JPH04155812A - パタン形成方法 - Google Patents

パタン形成方法

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JPH04155812A
JPH04155812A JP2279002A JP27900290A JPH04155812A JP H04155812 A JPH04155812 A JP H04155812A JP 2279002 A JP2279002 A JP 2279002A JP 27900290 A JP27900290 A JP 27900290A JP H04155812 A JPH04155812 A JP H04155812A
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JP
Japan
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pattern
resist
light
shifter
phase
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Pending
Application number
JP2279002A
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English (en)
Inventor
Norio Hasegawa
昇雄 長谷川
Toshihiko Tanaka
稔彦 田中
Fumio Murai
二三夫 村井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/7045Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子などの製造に置ける、リソグラフィ
ーによるパタン形成方法に関する。
〔従来の技術〕
投影露光法の解像度向上手段として、マスクの光透過部
の所望の位置に透過光の位相を反転させるための位相シ
フタを配置するいわゆる位相シフト法がある0位相シフ
ト法におけるパタン形成法としては例えば特開昭58−
173744号が挙げられる。
この従来例ではマスク上の隣合った透過部の一方に位相
シフタを設け、双方を通過した光に位相差を持たせ、解
像度が向上することを述べている。
しかし、この方法を半導体素子などのような複雑なパタ
ンに適用しようとすると、種々の不都合が生しる。例え
ば、上記隣合った透過部が端部てつながった1本の線状
パタンの場合、隣合った透過部の一方に、シフタを配置
しようとすると、パタンか折れ曲がった部分にシフタ端
が出来てしまう。
すなわち同一透過部内にシフタ端が出来てしまう。
シフタ端では位相が反転するため光透過部にも係わらず
光強度は0となり、パタンは断線してしまう。このよう
にパタンか複雑な場合には、シフタの配置が困難な場合
が発生し、思うように素子の微細化が達成出来ないのが
問題であった。
また、微細パタンの形成に電子線描画を用いる方法があ
る。電子線描画法は微細パタンの形成には好適であるが
、パタンの描画に長時間を要するため素子の大量生産に
は不向きである。この欠点を補う為に、特開昭63−7
3518号では、同一レジストに大きな開口パタンと、
微細な開口パタンを同時に形成する方法として、レジス
ト膜形成後に第1のパタンを紫外線で露光し第1の現像
液で処理した後、第2のパタンを電子線で描画し、第2
の現像液で処理して2種類のパタンを同一基板内に形成
する方法を開示している。この方法の目的は、前席した
ように、大きなパタンは紫外線で、微細パタンは電子線
描画を用い、能率良くパタンを形成することにある。し
かし、素子を構成するパタンのほとんどが微細パタンの
場合、はとんどを電子線を用い描画することとなり時間
短縮の効果は望めない。また、現像工程が2回必要であ
り工程が煩雑で問題である。
また、特公昭63−9655号では、電子線描画の微細
加工性と、紫外線露光の図形の任意性とを組み合わせる
方法として、ポジ型レジストを塗布した後、電子線によ
りパタンを描画し、浅く現像した後、浅く現像されたパ
タンに紫外線露光用マスクを整合し露光することにより
合成パタンを形成する方法を開示している。しかし、こ
の方法も紫外線露光で微細パタンか形成出来ないので、
微細パタンの描画に電子線を用いている。従って、素子
を構成するパタンのほとんどが微細パタンの場合、露光
時間の短縮は望めない。また、紫外線露光での解像度を
向上する方法については開示されていない。
また、他品種少量の素子を製造する際、マスクの作成に
時間がかかるため、これを解決する手段として、特開平
1−293616号では、同一レジストに各種半導体に
共通な−固まりの機能ブロックを光で露光する処理と、
各半導体素子に固有なパタンを電子線で描画する方法を
開示している。すなわち、各種素子に共通な部分のマス
クをあらかじめ作成しておき、その他のパタンか替わっ
た部分だけ電子線描画を用いている。この方法では各品
種ごとにマスクを作る必要が無いため、素子の設計から
製造までの期間を短縮することが出来る。
しかし、この方法の場合、光で露光する部分の微細化に
ついては配慮されておらず、微細素子の形成は困難であ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術においては、複雑でかつ微細な素子パタン
の形成を効率よく短時間で処理することが困難であった
。本発明の目的は、上記問題を解決した実用的なパタン
形成法を提供することに有る。
ここでは特に、位相シフト法の微細パタン形成に有利な
特性を、複雑な素子パタンの形成に適用するための有益
な方法を提供する事を目的とした。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明では成るパタン層の
形成のためのリソグラフィー工程において、同一レジス
トに対するパタン転写を、位相シフト型マスクを用いた
光露光と、電子線露光を用いて行なう。特にここでは、
素子を構成する殆どのパタンを位相シフト型マスクで転
写し、位相シフタの配置で不都合が生じた部分を電子線
描画で補修する様にした。
〔作用〕
位相シフト型マスクで素子を構成する殆どの微細パタン
を形成し、シフタの配置に不都合が生じた僅かな部分の
み電子線描画するので、電子線描画に要する時間は少な
くてすみ、スループットが低下する心配は無い。これに
より位相シフトの効果を充分に活かしたパタン形成が可
能となり、超微細素子の量産が実現できる。
〔実施例〕
(実施例1) 以下、本発明の実施例を第1図、第2図、第3図を用い
て説明する。第1図は用いた位相シフト型マスクの一部
を模式的に表わしたものである。
