JPH0787174B2 - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

Info

Publication number
JPH0787174B2
JPH0787174B2 JP61203151A JP20315186A JPH0787174B2 JP H0787174 B2 JPH0787174 B2 JP H0787174B2 JP 61203151 A JP61203151 A JP 61203151A JP 20315186 A JP20315186 A JP 20315186A JP H0787174 B2 JPH0787174 B2 JP H0787174B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
pattern
photoresist
line width
minimum resolution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61203151A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6358825A (ja
Inventor
実 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP61203151A priority Critical patent/JPH0787174B2/ja
Publication of JPS6358825A publication Critical patent/JPS6358825A/ja
Publication of JPH0787174B2 publication Critical patent/JPH0787174B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は縮小投影露光法による微細レジストパターンの
形成を行うパターン形成方法に関わる。
〔発明の概要〕
本発明は最小解像線幅以下の間隔をもってパターンの構
成素子が配置されて成る微細フォトレジストパターンを
縮小投影露光法により形成するにあたり、その露光パタ
ーンを最小解像線幅より大なる間隔にある複数の露光パ
ターンに分割し、各露光パターンについてそれぞれ縮小
投影露光を行うようにして最小解像線幅より小なる間隔
のパターンを高解像度をもって鮮明に形成することがで
きるようにする。
〔従来の技術〕
半導体製造技術を始めとする各種微細パターンの形成に
おいて、写真技術の適用によるフォトリソグラフィすな
わちフォトレジストパターンの形成による加工技術が広
く用いられている。
近時、例えば超大型半導体集積回路(超LSI)における
ように1μm前後のパターンによる微細回路素子の形成
工程に用いられるフォトレジストパターンを得るための
パターン露光は、そのフォトレジスト膜に露光マスクを
密着させるいわゆる密着転写法に比べて多くの利点を有
する縮小投影露光法が広く用いられるに至っている(例
えばセミコンダクタワールド(Semiconductor World)1
982,5.P58〜82参照)。
通常半導体装置等の微細装置を製造する場合、共通の例
えば半導体ウェファ上に複数個の装置、例えば超LSI装
置を配列形成し、後に各装置部に関してウェファを分断
して同時に複数個の半導体装置を得るという方法が採ら
れる。したがって半導体装置の製造で用いられるフォト
リソグラフィ技術においては、通常ウェファ上に、互い
に直交する2方向X及びYに関してそれぞれ同一のフォ
トレジストパターンが繰返えし配列された構成となる。
縮小投影露光法では、これらパターンの形成は個々に行
われる。この投影露光法によるレジストパターンの形成
方法を、第1図を参照して説明する。図中(1)は表面
にフォトレジストパターンを形成しようとする例えば半
導体ウェファを示す。この場合、ウェファ(1)上にフ
ォトレジスト膜(2)を塗布し、これを移動ステージ
(3)上に載置する。この移動ステージ(3)は第1図
において、紙面に沿う一方向Xとこれと直交する方向、
第1図において紙面と直交するY方向に所要の間欠的移
動ができるようになされている。この移動ステージは、
例えば±0.02μm程度の高精度移動ができるものであ
る。
そして、この移動ステージ(3)の1の移動位置でウェ
ファ(1)上のフォトレジスト膜(2)に対して縮小露
光によって所定のパターン露光を行い、このパターン露
光をステージ(3)の各移動位置で行って、第2図に示
すように各露光パターン(8)が、ウェファ(1)上の
例えばX及びY方向にそれぞれ複数個配列されるように
する。
縮小露光は、第1図で示すように例えば水銀灯等の光源
(4)からの光を所要の光学レンズ系(5)を通じて、
