
29（1982年） 第1282頁以下（IEEE,Trans.on Electr
on Devices,Vol ED−29,No.12,（1982）p.1282〜）にお
けるマーク・ディー・レビュンソン（Mark.D.Levenso
n）等による“Improving Resolution in Photolithogra
phy with a Phase−Shifting Mask"と題する文献に論じ
られている。本文献で提案しているパターン形成法は、
遮光部分を隔てて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、周期的に配列され
たパターンの解像力を向上させるのに好適なものであ
る。
上記の従来技術では、隣接する開口部分が互いに分離
しているパターンに対してのみ、その解像力を向上させ
るのに有効である。しかしながら、隣接している開口パ
ターンが、ある部分で接続してつながっている場合に
は、連続した開口部であるために遮光部を隔てて位相差
を与えることができないため、精度の高いパターン形成
および解像度の向上ができないという問題がある。
しているパターンに対してのみ、その解像力を向上させ
るのに有効である。しかしながら、隣接している開口パ
ターンが、ある部分で接続してつながっている場合に
は、連続した開口部であるために遮光部を隔てて位相差
を与えることができないため、精度の高いパターン形成
および解像度の向上ができないという問題がある。
また、実際の電子デバイスにおける回路パターンで
は、隣接する線状の開口パターンが端部で接続している
場合が多い。このような回路パターンに従来の位相差を
与えるパターン形成法を適用すると、開口パターンの接
続部分で照明光の位相が急変し位相差が零度となる領域
が生じるため、線状のパターンが隣接する部分では、そ
のパターン自体は解像するものの、接続すべき部分でも
パターンの分離が生じてしまうことになる。そのため、
ウェーハ上で所望の一体的なパターン形状が得られない
という問題がある。
は、隣接する線状の開口パターンが端部で接続している
場合が多い。このような回路パターンに従来の位相差を
与えるパターン形成法を適用すると、開口パターンの接
続部分で照明光の位相が急変し位相差が零度となる領域
が生じるため、線状のパターンが隣接する部分では、そ
のパターン自体は解像するものの、接続すべき部分でも
パターンの分離が生じてしまうことになる。そのため、
ウェーハ上で所望の一体的なパターン形状が得られない
という問題がある。
本発明の目的は、隣接する開口部パターンが或る部分
で接続してつながっているような微細パターンについて
も、正確にパターン転写が可能となる素子の製造方法を
提供することにある。
で接続してつながっているような微細パターンについて
も、正確にパターン転写が可能となる素子の製造方法を
提供することにある。
上記目的は、パターン構造を有する素子の製造方法で
あって、基板上にパターン構造を複数回の露光により形
成するために、上記パターン構造のパターンを合成する
複数種の部分パターンを構成する遮光部及び複数の開口
部からなるホトマスクを準備し、この複数種の部分パタ
ーンを有するホトマスクの上記複数の開口部を透過する
光（照明光）に異なる位相を与えて上記複数種の部分パ
ターン毎に上記基板を複数回露光することにより達成さ
れる。照明光の位相差は隣接する開口部間でほぼ180°
として露光するとよい。
あって、基板上にパターン構造を複数回の露光により形
成するために、上記パターン構造のパターンを合成する
複数種の部分パターンを構成する遮光部及び複数の開口
部からなるホトマスクを準備し、この複数種の部分パタ
ーンを有するホトマスクの上記複数の開口部を透過する
光（照明光）に異なる位相を与えて上記複数種の部分パ
ターン毎に上記基板を複数回露光することにより達成さ
れる。照明光の位相差は隣接する開口部間でほぼ180°
として露光するとよい。
また、ホトマスクとして複数種の部分パターンを有す
るホトマスクを用いることにより、すなわち例えばホト
マスクとして複数種の部分パターンを複数有するものを
準備し、周期的に配列した部分パターン群を複数回の露
光転写によって、一つの基板（ウエハ）上の一定区画に
重ねあわせて一体的なパターンを合成する（複数種の部
分パターンが露光されて所望のパターンを合成するよう
にホトマスクを基板に対して相対的に移動する）ことに
より、パターンが接続してつながるべき部分で照明光の
位相が急変することにより生じたパターンの分離をまっ
たく解消した構成とすることに本発明の特徴がある。
るホトマスクを用いることにより、すなわち例えばホト
マスクとして複数種の部分パターンを複数有するものを
準備し、周期的に配列した部分パターン群を複数回の露
光転写によって、一つの基板（ウエハ）上の一定区画に
重ねあわせて一体的なパターンを合成する（複数種の部
分パターンが露光されて所望のパターンを合成するよう
にホトマスクを基板に対して相対的に移動する）ことに
より、パターンが接続してつながるべき部分で照明光の
位相が急変することにより生じたパターンの分離をまっ
たく解消した構成とすることに本発明の特徴がある。
また、ホトマスクの複数種の部分パターンが配置され
ている方向に基板とホトマスクとを相対的にステップ移
動して露光することに本発明の他の特徴がある。
ている方向に基板とホトマスクとを相対的にステップ移
動して露光することに本発明の他の特徴がある。
連続してつながっているパターンを分割して部分パタ
ーンを構成することにより、開口部を遮光部を介して孤
立化したパターンとすることができる。隣接した開口部
が各々孤立して配列した部分パターンは、隣り合った開
口部パターンを透過する照明光に（例えば約180°の）
位相差を交互に周期的に与えることが可能となる。これ
