JPH05165191A - パターン形成方法とホトマスク - Google Patents

パターン形成方法とホトマスク

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JPH05165191A
JPH05165191A JP32936791A JP32936791A JPH05165191A JP H05165191 A JPH05165191 A JP H05165191A JP 32936791 A JP32936791 A JP 32936791A JP 32936791 A JP32936791 A JP 32936791A JP H05165191 A JPH05165191 A JP H05165191A
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健二 中川
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相シフタのエッジを用いるパターン発生法
に関し, 種々な形状のパターンを発生させることを目的
とする。 【構成】 １）位相シフタのエッジを用いるパターン発
生法において，パターンを周縁で発生するシフタパター
ン８と, 周縁で発生するパターンが重なり合って一本に
なる微細線幅を有するパターン8A, あるいはシフタパタ
ーンの周縁で発生するパターンが重なり合って一本にな
るシフタパターンの微細間隔8Bとを有するマスクを用い
て露光する工程を有するように構成する。２）パターン
を周縁で発生するシフタパターン８と, 周縁で発生する
パターンが重なり合って一本になる微細線幅を有するシ
フタパターン8A, あるいはシフタパターンの周縁で発生
するパターンが重なり合って一本になるシフタパターン
の微細間隔8Bとを有するシフタパターンとが形成されて
いるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造工程に
おけるパターン形成方法とホトマスクに関する。
【０００２】近年，半導体装置の高性能化に伴い，パタ
ーンの微細化が要求され，光による解像限界以下のパタ
ーン形成が必要となってきた。
【０００３】
【従来の技術】図４は微細パターン形成のための露光装
置であるステッパの光学系の説明図である。
【０００４】図において，１は光源，２は光，３は照明
系レンズ，４はマスク（レチクル），５は投影レンズ，
６は被露光ウエハである。ステッパを用いた従来の微細
化方法としては，レンズの高NA（開口数）化で対応して
きたが，極端な高NAレンズは製作が困難で，焦点深度が
浅くなるという制約があった。
【０００５】さらに，使用する光源の短波長化が進めら
れ，そのためにエキシマレーザを使う必要があり，高NA
化，短波長化いずれの面からも急速に大幅な解像力向上
を行うことは困難である。
【０００６】そこで，位相反転した光の干渉を用いる位
相シフト法による露光が行われるようになってきた。図
５ (A)〜(C) は位相シフト法の原理図である。
【０００７】図において，７はマスク基板，８はシフ
タ，９は遮光膜でCr膜である。図の右側はシフタ８のエ
ッジによる黒パターンの形成を示し, これに対比して遮
光膜９による黒パターンの形成方法を示す。
【０００８】図５(A) において，シフタ８を通過する光
２は, 基板７の透明部を透過する光に対し 180°位相が
反転している。従って，図５(B) のように，光の振幅は
左側のシフタエッジによる黒パターンの形成ではシフタ
８のエッジで反転し，これに対して右側の遮光膜による
黒パターンの形成では遮光膜の両側で左右同方向であ
る。
【０００９】また，図５(C) のように, 照射される光強
度は左側の図ではシフタ８のエッジでシャープに０とな
り高解像力を示し，これに対して右側の図では左側ほど
シャープではない。
【００１０】図６(A),(B) はシフタによるパターン発生
の従来例を説明する平面図である。図６(A) に示される
シフタ８を用いて発生したレジストパターン10を図６
(B)に示す。図６(B) のようにパターンはシフタ８の周
囲に形成されるためリング状のパターンしか発生できな
かった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来例による，シフタ
のエッジを利用してパターンを発生させる方法では，解
像力は高いが図６のように，リング状のパターンしか発
生出来ないという欠点があった。
【００１２】本発明は位相シフタのエッジを用いるパタ
ーン発生法において，種々な形状のパターンを発生させ
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）位相シフタのエッジを用いるパターン発生法におい
て，パターンを周縁で発生するシフタパターン８と, 周
縁で発生するパターンが重なり合って一本になる微細線
幅を有するパターン8A, あるいはシフタパターンの周縁
で発生するパターンが重なり合って一本になるシフタパ
ターンの微細間隔8Bとを有するマスクを用いて露光する
工程を有するパターン形成方法，あるいは ２）パターンを周縁で発生するシフタパターン８と, 周
縁で発生するパターンが重なり合って一本になる微細線
幅を有するシフタパターン8A, あるいはシフタパターン
の周縁で発生するパターンが重なり合って一本になるシ
フタパターンの微細間隔8Bを有するシフタパターンとが
形成されているホトマスクにより達成される。
【００１４】
【作用】本発明では，パターンを周縁で発生する通常の
大きさのシフタパターン８と,周縁で発生するパターン
が重なり合って一本になる微細線幅を有するシフタパタ
ーン8A, あるいはシフタパターンの周縁で発生するパタ
ーンが重なり合って一本になるシフタパターンの微細間
隔8Bとを組み合わせたシフタパターンにより，種々な形
状のパターン発生を可能としたものである。
