JPS623941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置製造プロセスを用いるホ
トマスクの作製方法に関する。

ホトマスクは、100倍から400倍に拡大して描か
れた原図から写真縮小により、あるいは、CAD
システムからアウトプツトされたデーターで、パ
ターンジエネレーターを制御し、感光材料上に図
形を露光することにより10倍の中間原板、いわゆ
るレチクルをつくり、つぎに、フオトレピーター
を用いて高解像力感光性基板にレチクルの像を1/
１０に縮小して、繰り返し露光によりＸ、Ｙ方向そ
れぞれ数10mmの範囲に配列したものである。一般
には、これをマスターマスクとし、これからプリ
ンタを用いて複製したものがワーキングマスクと
して実際のウエハー工程の露光に用いられること
が多い。

従来、１個のレチクルを用いて露光したマスク
内では、同一図柄は同一寸法を目標にして作製さ
れる。

最近、IC、LSIの高精度、高品質化とウエハー
サイズの大サイズ化により、寸法の高精度化がま
すます重要となり、ウエハーを加工するウエハー
プロセスにおいて、寸法のバラツキを押える各種
の方法が検討されている。

ウエハーサイズが大きくなるにしたがつて、ウ
エハーの中心部と周辺部との間で、加工寸法の再
現性にある程度の差が生じてくる。その原因とし
て、ホトエツチング工程で、ウエハーの中心部と
周辺部で塗布される感光剤の膜厚に差があること
による寸法変化、あるいはエツチング工程におい
ても、ウエハーの周辺部が中心部より速くエツチ
ングが進むことによる寸法変化などがあることが
知られている。これを避ける方法として寸法の異
なる数種のレチクルを用いる方法があるが、この
方法は工程上はん雑であり、レチクル・セツトの
誤差も生じ易い。また、ワーキングマスク作成の
際、焼付工程にて、露光量を変化させ、寸法を移
動させる方法も考えられるが、実用工程として
は、１枚毎露光量を変化させるため寸法の再現性
に乏しいこと、寸法変化の境界が明確でないこと
等により問題が多い。

本発明は、以上の点に対処する方法として、マ
スターマスクを作製する場合に、マスク上にあら
かじめ寸法補正を入れておく方法を提案するもの
である。

以下に本発明を詳細に説明する。

ホトレピーターを用いて、レチクルからマスタ
ーマスクを作製する場合、最近はクロム基板上に
ポジ型感光剤を塗布したものが多く用いられてい
る。このポジ型感光剤の代表的なものとして、シ
ツプレー社製のAZ−1350がある。一般に、ポジ
型感光剤は適正露光以上の露光量を与えても画質
は劣化せず、回路寸法のみの変化が可能である。
具体的な例について述べれば、レチクル上で50μ
の白幅画像は、適正露光でレピートした場合、５
μの白幅として再現される。適正露光以上の露光
を与えれば、より広い白幅が得られる。露光量を
画像寸法の相対関係を求めた結果、この場合に
は、ホトマスク画像で５〜６μの範囲で画像寸法
の制御が可能であることがわかつた。黒幅画像の
場合は上の場合と逆で、露光量の増加とともにホ
トマスク画像の寸法は狭くなり、レチクル上で50
μの黒幅画像に対してホトマスク画像で５〜４μ
の範囲で画像寸法の制御が可能であることがわか
つた。

本発明は、以上の現象をマスターマスクの作製
に適用し、第１図に示すように、ハードマスク用
感光性基板またはエマルジヨンマスク用感光性基
板上の画像形成部をレチクルの縮小画像の集合か
らなる小領域に分割し、これらの小領域毎に露光
量を適当に変化させて、同一図形で異なつた画像
寸法のレチクルの縮小画像を形成するようにし、
従来技術の欠点を解消したものである。

