JPH0990604A - ワーキングマスクの製造方法 - Google Patents
ワーキングマスクの製造方法Info
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- JPH0990604A JPH0990604A JP26912895A JP26912895A JPH0990604A JP H0990604 A JPH0990604 A JP H0990604A JP 26912895 A JP26912895 A JP 26912895A JP 26912895 A JP26912895 A JP 26912895A JP H0990604 A JPH0990604 A JP H0990604A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Abstract
する際には、補正パターンを計算により設計しているた
め、複雑な計算が必要となり、製造工数が増大される。 【解決手段】 写真技術を用いたパターン転写法により
マスターマスク11からワーキングマスク12を製造す
る際に、ワーキングマスク12を用いてウェハ13等に
パターン転写を行うときにウェハ露光装置において生じ
る近接効果と同等の近接効果が生じるマスク露光光学系
を用いてマスターマスク11からワーキングマスク12
へのパターン転写を行ない、近接効果を逆方向に生じさ
せることで、近接効果が補正されたワーキングマスクを
自己整合的に製造する。複雑な計算等が不要となり、製
造工程を削減し、製造を容易に行うことが可能となる。
Description
製造工程において、写真技術を用いて回路パターンを転
写するために用いるワーキングマスクの製造方法に関す
る。
写真技術は、ウェハ上にフォトレジストを塗布し、ワー
キングマスクを用いてマスクパターンをフォトレジスト
に露光し、かつこれを現像することでフォトレジストパ
ターンが形成される。そして、このフォトレジストパタ
ーンをマスクにして下地層をエッチングすることによ
り、下地層をマスクパターンと同一にパターニングする
技術である。このワーキングマスクは、フォトレジスト
に形成しようとする設計パターンと同一または数倍に拡
大された寸法であり、ワーキングマスクの原盤としての
マスターマスクにより前記したと同様に写真技術により
1:1の寸法比で製造される。
を概念的に示す図である。マスターマスク31は石英基
板31aの表面にCr(クロム)膜を形成し、かつその
表面に図外の電子線レジストを塗布し、このレジストに
対して電子ビーム露光(EB)により所要パターンを露
光する。そして、レジストを現像してレジストマスクを
形成し、このレジストマスクを利用してCrをエッチン
グすることで高精度の所望のパターン31bが形成さ
れ、マスターマスク31が形成される。
ワーキングマスク32を製造しており、ワーキングマス
ク32は同様に石英基板32aにCr膜32bを形成
し、その表面にポジ型フォトレジスト32cを塗布し、
このフォトレジスト32cにマスターマスク31のパタ
ーンを露光し、かつ現像してフォトレジストマスク32
cを形成し、これを利用してCr膜32bをエッチング
することでワーキングマスク32が形成される。形成さ
れたワーキングマスク32は、シリコンウェハ33の表
面に塗布されたポジ型フォトレジスト33aに対してパ
ターン露光を行う際のマスクとして利用され、前記と同
様の処理を行うことで、ウェハ33に対してワーキング
マスク32のパターンを転写することができる。なお、
同図では1:1のパターン転写を行う場合を示している
が、実際には縮小露光装置を用いて数倍に縮小したパタ
ーンを転写することが多い。
微細化に伴い、ワーキングマスクを用いてウェハ上にパ
ターン転写を行う際に、光学像の忠実度が低下してウェ
ハ上のレジストパターンが設計パターンから変形される
ことが生じる。この忠実度の低下は、特に変形照明法や
位相シフト法を用いる場合に顕著となる。この原因は、
微細化のために露光装置の解像度の限界近傍で縮小露光
を行うと、いわゆる近接効果が生じるためである。この
近接効果は、ワーキングマスク上のラインパターンを露
光する際に、特に孤立パターンや周辺部のパターンにお
いてウェハに転写されるパターン幅寸法に顕著なシフト
が生じることである。
には、近接効果補正と称されるように、予め近接効果の
発生を予定したパターン幅のワーキングマスクを形成し
ておけば、ウェハ上において設計通りのパターン幅を得
ることができる。このため、従来では、特公平4−17
9952号公報においてパターン幅の一次元の線幅補正
を行う方法が提案され、特公昭63−216052号公
報において二次元の線幅補正を行う方法が提案されてい
る。
方法は、一次元のパターンに対する補正であるため、二
