JPS5835537A - パタ−ンマスクの作製方法 - 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】 この発明は微細バター７を有する半導体集積回路装置（
ＩＣ）などの半導体チップ（以下「チップ」と呼ぶ）を
製造する際のパターン転写に用いるノ（ターンマスクを
作製する方法に関するものであるＯ以下、ＩＣチップを
製造する際に用いるパターンマスクを例にとシ説明する
。

−１０チップの製造歩留りを向上させるためには、ＩＣ
チップのパターンの欠陥を低減させることが必要である
。特に１工Ｃチツプを製造する際のパターン転写に用い
るパターンマスクのパターンの欠陥は、ＸＣチップを形
成するすべての半導体ウェーハ（以下「ウェー／−ｔ　
Ｊと呼ぶ）Ｋ転写されるので、このパターンマスクのパ
ターンの欠陥を低減させることは、ＩＣチップの製造歩
留シの向上に大きな効果がある。

パターンマスクには、ＩＣチップのパターンと同一のパ
ターン（以下「原寸パターン」と呼ぶ）を有しウェーハ
にこの原寸パターンを露光してパターン転写を行う原寸
パターンマスクと、原寸ノくターンの５〜ｌＯ倍の拡大
パターンを有しウェーハにこの拡大パターンを縮小露光
してパターン転写を行う拡大パターンマスク（以下「レ
ティクル」と呼ぶ）とがある。

最近、彼数個のＩＣチップの拡大パターンが行方向およ
び列方向にそれぞれ互いに順次隣接して形成されたレテ
ィクルを用い、このレティクルの拡大パターンを原寸パ
ターンに縮小し、この原寸パターンをウェーハに、この
ウェーハを上記行方向および上記列方向に移動させなが
ら、露光して、高解像度のパターン転写を行う方法が用
いられるようＫなっている。しかし、この場合において
も、レティクルの拡大パターンは、無欠陥である必要が
ある。

′次に、従来のレティクルの作製方法の一例をその主要
段階の状態を示す第１図ないし第３図について説明する
。

まず、ｊｌＥ１段階として、第１図（Ａ）Ｋ示す平面図
および第１図（Ｂ）　Ｉｃ示す第１図（（転）のＩＢ−
ＩＢ線での断面図のように、ガラスなどの透明な板状体
からなるマスク基板（１）の主面上にクロム被膜などの
マスク被膜（２）を形成し、次いで、このマスク被膜（
２）の表面上にフォトレジスト膜（３）を成膜したのち
、このフォトレジスト膜（３）Ｋベーキング処理を施す
０次に１第２段階として、第２図（Ａ）に示す平面図お
よび第２図（Ｂ）に示す第２図（蜀の［Ｂ−■Ｂ線での
断面図のように１パターンゼネレータなどの光学的手段
を用いて、フォトレジスト膜（３）の表面部に互いに隣
接した２行２列の４個の工０チップ形成用の拡大チップ
パターンを描画無光するとともＫ。

フォトレジスト膜（３）の表面の相対向する辺に沿う端
縁中央部にそれぞれレティクル使用時に用いるアライメ
ント用のフィデユーシャルマークを描画無光する。次い
で、この描画露光、されたフォトレジスト膜（３）Ｉｃ
現像処理を施して、マスク被膜（２）の表面上からフォ
トレジスト膜（３）の未露光部分を除去し、マスク被膜
（２）の表面上に拡大チップレジストパターン（３ａ）
およびフィデューシャルレジストマーク（ｓｂ）を残し
、ベーキング処理を行う０次に１第３段階として、第３
図の平面図に示すように１拡大チツグレジストパターン
（３ａ）およびフィデューシャルレジストマーク（３ｂ
）ｔ−エツチングマスクに用いた選択エツチング処理を
マスク被膜（２）　Ｋ施して、マスク基板（１）の表面
上に１拡大チｙプレシストパターン（３ａ）およびアイ
テュー−７’（ルレジストマーク（３ｂ）のそれぞれの
直下の部分に拡大チップパターン形成用マスク被膜（２
ａ）およびフィデューシャルマーク形成相マスク被Ｍ（
２ｂ）を残す◇次いで、これらのマスク被膜（２ａ）お
よびマスク被膜（２ｂ）の各表面上から拡大チップレジ
ストパターン（３ａ）およびフィデューシャルレジスト
マーク（３ｂ）を除去し、マスク基板（１）にベーキン
グ処理を施すと、この従来例の方法によるレティクルが
得られる。

