JPH03210560A - 投影露光用マスク - Google Patents

投影露光用マスク

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JPH03210560A JP2007573A JP757390A JPH03210560A JP H03210560 A JPH03210560 A JP H03210560A JP 2007573 A JP2007573 A JP 2007573A JP 757390 A JP757390 A JP 757390A JP H03210560 A JPH03210560 A JP H03210560A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 投影露光用マスクに関し。
微細パターンに対して寸法忠実度が高く、現像されたレ
ジスト膜のパターン断面が垂直な投影露光用マスクの提
供を目的とし。
幅Ｗ、の主開孔部と、該主開孔部の両側或いは片側に該
主開孔部と平行に形成された輻Ｗ２の副開孔部を有する
投影露光用マスクであって、投影露光装置の開口数をＮ
Ａ、縮小倍率をｍ、露光波長をλとする時、該輻ＷＩは
０．５×ｍ×（λ／ＮＡ）以下であり、該幅Ｗ１に対す
る該輻Ｗ！の比は０．４〜０．６の範囲であり、該主開
孔部の中心線と該副開孔部の中心線の間隔ｄはほぼ１．
２　×ｍ×　（λ／ＮＡ）である投影露光用マスクによ
り構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は投影露光用マスクに関する。
近年、ＬＳＩの高速化、高集積化に伴い、より微細なリ
ソグラフィー技術が要求されている。
その技術の一つとして９位相シフトマスクを用いた露光
技術が注目されているが、マスク作成ブロセスが複雑で
ある。
そのため９位相シフトマスクを用いないで微細なパター
ンを作成できるリソグラフィー技術が望まれる。
〔従来の技術〕
形成しようとするレジストパターンの幅が露光波長が影
響するほど微細になると、現像されたレジストパターン
の断面形状の切れが悪くなって傾斜が大きくなったり、
現像余裕度がなくなったりして、レジストパターンの幅
を設計値通り忠実に形成することが困難となる。
この困難を避ける手法として９位相シフトマスクを用い
た露光技術がある。投影露光用マスクのある開孔部を選
択して、そこに半波長の位相差を与える被膜（位相シフ
タ）を選択的に形成してお（と、そこを通る光はその開
孔部に接近して配置されている隣接の開孔部を通る光と
半波長の位相差を生じ９両者を合成するとレジストの開
孔部の端では露光強度分布の形状がシャープになる。
しかし９位相シフタを効果的に形成するのは困難で、そ
の膜厚９品質の均一性、形成する位置の選択等が露光現
像後のレジストパターンに太き（影響する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従って、高均一、高精度のレジストパターンを形成する
ために位相シフタを付加することは困難であるといった
問題を生じていた。
本発明は位相シフタを付加することなく微細なレジスト
パターンを高精度に形成するための投影露光用マスクを
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は９幅Ｗ１の主開孔部ｌと、該主開孔部ｌの両
側或いは片側に該主開孔部ｌと平行に形成された幅Ｗ２
の副開孔部２ａ、　２ｂを有する投影露光用マスクであ
って、投影露光装置の開口数をＮＡ、縮小倍率をｍ、露
光波長をλとする時、該幅Ｗ１は０．５　×ｍ×　（λ
／ＮＡ）以下であり、該輻Ｗ！に対する該幅Ｗ！の比は
　０．４〜０．６の範囲であり、該主開孔部ｌの中心線