1が遮光部、2,3,4.5が光透過部で2,4には位
相を反転させるためのシフタを設けた。このマスクを用
いて通常の方法でネガ型レジストにパタンを転写した結
果が第2図である。レジストパタン7は8の部分で断線
しているのがわかる。
この原因は、第1図のマスクで光透過部内にシフタ端6
が有るためである。シフタは透明膜であるが、シフタ端
では位相が反転するため光強度は0となり、パタンは断
線してしまう。パタン2,3゜4.5は通常のマスクで
は解像しない寸法であり、シフタを第1図のように配置
しなければならない。
従って、光透過部内にシフタ端6ができることば避けら
れない。この問題を解決するために、本発明では、レジ
ストに位相シフトマスクでパタンを露光した後、あるい
は前に8の部分を電子線描画することとした。この結果
、第3図に示すように9の部分で断線を防止でき、所望
のレジストパタン7が形成できた。ここで用いるレジス
トは紫外線と電子線の双方にネガ型の感度が必要である
例えば、RUIlooN  (日立化成工業株式会社 
商品名)などがその例である。
(実施例2) 以下、本発明の第2の実施例を第4図、第5図、第6図
を用い説明する。第1の実施例ではネガ型レジストを用
いた例を示したが、ここでは、ポジ型レジストを用いた
例を示す。第4図はここで用いた位相シフトマスクの一
部を模式的に表わしたものである。10,11,12,
13,14が光遮光部で、その他は光透過部である。こ
のパタンは位相シフト法を適用しないと解像が困難なの
で、15.16の部分に、シフタを配置した。このマス
クを用い通常のポジ型レジストにパタン転写した結果、
第5図に示すように、レジストパタン17は18の部分
でつながってしまった。この原因も、第1の実施例と同
様にシフタ端部で光強度がOになるためである。これを
防止するために、本発明では、レジストに位相シフトマ
スクでパタンを露光した後、第6図の19の部分を電子
線描画した。その後、通常の現像処理を行なった結果、
第6図に示すように所望のレジストパタン17を得るこ
とができた。ここで用いるレジストは紫外線と電子線の
双方にポジ型の感度が必要である。
例えば、0EBR2000(東京応化工業株式会社 商
品名)などがその例である。また、上記の実施例では、
パタン転写は縮小投影露光装置を用い、露光用の紫外線
には第1の実施例では波長248nmのエキシマレーザ
光を用い、第2の実施例では波長365nmの光を用い
たが、これに限らず、436nmの光や、A r Fエ
キシマレーザ光なども、用いるレジストを最適化するこ
とにより適用可能である。また、電子線描画装置はウェ
ハに転写された上記位相シフトマスクの不都合部分を補
修するのに用いたので、全体のパタン面積に比べ電子線
描画を行なう面積は約1/10以下と小さく、電子線描
画に要する時間は少なくてすみ、スループット低下の問
題は無い。また、電子線描画装置はさらに微細なパタン
の描画や、位相シフタの配置ができないパタンの描画と
組み合わせることも可能である。たとえば、半導体記憶
素子のメモリセル部は同じパタンか繰返し配置されてお
り、位相シフタの配置には適しているが、周辺回路部は
複雑なパタンか多くシフタの配置が困難な場合が多い。
したがって、メモリセル部は紫外線による露光を用い、
周辺回路部は電子線描画を用いることなども有効である
。またメモリセル部は紫外線露光と電子線描画を組み合
わせても有効である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、位相シフトマスクを微細素子作成に適
用する際のパタンの制限を大幅に解消でき、位相シフト
マスクを効果的に用いることができる。これにより、0
.3μm以下のルールを用いた超LSI素子などの量産
に光リソグラフィーの適用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図および第4図はマスクの構造図、第2図および第
5図は従来法に依るレジストパタンの平面図、第3図お
よび第6図は本発明に依るレジストパタンの平面図であ
る。 1・・・遮光部、2,3,4.5・・・透過部、2,4
・・・第 1 回 第 3 図 」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、素子の製造過程における、あるパタン層の形成のた
    めのリソグラフィー工程において、同一レジストに対す
    るパタン転写を、マスクを透過する露光光の位相をコン
    トロールした、いわゆる位相シフト型マスクを用いた光
    露光と、電子線露光を用いて行なうことを特長とする、
    パタン形成方法。 2、レジストを平坦化層、中間層、上層などで構成され
    たいわゆる3層レジスト、あるいは、中間層、の無いい
    わゆる2層レジストに置き換えた事を特長とする、特許
    請求の範囲第一項記載のパタン形成方法。 3、電子線露光の領域が光露光の領域の10分の1以下
    であることを特長とする、特許請求の範囲第一項記載の
    パタン形成方法。 4、レジストが電子線および光に対して感度を持ちネガ
    型に現像される材料であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第一項記載のパタン形成方法。 5、レジストが電子線および光に対して感度を持ちポジ
    型に現像される材料であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第一項記載のパタン形成方法。
JP2279002A 1990-10-19 1990-10-19 パタン形成方法 Pending JPH04155812A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573027B1 (en) 1999-02-05 2003-06-03 Nec Corporation Manufacturing method of semiconductor device
JP2011176046A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Fujitsu Semiconductor Ltd 露光方法及び半導体装置の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8298732B2 (en) 2010-02-23 2012-10-30 Fujitsu Semiconductor Limited Exposure method and method of making a semiconductor device

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