JPH07181686A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトマスクに異物が付着することによるレ
ジストパターンの欠陥を防止できるレジストパターンの
形成方法を提供する。 【構成】 マスクパターン１２が形成された第１のフォ
トマスク１を用いた露光を行いレジスト６にパターン像
６１を結像させる第１の露光を行う。第１のフォトマス
ク１と同様のマスクパターン２２が形成された第２のフ
ォトマスク２を用いた露光を、この露光でレジスト６に
形成されるパターン像６２がパターン像６１と同方向に
整合する状態で行う。これによって、露光光が同一箇所
に複数回照射されるように露光が行われ、その後レジス
ト６を現像処理することによって、フォトマスクに異物
が付着することによるパターン欠陥を防止したレジスト
パターンが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レジストパターン形成
方法に関し、特にはリソグラフィーによってレジストを
パターン化する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程では、リソグラフ
ィーによってウエハ上にレジストパターンを形成し、こ
のレジストパターンをマスクにしてウエハに様々な加工
処理を行っている。リソグラフィーによってウエハ上に
レジストパターンを形成方法する場合には、図３（１）
に示すように、先ず、透光性を有する基板３０１上に遮
光性を有する材料からなるマスクパターン３０２を形成
したフォトマスク３を用意する。また、レジストパター
ンを形成するウエハ５の上面には、レジスト６を塗布す
る。そして、フォトマスク３に露光光７を照射してこの
フォトマスク３を通過した露光光７をここでは図示しな
いレンズによって縮小し、レジスト６にマスクパターン
３０２のパターン像６０１を形成する露光を行う。ここ
で例えば、レジスト６にネガ型のレジストを用いた場合
には、露光光７が照射された部分のレジスト６の架橋反
応が進む。したがって、フォトマスク３上に異物８が付
着している場合には、露光によって異物８のパターン像
６０２が結像する部分のレジスト６には露光光７が照射
されず、この部分では架橋反応は進まない。

【０００３】その後、図３（２）に示すように、露光を
行ったレジスト６の現像処理を行い、ウエハ５上にレジ
ストパターン３００を形成する。ここでは、露光光が照
射されない部分のレジストが除去され、露光光が照射さ
れて架橋反応が進んだ部分のレジスト６がレジストパタ
ーン３００としてウエハ５上に残る。したがって、上記
のように異物が付着したフォトマスクを用いてレジスト
の露光を行った場合には、図中二点鎖線部で示す異物の
パターン像が結像した部分のレジスト６が除去され、レ
ジストパターン３００にパターン欠陥が生じる。

【０００４】半導体装置の製造工程では、上記の露光は
ステッパを用いて行われる。この場合、ステッパのステ
ージ上にウエハを載置し、ウエハを移動させながら一枚
のフォトマスクによる露光を繰り返すことによって、同
一パターン像をウエハ上に複数配列していく。したがっ
て、上記のように転写マクス上に異物が付着した場合に
は、ウエハ上の全てのパターンの同一箇所に異物が転写
され、全てのレジストパターンの同一箇所にパターン欠
陥が発生する。そして、このレジストパターンをマスク
にして、ウエハ上に配線を形成した場合には、全ての配
線の同一箇所で配線の短絡や断線が発生し、半導体装置
の歩留りに致命的な影響を与える。

【０００５】そこで、上記のようなフォトマスクへの異
物の付着によるレジストパターンの欠陥を防止するため
に、フォトマスクにペリクルと呼ばれる透明膜を貼って
レジストを露光するレジストパターンの形成方法が行わ
れている。この方法では、図４（１）に示すように、上
記と同様に透光性を有する基板４０１の上面に遮光性の
マスクパターン４０２を形成してなるフォトマスク上に
ペリクル４０３を貼ったフォトマスク４を用意する。そ
して、このフォトマスク４を用いて、上記と同様にウエ
ハ５上に塗布したレジスト６の露光を行う。この露光で
は、フォトマスク４上に異物８が付着しても、この異物
８はマスクパターン４０２との高さ位置が異なるため、
レジスト６上に異物８のパターン像は結像しない。した
がって、露光後に図４（２）に示すように現像処理を行
うことによって、フォトマスク上への異物の付着による
パターン欠陥が防止されたレジストパターン４００が形
成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ペリクルを貼
ったフォトマスクを用いるレジストパターンの形成方法
には、以下のような課題があった。すなわち、この方法
ではペリクルを貼った後にフォトマスクに付着した異物
によるパターン欠陥は防止されるものの、ペリクルを貼
る以前にフォトマスクに異物が付着することによるパタ
ーン欠陥を防止することはできない。また、ペリクル上
に、ある程度の量の異物が付着した場合には、ペリクル
を張り替える必要がある。しかし、ペリクルを張り替え
る場合には清浄度の高い設備と技術を要し、手間とコス
トが掛かるという問題あった。そこで、本発明は、上記
の課題を解決するレジストパターンの形成方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明のレジストパターンの形成方法では、
同様のマスクパターンが形成された複数のフォトマスク
を用いてレジスト上にパターンの重ね合わせ露光を行っ
た後、上記レジストを現像処理することによってレジス
トパターンを形成する。上記重ね合わせ露光は、各フォ
トマスクによるそれぞれの露光で上記レジストに形成さ
れる各パターン像が当該レジスト上で同方向に整合され
る状態で行う。

