JPH0582487A - エツチングマスクの形成方法 - Google Patents
エツチングマスクの形成方法Info
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- JPH0582487A JPH0582487A JP27003991A JP27003991A JPH0582487A JP H0582487 A JPH0582487 A JP H0582487A JP 27003991 A JP27003991 A JP 27003991A JP 27003991 A JP27003991 A JP 27003991A JP H0582487 A JPH0582487 A JP H0582487A
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- JP
- Japan
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- etching mask
- hole
- side wall
- layer
- forming
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、コンタクトホール用のエッチング
マスクに形成するスルーホール径を小さくすることで、
チップ面積の縮小化を図る。 【構成】 第1の工程で、基板11上の被エッチング層
12に、スルーホール21の側壁の一方側22を形成す
る第1のエッチングマスク17を設け、その後第2の工
程で、被エッチング層12上に、第1のエッチングマス
ク17の一部分にオーバラップする状態にして、スルー
ホール21の側壁の他方側23を形成する第2のエッチ
ングマスク19を設ける。
マスクに形成するスルーホール径を小さくすることで、
チップ面積の縮小化を図る。 【構成】 第1の工程で、基板11上の被エッチング層
12に、スルーホール21の側壁の一方側22を形成す
る第1のエッチングマスク17を設け、その後第2の工
程で、被エッチング層12上に、第1のエッチングマス
ク17の一部分にオーバラップする状態にして、スルー
ホール21の側壁の他方側23を形成する第2のエッチ
ングマスク19を設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンタクトホールを形
成するためのエッチングマスクの形成方法に関するもの
である。
成するためのエッチングマスクの形成方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】素子の高集積化によって、コンタクトホ
ールの径の微細化が要求されている。特にコンタクト抵
抗が大きな問題にならないスタティックRAMやダイナ
ミックRAM等のメモリセル内のコンタクトホールは、
配線の接続ができればその径の大きさは問われない。こ
のため、メモリセル内のコンタクトホールは、微細化が
可能になる。サブミクロン以下の大きさの微細なコンタ
クトホールを形成するには、コンタクトホールと同等の
大きさのスルーホールを有するエッチングマスクに形成
する必要がある。
ールの径の微細化が要求されている。特にコンタクト抵
抗が大きな問題にならないスタティックRAMやダイナ
ミックRAM等のメモリセル内のコンタクトホールは、
配線の接続ができればその径の大きさは問われない。こ
のため、メモリセル内のコンタクトホールは、微細化が
可能になる。サブミクロン以下の大きさの微細なコンタ
クトホールを形成するには、コンタクトホールと同等の
大きさのスルーホールを有するエッチングマスクに形成
する必要がある。
【0003】その方法の一つに位相シフト法がある。位
相シフト法には、例えば補助パターン方式,エッジ強調
方式,シフター遮光方式等がある〔日経マイクロデバイ
ス,71〔5〕(1991)日経BP社 p.52−5
8参照〕。いずれの方式も、露光するときに用いるフォ
トマスクに、露光の位相を変えるシフターを設けてマス
クパターンを形成する。上記フォトマスクを透過する光
