JPS6310889B2 - - Google Patents

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JPS6310889B2
JPS6310889B2 JP55040891A JP4089180A JPS6310889B2 JP S6310889 B2 JPS6310889 B2 JP S6310889B2 JP 55040891 A JP55040891 A JP 55040891A JP 4089180 A JP4089180 A JP 4089180A JP S6310889 B2 JPS6310889 B2 JP S6310889B2
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JP
Japan
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pattern
forming
resist
chips
spaces
Prior art date
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Application number
JP55040891A
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Japanese (ja)
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JPS56137627A (en
Inventor
Masaki Ito
Sotaro Edokoro
Hiroshi Gokan
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサブミクロン領域の線幅を有するパタ
ーン形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a pattern having a line width in the submicron range.

近年半導体素子等においては集積度・高速性の
向上のためにサブミクロン領域の線幅のパターン
形成技術が要求されている。
In recent years, in order to improve the degree of integration and high speed of semiconductor devices, pattern forming technology with line widths in the submicron region has been required.

ところがサブミクロン領域の線幅のパターン形
成となると、いろいろな線幅が混在するパターン
や、同じ線幅でもその密集度が異なるパターンで
は、最適露光量は線幅ごとに、さらには密集度に
より異なるので、全面にわたつて寸法精度よくパ
ターン形成を行うことができないのがふつうであ
る。
However, when it comes to forming patterns with line widths in the submicron region, the optimal exposure dose varies for each line width and even for patterns with different density levels. Therefore, it is usually impossible to form a pattern over the entire surface with high dimensional accuracy.

今、第1図に示すようなパターンが所望の場合
を考えてみる。
Now, let us consider the case where a pattern as shown in FIG. 1 is desired.

1は試料で2はパターンの溝である。同じ幅の
パターン2を密集度の異なる部分に形成するもの
であるから、従来の方法では互いの最適露光量が
異なり、このパターンを設計通りに形成すること
は困難である。
1 is a sample and 2 is a pattern groove. Since patterns 2 of the same width are formed in portions with different densities, the optimum exposure doses differ from each other in the conventional method, making it difficult to form these patterns as designed.

そこで、本発明者らは第2図に示すようなパタ
ーン形成方法を別途提案し、このようなパターン
形成上の問題を解決している。
Therefore, the present inventors separately proposed a pattern forming method as shown in FIG. 2 to solve such pattern forming problems.

その方法を第2図の工程説明断面図に従つて説
明する。
The method will be explained with reference to the process illustrative sectional view of FIG.

(1) 試料1にレジスト3を塗布し、単純に繰り返
されたライン・アンド・スペースの第一のパタ
ーンの露光4を行なう。
(1) A resist 3 is applied to the sample 1, and a first pattern of simply repeated lines and spaces is exposed 4.

(2) レジスト3を現像して第一のパターンのスペ
ース10を形成する。
(2) Develop the resist 3 to form the spaces 10 of the first pattern.

(3) この上にレジスト11を塗布し、最小スペー
ス幅が前記第一のパターンのスペース幅より大
きい第二のパターンの露光12を行なう。
(3) A resist 11 is applied thereon, and a second pattern is exposed 12 in which the minimum space width is larger than the space width of the first pattern.

(4) レジスト11を現像して第二のパターンのス
ペース13を形成する。
(4) Develop the resist 11 to form the spaces 13 of the second pattern.

(5) レジスト3とレジスト11をマスクとして試
料1をエツチングすることにより凹部14,1
5を形成した後、レジスト3,11を剥離す
る。
(5) By etching sample 1 using resist 3 and resist 11 as masks, recesses 14 and 1 are etched.
After forming the resists 3 and 11, the resists 3 and 11 are peeled off.

このようにして得られたパターンはレジスト3
の第一のパターンのスペースとレジスト11の第
二のパターンのスペースの論理積により領域化さ
れ、溝幅は密集部にある溝14でも弧立部にある
溝15でも同じものが得られる。
The pattern obtained in this way is resist 3
The region is formed by the logical product of the spaces of the first pattern of the resist 11 and the spaces of the second pattern of the resist 11, and the same groove width is obtained for the grooves 14 in the dense portions and the grooves 15 in the ridged portions.

