JPH09160217A

JPH09160217A - フォトマスク及びフォトマスクの形成方法

Info

Publication number: JPH09160217A
Application number: JP32002695A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Matsuda; 英明松田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】分解能チャートを正確に形成するとともに、
回路動作の不良を抑制する。【解決手段】ポジ型のフォトレジストを露光して正パ
ターン層とする場合に用いられるフォトマスク３Ａの回
路パターン１では、パターン部が遮光部とされ、パター
ン部以外の部分（背景部）が透明部とされる。分解能チ
ャートパターン２Ａの反転領域Ｐ内では、パターン部が
透明部とされ、背景部が遮光部とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク及び
フォトマスクの形成方法に関し、特に、分解能チャート
パターンの一部または全部を、回路パターンと反転して
パターニングするようにしたフォトマスク及びフォトマ
スクの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路を製造する場合、通常、
図１５に示すように、１枚のウエハ１００上に、複数の
チップ１０１（半導体素子（例えばイメージセンサ））
が形成される。また、半導体素子を形成するには、ウエ
ハ１００上に、例えば、シリコン酸化膜（層）、アルミ
ニウム等の金属薄膜（金属層）等を形成し、その上面に
フォトレジストを塗布し、ＣＡＤ等で設計した回路パタ
ーン（例えば、不純物中入用のパターン、配線パターン
等）がパターニングされている１０乃至３０枚程度のフ
ォトマスクでフォトレジストを露光して現像し、絶縁膜
や金属薄膜等にエッチング処理を施したり、ウエハ１０
０に不純物を注入する。また、ウエハ１００の表面に直
接フォトレジストをパターニングすることもある。な
お、以下の記載においては、上記絶縁膜、金属薄膜等を
回路形成層という。

【０００３】例えば、アルミニウム配線を形成する工程
においては、図１６に示すように、回路形成層２２（こ
の場合、アルミニウム膜）をウエハ１００上に形成し、
その回路形成層２２の上面にフォトレジスト２３を塗布
する。なお、フォトレジストの厚さは、その工程により
異なるが、約１．２μｍ乃至約２μｍとされる（以下、
本明細書中では、フォトレジストの厚さを２μｍとす
る）。

【０００４】次に、ＣＡＤ等で設計したアルミニウム配
線用の回路パターンがパターニングされているフォトマ
スクを用いてフォトレジスト２３を露光して現像し、ア
ルミ配線部以外のフォトレジスト２３を除去する。さら
に、フォトレジスト２３の除去された部分（パターン部
以外）で露出している回路形成層２２にエッチング処理
を施して、その部分の回路形成層２２を除去し、アルミ
配線を形成する。

【０００５】ところで、フォトレジスト（例えば、図１
６のフォトレジスト２３）を露光する場合に用いられる
フォトマスクは、通常、図１７に示すように、石英ガラ
ス等よりなる透明板１０Ｂの上面に遮光膜１０Ａが成膜
されることによって形成されている。この遮光膜１０Ａ
には、その所定の部分を除去することによって、ＣＡＤ
等で設計した回路パターンがパターニングされる。

【０００６】すなわち、フォトマスク３には、図１８に
示すように、１チップ分の領域（チップ領域１０１Ａ）
内に所定のパターン（回路パターン１及び分解能チャー
トパターン２）がパターニングされている。なお、実際
には、アライメントマークと呼ばれる各フォトマスクの
一合わせに用いるパターンが必要とされるが、ここでは
省略されている。

【０００７】そして、フォトマスク３にパターニングさ
れている１チップ分のパターンを、ステッパ（縮小投影
型露光装置）を用いることによって、フォトレジスト２
３に縮小して露光する。この処理を複数回行うことによ
って、１枚のウエハ１００に複数のチップ１０１を形成
する。

【０００８】ここで、上述した分解能チャートパターン
２について説明する。分解能チャートパターン２は、露
光時における焦点の確認、及び分解能の確認のためのパ
ターンであり、主に、数字、図形等のパターンにより構
成される。このパターンは半導体素子の回路動作には直
接関係しないパターンである。

