JP2005265876A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 半導体装置の納期を短縮する。
【解決手段】 マスク基板2の主面上に、レジスト膜からなる遮光膜5と、その遮光膜5の一部を開口することにより形成された光透過パターン6aとを形成し、その遮光膜5を覆うように平坦性膜8を形成し、さらにその平坦性膜8の平坦な上面上にレジスト膜からなる位相シフタ7aを形成した。露光に際しては、同一の寸法、形状および配置のマスクパターンとされるが、シフタが反転するように配置された複数の転写領域を同一位置に重ねて露光する。これにより、半導体ウエハ上のポジ型のフォトレジスト膜にラインパターンを転写する。
【選択図】 図2
【解決手段】 マスク基板2の主面上に、レジスト膜からなる遮光膜5と、その遮光膜5の一部を開口することにより形成された光透過パターン6aとを形成し、その遮光膜5を覆うように平坦性膜8を形成し、さらにその平坦性膜8の平坦な上面上にレジスト膜からなる位相シフタ7aを形成した。露光に際しては、同一の寸法、形状および配置のマスクパターンとされるが、シフタが反転するように配置された複数の転写領域を同一位置に重ねて露光する。これにより、半導体ウエハ上のポジ型のフォトレジスト膜にラインパターンを転写する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、位相シフトマスクを用いた露光技術に関するものである。
超解像技術である位相シフト技術については、例えば特開平6−83032号公報に記載があり、クロムで形成された遮光パターンを持つ、いわゆるクロムマスク上に電子線描画用レジストで位相シフタを形成する位相シフトマスクが開示されている。また、この文献には、位相シフタの材料として電子線描画用レジストを用いた場合の問題として、位相シフタの透過率に起因した露光光の減衰を挙げ、これを解決する手段として位相シフタの配置を反転した2枚のマスクを準備し、それらを重ね露光することにより、位相シフタでの露光光の減衰を相補する方法が開示されている(特許文献1参照)。この文献に記載された技術では、位相シフタのパターニング自体やパターニングのし直しが容易なのでマスクの製造時間を短縮できる他、位相シフタパターンの精度を向上できる上、欠陥保証の簡略化が可能である。
特開平6−83032号公報
ところが、上記文献の技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。
すなわち、遮光パターンがクロムであるため、遮光パターンについて上記のような効果を期待することができない。このため、例えば半導体装置の納期のさらなる短縮を阻害するという問題がある。一方、クロムからなる遮光パターンをレジストからなる遮光パターンに変える場合には、そのレジストからなる遮光パターンに露光光に対する遮光性を持たせるには、ある程度の厚さが必要となり、そのレジストからなる遮光パターンの隣接間のアスペクト比が高くなる。このため、位相シフタ用のレジスト膜をただ単純にマスク基板上に堆積すると、レジストからなる遮光パターンの隣接間の位相シフタ用のレジスト膜の上面に窪みができ、厚さが部分的に異なってしまう結果、1つの透過領域を透過した光の中での位相制御が難しいという問題がある。この問題は、位相シフタの配置を反転させた2枚のマスクを重ね露光することでも解消できない。
本発明の目的は、半導体装置の納期を短縮することのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、本発明は、マスクを用いた縮小投影露光により半導体ウエハの主面上のレジスト膜に所望のパターンを転写する工程を有し、
前記マスクは、第1面およびその反対側の第2面を持つマスク基板と、前記マスク基板の第1面上に形成されたレジストからなる遮光膜と、前記レジストからなる遮光膜に開口された光透過領域と、前記遮光膜を覆うように前記マスク基板の第1面上に形成された平坦性膜と、前記平坦性膜上に形成されたレジストからなる位相シフタとを備え、
前記平坦性膜は、前記光透過領域内を透過する光の位相の誤差が許容範囲内とされるように、前記光透過領域を形成するために前記レジストからなる遮光膜に開口された部分に埋め込まれているものである。
前記マスクは、第1面およびその反対側の第2面を持つマスク基板と、前記マスク基板の第1面上に形成されたレジストからなる遮光膜と、前記レジストからなる遮光膜に開口された光透過領域と、前記遮光膜を覆うように前記マスク基板の第1面上に形成された平坦性膜と、前記平坦性膜上に形成されたレジストからなる位相シフタとを備え、
前記平坦性膜は、前記光透過領域内を透過する光の位相の誤差が許容範囲内とされるように、前記光透過領域を形成するために前記レジストからなる遮光膜に開口された部分に埋め込まれているものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