ここで問題となるのは、第一のパターンと第二
のパターンとの位置合わせ精度である。
The problem here is the alignment accuracy between the first pattern and the second pattern.

第一のパターンと第二のパターンとの回転ずれ
に関しては、本発明者らは、第二のパターンの位
置合わせマークに単純な繰り返しのライン・アン
ド・スペース・パターンを用い、この位置合わせ
マークと第一のパターンとのモアレ稿を利用して
回転ずれを除去する方法を別途提案している。
Regarding the rotational misalignment between the first pattern and the second pattern, the inventors used a simple repeating line-and-space pattern for the alignment mark of the second pattern, and We have separately proposed a method for removing rotational deviation using a moiré pattern with the first pattern.

ところで半導体素子等においては1個のウエハ
ーに多数個のチツプを形成するのがふつうであ
る。そのため、第二のパターン作製用マスクは第
3図のごとく同じパターンの繰返しになつてい
る。同図において、31は透光ガラスなどにより
形成されたガラス基板であり、このガラス基板3
1にはクロム金属などにより形成された同一形状
の第二のパターンFを有するペレツト32がXお
よびY方向に複数個配列されてフオトマスク33
が構成されている。通常、このように構成された
フオトマスク33を用いてのチツプ作製は、第4
図aに示すように、ウエハ34の表面にレジスト
を塗布し、フオトマスク33を通してそのレジス
トを露光することにより複数個のチツプ35が同
時に形成される。このようにしてウエハ34上に
形成された複数個のチツプ35はウエハスクライ
バによつて第4図bに示すように、チツプ35に
それぞれ切断されて一度に数百個のチツプが生産
されることになる。
Incidentally, in semiconductor devices and the like, it is common to form a large number of chips on one wafer. Therefore, the second pattern forming mask has the same pattern repeated as shown in FIG. In the same figure, 31 is a glass substrate formed of transparent glass or the like, and this glass substrate 3
1, a plurality of pellets 32 having a second pattern F of the same shape formed of chromium metal or the like are arranged in the X and Y directions to form a photomask 33.
is configured. Normally, chip fabrication using the photomask 33 configured as described above is performed at the fourth stage.
As shown in Figure a, a plurality of chips 35 are simultaneously formed by applying a resist to the surface of a wafer 34 and exposing the resist to light through a photomask 33 . The plurality of chips 35 thus formed on the wafer 34 are cut into chips 35 by a wafer scriber, as shown in FIG. 4b, to produce several hundred chips at a time. become.

このフオトマスク33の作製は、まずパターン
ジエネレータにより、レチクル上にパターンFの
実寸のn倍(普通10倍)の大きさのパターンF′を
形成する。次に、このレチクルパターンF′をフオ
トリピータによりn分の1に縮小するとともに、
X方向とY方向に繰返し、第3図に示したよう
に、各ペレツト32上に同一のパターンFが形成
され、フオトマスク33が構成される。
To manufacture this photomask 33 , first, a pattern F' having a size n times (usually 10 times) the actual size of the pattern F is formed on a reticle using a pattern generator. Next, this reticle pattern F' is reduced to 1/n using a photorepeater, and
As shown in FIG. 3, the same pattern F is formed on each pellet 32 repeatedly in the X direction and the Y direction, thereby forming a photomask 33 .

先に述べたように、単純なライン・アンド・ス
ペースの第一のパターンと第二のパターンとの回
転ずれさえ除去すれば、他の位置合わせをせずと
も50%の確率で良品が得られる。ただし、これは
多数のウエハについて処理した場合であつて、1
放のウエハについてみれば全チツプが良品である
か全チツプが不良品であるかのいずれかとなり、
処理すべきウエハの枚数が少ない場合には問題と
なる。
As mentioned earlier, if you remove the rotational deviation between the first and second patterns of a simple line and space, you can obtain a good product with a 50% probability without any other alignment. . However, this is only when a large number of wafers are processed;
If we look at the wafers being released, either all the chips are good or all the chips are defective.
This becomes a problem when the number of wafers to be processed is small.