【０００９】図１９及び図２０は、分解能チャートパタ
ーン２の例を示す図である。但し、これらの図は、ＣＡ
Ｄ等を用いて作成したデータ上のパターンを示してお
り、フォトマスク３にパターニングされているものでは
ない。図１９及び図２０にそれぞれ示す分解能チャート
パターン２ａ及び２ｂは、ほぼ同様の構成を有してお
り、各々の下段には、５種類（「１．６」，「１．
４」，「１．２」，「１．０」，「．８」，「．６」）
の数字パターン部２ｘが配置されている。この５種類の
数字パターン部２ｘの各々の上側には、各数字に対応す
る大きさの５本の縦線よりなる縦線パターン部２ｙが配
置され、さらにその各々の上側には、各数字に対応する
大きさの２５個の正方形ブロックからなる正方形ブロッ
クパターン部２ｚが配置されている。

【００１０】さらに、図１９に示す分解能チャートパタ
ーン２ａの右上側には、「ＣＨ」（コンタクト・スルー
ホール）と記されている文字パターン部２ｗ−１が配置
されている。一方、図２０に示す分解能チャートパター
ン２ｂの右上側には、「ＡＬ」（アルミニウム）と記さ
れている文字パターン部２ｗ−２が形成されている。例
えば、図１８に示す回路パターン１がコンタクト・スル
ーホールを形成する場合の回路パターンである場合、分
解能チャートパターン２ａが用いられ、回路パターン１
がアルミ配線を形成する場合の回路パターンである場
合、分解能チャートパターン２ｂが用いられる。

【００１１】ところで、上述したように、図１７に示す
フォトマスク３にパターニングされるパターン（回路パ
ターン１及び分解能チャートパターン２）は、遮光膜１
０Ａの所定の部分を除去し、透明部と遮光部とに分離す
ることによって成り立っているが、この場合、次に示す
２通りの方法によってパターンが形成される。

【００１２】すなわち、遮光膜１０Ａのうち、パターン
部（例えば、図１９の数字パターン部２ｘ）を除去し、
パターン部以外の部分（以下、背景部という）を残すこ
とによってパターンを形成する（すなわち、パターン部
を透明部とし、背景部を遮光部とする）第１の方法と、
背景部を除去し、パターン部を残す（すなわち、パター
ン部を遮光部とし、背景部を透明部とする）第２の方法
がある。

【００１３】例えば、図２１に示すパターン１１０をＣ
ＡＤで設計した場合、このパターン１１０を第１の方法
でフォトマスク３にパターニングすると、図２２に示す
ように、遮光膜１０Ａのパターン部１１０Ａが除去され
て、その部分の透明板１０Ｂが露出する。また、パター
ン部１１０Ａ以外の背景部では遮光膜１０Ａが残され
る。つまり、パターン部１１０Ａが透明部とされ、背景
部が遮光部とされる。

【００１４】一方、図２１に示すパターン１１０を第２
の方法でフォトマスク３にパターニングすると、図２３
に示すように、遮光膜１０Ａの背景部が除去され、その
部分の透明板１０Ｂが露出する。また、パターン部１１
０Ａの部分では、遮光膜１０Ａが残される。つまり、パ
ターン部１１０Ａが遮光部とされ、背景部が透明部とさ
れる。

【００１５】次に、第１及び第２の方法で形成されたフ
ォトマスク３を用いてフォトレジストを露光した場合に
ついて説明する。

【００１６】例えば、第１の方法でパターンが形成され
た（パターン部が透明部とされ、背景部が遮光部とされ
ている）フォトマスク３を用いて、ポジ型のフォトレジ
スト（露光時に光の照射された部分が、現像時に溶けや
すくなるフォトレジスト）を露光して現像すると、パタ
ーン部のフォトレジストが除去され、背景部のフォトレ
ジストが残る。すなわち、パターン部においてフォトレ
ジストの下部に形成されている回路形成層が露出する。
なお、この場合のフォトレジストを反パターン層と呼
ぶ。

【００１７】一方、第２の方法でパターンが形成された
（パターン部が遮光部とされ、背景部が透明部とされて
いる）フォトマスク３を用いて、ポジ型のフォトレジス
トを露光して現像すると、背景部のフォトレジストが除
去され、パターン部のフォトレジストが残る。すなわ
ち、背景部において、フォトレジストの下部に形成され
ている回路形成層が露出する。なお、この場合のフォト
レジストを正パターン層と呼ぶ。

【００１８】また、第１の方法でパターンが形成された
フォトマスク３を用いて、ネガ型のフォトレジスト（露
光時に光の照射された部分が、現像時に溶けにくくなる
フォトレジスト）を露光して現像すると、背景部のフォ
トレジストが除去され、パターン部のフォトレジストが
残る。すなわち、背景部において、フォトレジストの下
部に形成されている回路形成層が露出する。なお、この
場合のフォトレジストは、正パターン層である。