により、隣接する開口部が接続することにより生じた接
続部分、すなわち照明光の位相が急変する（位相差
０）境界領域を解消することができる。
ーンを構成することにより、開口部を遮光部を介して孤
立化したパターンとすることができる。隣接した開口部
が各々孤立して配列した部分パターンは、隣り合った開
口部パターンを透過する照明光に（例えば約180°の）
位相差を交互に周期的に与えることが可能となる。これ
により、隣接する開口部が接続することにより生じた接
続部分、すなわち照明光の位相が急変する（位相差
０）境界領域を解消することができる。
また、開口部分を透過する照明光に180°の位相差を
周期的に与えることにより、パターン転写の解像力が向
上する。
周期的に与えることにより、パターン転写の解像力が向
上する。
更に、一定の周期間隔をもった区画に部分パターンを
配列することは、パターン周期に沿ってホトマスクと基
板の位置を相対的に変化させることにより、基板の同一
区画（チップ）上に複数の部分パターンを形成できる。
一つのホトマスク上に一定期周期で配列した部分パター
ンは、露光・転写により基板ウェーハ上に部分パターン
群（列）を解像するように作用する。この部分パターン
列には隣接する開口部が接続した部分がないので、パタ
ーン解像不良の領域が生じることはない。
配列することは、パターン周期に沿ってホトマスクと基
板の位置を相対的に変化させることにより、基板の同一
区画（チップ）上に複数の部分パターンを形成できる。
一つのホトマスク上に一定期周期で配列した部分パター
ンは、露光・転写により基板ウェーハ上に部分パターン
群（列）を解像するように作用する。この部分パターン
列には隣接する開口部が接続した部分がないので、パタ
ーン解像不良の領域が生じることはない。
また、複数の露光・転写によって異なった部分パター
ンを基板上の同一区画（チップ）に重ね合わせて形成す
ることは、隣接する開口部パターンが接続してつながっ
ているような一体的なパターンの形成を可能とする。こ
れにより、開口部が連続したパターンを高い解像度で形
成できる。また、一定の周期（チップ）間隔で部分パタ
ーンを配列して部分パターン群（列）を構成すること
は、一体的なパターンを一つのホトマスクでかつ基板ウ
ェーハ上のほぼ全ての領域（チップ）で同時に形成する
ことが可能となる。
ンを基板上の同一区画（チップ）に重ね合わせて形成す
ることは、隣接する開口部パターンが接続してつながっ
ているような一体的なパターンの形成を可能とする。こ
れにより、開口部が連続したパターンを高い解像度で形
成できる。また、一定の周期（チップ）間隔で部分パタ
ーンを配列して部分パターン群（列）を構成すること
は、一体的なパターンを一つのホトマスクでかつ基板ウ
ェーハ上のほぼ全ての領域（チップ）で同時に形成する
ことが可能となる。
以上のように、本発明は作用することにより、連続し
た開口部パターンの接続すべき部分で、パターンが分離
して解像不良となってしまうことのない一体的なパター
ン形状を形成できる。
た開口部パターンの接続すべき部分で、パターンが分離
して解像不良となってしまうことのない一体的なパター
ン形状を形成できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第
１図は、本発明を適用したホトマスク上で連続したくし
形状パターンを互いに組み合わせてできる１つの連続し
た開口部パターン１と、２つのくし形状遮光パターン２
及び３からなる交差指パターンを表わす図である。図の
開口部と遮光部が互いに交差した部分のパターン寸法
は、開口部および遮光部各々基板ウェーハ上で0.25μｍ
である。この場合、1/10縮小投影露光法を用いたので、
10倍のレティクル上では、これらの寸法は各々2.5μｍ
である。ここで、開口部パターンにおいて、解像度を向
上するために遮光部を隔てて隣接する開口部分を透過す
る照明光に180°の位相差を与えるように従来法で位相
シフト層５を設けると、図の（ｂ）に示されるようなパ
ターンとなる。図の（ｂ）では、開口パターンの領域６
においては０°の位相、開口パターンの位相シフト層領
域５においては180°の位相がホトマスクを透過した照
明光に与えられることになる。すなわち、遮光部７を隔
てて隣接する開口部５と６を透過する照明光には180°
の位相差が与えられている。このようにホトマスクを透
過した照明光の位相が反転しているため、基板ウェーハ
上での光の強度分布（コントラスト）には遮光部と開口
部で大きな差が生じることになり、パターンの解像度が
著しく向上する。しかしながら、図の（ｂ）に示したよ
うに、遮光部を介して隣接する開口部が接続しているパ
ターンでは、上記のような従来法を用いると、照明光の
位相が急変する接続部分８が生じることになる。この境
界部分では、照明光の位相が０°180°と急変し、光
の強度が基板ウェーハ上で零となるためパターンの分離
が生じる。したがって、図の開口パターン１は、連続し
てつながった形状とはならず、交差指パターンは解像不
可能となってしまう。
１図は、本発明を適用したホトマスク上で連続したくし
形状パターンを互いに組み合わせてできる１つの連続し
た開口部パターン１と、２つのくし形状遮光パターン２
及び３からなる交差指パターンを表わす図である。図の
開口部と遮光部が互いに交差した部分のパターン寸法
は、開口部および遮光部各々基板ウェーハ上で0.25μｍ
である。この場合、1/10縮小投影露光法を用いたので、
10倍のレティクル上では、これらの寸法は各々2.5μｍ
である。ここで、開口部パターンにおいて、解像度を向
上するために遮光部を隔てて隣接する開口部分を透過す
る照明光に180°の位相差を与えるように従来法で位相
シフト層５を設けると、図の（ｂ）に示されるようなパ
ターンとなる。図の（ｂ）では、開口パターンの領域６