はシフターにより位相が例えば180°変えられる。そ
してフォトマスクを透過した光を干渉させることによ
り、エッチングマスクになるレジスト膜上に明部と暗部
とを生じさせて、レジスト膜を露光する。次いで上記露
光したレジスト膜を現像して、当該レジスト膜に微細な
径(露光波長がg線の場合には径が0.45μm程度)
のスルーホールを設け、コンタクトホール用のエッチン
グマスクを形成する。
相シフト法には、例えば補助パターン方式,エッジ強調
方式,シフター遮光方式等がある〔日経マイクロデバイ
ス,71〔5〕(1991)日経BP社 p.52−5
8参照〕。いずれの方式も、露光するときに用いるフォ
トマスクに、露光の位相を変えるシフターを設けてマス
クパターンを形成する。上記フォトマスクを透過する光
はシフターにより位相が例えば180°変えられる。そ
してフォトマスクを透過した光を干渉させることによ
り、エッチングマスクになるレジスト膜上に明部と暗部
とを生じさせて、レジスト膜を露光する。次いで上記露
光したレジスト膜を現像して、当該レジスト膜に微細な
径(露光波長がg線の場合には径が0.45μm程度)
のスルーホールを設け、コンタクトホール用のエッチン
グマスクを形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記位
相シフト法では、g線を用いた露光で径が0.45μm
程度(またはi線を用いた露光で径が0.35μm程
度)のコンタクトホールしか形成できない。この結果、
コンタクトホールの微細化ができないので、メモリセル
の面積が大きくなる。したがって、メモリセルを高集積
化したデバイスでは、チップ面積が大きくなる。このた
め、一枚のフォトマスクに形成できるチップ数が少なく
なるので、製造プロセスにおける、例えばステッパによ
る感光工程のスループットが低下する。また一枚のウエ
ハ当たりの取得チップ数が少なくなるので、歩留りが低
下する。
相シフト法では、g線を用いた露光で径が0.45μm
程度(またはi線を用いた露光で径が0.35μm程
度)のコンタクトホールしか形成できない。この結果、
コンタクトホールの微細化ができないので、メモリセル
の面積が大きくなる。したがって、メモリセルを高集積
化したデバイスでは、チップ面積が大きくなる。このた
め、一枚のフォトマスクに形成できるチップ数が少なく
なるので、製造プロセスにおける、例えばステッパによ
る感光工程のスループットが低下する。また一枚のウエ
ハ当たりの取得チップ数が少なくなるので、歩留りが低
下する。
【0005】本発明は、微細なコンタクトホールの形成
を可能にするエッチングマスクの形成方法を提供するこ
とを目的とする。
を可能にするエッチングマスクの形成方法を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたエッチングマスクの形成方法であ
る。すなわち、第1の工程で、基板上の被エッチング層
上に、スルーホールの側壁の一方側を形成する第1のエ
ッチングマスクを設け、その後第2の工程で、被エッチ
ング層上に、第1のエッチングマスクの一部分にオーバ
ラップする状態にして、スルーホールの側壁の他方側を
形成する第2のエッチングマスクを設ける。
成するためになされたエッチングマスクの形成方法であ
る。すなわち、第1の工程で、基板上の被エッチング層
上に、スルーホールの側壁の一方側を形成する第1のエ
ッチングマスクを設け、その後第2の工程で、被エッチ
ング層上に、第1のエッチングマスクの一部分にオーバ
ラップする状態にして、スルーホールの側壁の他方側を
形成する第2のエッチングマスクを設ける。
【0007】
【作用】上記エッチングマスクの形成方法では、スルー
ホールの側壁の一方側を形成する第1のエッチングマス
クを設けた後、スルーホールの側壁の他方側を形成する
第2のエッチングマスクを設けてスルーホールを形成し
たことにより、形成されるスルーホールの径は、第1の
エッチングマスクと第2のエッチングマスクとの重ね合
わせ精度によって決定される。この重ね合わせ精度は、
