JPH0844041A

JPH0844041A - 露光マスク

Info

Publication number: JPH0844041A
Application number: JP6177786A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Chijimatsu; 達夫千々松; Isamu Hairi; 勇羽入
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】開口部にスリットを形成した露光マスクを用
いてレジストパターンを形成する際、現像時にレジスト
パターンがウェハから剥がれて流れたり、倒れたりして
しまうのを抑えて、安定した形状のレジストパターンを
形成することができる。【構成】露光光を透過する透明基板１上に露光光を透
過する開口部を有する露光光を遮光する遮光部２が形成
され、該開口部内に露光光の波長以下の幅を有するスリ
ット３の並びが形成されてなる露光マスクにおいて、前
記スリット３の長辺方向の一定の間隔毎に、解像しない
幅で、かつ前記スリット３の並びを横切るような遮光部
２を形成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、露光マスク係り、詳し
くは、半導体素子を作るためのパターンが描かれたマス
クを用いて、このマスク全体に光を照射し、そのマスク
パターンをウェハ上に転写してレジストを感光させる露
光技術に適用することができ、特に、開口部にスリット
を形成した露光マスクを用いて、レジストパターンを形
成する際、現像時にレジストパターンがウェハから剥が
れて流れたり、倒れたりしてしまうのを抑えて、安定し
た形状のレジストパターンを形成することができる露光
マスクに関する。

【０００２】近年、電子デバイスを量産するための露光
装置として光投影露光装置が広く用いられている。年々
高まる解像度を向上するために、変形照明による露光法
や位相シフトマスクを用いた露光法、ハーフトーンマス
クを用いた露光法等様々な方法が開発されている。更に
最近では、マスクパターンの繰り返しの方向と垂直な方
向に直線偏光している光線を用いて解像性を上げる方法
や、光学的に互いに直交する２つの直線偏光は干渉しな
いことを用いて解像性を上げる方法の開発が進められて
いる。

【０００３】前者の方法については、例えば“Ｓａｔｏ
ｒｕＡｓａｉ，ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ ’９３”で記載されており、また、後
者の方法については、例えば特願平５−１７６９５８号
や特願平６−７４５８５号で記載されている。この後者
の方法では、マスクの開口部に露光波長では解像しない
幅を有するスリットの並びによって、直線偏光をするよ
うに構成するため、最近接する開口部同志の透過光を干
渉させ難くすることができ、解像性を上げることができ
るという利点を有する。

【０００４】しかしながら、この方法では、実際にマス
ク上にスリットを電子線描画等で形成する際、レジスト
パターンのアスペクト比が大きくなり（例えばレジスト
厚０．５μｍ、スリット幅０．１５μｍの場合のアスペ
クト比は３．３）、スリット並びの数が多く、しかもス
リット長辺が長くなる。このため、レジストを現像した
時、レジストパターンのアスペクト比が大き過ぎてウェ
ハとの密着性が悪いので、現像液の表面張力によってレ
ジストパターンがウェハから剥がれて流れたり、倒れた
りしてしまい、レジストパターンとしての機能を損なわ
れてしまうという問題があった。

【０００５】そこで、どんなに面積の大きな開口部にお
いても、現像時にレジストパターンがウェハから剥がれ
て流れたり、倒れたりしてしまうのを抑えて、安定した
形状のレジストパターンを形成することができる露光マ
スクが要求されている。

【０００６】

【従来の技術】従来の位相シフトマスクやハーフトーン
マスクは、マスクから透過する光波の位相を一部反転す
ることによって、位相シフトを有さない透過型マスクよ
りも解像度及び焦点深度を向上できるという利点を有す
る。しかしながら、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示す透
明基板１０１上に開口部１０２を有する遮光部や半透明
部１０３を形成した位相シフトマスクやハーフトーンマ
スクでは、図３（ｃ）〜（ｅ）に示す如く、各々の開口
部１０２パターンからの透過光強度のサブピークが重な
り合って大きくなってしまう。

【０００７】ここで、図３（ｃ）のＡ１は、ａ部の開口
部１０２近傍に現れる光強度のサブピークであり、図３
（ｄ）のＡ２は、ｂ部の開口部１０２近傍に現れる光強
度のサブピークであり、図３（ｅ）のＡ３は、サブピー
クＡ１とサブピークＡ２が重なって合成されたサブピー
クである。このように、不必要なサブピークが大きくな
った状態で例えばポジ型のレジストを現像処理すると、
サブピークが生じた部分のレジスト部分も現像処理され
てレジストが膜減りしてしまい、エッチングした時に膜
減りした部分のレジスト部分が消失してしまうことがあ
る等、レジストマスクとしての機能が損なわれてしまう
という問題がある。これは、特に段差基板を用いた時顕
著になる傾向がある。