次元的に近接効果が生じるパターンの場合には近接効果
にたいして有効な補正を行うことはできないという問題
がある。また、1つの補正箇所に対して光強度分布の繰
り返し計算が必要とされるため、計算に多大の時間が必
要とされるという問題もある。これに対し、後者の方法
は二次元的な近接効果に対して有効となるが、前記公報
では角部の補正パターンについて記述されているのみで
あり、角部以外の補正について適用することはできな
い。このように、従来のワーキングマスクの製造では、
計算によりパターン幅等を設定しているため、製造に時
間がかかるとともに、実際に使用する露光装置が変更さ
れる場合には計算を始めからやり直す必要があり、工数
が甚大なものとなる。本発明の目的は、設計のための計
算を不要とし、かつ実際に使用する露光装置に対応した
パターンの形成が可能なワーキングマスクの製造方法を
提供することにある。
クの製造方法は、写真技術を用いたパターン転写法によ
りマスターマスクからワーキングマスクを製造するに際
し、ワーキングマスクを用いてウェハ等にパターン転写
を行うときにウェハ露光装置において生じる近接効果と
同等の近接効果が生じるマスク露光光学系を用いてマス
ターマスクからワーキングマスクへのパターン転写を行
うことを特徴とする。このとき、マスターマスクがネガ
型マスクの場合には、ウェハに塗布されたポジ型フォト
レジストを用いてウェハにパターン転写を行うポジ型マ
スクとしてワーキングマスクを製造し、マスターマスク
がポジ型マスクの場合には、ウェハに塗布されたネガ型
フォトレジストを用いてウェハにパターン転写を行うネ
ガ型マスクとしてワーキングマスクを製造する。
と同等の近接効果を生じさせるために、マスク露光光学
系はそのレンズ開口数及び波長をNA’,λ’とし、ウ
ェハ露光装置のレンズ開口数、波長、倍率をそれぞれN
A,λ,Mとしたとき、NA’=λ’・NA/λ・Mの
関係を満たすようにマスク露光光学系を構成する。
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態を概
念的に示す図である。マスターマスク11はこれまでと
同様にEB法等により形成されており、石英基板11a
上に設計パターン通りのCr膜からなるマスクパターン
11bが形成されている。そして、この実施形態では、
ウェハへのパターン転写に際して利用するフォトレジス
トがポジ型フォトレジストであるとし、前記マスターマ
スクがネガ型マスクとして構成されており、ワーキング
マスクのフォトレジストにはネガ型フォトレジストを用
いている。
は、石英基板12aにCr膜12bを形成し、その上に
ネガ型フォトレジスト12cを塗布する。そして、前記
マスターマスク11のパターンをこのネガ型フォトレジ
スト12cに露光し、かつ現像してフォトレジストパタ
ーンを形成するが、その際には近接効果が発生する条件
で露光を行う。この近接効果が生じる条件は、縮小露光
の場合にはそのウェハ露光装置がそのまま利用できる
が、マスターマスクからワーキングマスクへの露光は
1:1の縮小比であるため、このウェハ露光装置をその
まま利用することはできない。
マスク11からワーキングマスク12へのパターン露光
時におけるマスク露光光学系のレンズ開口数NAを通常
よりも低下させる。すなわち、一般の光学系における解
像度はレイリーの条件式、 R=k1・NA/λ が知られている。ここで、λは露光光源の波長、k1は
プロセスに依存して決まる係数である。これから判るよ
うに、NAを下げることにより解像度は低下される。そ
して、近接効果は解像限界で生じるため、マスク露光光
学系のNAを低下すれば縮小倍率に関係なく近接効果が
発生されることになる。
うに求められる。このワーキングマスクを露光するため
のマスク露光光学系のレンズ開口数と波長をそれぞれN
A’,λ’とし、ウェハへの露光時に用いるウェハ露光
装置のレンズの開口数、波長、倍率をそれぞれNA,
λ,Mとしたとき、 NA’=λ’・NA/λ・M の関係式を満たすようにすれば、ワーキングマスクのマ
スク露光光学系と、ウェハへの露光装置においてそれぞ
れ生じる近接効果を同一状態にすることができる。例え
ば、マスク露光光学系とウェハ露光装置の波長が同一の
場合には、露光光学系のNA’を露光装置の倍率Mだけ
下げればよい。
装置(NA=0.5)を用いたときの0.3μmL/S
の光強度と、図5にそのワーキングマスクを作成する際
にNAを前式から0.1と決定し、等倍i線露光を行っ
た1.5μmL/Sの光強度シミュレーションの結果を
示す。図6には、1.5μmL/SパターンのNAを
0.5とした場合の光強度シミュレーション結果を示
す。なお、各図においてIthはしきい値である。これ
らの図からも判るように、図6のようにNAを絞らない