すなわち、マスクの遮光パターンおよび位相シフタの両方をレジスト膜で形成できるので、半導体装置の納期を短縮することができる。
本願発明を詳細に説明する前に、本実施の形態における用語の意味を説明すると次の通りである。
1.「遮光領域」、「遮光パターン」、「遮光膜」または「遮光」と言うときは、その領域に照射される露光光のうち、40%未満を透過させる光学特性を有することを示す。一般に0%から30%未満のものが使用される。
2.「透明」、「透明膜」、「光透過領域」、「光透過パターン」と言うときは、その領域に照射される露光光のうち、60%以上を透過させる光学特性を有することを示す。一般に90%以上のものが使用される。
なお、本実施の形態でマスクと言うときはレチクルも含む広い概念を示す。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態1の半導体装置の製造方法で用いるマスクの一例を図1〜図3に示す。図1は本実施の形態1のマスク1Aの全体平面図を示し、図2および図3はそれぞれ図1のXA−XA線およびXB−XB線の断面図を示している。なお、図1は平面図であるが図面を見易くするためハッチングを付す。また、図1〜図3には各図の位置関係を分かり易くするため座標X1〜X12を示す。
まず、本実施の形態1の半導体装置の製造方法で用いるマスクの一例を図1〜図3に示す。図1は本実施の形態1のマスク1Aの全体平面図を示し、図2および図3はそれぞれ図1のXA−XA線およびXB−XB線の断面図を示している。なお、図1は平面図であるが図面を見易くするためハッチングを付す。また、図1〜図3には各図の位置関係を分かり易くするため座標X1〜X12を示す。
本実施の形態1のマスク1Aは、集積回路パターンとしてラインパターン(配線や電極のパターン等)を転写するためのマスクを例示している。マスク1Aを構成する平面矩形状のマスク基板2は、例えば露光光に対して透明な合成石英ガラスからなり、その主面(第1面)全面の平坦度(フラットネス)はMax−Minで、例えば0.2〜0.5μm程度である。このマスク基板2の主面(第1面)には、例えば平面矩形状の2つの転写領域3A,3Bが図1の上下方向(露光装置のスキャン方向SC)に沿って並んで配置されている。各転写領域3A,3Bは、例えば1つの半導体チップ(以下、単にチップという)を転写する領域に相当しており、同一の平面形状および寸法で形成されている。なお、本実施の形態1では、後述のように、この2つの転写領域3A,3Bを重ねて露光することにより半導体ウエハ(以下、単にウエハという)の1つのチップ領域内のフォトレジスト膜に所望のラインパターンを転写する。
このようなマスク基板1の主面上には、2種類の遮光膜4,5が形成されている。一方の遮光膜4は、例えばクロム(Cr)の単体膜またはクロムと酸化クロムとの積層膜等のような金属膜からなり、各転写領域3A,3Bの外周領域に形成されている。他方の遮光膜5は、例えばレジスト膜からなり、各転写領域3A,3Bの内側領域に形成されている。この遮光膜5は、その光学濃度(OD:Optical Density)値が、一般に規格値とされるOD3(厚さ100nmのクロム膜の持つ遮光率にほぼ等しい)またはOD3以上(すなわち、マスク1Aに入射した露光光の1/1000または1/1000以下を透過する程度の遮光率)となるように構成されている。このような観点から遮光膜5の具体的なレジスト材料としては、例えばポリビニルフェノール系樹脂等がある。また、遮光膜5の厚さは、上記遮光性上の条件を満たすべく、上記金属膜からなる遮光パターン4よりも大幅に厚く形成されており、例えば650nm程度とされている。遮光膜5を構成するレジスト膜に色素等を添加することで露光光に対する遮光性を高めても良い。
また、各転写領域3A,3Bにはラインパターンを転写するための複数の光透過パターン6a,6bが配置されている。光透過パターン6a,6bは、上記遮光膜5の一部を開口することにより形成されている。図1では、上記各転写領域3A,3Bに、光透過パターン密領域(図1左)と光透過パターン疎領域(図1右)とが存在する場合が例示されている。光透過パターン密領域は、上記ラインパターン転写用の光透過パターン6a,6bが複数密集して配置されている領域である。一方、光透過パターン疎領域は、上記ラインパターン転写用の光透過パターン6a,6bが疎らに孤立した状態で配置されている領域である。なお、ここでは光透過パターン疎領域に1個の光透過パターン6a,6bが配置されている場合が例示されているが、複数の光透過パターンが配置されている場合でも、互いに隣接する光透過パターンの双方の透過光の干渉が少ない状態で配置されている場合は、疎領域の孤立パターンであるものとする。
各転写領域3A,3B内において、光透過パターン6a,6bの設計上の形状および寸法は、互いに同一とされている。また、各転写領域3A,3B内の光透過パターン密領域には、互いに隣接する光透過パターン6a,6bを透過した光の位相が180度反転するように、太線で示す位相シフタ(以下、単にシフタという)7a,7bが配置されている。すなわち、各転写領域3A,3Bの光透過パターン密領域は、強い超解像を実現可能なレベンソン型とされている。このように光透過パターン密領域の光透過パターン6a,6bにシフタ7a,7bを配置したことにより、位相シフト効果により、高い解像特性を得ることが可能となっている。