と該副開孔部２ａ。
２ｂの中心線の間隔ｄはほぼ １．２　×ｍ×　（λ／ＮＡ）である投影露光用マスク
によって解決される。
〔作用〕
第１図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の詳細な説明するため
の図である。
第１図（ａ）は本発明の投影露光用マスクの平面図で、
ｌは幅Ｗ１の主開孔部、　２ａ、　２ｂは幅Ｗｔの副開
孔部を示し、ｄは主開孔部ｌの中心線と副開孔部２ａ、
　２ｂの中心線の間隔を表す。
第１図（ｂ）はレジスト膜に露光される光の電界強度を
示し、　３ａは主開孔部ｌを通った光の電界強度、　３
ｂは副開孔部２ａ、　２ｂを通った光の電界強度。
３ｃは両者の光を合成した電界強度を表す。
この図に見るように、主開孔部ｌ下のレジスト膜では合
成の電界強度は中央部が太き（、境界部で急激に変化す
るプロフィルとなる。これは、主開孔部ｌを通る光と副
開孔部２ａ、　２ｂを通る光の干渉効果による。
第１図（Ｃ）は光強度４のプロフィルを示す。光強度４
は合成の電界強度３Ｃの自乗に比例する。
このようにして、主開孔部ｌとその両側に副開孔部２ａ
、　２ｂを形成した投影露光用マスクを用いることによ
り、レジスト膜上での露光の強度を上げ。
かつそのプロフィルをシャープにすることができる。
副開孔部は主開孔部の片側に形成しても、その側ではプ
ロフィルをシャープにする効果があり。
パターンの設計主副開孔部を片側にしか形成できない場
合に有効である。
本発明が効果を発揮するのは９幅が ０．５Ｘ（λ／ＮＡ）以下の微細なレジストパターンを
形成する時であって、それより大きいレジストパターン
の場合は、殊更本発明の投影露光用マスクを使用する必
要はない。
幅Ｗ１に対する幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ＋　）が０．４よ
り小さいと副開孔部を形成した効果が小さ＜、０．６よ
り大きいと副開孔部下のレジスト膜が露光され過ぎて、
現像後孔が開く可能性が大きくなって望ましくない。
主開孔部１の中心線と副開孔部２ａ、　２ｂの中心線の
間隔ｄをほぼ１．２　×ｍ×　（λ／ＮＡ）とすると。
副開孔部２ａ、　２ｂを通った光が主開孔部ｌを通った
光を強めるのに最も効果的で、かつレジストパターンの
端部をシャープに形成するのに効果的である。
〔実施例〕
第２図（ａ）、　（ｂ）は本発明の詳細な説明するため
の図であり、以下これらの図を参照しながら説明する。
開口数ＮＡが０．４５．露光波長λが４３５．８　ｎｍ
、可干渉性の程度を表すσが０．３の５＝１縮小投影露
光装置を用いる時の投影露光用マスクの設計例について
説明する。
第２図（ａ）は開口寸法をウェハー上で０．４μｍ（＝
０．４１Ｘ（λ／　ＮＡ））とする時の投影露光用マス
クの平面図で、主開孔部ｌの幅ＷＩは２μｍ。
副開孔部２ａ、　２ｂの幅Ｗ！は１μｍであり、主開孔
部ｌの中心線と副開孔部２ａ、　２ｂの中心線の間隔ｄ
は６μｍである。
第２図（ｂ）は露光現像後のウエノへ−上のレジストパ
ターンの断面形状のシミュレーション結果を示し、５は
レジスト膜、６はレジスト主開孔部。
７ａ、　７ｂはレジスト副開孔部を表す。
単位面積当りの露光量は、主開孔部だけのマスクを用い
ウェハー上で０．８μｍという幅の広いノ５ターンがマ
スクの設計寸法通りに開口する場合の単位面積当り露光
量と同一にした。
第２図（ｂ）においてパラメータは現像時間である。１
０秒、２０秒、３５秒、５０秒、６５秒と現像時間を増
すにつれて、レジスト主開孔部６とレジスト副開孔部７
ａ、　７ｂの形成が進行して行く状態を示している。現
像時間の増加とともにレジスト主開孔部６の側壁は垂直
な状態に近づいて行き。
