JPH06175348A - レジストパタンの形成方法 - Google Patents
レジストパタンの形成方法Info
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- JPH06175348A JPH06175348A JP4330194A JP33019492A JPH06175348A JP H06175348 A JPH06175348 A JP H06175348A JP 4330194 A JP4330194 A JP 4330194A JP 33019492 A JP33019492 A JP 33019492A JP H06175348 A JPH06175348 A JP H06175348A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】解像限界に近いパタンを含む複雑な形状の素子
パタンを良好な形状で形成し、超ＬＳＩの製造を光リソ
グラフィで実現する。 【構成】マスク上で、大きいパタンに接続している微細
パタンの付け根の部分に、決められた範囲の寸法補正を
加える。 【効果】複雑な形状の解像限界に近いパタンを、位相シ
フトマスクを用いて解像することができる。
パタンを良好な形状で形成し、超ＬＳＩの製造を光リソ
グラフィで実現する。 【構成】マスク上で、大きいパタンに接続している微細
パタンの付け根の部分に、決められた範囲の寸法補正を
加える。 【効果】複雑な形状の解像限界に近いパタンを、位相シ
フトマスクを用いて解像することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置，表面弾性波
素子などの製造に用いるホトマスクのレジストパタンの
形成方法に関する。
素子などの製造に用いるホトマスクのレジストパタンの
形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】投影露光装置を用いたマスクパターンの
転写で、その投影露光装置の解像限界に近いパタンを含
む複雑な形状のパタンを形成する場合、露光光の回折現
象により、大きいパタンとの接続部分に近い部分で寸法
の細りが発生し、パタンが断線する場合もある。この現
象を回避する方法として、特開平1−187925 号公報で
は、大きい線幅と小さい線幅のパタンを接続したパタン
の場合、接続部の小さい線幅のパタンの根本に、三角形
や多角形のパタンを付加し、大きい線から徐々に線幅を
細くして小さい線幅のパタンと接続し、パタン角部分で
の回折光の干渉を防いでいる。しかし、この方法では、
斜めパタンが発生するため、マスク作成における電子線
描画で描画ショット数が増え、大規模な素子に適用する
場合、膨大な時間を要し、実用上の大きな問題がある。
転写で、その投影露光装置の解像限界に近いパタンを含
む複雑な形状のパタンを形成する場合、露光光の回折現
象により、大きいパタンとの接続部分に近い部分で寸法
の細りが発生し、パタンが断線する場合もある。この現
象を回避する方法として、特開平1−187925 号公報で
は、大きい線幅と小さい線幅のパタンを接続したパタン
の場合、接続部の小さい線幅のパタンの根本に、三角形
や多角形のパタンを付加し、大きい線から徐々に線幅を
細くして小さい線幅のパタンと接続し、パタン角部分で
の回折光の干渉を防いでいる。しかし、この方法では、
斜めパタンが発生するため、マスク作成における電子線
描画で描画ショット数が増え、大規模な素子に適用する
場合、膨大な時間を要し、実用上の大きな問題がある。
【０００３】また、特開平1−107530 号公報では、凸形
状の線幅が１μｍ以下の突起部根本の両側に接して、１
辺が露光光の波長（λ）よりも長く、（λ／ＮＡ）より
も短い矩形領域内でパタンを付加し、根本部の寸法細り
を防止している。しかし、ここでは具体的に補正パタン
の長方形の短辺の寸法について制限が無く、上記領域内
でも十分な補正が出来ない場合があり、必ずしも良好な
パタンの形成は出来ない。また、凸形状以外のパタンに
対する補正法については、なんら開示されていないた
め、複雑な形状の実素子パタンを高精度に形成すること
が困難であった。
状の線幅が１μｍ以下の突起部根本の両側に接して、１
辺が露光光の波長（λ）よりも長く、（λ／ＮＡ）より
も短い矩形領域内でパタンを付加し、根本部の寸法細り
を防止している。しかし、ここでは具体的に補正パタン
の長方形の短辺の寸法について制限が無く、上記領域内
でも十分な補正が出来ない場合があり、必ずしも良好な
パタンの形成は出来ない。また、凸形状以外のパタンに
対する補正法については、なんら開示されていないた
め、複雑な形状の実素子パタンを高精度に形成すること
が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、マ
スク製造でのスループット向上や複雑なパタンへの寸法
補正については十分な考慮がされていない。さらに、光
源のコヒーレント性や、位相シフト法を適用したマスク
についても、考慮されていない。
スク製造でのスループット向上や複雑なパタンへの寸法
補正については十分な考慮がされていない。さらに、光
源のコヒーレント性や、位相シフト法を適用したマスク
についても、考慮されていない。
【０００５】本発明の目的は従来技術の欠点を補うため
の、実用的な新しいパタン形成方法を提供することにあ
る。
の、実用的な新しいパタン形成方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では投影露光装置の解像限界に近いパタン
と、大きいパタンの種々の接続部分に寸法補正を加え
る。寸法補正の量は、上記投影光学系の特性で決定され
る系数から導かれる。その系数Ｗは、投影レンズの開口
数をＮＡ，露光波長をλとした時、Ｗ＝λ／(２×ＮＡ)
であり、寸法補正量はａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ≦０.