【００１９】一方、第２の方法でパターンが形成された
フォトマスク３を用いて、ネガ型のフォトレジストを露
光して現像すると、パターン部のフォトレジストが除去
され、背景部のフォトレジストが残る。すなわち、パタ
ーン部において、フォトレジストの下部に形成されてい
る回路形成層が露出する。なお、この場合のフォトレジ
ストは、反パターン層である。

【００２０】このように、フォトマスク３の種類（第１
または第２の方法）と、フォトレジスト２３の種類（ポ
ジ型またはネガ型）の組み合わせによって、フォトレジ
ストは正パターン層とされるか、または反パターン層と
される。この組み合わせの選択（フォトレジストを正パ
ターン層とするか反パターン層とするかの選択）は、フ
ォトレジスト２３の下部の回路形成層２２の用途によっ
て決定される。

【００２１】例えば、回路形成層２２が、アルミ配線
用、ポリシリコン配線用等に用いられるアルミニウム
層、ポリシリコン層である場合、回路パターンのパター
ン部に、アルミニウム、ポリシリコンを残し、背景部の
アルミニウム、ポリシリコンをエッチングにより除去す
る必要がある。従って、パターン部のフォトレジスト２
３を残し、背景部のフォトレジスト２３を除去するよう
にする（フォトレジスト２３を正パターン層とする）。
この場合、第１の方法によるフォトマスク３でネガ型の
フォトレジスト２３を露光するか、または、第２の方法
によるフォトマスク３でポジ型のフォトレジスト２３を
露光すればよい。

【００２２】一方、例えば、回路形成層２２が、コンタ
クト・スルーホール形成用の層である場合、回路パター
ンのパターン部の回路形成層２２をエッチングによって
除去し、背景部の回路形成層２２を残す必要がある。ま
た、ウエハ表面に直接フォトレジストパターンを形成す
る場合（例えば、ウエハへの不純物の注入工程の場
合）、前記の定義による回路形成層は形成されない（つ
まり、フォトレジストが不純物注入阻止材としての回路
形成層とされる）。このような場合、不純物が、ウエハ
表面に注入される部分（パターン部）のフォトレジスト
を除去し、背景部のフォトレジストを残すようにすれば
よい。

【００２３】すなわち、以上の場合においては、第１の
方法によるフォトマスク３でポジ型のフォトレジスト２
３を露光するか、または、第２の方法によるフォトマス
ク３でネガ型のフォトレジスト２３を露光すればよい。

【００２４】なお、フォトマスク３にパターニングされ
ている回路パターン１のパターン部が透明部とされてい
るとき、分解能チャートパターン２のパターン部も透明
部とされ、回路パターン１のパターン部が遮光部とされ
ているとき、分解能チャートパターン２のパターン部も
遮光部とされている。従って、分解能チャートパターン
２のパターン部のフォトレジスト２３は、回路パターン
１のパターン部のフォトレジスト２３と同様に処理され
る。

【００２５】ここで、上述した分解能チャートパターン
２（２ａ，２ｂ）の大きさについて説明する。

【００２６】上述した分解能チャートパターン２（２
ａ，２ｂ）の数字パターン部２ｘは、その各々の上側に
配置されている縦線パターン部２ｙ及び正方形ブロック
パターン部２ｚの、フォトレジスト２３にパターニング
されたときの大きさを表している。すなわち、ステッパ
（縮小投影型露光装置）は、フォトマスク３に形成され
ているパターン（回路パターン１及び分解能チャートパ
ターン２）を縮小して、フォトレジスト２３を露光す
る。

【００２７】例えば、フォトレジスト２３に、図１９の
分解能チャートパターン２ａが露光されて現像された場
合（但し、ここでは、正または反パターンの区別はしな
い）、数字パターン部２ｘの「１．６」の上側に配置さ
れている縦線パターン部２ｙの各縦線のフォトレジスト
２３における幅は、１．６μｍとされる。このとき、フ
ォトマスク３上の上記縦線パターン部２ｙの各縦線の幅
は１．６μｍよりも大きい。例えば、使用するステッパ
の縮小倍率が１／５倍の場合、この縦線パターン部２ｙ
の各縦線の幅は、フォトマスク３上では、８．０μｍ
（＝１．６μｍ×５）とされる。つまり、数字パターン
部２ｘの数値は、フォトレジスト２３にパターニングさ
れたときの大きさを表している。

