JPH0452643A - 微細パターンの形成方法 - 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］ この発明は微細パターンの製造方法に関し、特に、半導
体製造プロセスの写真製版工程における微細コンタクト
パターン形成に関するものである。

〔従来の技術］ 第４図（ａ）は、従来から用いられてきたコンタクトホ
ール形成用マスクパターンを示す。図中、７はコンタク
トホールパターン、斜線部８はＣｒ膜で被われた遮光部
である。

従来の微細パターンの形成方法は、第４図（ａ）に示す
マスクパターンを、縮小投影レンズを介してウェハ上に
結像し、これによりフォトレジストを感光させるという
ものである。

従来のマスクパターンを用いてウェハを露光した時に、
露光されるウェハ上のパターン像の光強度分布を第４図
（ｂ）に示す。図において、横軸は像平面における座標
、縦軸は光強度を示している。

従来の方法では開口すべきパターンサイズが小さくなる
につれ、光の回折現象により、本来光強度がＯとなるべ
き所にも光が廻り込むため、得られるウェハ上のパター
ンは、所定のサイズよりも太き（転写されることとなる
。一方、これを所定のサイズに仕上げるために露光量を
下げると、今度は開ロ不良ビなってしまい、ウェハ上に
微細な開ロバターンを形成することができなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、上記の従来のマスクパターンでは、微細
コンタクトパターンの転写において、ウェハ上での像強
度が低下するため、パターン転写時に像が劣化し、充分
な加工精度が得られないという問題があった。

本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
、微細コンタクトホールパターンのウェハ上のコントラ
ストを増大でき、加工精度を向上できる微細パターンの
形成方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る微細パターンの形成方法は、開口部以外に
、それをとり囲む第２開口部を設け、その第２の開口部
の一部を露光波長に対し透明な材質で被い、これをマス
クパターンとしてパターン転写を行うようにしたもので
ある。

〔作用〕

本発明における微細パターンの形成方法では、本来の開
口部をとり囲む第２開口部の一部に、露光波長に対して
透明な材質からなるパターンを設け、これをマスクとし
てパターン転写を行うようにしたので、ウェハ上での像
のコントラストが向上し、微細コンタクトホールが精度
良く形成可能となる。

〔実施例］ ここでまず、位相シフト法について説明する。

一般に光は、振幅成分と位相成分とにより構成されてお
り、干渉現象をおこす。干渉は振幅成分が寄与する場合
と位相成分が寄与する場合に分けられる。位相シフト法
では位相変化による干渉を利用したものである。具体的
には位相シフタを用いない開口部と位相シフタを用いた
部分の透明光に１８０度の位相差を設定するものである
。１８０度の位相差を設定するためには使用する波長λ
位相シフタの波長λにおける屈折率ｎ、シフタの厚みｄ
とすると、 （ｎ−１）ｄ＝　（ｍ＋１／２）　　λ但し、ｍは整数 の関係を満たすことが必要である。

隣り合う光の位相を１８０度だけずらす事により干渉光
強度を低下させることができる。

第３図にその原理図を示す。同図（ａ）はそのマスクパ
ターンを示す図、同図ｂ）は（ａ）図のマスクパターン
を用いて露光した場合の露光光の光強度の分布を示す図
である。図において、４はマスク基板、５はＣｒ等から
なる遮光材、６は１８０度位相シフタ、７は位相シフタ
６がある場合の光強度分布、８は位相シフタがない場合
の第４図の通常法による露光光の光強度分布を示してい
る。

位相シフタ６で被われていない部分を通る光と被われた
部分を通る光は互いにその位相が１８０度だけずれてい
るため、これらが干渉した場合には光強度は互いに打ち
消し合いＯとなる。このため、第３図（ｂ）に示すよう
に、ウェハ上の像の光強度７は位相シフタがない場合に
比べて横方向の広がりが少な（なっている。このように
位相シフト法はマスクパターンの開口寸法を精度よく転
写することができ、通常法による第４図（ｂｌに示した
光強度分布８よりも像のコントラストを大幅に向上でき
る。