目的とする露光パターン(8)の拡大光学像を有する原
画(6)いわゆるレクチルに照射しその光学像を縮小レ
ンズ系(7)によってフォトレジスト膜(2)上に縮小
照射して、フォトレジスト膜(2)に微細露光パターン
(8)を形成するものである。この露光は前述したよう
に移動ステージ(3)をX及びYに関して間欠的にそれ
ぞれ所定量移動させた位置で行って複数の微細露光パタ
ーン(8)を第2図に示すようにX及びY方向にそれぞ
れ複数個配列形成する。
次いで、実際上はこのフォトレジスト膜(2)に対して
現像処理を施して微細露光パターン(8)の各露光部あ
るいは未露光部を除去してそれぞれ所要のパターンのレ
ジストパターンを形成する。
このフォトレジストパターンは、例えばエッチングレジ
ストとして用いられて、例えばウェファ(1)上に被着
形成されている金属層、あるいは拡散マスク層等に対す
る選択的エッチングを行って例えば電極ないしは配線パ
ターンあるいは拡散マスクパターンの形成に供する。
上述したように、縮小投影露光法による場合、複数個の
露光パターンの形成を個々に行うものであるが、複数個
の露光パターンを同時に露光するいわゆる密着転写法に
比して多くの利点を有する。すなわち、密着転写法によ
る場合においては、レジスト膜(2)に対して全面的に
露光光学マスクを直接的に密着させ、露光処理をレジス
ト膜の全面にわたって同時に行う。ところが、この場
合、露光光学マスクとレジスト膜(2)との間に塵など
の異物が入るなど傷の発生が生じたり、露光光学マスク
の損傷が激しいために繰返し利用ができないとか、露光
光学マスクとレジスト膜とを全面にわたって完全密着し
がたいことから、パターンの転写精度が劣化するなどの
不都合を生じる。
上述した縮小投影露光法による場合においては、このよ
うな諸問題を解消することができるという利点を有す
る。
しかしながら、このような縮小投影露光法によってもフ
ォトレジストパターンの微細化に問題が生じて来てい
る。すなわち、この縮小投影露光法では、その解像度は
光の回折によって制限される。この場合の最小解像線幅
は、 で与えられることは知られているところである。但し、
ここでkはパターン形成プロセスを考慮した比例定数で
一般にk=0.8として与えており、λは露光波長、N.Aは
縮小投影レンズ系の開口数である。今例えばλ=0.436
μm,N.A=0.42である場合、その最小解像線幅は0.83μ
mとなる。
したがって、例えばこの縮小投影露光法によって最小解
像線幅より小さい、0.5μmの線幅と間隔とを有するパ
ターン構成素子の配列によるパターン露光を行う場合、
その光回折によって露光部と非露光部の光強度のコント
ラストが不充分となり、鮮明なパターン構成素子の配列
によるパターン形成が行い難くなる。
そして、この最小解像線幅自体の縮小を図るには、前記
(1)式から明らかなように露光波長λを小にするか、
開口数N.Aを大とすることによる。ところが、実際上露
光波長λがあまり小さくなるとレンズにおける光吸収が
大となるとかフォトレジストの露光感度が低下するとか
の問題から、その波長λの低減化には制約があり、また
レンズ系の開口数N.Aについても制約があるので、その
最小解像線幅の充分な縮小化が図られず、現状で要求さ
れる例えば0.5μm幅及び間隔の微細パターンの形成等
の要求に充分対応できないという問題が生じている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上述した縮小投影露光法によるフォトレジスト
パターンの形成において、その最小解像線幅の制約の問
題に対処して目的とするフォトレジストパターンの構成
素子の間隔がその最小解像線幅以下である微細フォトレ
ジストパターンといえどもその構成素子の形成を確実に
行うことができるようにする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は縮小投影露光法によってフォトレジストパター
ンを形成するパターン形成方法のパターン露光におい
て、その目的とするフォトレジストパターンの構成素子
の間隔がその縮小投影露光における縮小投影レンズの開
口数N.Aや露光波長λによって決まる最小解像線幅以下
である場合において、そのフォトレジストに対する露光
パターンを上述の最小解像線幅より大なる間隔にある構
成素子の抽出による複数の露光パターンに分割し、これ
ら分割された各組のパターンについてそれぞれ縮小投影
露光を行ってひとつの微細露光パターンを形成する。
〔作用〕
上述の本発明方法によれば、最小解像線幅以下のパター
ン間隔を有するフォトレジストパターンを形成するにも
拘わらず、各露光に関してはそれぞれ最小解像線幅以上
の大なる間隔をもったパターンとしてその露光を複数回
行って目的とするパターンを構成する全構成素子が配置