【００２８】通常、フォトマスク３上の分解能チャート
パターンは、使用するステッパの分解能の実力値（能
力）に対応して形成されている。例えば、使用するステ
ッパが、１μｍ以下のパターンをフォトレジスト２３に
露光することが可能である場合、分解能チャートパター
ン内に、露光、現像後にフォトレジスト２３に１μｍ以
下の大きさで形成される微小パターン（例えば、図１９
及び図２０に示す数字パターン部２ｘのうちの「０．
８」と「．６」の上側に形成されている縦線パターン部
２ｙと、正方形ブロックパターン部２ｚ）が含まれてい
る。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のフォトマスクは、次に示す課題を有している。

【００３０】すなわち、フォトレジスト２３が正パター
ン層である場合（フォトレジスト２３のパターン部が残
る場合）、上述したように、半導体素子の回路動作に関
係する回路パターン１のパターン部にフォトレジスト２
３が残るとともに、半導体素子の動作に関係のない分解
能チャートパターン２のパターン部にも、フォトレジス
ト２３が残る。

【００３１】例えば、図１９に示す分解能チャートパタ
ーン２ａの領域Ｑのパターン（「．８」で示す数字パタ
ーン部２ｘの上部の正方形ブロックパターン部２ｚの１
正方形ブロック）に対応する部分のフォトレジスト２３
が、図２４に示すように、回路形成層２２の上部に残
る。このフォトレジスト２３は、その断面が、１辺の長
さが０．８μｍの正方形であり、その高さが２．０μｍ
（フォトレジスト２３の厚さと同一）となる。

【００３２】図２５は、図２４のＡ−Ａ’線断面図であ
る。この図に示すように、回路形成層２２の上部に形成
されているフォトレジスト２３の高さ（フォトレジスト
２３の厚さ）が２．０μｍであり、フォトレジスト２３
の底辺の１辺の長さが０．８μｍである場合、底辺と高
さの比（＝（高さ）／（底辺））が２を超えてしまう。

【００３３】また、図２６に示すように、フォトレジス
ト２３がアルミニウム層２２Ａの上部に形成されている
場合、露光時における光がアルミニウム層２２Ａで反射
し、パターン部にまで光が回り込み、現像後におけるフ
ォトレジスト２３（正方形ブロックパターン２ｚの１ブ
ロックに対応する部分のフォトレジスト２３）のアルミ
ニウム層２２Ａとの接触面がさらに小さくなり、くびれ
た形となってしまう。このような場合、フォトレジスト
２３の底面の１辺の長さＬが０．８μｍよりも小さくな
ってしまうので、図２５に示す場合よりもさらに底辺と
高さの比が増加してしまう。

【００３４】このように、回路形成層２２の上部に残っ
たフォトレジスト２３の底辺と高さの比が２を超える
と、振動や衝撃等の付加によって、フォトレジスト２３
が回路形成層２２から剥離しやすくなり、分解能チャー
トパターン２が正常に形成されないという課題がある。

【００３５】さらに、回路形成層２２（上記アルミニウ
ム層２２Ａを含む）から剥離した、分解能チャートパタ
ーン２のパターン部のフォトレジスト２３が、回路パタ
ーン１の形成領域内の回路形成層２２上に付着すると、
付着した部分の回路形成層２がエッチングされず、不所
望な配線の形成による配線ショート、コンタクト・スル
ーホールの不形成、不純物注入の不実施等が発生すると
いう課題もある。

【００３６】また、分解能チャートの微小部分のフォト
レジスト２３が剥がれなかったとしても、その後の処理
によって形成される分解能チャートパターン２のパター
ン部に対応する微小なアルミパターン等が、その下側の
層（例えば、ウエハ１００）から剥がれることがあり、
その剥がれたアルミ等のパーティクルが、他の部分に付
着し、配線ショートが起こるという課題もある。

【００３７】さらに、上記課題は、分解能チャートパタ
ーンに限られたことではなく、回路の動作に直接関係の
ないパターン（チップの種別用のパターン等）において
も起こり得る。

【００３８】なお、フォトレジスト２３が反パターン層
とされる場合については、上記課題が生じないことは明
かである。

【００３９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、分解能チャートを正確に形成するととも
に、回路動作の不良を抑制する。

【００４０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のフォト
マスクは、回路動作と関係のない第１のパターンの少な
くとも一部または全部が、回路動作と関係のある第２の
パターンと反転してパターニングされていることを特徴
とする。