【００１５】さらに，重ね焼きを行ったり，ネガレジス
トを用いることにより多種多用のパターン形成が可能と
なる。
【００１６】
【実施例】図１ (A)〜(D) は本発明の実施例(1) を説明
する平面図である。この実施例はＴ型パターンの発生例
であって, 以下に図１を用いて工程順に説明する。 (1) ウエハ上にレジストを塗布する。 (2) 図１(A) に示されるシフタ（位相シフトパターン）
８が形成されたマスクを用いて，ステッパでパターンを
露光する。
【００１７】位相シフトパターン８はその周縁で発生す
るパターンが重なり合って一本になる程度の線幅を有す
るパターンが8Aが付加されている。図１(B) の示される
パターン（シフタの周縁）以外の部分が感光され，現像
液に可溶となる。 (3）図１(C) に示される二重焼用マスク（９は遮光膜，
11は開口部) を用いて，ステッパでパターンを露光す
る。
【００１８】図１(D) の示されるパターン（Ｔ型パター
ン）10A 以外の部分が感光され，現像液に可溶となる。
ウエハを現像するとウエハ上にはＴ型のレジストパター
ンが得られる。
【００１９】実施例(1) において，面積の大きいシフタ
パターン８の線幅をシフタパターン8Aのように細くした
Ｔ型シフタを用いれば二重焼きは要らなくなるが，実施
例で二重焼きを行っている理由は細いシフタを用いた場
合はシフタエッジでのパターン発生ほど解像が向上しな
いためである。
【００２０】例えばｉ線を用い，開口数NA＝0.5 の場
合, シフタエッジによる解像力は0.2μｍであるが, 細
い（0.15μｍ) シフタパターンの解像力は0.35μｍでこ
れ以上線幅を細くしても黒パターンが灰色になってしま
う。
【００２１】図２(A),(B) は本発明の実施例(2) を説明
する平面図である。この実施例はレンガ積パターンの発
生例であって, 以下に図２を用いて工程順に説明する。 (1) ウエハ上にネガレジストを塗布する。 (2) 図２(A) に示されるシフタ８が形成されたマスクを
用いて，ステッパでパターンを露光する。
【００２２】図で, 8Aはシフタパターンの内, その周縁
で発生するパターンが重なり合って一本になる程度の線
幅を有するパターン, 8Bはシフタパターンの周縁で発生
するパターンが重なり合って一本になる程度のシフタパ
ターンの間隔である。 (3）現像すると，図２(B) に示されるレンガ積パターン
10が発生する。
【００２３】図３(A),(B) は本発明の実施例(3）を説明
する平面図である。この実施例はダイナミックランダム
アクセスメモリの活性領域のパターン発生例であって,
以下に図３を用いて工程順に説明する。 (1) ウエハ上にネガレジストを塗布する。 (2) 図３(A) に示されるシフタ８が形成されたマスクを
用いて，ステッパでパターンを露光する。
【００２４】図で, 8Aはシフタパターンの内, その周縁
で発生するパターンが重なり合って一本になる程度の線
幅を有するパターン, 8Bはシフタパターンの周縁で発生
するパターンが重なり合って一本になる程度のシフタパ
ターンの間隔である。 (3）現像すると図３(B) に示されるレンガ積パターン10
が発生する。
【００２５】上記の諸実施例において, ｉ線を用い, 開
口数NA＝0.5 の場合シフタパターン8A, 8Bの幅は0.15μ
ｍで, レジストパターンの幅は0.35μｍとなる。シフタ
パターン8A, 8Bの幅の上限は0.3 μｍで, このときのレ
ジストパターンの幅は 0.5μｍとなる。
【００２６】シフタパターン8A, 8Bの幅0.3 μｍより大
きいと, 光強度分布が２山を形成し使用できなくなる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれぱ，シフタエッジを用いる
パターン発生法において，種々な形状のパターンを発生
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例(1) を説明する平面図
【図２】 本発明の実施例(2) を説明する平面図
【図３】 本発明の実施例(3）を説明する平面図
【図４】 ステッパの光学系の説明図
【図５】 位相シフト法の原理図
【図６】 シフタによるパターン発生の従来例を説明す
る平面図
【符号の説明】
１ 光源 ２ 光 ３ 照明系レンズ ４ マスク（レチクル） ５ 投影レンズ ６ 被露光ウエハ ７ マスク基板 ８ シフタパターン 8A シフタパターンの内, その周縁で発生するパターン
が重なり合って一本になる程度の線幅を有するパターン 8B シフタパターンの周縁で発生するパターンが重なり
合って一本になる程度のシフタパターンの間隔 ９ 遮光膜でCr膜 10 シフタを用いて発生したレジストパターン 11 マスクの開口部 12 二重露光じ消失したパターン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 位相シフタのエッジを用いるパターン発
    生法において，パターンを周縁で発生するシフタパター
    ン(8) と, 周縁で発生するパターンが重なり合って一本
    になる微細線幅を有するパターン(8A), あるいはシフタ
    パターンの周縁で発生するパターンが重なり合って一本
    になるシフタパターンの微細間隔(8B)とを有するマスク
    を用いて露光する工程を有することを特徴とするパター
    ン形成方法。
  2. 【請求項２】 パターンを周縁で発生するシフタパター
    ン(8) と, 周縁で発生するパターンが重なり合って一本
    になる微細線幅を有するシフタパターン(8A), あるいは
    シフタパターンの周縁で発生するパターンが重なり合っ
    て一本になるシフタパターンの微細間隔(8B)とを有する
    シフタパターンとが形成されていることを特徴とするホ
    トマスク。
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