つぎに、本発明によるマスターホトマスクの作
製方法について具体的に説明する。

透明なガラス基板上に蒸着またはスパツタリン
グ法により、クロム又は酸化クロム膜を光学濃度
が2.0以上になるように形成する。このクロム基
板上にスピンナー（回転数：約2000rpm）を用い
て、シツプレー社製ポジ型レジストAZ−1350を
膜厚0.5に塗布する。塗布後、無塵オーブン中で
90℃、20分間乾燥し、感光性基板とする。

この基板をレチクルとともにホトレピーターに
セツトする。ホトレピーターはマン社（David
Mann社）またはエレクトロマスク社
（Electromask社）製のいずれでもよいが、本発
明では後者のMM111IR型を用いた。また、レチ
クルにはクロム膜厚900Åのクロムレチクルを用
いた。露光量はホトレピーターのシヤツターの開
く時間で制御する。ただし、装置上では、時間表
示を用いず、目盛で表示されている。

レチクル上で50μ幅（マスターマスク上では
5.0μ幅）の画像をレピーター露光量を変えて上
記の感光性基板上に露光し、AZ−1350用現像液
の50％希釈液を用い、スプレー現像液にて60秒間
現像、乾燥した後、140℃、20分の熱処理を行な
い、レジスト膜を硬化し、その後、硝酸第２セリ
ウム系のエツチング液でエツチングを行ない、レ
ジスト膜を剥離し、水洗、乾燥して、線画像をも
つたホトマスクを作製し、まず露光量の変化によ
る線幅の変化を調べた。その結果を第１図に示
す。図において、実線は黒幅、点線は白幅の変化
を示す。同図から、露出量が適正露光量以上に増
大するに従い、黒幅寸法は漸減し、白幅寸法は漸
増し、寸法制御が可能であることがわかる。した
がつて、あらかじめ、所定のホトレジスト、ホト
マスク作製用感光性基板について上記の関係を求
めておけば、１個のレチクルを用いて、ホトマス
ク上の画像寸法をある範囲内で任意に変化させる
ことができる。

つぎに、たとえば、第２図ａ，ｂに示すよう
に、感光性基板１の画像形成部２を、半導体ウエ
ハーのホトエツチング工程におけるウエハー上の
位置によるエツチング速度の差などにより生ずる
寸法変動の大きさによりマスターマスク上の領域
を、、のように定め、それぞれの寸法も設
定する。レピーターにレチクルをセツト後それぞ
れの領域に応じて所定のピツチで移動させ、所定
の露光量を設定する。第１図の測定結果に基づい
て、たとえば、黒幅を対象としたときは、まず、
領域を適正露光量320で繰返し露光する。つい
で、露光量を450に変えて、領域を繰返し露光
し、さらに、露光量を800に変えて、領域を繰
返し露光する。全体の露光が完了したら、上記と
同様に現像、エツチングなどの処理を行えば、
、、領域に段階的に黒線幅の減少した所定
の黒画像が得られる。白画像の場合も同様であ
る。

以上詳述したところから明らかなように、本発
明によれば、サイズの大きな半導体ウエハーのホ
トエツチング工程において、寸法精度の高いエツ
チング加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はホトマスク作製用感光性Cr基板を線
画を用いて露光したときの露光量と基板上に得ら
れた黒線幅と白線幅の関係を示す図、第２図は本
発明を適用したホトマスクの説明図である。 図において、１……感光性基板、２……画像形
成部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定画像を形成されたレチクルを取付けたホ
   トレピーターを用いて、上記レチクルの縮小画像
   を所定のピツチで移動させながら、ホトマスク作
   製用感光性基板上の画像形成部に上記レチクルの
   縮小画像を繰返し露光してホトマスクを作製する
   方法において、上記画像形成部を上記レチクルの
   縮小画像の集合からなる所定の小領域に分割し、
   上記小領域毎に露光量を所定量だけ変えて露光
   し、同一図形で異なつた画像寸法の上記レチクル
   の縮小画像を上記小領域毎に形成することを特徴
   とするホトマスクの作製方法。