また、上記マスク1Aの各々の転写領域3A,3Bの光透過パターン6a,6b同士を比較した場合、転写領域3Aと転写領域3Bとで、光透過パターン密領域および光透過パターン疎領域の光透過パターン6a,6bの配置は同一であり、重ね合わされる光透過パターン6a,6bの設計上の形状および寸法も同一である。ただし、転写領域3A,3Bのシフタ7a,7bの配置は互いに逆になっている。すなわち、転写領域3A,3Bをウエハの1つのチップ領域に重ねて露光する際に、転写領域3Aの所定の光透過パターン6aを透過した光と、その転写領域3Aの所定の光透過パターン6aに対して平面的に重なる転写領域3Bの所定の光透過パターン6bを透過した光とでは、透過光の位相が180度反転するようにシフタ7a,7bが配置されている。ここでは、転写領域3Aの光透過パターン疎領域にシフタを配置せず、転写領域3Bの光透過パターン疎領域にシフタ7bを配置した場合を例示したが、各転写領域3A,3Bの光透過パターン疎領域の光透過パターン6a,6bのいずれにもシフタ7a,7bを配置しない構成としても良い。
上記シフタ7a,7bは、例えば上置き膜シフタとされている。すなわち、シフタ7a,7bは、マスク基板2の主面(第1面)上の平坦性膜8上に、レジスト膜をパターニングすることによって形成されている。上置き膜シフタ構成の場合、庇構成を必要とする溝型シフタに比べてマスク1Aの製造を格段に容易にすることができる。すなわち、マスク1Aの製造工程数を低減できるので、マスク1Aの製造時間を短縮することができる。また、マスク1Aの歩留まりを向上させることができる。特に溝シフタの庇構造は、庇長さが長いほど有効であるが、ウエハ上のパターンの微細化要求に伴いマスク1Aのパターンも微細化されているので、庇長さの増長には限界がある。したがって、庇構造を採らなくてもパターン寸法精度の向上を図れる本実施の形態1の技術は、パターンの微細化に適した技術である。このようなシフタ7a,7b形成用のレジスト膜は、シフタ7a,7bが露光光に対して透明となるように材料選択や厚さ設定がなされている。また、シフタ7a,7bの厚さDについては、透過光の位相を180度反転させるために、D=λ/(2(n−1))を満たすように設定されている(上式のnは所定の露光波長の露光光に対するシフタ7a,7bの屈折率、λは露光波長)。このような観点からシフタ7a,7bの具体的なレジスト材料としては、例えばポリエチレン系の樹脂等がある。また、シフタ7a,7bの厚さは、上記遮光膜5形成用のレジスト膜よりも薄く、例えば115〜120nm程度である。
上記平坦性膜8は、マスク基板1の主面(第1面)の遮光膜4,5を覆うように形成されている。平坦性膜8は、遮光膜5に起因する下地の段差を緩和する機能を有する膜であり、平坦性膜8の上面は、その上面内においてほぼ平坦になるように形成されている。平坦性膜8の上面は、完全に平坦であれば最も好ましいが、必ずしも完全に平坦である必要はなく、シフタ7aが配置された1つの光透過パターン6a(またはシフタ7bが配置された光透過パターン6b)内を透過する光に位相差が生じないように、または生じても誤差の範囲となるように、光透過パターン6a(または光透過パターン6b)用に遮光膜5に形成された開口部内に埋め込まれていれば良い。具体的には、平坦化後の段差は露光波長の50%以下にすればよく、30%以下まで段差が低減することが望ましい。これは次のような理由からである。
図4は一般的な上置き膜シフタ型の位相シフトマスク50の要部断面図を示している。マスク基板51の主面には金属膜からなる遮光パターン52と、光透過パターン53とが形成されている。互いに隣接する光透過パターン53の一方にシフタ54が配置されている。シフタ54は遮光パターン52に接するようにマスク基板52上に形成されているので、シフタ54の上面は遮光パターン52の厚さにより若干窪みが形成される。このため、シフタ54が配置された1つの光透過パターン53を透過した露光光L1,L2の位相に差が生じる場合がある。この位相シフトマスク50の場合は、遮光パターン52が金属膜からなり薄い(アスペクト比が小さい)ので、上記位相差の問題はそれほど問題とならないが、図5に示すように、遮光膜5をレジスト膜で形成した場合、上記のように遮光膜5を露光光に対して遮光性が得られるようにすべく金属膜の遮光パターンよりも大幅に厚くする必要がある(アスペクト比も大きい)ので、その遮光膜5に直接接するようにマスク基板2上にシフタ7aを形成すると、シフタ7aの上面に遮光膜5の厚さに起因して大きな窪みが形成される。このため、シフタ7aが配置された1つの光透過パターン6aを透過した露光光L1,L2の位相の差が大きくなってしまう。この問題は転写領域3A,3Bを重ね露光しても解消できない。これに対して、本実施の形態1では、図2、図3および図6に示すように、平坦性膜8を設け、その上にシフタ7a,7bを形成したことにより、シフタ7a,7bの平坦性を向上させることができるので、シフタ7a,7bが配置された1つの光透過パターン6a,6bを透過した露光光L1,L2に位相差が生じないように、または生じても許容範囲を越えないようにすることができる。
