JPS61181129A - 露光方法 - 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、半導体装置のウェハー処理工程における、フ
ォトプロセスの露光方法に関する。

半導体集積回路（ＩＣ）はＬＳＩ、ＶＬＳＩと高度に集
積化され、微細化されてきた。それは、高集積化・高密
度化される程、高性能化される利点があるからであるが
、そのため、フォトプロセスでは、ｌｐｍ程度、あるい
は、それ以下のサブミクロンの微細パターン（Ｆｉｎｅ
　Ｐａｔｔｅｒｎ）が形成されるようになってきた。

一方、高集積化・高密度化と共に、半導体基板面は段差
が激しくなり、特に、棄゛子間の配線を多層に積層する
場合、パターン精度が低下して、断線の心配が増加して
いる。

従って、フォトプロセスによってレジスト膜パターンを
形成する際、段差部分においても高精度なパターンが形
成されるよう、十分に配慮されなければならない。

［従来の技術］ 第４図（ａ）は従来のフォトプロセスにおける、段差の
ある半導体面を露光する露光工程の断面図である０本例
は半導体基板１面に、膜厚数１０００人の多結晶シリコ
ン膜からなる第１層の配線２が設けられ、その上に膜厚
１μｍの燐珪酸ガラス膜からなる絶縁Ｍｌ！３を被覆し
、更に、その絶縁膜３上に膜厚１μｍのアルミニウム膜
４を被着して、そのアルミニウム１１１４をパターン精
度グするためにレジストｌ１ｌＩ５を塗布し、そのレジ
ストｊｌｌｉ５にフォトマスク６に設けられたパターン
Ｐを転写している露光工程の断面図である。

尚、本例のレジスト１１１５はポジ型レジストで、露光
部が現像によって除去され、未露光部分が残存して、そ
の残存部からなるレジスト膜パターンが形成される。そ
のレジスト膜パターンによってアルミニウム膜がエツチ
ングされ、アルミニウム膜からなる第２層の配線が形成
されるものである。

第４図（ｂ）は、このようなフォトプロセスを経て、第
２層の配線４が形成された平面図を示しており、同図は
第４図（ａ）に対応した図で、第４図（′ｂ）のＡＡ°
断面が第４図（ａ）である。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、第４図（ａ）に示しているように、露光光線
をフォトマスク６を通して露光すると、第１層の配線２
が設けられて段差が生じた凸部側面では、光線がレジス
ト膜４を透過してアルミニウム１ｍ！４に当たって側方
に反射し、ちょうど遮光パターンＰで遮蔽した部分のレ
ジスト膜をも露光して、そのレジスト膜４を現像すると
、レジスト膜パターンがその部分で細くなる。

そうすると、そのレジスト膜パターンを保護膜にしてア
ルミニウム膜４をエツチングした場合、第４図（′ｂ）
に示すような部分的に細まった部分Ｎを有する第２層の
配線４が形成される。

このような現象を、露光の凹面鏡効果と呼んでおり、こ
れは、ＩＣの高集積化・高密度化の進展と共に、次第に
クローズアンプされてきた。配線にＮ部分ができれば、
ＩＣの動作中にこのＮ部分での断線が起こり易くなって
、ＩＣが破壊される。

従って、これを防止するため、最近、反射光を減衰させ
る染料を混入させたレジストが市販されているが、それ
はレジストの感度が低くくて、露光時間が長くかかり、
スループットが悪くなる欠点がある。

また、その他の対策として、通常感度のレジスト液を使
用して、第２層の配線を予め幅広く形成する等の方法も
採られているが、これは高集積化の面から必ずしも適切
な対策と云えない。

本発明は、このような問題点を解消させる露光方法を提
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、基板凸部側面の凹面鏡効果によって照射光
が側方に反射し、遮光パターンの下のレジスト膜パター
ンを露光する領域には、凹面鏡効果が消滅するように、
遮光パターンを該領域まで拡げた転写マスクによって露
光する露光方法、または、その領域には、凹面鏡効果が
消滅するように、該領域に遮光パターン、あるいは、照
射光減衰パターンを設けた転写マスクによって露光する
露光方法によって解決される。