【００４１】請求項７に記載のフォトマスクの形成方法
は、回路動作と関係のない第１のパターンの少なくとも
一部または全部を、回路動作と関係のある第２のパター
ンに反転してパターニングすることを特徴とする。

【００４２】請求項１に記載のフォトマスクにおいて
は、回路動作と関係のない第１のパターンの少なくとも
一部または全部が、回路動作と関係のある第２のパター
ンと反転してパターニングされている。

【００４３】請求項７に記載のフォトマスクの形成方法
においては、回路動作と関係のない第１のパターンの少
なくとも一部または全部を、回路動作と関係のある第２
のパターンと反転してパターニングする。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。なお、従来の場合と対応する部分には
同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。

【００４５】図１は、本発明を適用したフォトマスクの
一実施例の構成を示す斜視図である。なお、このフォト
マスク３Ａは、例えば、図２に示すポジ型のフォトレジ
スト２３Ａ（その厚さは２μｍとする）を露光する場合
に用いられる。

【００４６】本実施例のフォトマスク３Ａにおいては、
図１７に示すフォトマスクと同様に、透明板１０Ｂの上
面に遮光膜１０Ａが形成され、遮光膜１０Ａの所定の部
分が除去されることによってパターンが形成されてい
る。図１において、破線で示す回路パターン１は、その
パターン部に遮光膜１０Ａが残り、その背景部では、遮
光膜１０Ａが除去されて透明板１０Ｂが露出している
（但し、図においては、簡単のため、この様子は示して
いない）。つまり、このフォトマスク３Ａの回路パター
ン１は、従来例に示した第２の方法でパターニングされ
ている。

【００４７】すなわち、本実施例のフォトマスク３を用
いて露光されるポジ型のフォトレジスト２３Ａは、正パ
ターン層とされる。

【００４８】一方、本実施例における分解能チャートパ
ターン２Ａは、図３に示すように、その一部においてパ
ターンが反転している。すなわち、この分解能チャート
パターン２Ａにおいては、数字パターン部２ｘ及び文字
パターン部２ｗ−２のパターン部は遮光部とされてい
る。また、数字パターン部２ｘが「１．６」，「１．
４」，「１．２」，「１．０」であるパターン部の上部
に配置されている縦線パターン部２ｙ及び正方形ブロッ
クパターン部２ｚも遮光部とされている。そして、これ
らのパターン部の周囲の背景部は、遮光膜１０Ａが除去
された透明部とされている（透明板１０Ｂが露出してい
る）。

【００４９】一方、数字パターン部２ｘが「．
８」，「．６」であるパターン部の上部の反転領域Ｐ内
では、縦線パターン部２ｙ及び正方形ブロックパターン
部２ｚが、遮光膜１０Ａが除去されて透明部とされ、背
景部が遮光部とされている。

【００５０】つまり、本実施例のフォトマスク３Ａにお
ける分解能チャートパターン２Ａにおいては、反転領域
Ｐ内のパターン（縦線パターン部２ｙ及び正方形ブロッ
クパターン部２ｚ）が、反転領域Ｐ以外の領域に配置さ
れているパターンと反転してパターニングされている。

【００５１】なお、図１においては、回路パターン１及
び分解能チャートパターン２Ａ以外の領域には、遮光膜
１０Ａが形成された状態とされているが、これに限ら
ず、この領域の遮光膜１０Ａが除去される（すなわち、
透明板１０Ｂが露出する）するようにしてもよく、回路
形成層の用途によって選択される。

【００５２】上述したように、本実施例のフォトマスク
３Ａを用いて露光されるポジ型のフォトレジスト２３Ａ
は正パターン層とされる。その結果、図４に示すよう
に、反転領域Ｐ以外の領域では、パターン部のフォトレ
ジスト２３Ａが残り、背景部のフォトレジスト２３Ａが
除去される。しかしながら、反転領域Ｐ内では、パター
ン部（縦線パターン部２ｙ、正方形ブロックパターン部
２ｚ）のフォトレジスト２３Ａが除去され、背景部のフ
ォトレジスト２３Ａが残る。

【００５３】従って、半導体素子の回路動作に関係のな
い分解能チャートパターン２Ａの微小なパターン（従来
例で示す、底辺と高さの比が２を超えるパターン）部の
フォトレジスト２３Ａが除去され、その周囲の背景部の
フォトレジスト２３Ａが残るので、微小なパターンのフ
ォトレジスト２３Ａの剥離を抑制することができ、分解
能チャートパターンを正確に形成することができる。

