JPS61102738A - レジスト膜パタ−ンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレジスト膜パターンの形成方法に係り、特にサ
ブミクロン程度の窓パターン（照射光を透過する孔パタ
ーン）など、微細なパターンの形成方法に関する。

ｔＣなど、半導体装置を製造する際、ウェハープロセス
におけるフォト工程は極めて重要で、ＩＣの微細はフォ
ト技術（リソグラフィ技術）の進歩によって太き（推進
されてきた。

しかしながら、サブミクロン程度の微細なパターンとも
なれば、高精度なレジスト膜パターンを形成することは
容易ではなく、角部が丸くなったり、又、周縁がぼけた
状態のレジスｌ−１５Ｊパターンが形成され易く、その
レジスト膜パターンをマスクとして被パターン材をエツ
チングすると、積度の良くないパターンが形成されて、
ＩＣの品質が低下することになる。

従って、ＩＣを高品質化するために、出来るだけ高精度
なレジスト膜パターンを形成することが要望されて、現
在も鋭意検討が続けられている。

本発明はその結果えられたものである。

［従来の技術］ 周知のように、フォト工程（フォトプロセス）では、被
エツチング材の上にレジスト液を塗布し、次いで所望マ
スクのパターンを転写露光し、それを現像してレジスト
膜パターンが形成される。

このようなフォト工程において、微細パターンを形成す
るために、従前の紫外線露光法では露光波長に限界があ
り、最近では電子ビーム露光法が使用されるようになっ
てきた。且つ、このような電子ビーム露光法では、ネガ
型レジストよりもむしろ解像度の良いポジ型レジストが
重用されている。一方、露光装置も従来の密着露光装置
から投影露光装置に変わってきており、投影露光装置は
マスクの傷やゴミが転写されない等の利点のあるもので
ある。

従って、現在、微細パターンを形成する最良の方法は電
子ビーム露光法の投影露光装置（ステ。

ハ）ヲ用い、ポジ型【／シストを露光して、レジスト膜
パターンを形成する方法で、このような方法が汎用され
ている。

第３図はウェハー１の上面に形成された二酸化シリコン
（ＳｉＯｚ　）　膜２にｌ、ｃｒｍ角の方形窓を窓あけ
した断面図を例示しており、この場合、図のようにｓ；
ｏ２１）ｊｌ！２の上にポジ型レジスト１を塗布し、電
子ビーム露光法で露光し、現像してレジスト膜パターン
３を形成する。次いで、このレジスト膜パターン３をマ
スクにして、露出した５ｉ０２ｆｆ２をエツチングして
、方形窓４が形成される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このような従来の露光方法では、１μｍ角あ
るいはそれ以下の微細な窓パターンになると、モジュレ
ーション・トランスファ・ファンクション（ＭＴＦと略
称する）の変化により、端部の精度が悪くなり、周囲ぼ
けしたレジスト膜パターンが形成されることが多くなる
。

第４図はそれを説明するためのマスクの平面図で、マス
ク５に６，７のような小と大との方形窓パターンが設け
られており、このマスクを転写して被パターン材にレジ
スト膜パターンを形成し、それを保護膜にして、被パタ
ーン材に方形窓を形成しようとすると、パターンが小さ
くなるほど、周囲ぼけが大きく、特に角部が丸くなって
、所望形状から遠ざかった方形窓が形成される。図中の
点線で囲んだ部分６°、７“が、５ｉ（ｈｌｌｔ２に窓
あけされた方形窓の形状で、比較のために図中に示して
いるが、このように、露光照度の関係から周囲ぼけがパ
ターンの大きさに逆比例して著しくなる。これはＭＴＦ
の変化に起因する現象である。

第５図は第４図に示すマスク５のＡＡ’断面に対比させ
た露光の照射強度と位置との関係図で、小さい寸法はど
強度の低下が大きいことが明らかである。

本発明は、このようなＭＴＦの変化の影響を少なくして
、更に精度の高い微細な窓を窓あけする方法を提案する
ものである。

［問題点を解決するための手段］ その問題は、レジスト膜が塗布された試料の同一面を、
パターンの異なるマスクを用いて複数回露光して、該異
なるパターンを合成した所望のレジスト膜パターンを形
成するようにしたレジスト膜パターンの形成方法によっ
て解決される。

例えば、所望の方形窓パターンを有するレジスト膜パタ
ーンを形成する工程において、ネガ型しジス）Ｉｔ？を
塗布した後、前記方形窓パターンを角部に含み、且つ、
前記方形窓パターンより大きな方形窓パターンを未露光
部分とする第１のマスクによって露光し、次いで、同じ
く前記方形窓パターンを角部に含み、且つ、前記方形窓
パターンより大きな方形パターンを未露光部分とする、
前記第１のマスクとは異なる第２のマスクによって露光
し、前記第１のマスクと第２のマスクとによって、所望
の方形窓パターンをレジストＩＮに形成するようにした
レジスト膜パターンの形成方法を行なう。

