JPS62299969A - フオトマスク - 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】 ３、発明の詳細な説明 （イ）産業上の利用分野 本発明はフォトマスクに関し、特に露光条件の不良が単
なる露光量の過不足による不良なのか焦点ずれあるいは
密着不完全によるコントラスト不良を伴う不良なのかを
容易に区別できるようにしたチェックパターンを具備す
るフォトマスクに関する。

（ロ）従来の技術 近年、半導体装置の高性能化と高集積化によりパターン
の微細化が進み、その製造に用いられるフォトマスクに
も一段と高い精度が要求きれている。

一般にフォトマスクを作成するには、ＣＡＤの設計デー
タからパターンジェネータにより原板であるレチクルを
作成し、それをフォトリピータ−と呼ばれる装置で例え
ば１／１０に縮小しながらマトリクス状にステップ・ア
ンド・リピートしてマスク・マスクを形成し、更にそれ
をコピーすることにより実際の半導体装置製造に用いる
フォトマスクを製造している。また前記レチクル、マス
ク・マスク及びフォトマスク表面に所定のパターンを描
画するのには紫外線やＸ線等の光学的写真蝕刻法が用い
られ、それに用いるフォトレジストとしては上述した理
由で微細化に有利なポジティブレジストが用いられよう
になってきた。

而して、マスク上にパターンを形成するに際して露光条
件等に何らかの異常があるとパターンの線幅の変化とな
って表れ、即半導体装置の不良に結びつくので、所定の
回路機能素子−を形成するためのパターンとは別にチェ
ックパターンを設けて加工状態を検査する必要がある。

斯るチェックパターンとして例えば特公昭６１−１８８
７号公報に記載されているものがある。

第６図はこのようなチェックパターンを示し、フォトマ
スク上の回路機能素子のパターンが設けられる部分以外
の領域−１−にポジティブレジストを選択的に被覆して
幅及び間隔が等しい矩形パターン（１）を複数個設置）
ｋものである。そしてポジティブレジストは露光された
部分が除去されるため、露光条件に不備があると矩形パ
ターン（１〉の線幅が変化してこれを知らせるようにな
っている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のチェックパターンでは露光条件の
不備が単なる露光量の過不足による不備なのか焦点ある
いはマスクと被加工物との密着不完全によるコントラス
ト不良を伴う不備なのかを区別することができない欠点
があった。

−例として第７図Ａに焦点適正、露光量不足の場合のチ
ェックパターンを、第７図Ｂに焦点不良、露光量適正の
場合のチェックパターンを示す。ポジティブレジストで
あるから両者共に矩形パターン（１）の線幅が太くなる
方向に働くため、これらはほとんど区別できない。そし
て第７図Ａや第７図Ｂの様な不良が発生すると露光条件
の全てを再確認する必要があり、補正に膨大な時間を要
するために両者を適格に区別できるチェックパターンが
望まれていた。

更に従来のチェックパターンでは、軽微なコントラスト
不良の場合、チェックパターンは規格内にありながら他
の回路機能素子を形成するパターンが規格を外れてしま
う欠点があった。これはコントラスト不良の場合には線
幅が細い程その影響を強く受けてしまうため、チェック
パターンの線幅より線幅の太さがかなり異るパターンで
は規格を外れてしまうのである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は衛士した欠点に鑑みてなされ、コントラスト不
良の場合には線幅が細い程その影響を強く受ける事実に
基き、チェックパターンの形状を底辺と底辺に相対向す
る底辺より短い上辺とを有する台形形状とし、これを隣
接して配置することにより従来の欠点を大幅に改善した
チェックパターンを具備するフォトマスクを提供するも
のである。

（＊）作用 本発明によれば、露光量の過不足の場合にはパターンの
線幅が全体的に縮少あるいは拡大して形成され、コント
ラスト不良の場合には台形パターン（２）の上辺に近い
部分が底辺に近い部分より縮少される割合が大きくなる
ため、両者を容易に区別できるようになる。

（へ〉実施例 以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は本発明による）−ｔｌ−マスクのチェックパタ
ーンの平面図であり、フォトマスク上の所定の回路機能
素子を形成するパターンが設けられる４一 部分以外の領域に選択的に形成した台形パターン（２）
を複数個隣接して配置したものである。ポジティブレジ
ストは露光された部分が除去されるため、台形パターン
（２）の部分が不透明、その周囲が透明になるようにク
ロム膜によって描かれている。台形パターン（２）はそ
の上辺がプロセスの最小線幅である１μｍに設定され、
上辺と相対向する底辺は３μｍ、台形の高さが約８〜１
０μｍに設定されている。そして上辺の間隔が３μｍ、
底辺の間隔が１μｍになるように隣接して配置されてい
る。

このように形成したチェックパターンを用いれば、不良
が発生した際に露光量の過不足による不良なのか焦点あ
るいは密着不完全によるコントラスト不良を伴う不良な
のかを容易に判断することができる。

第２図Ａ乃至Ｃはコントラスト正常時において露光量が
変化した際に台形パターン（２）がどの様に変化するか
を示す平面図で、第２図Ａは露光量過大、第２図Ｂは露
光量適正、第２図Ｃは露光量不足の場合を夫々示す。コ
ントラストが正常の場合には露光、晴の大小によっての
み線幅が変化するので、線幅の大小にかかわらず全体的
に縮少又は拡大する。