においては０°の位相、開口パターンの位相シフト層領
域５においては180°の位相がホトマスクを透過した照
明光に与えられることになる。すなわち、遮光部７を隔
てて隣接する開口部５と６を透過する照明光には180°
の位相差が与えられている。このようにホトマスクを透
過した照明光の位相が反転しているため、基板ウェーハ
上での光の強度分布（コントラスト）には遮光部と開口
部で大きな差が生じることになり、パターンの解像度が
著しく向上する。しかしながら、図の（ｂ）に示したよ
うに、遮光部を介して隣接する開口部が接続しているパ
ターンでは、上記のような従来法を用いると、照明光の
位相が急変する接続部分８が生じることになる。この境
界部分では、照明光の位相が０°180°と急変し、光
の強度が基板ウェーハ上で零となるためパターンの分離
が生じる。したがって、図の開口パターン１は、連続し
てつながった形状とはならず、交差指パターンは解像不
可能となってしまう。
図の（ｃ），（ｄ）は、図（ａ）で示される連続した
開口パターン１を、遮光部７によって開口部が各々孤立
化するように分割した部分パターン９を表わす。この部
分パターンにおいて、図に示したごとく、ホトマスク上
で隣接する開口部に交互に位相シフト層５を設けた。ホ
トマスク上で開口パターンを透過する照明光には、遮光
部７を介して交互に位相シフト層を設けることにより18
0°の位相差が与えられる。すなわち、開口パターンの
領域６においては０°の位相，位相シフト層領域５にお
いては180°の位相の照明光となる。ここでは、遮光部
によって開口部を孤立化した部分パターンとしたので、
図の（ｂ）で示したような、照明光の位相が０°180
°と急変してパターン解像不良となるような境界部分が
生じることはない。
開口パターン１を、遮光部７によって開口部が各々孤立
化するように分割した部分パターン９を表わす。この部
分パターンにおいて、図に示したごとく、ホトマスク上
で隣接する開口部に交互に位相シフト層５を設けた。ホ
トマスク上で開口パターンを透過する照明光には、遮光
部７を介して交互に位相シフト層を設けることにより18
0°の位相差が与えられる。すなわち、開口パターンの
領域６においては０°の位相，位相シフト層領域５にお
いては180°の位相の照明光となる。ここでは、遮光部
によって開口部を孤立化した部分パターンとしたので、
図の（ｂ）で示したような、照明光の位相が０°180
°と急変してパターン解像不良となるような境界部分が
生じることはない。
本実施例では、位相シフト層５は膜厚約0.38μｍのSi
O2で設けている。この厚さｄの値は、SiO2の屈折率を
ｎ、照明光の波長をλとするとき、 なる関係を満足しているので、位相シフト層領域５を透
過する照明光の位相は、位相シフト層を設けていない開
口パターンの領域６を透過する照明光の位相と比べて18
0°だけシフトしている。なお、位相シフト層の形状
は、図の（ｃ），（ｄ）の場合開口部パターンと同じ、
すなわち10倍のレティクル上で幅2.5μｍの寸法となっ
ているが、このシフト層の幅は、開口部を透過する光の
位相をシフトするためのものであるから、隣接する遮光
部にシフト層がかかってもかまわない。ただし、位相シ
フト法の原理から、パターン上で次（隣）の開口部まで
シフト層を広げることは許されない。
O2で設けている。この厚さｄの値は、SiO2の屈折率を
ｎ、照明光の波長をλとするとき、 なる関係を満足しているので、位相シフト層領域５を透
過する照明光の位相は、位相シフト層を設けていない開
口パターンの領域６を透過する照明光の位相と比べて18
0°だけシフトしている。なお、位相シフト層の形状
は、図の（ｃ），（ｄ）の場合開口部パターンと同じ、
すなわち10倍のレティクル上で幅2.5μｍの寸法となっ
ているが、このシフト層の幅は、開口部を透過する光の
位相をシフトするためのものであるから、隣接する遮光
部にシフト層がかかってもかまわない。ただし、位相シ
フト法の原理から、パターン上で次（隣）の開口部まで
シフト層を広げることは許されない。
このようにして構成した位相シフトレティクルを用い
て基板ウェーハ上にパターンを転写すると、露光波長λ
＝365nm、縮小レンズの開口数NA＝0.42であるｉ線1/10
縮小投影露光装置を用いた場合、図示（ｃ），（ｄ）に
示したような最小寸法が0.25μｍの格子状部分パターン
とホール状部分パターンが解像できる。
て基板ウェーハ上にパターンを転写すると、露光波長λ
＝365nm、縮小レンズの開口数NA＝0.42であるｉ線1/10
縮小投影露光装置を用いた場合、図示（ｃ），（ｄ）に
示したような最小寸法が0.25μｍの格子状部分パターン
とホール状部分パターンが解像できる。
なお、以上で述べたパターン転写法は、ここでは露光
波長λ＝365nm、縮小レンズの開口数NA＝0.42であるｉ
線1/10縮小投影露光装置を用いた場合の実施例である。
本実施例の位相シフトパターンを適用しない従来のパタ
ーン形成法では、同様な露光装置を用いると、パターン
の解像限界が約0.5μｍであった。本発明の実施例で
は、この0.5μｍの解像限界を0.25μｍまで約50％向上
でき、最小寸法0.25μｍの微細な部分パターンの形成を
可能とした。
波長λ＝365nm、縮小レンズの開口数NA＝0.42であるｉ
線1/10縮小投影露光装置を用いた場合の実施例である。
本実施例の位相シフトパターンを適用しない従来のパタ
ーン形成法では、同様な露光装置を用いると、パターン
の解像限界が約0.5μｍであった。本発明の実施例で
は、この0.5μｍの解像限界を0.25μｍまで約50％向上
でき、最小寸法0.25μｍの微細な部分パターンの形成を
可能とした。
本発明のパターン製造方法を用いると、パターン転写
装置の露光波長λがさらに短波長化され、ｉ線からエキ