時の光強度プロファイルは非常に良好で、周辺パターン
においても近接効果が生じていないのに対し、図4と図
5の光強度プロファイルは同じ形状を示し、それぞれ同
様な近接効果が生じている。
ターン露光時のマスク露光光学系におけるNAを低下さ
せることで、ウェハ露光時と同等の近接効果を生じさせ
ることが確認された。なお、図4の0.3μmL/Sパ
ターン周辺部分には0.004μmの近接効果が生じて
おり、中心パターンと比べて約1.3%程度の線幅のシ
フトが生じている。図5の1.5μmL/Sにおいては
0.02μmの近接効果が生じており、0.3μmL/
Sと同様にほぼ1.3%の線幅シフトが生じており、こ
れらの数値からも同様な近接効果があることが判る。
する方向は、露光に用いる光源形状σにもよるが、フォ
トマスクがネガ型マスクであるか、ポジ型マスクである
かによって近接効果は反対に働く。図7にポジ型マスク
の光強度分布を示す。実線が繰り返しパターン、破線が
孤立パターンであり、孤立パターン寸法は繰り返しパタ
ーン寸法より太く形成される。逆に、ネガ型マスクを用
いた場合には、図8に示すように、実線の繰り返しパタ
ーンより破線の孤立パターンの方がパターン寸法は狭め
られる。
して、孤立パターンや周辺パターンが細く形成されてし
まうネガ型ワーキングマスクの補正されたワーキングマ
スクを形成する場合には、ネガ型フォトレジストを用い
てポジ型マスターマスクからワーキングマスクを製作す
れば、孤立パターンや周辺パターンが予め太く形成され
たワーキングマスクを得ることが可能となる。同様に、
ポジ型ワーキングマスクが必要とされる場合には、ネガ
型フォトレジストを用いてネガ型マスターマスクからワ
ーキングマスクを製作すれば、孤立パターンや周辺パタ
ーンが予め細く形成されたワーキングマスクが得られ
る。
ウェハ露光装置で生じる近接効果と同一の近接効果でマ
スターマスク11をワーキングマスク12にパターン露
光を行うことで、図1に示すように、ワーキングマスク
12のネガ型フォトレジスト12cは、孤立パターンや
周辺パターンにおいてパターン幅が減少されたフォトレ
ジストパターンとして形成される。このため、このフォ
トレジストパターン12cを用いてCr膜12bをエッ
チングすれば、孤立パターンと周辺パターンにおいてパ
ターン幅寸法が低減されたCr膜12bを有するワーキ
ングマスク、すなわち近接効果補正が自己整合的に行わ
れたワーキングマスク12が形成されることになる。
てウェハ13の表面に塗布されたポジ型フォトレジスト
13aに対し、前記したウェハ露光装置を用いてパター
ンの露光を行えば、近接効果によって孤立パターン及び
周辺パターンでパターン幅の増大が生じることになり、
結果としてマスターパターン11と同じパターン、すな
わち設計パターンのパターン露光ないしパターン転写が
実現されることになる。
マスク11がネガ型マスクの場合に、ワーキングマスク
12のフォトレジストにネジ型フォトレジストを使用
し、ウェハ露光装置と同じ近接効果が生じる条件の下で
パターン露光を行うことで、自己整合的に近接効果補正
されたマスクパターンのワーキングマスク12が形成で
きる。したがって、従来のような複雑な計算は不要とな
り、極めて少ない工数でワーキングマスクを製造するこ
とが可能となる。
を概念的に示す図である。この実施形態では、ポジ型マ
スターマスク21からネガ型のワーキングマスク22を
製造する例を示している。マスターマスク21はこれま
でと同様にEB法等により形成されており、石英基板2
1a上に設計パターン通りのCr膜からなるマスクパタ
ーン21bが形成されている。また、製造するワーキン
グマスク22は、石英基板22aにCr膜22bを形成
し、その上にネガ型フォトレジスト22cを塗布する。
そして、前記マスターマスク21のパターンをこのネガ
型フォトレジスト22cに露光し、かつ現像してフォト
レジストパターンを形成する。この場合においても、そ
の露光時にはマスク露光光学系におけるNAを低下させ
て近接効果が発生する条件で露光を行う。
マスク22のネガ型フォトレジスト22cは、孤立パタ
ーンや周辺パターンにおいてパターン幅が増大されたフ
ォトレジストパターンとして形成される。このため、こ
のフォトレジストパターン22cを用いてCr膜22b
をエッチングすれば、孤立パターンと周辺パターンにお
いてパターン幅寸法が増大されたマスクパターン22b
を有するワーキングマスク、すなわち近接効果補正が自
己整合的に行われたワーキングマスク22が形成される
ことになる。
てウェハ23の表面に塗布されたネガ型フォトレジスト
23aに対し、前記したウェハ露光装置を用いてパター
ンの露光を行えば、近接効果によって孤立パターン及び
周辺パターンでパターン幅の低減が生じることになり、
結果としてマスターパターン21と同じパターン、すな