【００５４】さらに、微小なパターンが剥がれないの
で、その剥がれたパターンによる弊害が発生せず、設計
通りの回路パターン１を回路形成層２に形成することが
でき、配線ショート等を回避することができる。従っ
て、半導体集積回路の歩留まりが向上する。

【００５５】図５は、本発明を適用したフォトマスクの
他の実施例の構成を示す斜視図である。また、図６は、
図５の分解能チャートパターン２Ｂの拡大図である。本
実施例のフォトマスク３Ｂは、図２に示すポジ型のフォ
トレジスト２３Ａを露光して、正パターン層とする場合
に用いられるフォトマスクである。このフォトマスク３
Ｂの構成は、図１に示すフォトマスク３Ａの構成と基本
的に同様であるが、分解能チャートパターン２Ｂの全体
にわたって、パターン部（数字パターン部２ｘ、縦線パ
ターン部２ｙ、正方形ブロックパターン部２ｚ、文字パ
ターン部２ｗ−２）が透明部とされ、背景部が遮光部と
されている。また、回路パターン１のパターン部は、図
１のフォトマスク３Ａと同様に、遮光部とされている。

【００５６】なお、図５においては、回路パターン１及
び分解能チャートパターン２Ｂ以外の領域には、遮光膜
１０Ａが形成された状態とされているが、これに限ら
ず、この領域の遮光膜１０Ａが除去される（すなわち、
透明板１０Ｂが露出する）するようにしてもよく、回路
形成層の用途によって選択される。

【００５７】すなわち、本実施例のフォトマスク３Ｂに
より、ポジ型のフォトレジスト２３Ａを露光して正パタ
ーン層とする（回路パターン１のパターン部でフォトレ
ジスト２３Ａが残る）場合、回路動作と関係のない分解
能チャートパターン２Ｂのパターン部のフォトレジスト
２３Ａが除去され、背景部のフォトレジスト２３Ａが残
る。従って、分解能チャート２Ｂ内のパターン部のフォ
トレジスト２３Ａの剥離を抑制することができ、分解能
チャートパターンを正確に形成することができる。

【００５８】さらに、分解能チャートパターン２Ｂのパ
ターン部のフォトレジスト２３Ａが剥離しないので、設
計通りの回路パターン１を回路形成層２２に形成するこ
とができ、配線ショート等を回避することができる。

【００５９】図７は、本発明を適用したフォトマスクの
さらに他の実施例の構成を示す斜視図である。また、図
８は、図７の分解能チャートパターン２Ｃの拡大図であ
る。本実施例のフォトマスク３Ｃは、図９に示すネガ型
のフォトレジスト２３Ｂを露光して正パターン層を形成
する場合に用いられるフォトマスクであり、回路パター
ン１では、パターン部が透明部とされ、背景部が遮光部
とされている。

【００６０】一方、分解能チャートパターン２Ｃにおい
ては、数字パターン部２ｘの「．８」、「．６」の上部
の反転領域Ｒ内で、縦線パターン部２ｙ及び正方形ブロ
ックパターン部２ｚのパターン部が遮光部とされ、背景
部が透明部とされている（遮光膜１０Ａが除去されてい
る）。また、反転領域Ｒ以外の領域では、回路パターン
１と同様に、パターン部が透明部とされ、背景部が遮光
部とされている。

【００６１】つまり、本実施例のフォトマスク３Ｃにお
ける分解能チャートパターン２Ｃにおいては、反転領域
Ｒ内のパターン（縦線パターン部２ｙ及び正方形ブロッ
クパターン部２ｚ）が、反転領域Ｒ以外の領域のパター
ンと反転してパターニングされている。

【００６２】図１０は、図７に示すフォトマスク３Ｃを
用いてネガ型のフォトレジスト２３Ｂを露光して現像し
た場合の状態を示す斜視図である。ネガ型のフォトレジ
スト２３Ｂの反転領域Ｒ内では、パターン部（縦線パタ
ーン部２ｙ）のフォトレジスト２３Ｂが除去され、背景
部のフォトレジスト２３Ｂが残る。