されたパターンの露光を行うようにしたので、コントラ
ストの低下が回避されて、鮮鋭度に優れた露光、したが
って鮮明な微細露光パターンの形成したがって鮮鋭度に
優れたフォトレジストパターンを形成することができる
ものである。
〔実施例〕
本発明によるパターン形成方法、すなわちフォトレジス
トパターンの形成方法にあたっても、第1図で説明した
縮小投影露光法によるパターン形成方法により、微細露
光パターン(8)を形成し、移動ステージ(3)のX及
びY方向の間欠移行によって第2図に示すように共通の
レジスト膜(2)のX及びY方向に同一微細露光パター
ン(8)を配列形成する。しかしながら、本発明におい
ては、それぞれの微細露光パターン(8)の形成にあた
って、つまり1つの微細露光パターン(8)について複
数の露光工程をとる。
今、例えば第3図に斜線を付してその露光部Sを示すよ
うに、目的とするパターン構成素子の間隔に相当する間
隔が最小解像線幅以下の間隔Dであって、目的とするパ
ターンの構成素子の間隔に相当する露光幅がWであるス
トライプ状露光部Sが配列された露光パターン(8)を
フォトレジスト膜(2)上に露光する場合について説明
する。この場合第4図A及びBに示すように、目的とす
るパターンの構成素子(ストライプ)の1つ置きの構成
素子(ストライプ)を抽出したパターンに相当する露光
パターン、すなわちフォトレジスト膜(2)に対する第
3図で説明したストライプ状露光部Sの1つ置きをそれ
ぞれ抽出した第1及び第2の露光パターン(8A)及び
(8B)に分割し、これらを2回の露光によって重ね合せ
て露光することによって第3図に示す露光パターン
(8)をフォトレジスト膜(2)上に行う。この例では
第1及び第2の露光パターン(8A)及び(8B)が、それ
ぞれ幅Wを有する露光部Sが2D+Wの間隔をもって配列
された実質的に同一のパターンであることから、パター
ン露光に当っては、第1図で説明した原画(6)とし
て、何れか一方の露光パターン(8A)または(8B)を形
成する拡大光学像を用いる。そして各1の露光パターン
(8)の形成に際し、それぞれ第1の露光作業と第2の
露光作業を行う。すなわち、第1の露光作業で原画
(6)によって、フォトレジスト膜(2)上に第1図で
説明した縮小投影光を行って第4図AまたはBの露光パ
ターン(8A)または(8B)を形成し、その後露光部Sの
ストライプ方向と直交する方向にフォトレジスト膜
(2)上で露光パターンが間隔(W+D)分だけ移動す
るようにステージ(3)を移動させて第2の露光作業を
行う。
このようにすれば、第1及び第2の露光作業によって第
3図の目的とする露光パターン(8)が得られる。この
ようにして、各露光パターン(8)を、ステージ(3)
のX及びY方向への各間欠的移行位置で行えば、第2図
に示したようにX及びY方向にそれぞれ複数の露光パタ
ーン(8)が配列形成される。
このようにして露光パターン(8)が形成されたフォト
レジスト膜(2)に対して現像処理を行えば目的とする
レジストパターンの形成を行うことができる。
このような方法によれば露光パターン(8)の幅W及び
間隔Dが縮小投影露光において決まる最小解像線幅より
小なる場合においても、第1及び第2の各露光作業での
露光パターン(8A)及び(8B)は第4図A及びBに示し
たようにその間隔が(2D+W)なる間隔のパターン露光
となるので、この(2D+W)が縮小投影露光における最
小解像線幅より大なる間隔であれば、第1及び第2の各
露光作業でコントラストの高い露光を行うことができ
る。
更に、これについて説明すると、今上述の第1及び第2
の各露光作業におけるフォトレジスト面でのストライプ
露光部Sと直交する方向の露光強度分布は、第5図に示
すように幅Wの中心部にピークを有し、このピーク部分
が(2D+W)のピッチをもって配列された分布となる。
この場合そのピッチ、すなわち露光間隔(2D+W)が最
小解像線幅以上の間隔であれば、光の回折による、露光
部相互の干渉作用が小となることから各露光のピークが
急峻となりそのコントラストすなわち露光のピーク値Im
axと最小値Iminによって決まるコントラストC、 が大となる。すなわち例えば第6図に示すように、最終
的に得る露光パターン(8)に対応して最小解像線幅よ
り小なる間隔のDをもってパターン露光を行った場合、
相互の干渉によってImaxとIminの差は小となり露光分布
の波形がなまるのでそのコントラストCは小さくなる。
したがって、第6図のような露光によって形成したフォ
トレジストパターンはパターンの切れの悪い鮮鋭度が低
いパターンとなるか、あるいは実質的にフォトレジスト
パターンの微細パターンが形成不能となる。
つまり、例えばW=0.5μm,D=0.5μmの露光パターン
(8)の露光を行う場合、その周期は1.0μmであるの