また、平坦性膜8を設けない場合、下地の遮光膜8の膜厚に起因する段差やパターンの疎密の状態により、シフタ形成用のレジスト膜の厚さにバラツキが生じるので、位相差にもバラツキが生じる。また、マスク基板2の主面内のシフタ形成用のレジスト膜の厚さ分布は、そのまま位相差分布になるので、シフタ形成用のレジスト膜の厚さ制御は重要であるが、下地に段差やパターン疎密差があるので、シフタ形成用のレジスト膜の厚さ制御が難しい。これに対して、平坦性膜8を設ける本実施の形態1によれば、シフタ7a,7b形成用のレジスト膜の平坦性を向上させることができるので、シフタ7a,7bのパターニングを容易にすることができる。また、マスク1Aの主面内の複数のシフタ7a,7bの厚さの均一性や寸法の制御性を向上させることができる。このため、マスク1Aの主面内で位相差のバラツキを低減できる。以上により、良好なパターン転写が可能となり、半導体集積回路装置の歩留まりや信頼性を向上させることが可能となる。
また、平坦性膜8は、空気中の酸素が遮光膜5に接触するのを遮断する機能も有している。これは、遮光膜5が酸素に接触する状態で露光処理を行うと、光アッシング現象により遮光膜5がエッチングされる結果、転写パターンの寸法が変化してしまうので、そのような不具合を抑制または防止するためである。上記遮光膜5のエッチング現象を抑制または防止する観点から露光時のマスク周辺を不活性雰囲気(例えば窒素雰囲気)とすることも考えられるが、そのようにするとには露光装置の大幅な改造が必要であるし、作業上の安全性の面でも問題が生じる。これに対して、遮光膜5を平坦性膜8で覆う本実施の形態1によれば、露光装置を改造することもないし、作業上の安全性の面でも特に問題を生じることなく、露光時に遮光膜5がエッチングされてしまうのを抑制または防止でき、遮光膜5の膜厚変動を低減または防止できる。すなわち、遮光膜5の耐光性を向上させることができる。図7は、露光光照射量に対するレジスト膜(遮光膜5)減りの様子を平坦性膜8の有無で比較して示したグラフ図である。破線に示すように平坦性膜8の無い場合は露光光の照射により、酸素とレジスト膜とが反応してレジスト膜がエッチングされてしまう。これに対して実線に示すように平坦性膜8(酸素遮断膜)を設けた場合は、レジスト膜(遮光膜5)の減りを格段に低減できることが分かる。平坦性膜8の酸素遮断性能は、完全であれば最も好ましいが完全に遮断するものでなくてもよい。酸素濃度が低いほど、酸素とレジスト膜の反応が小さくなり、その結果、マスクの寿命等が改善できる。
上記のような条件を満たすための平坦性膜8の厚さは、例えば600〜700nm、好ましくは800nm程度である。また、平坦性膜8も露光光に対してほぼ透明であり、その材料として無機材料(水溶性)と有機材料とがある。平坦性膜8用の無機材料としては、例えばポリビニルアルコール(PVA)またはポリビニルフェノール(PVP)等がある。無機材料とした場合、溶剤が水なので、下層のレジスト膜(遮光膜5)が変質しない(ミキシングが生じない)。また、塗布性が良好である。一方、平坦性膜8用の有機材料としては、例えばポリエチレン系樹脂またはポリメチルシロキサン等のようなシリコン(Si)系樹脂等がある。このような有機材料の場合、高い機械的耐性を得ることができる。また、有機材料の場合、厚膜化し易いので高い平坦性を得ることができる。さらに、無機材料に比べて高い酸素遮断性を得ることができる。
ところで、本実施の形態1の場合、露光処理を続けるに従って、マスク1Aの周辺の酸素とシフタ7a,7bの材料とが反応(光アッシング現象)し、シフタ7a,7bがエッチングされ、シフタ7a,7bの厚さが所望の厚さよりも薄くなってしまう。その結果、位相差が変化してしまう。そこで、本実施の形態1では、上記のように、シフタ7a,7bが反転した状態で配置されている転写領域3A,3Bを重ね合わせ露光する。これにより、位相の絶対値精度(位相の誤差精度)を緩和できる。例えば位相角度の誤差を±5度よりも大きくしても良い(185度よりも大きくても良く、175度よりも小さくても良い)。このため、シフタ7a,7bの厚さ精度を緩和できる。例えば30度の位相ずれが発生し、0.2μmデフォーカスした場合に、重ね合わせ露光しないと、図8に示すように、シフタ7aの有無で光強度のピーク値が変化してしまう。これに対して2重露光した場合、図9に示すように、シフタ7a,7bの有無で光強度のピーク値のアンバランスを解消することができるので、良好な光強度分布を得ることができる。また、図10は焦点位置と0−π寸法差との関係を1回露光と2重露光とで比較して示したグラフ図である。2重露光の場合、0−π寸法差が生じていても焦点位置が安定していることが分かる。このことから、レジスト膜からなるシフタ7a,7bが露光光によってエッチングされ、膜厚が変動したとしても、上記位相反転配置による2重露光により充分に位相シフト技術の効果を得ることができる。したがって、上記多重露光法を併用することにより、マスク1Aに対する露光光の照射量および耐性をあまり気にすることなく、本実施の形態1のマスク1Aを用いた露光処理が可能となる。また、平坦性膜8とシフタ7a,7bとのエッチングレートをほぼ同じにすることにより、光透過パターン6aを透過する光の位相の0度と180度との関係をほぼ同じままにすることができる。
