JPH0496065A

JPH0496065A - レチクル

Info

Publication number: JPH0496065A
Application number: JP90213989A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Miyazaki; 宮崎　和己
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1992-03-27

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】〔目次］・概要・産業上の利用分野・従来の技術（第４図、第５図）・発明が解決しようとする課題・課題を解決するための手段作用・実施例（第１図〜第３図）・発明の効果〔概要］レチクルに関し、更に詳しく言えば、共通の基板上の膜
厚差のあるレジスト膜にパターンを転写するためのレチ
クルに関し、基板上のレジスト膜に膜厚差がある場合でも、膜厚差に
応じた適度な光強度で同時に露光することができるレチ
クルを提供することを目的とし、第１に、光を透過する
円形パターンと、該円形パターンの外側に該円形パター
ンの同心円の円周に沿って互いに間隔をおいて形成され
ている、１つ以上の光を透過するリング状パターンとか
らなるマスクパターンを有することを含み構成し、第２
に、光を透過する円形パターンと、該円形パターンの外
側に該円形パターンの同心円の円周に沿って互いに間隔
をおいて形成されている、１つ以上の光を透過するリン
グ状パターンとからなる第１のマスクパターンと、光を
透過する方形状又は円形状のパターンからなる第２のマ
スクパターンとを共通のチップパターン内に有すること
を含み構成する。

〔産業上の利用分野］本発明は、レチクルに関し、更に詳しく言えば、共通の
基板上の膜厚差のあるレジスト膜にパターンを転写する
ためのレチクルに関する。

〔従来の技術〕

第４図は、写真食刻法によりピアホールを形成するため
の方形状のマスクパターン３ａ、３ｂが共通のチップパ
ターン２内に描かれたレチクル１を示す。

次に、このレチクル１を用いて半導体基板４上の層間絶
縁膜４に写真食刻法によりピアホールを形成する場合に
ついて説明する。

第５図（ａ）は、バイポーラトランジスタの形成された
半導体装置で、図中符号４は半導体基板、５は厚い絶縁
膜１１ｆ　８Ｎ域層、６は絶縁分離領域層５上に形成さ
れた配線、７はバイポーラトランジスタで、コレクタ領
域層８．ベース領域層９及びエミッタ領域層１０からな
る。そして、各領域層８９．１０には絶縁膜１１のコン
タクトホールを介してコレクタ電極１２．　ヘース電極
１３及びエミッタ電極１４が接続されている。１５は、
これらの電極１２．１３．１４を被覆する眉間絶縁膜で
ある。

このような半導体基板４上の眉間絶縁膜４上にまずレジ
スト膜１６を形成する。

次いで、ｇ線（波長４３６ｎｍ）を用いた露光法により
レチクル１上のマスクパターン３ａ、３ｂをレジスト膜
１６に転写する。

その後、レジスト膜１６の光照射領域１６ａ、１６ｂを
除去した後、このレジスト膜１６をマスクとして、層間
絶縁膜１５を選択的にエンチング・除去すると、コレク
タ電極１２及び配線６上にピアホールが形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年、半導体集積回路装置においては、
高集積化のため多層膜の形成を行う場合が多い。このた
め、半導体基板４の表面の凹凸の差は更に大きくなり、
従って、第５図（ａ）に示すように、同一の半導体基板
４上に形成されたレジストｌ！！１６の膜厚差も大きく
なっている。

従って、レチクル１を用いて一度の露光でマスクパター
ン３ａ、３ｂの転写を行うため、レジスト膜１６の厚い
ところに露光強度を合わせた場合は、第５図（ｂ）に示
すように、レジスト膜１６の薄いところの光照射領域１
７ａでは過剰露光になってしまう、このため、転写され
たマスクパターン３ａ、３ｂはサイズが大きくなり、パ
ターンの微細化ができないという問題がある。逆に、薄
いところに露光強度を合わせた場合は、第５図（ａ）に
示すように、レジスト膜１６の厚いところの光照射領域
１６ａでは露光不足になってしまい、ピアホールを形成
すべき領域のレジスト膜１６が完全に除去されないとい
う問題がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、基板上のレジスト膜に膜厚差がある場合でも、膜厚差
に応じた適度な光強度で同時に露光することができるレ
チクルを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、第１に、光を透過する円形パターンと、該
円形パターンの外側に該円形パターンの同心円の円周に
沿って互いに間隔をおいて形成されている、１つ以上の
光を透過するリング状パターンとからなるマスクパター
ンを有することを特徴とするレチクルによって解決され
、第２に、光を透過する円形パターンと、該円形パターン
の外側に該円形パターンの同心円の円周に沿って互いに
間隔をおいて形成されている、ｌつ以上の光を透過する
リング状パターンとからなる第１のマスクパターンと、
光を透過する方形状又は円形状のパターンからなる第２
のマスクパターンとを共通のチップパターン内に有する
ことを特徴とするレチクルによって解決される。