シマレーザあるいはＸ線となった場合においても、各々
パターンの解像度をさらに約50％向上することが可能で
あり、超微細なパターン及びそのパターン構造を有する
素子の形成が可能となることは言うまでもない。
装置の露光波長λがさらに短波長化され、ｉ線からエキ
シマレーザあるいはＸ線となった場合においても、各々
パターンの解像度をさらに約50％向上することが可能で
あり、超微細なパターン及びそのパターン構造を有する
素子の形成が可能となることは言うまでもない。
第２図は、第１図の（ｃ）（ｄ）で示した部分パター
ンを同じ一枚のホトマスク（レティクル）上に形成して
基板上にパターン転写を行う本発明の実施例を表わす。
図に示したように、部分パターンｃおよびｄは、ホトマ
スク10上で部分パターン列c11および部分パターン列d12
として構成した。この部分パターン列における各々の部
分パターンには、第１図（ｃ）（ｄ）で示した位相シフ
トパターンを形成してあり、パターンの最小寸法は10倍
のレティクル上であるから2.5μｍとなっている。ま
た、部分パターン列における部分パターン１つの区画は
35mm×35mmとなっており、部分パターンは周期35mmで規
則的に配列されている。
ンを同じ一枚のホトマスク（レティクル）上に形成して
基板上にパターン転写を行う本発明の実施例を表わす。
図に示したように、部分パターンｃおよびｄは、ホトマ
スク10上で部分パターン列c11および部分パターン列d12
として構成した。この部分パターン列における各々の部
分パターンには、第１図（ｃ）（ｄ）で示した位相シフ
トパターンを形成してあり、パターンの最小寸法は10倍
のレティクル上であるから2.5μｍとなっている。ま
た、部分パターン列における部分パターン１つの区画は
35mm×35mmとなっており、部分パターンは周期35mmで規
則的に配列されている。
このようにして部分パターンおよび部分パターン列を
構成したホトマスクを使用して、照明光13を露光するこ
とにより、基板ウェーハ上にパターン転写を行う。この
際の露光は、前述した1/10縮小投影露光装置を用いた。
構成したホトマスクを使用して、照明光13を露光するこ
とにより、基板ウェーハ上にパターン転写を行う。この
際の露光は、前述した1/10縮小投影露光装置を用いた。
この結果、基板ウェーハ上に最小寸法が0.25μｍの部
分パターンｃおよびｄが、3.5mmの周期で形成できる。
そして、基板上に3.5mm口（チップ）の大きさで部分パ
ターン列が形成できる。
分パターンｃおよびｄが、3.5mmの周期で形成できる。
そして、基板上に3.5mm口（チップ）の大きさで部分パ
ターン列が形成できる。
しかるのち、図中のＹ方向に基板を設定した露光装置
の基板ステージ14を3.5mmだけ移動して、２回目の露光
によりパターン転写を行う。これにより、部分パターン
列ｃの上に部分パターン列ｄが重ね合わさって形成され
ることになる。すなわち、１つのチップ上で見ると、部
分パターンｃと部分パターンｄが合成されて形成される
ことになる。
の基板ステージ14を3.5mmだけ移動して、２回目の露光
によりパターン転写を行う。これにより、部分パターン
列ｃの上に部分パターン列ｄが重ね合わさって形成され
ることになる。すなわち、１つのチップ上で見ると、部
分パターンｃと部分パターンｄが合成されて形成される
ことになる。
第３図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、第２図で形成し
た基板ウェーハ上のパターンを表わす。図に示されたよ
うに、基板のパターン列15には、第１図（ａ）で示した
パターンと同じ開口部分が連続してつながっているくし
形交差指パターンが形成できている。
た基板ウェーハ上のパターンを表わす。図に示されたよ
うに、基板のパターン列15には、第１図（ａ）で示した
パターンと同じ開口部分が連続してつながっているくし
形交差指パターンが形成できている。
なお、図中の一度露光だけを行ったパターン列16に
は、図に示したようにパターン合成がされておらずホー
ル状部分パターンがそのまま形成されている。しかしな
がら、第２図で示したホトマスク10上で、部分パターン
列ｃをもう一列設けておけば、第３図で示される基板上
の有効領域全面にわたって交差指パターンが形成できる
ことになる。このように、第１図（ｃ）（ｄ）で示した
格子状部分パターンとホール状部分パターンを組み合わ
せることにより、第１図（ａ）で示したパターンと全く
同じ寸法0.25μｍの交差指パターンが解像できる。
は、図に示したようにパターン合成がされておらずホー
ル状部分パターンがそのまま形成されている。しかしな
がら、第２図で示したホトマスク10上で、部分パターン
列ｃをもう一列設けておけば、第３図で示される基板上
の有効領域全面にわたって交差指パターンが形成できる
ことになる。このように、第１図（ｃ）（ｄ）で示した
格子状部分パターンとホール状部分パターンを組み合わ
せることにより、第１図（ａ）で示したパターンと全く
同じ寸法0.25μｍの交差指パターンが解像できる。
以上のように、本発明によれば、分割した部分パター
ンと複数の露光・転写によって、開口部が連続したパタ
ーン形状が得られるようになる。すなわち、第１図
（ｂ）で示した接続部分８は、ホトマスク上の部分パタ
ーンc,dの開口部により照明光が透過しているので、パ
ターン分離が生じないことになる。このため、隣接する
開口部パターンが接続して連続している微細パターンに
ついても、解像度の高いパターン転写が可能となる。そ
して、開口パターンと遮光パターンとが互いに交差した
くし形部の寸法が、開口部および遮光部で各々0.25μｍ
の交差指パターン形成法が可能となる。ここで述べたパ
ターン形成法は、解像限界が約0.25μｍとされているエ
キシマレーザ露光では、その解像限界を約50％向上して