２８）である。
に、本発明では投影露光装置の解像限界に近いパタン
と、大きいパタンの種々の接続部分に寸法補正を加え
る。寸法補正の量は、上記投影光学系の特性で決定され
る系数から導かれる。その系数Ｗは、投影レンズの開口
数をＮＡ，露光波長をλとした時、Ｗ＝λ／(２×ＮＡ)
であり、寸法補正量はａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ≦０.
２８）である。
【０００７】
【作用】大きいパタンに接続している微細パタンの付け
根の近榜では回折した露光光が干渉し、打ち消し合い露
光強度の低下を引き起こす。これによりパタンの細りが
発生する。
根の近榜では回折した露光光が干渉し、打ち消し合い露
光強度の低下を引き起こす。これによりパタンの細りが
発生する。
【０００８】図１にパタンの細りの様子を示す。図１
（ａ）にマスクパタンを示す。細い線幅の光透過部１と
大きい光透過部２が接続している。パタンを透過した光
の光強度分布を計算機シミュレーションにより求めた。
露光波長は３６５ｎｍ、投影光学系の条件はＮＡ＝０.
５２，σ＝０.３とした。その結果を図１（ｂ）に示
す。パタン輪郭を示す等高線３は相対光強度０.４ を示
している。（但し、遮光パタンが無い場合にウェハ上で
得られる光強度を１とした。）光透過部１が光透過部２
と接続しているパタンの付け根の近榜で線幅が細くくび
れているのがわかる。このくびれは、光透過部１の線幅
がλ／（２×ＮＡ）以下の場合、顕著である。また、照
明系のコヒーレンシが小さいほど干渉性が高くこの効果
が大きい。
（ａ）にマスクパタンを示す。細い線幅の光透過部１と
大きい光透過部２が接続している。パタンを透過した光
の光強度分布を計算機シミュレーションにより求めた。
露光波長は３６５ｎｍ、投影光学系の条件はＮＡ＝０.
５２，σ＝０.３とした。その結果を図１（ｂ）に示
す。パタン輪郭を示す等高線３は相対光強度０.４ を示
している。（但し、遮光パタンが無い場合にウェハ上で
得られる光強度を１とした。）光透過部１が光透過部２
と接続しているパタンの付け根の近榜で線幅が細くくび
れているのがわかる。このくびれは、光透過部１の線幅
がλ／（２×ＮＡ）以下の場合、顕著である。また、照
明系のコヒーレンシが小さいほど干渉性が高くこの効果
が大きい。
【０００９】図２（ａ)〜(ｄ）に図１（ａ）のマスクパ
タンに補正パタンをつけ加えた場合に得られる投影像
の、相対光強度０.４ の等高線をマスクパタンと重ねて
示す。（ａ）は光透過部１の片側に線幅０.０５μｍ の
補正パタン４を付けた場合。
タンに補正パタンをつけ加えた場合に得られる投影像
の、相対光強度０.４ の等高線をマスクパタンと重ねて
示す。（ａ）は光透過部１の片側に線幅０.０５μｍ の
補正パタン４を付けた場合。
【００１０】（ｂ）は両側に線幅０.０５μｍ の補正パ
タン４を付けた場合。（ｃ）は線幅０.１μｍ の補正パ
タン５を片側に付けた場合。（ｄ）は線幅０.１μｍ の
補正パタン５を両側に付けた場合である。
タン４を付けた場合。（ｃ）は線幅０.１μｍ の補正パ
タン５を片側に付けた場合。（ｄ）は線幅０.１μｍ の
補正パタン５を両側に付けた場合である。
【００１１】線幅０.０５μｍ の補正パタン４の場合、
光透過部１の片側に付けても、両側に付けても、線のく
びれ防止が可能であることがわかる。しかし、線幅０.
