JPH06163365A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH06163365A
JPH06163365A JP4314495A JP31449592A JPH06163365A JP H06163365 A JPH06163365 A JP H06163365A JP 4314495 A JP4314495 A JP 4314495A JP 31449592 A JP31449592 A JP 31449592A JP H06163365 A JPH06163365 A JP H06163365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
photoresist film
light source
semiconductor substrate
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP4314495A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuneaki Isozaki
常明 磯崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH06163365A publication Critical patent/JPH06163365A/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
    • G03F7/70408Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体基板上のフォトレジスト膜にパターンを
形成する場合、レンズの開口数によって制限されるパタ
ーンの解像度を向上させる。 【構成】同一光源から発した光を複数本に分割し、フォ
トレジスト膜3を塗布した半導体基板1上に異る方向か
ら照射する。これにより、フォトレジスト膜3上に光の
干渉縞を形成し露光を行う。干渉縞のピッチは光源の波
長よりも短くすることができるため、従来より微細な加
工が可能となる。

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方法に
関し、特にリソグラフィー工程の露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造工程において、
フォトレジスト膜に回路パターンを形成する露光方法で
は、主に縮小投影型露光装置が用いられている。
【0003】縮小投影型露光装置は、図3に示すよう
に、光源11と、クロム膜で回路パターンの形成された
フォトマスク12と、縮小投影レンズ13と、半導体基
板14をのせるステージ15とコンデンサレンズ16等
を有している。光源11から発した光10は、フォトマ
スク12と縮小投影レンズ13を通り、フォトレジスト
膜を形成した半導体基板14に照射される。縮小投影レ
ンズ13の焦点位置は、フォトマスク12のクロムパタ
ーンの形成された下側の面と半導体基板14の表面にあ
るため、フォトマスク12上のパターン像が半導体基板
14上のフォトレジスト膜に転写される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の縮小投影露
光装置を用いた露光方法は、解像度dが次の式で表わせ
る。
【0005】d=K・λ/NA ここで、λは光源の波長、NAは投影レンズの開口数、
Kはプロセスによって決まるファクターである。水銀灯
のi線を光源として用いた場合、λは365nmとな
り、また、NAは0.5程度、Kは0.8〜0.5が通
常用いられている。従って、解像度dは最小でも0.3
65μmと光源の波長程度となる。従ってこれ以上の解
像度を得ることができないため微細なパターンが形成で
きず、半導体装置の集積度の向上が困難になるという問
題点があった。
【0006】また、レンズとマスクを使用しているた
め、それぞれの製造誤差がウェハー上に形成されるパタ
ーンの位置ずれの要因となるという問題点もある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、同一光源から発した光を複数本の光束に分
け、これをフォトレジストを塗布した半導体基板上に異
る方向から照射して干渉光により露光し、パターン形成
するものである。
【0008】
【作用】半導体基板表面に垂線を立て、この垂線を含む
平面内でこの垂線に対して+α,−βの角度で半導体基
板表面に入射する同一光源から発する2本の光束が作る
干渉は、半導体基板表面でPのピッチを有する。ここで
Pはλ/(sinα+sinβ)で表わせる。λは光の
波長である。α,βをそれぞれ80°とすると、P≒λ
/2となり、波長の半分のピッチの干渉稿を半導体基板
表面に形成することができる。
【0009】この干渉光をフォトレジストを塗布した半
導体基板上に形成することにより、光の波長より微細な
平行なパターンを形成することができる。さらに、この
方法はマスク及びマスクに形成されたパターンの像を縮
小投影露光するためのレンズを必要としないため、マス
クの製造誤差及びレンズの製造誤差や収差による誤差が