約0.125μｍまで、Ｘ線露光では0.1μｍを0.05μｍまで
改善できることになる。また、実施例では、縮小投影法
を取り上げたが、本発明を遠紫外光（Deep UV）を用い
た1:1の密着露光法などに利用できることは言うまでも
ない。またさらに、実施例では、ポジ型のレジストによ
るパターン転写の場合を示したが、これはネガ型のレジ
ストを用いた場合にも、利用できるものである。
ンと複数の露光・転写によって、開口部が連続したパタ
ーン形状が得られるようになる。すなわち、第１図
（ｂ）で示した接続部分８は、ホトマスク上の部分パタ
ーンc,dの開口部により照明光が透過しているので、パ
ターン分離が生じないことになる。このため、隣接する
開口部パターンが接続して連続している微細パターンに
ついても、解像度の高いパターン転写が可能となる。そ
して、開口パターンと遮光パターンとが互いに交差した
くし形部の寸法が、開口部および遮光部で各々0.25μｍ
の交差指パターン形成法が可能となる。ここで述べたパ
ターン形成法は、解像限界が約0.25μｍとされているエ
キシマレーザ露光では、その解像限界を約50％向上して
約0.125μｍまで、Ｘ線露光では0.1μｍを0.05μｍまで
改善できることになる。また、実施例では、縮小投影法
を取り上げたが、本発明を遠紫外光（Deep UV）を用い
た1:1の密着露光法などに利用できることは言うまでも
ない。またさらに、実施例では、ポジ型のレジストによ
るパターン転写の場合を示したが、これはネガ型のレジ
ストを用いた場合にも、利用できるものである。
さらに、本発明ではパターンを分割して部分パターン
を形成しても、その部分パターンを１つのホトマスク上
に周期的に配列して構成しているので、複数のホトマス
クを必要とせず、瞬時に同一基板上に多数のチップを形
成できる。
を形成しても、その部分パターンを１つのホトマスク上
に周期的に配列して構成しているので、複数のホトマス
クを必要とせず、瞬時に同一基板上に多数のチップを形
成できる。
このように、本発明によれば、第１図（ａ）で示した
ような、隣接する開口パターンが接続して連続している
ような複雑な微細パターンについても、解像度の高いパ
ターン転写が可能となり、パターン解像不良を生じさせ
ることなく、かつ微細なパターン構造を有する素子の製
造方法を提供することができる。
ような、隣接する開口パターンが接続して連続している
ような複雑な微細パターンについても、解像度の高いパ
ターン転写が可能となり、パターン解像不良を生じさせ
ることなく、かつ微細なパターン構造を有する素子の製
造方法を提供することができる。
第４図は、本発明の他の実施例を説明するための圧電
基板上で弾性表面波（SAW）を励振する交差指電極パタ
ーンを表わす。図の開口部パターン１を透過する照明光
には、図示した如く位相シフト層５を設けることによ
り、180°の位相差を与えている。しかしながら、従来
法によって、遮光部パターン2,3を隔てて隣接する開口
部（寸法0.25μｍ）を透過する照明光に、交互に０°及
び180°の位相を与えて配列すると、図のような浮き電
極パターン17を有する複雑なパターンでは、図中 18で示したような位相を180°とする開口部が隣接する
領域が生じてしまい、この領域では解像度を上げる効果
がなくなり、パターン解像不良が生じる。
基板上で弾性表面波（SAW）を励振する交差指電極パタ
ーンを表わす。図の開口部パターン１を透過する照明光
には、図示した如く位相シフト層５を設けることによ
り、180°の位相差を与えている。しかしながら、従来
法によって、遮光部パターン2,3を隔てて隣接する開口
部（寸法0.25μｍ）を透過する照明光に、交互に０°及
び180°の位相を与えて配列すると、図のような浮き電
極パターン17を有する複雑なパターンでは、図中 18で示したような位相を180°とする開口部が隣接する
領域が生じてしまい、この領域では解像度を上げる効果
がなくなり、パターン解像不良が生じる。
しかるに、本発明の第１図から第３図で示したパター
ン形成方法によれば、このような隣接する開口部間で透
過光の位相が等しくなることはないので、パターン解像
不良が生じることはない。
ン形成方法によれば、このような隣接する開口部間で透
過光の位相が等しくなることはないので、パターン解像
不良が生じることはない。
以上のように、本発明によれば、SAWフィルタに用い
られるような複雑な微細交差指電極パターンの形成も可
能となる効果がある。
られるような複雑な微細交差指電極パターンの形成も可
能となる効果がある。
さらに本発明によれば、第４図で示したような線幅約
0.25μｍの微細な交差指電極パターン構造を有する弾性
表面波素子の形成が可能となるので、そのような素子を
用いて準マイクロ波帯（１〜3GHz）およびさらに高周波
帯域（〜10GHz）の移動通信端末機器や超高速光通信装
置を実現できるようになる。
0.25μｍの微細な交差指電極パターン構造を有する弾性
表面波素子の形成が可能となるので、そのような素子を
用いて準マイクロ波帯（１〜3GHz）およびさらに高周波
帯域（〜10GHz）の移動通信端末機器や超高速光通信装
置を実現できるようになる。
つぎに、本発明の他の実施例を第５図により説明す
る。第５図は、遮光部の中で開口部パターンが各々孤立
して構成されるような配線回路パターンと電極端子用ス
ルーホールパターンを表わす。図の（ａ）で、照明光が
透過する開口部19は、遮光部７の中で各々孤立したパタ
ーンとなっている。図中のスルーホールパターンの最小
寸法は0.25μｍである。ここで、パターンの解像度を向
上するために、開口部パターンに交互に位相シフト層領
域を設けると、照明光の位相は図のＸ方向20で見ると位
相０°と180°の領域を交互に配列できるのでパターン