【０００８】

【作用】上記レジストパターンの形成方法では、同様の
マスクパターンが形成された複数のフォトマスクを用い
て、それぞれのフォトマスクを用いた露光によるパター
ン像がレジスト上で同方向に整合する状態で重ね合わせ
露光が行われる。したがって、リソグラフィーの際の露
光は、露光光が同一箇所に複数回照射されるように行わ
れる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例のレジストパターンの
形成方法を図１に基づいて説明する。先ず、図１（１）
に示すように、透光性を有する基板１１上にマスクパタ
ーン１２を形成してなる第１のフォトマスク１を用意す
る。マスクパターン１２は、クロムのような遮光性を有
する材料で形成され、その幅ｗは、例えば、ウエハ５上
に形成するレジストパターンの開口幅がＷとなる様に設
定する。さらに、この第１のフォトマスク１には異物８
が付着している。また、レジストパターンを形成するウ
エハ５の上面には、レジスト６を塗布する。このレジス
ト６は、例えばネガ型のレジストを用いることとする。

【００１０】そして、この第１のフォトマスク１に露光
光７を照射し、第１のフォトマスク１を通過した露光光
７をここでは図示しないレンズによって縮小して、ウエ
ハ５上のレジスト６にマスクパターン１２のパターン像
６１を形成する第１の露光を行う。この第１の露光は、
ここでは図示しないステッパを用いて行うこととし、ウ
エハ５を上記ステッパのステージ上に載置する。そし
て、１回のパターン露光が終了する毎にウエハ５を移動
させ、ウエハ５上のレジスト６の全面に第１のフォトマ
スク１を用いた第１の露光を行う。

【００１１】次に、図１（２）に示すように、上記第１
のフォトマスクと同様の基板２１上に第１のフォトマス
クと同様のマスクパターン２２が形成された第２のフォ
トマスク２を用意する。第２のフォトマスク２において
は、マスクパターン２２の幅ｗ＋Δｗは、上記第１のフ
ォトマスクのマスクパターンの幅ｗにステッパの重ね合
わせ精度Δｗを加えた幅に設定する。そして、上記第１
の露光と同様にこの第２のフォトマスク２に露光光７を
照射し、第２のフォトマスク２を通過した露光光７によ
って、ウエハ５上のレジスト６にマスクパターン２２の
パターン像６２を形成する第２の露光を行う。この第２
の露光は、上記第１の露光でレジスト上に形成されたパ
ターン像６１に、第２のフォトマスク２を用いた露光に
よるパターン像６２が同方向に整合するように重ね合わ
せて行われる。また、第２の露光は上記第１の露光と同
様にステッパを用いて行う。

【００１２】その後、図１（３）に示すように、レジス
ト６の現像処理を行い、ウエハ５上にレジストパターン
１０を形成する。

【００１３】上記レジストパターンの形成方法では、ネ
ガ型のレジストを用いているため、露光光が照射された
部分のレジストに架橋反応が進む。このため、図１
（１）に示したように、異物８が付着した第１のフォト
マスク１を用いた第１の露光では、マスクパターン１２
と異物８とのパターン像６１が形成された部分のレジス
ト６には露光光７が照射されず、この箇所のレジスト６
には架橋反応が起こらない。また、図１（２）に示した
第２の露光では、上記第１のフォトマスクと同様のパタ
ーンが形成された第２のフォトマスク２を用いて、第１
の露光と重ね合わせたパターン露光が行われる。このた
め、上記第１の露光で異物の付着によって露光光が照射
されなかった部分のレジストに露光光７が照射され、こ
の部分の架橋反応が進む。そして、図１（３）に示した
レジスト６の現像処理を行うことによって、第１の露光
または第２の露光において露光光が照射された部分のレ
ジスト６がレジストパターン１０としてウエハ５上に残
り、２回の露光において一度も露光光が照射されなかっ
た部分のレジスト６が除去される。したがって、上記第
１のフォトマスクへの異物の付着によるパターン不良の
ないレジストパターン１０が形成される。