【０００８】なお、パターンピッチ、パターンの大き
さ、露光光強度等様々な条件でサブピークの現れかたは
異なるが、特に、複数の開口部１０２パターンを近い位
置に配置したり、形成される開口部分の光強度を強くし
たりして解像度を向上させようとすると、不必要なサブ
ピークは顕著に大きくなってしまう。そこで、この問題
を解決する従来手段には、前述の如く、例えば特願平６
−７４５８５号で記載されたものがある。この従来の露
光マスクでは、図４に示す如く、開口部１０２内に、開
口部１０２内を透過する透過光を直線偏光にするため
に、露光光の波長以下の開口幅を有するスリット１０４
を形成し、最近接する開口部１０２同志を透過する各直
線偏光を直交させるために、そのスリット１０４の並び
方向を最近接する開口部１０２同志で互いに直交してな
るように構成したため、最近接する開口部１０２同志の
透過光を互いに直交する直線偏光にすることができる。

【０００９】このため、最近接する開口部１０２同志の
透過光を干渉させ難くすることができるので、透過光の
メインピーク同志の干渉によるコントラストの低下やサ
ブピーク同志の干渉によって、必要なパターン間の不必
要な場所でレジストを感光させ難くすることができる。
従って、現像処理した時に、レジストの膜減りを生じ難
くすることができる等、レジストマスクとしての機能を
損なわないようにすることができるという利点を有す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た図４に示す従来の露光マスクでは、実際にマスク上に
スリットを電子線描画等で形成する際、レジストパター
ンのアスペクト比が大きくなるため（例えばレジスト厚
０．５μｍ、スリット幅０．１５μｍの場合のアスペク
ト比は３．３）、図５に示す如く、スリット１０４並び
の数が多く、しかもスリット長辺が長くなる場合、レジ
ストを現像した時、レジストパターンのアスペクト比が
大き過ぎてウェハとの密着性が悪いので、現像液の表面
張力によってレジストパターンがウェハから剥がれて流
れたり、倒れたりしてしまい、レジストパターンとして
の機能を損なわれてしまうという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、開口部にスリットを形
成した露光マスクを用いてレジストパターンを形成する
際、現像時にレジストパターンがウェハから剥がれて流
れたり、倒れたりしてしまうのを抑えて、安定した形状
のレジストパターンを形成することができる露光マスク
を提供することを目的としている

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
露光光を透過する透明基板上に露光光を透過する開口部
を有する露光光を遮光する遮光部が形成され、該開口部
内に露光光の波長以下の幅を有するスリットの並びが形
成されてなる露光マスクにおいて、前記スリットの長辺
方向の一定の間隔毎に、解像しない幅で、かつ前記スリ
ットの並びを横切るような遮光部を形成してなることを
特徴とするものである。

【００１３】請求項２記載の発明は、露光光を透過する
透明基板上に露光光を透過する開口部を有する露光光を
遮光する遮光部が形成され、該開口部内に露光光の波長
以下の幅を有するスリットの並びが形成されてなる露光
マスクにおいて、前記スリットの並びを、前記スリット
の長辺方向の一定の間隔毎に、前記スリットの並びの１
周期より小さい範囲でずれるように形成してなることを
特徴とするものである。

【００１４】請求項３記載の発明は、露光光を透過する
透明基板上に露光光を透過する開口部を有する露光光を
所定量透過する半透明部が形成され、該開口部内に露光
光の波長以下の幅を有するスリットの並びが形成されて
なる露光マスクにおいて、前記スリットの長辺方向の一
定の間隔毎に、解像しない幅で、かつ前記スリットの並
びを横切るような遮光部を形成してなることを特徴とす
るものである。

【００１５】請求項４記載の発明は、露光光を透過する
透明基板上に露光光を透過する開口部を有する露光光を
所定量透過する半透明部が形成され、該開口部内に露光
光の波長以下の幅を有するスリットの並びが形成されて
なる露光マスクにおいて、前記スリットの並びを、前記
スリットの長辺方向の一定の間隔毎に、前記スリットの
並びの１周期より小さい範囲でずれるように形成してな
ることを特徴とするものである。

【００１６】請求項５記載の発明は、露光光を透過する
透明基板上に露光光を透過する開口部を有する露光光を
遮光する遮光部が形成され、該開口部内に露光光の波長
以下の幅を有するスリットの並びが形成され、該開口部
を透過する透過光の位相が０の領域とπの領域とからな
る露光マスクにおいて、前記スリットの長辺方向の一定
の間隔毎に、解像しない幅で、かつ前記スリットの並び
を横切るような遮光部を形成してなることを特徴とする
ものである。