に対し本発明によれば、第1及び第2の各露光での露光
間隔(2D+W)=1.5μmとなるのでその周期は従来の
1回露光の場合の2倍の2.0μmとなり、パターンの密
度が小さくなることによってコントラストが向上するも
のであり、このことは縮小投影レンズをフーリエ光学的
に考えたとき空間周波数に対してその透過率が単調に減
少する低帯域フィルターと見做すことができることから
も推測できるところである。
上述したように本発明方法によれば露光パターンのコン
トラストを高めることができるが更に光強度コントラス
ト増幅効果を有するプロセスを組合せて、より高いコン
トラストを得るようにすることもできる。
尚、上述した例では、第1及び第2の2回の露光に分割
してパターン形成を行うようにした場合であるが、2回
より多い複数回に分割してその露光を行うこともでき
る。
〔発明の効果〕
上述したように本発明方法によれば、最小解像線幅より
小さいパターン間隔の微細パターンといえども高コント
ラストをもって露光処理ができるので鮮鋭度に優れた縮
小投影露光による微細パターンの形成を可能にするもの
である。
尚、本発明によれば、複数の露光例えば第1及び第2の
露光を行うもので、そのパターンによっては、実施例に
おけるように両露光を実質的に同一のパターン(8A)
(8B)をもってフォトレジスト膜(2)とこれに対する
投影光学像、すなわち原画(6)との相対的位置を移動
ステージ(3)によって移動させてその各縮小投影露光
を行うことになるものであるが、実際上冒頭に述べたよ
うに移動ステージ(3)の移動精度は、±0.02μmとい
う高精度のものであるのでこの相対的移動によって精度
の低下が生じることのおそれはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は縮小投影露光法の説明図、第2図はレジスト膜
の露光パターンの配置態様の一例を示す平面図、第3図
は露光パターンの一例の平面図、第4図A及びBは第1
及び第2の露光パターン図、第5図は本発明による露光
強度分布図、第6図は従来方法の露光強度分布図であ
る。 (1)はウェファ、(2)はフォトレジスト膜、(3)
は移動ステージ、(4)は光源、(5)は光学系、
(6)は原画、(8)は微細露光パターン、(8A)及び
(8B)は第1及び第2の露光パターンである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】縮小投影露光法によりフォトレジストに対
    して、目的とするフォトレジストパターンの構成素子の
    間隔が上記縮小投影露光法の最小解像線幅以下であるパ
    ターンを形成するパターン形成方法において、 上記フォトレジストに対する露光パターンを、上記構成
    素子のうち上記最小解像線幅より大なる間隔にある構成
    素子の抽出による複数の露光パターンに分割し、該分割
    させた各組のパターンについてそれぞれ縮小投影露光を
    行ってフォトレジストパターンを形成するようにしたこ
    とを特徴とするパターン形成方法。
JP61203151A 1986-08-29 1986-08-29 パタ−ン形成方法 Expired - Lifetime JPH0787174B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61203151A JPH0787174B2 (ja) 1986-08-29 1986-08-29 パタ−ン形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61203151A JPH0787174B2 (ja) 1986-08-29 1986-08-29 パタ−ン形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6358825A JPS6358825A (ja) 1988-03-14
JPH0787174B2 true JPH0787174B2 (ja) 1995-09-20

Family

ID=16469270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61203151A Expired - Lifetime JPH0787174B2 (ja) 1986-08-29 1986-08-29 パタ−ン形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0787174B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2940553B2 (ja) * 1988-12-21 1999-08-25 株式会社ニコン 露光方法