１μmの補正パタン５の場合、補正パタンがとぎれた先
で新たな寸法細りが発生している。これは、補正パタン
の幅が太過ぎると、補正パタンとの新たな段差で回折光
の干渉が発生するためと考えられる。すなわち、補正パ
タンの線幅は適正値が有り、投影光学系の特性で決定さ
れる系数から導かれる。その系数Ｗは、投影レンズの開
口数をＮＡ，露光波長をλとした時、Ｗ＝λ／(２×Ｎ
Ａ)であり、寸法補正量はａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ≦
０.２８）である。
光透過部１の片側に付けても、両側に付けても、線のく
びれ防止が可能であることがわかる。しかし、線幅０.
１μmの補正パタン５の場合、補正パタンがとぎれた先
で新たな寸法細りが発生している。これは、補正パタン
の幅が太過ぎると、補正パタンとの新たな段差で回折光
の干渉が発生するためと考えられる。すなわち、補正パ
タンの線幅は適正値が有り、投影光学系の特性で決定さ
れる系数から導かれる。その系数Ｗは、投影レンズの開
口数をＮＡ，露光波長をλとした時、Ｗ＝λ／(２×Ｎ
Ａ)であり、寸法補正量はａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ≦
０.２８）である。
【００１２】以上により、本発明によれば、パタンのく
びれが発生する領域に寸法補正を行いくびれを防止し、
さらに、寸法補正で発生する段差を極力小さくしたた
め、新たなくびれ発生を防止でき、良好な形状のパタン
が形成できる。
びれが発生する領域に寸法補正を行いくびれを防止し、
さらに、寸法補正で発生する段差を極力小さくしたた
め、新たなくびれ発生を防止でき、良好な形状のパタン
が形成できる。
【００１３】
【実施例】図３（ａ)，(ｂ）は位相シフトマスクにおけ
る寸法補正法の説明図である。同図（ａ）は寸法補正を
していないマスクパタンと、このマスクで得られる光強
度のシミュレーション結果を示す。ここで用いた光学系
は、図１，図２で用いたものと同じである。なお、本光
学系は１／５縮小投影光学系であり、マスクパタンは設
計寸法の５倍の値となるが、ここでは設計寸法に換算し
て示す。図中に示した等高線の相対光強度は０.４ とし
た。パタン６，８，９，１３が通常の光透過部。パタン
７，１０，１１，１２，１４が位相反転用の位相シフタ
を配置した光透過部である。パタン６，７，８，１０，
１２，１３，１４の幅は０.２５μｍである。
る寸法補正法の説明図である。同図（ａ）は寸法補正を
していないマスクパタンと、このマスクで得られる光強
度のシミュレーション結果を示す。ここで用いた光学系
は、図１，図２で用いたものと同じである。なお、本光
学系は１／５縮小投影光学系であり、マスクパタンは設
計寸法の５倍の値となるが、ここでは設計寸法に換算し
て示す。図中に示した等高線の相対光強度は０.４ とし
た。パタン６，８，９，１３が通常の光透過部。パタン
７，１０，１１，１２，１４が位相反転用の位相シフタ
を配置した光透過部である。パタン６，７，８，１０，
１２，１３，１４の幅は０.２５μｍである。
【００１４】これに対し、図３（ｂ）では、（ａ）のパ
タンに補正パタン１５，１６，１７，１８を配置した。
補正パタンの線幅は０.０５μｍ とした。補正パタンの
配置により、図３（ａ）で見られたパタンの細りを防止
できた。また、ここには示していないが、補正パタンの
線幅を０.１μｍ にしたところ、図２の結果と同様に、
補正パタンの段差の近傍で寸法細りが発生した。なお、
ここでは、補正パタンの長さを０.５μｍ としたが、こ
れに限らない。補助パタンの付加により、隣のパタンと
の間で解像不良が起こらないように考慮する必要がある この効果を実験で確認した。まず、従来法のパタン形成
を行った。通常の方法でネガ型レジストを塗布し、通常
の熱処理を行う。次に、図３（ａ）のパタンを有するマ
スクを用いレジストを露光した。次に、定在波防止用の
熱処理を行った後、通常の現像を行った。ここで形成さ
れたパタンを観察した結果、図３（ａ）のシミュレーシ
ョン結果と同様に、大パタンとの接続部近傍で線幅の細
りがみられた。０.２５μｍ ライン／スペースが同じ線
幅で形成される露光条件の場合は線幅の細りが発生した
が、線幅が０.２μｍ になるように露光量を減じた条件
では断線が発生した。
タンに補正パタン１５，１６，１７，１８を配置した。
補正パタンの線幅は０.０５μｍ とした。補正パタンの
配置により、図３（ａ）で見られたパタンの細りを防止
できた。また、ここには示していないが、補正パタンの
線幅を０.１μｍ にしたところ、図２の結果と同様に、
補正パタンの段差の近傍で寸法細りが発生した。なお、
ここでは、補正パタンの長さを０.５μｍ としたが、こ
れに限らない。補助パタンの付加により、隣のパタンと
の間で解像不良が起こらないように考慮する必要がある この効果を実験で確認した。まず、従来法のパタン形成