【００１７】請求項６記載の発明は、露光光を透過する
透明基板上に露光光を透過する開口部を有する露光光を
遮光する遮光部が形成され、該開口部内に露光光の波長
以下の幅を有するスリットの並びが形成され、該開口部
を透過する透過光の位相が０の領域とπの領域とからな
る露光マスクにおいて、前記スリットの並びが、前記ス
リットの長辺方向の一定の間隔毎に、前記スリットの並
びの１周期より小さい範囲でずれるように形成してなる
ことを特徴とするものである。

【００１８】請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至
６記載の発明において、前記スリットの並び方向は、最
近接する前記開口部同志で互いに直交若しくは略直交し
てなることを特徴とするものである。請求項８記載の発
明は、上記請求項１乃至７記載の発明において、前記ス
リットは、前記遮光部又は、前記半透明部を構成する構
成材料からなることを特徴とするものである。

【００１９】

【作用】本発明は、後述する実施例１の図１に示す如
く、スリット３の長辺方向の一定の間隔毎に、解像しな
い幅で、かつスリット３の並びを横切るような遮光部２
を残して構成している。このため、長辺方向のスリット
３を一定間隔毎に分割しているので、従来の長辺方向の
スリット３を分割しない場合よりも、長辺方向の実効的
なスリット３のアスペクト比を小さくすることができ
る。

【００２０】従って、この露光マスクを用いてウェハ上
にパターンを形成して現像する時に、従来の場合より
も、レジストパターンがウェハから剥がれて流れたり、
倒れたりするのを生じ難くすることができるため、安定
した形状のレジストパターンを形成することができる。
次に、本発明では、後述する実施例２の図２に示す如
く、スリット３の並びを、スリット３の長辺方向の一定
の間隔毎に、１／２周期分ずれるようにスリット３を形
成して構成している。

【００２１】このため、長辺方向のスリット３を一定間
隔毎に１／２周期分ずらしながら分割しているので、従
来の長辺方向のスリット３を分割しない場合よりも長辺
方向の実効的なスリット３のアスペクト比を小さくする
ことができる。従って、この露光マスクを用いてウェハ
上にレジストパターンを形成して現像する時に、従来の
場合よりも、レジストパターンがウェハから剥がれて流
れたり、倒れたりするのを生じ難くすることができるた
め、安定した形状のレジストパターンを形成することが
できる。

【００２２】なお、スリット３の並びのずらし方は、長
辺方向のスリット３の分割具合から上記効果を効率良く
得ることを考慮すると、１／２周期ずらすのが最も好ま
しいが、１周期より小さい範囲でずらせば、従来の場合
よりも上記効果を得ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。（実施例１）図１は本発明に係る実施例１の露光マスク
の開口部に形成したスリット並びを示す図である。

【００２４】本実施例では、露光光を透過する石英ガラ
ス等の透明基板１上に露光光（無偏光な入射光）を透過
する開口部を有する露光光を遮光するクロム等の遮光部
２を形成し、この開口部内に、遮光部２と同じ構成材料
で露光光の波長以下の幅０．１５μｍ程度を有するスリ
ット３の並びを形成し、スリット３の長辺方向の一定間
隔、例えば数十μｍ毎に、解像しない幅（０．１５μｍ
程度）で、かつスリット３の並びを横切るような遮光部
２を残して構成する。

【００２５】この時、スリット３の幅は例えば０．１５
μｍで、ピッチは例えば０．３０μｍとする。そして、
露光は、ｉ線を用い、開口部内にスリット３があるのを
見込んで露光時間を適宜長めにし、その他の露光条件は
通常の条件で行う。このように、本実施例では、スリッ
ト３の長辺方向の一定の間隔毎に、解像しない幅で、か
つスリット３の並びを横切るようなスリット３を残して
構成している。

【００２６】このため、長辺方向のスリット３を一定間
隔毎に分割しているので、従来の長辺方向のスリット３
を分割しない場合よりも、長辺方向の実効的なスリット
３のアスペクト比を小さくすることができる。従って、
この露光マスクを用いてウェハ上にレジストパターンを
形成して現像する時に、従来の場合よりも、レジストパ
ターンがウェハから剥がれて流れたり、倒れたりするの
を生じ難くすることができるため、安定した形状のレジ
ストパターンを形成することができる。