６０秒を超えるとそれ以上現像時間を延ばしてもレジス
ト主開孔部６の形状に大幅な変化はなく。
０．４μｍ幅の開孔が形成される。
このことは現像時間の余裕度が大きいことを示している
。
レジスト副開孔部７ａ、　７ｂは現像時間を６５秒とし
ても貫通孔を形成することはなく、光を遮るために十分
な厚さを残している。
比較のために、開孔部ｌだけを有するマスクを用いる従
来例を第３図（ａ）乃至（Ｃ）に示す。
第３図（ａ）は投影露光用マスクの平面図で、＠孔部ｌ
の幅Ｗ１は２μｍである。
第３図（ｂ）は露光現像されたレジストパターン断面形
状のシミュレーション結果を示し、５はレジスト膜、８
はレジスト開孔部を表す。
単位面積当りの露光量は第２図（ｂ）の場合と同じであ
る。パラメータは現像時間であり、１０秒。
２０秒、３５秒、５０秒、６５秒と現像時間を増すにつ
れて、レジスト開孔部８の形成が進行して行（状態を示
している。この図を第２図（ｂ）と比較してみると、現
像速度が小さく、現像時間を延ばしてもレジスト開孔部
８の断面形状は傾斜が大きく上の開口と下の開口の幅の
差が大きい、といった欠点があり、０．４μｍ幅の開孔
を忠実に形成するのが難しいことがわかる。
第３図（Ｃ）は現像速度をあげるため単位面積当りの露
光量を１．２倍に上げて露光し現像したレジストパター
ンの断面形状のシミュレーション結果を示し、５はレジ
スト膜、９はレジスト開孔部を表す。
この場合は現像速度は大きいが、現像時間の増加ととも
にレジスト開孔部９の幅が太き（なり。
レジスト開孔部９の断面形状は傾斜が大きく、所定の寸
法を忠実に得ることが難しい。
なお９本発明の投影露光用マスクは、孤立したパターン
の形成に対しては主開孔部の両側に副開孔部を形成する
が、スペースの関係で片側にしか形成できない場合でも
有効である。
〔発明の効果〕
以上説明した様に９本発明によれば、ウェハーに形成す
るパターンの微細化に対して１寸法忠実度の高いパター
ンを形成することができる。
しかも、現像余裕度が大きいのでパターンを形成するプ
ロセスが容易である。
本発明は素子の微細化、高性能化に寄与するところが大
きい。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の詳細な説明するため
の図。 第２図（ａ）、　（ｂ）は実施例を説明するための図。 第３図（ａ）乃至（Ｃ）は従来例を説明するための図 である。 図において。 １は開孔部であって主開孔部。 ２ａ、　２ｂは副開孔部。 ３ａは主開孔部を通った光の電界強度。 ３ｂは副開孔部を通った光の電界強度。 ３ｃは合成の電界強度。 ４は光強度。 ５はレジスト膜。 ６はレジスト主開孔部。 ７ａ、　７ｂはレジスト副開孔部。 ８．９はレジスト開孔部 Ｃｂ＞ 本・沼θ目の爪ヂ里に色化θ月１ルめの閏ｙ　１　図 （α） 禎こ　　施　　５イダ・］ 稟２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 幅Ｗ＿１の主開孔部（１）と、該主開孔部（１）の両側
    或いは片側に該主開孔部（１）と平行に形成された幅Ｗ
    ＿２の副開孔部（２ａ、２ｂ）を有する投影露光用マス
    クであって、 投影露光装置の開口数をＮＡ、縮小倍率をｍ、露光波長
    をλとする時、該幅Ｗ＿１は０．５×ｍ×（λ／ＮＡ）
    以下であり、該幅Ｗ＿１に対する該幅Ｗ＿２の比は０．
    ４〜０．６の範囲であり、該主開孔部（１）の中心線と
    該副開孔部（２ａ、２ｂ）の中心線の間隔はほぼ１．２
    ×ｍ×（λ／ＮＡ）であることを特徴とする投影露光用
    マスク。
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