ところで、この従来例の方法では、第２図に示した１１
２段において、現在の最高の技術を用いても、例えば約
１０ｃｍ角の大きさのマスク基板（１）の主面上に形成
されたマスク被膜（２）の表面上の拡大チップレジスト
パターン（３ａ）には数個のピンホールができるので、
このピンホールによって、第３図に示した＃Ｉ３段階に
おいて、マスク基板（１）の表面上に欠陥のめる拡大チ
ップパターン形成用マスク被膜（２ａ）が形成されるか
ら、無欠陥パターンのレティクルを作製することができ
なかった。従って、無欠陥パターンのレティクルを作製
するためには、第３図に示した第３段階終了後において
、マスク被膜（２ａ）のピンホールによる欠陥部分を、
金属膜の蒸着などの何らかの方法で、修正する必要があ
る。しかし、このようなピンホールによる欠陥部分の修
正には、多大の時間や手間がかかる上に１パタ一ン寸法
が微小になれば、このピンホールによる欠陥部分の修正
歩留りが低下するという問題があった。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、マ
スク基板の主面１上に形成されたマスク被膜の表面上に
、牛導体チップ形成用の第１のレジストパターンを形成
し、更にこの第１のレジストパターン上にこの第１のレ
ジストパターンの形状と同一形状の第２のレジストパタ
ーンを東ね合わせて形成することによって、ピンホール
によるパターン欠陥の極めて少ないパターンマスクを作
製する方法を提供することを目的とする。

以下、この発明−の一実施例のレティクルの作製方法を
＃！１図ないし第７図について説明する。

まず、第１段階として、第１図および第２図にそれぞれ
示した従来例の第１段階および第２段階と同様の段階を
経て、第２図に示したように、主面上に成膜されたマス
ク被膜（２）の表面上に第１の拡大チップレジストパタ
ーｙ（３ａ）および第１のフィデューシャルレジストマ
ーク（３ｂ）が形成された状態のマスク基板（１）を作
製し、第２段階として、この状態のマスク基板（１）と
同様の状態の別のマスク基板（１）を作製し、この別の
マスク基板（１）を用いて第３図に示した従来例の第３
段階終了後の従来方式のレティクルを作製し、更にこの
従来方式のレティクルをマスクとして反転パターンのレ
ティクル原版〔後に第５図Ｋａυとして示す〕を作製す
る０ 次に、第３段階として、第４図に第２図Ａの［［Ｂ−Ｉ
ＩＢ線に対応する線でのＷＴ面図を示すように１第１の
拡大チップレジストパターン（３ａ）および第１のフィ
デューシャルレジストマーク（ｓｂ）（第４　図では図
示せず）を櫟いマスク被膜（２）の表面上に紫外線領域
の光に感光するフォトレジスト膜０１を成膜する。