通常設計ルールのおよそ1/3になるので、例えば設計
ルールが0.5μmの場合には、エッチングマスクにお
よそ0.15μmの径のスルーホールが形成される。し
たがって、このエッチングマスクを用いて被エッチング
層を異方性エッチングした場合には、被エッチング層に
0.15μm程度の微細な径のコンタクトホールが形成
される。
ホールの側壁の一方側を形成する第1のエッチングマス
クを設けた後、スルーホールの側壁の他方側を形成する
第2のエッチングマスクを設けてスルーホールを形成し
たことにより、形成されるスルーホールの径は、第1の
エッチングマスクと第2のエッチングマスクとの重ね合
わせ精度によって決定される。この重ね合わせ精度は、
通常設計ルールのおよそ1/3になるので、例えば設計
ルールが0.5μmの場合には、エッチングマスクにお
よそ0.15μmの径のスルーホールが形成される。し
たがって、このエッチングマスクを用いて被エッチング
層を異方性エッチングした場合には、被エッチング層に
0.15μm程度の微細な径のコンタクトホールが形成
される。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図1に示す形成工程図によ
り説明する。図では、左側にレイアウト図を示し、右側
に当該レイアウト図中のスルーホール形成部分の断面図
を示す。
り説明する。図では、左側にレイアウト図を示し、右側
に当該レイアウト図中のスルーホール形成部分の断面図
を示す。
【0009】図に示すように第1の工程で、基板11の
上面に成膜されている被エッチング層12〔例えば酸化
シリコン(SiO2 )層よりなる〕の上面に、例えば化
学的気相成長法によって、窒化シリコン(Si3 N4 )
層13を形成する。次いで例えば回転塗布法によって、
Si3 N4 層13の上面にレジスト膜14を成膜する。
その後通常の感光・現像工程を行って、レジスト膜14
の2点鎖線で示す部分を除去し、Si3 N4 層用エッチ
ングマスク15を形成する。このSi3 N4 層用エッチ
ングマスク15の側壁16の一部は、エッチングによっ
て、後述するスルーホール21の側壁の一方側22と同
様の形状に形成される。その形状は、例えばL字形状に
形成される。続いて上記Si3 N4 層用エッチングマス
ク15を用いて、例えば異方性ドライエッチングによっ
て、Si3 N4 層13の1点鎖線で示す部分を除去し、
第1のエッチングマスク17を形成する。したがって、
第1のエッチングマスク17の側壁の一部は、L字形状
に形成され、スルーホール21の側壁の一方側22を構
成する。
上面に成膜されている被エッチング層12〔例えば酸化
シリコン(SiO2 )層よりなる〕の上面に、例えば化
学的気相成長法によって、窒化シリコン(Si3 N4 )
層13を形成する。次いで例えば回転塗布法によって、
Si3 N4 層13の上面にレジスト膜14を成膜する。
その後通常の感光・現像工程を行って、レジスト膜14
の2点鎖線で示す部分を除去し、Si3 N4 層用エッチ
ングマスク15を形成する。このSi3 N4 層用エッチ
ングマスク15の側壁16の一部は、エッチングによっ
て、後述するスルーホール21の側壁の一方側22と同
様の形状に形成される。その形状は、例えばL字形状に
形成される。続いて上記Si3 N4 層用エッチングマス
ク15を用いて、例えば異方性ドライエッチングによっ
て、Si3 N4 層13の1点鎖線で示す部分を除去し、
第1のエッチングマスク17を形成する。したがって、
第1のエッチングマスク17の側壁の一部は、L字形状
に形成され、スルーホール21の側壁の一方側22を構
成する。
【0010】その後、例えばアッシャー処理により、S
i3 N4層用エッチングマスク15を除去する。次に図
に示すように第2の工程で、例えば回転塗布法によっ
て、上記第1のエッチングマスク17側の全面を覆う状
態に、レジスト膜18を上記被エッチング層12上に形
成する。次いで通常のホトリソグラフィーによって、上
記レジスト膜18の2点鎖線で示す部分を除去して、第