を行った。通常の方法でネガ型レジストを塗布し、通常
の熱処理を行う。次に、図３（ａ）のパタンを有するマ
スクを用いレジストを露光した。次に、定在波防止用の
熱処理を行った後、通常の現像を行った。ここで形成さ
れたパタンを観察した結果、図３（ａ）のシミュレーシ
ョン結果と同様に、大パタンとの接続部近傍で線幅の細
りがみられた。０.２５μｍ ライン／スペースが同じ線
幅で形成される露光条件の場合は線幅の細りが発生した
が、線幅が０.２μｍ になるように露光量を減じた条件
では断線が発生した。
【００１５】次に、本発明を適用した図３（ｂ）のパタ
ンを含むマスクを用いレジストパタンを形成した。従来
法の実験と同様の方法でレジストパタンを形成した。こ
こで形成されたパタンを観察した結果、図３（ｂ）のシ
ミュレーション結果と同様に、大パタンとの接続部近傍
でも線幅の細りが見られず、良好なパタンが形成でき
た。線幅が０.２μｍ になる条件でも線幅の細りはほと
んど発生しなかった。又、ここでは単層レジストを用い
た結果を示したが、通常の３層レジストの上層にパタン
を形成した結果や、単層レジストの下に反射防止膜を形
成した場合など、通常の露光強度を反映してパタンを形
成するプロセスを用いた結果、ほぼ同様の結果が得られ
た。
ンを含むマスクを用いレジストパタンを形成した。従来
法の実験と同様の方法でレジストパタンを形成した。こ
こで形成されたパタンを観察した結果、図３（ｂ）のシ
ミュレーション結果と同様に、大パタンとの接続部近傍
でも線幅の細りが見られず、良好なパタンが形成でき
た。線幅が０.２μｍ になる条件でも線幅の細りはほと
んど発生しなかった。又、ここでは単層レジストを用い
た結果を示したが、通常の３層レジストの上層にパタン
を形成した結果や、単層レジストの下に反射防止膜を形
成した場合など、通常の露光強度を反映してパタンを形
成するプロセスを用いた結果、ほぼ同様の結果が得られ
た。
【００１６】また、同様の実験をポジ型レジストを用い
て行った結果、レジストの残り方は反転し、従来マスク
を用いた場合に発生した線幅の細り部では、レジスト残
りが発生した。
て行った結果、レジストの残り方は反転し、従来マスク
を用いた場合に発生した線幅の細り部では、レジスト残
りが発生した。
【００１７】次に、第２の実施例を説明する。ここで用
いた光学系は、露光光源はＫｒＦエキシマレーザで波長
は２４８ｎｍ，σ＝０.５，レンズのＮＡ＝０.４５であ
る。図３（ｂ）のパタン６，７，８，１０，１２，１
３，１４の幅は０.２μｍ である。補正パタン１５，１
６，１７，１８の線幅は０.０３μｍとした。
いた光学系は、露光光源はＫｒＦエキシマレーザで波長
は２４８ｎｍ，σ＝０.５，レンズのＮＡ＝０.４５であ
る。図３（ｂ）のパタン６，７，８，１０，１２，１
３，１４の幅は０.２μｍ である。補正パタン１５，１
６，１７，１８の線幅は０.０３μｍとした。
【００１８】このマスクを用い通常の方法でレジストパ
タンを形成した結果、実施例１とほぼ同様の結果が得ら
れた。また、補正パタン１５，１６，１７，１８の線幅
を０.０８μｍ とした実験では、補正パタン段差の影響
による線幅の細りが発生した。これは、寸法補正量が大
き過ぎるためであり、寸法補正量の許容範囲ａ×Ｗ（但
し、０.０７≦ａ≦０.２８）に於いて、ａ＝０.３ に相
当する。以上のように、寸法細り部に適正な寸法補正を
加えることにより、解像限界に近いパタンを良好な形状
で形成することが出来る。
タンを形成した結果、実施例１とほぼ同様の結果が得ら
れた。また、補正パタン１５，１６，１７，１８の線幅
を０.０８μｍ とした実験では、補正パタン段差の影響
による線幅の細りが発生した。これは、寸法補正量が大
き過ぎるためであり、寸法補正量の許容範囲ａ×Ｗ（但
し、０.０７≦ａ≦０.２８）に於いて、ａ＝０.３ に相
当する。以上のように、寸法細り部に適正な寸法補正を
加えることにより、解像限界に近いパタンを良好な形状
で形成することが出来る。
【００１９】なお、本実施例では、１種類のパタンに限
定して説明したが、このパタンに限らず、微細パタンの
寸法ＷがＷ＝λ／(２×ＮＡ)以下であり、このパタンと
接するパタンとの段差がＷ／３以上存在する図形パタン
の時、接続部より微細パタン側の一部の短寸法線幅を少
なくとも片側ａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ≦０.２８）だ
け広げることにより本発明が実現できる。
定して説明したが、このパタンに限らず、微細パタンの
寸法ＷがＷ＝λ／(２×ＮＡ)以下であり、このパタンと
接するパタンとの段差がＷ／３以上存在する図形パタン
の時、接続部より微細パタン側の一部の短寸法線幅を少
なくとも片側ａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ≦０.２８）だ