また、本実施の形態1においては、多重露光により位相の絶対値精度(誤差精度)が多少悪くても、180度位相差の時と同じ解像特性を得ることができるので、ウエハに転写されるパターン(転写パターン)の寸法精度を向上させることができる。
また、シフタ7a,7bの厚さ精度を緩和できるため、マスク1Aの製造上の容易性を大幅に向上させることができ、マスク1Aの製造歩留まりを向上させることができる。したがって、マスク1Aのコストを低減できる。特に、重ね合わせる転写領域3A,3Bを同一のマスク1Aの同一平面内の異なる平面位置に形成する本実施の形態1においては、その重ね合わせる転写領域3A,3Bを別々のマスクに形成する場合に比べて、シフタ7a,7bの厚さおよびその誤差量をマスク基板2の主面内においてほぼ均一にすることができるので、位相の絶対値精度を相対的に高く確保しつつ、容易にマスク1Aを製造することができる。また、1枚のマスク1Aで露光するので、転写領域3A,3Bを別々のマスクに配置する場合に比べてスループットを向上させることができる。ただし、転写領域3A,3Bを別々のマスクに配置し、転写領域3Aを持つマスクで露光した後、転写領域3Bを持つマスクに交換して2重露光しても良い。この方法は、チップサイズが大きく、同一のマスク内に2つの転写領域3A,3Bを配置できない場合に有効である。
また、1回露光の場合、シフタ7a,7bが配置された光透過パターン6a,6bを透過した光の強度が減衰する結果、シフタ7a,7bの有無により転写パターンに寸法差が生じる場合がある。これに対して、本実施の形態1では、シフタ7a,7bの配置された光透過パターン6a,6bを透過した光と、シフタ7a,7bの配置されていない光透過パターン6a,6bを透過した光とを同一領域に重ねて露光することになるので、双方の光強度を平均化することができる。すなわち、光強度のアンバランスをキャンセルすることができるので、光強度分布を均一にすることができる。このため、転写パターンの寸法変動を抑制または防止でき、転写パターンの寸法精度を向上させることができる。したがって、半導体集積回路装置の特性や信頼性を向上できる。
さらに、本実施の形態1によれば、多重露光により、マスク1Aの転写領域3A,3Bにランダムに存在する欠陥を平均化または除去することができるので、マスク1Aの欠陥の転写を低減または防止できる。また、マスク1Aの欠陥の転写限界を拡大することができる。すなわち、今まで無視できなかった寸法の欠陥も無視できるようになる。例えばマスク1A上の0.4μm未満の欠陥は無視することができるので、マスク1Aの欠陥検査の限界寸法を緩和することができる。したがって、マスク1Aの欠陥検査および欠陥修正を容易にすることができるので、マスク1Aの製造上の容易性を向上させることができる。また、収差の平均化効果、マスク1A内の寸法分布の平均化効果により転写パターンの寸法精度を向上させることができる。したがって、半導体集積回路装置の特性や信頼性を向上できる。
図11および図12は、集積回路パターン転写用のマスク1Aのシフタ7a,7bの具体的な配置例を示している。図11の光透過パターン6aと図12の光透過パターン6bとを重ね露光するので、シフタ7a,7bの配置が反転させて配置されている。また、図13は、図11および図12の光透過パターン6a,6bを重ね露光することでウエハ上に形成されたフォトレジスト膜PRのパターンの様子を模式的に示している。
なお、1枚のマスク1Aに配置される転写領域の数は、上記に限定されるものではなく種々変更可能である。また、転写領域3A,3Bの外周の遮光膜4で形成される遮光領域には、マスクアライメントマークや計測用マーク等のような他の光透過パターンが形成されている。また、上記転写領域3A,3B内に、実質的に集積回路を構成するパターンの他、例えば重ね合わせに用いるアライメントマークパターン、重ね合わせ検査に用いるマークパターンまたは電気的特性を検査する際に用いるマークパターン等のような実質的に集積回路を構成しないパターンを形成しても良い。また、本実施の形態1の場合でも一般的に行われているのと同様の光近接効果補正(OPC:Optical Proximity Correction)が必要である。例えば対象パターンに対して隣接パターンまでの距離、隣接パターンの幅、位相シフタの有無等の変数に対してそれぞれ寸法補正を加える必要がある。
