JPH0239152A - 光露光用マスク - 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、光露光用マスクに関する。本発明の光露光用
マスクは、例えば半導体装置の製造の際に、パターン転
写を行うマスクとして利用するこ〔発明の概要〕 本発明は、複数のマスクパターンを有する光露光用マス
クにおいて、互いに近接した相燐り合うマスクパターン
の双方の相燐り合う側の対向する部分の少なくとも一部
に切り欠き部を設けることによって、光強度分布の歪み
により該相燐り合うマスクパターン間の投影パターンに
光強度が低い部分が生じることを防止し、パターンに忠
実な形状を得られるようにしたものである。

〔従来の技術〕

光露光用マスクは、例えば半導体装置の製造工程におい
て、該マスクに形成されているマスクパターンをフォト
レジストに転写してレジストパターンを形成すること等
のために用いられている。

しかし近年の半導体装置の超微細化・高集積化に伴い、
マスクパターンの転写についても一層の精密さが要請さ
れるようになっている。

例えば最近では、超ＬＳＩ製造用のフォトリソグラフィ
ー工程においては、露光装置の光学系の回折限界に近い
微細レジストパターン、更には回折限界よりも更に微細
なパターンをも安定して精度良く形成することが要せら
れるようになっている。

従来より、フォトリソグラフィー用露光装置としては、
主にマスクのパターンをレンズ、或いはミラーなどを介
して、パターンを転写すべき基体であるウェハー上のレ
ジスト膜等に投影露光する方式が用いられている。一般
にこの種の光露光用マスク上のパターンは矩形パターン
から構成されるが、レジスト膜等の形状を定める役割を
果たす基体（ウェハー等）上に投影された光強度分布は
、光の回折、干渉等により、パターン寸法が光学系の回
折限界に近付くと、マスクに対する忠実性を失って来る
。即ち、一つには矩形パターンのコーナー部が著しく丸
味を帯びた形で投影される。また一つには、投影される
パターンに歪みが生じる。

このような光強度分布でレジストを露光すると、現像後
のレジストパターンは、その光強度分布を反映し、コー
ナー部で丸味を帯びることになる。

また、歪みを生じる。このため微細なレジストパターン
をマスクに忠実に形成することができない。

上記の問題の内、コーナー部での丸味は、マスクパター
ンに忠実であることが望ましいことは当然としても、必
ずしも決定的な不都合を生じるとは限らない。しかしレ
ジストパターンの歪みは、製造する半導体装置の信頼性
を著しく損なうことがある。特に、互いに近接して相燐
り合う複数のマスクパターンを有する光露光用マスクを
用いる場合、この問題が重大である。

このような問題点について、第３図及び第４図を用いて
説明すると次のとおりである。

第３図は、近傍して隣り合う２つの矩形状パターン１’
、２’　を有する光露光用マスクであり、両パターン１
’、２’　は距離ｌたけ離れて隣り合っている。このｌ
が、例えば、０．７μとか０．６μという微細なもので
ある場合に、これを例えば解像度０．８μの投影露光装
置で露光すると、第４図に示すように、コーナー部が丸
い光強度分布となるとともに、コーナー部付近で該光強
度分布が歪んで、両パターン１’、２’　の間の溝に該
当する投影部分に、光強度が著しく低下する部分が生ず
る。第４図中、この部分をＡで示す。なお第４図は、第
３図の破線で囲う部分に対応する光強度分布図である。

このようにパターン歪みの影否により、微細な溝状パタ
ーンく抜きパターン）の一部に光強度の低い部分ができ
ると、レジスト現像後にその部分で、レジスト残りが生
じる場合がしばしば起こる。

例えば第５図に模式的に示すように、上記光強度分布に
よって図の符号Ｂで示す部分でレジスト残りによるレジ
ストの接触が生じることがあり、このままでその後の加
工を行うと、得られる半導体装置は設計したものとはな
らず、信頼性は著しく低下する。このように、上記第４
図のような投影強度分布の状態では、微細な溝状パター
ンは安定して形成できず、半導体装置の製造において極
めて問題である。