【００６３】従って、本実施例のフォトマスク３Ｃを用
いて、ネガ型のフォトレジスト２３Ｂを露光して正パタ
ーン層を形成する場合、半導体素子の回路動作に関係の
ない分解能チャートパターン２Ｃの微小なパターン部
（従来例で示す、底辺と高さの比が２を超えるパター
ン）（例えば、数字パターン部２ｘが「．８」，「．
６」の上部に配置されている縦線パターン部２ｙ及び正
方形ブロックパターン部２ｚ）のフォトレジスト２３Ｂ
が除去されるので（単独で残らないので）、パターン部
のフォトレジスト２３Ｂの剥離を抑制することができ、
分解能チャートパターンを正確に形成することができ
る。

【００６４】さらに、分解能チャートパターン２Ｃの微
小なパターン部のフォトレジスト２３Ｂが剥離しないの
で、設計通りの回路パターン１を回路形成層２２に形成
することができ、配線ショート等を回避することができ
る。

【００６５】図１１は、本発明を適用したフォトマスク
のさらに他の実施例の構成を示す斜視図である。また、
図１２は、図１１に示す分解能チャートパターン２Ｄの
拡大図である。本実施例のフォトマスク３Ｄは、図７に
示すフォトマスク３Ｃと同様に、図９に示すネガ型のフ
ォトレジスト２３Ｂを露光して正パターン層を形成する
場合に用いられる。

【００６６】本実施例のフォトマスク３Ｄにおいては、
回路パターン１では、パターン部が透明部とされ、背景
部が遮光部とされている。一方、分解能チャートパター
ン２Ｄでは、パターン部が遮光部とされ、背景部が透明
部とされている。

【００６７】本実施例のフォトマスク３Ｄを用いてネガ
型のフォトレジスト２３Ｂを露光して現像すると、回路
パターン１では、パターン部のフォトレジスト２３Ｂが
残り、背景部のフォトレジストが除去される（つまり、
このフォトレジスト２３Ｂが正パターン層とされる）。
一方、分解能チャートパターン２Ｄでは、パターン部の
フォトレジスト２３Ｂが除去され、背景部のフォトレジ
スト２３Ｂが残る。従って、本実施例のフォトマスク３
Ｄを用いて、ネガ型のフォトレジスト２３Ｂを露光して
正パターン層を形成する場合、半導体素子の回路動作に
関係のない分解能チャートパターン２Ｄのパターン部
（この場合、従来例で示す底辺と高さの比が２を超える
パターン部のみならず、分解能チャートパターン２Ｄ内
のすべてのパターン部）のフォトレジスト２３Ｂが除去
されるので（パターン部のフォトレジスト２３Ｂが単独
で残らないので）、パターン部のフォトレジスト２３Ｂ
の剥離を抑制することができ、分解能チャートパターン
を正確に形成することができる。

【００６８】さらに、分解能チャートパターン２Ｄのパ
ターン部のフォトレジスト２３Ｂが剥離しないので、設
計通りの回路パターン１を回路形成層２２に形成するこ
とができ、配線ショート等を回避することができる。

【００６９】なお、前述したように、フォトレジストが
反パターン層とされる場合については、従来通り、回路
パターンと分解能チャートパターンを、同様にフォトマ
スクにパターニングするようにすればよい。

【００７０】また、フォトマスク内の分解能チャートパ
ターンに限らず、例えば、大きさの微小な、素子の種別
用のパターンについても同様に、フォトマスクにパター
ニングするようにする。

【００７１】すなわち、図１３（ａ），（ｂ）に示すよ
うな、大きさの微小な種別用パターン（それぞれのパタ
ーン部は「８」，「ｉ」）をフォトマスクにパターニン
グする場合、露光及び現像後において、パターン部のフ
ォトレジストが、それぞれ、図１４（ａ），（ｂ）に示
すように形成されるように、使用するフォトレジストの
種類に対応して、フォトマスクにパターニングする。

【００７２】

【発明の効果】本発明のフォトマスク及びフォトマスク
の形成方法によれば、回路動作と関係のない所定のパタ
ーンの少なくとも一部または全部を、回路動作と関係の
ある回路パターンと反転してパターニングするようにし
たので、正確に所定のパターンを形成することができる
とともに、回路動作の不良を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したフォトマスクの一実施例の構
成を示す斜視図である。