次に、本実施の形態1のマスク1Aの製造方法の一例を図14〜図17により説明する。なお、図14〜図17は、マスク1Aの製造工程中の要部断面図を示している。
まず、図14に示すように、マスク基板2の主面(第1面)上に、例えばレジスト膜5Rを回転塗布法等により塗布した後、ベーク処理を施すことでレジスト膜5R中の溶剤をとばす。ベーク処理後のレジスト膜5Rの厚さは、例えば露光光としてKrFエキシマレーザ光(波長:248nm)を用いる場合で、例えば600〜700nm程度、露光光としてArFエキシマレーザ光(波長:193nm)を用いる場合で、例えば200〜300nm程度が好ましい。レジスト膜5Rの厚さは、レジスト膜5Rの材料のn,k値によって最適な厚さが異なる。続いて、電子線等による露光、現像およびベーク処理等を施すことにより、図15に示すように、レジスト膜5Rからなる遮光膜5をパターン形成する。遮光膜5の無い開口部分が光透過パターン6aである。
その後、図16に示すように、マスク基板2の主面(第1面)上に、遮光膜5を覆うように平坦性膜8を回転塗布法等により形成する。この時、平坦性膜8を回転塗布法により形成することにより、平坦性膜8の上面を表面張力により平坦にすることができる。また、平坦性膜8を回転中に乾燥させることもできる。もちろん回転塗布後に平坦性膜8を乾燥させても良い。回転塗布法の際の試料台の回転数は、例えば1500rpm程度である。上記のように平坦性膜8の材料には、例えばPVAやPVP等のような無機材料と、例えばポリエチレン系樹脂やシリコン系樹脂等のような有機材料とがある。平坦性膜8の材料として無機材料を選択した場合は、上記のようにレジスト膜5R(遮光膜5)とのミキシングが生じ難いので、遮光膜5をパターニングした後や平坦性膜8を形成した後のベーク処理は、例えば100〜120℃程度の脱水ベーク処理で良い。しかし、平坦性膜8の材料として有機材料を選択した場合は、レジスト膜5R(遮光膜5)とのミキシングが生じ易いので、遮光膜5をパターニングした後や平坦性膜8を形成した後のベーク処理は、上記脱水ベーク処理よりも高温の、例えば140〜180℃程度の硬化ベーク処理を施すことが好ましい。ベーク処理後の平坦性膜8の厚さは、最低でも600〜700nm程度、好ましくは800nm程度である。
次いで、図17に示すように、上記平坦性膜8上にシフタ形成用のレジスト膜7Rを回転塗布法等により形成した後、電子線等による露光、現像およびベーク処理等を施すことにより、図1〜図3に示したように、レジスト膜7Rからなるシフタ7a,7bをパターン形成し、マスク1Aを作成する。本実施の形態1によれば、平坦性膜8上にレジスト膜7Rを形成するので、マスク基板2の主面内でのレジスト膜7Rの厚さの均一性を向上させることができる。レジスト膜7Rの厚さは、塗布直後で、例えば130nm程度、ベーク処理後で、例えば115〜120nm程度である。レジスト膜7Rの厚さは、レジスト膜7Rの材料のn,k値によって最適な厚さが異なる。また、レジスト膜7Rは、ネガ型のレジスト膜とされている。これは、マスク基板2の主面内におけるシフタ7a,7bの形成領域の方が非形成領域よりも小さいので、シフタ7a,7bの形成領域を電子線露光した方が、露光時間を短縮できるからである。すなわち、レジスト膜7Rをネガ型とすることにより、ポジ型にした場合よりも露光時間を短縮できるので、マスク1Aの製造時間を短縮できる。
以上のように、本実施の形態1によれば、マスク1Aの転写領域3A,3Bのパターンを全てレジスト膜で形成することができる。すなわち、一度もエッチング工程を経ることなく、マスク1Aの転写領域3A,3Bのパターンを形成することができる。エッチング工程が無いので異物の発生を低減できる。このため、マスク1Aの歩留まりを向上させることができる。また、欠陥の少ないマスク1Aを提供できる。また、エッチング工程が無いので、より短いTAT(Turn Around Time)でマスク1Aを作成することができる。このため、半導体集積回路装置の納期を短縮することができる。
次に、本実施の形態1のマスク1Aを用いた多重露光方法の一例を図18〜図20により説明する。図18〜図20は、多重露光工程時のウエハ9の全体平面図を模式的に示している。ウエハ9は、例えばシリコンを基板とする円形状の薄板で、その主面(デバイス形成面)上には、例えば厚さ200nm程度の酸化シリコン膜が堆積され、そらにその上には、例えば厚さ300nm程度のポジ型のフォトレジスト膜が塗布されている。実際の露光条件は、例えば次のとおりである。縮小投影露光装置は、スキャナを使用した。スキャナの光源は、例えば波長が193nmのArFエキシマレーザを使用し、光学レンズの開口数NAは、例えば0.70である。スキャナの光源の形状は、例えば円形状(変形照明)であり、コヒーレントファクタ(σ値)は、例えば0.3を用いた。フォトレジスト膜への1回の露光量は、例えば150J/m2とし、2重露光により300J/m2になるように調整した。すなわち、1回の露光量は、必要な露光量を、多重露光の回数で割った値にされている。