次に１第４段階として、第５図の斜視図に示すように１
上記第２段階において得られた反転／＜ターンのレティ
クル原版Ｑυ〔第５図ではフィデューシャルマーク（２
１ａ）のみを図示した〕を、第４図の断面図に示したフ
オトレジス）ＭｌｆＩＩ上にこのフォトレジスト膜Ｈと
の関にわずかのすき間をあけて重ね合わさせる。次いで
、対物レンズ０ηと反射鏡に）、ｃｎと接眼レンズ（至
）とで構成されウェーＩ・用アライナと同様の機能を有
するマスク転写装置を用いて、レティクル原版（２）を
通してフォトレジスト膜０１に紫外縁領域の光の波長よ
シ長い可視領域の光を照射しこの光のマスク被膜（２）
Ｋよる反射光を観測しながら、レティクル原版なりを図
示矢印Ｘ方向、Ｙ方向および０方向に微動させて、マス
ク被膜（２）の表面上に形成されたｊｌｌのフィデュー
シャルレジストマーク（３ｂ）とレティクル原版シυの
フィデューシャル豐−り（２１ａ）との７ライメントを
行い、しかるのち、レティクル原版（ロ）を通してフォ
トレジスト膜０３に紫外線領域の光を照射すると、マス
ク被膜（２）の表面上に形成された第１の拡大チップレ
ジストパターン（３ａ）（図示せず）および第１のフィ
デューシャルレジストマーク（ａｂ）上のフォトレジス
ト膜−の第１の拡大チップレジストパターン（３ａ）お
よびフィデューシャルレジストマーク（３ｂ）と同一形
状の部分が露光される。

次に１第５段階として、第６図に第２図（Ａ）の［［Ｂ
−ＩＩＢＩ！に対応する線での断面図を示すように１こ
の露光されたフォトレジスト膜（１３に現像処理を施し
て、このフォトレジスト膜（１枠の未露光部分をマスク
被膜（２）の表面上から除去し、第１の拡大チップレジ
ストパターン（３ａ）および第１のフィデューシャルレ
ジストマーク（３ｂ）（第６図では図示せず）上にそれ
ぞれ第２の拡大チップレジストパターン（１３ａ）およ
び第２のフィデューシャルレジストマーク（図示せず）
を重ね合わせて残し、ベーキング処理を行う。

次に、ｔｌＥ６段階として、第７図の平面図に示すよう
に１第３図に示した従来例の第３段階と同様に１第２の
拡大チップレジストパターン（１３ａ）および第２のフ
ィデューシャルレジストマーク（図示せず）がそれぞれ
重ね合わされた第１の拡大チップレジストパターン（３
ａ）および第１の、フィデューシャルレジストマーク（
ｓｂ）をエツチングマスクに用いた選択エツチング処理
をマスク被膜（２）Ｋ施して、マスク基板（１）の表面
上に１第１の拡大チップレジストパターン（３ａ）およ
び第１のフィデューシャルマー　り（３ｂ）のそれぞれ
の直下の部分に拡大チップパターン形成用マスク被膜（
２ａ）およびフィデューシャルマーク形成用マスク被膜
（２ｂ）を残す０次いで、これらのマスク被膜（２ａ）
および（２ｂ）の各表面上から、第２の拡大チップレジ
ストパターン（１３ａ　）および！４２のフィデューシ
ャルレジストマークがそれぞれ重ね合わされた第１の拡
大チップレジストパターｙ（３ａ）およびフィデューシ
ャルレジストマーク（３ｂ）を除去し、マスク基板（１
）Ｋベーキング処理を施すと、この実施例の方法による
レティクルが得られる。

この実施例の方法では、ａｇｉの拡大チンプレシストパ
ターン（３ａ）にできるピンホールの位置ト第２の拡大
チップレジストパターン（１３ａ）にできるピンホール
の位置とが一致することは極めてまれであるので、第２
の拡大チップレジストパターン（１３ａ　）が重ね合わ
された第１の拡大チップレジストパｆｉ　−７（３ａ）
ヲエッチングマスクに用いた選択エツチングで形成され
た拡大チップパターン形成用マスク被膜（２ａ）にＦｉ
ハとんどピンホールがなく、ピンホールによるパターン
欠陥の極めて少ないレティクルを得ることができる。