け広げることにより本発明が実現できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、通常のマスクでは解像
限界以下のパタンを位相シフトマスクを用いて形成する
場合に問題となる寸法変化部分でのパタン寸法細りを防
止でき、実素子の製造で用いられる複雑なパタンでも解
像限界付近のパタンを用いることが出来る。また、本発
明のマスクを用いて半導体素子を作成した結果、従来型
のマスクに比べパタンの微細化が実現でき素子面積の縮
小化が実現できた。
限界以下のパタンを位相シフトマスクを用いて形成する
場合に問題となる寸法変化部分でのパタン寸法細りを防
止でき、実素子の製造で用いられる複雑なパタンでも解
像限界付近のパタンを用いることが出来る。また、本発
明のマスクを用いて半導体素子を作成した結果、従来型
のマスクに比べパタンの微細化が実現でき素子面積の縮
小化が実現できた。
【図１】従来法の説明図。
【図２】本発明の主たる実施例の説明図。
【図３】本発明の他の実施例の説明図。
６，８，９，１３…光透過部、７，１０，１１，１２，
１４…位相シフタを配置した光透過部。
１４…位相シフタを配置した光透過部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼木 宏 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 宿利 章二 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】投影露光に使用するホトマスクのパタンの
一部に、解像すべき第１のパタンの短寸法ＷがＷ＝λ／
(２×ＮＡ)以下（但し、λ＝露光波長，ＮＡ＝投影レン
ズの開口数）であり、第１のパタンに接続して配列され
た第２のパタンとの間に段差がＷ／３以上存在する合成
図形パタンの時、接続部より第１のパタン側の一部の短
寸法線幅を少なくとも片側ａ×Ｗ（但し、０.０７≦ａ
≦０.２８）だけ広げたパタンを含むことを特徴とする
レジストパタンの形成方法。 - 【請求項２】請求項１において、上記投影露光の照明の
コヒーレント係数が０.４ 以下であるレジストパタンの
形成方法。 - 【請求項３】請求項１において、上記ホトマスクが透過
光の位相をコントロールした位相シフトマスクであるレ
ジストパタンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4330194A JPH06175348A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | レジストパタンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4330194A JPH06175348A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | レジストパタンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06175348A true JPH06175348A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18229887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4330194A Pending JPH06175348A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | レジストパタンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06175348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6534803B2 (en) | 1998-11-04 | 2003-03-18 | Nec Corporation | Electronic device, semiconductor device, and electrode forming method |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP4330194A patent/JPH06175348A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6534803B2 (en) | 1998-11-04 | 2003-03-18 | Nec Corporation | Electronic device, semiconductor device, and electrode forming method |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010828 |