まず、図18に示すように、マスク1Aの転写領域3A,3Bのパターンをスキャナによりスキャンニング露光する。この時の露光量は、必要量の1/2程度とする。続いて、図19に示すように、ウエハ9を図19の上方向に移動しマスク1Aの転写領域3A,3Bのパターンをスキャナによりスキャンニング露光する。この時のウエハ9の移動量は、露光領域の1/2とする。これにより、マスク1Aの転写領域3Aを、図18でウエハ9のフォトレジスト膜に転写したマスク1Aの転写領域3Bに重なるようにする。また、この時の露光量も、必要量の1/2程度とする。これにより、転写領域3A,3Bが重なったところで露光に必要な露光量が得られるようにする。続いて、図20に示すように、ウエハ9を図20の上方向に移動しマスク1Aの転写領域3A,3Bのパターンを同様にスキャンニング露光する。この時のウエハ9の移動量も露光領域の1/2とすることにより、マスク1Aの転写領域3Aを、図19でウエハ9のフォトレジスト膜に転写したマスク1Aの転写領域3Bに重なるようにする。また、この時の露光量も、必要量の1/2程度として、転写領域3A,3Bが重なったところで露光に必要な露光量が得られるようにする。このような多重露光処理動作をウエハ9の主面全面内において繰り返すことにより、ウエハ9の主面に複数のチップ領域のラインパターンを転写する。上記の説明では、2重露光がなされていない領域(例えばウエハ9の主面の最外周に位置するチップ領域)が発生するが、その領域に対しては露光不要な領域をマスキングブレードにより遮光した状態で、上記2重露光処理を施した。
次に、上記スキャナについて説明する。図21は、そのスキャナ10の一例を示している。スキャナ10は、例えば縮小比4:1の走査型縮小投影露光装置である。スキャナ10の露光条件は、上記図18〜図20で説明したとおりである。
露光光源10aから発する露光光EXLは、フライアイレンズ10b、アパーチャ10c、コンデンサレンズ10d1、10d2およびミラー10eを介してマスク(レチクル)1Aを照明する。光学条件のうち、コヒーレントファクタはアパーチャ10fの開口部の大きさを変化させることにより調整した。マスク1Aの主面(第1面)上には異物付着によるパターン転写不良等を防止するためのペリクルPEが設けられている。マスク1A上に描かれたマスクパターンは、投影レンズ10gを介して試料基板であるウエハ9の主面のフォトレジスト膜に投影される。なお、マスク1Aは、マスク位置制御手段10hおよびミラー10i1で制御されたマスクステージ10i2上に載置され、その中心と投影レンズ10gの光軸とは正確に位置合わせがなされている。マスク1Aは、その主面(第1面)がウエハ9に対向するようにマスクステージ10i2上に載置されている。露光光EEXLは、マスク1Aの裏面(第2面)から主面(第1面)に向かって照射される。
ウエハ9は、試料台10j上に真空吸着されている。試料台10jは、投影レンズ10gの光軸方向、すなわち、試料台10jのウエハ載置面に垂直な方向(Z方向)に移動可能なZステージ10k上に載置され、さらに試料台10jのウエハ載置面に平行な方向に移動可能なXYステージ10m上に搭載されている。Zステージ10k及びXYステージ10mは、主制御系10nからの制御命令に応じてそれぞれの駆動手段10p,10qによって駆動されるので、所望の露光位置に移動可能である。その位置はZステージ10kに固定されたミラー10rの位置として、レーザ測長機10sで正確にモニタされている。また、ウエハ9の表面位置は、通常の露光装置が有する焦点位置検出手段で計測される。計測結果に応じてZステージ10kを駆動させることにより、ウエハ9の主面は常に投影レンズ10gの結像面と一致させることができる。
マスク1Aとウエハ9とは、縮小比に応じて同期して駆動され、露光領域がマスク1Aの主面を走査しながらマスクパターンをウエハ9の主面のフォトレジスト膜に縮小転写する。このとき、ウエハ9の主面位置も上述の手段によりウエハ9の走査に対して動的に駆動制御される。ウエハ9に形成された回路パターンに対してマスク1A上の回路パターンを重ね合わせ露光する場合、ウエハ9上に形成されたマークパターンの位置をアライメント検出光学系10tを用いて検出し、その検出結果からウエハ9を位置決めして重ね合わせ転写する。主制御系10nはネットワーク装置10uと電気的に接続されており、スキャナ10の状態の遠隔監視等が可能となっている。
図22は上記スキャナ10のスキャンニング露光動作を模式的に示した説明図を示し、図23はスキャナ10の露光領域を抜き出して模式的に示した説明図を示している。なお、図22および図23では図面を見易くするためハッチングを付す。