［作用］ 即ち、ＭＴＦの影響を少なくするために、大きな窓パタ
ーンを有するマスクで露光し、複数の大きな゛窓パター
ンを有するマスクによって合成して、所望の微細な窓パ
ターンを有するレジスト膜パターンに形成するものであ
る。

し実施例〕 以下１図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にがかる一実施例の合成マスクを示して
おり、本例はネガ型レジストを塗布した被パターン材（
例えば、ウェハー面上の５ｓｏ２膜）の上に２個のマス
ク１）．１２を合成して、所望の微細な方形窓パターン
をレジスト膜に形成する例である。即ち、ネガ型レジス
トを塗布した面上に、まず、大きな方形窓パターン１）
′を有するマスク１）を用いて露光する。次いで、大き
な方形窓パターン１２’を有するマスク１２を用いて、
同一面を再び露光する。

そうすると、未露光部分は所望の微細な方形窓パターン
１３のみとなり、次いで現像すると、窓パターン１３の
部分のレジスト１Ｍが除去されて、窓パターン１３を有
するレジスト膜パターンが形成される。そのレジスト膜
の窓パターン１３はＭＴＦの影響が少なくて、一層精度
が良くなった窓パターンである。従って、このレジスト
膜パターンを保護膜としてエツチングすると、被パター
ン材に高精度な方形窓が窓あけできる。

第２図はマスクと被パターン材との関係断面図を示して
おり、マスク断面は第１図のＢＢ’断面で、同図＋ａｌ
はマスク１）を用いて露光した場合の断面図１．第１図
（ｂｌはマスク１２を用いて露光した場合の断面図、矢
印は照射光である。尚、図中の記号は、１がウェハー、
２が５ｉ０２膜、　１４はレジスト膜を示している。

パターン寸法は、例えば、マスクに設ける大きな方形窓
パターン１）’、１２’を３μｍ角として、１μｍ角程
度の微細な窓パターン１３をレジスト膜に形成する。

このようにすれば、解像度がやや劣るネガ型レジストを
用いても、従来のポジ型レジストを用いた場合より高精
度な窓パターンが形成できる。それはＭＴＦの影響が低
下したためと推察される。

この例はネガ型レジストの場合であるが、ポジ型レジス
トによって微細な窓パターンを形成する場合にも通用で
きることは当然である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フォ
ト工程において微細パターンが一層高積度に形成され、
ＩＣの高品質化・高性能化に顕著に寄与するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる合成マスクの平面図、第２図（
ａｌ、　（ｂｌはそれらのマスクと被パターン材との関
係断面図、 第３図は窓パターンが形成され、窓あけされたウェハー
の一般的な断面図、 第４図は従来のマスクの平面図、 第５図は第４図に示すマスクのＡＡ’断面の位置と照射
光強度との関係図である。 図において、 ｌはウェハー、　　　　　２はＳ　ｉ　Ｏ２膜、３はレ
ジスト膜パターン、 ４．６’、？’は被パターン材にエツチング形成された
方形窓、 ５、１）．１２はマスク、 ６．７．１）’、１２°はマスクの方形窓パターン、１
３はレジスト膜パターンに設けられた方形窓パターン、 １４はレジスト膜 を示している。 第１図 ／Ｕ １シ 第２！！Ｉ　　　− 第３図 乞　　　　３ 第４図 ／互

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レジスト膜が塗布された試料の同一面を、パター
   ンの異なるマスクを用いて複数回露光して、該異なるパ
   ターンを合成した所望のレジスト膜パターンを形成する
   ようにしたことを特徴とするレジスト膜パターンの形成
   方法。
2. （２）所望の方形窓パターンを有するレジスト膜パター
   ンを形成する工程において、ネガ型レジスト膜を塗布し
   た後、前記方形窓パターンを角部に含み、且つ、前記方
   形窓パターンより大きな方形窓パターンを未露光部分と
   する第１のマスクによつて露光し、次いで、同じく前記
   方形窓パターンを角部に含み、且つ、前記方形窓パター
   ンより大きな方形パターンを未露光部分とする、前記第
   １のマスクとは異なる第２のマスクによつて露光し、前
   記第１のマスクと第２のマスクとによつて、所望の方形
   窓パターンをレジスト膜に形成するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のレジスト膜パター
   ンの形成方法。