厚の薄い部分に第２のマスクパターンによる露光を行う
ことにより、膜厚差に応じた適度な光強度で露光するこ
とができる。これにより、部分的に過剰露光や露光不足
が起こるのを防止することができる。

（作用）本発明のレチクルによれば、円形パターンの外側に該円
形パターンの同心円の円周に沿って互いに間隔をおいて
形成されている、１つ以上の光を透過するリング状パタ
ーンは、フレネルゾーンプレート類似の作用・効果、即
ちレンズ作用を有し、中央の円形パターンから下部の露
光対象物に入射する光の強度を増すように働く。

また、前記レンズ作用を有する第１のマスクパターンと
、通常の円形状又は方形状のパターンからなる第２のマ
スクパターンとを共通のチップパターン内に有している
ので、露光対象物のレジスト膜に膜厚差がある場合でも
、膜厚の厚い部分に第１のマスクパターンによる露光を
行い、かつ膜〔実施例〕以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は、写真食刻法によりピアホールを形成するため
の第１及び第２のマスクパターン２０ａ２０ｂが共通の
チンプパターン１９に形成された本発明の実施例のレチ
クル１８を示す。

このレチクル１Ｂにおいては、中央部の、光を透過する
直径０．６　μｍの円形パターン２１ａと、この円形パ
ターン２１ａの外側に０．０２μｍの間隔をおいて円形
パターン２１ａの同心円の円周に沿って形成されている
、光を透過する幅０．１　μｍのリング状パターン２１
ｂとが形成されている第１のマスクパターン２０ｂを有
し、更に、この第１のマスクパターン２０ｂと共通のチ
ップパターン１９内に直径０．６μｍの円形パターンか
らなる第２のマスクパターン２０ａを存している。

このようなレチクル１８においては、第１のマスクパタ
ーン２０ｂのリング状パターン２１ｂは、フレネルゾー
ンプレート類（以の作用・効果、即ちレンズ作用を有し
、中央部の円形パターン２１ａから下部の露光対象物に
入射する光の強度を増すように働く。なお、中央部のパ
ターンを円形としているのはレンズ作用を存効に働かせ
るためである。

次に、このレチクル１８を用いてＳｉ基板上の眉間絶縁
膜に写真食刻法によりピアホールを形成する方法につい
て第２図を参照しながら説明する。

第２図は、バイポーラトランジスタの形成された半導体
装置で、図中符号２２はＳｉ基板（半導体基板）、２３
はＳｉＯ□膜からなる厚い絶縁分Ｈ領域層、２４は絶縁
分離領域ｌＩ２３上に形成されたＡＰ配線、２５はバイ
ポーラトランジスタで、コレクタ領域層２６．ベース領
域層２７及びエミッタ領域層２８からなる。そして、各
領域層２６．２７．２８にはＳｉＯ□膜からなる絶縁膜
２９のコンタクトホールを介してコレクタ電極３０．ベ
ース電極３１及びエミッタ電極３２が形成されている。

また、３３は、これらの電極３０，３１．３２を被覆す
るＰＳＧＭからなる眉間絶縁膜である。

このような半導体基板４に、まずポジティブホトレジス
ト膜（レジストり３４を形成する。

次いで、ｇ線を用いた露光法によりレチクル１８上のマ
スクパターン２０ａ、２０ｂをネガティブホトレジスト
膜３４に転写する。このとき、調査によれば、マスクパ
ターン２０ｂは、フレネルゾーンプレート類似のレンズ
効果により、マスクパターン２０ａに比較してポジティ
ブホトレジスト膜３４に照射される露光光強度が約１．
８倍大きい、従って、膜厚差の異なるポジティブホトレ
ジストｌＩ！ｉ！３４がＳｉ基板２２上に形成されてい
る場合でも、ポジティブホトレジスト膜３４の膜厚差に
対応する適度な光強度で一度に露光を行うことができる
。

その後、ポジティブホトレジスト膜３４の光照射領域３
４ａ、３４ｂを除去した後、このポジティブホトレジス
トＭ３４をマスクとして、眉間絶縁膜３３を選択的にエ
ツチング・除去すると、コレクタ電極３０上及びＡｆｆ
ｉ配線２４上に不図示のピアホールが形成される。