【００２７】また、本実施例では、スリット３を、遮光
部２を構成する構成材料で構成したため、スリット３と
遮光部２を同じフォトリソグラフィー工程とエッチング
工程等により同時に容易に形成することができる。な
お、スリット３は、遮光部２とは異なる構成材料で構成
してもよい。なお、上記実施例１では、Ｃｒ等の遮光部
２で構成する場合について説明したが、本発明において
は、この部分を露光光をある割合だけ透過させる酸化ク
ロム等の半透明（ハーフトーン）部で構成してもよく、
この場合、上記実施例１よりも解像度及び焦点深度を向
上させることができる。

【００２８】また、露光マスクの開口部を透過する透過
光の位相が０の領域とπの領域とからなるように、例え
ばスリット３上に遮光部２幅よりも小さい幅のＳｉＯ₂
等のシフターを形成し構成してもよく、この場合も、上
記実施例１よりも解像度及び焦点深度を向上させること
ができる。（実施例２）図２は本発明に係る実施例２の露光マスク
の開口部に形成したスリット並びを示す図である。

【００２９】本実施例では、露光光を透過する石英ガラ
ス等の透明基板１上に露光光（無偏向な入射光）を透過
する開口部を有する露光光を遮光するクロム等の遮光部
２を形成し、この開口部内に、遮光部２と同じ構成材料
で露光光の波長以下の幅０．１５μｍ程度を有するスリ
ット３の並びを形成し、スリット３の並びを、スリット
３の長辺方向の一定間隔、例えば数十μｍ毎に、１／２
周期分ずれるように形成して構成する。

【００３０】この時、スリット３の幅は例えば０．１５
μｍで、ピッチは例えば０．３０μｍとする。そして、
露光は、ｉ線を用い、開口部内にスリット３があるのを
見込んで露光時間を適宜長めにし、その他の露光条件は
通常の条件で行う。このように、本実施例では、スリッ
ト３の並びを、スリット３の長辺方向の一定の間隔毎
に、１／２周期分ずれるように形成して構成している。

【００３１】このため、長辺方向のスリット３を一定間
隔毎に１／２周期分ずらしながら分割しているので、従
来の長辺方向のスリット３を分割しない場合よりも長辺
方向の実効的なスリット３のアスペクト比を小さくする
ことができる。従って、この露光マスクを用いてウェハ
上にレジストパターンを形成して現像する時に、従来の
場合よりも、レジストパターンがウェハから剥がれて流
れたり、倒れたりするのを生じ難くすることができるた
め、安定した形状のレジストパターンを形成することが
できる。

【００３２】また、本実施例では、スリット３を、遮光
部２を構成する構成材料で構成したため、スリット３と
遮光部２を同じフォトリソグラフィー工程とエッチング
工程等により同時に容易に形成することができる。な
お、スリット３は、遮光部２とは異なる構成材料で構成
してもよい。なお、上記実施例２では、Ｃｒ等の遮光部
２で構成する場合について説明したが、本発明において
は、この部分を露光光をある割合だけ透過させる酸化ク
ロム等の半透明（ハーフトーン）部で構成してもよく、
この場合、上記実施例１よりも解像度及び焦点深度を向
上させることができる。

【００３３】また、露光マスクの開口部を透過する透過
光の位相が０の領域とπの領域とからなるように、例え
ばスリット３上に遮光部２幅よりも小さい幅のＳｉＯ₂
等のシフターを形成し構成てもよく、この場合も、上記
実施例１よりも解像度及び焦点深度を向上させることが
できる。上記実施例２では、スリット３の並びを、長辺
方向の一定間隔毎に１／２周期ずつずらし、効率良く分
割して上記効果を得るうえで最も好ましい態様の場合に
ついて説明したが、本発明はこれのみに限定されるもの
ではなく、従来のような長辺方向で直線的に繋がってい
るスリットの場合よりも、上記効果を得ることができる
直線態様を考慮すると、スリット３の並びのずらし方
は、１周期より小さい範囲でずらせばよい。

【００３４】なお、上記実施例１，２においては、露光
マスクの開口部内に開口部内を透過する透過光を直線偏
光にするために、露光光の波長以下の開口幅を有するス
リット３を形成し、最近接する開口部同志を透過する各
直線偏光を直交させるために、そのスリット３の並び方
向を最近接する開口部同志で互いに直交してなるように
構成してもよい。

【００３５】この場合、最近接する開口部同志の透過光
を互いに直交する直線偏光して、最近接する開口部同志
の透過光を干渉させ難くすることができるため、透過光
のメインピーク同志の干渉によるコントラストの低下や
サブピーク同志の干渉によって必要なパターン間の不必
要な場所でレジストを感光させ難くすることができる。
従って、現像処理した時に、レジストの膜減りを生じ難
くすることができる等、レジストマスクとしての機能を
損なわないようにすることができる。