【図２】図１に示すフォトマスク３Ａによって露光され
るフォトレジスト２３Ａの断面図である。

【図３】図１に示す分解能チャートパターン２Ａの拡大
図である。

【図４】図１に示すフォトマスク３Ａによって露光され
て現像されたフォトレジスト２３Ａの状態を示す斜視図
である。

【図５】本発明を適用したフォトマスクの他の実施例の
構成を示す斜視図である。

【図６】図５に示す分解能チャートパターン２Ｂの拡大
図である。

【図７】本発明を適用したフォトマスクのさらに他の実
施例の構成を示す斜視図である。

【図８】図７に示す分解能チャートパターン２Ｃの拡大
図である。

【図９】図７に示すフォトマスク３Ｃによって露光され
るフォトレジスト２３Ｂの断面図である。

【図１０】図７に示すフォトマスク３Ｃによって露光さ
れて現像されたフォトレジスト２３Ｂの状態を示す斜視
図である。

【図１１】本発明を適用したフォトマスクのさらに他の
実施例の構成を示す斜視図である。

【図１２】図１１に示す分解能チャートパターン２Ｄの
拡大図である。

【図１３】種別用パターンの一例を示す平面図である。

【図１４】本発明を適用して、図１３に示す種別用パタ
ーンを露光して現像した場合のフォトレジストの状態を
示す斜視図である。

【図１５】半導体集積回路を説明する図である。

【図１６】半導体素子の製造工程を説明する斜視図であ
る。

【図１７】フォトレジストを露光する場合に用いられる
フォトマスクの一構成例を示す斜視図である。

【図１８】図１７に示すフォトマスクにパターニングさ
れるパターンを説明する図である。

【図１９】図１８に示す分解能チャートパターン２の一
構成例を示す図である。

【図２０】図１８に示す分解能チャートパターン２の他
の構成例を示す図である。

【図２１】ＣＡＤ等で作成したパターンの一例を示す図
である。

【図２２】図２１に示すパターン１１０を、第１の方法
でフォトマスク３にパターニングした状態を示す平面図
である。

【図２３】図２１に示すパターン１１０を、第２の方法
でフォトマスク３にパターニングした状態を示す平面図
である。

【図２４】図１９に示す領域Ｑのフォトレジスト２３
の、露光及び現像後の様子示す斜視図である。

【図２５】図２４に示すＡ−Ａ’線断面図である。

【図２６】フォトレジスト２３の下部にアルミニウム層
２２Ａが形成される場合における、露光及び現像後の領
域Ｑの様子を示す断面図である。

【符号の説明】１回路パターン２，２Ａ，２ａ，２Ｂ，２ｂ，２Ｃ，２Ｄ分解能チャ
ートパターン２ｘ数字パターン部２ｙ縦線パターン部２ｚ正方形ブロックパターン部２ｗ−１，１ｗ−２文字パターン３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄフォトマスク１０Ａ遮光膜１０Ｂ透明板２２回路形成層２２Ａアルミニウム層２３，２３Ａ，２３Ｂフォトレジスト１００ウエハ１０１チップ１０１Ａチップ領域１１０パターン１１０Ａ文字パターン部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォトレジストを露光及び現像して正パ
ターン層とする場合に用いられるフォトマスクにおい
て、回路動作と関係のない第１のパターンの少なくとも一部
または全部が、回路動作と関係のある第２のパターンと
反転してパターニングされていることを特徴とするフォ
トマスク。
【請求項２】前記第１のパターンの少なくとも一部
は、そのパターン部が微小であることを特徴とする請求
項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】前記フォトレジストがポジ型のフォトレ
ジストである場合、前記第２のパターンにおいては、そ
のパターン部が遮光部とされ、かつ、それ以外の部分が
透明部とされ、前記第１のパターンにおいては、そのパターン部の少な
くとも一部または全部が透明部とされ、かつ、それ以外
の部分が遮光部とされることを特徴とする請求項１また
は２に記載のフォトマスク。
【請求項４】前記フォトレジストがネガ型のフォトレ
ジストである場合、前記第２のパターンにおいては、そのパターン部が透明
部とされ、かつ、それ以外の部分が遮光部とされ、前記第１のパターンにおいては、そのパターン部の少な
くとも一部または全部が遮光部とされ、かつ、それ以外
の部分が透明部とされることを特徴とする請求項１また
は２に記載のフォトマスク。
【請求項５】前記第１のパターンは、分解能チャート
パターンであることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載のフォトマスク。
【請求項６】前記第１のパターンは、回路の種別用の
パターンであることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載のフォトマスク。
【請求項７】フォトレジストを露光及び現像して正パ
ターン層とする場合に用いられるフォトマスクの形成方
法において、回路動作と関係のない第１のパターンの少なくとも一部
または全部を、回路動作と関係のある第２のパターンと
反転してパターニングすることを特徴とするフォトマス
クの形成方法。