存在しない。従って誤差の少ないパターンを形成でき
る。
【0010】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1(a)〜(e)は本発明の第1の実施例を説明
するための半導体チップの断面図である。
【0011】まず、図1(a)に示すように、シリコン
等の半導体基板1上に形成され、これからパターンを形
成しようとするポリシリコン膜2の上にネガ形フォトレ
ジスト膜3を塗布法により形成する。基板のチップ領域
の中央部に微細な平行線のパターンを形成し、周辺部に
ラフなランダムパターンを形成する場合、通常のフォト
リソグラフィー法を用いて、周辺領域4を全面露光す
る。
【0012】次に図1(b)に示すように、同一光源か
ら発した光を半透明ミラーで二つに分解し半導体基板1
の上に左右から照射する。左右の光5A,5Bの増幅さ
れた干渉光がフォトレジスト膜3を感光させるため、現
像後は図1(c)に示すように基板の中央部に平行線状
のレジストパターン3Aが形成される。光源に水銀灯の
i線を用いた場合、このレジストパターンの幅は約18
0nmとなる。
【0013】次に図1(d)に示すように、このレジス
トパターン3Aをマスクとし下層のポリシリコン膜2を
エッチングする。次にマスクとして用いたフォトレジス
ト膜3を除去し、再びフォトレジスト膜6を塗布する。
【0014】次に図1(e)に示すように、通常のフォ
トリソグラフィー法を用いて周辺部のフォトレジスト膜
6にパターンを形成したのち、下層のポリシリコン膜2
を再度エッチングする。
【0015】以下このフォトレジスト膜6を除去する
と、ポリシリコン膜2には、中央部に平行線パターン2
A,周辺部にランダムパターン2Bが形成される。この
中央部の平行線パターン2Aは図1(b)において、右
上,左上から同一光源より発する光5A,5Bを照射す
る際の基板面からの光の入射角度を小さくすることによ
り、より微細な幅のものとすることができる。
【0016】本実施例において、ネガ形フォトレジスト
膜3の周辺部を露光する工程と、中央部を露光する工程
は逆にしてもかまわない。また、ポリシリコン膜の周辺
部をパターニングする工程と中央部をパターニングする
工程を逆にしてもかまわない。いずれであっても同じ効
果が得られる。
【0017】図2(a),(b)は本発明の第2の実施
例を説明するための半導体チップの平面図である。
【0018】本第2の実施例は第1の実施例と同じ工程
を用いるが、第1の実施例において、ネガ形フォトレジ
スト膜3を塗布した後周辺部を露光し、この後、中央部
を露光する際同一光源から発する光5を、図2(a)の
紙面上左右からだけでなく、上下から基板1に斜めに光
5を照射する。
【0019】これにより、現像後図2(b)に示すよう
に、フォトレジストからなるホール状のパターン7がチ
ップ領域の中央部に得られる。以下このパターンをマス
クとして下層のポリシリコン膜をエッチングする。この
方法は露光光の波長の1/2程度の幅を有するホールの
くり返しパターンを形成するのに有効である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、フォトマ
スク及び投影レンズを使用せずに、同一光源から発する
複数の光束によって作られる干渉縞によりフォトレジス
ト膜の露光を行うため、従来より微細な加工を行うこと
ができ、しかも、マスクの欠陥やマスク,レンズの製造
誤差より生ずるフォトレジストパターンの理想形状から
のずれを取り除くことができる。このため半導体装置の
集積度を向上させ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】本発明の第1の実施例を説明するための半導体
チップの断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための半導体
チップの平面図。
【図3】従来例を説明するための露光装置の構成図。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 ポリシリコン膜 2A 平行線パターン 3 フォトレジスト膜 3A レジストパターン 4 周辺領域 5,5A,5B 光 6 フォトレジスト膜 7 ホール状パターン 10 光 11 光源 12 フォトマスク 13 縮小投影レンズ 14 半導体基板 15 ステージ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトレジスト膜を形成した半導体基板
    上に、回路パターンの形成されたフォトマスクを介する
    ことなく同一光源から発した複数本の光束を異る方向か
    ら照射し干渉光を形成して前記フォトレジスト膜を露光
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP4314495A 1992-11-25 1992-11-25 半導体装置の製造方法 Pending JPH06163365A (ja)

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Effective date: 19990406