本発明はこのような位相シフト法をコンタクトホールの
形成に通用したものである。

以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるマスクパターンを示す
。図において、１は転写されるべきコンタクトホールパ
ターンである第１の矩形開口部、２は第１の矩形開口部
１をとり囲むように形成された補助パターンである第２
の開口部、３は露光光に対して透明な物質からなり、露
光光の位相をシフトさせるための位相シフタで、第２の
開口部のうち、第１の矩形開口部に対して垂直な部分及
び水平な部分にのみに設けである。

いま、第２の開口部（補助パターン）２の位相シフタ３
の膜厚ｄは波長λ１位相シフタの波長λにおける屈折率
ｎに対して、 （ｎ−１）ｄ＝　（ｍ＋１／２）λ 但し、ｍは整数 の関係を満たすように設定する。

このようなマスクパターンを用いてウェハ上にパターン
を露光した場合の、ウェハ上の露光光のパターンについ
て説明する。

第２図（ａ）、　Ｃｂ）はそれぞれ第１図のマスクパタ
ーンの■−ビ断面部における露光光の光強度と位相の相
対値分布を示したものであり、また、第２図（Ｃ）、　
（ｄ）は同様にマスクパターンの■−■”断面部におけ
る露光光の光強度と位相の相対値分布を示したものであ
る。第２図（ａ）に示すように位相シフタ３がある所で
は、パターンの拡がりが防げられ、像がシャープになる
。

これに対して、第２図（Ｃ）に示すように、第２の開口
部２のコーナ部では位相シフタ３を形成していないため
、干渉光強度は増大し、パターンは拡がる。

すなわち、コンタクトホールにおいて、対角方向にはパ
ターンは拡がり、水平、垂直方向にはパターン拡がりが
抑制される。

ここで、第１図における第２の開口部２のサイズである
が、これは用いる装置の解像限界以下のサイズにする。

これにより補助パターン自身のウェハ上へのパターン転
写が防止される。

このように本実施例では第１の開口部であるコンタクト
ホール１の周囲に第２の開口部２を設け、第１の開口部
ｌに対して垂直及び水平な部分にのみ選択的に位相シフ
ト膜３を設けるようにしたので、コンタクトホール１に
おいて、その対角方向にはパターンは拡がり、水平、垂
直方向のパターンの拡がりは防止され、像のコントラス
トが向上する。従って、このような方法によれば、コン
タクトホール１の開口寸法を精度良く転写でき、微細コ
ンタクトホールの寸法精度を向上することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、本来のマスクパターンの
開口部を取り囲むように補助パターンとして第２の開口
部を形成し、この一部に位相シフト膜を設け、この補助
パターンと位相シフタを備えたマスクパターンを用いて
露光を行なうように上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例による微細パターンの形成方
法に用いるコンタクトホール形成用マスクパターンを示
す図、第２図は第１図のマスクパターンを用いた場合の
露光光のパターンを示す図、第３図は位相シフト法を説
明するための図、第４図は従来の微細パターンの形成方
法におけるコンタクトホール形成用マスクパターンとそ
の露光光パターンを示す図である。 １−・第１の矩形開口部、２−第２の開口部（補助パタ
ーン）、３．６−位相シフタ、４一基板、５−遮光膜。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）矩形開口部を有するマスクパターンを用いた微細
   パターンの製造方法において、 前記マスクパターンの第１の矩形開口部を取り囲む第２
   の開口部を設定し、 該第２の開口部の一部に露光波長に対して透明な物質を
   設け、 これをマスクとして露光を行うことを特徴とする微細パ
   ターンの形成方法。
2. （２）第２開口部を被う物質の厚みｄは、 その物質の露光波長λと該露光波長λにおける屈折率ｎ
   とに対して、 （ｎ−１）ｄ＝（ｍ＋１／２）λ 但し、ｍ：整数 の関係を満たしていることを特徴とする請求項１記載の
   微細パターンの形成方法。