以上のように、本発明の実施例のレチクル１８によれば
、第１のマスクパターン２０ｂはフレネルゾーンプレー
ト類似の作用・効果、即ちレンズ作用を有−し、中央部
の円形パターン２１ａから下部のポジティブホトレジス
ト膜３４に入射する光の強度を増すように働く。従って
、露光光強度を減らすことができるので、過剰露光を防
止することができる。

また、前記レンズ作用を有する第１のマスクパターン２
０ｂと、通常の円形パターンからなる第２のマスクパタ
ーン２０ａとを共通のテンプパターン１９内に有してい
るので、Ｓｉ基板２２上のポジティブホトレジスト！３
４に膜厚差がある場合でも、膜厚の厚い部分に第１のマ
スクパターン２０ｂによる露光を行い、かつ膜厚の薄い
部分に第２のマスクパターン２０ａによる露光を行うこ
とにより、膜厚差に応じた適度な光強度で露光すること
ができる。これにより、過剰露光や露光不足が起こるの
を防止することができる。

なお、実施例では、第１のマスクパターン２０ｂのリン
グ状パターン２１ｂは１本であるが、レジスト膜の膜厚
に対応して中央部の円形パターン２１ａからのリング状
パターンまでの間隔を変えることにより、又はリング状
パターンの本数を適宜増減することによりレジスト膜に
照射される露光光強度を調整することができる。第３図
は、リング状パターンと円形パターンとの間隔に対する
露光光強度の相関を計算した結果を示す図である。但し
、露光光強度は相対値で示している。計算の条件として
、開口数（ＮＡ）　：０．４Ｂ照射光強度：　ＥｔｈＸｌ、６露光光波長：４３６ｎｍ（ｇ線）を用いている。計算結果によれば、上記の間隔が広がる
とともに露光光強度が単調に低下し、上記の間隔により
露光光強度の調整が可能であることを示している。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明のレチクルによれば、円形パター
ンの外側に該円形パターンの同心円の円周に沿う、光を
透過する１つ以上のリング状パターンはフレネルゾーン
プレートａ似の作用・効果、即ちレンズ作用を有し、中
央部の円形パターンから下部の露光対象物に入射する光
の強度を増すように働く、従って、露光量を減らすこと
ができるので、過剰露光を防止することができる。

また、前記レンズ作用を有する第１のマスクパターンと
、通常の円形状又は方形状のパターンからなる第２のマ
スクパターンとを共通のチップパターン内に有している
ので、露光対象物のレジスト膜に膜厚差がある場合でも
、膜厚差に応じた適度な光強度で一度に露光することが
できる。これにより、過剰露光や露光不足が起こるのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のレチクルについて説明する
平面図、第２図は、本発明のレチクルを用いたレジスト膜のパタ
ーニングについて説明する断面図、第３図は、本発明の
実施例に係る第１のマスクパターンの露光光強度とリン
グ状パターンの位置との関係を示す図、第４図は、従来例のレチクルについて説明する平面図、第５図は、従来例のレチクルを用いたレジスト膜のパタ
ーニングについて説明する断面図である。［符号の説明］１　１８・・・レチクル、２１９・・・チップパターン、３ａ、３ｂ・・・マスクパターン、４・・・半導体基板、５・・・絶縁分離領域槽、６・・・配線、７．２５・・・バイポーラトランジスタ、８．２６・・
・コレクタ領域層、９，２７・・・ベース領域層、１０．２８・・・エミッタ領域層、１１．２９・・・絶縁膜、１２．３０・・・コレクタ電極、１３．３１・・・ベース電極、１４．３２・・・エミッタ電極、１５．２３．３３・・・層間絶縁膜、１６・・・レジスト膜、１７ａ、　１７ｂ、　３４ａ、　３４ｂ・・・光照射領
域、２０ａ・・・第２のマスクパターン、２０ｂ・・・第１のマスクパターン、２１ａ・・・円形パターン、２１ｂ・・・リング状パターン、２２・・・Ｓｉ基板（半導体基板）、２４・・・Ａｌ配線、３４・・・ポジティブホトレジスト膜（レジスト膜）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光を透過する円形パターンと、該円形パターンの
外側に該円形パターンの同心円の円周に沿って互いに間
隔をおいて形成されている、１つ以上の光を透過するリ
ング状パターンとからなるマスクパターンを有すること
を特徴とするレチクル。
（２）光を透過する円形パターンと、該円形パターンの
外側に該円形パターンの同心円の円周に沿って互いに間
隔をおいて形成されている、１つ以上の光を透過するリ
ング状パターンとからなる第１のマスクパターンと、光を透過する方形状又は円形状のパターンからなる第２
のマスクパターンとを共通のチップパターン内に有する
ことを特徴とするレチクル。