JPH04285957A - 露光方法及びレチクルの製造方法 - Google Patents

露光方法及びレチクルの製造方法

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JPH04285957A
JPH04285957A JP3049985A JP4998591A JPH04285957A JP H04285957 A JPH04285957 A JP H04285957A JP 3049985 A JP3049985 A JP 3049985A JP 4998591 A JP4998591 A JP 4998591A JP H04285957 A JPH04285957 A JP H04285957A
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JP
Japan
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reticle
pattern
wafer
exposure method
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP3049985A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Tanaka
裕之 田中
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3049985A priority Critical patent/JPH04285957A/ja
Publication of JPH04285957A publication Critical patent/JPH04285957A/ja
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
    • G03F7/70216Mask projection systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、露光方法に係り、詳し
くは半導体集積回路の製造におけるフォトリソグラフィ
ー技術に適用することができ、特にウェーハ表面の段差
上下でフォーカスずれを生じ難くすることができる露光
方法に関する。
【0002】近年、LSIは高集積化が要求されており
、回路パターンを微細化しつつ、LSIチップを大型化
することが要求されている。そのため、LSIを構成す
る各層の数を増してきて、その結果としてウェーハ表面
の段差が非常に大きくなってきている。そのため、ウェ
ーハ表面の段差上下において良好なパターンを形成して
いく必要がある。
【0003】
【従来の技術】図9は従来の露光方法を説明する図であ
る。図9において、31は照明系、32は表面に段差3
3aを有するウェーハ33上に転写するレチクルパター
ン32bが形成されたレチクルであり、このレチクル3
2は平面状の透明板32a(例えば合成石英板)上にC
r等のレチクルパターン32b(遮光膜パターン)が形
成されてなっている。34は投影レンズ、35はレチク
ル32の結像面である。
【0004】従来の露光方法及びレチクルでは、ウェー
ハ33上に転写するパターン32bが描かれたレチクル
32は、平面上の合成石英板等の透明板32a上にCr
等の遮光膜パターンが形成されたものを用いていたため
、ウェーハ33上でも平面状(フラット)なパターン結
像面35になっていた。ウェーハ33表面に段差がある
場合、段差上部にフラットな結像面を合わせると段差下
部でフォーカスがずれ易く、段差下部にフラットな結像
面を合わせると段差上部でフォーカスがずれ易い。この
ため、従来では段差上部と下部の略中心にフラットな結
像面がくるようにフォーカス合わせをして露光すること
により所望のパターンを形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の露光方
法では、ウェーハ33表面に段差がある場合、ウェーハ
33上に平面状の結像面を持ってきてフォーカス合わせ
するという方法であったため、特に近時の厳しい高集積
化の要求に伴ない、フォーカス深度が浅くなってくると
フォーカスずれが生じ易く、ウェーハ33表面の段差上
下で同等のパターン性能が得られ難いという問題があっ
た。
【0006】そこで本発明は、ウェーハ表面の段差上下
でフォーカスずれを生じ難くすることができ、ウェーハ
表面の段差上下で同等のパターン性能を得ることができ
る露光方法及びレチクルを提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による露光方法は
上記目的達成のため、縮小投影型露光装置を用いて段差
を有するウェーハ表面のレジスト膜にレチクル上のパタ
ーンを転写露光する露光方法において、該ウェーハ表面
の段差に対応した段差を有するように形成された該レチ
クル上のパターンを該ウェーハ表面のレジスト膜に転写
露光するものである。
【0008】
【作用】図1は本発明の原理説明図である。図1(a)
に示すように、例えばレチクルパターン面位置を投影レ
ンズ側(下方)にΔRだけずらすと、レチクルパターン
結像面位置はそれに対応してウェーハ側(下方)にΔW
だけずれる。本発明では、投影レンズ(位置は固定)に
対するレチクルの光軸方向の位置によってレチクルパタ
ーン結像面位置が変化することを利用し、レチクルパタ
ーンの光軸方向移動量とレチクルパターン結像面の光軸
方向の変化量に、各々レチクルパターン上の段差とウェ
ーハ表面の段差を対応させるようにする。
【0009】このように、本発明では、ウェーハ表面の
