JPS63287953A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＩＣ８製造する際に、フォトリソグラフィ工程
等で用いられるフォトマスクに関するものである。

〔従来の技術〕

半導体集積回路（ＩＣ）を製造する際のフォトリソグラ
フィ工程では、ＦＥＴのゲート電極、高濃度注入領域、
オーミック電極等の微細なパターンがフォトマスクで形
成される。そして、このような微細パターンにあっては
、露光時間の多少、し゛シストの種類、パターン相互の
近接度の差異（いわゆるパターンの近接効果）等の原因
で、しシストパターンの線幅がフォトマスクのマスクパ
ターンの線幅より太くなったり、細くなったりすること
が知られている。このうちパターンの近接効果は、例え
ばシングルフィンガーゲートのＦＥＴを形成する場合と
、マルチフィンガーゲートのＦＥＴを形成する場合とで
重要な意味を持っている。つまり、後者の場合にはゲー
ト間が一部で接続されるようにレジストの除去がなされ
、かつ他の部分では互いに近接しながら分離するような
露光が行われる。従って、近接しているパターン（近接
効果の現れるパターン）と孤立しているパターン（近接
効果の現れないパターン）の幅が粘度よく設定されない
と、所望のＩＣを得ることができなくなる。

そこで従来は、このような近接効果による不具合を調べ
るため、露光後および現像後に形成されたレジストパタ
ーンの線幅を測長する手法が採られている。例えば、フ
ォトリソグラフィを経た半導体ウェーハの所要部分につ
いて顕微鏡精密写真を踊り、この写真におけるレジスト
パターンの線幅を実際に測長するようにする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来技術によれば、パターンの近接効
果が起こりそうな位置等の捜索、更に精密写真の躍彰等
に手間と時間とを要し、煩しいという問題点があった。

また、写真眼影後において、パターンの近接効果が起こ
りそうな位置のレジストパターンの測長を行い、孤立し
てパターンが存在する位置のレジストパターンの測長を
行うのであるが、顕微鏡にある精密写真は顕微鏡という
媒体のほか、写真機という媒体を介して間接的に得られ
るものであり、必ずしも的確にレジストパターンの線幅
のチェックを行い得ないという欠点があった。

そこで本発明では、フォトリングラフィ工程を経て製造
されるＩＣのレジストパターンの線幅が設計された誤差
範囲に収まっているか否かを、多くの手間と時間とを費
すことなく、しかも、的確にチェックし得るようにでき
るフォトマスクを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るフォトマスクは、所定線幅と第１の長さを
有する第１のマスクパターンと、この第１のマスクパタ
ーンに対して所定間隔をもって並べられ、かつ所定線幅
と上記第１の長さより短い第２の長さを有する１本以上
の第２のマスクパターンとを含んで形成されたチェック
用マスクパターン群を、少なくとも一群具備することを
特徴とする。

〔作用〕

本発明に係るフォトマスクは、以上の通りに構成される
ので、ＩＣのゲート電極等のレジストパターンの形成と
同時にチェック用マスクパターン群により形成されるチ
ェック用レジストパターンが、露光時間の多少等の諸条
件により太くなったり細くなったりする。そして、第１
のマスクパターンと第２のマスクパターンとの長さが異
なり、かつ並んでいることから、並んでいる部分ではパ
ターンの近接効果の度合を調べることができ、また第１
のマスクパターンが長く孤立している部分に対応して除
去されるレジストの幅と、パターンが近接している部分
に対応して除去されるレジストの幅との差を目視するだ
けで、当該ＩＣのレジストパターンの線幅がほぼ一様に
除去されているか否かの検査が可能となる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図および第２図を参照して、本発
明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第１図は本発明の一実施例のチェック用マスクパターン
群を抜き出して示した平面図でおり、第２図はフォトマ
スクのうちの複数のチェック用マスクパターン群が配置
された部分の平面図である。

本実施例のフォトマスクは、ポジ形レジストに対応した
フォトマスクである。フォトマスクのテストエレメント
グループのエリアに、図示のチェック用マスクパターン
群１００が設けられる。チェック用マスクパターン群１
００は、１本の第１のマスクパターン１０１と２本の第
２のマスクパターン１０２とを有している。第１のマス
クパターン１０１と第２のマスクパターン１０２の線幅
りはいずれも同じであり、第１のマスクパターン１０１
と第２のマスクパターン１０２とは間隔Ｓをもって並べ
られる。第１のマスクパターン１０１の長さは第２のマ
スクパターン１０２の長さより長く、第１のマスクパタ
ーン１０１の一端部と第２のマスクパターン１０２の一
端部とが揃えられて並べられ、第１のマスクパターン１
０１のうち、第２のマスクパターン１０２に隣接せぬ部
分１０１Ａでは孤立パターンが作られる。上記構成にお
いて、線幅りは通常はＩＣ中の最も細くされるべきゲー
ト電極等のパターン幅と等しくされる。一方、間隔Ｓは
上記ＩＣ中の最も細くされるべきゲート電極等のパター
ン幅が許容される誤差範囲に応じて、下記の如くチェッ
ク用マスクパターン群毎に設定される。