【００１４】また、図２（１）には、上記第１のフォト
マスク１の平面図を示す。図に示すように、第１のフォ
トマスク１では、マスクパターン１２の間に異物８が付
着している。そして、この第１のフォトマスク１を用い
た第１の露光では、図２（２）の斜線部で示すようにレ
ジスト６に露光光が照射され、図中白抜き部で示すパタ
ーン像６１が形成される。次に、図２（３）には、上記
第１のフォトマスクと同様のマスクパターン２２が形成
された第２のフォトマスク２の平面図を示す。この第２
のフォトマスク２を用いた第２の露光では、図２（４）
の破線部で示すようにレジスト６に露光光が照射され、
図中白抜き部で示すパターン像６２が形成される。この
第２の露光は、パターン像６１にパターン像６２が同方
向に整合するように行われる。このため、図２（３）に
示したように、第２のフォトマスク２に異物９が付着し
ても、この異物９が上記第１のフォトマスクの異物と同
一箇所に付着しない限りにおいては、上記の露光を行っ
たレジストを現像処理することによって図２（５）に示
すようにパターン切れのないレジストパターン１０が形
成される。

【００１５】また、第２のフォトマスク２に形成されて
いるマスクパターン２２の幅は、第１のフォトマスク１
のマスクパターン１２の幅ｗにステッパの重ね合わせ精
度Δｗを加えた値である。このため、レジストパターン
１０とレジストパターン１０との間隔Ｗは、第１のフォ
トマスクのマスクパターンの幅ｗによって制御される。

【００１６】そして、上記のようにして形成したレジス
トパターン１０をマスクにして、例えばウエハ上に配線
を形成した場合、断線等の欠陥のない配線が形成され
る。

【００１７】上記実施例では、第１及び第２のフォトマ
スクに形成するマスクパターンの幅を、ステッパの重ね
合わせ精度Δｗを加味した値に設定した。しかし、レジ
ストパターンの寸法を精密に制御する必要のない場合
は、それぞれのフォトマスクに形成するマスクパターン
の幅を同一に設定しても良い。また、上記実施例では、
第１のフォトマスクと第２のフォトマスクの２枚のフォ
トマスクを用いて２回の露光を行ったが、２枚以上の複
数枚のフォトマスクを用いて複数回の露光を行うように
しても良い。さらに、上記実施例では、ネガ型のレジス
トを用いて説明を行った。しかし、本発明は、これに限
らずポジ型のレジストを用いてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のレジスト
パターンの形成方法によれば、リソグラフィーの際に、
同様のマスクパターンが形成された複数のフォトマスク
を用いてレジスト上にそれぞれのパターン像が同方向に
整合するように重ね合わせ露光を行うので、露光光が同
一箇所に複数回照射される。このため、フォトマスクに
異物が付着することによるレジストパターンの欠陥を防
止することができる。したがって、半導体装置の製造工
程では、例えば、レジストパターンをマスクにして配線
を形成する場合、レジストパターンのパターン欠陥に起
因する配線の断線や短絡等の不良が防止されて歩留りと
信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を説明する断面図である。

【図２】実施例を説明する平面図である。

【図３】従来例を説明する図である。

【図４】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１ 第１のフォトマスク ２ 第２のフォトマスク ６ レジスト １０ レジストパターン １２，２２ マスクパターン ６１，６２ パターン像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のフォトマスクを用いてレジスト上
   にパターンの重ね合わせ露光を行った後、前記レジスト
   を現像処理することによってレジストパターンを形成す
   る方法であって、 前記フォトマスクは、それぞれ同様のマスクパターンが
   形成されたものであり、 前記重ね合わせ露光は、各フォトマスクによるそれぞれ
   の露光で前記レジストに形成されるパターン像が当該レ
   ジスト上で同方向に整合する状態で行われることを特徴
   とするレジストパターンの形成方法。