【００３６】上記実施例１，２では、露光装置にｉ線ス
テッパー（露光波長λ＝０．３６５μｍ）を用いて露光
する場合について説明したが、本発明はこれのみに限定
されるものでなく、例えば変形照明を用いた露光装置
や、ｉ線ばかりでなく今後主流になると思われるエキシ
マステッパー等を用いて露光する場合にも適用すること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、開口部にスリットを形
成した露光マスクを用いてレジストパターンを形成する
際、現像時にレジストパターンがウェハから剥がれて流
れたり、倒れたりしてしまうのを抑えて、安定した形状
のレジストパターンを形成す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】本発明に係る実施例１の露光マスクの開口部に
形成したスリット並びを示す図である。

【図２】本発明に係る実施例２の露光マスクの開口部に
形成したスリット並びを示す図である。

【図３】従来の露光マスクとその問題を示す図である。

【図４】従来の露光マスクの構造を示す平面図である。

【図５】従来例の課題を示す図である。

【符号の説明】

１透明基板２遮光部３スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光を透過する透明基板（１）上に露光
光を透過する開口部を有する露光光を遮光する遮光部
（２）が形成され、該開口部内に露光光の波長以下の幅
を有するスリット（３）の並びが形成されてなる露光マ
スクにおいて、前記スリット（３）の長辺方向の一定の
間隔毎に、解像しない幅で、かつ前記スリット（３）の
並びを横切るような遮光部（２）を形成してなることを
特徴とする露光マスク。
【請求項２】露光光を透過する透明基板（１）上に露光
光を透過する開口部を有する露光光を遮光する遮光部
（２）が形成され、該開口部内に露光光の波長以下の幅
を有するスリット（３）の並びが形成されてなる露光マ
スクにおいて、前記スリット（３）の並びを、前記スリ
ット（３）の長辺方向の一定の間隔毎に、前記スリット
の並びの１周期より小さい範囲でずれるように形成して
なることを特徴とする露光マスク。
【請求項３】露光光を透過する透明基板（１）上に露光
光を透過する開口部を有する露光光を所定量透過する半
透明部が形成され、該開口部内に露光光の波長以下の幅
を有するスリット（３）の並びが形成されてなる露光マ
スクにおいて、前記スリット（３）の長辺方向の一定の
間隔毎に、解像しない幅で、かつ前記スリット（３）の
並びを横切るような遮光部（２）を形成してなることを
特徴とする露光マスク。
【請求項４】露光光を透過する透明基板（１）上に露光
光を透過する開口部を有する露光光を所定量透過する半
透明部が形成され、該開口部内に露光光の波長以下の幅
を有するスリット（３）の並びが形成されてなる露光マ
スクにおいて、前記スリット（３）の並びを、前記スリ
ット（３）の長辺方向の一定の間隔毎に、前記スリット
の並びの１周期より小さい範囲でずれるように形成して
なることを特徴とする露光マスク。
【請求項５】露光光を透過する透明基板（１）上に露光
光を透過する開口部を有する露光光を遮光する遮光部
（２）が形成され、該開口部内に露光光の波長以下の幅
を有するスリット（３）の並びが形成され、該開口部を
透過する透過光の位相が０の領域とπの領域とからなる
露光マスクにおいて、前記スリット（３）の長辺方向の
一定の間隔毎に、解像しない幅で、かつ前記スリット
（３）の並びを横切るような遮光部（２）を形成してな
ることを特徴とする露光マスク。
【請求項６】露光光を透過する透明基板（１）上に露光
光を透過する開口部を有する露光光を遮光する遮光部
（２）が形成され、該開口部内に露光光の波長以下の幅
を有するスリット（３）の並びが形成され、該開口部を
透過する透過光の位相が０の領域とπの領域とからなる
露光マスクにおいて、前記スリット（３）の並びを、前
記スリット（３）の長辺方向の一定の間隔毎に、前記ス
リットの並びの１周期より小さい範囲でずれるように形
成してなることを特徴とする露光マスク。
【請求項７】前記スリット（３）の並び方向は、最近接
する前記開口部同志で互いに直交若しくは略直交してな
ることを特徴とする請求項１乃至６記載の露光マスク。
【請求項８】前記スリット（３）は、前記遮光部（２）
又は、前記半透明部を構成する構成材料からなることを
特徴とする請求項１乃至７記載の露光マスク。