本発明の目的は簡単な位置合わせのみでウエハ
ー中の半分のチツプは必ず良品となる線幅精度の
よいパターン形成方法を提供することにある。す
なわち、本発明によれば、単純に繰り返されたラ
イン・アンド・スペースの第一のパターンを形成
する工程と、前記第一のパターンの上に最小スペ
ース幅が前記第一のパターンのスペース幅よりも
大きい第二のパターンを形成して前記第一のパタ
ーンを変更する工程とを少なくとも有するパター
ン形成方法において、前記第二のパターン作製用
マスクとしては、その中のペレツトが前記第一の
パターンの繰り返し周期の半分の奇数倍のリピー
トピツチで配列されているものを用いるパターン
形成方法が得られる。
An object of the present invention is to provide a pattern forming method with good line width accuracy, which ensures that half of the chips on a wafer are good products by only simple alignment. That is, according to the present invention, there is provided a step of forming a first pattern of simply repeated lines and spaces, and a minimum space width on the first pattern is smaller than the space width of the first pattern. and changing the first pattern by forming a second pattern that is larger than the second pattern, the second pattern forming mask is such that the pellets in the second pattern are larger than the first pattern. A pattern forming method can be obtained that uses repeat pitches arranged at an odd number multiple of half the repeat period.

以下本発明におけるパターン形成方法を図面を
用いて詳細に説明する。第5図及び第6図は本発
明を説明するための図で、第5図は所望のチツプ
パターンの平面図、第6図は工程を説明する断面
図である。
The pattern forming method according to the present invention will be explained in detail below with reference to the drawings. 5 and 6 are diagrams for explaining the present invention. FIG. 5 is a plan view of a desired chip pattern, and FIG. 6 is a sectional view for explaining the process.

(1) 試料1の上に塗布されたレジスト3に単純な
繰り返しのライン・アンド・スペースの第一の
パターンを形成し、その上に他のレジスト11
を塗布し、露光用マスク61で覆う。この露光
用マスク61は多数のペレツト62,63を有
しており、これらのペレツトには同一形状のパ
ターン64,65が形成されており、このパタ
ーンは第一のパターンのライン・アンド・スペ
ース・パターンの繰り返し周期の半分lの奇数
倍、即ち(2n−1)lのピツチでリピートさ
れている(ここでnは任意の整数)。次に、露
光用マスク61のパターンと第一のパターンの
ライン・アンド・スペース・パターンとの回転
ずれを除去して露光する。
(1) A first pattern of simple repeating lines and spaces is formed on the resist 3 coated on the sample 1, and the other resist 11 is formed on top of it.
is applied and covered with an exposure mask 61. This exposure mask 61 has a large number of pellets 62 and 63, and patterns 64 and 65 of the same shape are formed on these pellets, and these patterns are similar to the line and space pattern of the first pattern. It is repeated at a pitch of (2n-1)l, which is an odd multiple of half l of the pattern repetition period (where n is an arbitrary integer). Next, the rotational deviation between the pattern of the exposure mask 61 and the line and space pattern of the first pattern is removed, and exposure is performed.

(2) レジスト11を現像する。(2) Develop the resist 11.

このとき半分のチツプは、66のごとく所望
の位置関係となつている。
At this time, the half chips are in the desired positional relationship as shown in 66.

(3) レジスト3,11をマスクとして試料1をエ
ツチングし、レジスト3,11を剥離すれば、
66のごとき良品チツプと67のごとき不良品
チツプが半々に得られる。
(3) If sample 1 is etched using resists 3 and 11 as masks, and resists 3 and 11 are peeled off,
Good chips such as 66 and defective chips such as 67 are obtained equally.

以上述べたように、本発明によれば、ライン・
アンド・スペースの第一のパターンと第二のパタ
ーンとの回転ずれを除去せしめる簡単な位置合わ
せのみで、ウエハー中のチツプの半分は必ず良品
となる線幅精度のよいパターン形成が可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the line
A simple alignment that eliminates the rotational deviation between the first pattern and the second pattern of AND SPACE makes it possible to form a pattern with high line width accuracy, ensuring that half of the chips on the wafer are good.