［作用］ 即ち、本発明は、照射光が側方に反射して遮光パターン
の下のレジスト膜を露光する領域に露光光線を入射させ
ないか、又は、反射させないように、フォトマスクに遮
光パターンを設ける。

そうすれば、配線の細化が防止されて、断線の心配がな
くなり、高精度な配線などのパターンを作成することが
できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図（ａ）は本発明にかかる一実施例の段差のある半
導体面を露光する露光工程の断面図を示しており、同図
は第４図に対応する図で、第４図と同一部材には同一記
号が付しである。本例では、フォトマスク１６に設けた
遮光パターンＰＩを、従来のパターンＰに凹面鏡効果が
発生する領域だけ拡げたパターンにしたものである。

このようなフォトマスクを用いて露光し、現像工程、ア
ルミニウム膜のエツチング工程を経て（フォトプロセス
を経て）、第２層の配線を形成すると、第１図（ｂｌに
示す平面図のような第２層の配線４１が形成されて、配
線の細りがなくなる。なお、第１図伽）は第１図（ａ）
に対応した図であり、そのＢＢ’断面が第１図（ａ）で
ある。

次に、第２図（ａ）は本発明にかかる他の実施例の露光
工程の断面図を示しており、本例では、従来のパターン
Ｐのほかに、凹面鏡効果が発生する領域に新たな遮光パ
ターンＰ２を設けたフォトマスり２６を用いて、露光す
る。

第２図（ｂ）は、このような露光工程を含んだフォトプ
ロセスを終えて、第２層の配線４″を形成した平面図を
示しており、図示のように、不要のアルミニウム領域Ａ
が残存するが、第１図の例と同様に配線の細りがなく、
断線の心配がなくなる。

次に、第３図＋８）は本発明にかかる更に他の実施例の
露光工程の断面図を示し、本例では、第２図の実施例と
同様に、従来パターンＰに、凹面鏡効果が発生する領域
に新しい遮光パターンＰ、を設けたフォトマスク３６を
用いるが、この遮光パターンＰ３は非常に微細なパター
ンにする。即ち、露光光線の廻り込みによって、レジス
トｙ！５には、遮光パターンＰ３の転写パターンか形成
されない程度のパターン幅、例えば、パターン側面端部
からの露光食い込み幅をＬとすると、遮光パターンＰ３
の幅を２Ｌにする。

そうすると、第３図山）に示す平面図のように、細りの
ない第２層の配線４”が形成され、且つ、不要のアルミ
ニウム領域Ａも消滅する。

以上のような露光方法を用いれば、段差ある基板上に高
精度にレジスト膜パターンが形成できる。

従って、それを保護膜にして形成した基板面のパターン
は精度が良くなって、ＩＣの品質、信頼性が改善される
ものである。

［発明の効果］ 上記の説明から明らかなように、本発明によれば段差の
ある基板面に高精度にパターンニングできて、ＩＣの信
頼性２品質の向上に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明にがかる一実施例の露光工程の断
面図、同図（ｂｌはその露光工程を含むフォトプロセス
を経て配線パターンを形成した平面図、第２図（ａ）お
よび第３図（烏）は本発明にかかる他の実施例の露光工
程の断面図、同図−）はその露光工程を含むフォトプロ
セスを経て配線パターンを形成した平面図、 第４図（ａ）は従来の露光工程の断面図、同図−）はそ
の露光工程を含むフォトプロセスを経て配線パターンを
形成した平面図である。 図において、 ｌは半導体基板、　　　２は第１層の配線、３は絶縁膜
、 ４．４’、４”はアルミニウム膜、又は第２層の配線、 ５はレジスト膜、 ６　、１６．２６．３６はフォトマスク、Ｐ　＋　　Ｐ
　＋　、Ｐ　２　＋　　Ｐ　３は遮光パターン、を示し
ている。 第１ｓ ＋　　　　　　　　＋　＋　÷ 第２１１ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上のレジスト膜を露光する工程において、基
   板凸部側面の凹面鏡効果によつて照射光が側方に反射し
   、遮光パターンの下のレジスト膜パターンを露光する領
   域には、凹面鏡効果が消滅するように、遮光パターン、
   あるいは照射光減衰パターンを該領域まで拡げた転写マ
   スクによつて露光するようにしたことを特徴とする露光
   方法。