第３図Ａ乃至Ｃは焦点ボケあるいはマスクと被加工マス
クとの密着不完全によるコントラスト不良時において露
光量が変化した際に台形パターン（２）がどの様に変化
するかを示す平面図で、第３図Ａは露光量過大、第２図
Ｂは露光量適正、第２図Ｃは露光量不足の場合を夫々示
す。コントラスト不良の場合には露光量の過不足が線幅
が細い程強く影響を受けるため、台形パターン（２）の
上辺に近い領域が底辺に近い領域より縮少する割合が大
きい。

これを第４図及び第５図を用いて更に詳述する。

第４図は焦点適正時の露光装置の概略断面図で、（３）
は原板であるマスク・マスク、（４）は被加工マスクで
あるフォトマスクである。マスク・マスク（３）表面に
はクロム膜（５）による所定のパターンが描かれ、フォ
トマスク（４）表面には未加工のクロム膜（５）とポジ
ティブレジスト（６）が形成きれている。そしてマスク
・マスク上部より紫外線やＸ線等の露光光（７）を照射
することによりマスク・マスク（３）に描かれたパター
ンをフォトマスク（４）上に転写するのであるが、この
時光には回折効果があるため、その露光量（照射量）を
縦軸、パターン中心からの距離を横軸にとると同図に示
したような分布特性を有する。今、現像時にレジストが
溶解して完全に除去される露光量が図示ＸＹのレベルで
あるならば適正露光時の分布特性線（８）では図示ＡＢ
の範囲だけレジスト（６）が残存することになる。そし
て過大露光時あるいは過少露光時には全体的に露光量が
増減するため、過大露光時の分布特性線（９）では図示
ＣＤ、過少露光時の分布特性線（１０）では図示ＥＦの
範囲だけレジスト（６）が残存することになり、その変
化は線幅によらず一定で第２図の如きパターンが形成さ
れるのである。

一方、第５図は焦点不適正時の露光装置の概略断面図で
、この場合はパターン端部からの回折効果が増加するの
で同図に示す如く分布特性が左右に拡がってしまう。こ
のことは、密着露光時の密着不完全の場合にもあてはま
る。そしてマスク・マスク（３）表面に形成したパター
ンの線幅が細いとクロム膜（５）両端部から回り込んだ
回折光が重畳され、本来除去されてはならないクロム膜
（５）直下のレジスト（６）まで露光量が溶解レベルＸ
Ｙに達してしまうのである。パターンの線幅が露光量の
分布特性より十分に広ければ、回折光が重畳しないので
このようなことは起らない。そのため適正露光時の分布
特性線（８）でも図示ＧＨの範囲しかレンス１−（６）
が残存せず、過大露光時の分布特性線（９）では全く残
らず、過少露光時の分布特性線（１０）では図示ＩＪの
範囲だけレジストが残存することになり、上記した理由
により線幅が細い程強く影響を受けるので第３図の如き
パターンが形成されるのである。

従ってパターンを露光、現像、エツチング後に顕微鏡で
チェックパターンを観察し、第２図Ｂの如き形状であれ
ば露光条件に異常が無かったことの証明であり、他の形
状であればその形状から単なる露光量の過不足なのかコ
ントラストの不良を伴う不良なのかを判断し、露光条件
を補正して再度フォトマスク作成に取り組めば良い。尚
第２図及び第３図のパターン形状は現像後のレジスト（
６）の形状に等しいので、この段階でパターンの評価を
行えばレジスト（６）の被覆工程からやり直す再生加工
処理も可能である。

また、本発明によるチェックパターンは、上記実施例と
は逆に台形パターン（２）が透明で周囲が不透明のパタ
ーンでも同様の効果が期待でき、更にレチクルからマス
ク・マスク及びマスク・マスクからフォトマスクを転写
する場合のみならず、フォトマスクから半導体ウェハー
に転写する場合にも適用できる有益なものである。

（ト）発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば露光条件に不備が生じ
た場合に、それが単なる露光量の過不足による不良なの
か焦点ボケや密着不完全によるコントラスト不良を伴う
不良なのかを容易に区別できる利点を有する。また本発
明のチェックパターンを用いることにより常に露光条件
を最適の値に監理することができ、製品化後のフォトマ
スク（４）の加工形状に起因する不良品を肪止でき、製
品に対する信頼性を向上する利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフォトマスクのチェックパターンを示
す平面図、第２図Ａ乃至Ｃはコントラスト適正時のチェ
ックパターンを示す平面図、第３図Ａ乃至Ｃはコントラ
スト不良時のチェックパターンを示す平面図、第４図は
コントラスト適正時の露光状態を示す概略断面図及び露
光量分布特性図、第５図はコントラスト不良時の露光状
態を示す概略断面図及び露光量分布特性図、第６図は従
来のチェックパターンを示す平面図、第７図Ａ及び第７
図Ｂは露光条件不備の場合のチェックパターンを示す平
面図である。 （２）ハ台形パターン、　　（４）はフォトマスク、（
５）はクロム膜、（６）はレジスト、　（７）は露光光
、　（８）（９）＜１０）は夫々適正露光時、過大露光
時、過少露光時の露光量の分布特性線である。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名 株 へ′ ω −Ｎ　　Ｎ− 味　　　　　　　　　　　　　　味 （＝：： 〔 ３、 第４図 第５図 第６図 第７図Ａ 第７図Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の回路機能素子を構成するためのパターンと
   は別にその加工形状を評価するためのチェックパターン
   とを具備するフォトマスクにおいて、前記チェックパタ
   ーンは台形形状を隣接して並接した形状を有し、前記チ
   ェックパターンの露光形状により露光の適否を判別する
   ことを特徴とするフォトマスク。