1のエッチングマスク17の一部分にオーバラップする
状態の第2のエッチングマスク19を形成する。この第
2のエッチングマスク19の側壁の一部は、スルーホー
ル21の側壁の他方側23を構成する。この側壁の他方
側23は、例えば逆L字形状に形成される。したがっ
て、第1のエッチングマスク17のL字形状に形成した
部分(スルーホールの側壁の一方側22に対応する部
分)と第2のエッチングマスク19の逆L字形状に形成
した部分(スルーホールの側壁の他方側23に対応する
部分)とによってスルーホール21が形成される。上記
の如くして、スルーホール21を有するコンタクトホー
ル用エッチングマスク10が完成する。
i3 N4層用エッチングマスク15を除去する。次に図
に示すように第2の工程で、例えば回転塗布法によっ
て、上記第1のエッチングマスク17側の全面を覆う状
態に、レジスト膜18を上記被エッチング層12上に形
成する。次いで通常のホトリソグラフィーによって、上
記レジスト膜18の2点鎖線で示す部分を除去して、第
1のエッチングマスク17の一部分にオーバラップする
状態の第2のエッチングマスク19を形成する。この第
2のエッチングマスク19の側壁の一部は、スルーホー
ル21の側壁の他方側23を構成する。この側壁の他方
側23は、例えば逆L字形状に形成される。したがっ
て、第1のエッチングマスク17のL字形状に形成した
部分(スルーホールの側壁の一方側22に対応する部
分)と第2のエッチングマスク19の逆L字形状に形成
した部分(スルーホールの側壁の他方側23に対応する
部分)とによってスルーホール21が形成される。上記
の如くして、スルーホール21を有するコンタクトホー
ル用エッチングマスク10が完成する。
【0011】なお上記説明では、第1のエッチングマス
ク17をSi3 N4 で形成し、第2のエッチングマスク
19をレジストで形成したが、それぞれのエッチングマ
スクの材質は、エッチングマスクとしての機能をなすも
のであれば上記材質に限定されない。
ク17をSi3 N4 で形成し、第2のエッチングマスク
19をレジストで形成したが、それぞれのエッチングマ
スクの材質は、エッチングマスクとしての機能をなすも
のであれば上記材質に限定されない。
【0012】本エッチングマスクの形成方法では、上記
の如くに、スルーホール21が形成されるように第1の
エッチングマスク17に第2のエッチングマスク19を
重ね合わせるので、スルーホール21の寸法精度は、第
1のエッチングマスク17と第2のエッチングマスク1
9との重ね合わせ精度によって決定される。例えば設計
ルールが0.5μmの場合の重ね合わせ精度は通常0.
15μm程度なので、g線ステッパを使用した場合に、
スルーホール21を0.15μm程度の径に形成するこ
とが可能になる。この結果、上記コンタクトホール用エ
ッチングマスク10を用いて、被エッチング層12を異
方性エッチングした場合には、被エッチング層12にお
よそ0.15μmの径のコンタクトホール(図示せず)
を形成することが可能になる。なおi線ステッパを用い
ることにより、0.1μm径のスルーホールの形成も可
能である。この場合には、コンタクトホールの径が0.
1μm程度になる。
の如くに、スルーホール21が形成されるように第1の
エッチングマスク17に第2のエッチングマスク19を
重ね合わせるので、スルーホール21の寸法精度は、第
1のエッチングマスク17と第2のエッチングマスク1
9との重ね合わせ精度によって決定される。例えば設計
ルールが0.5μmの場合の重ね合わせ精度は通常0.
15μm程度なので、g線ステッパを使用した場合に、
スルーホール21を0.15μm程度の径に形成するこ
とが可能になる。この結果、上記コンタクトホール用エ
ッチングマスク10を用いて、被エッチング層12を異
方性エッチングした場合には、被エッチング層12にお
よそ0.15μmの径のコンタクトホール(図示せず)
を形成することが可能になる。なおi線ステッパを用い
ることにより、0.1μm径のスルーホールの形成も可
能である。この場合には、コンタクトホールの径が0.