段差に対応した段差を有するように形成されたレチクル
上のパターンをウェーハ表面のレジスト膜に転写露光す
るようにしたため、ウェーハ表面の段差に対応させてレ
チクルパターン結像面を補正することができる。このた
め、従来のウェーハ上にフラットな結像面を持ってきて
フォーカス合わせをする場合よりもウェーハ表面の段差
上下でフォーカスずれを生じ難くすることができ、ウェ
ーハ表面の段差上下で同等のパターン性能を得ることが
できる。なお、図1(b)はレチクルパターンの180
 度回転像が得られる場合を例示したものである。
【0010】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
2は本発明の一実施例に則した露光方法を説明する図で
ある。図2において、1は照明系、2は表面に段差3a
を有するウェーハ3上に転写するレチクルパターン2c
が形成されたレチクルであり、このレチクル2は段差2
bが形成された合成石英等の透明板2aにCr等のレチ
クルパターン2c(遮光膜パターン)が形成されてなっ
ている。4は投影レンズ、5はパターン結像面である。
【0011】ここでのウェーハ3は例えば露光チップ周
辺で段差3aが低く中心部で高い場合であるため、この
ウェーハ3段差3aに対応するようにレチクル2段差2
bを形成している。具体的には、レチクルパターン2c
の光軸方向移動量とレチクルパターン結像面5の光軸方
向の変化量に、各々レチクルパターン2cの段差2bと
ウェーハ表面3の段差3aを対応させるようにする。レ
チクル2上の段差2bは、ウェーハ3上の段差3aがΔ
、露光装置の縮小率が1/Mとした時にM2 ×Δであ
るのが好ましい。通常、5:1の縮小投影レンズの場合
、ウェーハ3側でのパターン結像面5位置の光軸方向の
変化量に対し、レチクルパターン2c面の光軸方向の変
化量は5×5倍(25倍)であるため、ウェーハ3表面
の段差3aに対応させてレチクル2表面の段差2bを形
成する。
【0012】次に、図3は図2に示すレチクルの形成方
法を説明する図である。図3において、図2と同一符号
は同一または相当部分を示し、6は透明板2a上に形成
されたレジスト、6aはレジスト6がパターニングされ
形成された開口部7を有するレジストパターン、8はC
r等からなる遮光膜、9は遮光膜8上に形成されたレジ
スト、9aはレジスト9がパターニングされ形成された
レジストパターンである。
【0013】次に、そのレチクルの形成方法について説
明する。まず、図3(a)に示すように、合成石英透明
板2a上にレジスト6を塗布し、図3(b)に示すよう
に、このレジスト6を露光・現像しパターニングして透
明板2aが露出された開口部7を有するレジストパター
ンを形成し、図3(c)に示すように、このレジストパ
ターン6aをマスクとして用い、透明板2aを異方性エ
ッチングして透明板2a表面に25μm程度の段差2b
を形成した後、マスクとして用いたレジストパターン6
aを除去する。
【0014】次に、図3(d)に示すように、スパッタ
法等により段差2bが形成された透明板2a表面にCr
遮光膜8を形成し、図3(e)に示すように、Cr遮光
膜8上にレジスト9を塗布した後、図3(f)に示すよ
うに、このレジスト9を露光・現像しパターニングして
段差2b上下にレジストパターン9aを形成する。
【0015】そして、このレジストパターン9aをマス
クとして用い、Cr遮光膜8を異方性エッチングして段
差2b上下に所望のレチクルパターン2cを形成した後
、マスクとして用いたレジストパターン9aを除去する
ことにより、図3(g)に示すようなレチクル2を得る
ことができる。
【0016】すなわち、本実施例では、ウェーハ3表面
の段差3aに対応した段差2bを有するように形成され
たレチクル2上のパターン2cをウェーハ3表面のレジ
スト膜に転写露光するようにしたため、ウェーハ3表面
の段差3aに対応させてレチクルパターン結像面5を補
正することができる。このため、従来のウェーハ上にフ
ラットな結像面を持ってきてフォーカス合わせする場合
よりもウェーハ3表面の段差3a上下でフォーカスずれ
を生じ難くすることができ、ウェーハ3表面の段差3a
上下で同等のパターン性能を得ることができ、LSI等
の歩留り向上に寄与するところが大きい。
【0017】また、従来技術の一つとしてウェーハ表面
を平坦化してパターン形成するという多層レジスト法が
あるが、これは各ウェーハ毎に多層にしなくてはならな
いのに対して本実施例ではレチクルに段差を形成するこ
とで単層でできるようになるため、スループットを向上
させることができる。
【0018】次に、本発明においては、図4(a)、(
b)、図5(a)に示すように、エッジが角ばっている
と、遮光膜の断線や(図4(a))や、透明の場合(図
4(b)、レチクルパターンが2個以上の段差上に跨が
って配置される場合)段差部の光の干渉によって暗部(
図4(c))になったりするため、図5(a)に示す如
く角ばったエッジを図5(b)に示す如くエッジを滑ら
かにするのが好ましい。
【0019】このようにエッジを滑らかに形成する方法
は具体的には、図6(a)、(b)に示すように、レチ
クルにエッチングによって段差を形成した後、SOGを
塗布・ベークしたり(図6(a))、CVD法でSiO
2 膜を付ける(図6(b))といった膜の付加によっ
て段差エッジを滑らかにする場合であってもよい。なお
、図6(a)は段差形成後のレチクル基板にSOG(例
えばOCD、東京応化社製)を塗布ベークしたものであ
り、ここでのOCDはハードベークすると擬似SiO2
 となり、合成石英と似たような材料になり光透過率も