この実施例では、第１のマスクパターン１０１および第
２のマスクパターン１０２に対応するＩＣ上のレジスト
の除去幅が、２．０μｍから２．１μｍ程度となるよう
な露光がなされたとき適性露光の範囲にあるとする。か
かる場合、第２図に示すように、第１のマスクパターン
１０’ｌおよび第２のマスクパターン１０２の線幅りが
２．０μ７ｎであり、これらの間隔Ｓがそれぞれ２．０
ｕｒｒｔ、２．２Ａ１ｍ、２．４μｍのチェック用マス
クパターン群１００１〜１００６を設ける。

２のマスクパターン１０２の並び方向がＩＣ中のＦＥＴ
のゲートの長手方向と同方向になるようにされ、チェッ
ク用マスクパターン３￥１００４〜１００６では、第１
のマスクパターン１０”Ｉおよび第２のマスクパターン
１０２の並び方向かＩＣ中のＦＥＴのゲートの長手方向
と垂直方向になるようにされる。そして、チェック用マ
スクパターン群１ｏｏ１，１００４では第１のマスクパ
ターン１０１と第２のマスクパターン１０２との間隔Ｓ
が２．０μ卯、チェック用マスクパターン群１００２．
１００５では第１のマスクパターン１０１と第２のマス
クパターン１０２との間隔Ｓが２．２μ■、チェック用
マスクパターン群１００　．１００６では第１のマスク
パターン１０１と第２のマスクパターン１０２との間隔
Ｓが２．４μｍとされる。

このように、３種類のチェック用マスクパターン群を２
組設け、並び方向をそれぞれが直交するようにする理由
は、露光に異方性があることを考慮しているためである
。チェック用マスクパターンＭ、１００１〜１００Ｂの
第１のマスクパターン１０１のみが延びている突端の近
くには、ｒＯＪ、「２」、「４」の識別番号をＩＣ上に
付するためのマスクパターン１０３１〜１０３３が設け
られ、露光および現像後のＩＣのチェック用マスクパタ
ーン群１００に対応する部分を顕微鏡を介して児たとき
、識別番号ｒＯＪ、「２」、「４」によって線幅りと間
隔Ｓとの差が、それぞれ０μｍ、０．２μ７７１１．、
０．４μｍであると識別可能になっている。

このように構成されたチェック用マスクパターン群１０
０を具備するフォトマスクを用いて、フォトリソグラフ
ィ工程で露光を行った場合の作用は、以下の通りである
。なお、ここでは簡単のため、第１のマスクパターン１
０１および第２のマスクパターン１０２がＦＥＴのゲー
トの長手方向と同方向に並べられているチェック用マス
クパターン群１００１〜１ＱＯ３のみについて述べるこ
ととする。

まず、露光が適正な範囲で行われた場合には、第１のマ
スクパターン１０１および第２のマスクパターン１０２
の線幅Ｌ　（＝２．　Ｏμｒｒｔ＞に対応して、半導体
ウェーハ上のレジストが幅２．０μｍから２．１μｍの
範囲で除去されている。すなわち、半導体ウェーハ上の
レジストパターンの線幅および間隔が、チェック用マス
クパターン群１００１〜１００３のものと等しい範囲か
ら、チェック用マスクパターン群１００１〜１００３に
おいて、線幅りが０．１μｍ増加したものと等しい範囲
で変動したものとなる。すると、チェック用マスクパタ
ーン群１００ｉ〜１００３に対応する半導体ウェーハ上
の位置を顕微鏡を介して見たとき、半導体ウェーハ上の
レジストが幅２．０μｍで除去されているとチェック用
マスクパターン群１００ｉに対応するレジストパターン
の間隔が等しく見える。一方、半導体ウェーハ上のレジ
ストの幅が２．１μｍで除去されていると、チェック用
マスクパターン群１００１〜１００３の間隔Ｓに対応す
るレジストの幅が左右から０．０５μｍづつ浸食を受け
、各群に対応するレジストの幅が１．９μｍ、２．１μ
ｍ、２．３μｍで残り、チェック用マスクパターン群１
００２に対応するレジストパターンの間隔が等しく見え
る。また、オーバー露光となってレジストが２．２μｍ
の幅で除去されたとすると、レジストの幅が左右から０
．１μｍの侵食を受け、各群に対応するレジストの幅が
１．８μ７Ｗ、２．０ｕｍ、２．２μ７［で残り、チェ
ック用マスクパターン群１００３に対応するレジストパ
ターンの間隔が等しく見えることになる。