なお、説明では第二のパターンの作製には露光
用マスクを用いているが、電子線露光などのマス
クを用いない露光にも本発明が適用できることは
云うまでもない。
In the description, an exposure mask is used for producing the second pattern, but it goes without saying that the present invention is also applicable to exposure without using a mask, such as electron beam exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は所望のパターンを示す平面図、第2図
は第1図のパターンを形成するための線幅精度の
よい方法の工程説明断面図で、1は試料にレジス
トを塗布し、単純にライン・アンド・スペースを
繰り返して露光している状態を示す図、2は現像
した状態を示す図、3は他のレジストを塗布し、
複雑なパターンを露光している状態を示す図、4
は現像した状態を示す図、5はエツチングし、レ
ジストを剥離した状態を示す図である。第3図は
一般のパターン作製用フオトマスクを示す平面
図、第4図a,bは第3図のフオトマスクを用い
て作製されたウエハ及びチツプを示す平面図であ
る。第5図は所望チツプパターンを示す平面図、
第6図は本発明を説明するための工程説明断面図
で、1は本発明の露光用マスクをライン・アン
ド・スペースの第一のパターンの上に覆つた状態
を示す図、2は現像した状態を示す図、3はエツ
チングし、レジストを剥離した状態を示す図であ
る。 なお図において、1は試料、2は所望パターン
の溝、3,11はレジスト、4,12は露光、1
0,13はレジストのスペース、14,15は得
られる溝、31はガラス基板、32はペレツト、
33はフオトマスク、34はウエハ、35はチツ
プ、61は露光用マスク、62,63はペレツ
ト、64,65は第二のパターン、66,67は
チツプを表わす。
Fig. 1 is a plan view showing the desired pattern, and Fig. 2 is a cross-sectional view explaining the process of forming the pattern shown in Fig. 1 with high line width accuracy. Figure 2 shows the state in which line and space is repeatedly exposed, Figure 2 shows the developed state, Figure 3 shows the state in which another resist is applied,
Diagram 4 showing a state in which a complex pattern is exposed.
5 is a diagram showing a developed state, and 5 is a diagram showing a state after etching and peeling off the resist. FIG. 3 is a plan view showing a general photomask for pattern production, and FIGS. 4a and 4b are plan views showing wafers and chips manufactured using the photomask shown in FIG. 3. FIG. 5 is a plan view showing the desired chip pattern;
FIG. 6 is a process explanatory sectional view for explaining the present invention, 1 is a diagram showing a state in which the exposure mask of the present invention is covered over the first pattern of line and space, and 2 is a diagram showing the developed state. Figure 3 shows the state after etching and the resist has been peeled off. In the figure, 1 is a sample, 2 is a groove of a desired pattern, 3 and 11 are resists, 4 and 12 are exposed, 1
0 and 13 are resist spaces, 14 and 15 are grooves obtained, 31 is a glass substrate, 32 is a pellet,
33 is a photomask, 34 is a wafer, 35 is a chip, 61 is an exposure mask, 62 and 63 are pellets, 64 and 65 are second patterns, and 66 and 67 are chips.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 単純に繰り返されたライン・アンド・スペー
スの第一のパターンを形成する工程と、前記第一
のパターンの上に最小スペース幅が前記第一のパ
ターンのスペース幅よりも大きい第二のパターン
を形成して前記第一のパターンを変更する工程と
を少なくとも有するパターン形成方法において、
前記第二のパターン作製用マスクとしては、その
中のペレツトが前記第一のパターンの繰り返し周
期の半分の奇数倍のリピートピツチで配列されて
いるものを用いることを特徴とするパターン形成
方法。
1. Forming a first pattern of simply repeated lines and spaces, and forming a second pattern on the first pattern, the minimum space width of which is larger than the space width of the first pattern. A pattern forming method comprising at least the step of forming and changing the first pattern,
A pattern forming method characterized in that the second pattern forming mask uses a mask in which pellets are arranged at a repeat pitch that is an odd number multiple of half the repeat period of the first pattern.
JP4089180A 1980-03-28 1980-03-28 Pattern forming Granted JPS56137627A (en)

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JPS56137627A JPS56137627A (en) 1981-10-27
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FR2960657B1 (en) * 2010-06-01 2013-02-22 Commissariat Energie Atomique LOW-DEPENDENT LITHOGRAPHY METHOD
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