矩形状のマスクパターンの端部の転写を精密にしてほぼ
矩形状に達成するための技術として、パターンの端部、
乃至はコーナー部に予め凸起部を設け、これにより投影
パターンの端部の円形化を防ぐ提案が、特公昭６２−７
５３５号公報に記載されているが、このようにパターン
に凸起部をもたせると、上記光強度の低下する部分の発
生は却って助長され、投影パターンの歪みに伴う問題は
解決されない。この公報に記載の技術は、近接して隣り
合うマスクパターンについては、むしろ光強度分布の弱
い部分を一層出現させるものであって、安定したレジス
ト形状を得るための技術としては採用し難い。（この従
来技術は、２μ〜５μというオーダーでの精密性を問題
にしているが、本発明はいわゆるサブミクロン、更には
クォータミクロンのオーダーでの超微細なパターン構造
を問題にしている）。なお同公報の第５図（Ｄ）には、
凹状のパターン部に凹状の切り欠きを設けた例が開示さ
れているが、これもコーナー部の投影パターンの円形化
を防ぐためのもので、投影された光強度分布の歪みを補
正する機能を有するものではない。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した問題点を解決せんとするもので、そ
の目的は、互いに近接して相隣り合うマスクパターンに
より形成される投影パターンにおいて、光強度分布の歪
みにより該相隣り合うマスクパターン間の投影パターン
に光強度が低下した部分が生ずることを防止し、もって
マスクパターンに忠実な転写パターン形状を得られる光
露光用マスクを提供することにある。

本発明の構成について、後記詳述する本発明の一実施例
を示す第１図の例示を用いて説明すると、次のとおりで
ある。

即ち本発明の光露光用マスクＭは、第１図に例示のよう
に、互いに近接した相燐り合うマスクパターン１．２の
双方の相燐り合う側の対向する部分の少なくとも一部に
切り欠き部３１．３２を設けたものである。

なお図示例では特に、上記切り欠き部３１，３２を、上
記マスクパターン３１．３２の双方の内側（対向する側
）のコーナー部に設けるようにした。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 前記問題点を解決するため、本発明の露光用マスクは、
複数のマスクパターンを有する光露光用マスクにおいて
、互いに近接した相燐り合うマスクパターンの双方の相
燐り合う側の対向する部分の少な（とも一部に切り欠き
部を設けた構成とする。

〔作用〕

上記のような切り欠き部３１．３２を設けると、第２図
に示すように、マスクパターン１．２に忠実な光強度分
布が得られる。即ち第４図を用いて説明した従来技術の
場合は、投影パターンにおいて光の強度の分布の小さい
部分Ａが発生してしまっていたのであるが、本発明によ
れば、このような部分の発生が防止できる。よって、マ
スクパターン１．２に忠実な光強度分布の投影パターン
が得られ、従って本発明によればマスクパターンに忠実
な転写パターン、例えばフォトレジストパターンを得る
ことができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例について、図面を参照して説明す
る。なお当然のことではあるが、本発明は以下の実施例
により限定されるものではない。

この実施例は、本発明を、半導体装置製造用の光露光用
マスクに適用したもので、更に詳しくは、超ＬＳＩ製造
用フォトリソグラフィー工程におけるレジストパターン
形成に用いる光露光用マスクとして具体化したものであ
る。特に本実施例は、超微細構造のレジストパターンを
得る場合について本発明を適用したものであって、解像
度０．８μの投影露光装置（ステッパー）を用い、回折
限界近く、乃至はそれよりも微細なパターンを形成しよ
うとするもので、例えば０．６〜０．７μのパターンを
形成しようとする場合に適用した例である。

本実施例の露光用マスクパターンは、複数のマスクパタ
ーンを有するもので、実際には所望のレジストパターン
に応じた矩形パターンが複雑に組み合わされて構成され
ているが、第１図にはその内圧いに近接した相燐り合う
マスクパターン１２を図示しである。本発明においては
かかるマスクパターンの双方の相燐り合う側の対向する
部分の少なくとも一部に切り欠き部を設けるのであるが
、本実施例では、パターン１．２の双方の相燐り合う側
（内側）のコーナー部に切り欠き部３１３２を設けた。

本実施例においては、マスクパターン１．２は、透明な
支持体４上に、クロムにより形成した。

第１図において、両パターン１．２の相燐る間隔、つま
り図の距離ｌは、０．７μとか０．６μという超微細な
ものである。従来例である第３図のような場合は、かか
る微細な溝状パターン（抜きパターン）の幅ｌが露光装
置の回折限界に近い場合、被投影面であるウェハー上の
光強度分布を等光強度点を結んだ等高線表示で表すと、
第４図のようになり、従って溝（パターン間の間隔を称
する。