1μm程度になる。
【0013】次に上記方法によって、複数個のスルーホ
ールを形成する一例を、図2により説明する。図の
(1)に示すように、第1の実施例で説明したと同様に
して、被エッチング層12の上面に第1のエッチングマ
スク17を形成する。このとき、第1のエッチングマス
ク17は、後述する各スルーホール21の側壁の一方側
22を形成するために、例えば輪郭の一部分が矩形波形
状にパターニングされる。
ールを形成する一例を、図2により説明する。図の
(1)に示すように、第1の実施例で説明したと同様に
して、被エッチング層12の上面に第1のエッチングマ
スク17を形成する。このとき、第1のエッチングマス
ク17は、後述する各スルーホール21の側壁の一方側
22を形成するために、例えば輪郭の一部分が矩形波形
状にパターニングされる。
【0014】続いて図の(2)に示す如く、第1の実施
例で説明したと同様にして、第1のエッチングマスク1
7の一部にオーバラップする状態にして、被エッチング
層12上に第2のエッチングマスク19を形成する。こ
のとき第2のエッチングマスク19は、側壁の一部で各
スルーホール21の側壁の他方側23を形成するよう
に、例えば輪郭の一部分が矩形波形状にパターニングさ
れる。したがって、第1のエッチングマスク17の側壁
の一部と第2のエッチングマスク19の側壁の一部とに
よって、側壁の一方側22と側壁の他方側23とが形成
され、各側壁の一方側22と各側壁の他方側23とによ
って各スルーホール21が構成される。上記のようにし
て、複数個の微細な径を有するスルーホール21を設け
たコンタクトホール用エッチングマスク10が完成す
る。
例で説明したと同様にして、第1のエッチングマスク1
7の一部にオーバラップする状態にして、被エッチング
層12上に第2のエッチングマスク19を形成する。こ
のとき第2のエッチングマスク19は、側壁の一部で各
スルーホール21の側壁の他方側23を形成するよう
に、例えば輪郭の一部分が矩形波形状にパターニングさ
れる。したがって、第1のエッチングマスク17の側壁
の一部と第2のエッチングマスク19の側壁の一部とに
よって、側壁の一方側22と側壁の他方側23とが形成
され、各側壁の一方側22と各側壁の他方側23とによ
って各スルーホール21が構成される。上記のようにし
て、複数個の微細な径を有するスルーホール21を設け
たコンタクトホール用エッチングマスク10が完成す
る。
【0015】上記方法によって、スタティックRAMの
メモリセル内に8個のコンタクトホールを形成した場合
には、従来の0.35μm径のコンタクトホールを形成
した場合よりも、メモリセル内のコンタクトホールの形
成面積をおよそ30%程度縮小できる。このため、一枚
のフォトマスクに形成できるチップ数を増すことができ
るので、製造プロセスにおける特にステッパにとる感光
工程のスループットが向上する。さらに1枚のウエハあ
たりの取得チップ数を増すことができるので、歩留りの
向上が可能になる。また、メモリセル内のコンタクトホ
ール径を縮小してメモリセルの面積を小さくすること
は、上記スタティックRAMの他に、例えばダイナミッ
クRAMのメモリセル内にコンタクトホールを形成する
場合にも適用できる。
メモリセル内に8個のコンタクトホールを形成した場合
には、従来の0.35μm径のコンタクトホールを形成
した場合よりも、メモリセル内のコンタクトホールの形
成面積をおよそ30%程度縮小できる。このため、一枚
のフォトマスクに形成できるチップ数を増すことができ
るので、製造プロセスにおける特にステッパにとる感光
工程のスループットが向上する。さらに1枚のウエハあ
たりの取得チップ数を増すことができるので、歩留りの
向上が可能になる。また、メモリセル内のコンタクトホ
ール径を縮小してメモリセルの面積を小さくすること
は、上記スタティックRAMの他に、例えばダイナミッ
クRAMのメモリセル内にコンタクトホールを形成する
場合にも適用できる。
【0016】また図3に示すように、例えば0.5μm
幅の配線31上にコンタクトホール32を形成する場合
に、上記第1の実施例で説明した方法によるエッチング
マスクを用いれば、コンタクトホールの径を0.15μ
mに形成することが可能なので、マスク合わせ余裕を例
えば形成するコンタクトホール32の両側に0.15μ
mずつ設けても、配線31上にコンタクトホール32を
形成することが可能になる。なお、従来のコンタクトホ
ール33(2点鎖線で示す部分)は径が0.35μm程
度なので、コンタクトホール33と配線31とのマスク
合わせ余裕を考慮して、コンタクトホール33の形成部
分の配線34(1点鎖線で示す部分)を膨らませて形成
していた。したがって、コンタクトホール32を形成す
る部分の配線31を膨らませて形成する必要がないの
で、配線31を高集積化することが可能になる。
幅の配線31上にコンタクトホール32を形成する場合
に、上記第1の実施例で説明した方法によるエッチング
マスクを用いれば、コンタクトホールの径を0.15μ
mに形成することが可能なので、マスク合わせ余裕を例
えば形成するコンタクトホール32の両側に0.15μ
mずつ設けても、配線31上にコンタクトホール32を
形成することが可能になる。なお、従来のコンタクトホ
ール33(2点鎖線で示す部分)は径が0.35μm程
度なので、コンタクトホール33と配線31とのマスク
合わせ余裕を考慮して、コンタクトホール33の形成部