の解像度は向上できる。しかしながら、この場合、図の
Ｙ方向21で見ると、遮光部を隔てて隣合う開口部を透過
する光の位相は、同一位相となってしまうので、その方
向にはパターンの解像度を向上できず、スルーホールパ
ターンなどで解像不良が生じることになる。
る。第５図は、遮光部の中で開口部パターンが各々孤立
して構成されるような配線回路パターンと電極端子用ス
ルーホールパターンを表わす。図の（ａ）で、照明光が
透過する開口部19は、遮光部７の中で各々孤立したパタ
ーンとなっている。図中のスルーホールパターンの最小
寸法は0.25μｍである。ここで、パターンの解像度を向
上するために、開口部パターンに交互に位相シフト層領
域を設けると、照明光の位相は図のＸ方向20で見ると位
相０°と180°の領域を交互に配列できるのでパターン
の解像度は向上できる。しかしながら、この場合、図の
Ｙ方向21で見ると、遮光部を隔てて隣合う開口部を透過
する光の位相は、同一位相となってしまうので、その方
向にはパターンの解像度を向上できず、スルーホールパ
ターンなどで解像不良が生じることになる。
しかるに、図の（ｂ），（ｃ）に示したように、部分
パターンを構成すると、位相シフト層５とシフト層のな
い開口部６とを交互に隣あわせることができ、そのため
最小寸法0.25μｍのパターンが解像できる。そして、こ
のような部分パターンを２度露光によって同一チップ上
に合成すれば、図の（ａ）と全く同じパターンが形成で
きる。
パターンを構成すると、位相シフト層５とシフト層のな
い開口部６とを交互に隣あわせることができ、そのため
最小寸法0.25μｍのパターンが解像できる。そして、こ
のような部分パターンを２度露光によって同一チップ上
に合成すれば、図の（ａ）と全く同じパターンが形成で
きる。
このように本発明によれば、複雑な配線回路パターン
においても、パターンの解像度を向上でき、さらに微細
な電極端子形成用スルーホールパターンなども形成する
ことが可能となる。
においても、パターンの解像度を向上でき、さらに微細
な電極端子形成用スルーホールパターンなども形成する
ことが可能となる。
本発明のもう一つの実施例を第６図（ａ）及び（ｂ）
により説明する。第６図（ａ）は、連続した遮光部パタ
ーン22で構成されたうず巻状の回路配線パターンを表わ
す。図で、配線パターンとなる遮光部22は、照明光が透
過する開口部１を一つの連続したパターンとしている。
パターンの解像度を向上するために、遮光部を隔てた開
口部に交互に位相シフト層領域を設けると、開口部を透
過した光の位相は、Ａ−Ａ′断面で見ると（ｂ）図のよ
うになる。すなわち、Ａ−Ａ′断面では、透過光の位相
は０°の領域23と位相シフト層によって位相が反転した
180°の領域24とが交互にならぶ。したがって、図のＡ
−Ａ′断面で見るとパターンの解像度は向上できること
になる。しかしながら、そのような従来の位相シフト層
を交互に設ける方法では、この回路配線パターンの場
合、図中に示したように、照明光の位相が急変して基板
上で光の強度が零となる部分25や遮光部を隔てて隣接す
る開口部で光の位相が同一となる部分26が生じ、それら
の部分でパターンが解像しなくなる。
により説明する。第６図（ａ）は、連続した遮光部パタ
ーン22で構成されたうず巻状の回路配線パターンを表わ
す。図で、配線パターンとなる遮光部22は、照明光が透
過する開口部１を一つの連続したパターンとしている。
パターンの解像度を向上するために、遮光部を隔てた開
口部に交互に位相シフト層領域を設けると、開口部を透
過した光の位相は、Ａ−Ａ′断面で見ると（ｂ）図のよ
うになる。すなわち、Ａ−Ａ′断面では、透過光の位相
は０°の領域23と位相シフト層によって位相が反転した
180°の領域24とが交互にならぶ。したがって、図のＡ
−Ａ′断面で見るとパターンの解像度は向上できること
になる。しかしながら、そのような従来の位相シフト層
を交互に設ける方法では、この回路配線パターンの場
合、図中に示したように、照明光の位相が急変して基板
上で光の強度が零となる部分25や遮光部を隔てて隣接す
る開口部で光の位相が同一となる部分26が生じ、それら
の部分でパターンが解像しなくなる。
しかるに、本発明の第１図から第３図で示したパター
ン形成方法を用いると、このような開口部が一つの連続
したパターンにおいても、隣合う開口部間で照明光に位
相差を与えることができるので、パターン解像不良を生
じることなく微細な回路配線パターンが形成できる。
ン形成方法を用いると、このような開口部が一つの連続
したパターンにおいても、隣合う開口部間で照明光に位
相差を与えることができるので、パターン解像不良を生
じることなく微細な回路配線パターンが形成できる。
本発明によれば、連続した開口部パターンを分割し
て、各々遮光部で分離された開口部を有する部分パター
ンを構成し、そこで開口部を透過する照明光に位相差を
周期的に与えるので、パターンの解像度が大幅に向上で
き、かつ従来のような光の位相が急変することにより生
じた接続部境界領域での光強度分布が零となってパター
ンが分離することがない。また、部分パターンを同一の
ホトマスク上に周期的に配列して、かつ基板をこの周期
に合わせて移動し２度目の露光を行ってパターン形成を
行うので、ホトマスクの枚数をふやすことなく、一度に
同一パターンを有するチップを形成できる。このように
部分パターンを用いて同一チップ上にパターンを合成す
るので、互いに隣接する開口部パターンが連続してつな
がっているような微細パターンが形成可能となり、その
ようなパターンにおいても、照明光に位相差を与えて解
像度を向上させることができる効果がある。
て、各々遮光部で分離された開口部を有する部分パター
ンを構成し、そこで開口部を透過する照明光に位相差を
周期的に与えるので、パターンの解像度が大幅に向上で