この実施例では、第１の拡大チンプレシストパターン（
３ａ）上ＫＪ２の拡大チップレジストパターン（１３ａ
）を重ね合わせて形成するに当り、第１の拡大チップレ
ジストパターン（３ａ）上の７オトレジス）１１１１１
１へのレティクル原版Ｑυのパターンの転写方法を用い
たが、必すしもこれは転写方法に限定する必要がなく、
Ｗｔｌのフィデューシャルレジストマーク（３ｂ）を基
準にしたパターンゼネレータなどの光学的手段によって
７オトレジスト膜０１に第２の拡大チップレジストパタ
ーン（１３ａ）を描画露光する方法を用いても、この実
施例と同様の効果がめる。

なお、これまで、レティクルの作製方法を例にとり述べ
たが、この発明はこれに限らず、原寸パターンマスクの
作製方法にも適用することができるＯ 以上、説明したように、この発明のパターンマスクの作
製方法では、マスク基板の主面上に形成されたマスク被
膜の表面上に半導体チップ形成用の第１のレジストパタ
ーンを形成し、更にこの第１のレジストパターン上に、
この第１のレジストパターンの形状と同一形状の第２の
レジストパターンを重ね合わせて形成するので、上記第
１のレジストパターンにできるピンホールの位置と上記
第２のレジストパターンにできるピンホールの位置とが
一致することが極めてまれである。従って、上記第２の
レジストパターンが重ね合わされた上記第１のレジスト
パターンをエツチングマスクに用いた選択エツチング処
理を上記マスク被膜に施して形成された半導体チップ形
成用マスク被膜にははとんどピンホールがなく、ピンホ
ールによるパターン欠陥の極めて少ないパターンマスク
ラ得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（蜀は従来のレティクルの作製方法の一例の第１
段階の状態を示す平面図、第１図ＣＢ）は第１図（Ａ）
の■Ｂ−ＩＢ線での断面図、第２図（Ａ）は上記従来例
の第２段階の状態を示す平面図、第２図（（９）は第２
図（Ａ）のＩＩ　Ｂ−ＩＩ　Ｂ　Ｉｍでの断面図、第３
図は上記従来例の第３段階の状態を示す平面図、第４図
はこの発明の一実施例の第２段階の状態を示す第２図（
Ａ）の［Ｂ−［ＩＢ線に対応する線での断面図、第５図
は上記実施例の第４段階の状態を示す斜視図、第６図は
上記実施例の第５段階の状態を示す第２図（（転）の■
Ｂ−１１Ｂ線に対応する線での断面図、第７図は上記実
施例の！ｇ６段階の状態を示す平面図でめる０ 図において、（１）はマスク基板、（２）はマスク被膜
、（２ａ）は拡大チップパターン形成用マスク被膜（牛
導体チップ形成用マスク被膜）、（ｊｉ！ｋｌ）はフィ
デューシャルマーク形成用マスク被膜、（”）は第１の
拡大チップレジストパターン（第１のレジストパ”　）
　、（３ｂ）ｕ　フィデューシャルレジストマーク、−
はフォトレジスト膜、（１３ａ）　ｋｉ第２の拡大チッ
プレジストパターン（第２のレジストパターン）である
。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしくは相当部分を
示す。 代理人　葛野信−（外１名） 第１図 第２図 １９９− 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 手続補正書（自発） 昭和　ｓｑ、−ｉｉ月　５日 特許庁長官殿 １、　　事件（７）表示　　　　特願昭８６−１！＄５
１ａｇ９号２、発明の名称　　　　パターンマスクの作
親方法３、補正をする者 ２００− ５　補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ６　補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を全文別紙のとおりに訂
正する。 フ　添付書類の目録 訂正後の特許請求の範囲を示す書面　　　１通以上 特許請求の範囲 （１）　　マスク基板の主面上に形成されたマスク被襖
の表面上に半導体チップ形成用の第１のレジストパター