一方、上記のいずれの露光の度合のときにおいても、検
査者は第１のマスクパターン１０１の線幅りに対応して
除去されたレジストの幅が変化していないかを、レジス
トの長さ方向について調べる。すると、第１のマスクパ
ターン１０１が第２のマスクパターン１０２と隣接して
いる部分ではレジストの除去の幅が多いが、隣接せぬ部
分１０１Ａでは、除去の幅が少ない（途中から細くなっ
ている。）等ということが、各群毎に判る。

つまり、第１のマスクパターン１０１に対応してレジス
トが除去されたパターンが長さ方向に対して一定の幅を
有するとき、適正な露光が行われたとすることでパター
ンの近接効果になる不具合を取除くことができる。もち
ろん、この条件以外に、チェック用マスクパターン群１
００１，１００２に対応する位置のレジストパターンの
間隔が等しく見えるときに適性とし、チェック用マスク
パターン群１００３に対応する位置のレジストパターン
め間隔が等しく見えるときに不適性とする条件を要する
。

このようにして、第１のマスクパターン１０１に対応し
てレジストが除去されたパターンの長さ方向の幅が変化
していないかを、顕微鏡を介して見るだけで、実際の回
路におけるシングルフィンガーゲートとマルチフィンガ
ーゲートとのＦＥＴにおいて、ゲートの形成の具合が適
正かどうかが簡単に判り、レジストの種類を変えるとか
レジストの厚みを変える等の対応を迅速にとり得る。

また、チェック用マスクパターン群１００１〜１００６
はテストエレメントグループのエリアに設けられること
から、ＩＣに本来必要な回路部分を圧迫することがなく
、好都合である。つまり、通常のＩＣには回路の特性が
適当か否か調べるため、本回路と同様のＦＥＴ等を形成
するテストエレメントグループのエリアが設けられるが
、本実施例のチェック用マスクパターン群が占有する面
積は数μｍ×数μｍであり、従ってテストエレメントグ
ループの空部弁に設けることが可能なのである。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。

例えば、ポジ形レジストに限らず、ネガ形レジストに対
応するフォトマスクにも適用できる。また、実施例では
露光の多少を中心にパターンの「太り」や「細り」を説
明したが、レジストの種類などになる「太り」ヤ「細り
」にも適用可能である。

更に、過度の露光等によるパターンの線幅の「太り」に
対応する検出の場合だけでなく、過少の露光等によるパ
ターンの線幅の「細り」に対応する場合も検出可能であ
る。この「細り」に対応するパターンの近接効果の度合
を検出する場合には、残されるレジストの幅が過少の露
光により太くなったとき、レジストパターンの間隔が等
しくなるように、間隔Ｓを線幅りより短かくしたチェッ
ク用マスクパターン群を設けてあけばよい。また、露光
の異方性を考慮しなくてもよい場合には、第１および第
２のマスクパターンの並び方向が異なるチェック用マス
クパターン群を設ける必要はない。また、チェック用マ
スクパターン群は１群以上であればよい。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明では、所定線幅と第１
の長さを有する第１のマスクパターンと、この第１のマ
スクパターンに対して所定間隔をもって並べられ、かつ
上記第１の長さより短い第２の長さを有する１本以上第
２のマスクパターンとを興備するので、露光および現像
後の第１のマスクパターンに対応するレジストパターン
を顕微鏡を介して目視し、長さ方向における幅の変化を
調べるだけで、パターンの近接効果の度合、孤立パター
ンの状態などをチェックでき、従って多くの手間と時間
とを費すことなく、的確なチェックが可能であるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のチェック用マスクパターン
群を扱き出して示した平面図、第２図はフォトマスクの
うちの複数のチェック用マスクパターン群が設けられた
部分の平面図である。 １００．１００１〜１００６・・・チェック用マスクパ
ターン群、１０１・・・第１のマスクパターン、１０２
・・・第２のマスクパターン、１０３・・・マスクパタ
ーン。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹第　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定線幅と第１の長さを有する第１のマスクパター
   ンと、この第１のマスクパターンに対して所定間隔をも
   つて並べられ、かつ所定線幅と前記第１の長さより短い
   第２の長さを有する１本以上の第２のマスクパターンと
   を含んで形成されたチェック用マスクパターン群を、少
   なくとも一群具備することを特徴とするフォトマスク。 ２、前記チェック用マスクパターン群が複数具備されて
   いる場合において、各群毎に前記間隔が異なっている特
   許請求の範囲第１項記載のフォトマスク。 ３、前記チェック用マスクパターン群の所定の一群にお
   いて、前記線幅と前記間隔とが互いに等しい特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のフォトマスク。 ４、前記第１および第２のマスクパターンは、同一群内
   においては形成されるＩＣ素子のゲートの長手方向と同
   方向、またはこれの垂直方向にそれぞれ並べられている
   特許請求の範囲第２項または第３項記載のフォトマスク
   。