き、かつ従来のような光の位相が急変することにより生
じた接続部境界領域での光強度分布が零となってパター
ンが分離することがない。また、部分パターンを同一の
ホトマスク上に周期的に配列して、かつ基板をこの周期
に合わせて移動し２度目の露光を行ってパターン形成を
行うので、ホトマスクの枚数をふやすことなく、一度に
同一パターンを有するチップを形成できる。このように
部分パターンを用いて同一チップ上にパターンを合成す
るので、互いに隣接する開口部パターンが連続してつな
がっているような微細パターンが形成可能となり、その
ようなパターンにおいても、照明光に位相差を与えて解
像度を向上させることができる効果がある。
またさらに、開口部間で照明光の位相が等しくなるよ
うな領域は生じないので、SAWフィルタに用いられるよ
うな複雑な交差指電極パターンや半導体素子に見られる
ような回路配線パターン，電極配線用のスルーホールパ
ターンの形成が可能となり、これらのパターンをさらに
微細化できる効果がある。
うな領域は生じないので、SAWフィルタに用いられるよ
うな複雑な交差指電極パターンや半導体素子に見られる
ような回路配線パターン，電極配線用のスルーホールパ
ターンの形成が可能となり、これらのパターンをさらに
微細化できる効果がある。
第１図は、本発明のパターン形成方法を実施した一つの
連続した開口部パターンを有する交差指パターン及びそ
の部分パターンを示す図、第２図は、本発明の実施例で
パターン転写を説明するための図、第３図（ａ），
（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施例で基板ウェーハ上
に形成されたパターンを説明するための図、第４図は、
本発明を実施した弾性表面波素子の電極パターンを示す
図、第５図および第６図（ａ）は、本発明を適用した電
極形成用パターンならびに回路配線パターンを各各示す
図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）に示したパターンのA
A′部分における透過光の位相を説明するための図であ
る。 １…連続した開口パターン、２及び３…くし形遮光パタ
ーン、４…基板、５…位相シフト層、６…位相シフト層
のない開口部、７…遮光部、８…位相が急変する接続部
分、９…部分パターン、10…ホトマスク、11…部分パタ
ーン列ｃ、12…部分パターン列ｄ、13…照明光、14…基
板ステージ、15…基板上のパターン列、16…一度露光を
行ったパターン列、17…浮き電極パターン、18…位相18
0°の開口部が隣接する領域、19…照明光が透過する開
口部、20…Ｘ方向,21…Ｙ方向、22…連続した遮光部パ
ターン、23…位相０°の領域、24…位相180°の領域、2
5…光の強度が零となる部分、26…光の位相が同一とな
る部分。
連続した開口部パターンを有する交差指パターン及びそ
の部分パターンを示す図、第２図は、本発明の実施例で
パターン転写を説明するための図、第３図（ａ），
（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施例で基板ウェーハ上
に形成されたパターンを説明するための図、第４図は、
本発明を実施した弾性表面波素子の電極パターンを示す
図、第５図および第６図（ａ）は、本発明を適用した電
極形成用パターンならびに回路配線パターンを各各示す
図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）に示したパターンのA
A′部分における透過光の位相を説明するための図であ
る。 １…連続した開口パターン、２及び３…くし形遮光パタ
ーン、４…基板、５…位相シフト層、６…位相シフト層
のない開口部、７…遮光部、８…位相が急変する接続部
分、９…部分パターン、10…ホトマスク、11…部分パタ
ーン列ｃ、12…部分パターン列ｄ、13…照明光、14…基
板ステージ、15…基板上のパターン列、16…一度露光を
行ったパターン列、17…浮き電極パターン、18…位相18
0°の開口部が隣接する領域、19…照明光が透過する開
口部、20…Ｘ方向,21…Ｙ方向、22…連続した遮光部パ
ターン、23…位相０°の領域、24…位相180°の領域、2
5…光の強度が零となる部分、26…光の位相が同一とな
る部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 疋田 光孝 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 (72)発明者 礒部 敦 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 (72)発明者 鈴木 良 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 (72)発明者 小田 幸司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所横浜工場内 (72)発明者 崎山 和之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所横浜工場内 (56)参考文献 特開 平１−283925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−45026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−198727（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34854（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (8)
- 【請求項１】以下の各工程を有することを特徴とするパ