本明細書中において同じ）の終端部、即ち矩形のコーナ
ー部近くでは、光学系の干渉性（コヒーレンス）に依存
してパターン歪みが生じ、溝パターンの一部（Ａ部分）
で光強度がかなり低下する所ができ、この部分では他の
部分に比較して、レジストに照射される光エネルギー宙
度が小さくなり、露光不十分となり、現像後にレジスト
残りが生じて第５図に模式的に示す如きプリノヂングＢ
が生じ易く、従って溝状レジストパターンの安定な形状
が困デ「であった。

これに対し本実施例においては、第１図に示すとおり、
長方形のマスクパターン１．２のコーナー部に切り欠き
部３１．３２を設ける。このように切り欠き部１，２を
設けたマスクパターン１２を投影面であるウェハー上に
転写する場合の光強度分布は、第２図に示すとおりであ
る。第２図は、第１図の破線、で示す部分に対応した部
分の光強度分布を示すものである。第２図から明らかな
ようにコーナー部のパターン歪みは適切に補正され、光
強度が溝パターン全体に亘って均一で、著しく光強度が
低下する部分は生じない。レジスト露光、現像後のレジ
ストのパターン形状はこの等高線分布形状に従ってパタ
ーン形成されるので、レジスト露光、現像後にレジスト
残りが生じることもなく、安定な転写パターン形成が可
能になる。

この結果本実施例を用いると安定な、信頼性の高い半導
体装置が得られる。

これは、切り欠き部３１．３２が存在することにより、
光強度分布が弱くなる所が補正され、これによりマスク
パターンに忠実な光強度分布が得られるようになったた
めと考えられる。

本例では切り欠き部３１．３２を第１図の如く、横ａ、
縦すの寸法で矩形に切り欠いたが、この形状には限定さ
れない。また、第１図の上方のパターン３１．３２の互
いに対向するコーナー部に切り欠き部を更に設けること
もできる。またコーナー部に限らず、パターン３１．３
２の対向する双方の側であって、上記補償作用を呈し得
る場所であれば、切り欠き部は任意に形成してもよい。

本例において、上記切り欠き部３１．３２の寸法ａ、ｂ
は、露光装置の光学的特性、及びマスクパターンに応じ
て最適化して、設計することができる。

例えば、寸法ａ、ｂを定めるパラメータとして、上記両
マスクパターン３１．３２間の距離！、露光装置のアパ
ーチャ数ＮＡ、露光する光の波長λ、露光装置のコヒー
レンスファクターσ　（露光装置の光干渉性を示す）を
とると、下記の如く函数ｒｇを組み、これを解くことに
よって、コンピュータ解析でａ、ｂを求めることができ
る。

ｆ　　（Ｌ　　ＮＡ、　　λ、　　σ）　−ｇ　　（ａ
、ｂ）本実施例の光露光用マスクを用いると、フォトリ
ソグラフィー工程において微細な溝状レジストパターン
を安定して形成することができ、また、通常の手法では
光強度分布的に抜けにくい所、即ち光が充分には通りに
くくなってしまう所をスムーズに抜けるようにでき、こ
れによりマスクパターンに忠実な転写パターンが得られ
るようになる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、互いに近接して相燐り合
うマスクパターンにより形成される投影パターンにおい
て、光強度分布の歪みにより該相燐り合うマスクパター
ン間の投影パターンに光強度が低下した部分が生ずるこ
とが防止でき、従ってマスクパターンに忠実な転写・投
影パターン形状が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光露光用マスクの一実施例を示す要
部平面図である。第２図は、この例を用いて投影した場
合の光強度分布を部分的に示す図である。第３図は、従
来例の要部平面図である。 第４図は、従来例を用いて投影した場合の光強度分布を
部分的に示す図である。第５図は、その場合の従来例の
問題点を示す模式図である。 １．２・・・マスクパターン、３１．３２・・・切す欠
き部。 賞７セ翌りの光１伊尤用７スク 第１図 否〔来　１文　予す了 第 図 ’Ｆ７ｆｆ？／／ｌｆ、儀醗！ 第２図 夾米ｆｌｎ尤ブリ今干 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のマスクパターンを有する光露光用マスクにお
   いて、互いに近接した相隣り合うマスクパターンの双方
   の相燐り合う側の対向する部分の少なくとも一部に切り
   欠き部を設けたことを特徴とする光露光用マスク。 ２、前記切欠き部が、上記相隣り合うマスクパターンの
   双方の相隣り合う側のコーナー部に設けたものである請
   求項１記載の光露光用マスク。