ンとフィデューシャルレジストマークトを形成する第１
の工程、上記第１のレジストパターンと上記フィデュー
シャルレジストマークトラ覆い上記マスク禎模の上記表
面上にフォトレジスト模を数構するｗ＆２の工程、上記
フィデューシャルレジストマーク會基準にして上記第１
のレジストパターン上の上記フォトレジスト模に上記第
１のレジストパターンの形状と同一形状のパターンを光
学的手段を用いて転写または描画露光する第３の工程、
この転写または描画露光された上記フォトレジスト模に
現偉処理を施して上記フォトレジスト模の未露光部分を
除去し上記第２のレジストパターンを上記第１のレジス
トパターン上に残してベーキング処理を行う第４の工程
、上記第２のレジストパターンが重ね合わされた上記第
１のレジストパターンと上記フィデューシャルレジスト
マークとをエツチングマスクに用いた選択エツチング処
理を上記マスク被模に施して上記第１のレジストパター
ンと上記フィデューシャルレジストマークとで樫われて
いない上記マスク被模の部分を上記マスク基板の表面上
から除去し上記第１のレジストパターンおよび上記？イ
デューシャルレジストマークの直下の上記マスク基板の
表面上の部分にそれぞれ上記第１のレジストパターンに
対応する半導体チップ形成層マスク被模、および上記フ
ィデューシャルレジストマークに対応するフィデューシ
ャルマーク形成相マスク被模を残す第５の工程、並びに
上記半導体チップ形成層マスク被模および上記フィデュ
ーシャルマーク形成相マスク被模の表面上からそれぞれ
上記第２のレジストパターンが重ね合わされた上記第１
のレジストパターンおよび上記フィデューシャルレジス
トマークを除去してベーキング処理を行う第６の工程を
備えたパターンマスクの作製方法０−／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　マスク基板の主面上に形成されたマスク被膜
   の表面上に半導体チップ形成用の第１のレジストパター
   ンとフィデューシャルレジストマークとを形成するｊｌ
   ｌの工程、上記第１のレジストパターンと上記フィデュ
   ーシャルレジストマークトラ覆い上記マスク被膜の上記
   表面上にフォトレジスト膜を成膜する第２の工程、上記
   フィデューシャルレジストマークを基準にして上記第１
   のレジストパターン上Ω上記フォトレジスト膜に上記第
   １のレジストパターンの形状と同一形状のパターンを光
   学的手段を用いて転写または描画露光する第３の工程、
   この転写または描画露光された上記フォトレジスト膜に
   現像処理を施して上記フォトレジスト膜の未露光部分を
   除去し上記第２のレジストパターンを上記第１のレジス
   トパターン上に残してベーキング処理を行う第４の工程
   、上記第２のレジストパターンが重ね合わされた上記第
   １のレジストパターンと上記フィデューシャルレジスト
   マークとをエツチングマスクに用いた選択エツチング処
   理を上記マスク被膜に施して上記第１のレジストパター
   ンと上記フィデューシャルレジストマークとで榎うわれ
   ていない上記マスク被膜の部分を上記マスク基板の表面
   上から除去し上記第１のレジストパターンおよび上記フ
   ィデューシャルレジストマークの直下の上記マスク基板
   の表面上の部分にそれぞれ上記第１のレジストパターン
   に対応する半導体チップ形成用マスク被膜、および上記
   フィデューシャルレジストマークに対応するフィデュー
   シャルマーク形成用マスク被膜を残す第５の工程、並び
   に上記半導体チップ形成用マスク被膜および上記フィデ
   ューシャル−ｒ　−／　形成用マスク被膜の表面上から
   それぞれ上記第２のレジストパターンが重ね合わされた
   上記ｇｌのレジＪ　）　パターンオヨヒ上記フィデュー
   シャルレジストマークを除去してベーキング処理を行う
   第６の工程を備えたパターンマスクの作製方法。