ターン構造を有する素子の製造方法。 （１）基板上にパターン構造を複数回の露光により形成
するために、上記パターン構造のパターンを合成する複
数種の部分パターンを構成する遮光部及び複数の開口部
からなるホトマスクを準備する第１の工程 （２）上記複数種の部分パターンを有するホトマスクの
上記複数の開口部を透過する光に異なる位相を与えて上
記複数種の部分パターン毎に上記基板を複数回露光する
第２の工程 - 【請求項２】請求項１に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法において、前記第１の工程は前記ホトマス
クとして前記複数種の部分パターンを有するホトマスク
を準備することを特徴とするパターン構造を有する素子
の製造方法。 - 【請求項３】請求項２に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法において、前記第２の工程は前記ホトマス
クの前記複数種の部分パターンが配置されている方向に
前記基板と前記ホトマスクとを相対的にステップ移動し
て露光することを特徴とするパターン構造を有する素子
の製造方法。 - 【請求項４】請求項１に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法において、前記第２の工程は前記複数の開
口部を透過する光にほぼ180°の位相差を与えて露光す
ることを特徴とするパターン構造を有する素子の製造方
法。 - 【請求項５】請求項２に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法において、前記ホトマスクとして前記複数
種の部分パターンを複数有するものを準備することによ
り、基板上に複数の前記パターンを露光することを特徴
とするパターン構造を有する素子の製造方法。 - 【請求項６】請求項５に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法において、前記第２の工程は前記複数種の
部分パターンが露光されて前記パターンを合成するよう
に前記ホトマスクを前記基板に対して相対的に移動する
工程を有することを特徴とするパターン構造を有する素
子の製造方法。 - 【請求項７】請求項１に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法において、前記複数種の部分パターンが合
成する前記パターンとして交差指型領域に囲まれた領域
のパターンを選択する工程を有することを特徴とするパ
ターン構造を有する素子の製造方法。 - 【請求項８】請求項７に記載のパターン構造を有する素
子の製造方法は、前記基板として圧電層上に設けられた
導電領域と、その上に設けられた感光層とを有するもの
を選択し、前記交差視指型領域として上記圧電基板上に
形成する薄膜導体領域を選択することにより、弾性表面
波素子を製造することを特徴とするパターン構造を有す
る素子の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10999790A JP2892765B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | パターン構造を有する素子の製造方法 |
| DE4113968A DE4113968C2 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-29 | Maskenstruktur und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen unter Verwendung der Maskenstruktur |
| US08/290,603 US5604059A (en) | 1990-04-27 | 1994-08-15 | Mask structure having phase shifting pattern suitable for forming fine pattern on photosensitive film and method of manufacturing solid-state devices using such mask structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10999790A JP2892765B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | パターン構造を有する素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0410407A JPH0410407A (ja) | 1992-01-14 |
| JP2892765B2 true JP2892765B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=14524480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10999790A Expired - Lifetime JP2892765B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | パターン構造を有する素子の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5604059A (ja) |
| JP (1) | JP2892765B2 (ja) |
| DE (1) | DE4113968C2 (ja) |
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