US5739898A (en) * 1993-02-03 1998-04-14 Nikon Corporation Exposure method and apparatus
JP2002134394A (ja) * 2000-10-25 2002-05-10 Mitsubishi Materials Corp 多重露光方法及び多重露光装置
JP4952420B2 (ja) * 2007-07-18 2012-06-13 大日本印刷株式会社 多重露光技術用フォトマスクの設計パタン検証方法
US20100200996A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-12 Arm Limited Structural feature formation within an integrated circuit

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56116625A (en) * 1980-02-20 1981-09-12 Sanyo Electric Co Ltd Exposure of fine pattern
JPS56160039A (en) * 1980-05-14 1981-12-09 Canon Inc Printing device
JPS5825234A (ja) * 1981-08-08 1983-02-15 Matsushita Electronics Corp レジストパタ−ンの形成方法
JPS6015928A (ja) * 1983-07-06 1985-01-26 Mitsubishi Electric Corp パタ−ン形成方法
US4568631A (en) * 1984-04-30 1986-02-04 International Business Machines Corporation Process for delineating photoresist lines at pattern edges only using image reversal composition with diazoquinone
JPS61102738A (ja) * 1984-10-26 1986-05-21 Fujitsu Ltd レジスト膜パタ−ンの形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6358825A (ja) 1988-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2710967B2 (ja) 集積回路装置の製造方法
EP0534463B1 (en) Pattern exposing method using phase shift
TWI246111B (en) Composite patterning with trenches
JPH0690507B2 (ja) ホトマスク,及びそれを用いた投影露光方法、並びにホトマスクの製造方法
US4105468A (en) Method for removing defects from chromium and chromium oxide photomasks
JP3096841B2 (ja) ホトリソグラフィ方法及びそれに使用するホトリソグラフィシステム
JPH0450730B2 (ja)
JPH0722308A (ja) 半導体素子の露光方法およびダミーマスク
JPH0787174B2 (ja) パタ−ン形成方法
JPH0567049B2 (ja)
JPH07287386A (ja) 位相シフトマスク及びその製造方法
JPH05243115A (ja) 半導体装置の製造方法
US6168904B1 (en) Integrated circuit fabrication
JP3123542B2 (ja) 露光装置及びデバイスの製造方法
JPH10186630A (ja) 位相シフト露光マスクおよびその製造方法
JPS63165851A (ja) フオトレジストパタ−ンの形成方法
JPH0664337B2 (ja) 半導体集積回路用ホトマスク
JPH08254813A (ja) 位相シフトマスク及びそれを用いた半導体装置の製造方法
JPH0817703A (ja) パターン形成方法
JPS6245026A (ja) 半導体集積回路の写真製版方法
JP3173025B2 (ja) 露光方法及び半導体素子の製造方法
JP3253686B2 (ja) レジストパターンの形成方法
JPS6310891B2 (ja)
JP2715462B2 (ja) レチクル及びこれを用いる半導体装置の製造方法
JPH10142769A (ja) フォトマスク及び半導体装置のパターン形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term