高い。図6(b)はCVD法でSiO2 膜を形成した
ものであり、合成石英の成長法を適用している。
【0020】また、図6(c)に示すように、レチクル
にエッチングによって段差を形成した後、エッチングマ
スクを除去し、更に全面を等方性エッチングを施すこと
によって段差エッジを滑らかにする場合であってもよい
【0021】次に、本発明においては、実際に段差を形
成するパターンの場合であっても、予めウェーハ表面若
しくはチップ内表面の段差を測定しておよそ近似的なパ
ターンを新たに作り出す場合であってもよい。
【0022】次に、本発明においては、レチクル上段差
を形成するパターンを、IC製造工程において所望のレ
チクルよりも先に使用するレチクルのパターンを用いて
形成する場合であってもよい。元々、ウェーハ表面の段
差は、それまでに使用してきたレチクル上のパターンに
対応して形成されているため、既存のEBデータの露光
によっても形成できるし、既存のレチクルを用いても形
成できる。
【0023】今、2層目のレチクルを形成するとウェー
ハ上の段差は1層目のレチクルパターンで形成されてい
るはずなので、■  1層目のEBデータを用いて2層
目レチクルの段差形成時のパターニングを行う。
【0024】■  1層目のレチクルを用いて等倍露光
装置で2層目レチクルの段差形成時のパターニングを行
う。
【0025】等の場合が挙げられる。次に、本発明にお
いては、図7に示すように、ウェーハ上段差を形成する
LSIの各層の段差に対応させてレチクル上の段差を順
次形成していくために、パターニング、エッチング、膜
付けを複数回繰り返して行う場合であってもよく、具体
的には、図7(a)に示すように、レチクル基板上にレ
ジストパターンを形成し、図7(b)に示すように、こ
のレチクルパターンをマスクとしてレチクル基板を異方
性エッチングして段差を形成し、図7(c)に示すよう
に、SiO2 膜を形成した(形成しなくてもよい)後
、図7(d)に示すように、段差上下でレジストパター
ンを形成し、図7(e)に示すように、このレジストパ
ターンをマスクとしてレジスト基板を異方性エッチング
して大きな段差の中に更に小さな段差を形成する。この
ように、図7(c)〜(e)までの工程を繰り返すこと
によって図7(f)に示すようなウェーハ表面に対応し
た段差を有するパターンを得ることができる。そして、
各段差に遮光膜のレチクルパターンを形成することによ
りレチクルが完成する。
【0026】次に、本発明においては、図8(a)に示
すように、遮光膜で形成されたパターンの表面を透明薄
膜で被覆されるように形成してもよく、この場合、特に
段差エッジ部での遮光膜をはがれ難くすることができ好
ましい。なお、透明薄膜にはSOG、CVD−SiO2
 等の薄膜が挙げられる。また、この遮光膜を保護する
透明薄膜が同じ厚さで形成できればよいが、図8(b)
に示すように、異なる場合、段差Δは実効的にn・Δ(
n≧1)になるため、透明薄膜を付けない場合の所望の
段差Δxに対して、1/n倍の段差にして形成すればよ
く、この場合、形成される段差が低減でき好ましい。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ウェーハ表面の段差上
でフォーカスずれを生じ難くすることができ、ウェーハ
表面の段差上下で同等のパターン性能を得ることができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例に則した露光方法を説明する
図である。
【図3】本発明の一実施例に則したレチクルの形成方法
を説明する図である。
【図4】本発明に適用できる露光方法を説明する図であ
る。
【図5】本発明に適用できる露光方法を説明する図であ
る。
【図6】本発明に適用できる露光方法を説明する図であ
る。
【図7】本発明に適用できる露光方法を説明する図であ
る。
【図8】本発明に適用できる露光方法を説明する図であ
る。
【図9】従来例の露光方法を説明する図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  縮小投影型露光装置を用いて段差を有
    するウェーハ表面のレジスト膜にレチクル上のパターン
    を転写露光する露光方法において、該ウェーハ表面の段
    差に対応した段差を有するように形成された該レチクル
    上のパターンを該ウェーハ表面のレジスト膜に転写露光
    することを特徴とする露光方法。
  2. 【請求項2】  前記レチクル上のパターンは2個以上
    の段差上に跨がって配置されていることを特徴とする請
    求項1記載の露光方法。
  3. 【請求項3】  前記レチクルの段差はウェーハ上の段
    差がΔ、露光装置の縮小率が1/Mとした時にM2 ×
    Δであることを特徴とする請求1乃至2記載の露光方法
  4. 【請求項4】  レチクル上の段差部の端が滑らかに形
    成されていることを特徴とする請求項1乃至3記載の露
    光方法。
  5. 【請求項5】  レチクル上段差を形成するパターンは
    、IC製造工程において、所望レチクルよりも先に使用
    するレチクルのパターンを用いて形成されることを特徴
    とするレチクルの製造方法。
JP3049985A 1991-03-15 1991-03-15 露光方法及びレチクルの製造方法 Pending JPH04285957A (ja)

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Cited By (2)

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