分の配線34(1点鎖線で示す部分)を膨らませて形成
していた。したがって、コンタクトホール32を形成す
る部分の配線31を膨らませて形成する必要がないの
で、配線31を高集積化することが可能になる。
【0017】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
第1のエッチングマスクと第2のエッチングマスクと
を、互いに重ね合わせて形成することによって、スルー
ホールが形成されるので、スルーホールの径は、設計ル
ールのおよそ1/3の径に形成することができる。この
結果、メモリセルの面積を大幅に縮小することが可能に
なるので、チップ面積も大幅に小さくできる。このた
め、一枚のフォトマスクに形成できるチップ数を増すこ
とができるので、製造プロセスにおけるステッパによる
感光工程のスループットが向上する。
第1のエッチングマスクと第2のエッチングマスクと
を、互いに重ね合わせて形成することによって、スルー
ホールが形成されるので、スルーホールの径は、設計ル
ールのおよそ1/3の径に形成することができる。この
結果、メモリセルの面積を大幅に縮小することが可能に
なるので、チップ面積も大幅に小さくできる。このた
め、一枚のフォトマスクに形成できるチップ数を増すこ
とができるので、製造プロセスにおけるステッパによる
感光工程のスループットが向上する。
【図1】実施例の形成工程図である。
【図2】複数個のスルーホールを形成する方法の説明図
である。
である。
【図3】配線中にコンタクトホールを形成した場合の説
明図である。
明図である。
10 コンタクトホール用エッチングマスク 11 基板 12 被エッチング層 17 第1のエッチングマスク 19 第2のエッチングマスク 21 スルーホール 22 スルーホールの側壁の一方側 23 スルーホールの側壁の他方側
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上の被エッチング層にコンタクトホ
ールを形成する際に用いるエッチングマスクの形成方法
であって、 前記被エッチング層上に、スルーホールの側壁の一方側
を形成する第1のエッチングマスクを設ける第1の工程
と、 前記被エッチング層上に、前記第1のエッチングマスク
の一部分にオーバラップする状態にして、前記スルーホ
ールの側壁の他方側を形成する第2のエッチングマスク
を設ける第2の工程とよりなることを特徴とするエッチ
ングマスクの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27003991A JPH0582487A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | エツチングマスクの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27003991A JPH0582487A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | エツチングマスクの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582487A true JPH0582487A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17480684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27003991A Pending JPH0582487A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | エツチングマスクの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100393969B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2003-08-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 콘택홀 형성방법 |
| JP2007053403A (ja) * | 1999-04-16 | 2007-03-01 | Lucent Technol Inc | リソグラフ方法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP27003991A patent/JPH0582487A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007053403A (ja) * | 1999-04-16 | 2007-03-01 | Lucent Technol Inc | リソグラフ方法 |
| JP2011199321A (ja) * | 1999-04-16 | 2011-10-06 | Alcatel-Lucent Usa Inc | リソグラフ方法 |
| KR100393969B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2003-08-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 콘택홀 형성방법 |
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