わち設計パターンのパターン露光ないしパターン転写が
実現されることになる。
21がポジ型マスクの場合に、ワーキングマスク22の
フォトレジストにネジ型フォトレジストを使用し、ウェ
ハ露光装置と同じ近接効果が生じる条件の下でパターン
露光を行うことで、自己整合的に近接効果補正されたマ
スクパターンが形成でき、前記第1実施形態と同様に、
複雑な計算は不要となり、極めて少ない工数でワーキン
グマスクを製造することが可能となる。
スクパターンの露光の例を説明しているが、例えば、K
rFエキシマレーザやArFマキシマレーザ等を用いる
場合にも本発明を同様に適用することができる。
を用いたパターン転写法によりマスターマスクからワー
キングマスクを製造する際に、ワーキングマスクを用い
てウェハ等にパターン転写を行うときにウェハ露光装置
において生じる近接効果と同等の近接効果が生じるマス
ク露光光学系を用いてマスターマスクからワーキングマ
スクへのパターン転写を行っているので、近接効果が逆
方向に生じて近接効果が補正されたワーキングマスクを
自己整合的に製造することができる。したがって、この
ワーキングマスクを用いてウェハ露光装置によりウェハ
にパターン転写を行ったときには、近接効果を補正した
設計パターン通りのパターン転写が実現できる。また、
ワーキングマスクの製造に際して、複雑な計算等が不要
となり、製造工程を削減し、製造を容易に行うことが可
能となる。
示す図である。
示す図である。
ある。
分布を示す図である。
分布を示す図である。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 写真技術を用いたパターン転写法により
マスターマスクからワーキングマスクを製造するに際
し、前記ワーキングマスクを用いてウェハ等にパターン
転写を行うときにウェハ露光装置において生じる近接効
果と同等の近接効果が生じるマスク露光光学系を用いて
前記マスターマスクからワーキングマスクへのパターン
転写を行うことを特徴とするワーキングマスクの製造方
法。 - 【請求項2】 マスク露光光学系はそのレンズ開口数及
び波長をNA’,λ’とし、ウェハ露光装置のレンズ開
口数、波長、倍率をそれぞれNA,λ,Mとしたとき、
NA’=λ’・NA/λ・Mの関係を満たすようにマス
ク露光光学系を構成する請求項1のワーキングマスクの
製造方法。 - 【請求項3】 マスターマスクがネガ型マスクの場合に
は、ウェハに塗布されたポジ型フォトレジストを用いて
ウェハにパターン転写を行うポジ型マスクとしてワーキ
ングマスクを製造する請求項1または2のワーキングマ
スクの製造方法。 - 【請求項4】 マスターマスクがポジ型マスクの場合に
は、ウェハに塗布されたネガ型フォトレジストを用いて
ウェハにパターン転写を行うネガ型マスクとしてワーキ
ングマスクを製造する請求項1または2のワーキングマ
スクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26912895A JP2728050B2 (ja) | 1995-09-23 | 1995-09-23 | ワーキングマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26912895A JP2728050B2 (ja) | 1995-09-23 | 1995-09-23 | ワーキングマスクの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0990604A true JPH0990604A (ja) | 1997-04-04 |
JP2728050B2 JP2728050B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=17468086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26912895A Expired - Fee Related JP2728050B2 (ja) | 1995-09-23 | 1995-09-23 | ワーキングマスクの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2728050B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-23 JP JP26912895A patent/JP2728050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP2728050B2 (ja) | 1998-03-18 |
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