スキャナ10を用いたスキャンニング露光処理では、マスク1Aとウエハ9とを各々の主面を平行に保ちながら相対的に逆方向に移動させる。すなわち、マスク1Aと、ウエハ9とは鏡面対称の関係になるので、露光処理に際し、マスク1Aのスキャン(走査)方向と、ウエハ9のスキャン(走査)方向とは、図22の矢印で示すステージスキャン方向G,Hに示すように逆向きになる。マスク1Aの転写領域3A,3Bは、スキャナ10のスキャン方向に沿って配置されるようにセッティングする。駆動距離は、縮小比4:1の場合、マスク1Aの移動量の4に対して、ウエハ9の移動量は1になる。このとき、露光光EXLを、アパーチャ10fの平面長方形状のスリット10fsを通じてマスク1Aに照射する。すなわち、投影レンズ10gの有効露光領域10ga内に含まれるスリット状の露光領域(露光帯)SA1を実効的な露光領域として用いる。特に限定されないが、そのスリット10fsの幅(短方向寸法)は、通常、ウエハ9上において、例えば4〜7mm程度である。そして、そのスリット状の露光領域SA1を、スリット10fsの幅(短)方向(すなわち、スリット10fsの長手方向に対して直交または斜めに交差する方向)に連続移動(走査)させ、さらに結像光学系(投影レンズ10g)を介してウエハ9の主面に照射する。これにより、マスク1Aの転写領域3A,3B内のマスクパターン(集積回路パターン、実施の形態1では光透過パターン6a,6bでありラインパターン)をウエハ9の複数のチップ領域CAの各々に転写する。なお、ここでは、スキャナ10の機能を説明するために必要な部分のみを示したが、その他の通常のスキャナに必要な部分は通常の範囲で同様である。
図24に、ステッパを用いた場合の露光領域SA2(図面を見易くするためハッチングを付す)を示す。ステッパでは、1ショット(1チップまたは複数チップ)の露光が終わるとステージを次のショット位置まで移動させ、同様の露光を繰り返すことでウエハの主面全面を露光するようになっている。ステッパの場合、投影レンズ10gの有効露光領域10ga内の平面正方形状の露光領域SA2を実効的な露光領域として用いる。この露光領域SA2は、その四隅が有効露光領域10gaに内接されている。本実施の形態1の方法は、露光装置としてステッパを使用することもできるが、通常、投影レンズ10gには種々の収差があるため、ステッパを用いて多重露光すると、設計通りのパターンを良好に形成することが困難である。これに対して、スキャナ10を用いた露光処理においては、スキャン方向に直交する方向においてレンズ収差に起因する位置ずれが生じるが、スキャン方向においてレンズ収差が同一となるため同じ形状が保たれる。本実施の形態1は、このスキャナの持つ特性を利用しているもので、スキャナを用いた場合、転写領域3A,3Bで転写される各々のパターンは、スキャン方向に直交する方向においてほぼ同じ変形を持っているし、しかもスキャン方向においてほぼ同じ形状で形成される。重ね合わせ露光を行う転写領域3A,3Bをスキャン方向に沿って配置したのもこのためである。したがって、2重露光しても、高い重ね合わせ精度でパターンを形成することができる。
次に、上記マスク1Aを用いた半導体装置の製造方法の一例を説明する。
図25は、本実施の形態1の半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部平面図、図26は図25のXC1−XC1線の断面図を示している。ウエハ9の基板9Sは、例えばp型のシリコン単結晶からなり、その主面の各チップ領域には、例えばpチャネル型のMOS・FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)およびnチャネル型のMOS・FET等のような能動素子や抵抗等のような受動素子が形成されている。pチャネル型のMOS・FETおよびnチャネル型のMOS・FETによりCMOS(Complementary MOS)回路が形成され、これにより論理回路が形成される。このウエハ9の主面上には、例えば酸化シリコン(SiO2等)からなる絶縁膜15a〜15dと、それよりも薄い窒化シリコン(Si3N4等)からなる絶縁膜16a〜16cとが交互に堆積されている。絶縁膜15b,16aには、配線溝(配線開口部)17aが形成され、その配線溝17aには第1層目の埋込配線18a(シングルダマシン配線)が形成されている。埋込配線18aの主配線材料は、例えばタングステン等からなり、その側面および底面には、例えば窒化チタン(TiN)等からなるバリア膜が薄く形成されている。絶縁膜15d上には、反射防止膜19aおよびポジ型のフォトレジスト膜PR1が下層から順に堆積されている。
まず、上記のようなウエハ9のフォトレジスト膜PR1に対してマスクを用いた露光処理を施した後、現像処理を施すことにより、図27および図28に示すように、ホールパターン形成用の開口部20aを有するフォトレジスト膜PR1のパターンを形成する。なお、図27は図25および図26に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部平面図、図28は図27のXC2−XC2線の断面図をそれぞれ示している。
続いて、フォトレジスト膜PR1のパターンをエッチングマスクとしてエッチング処理を施すことにより、図29に示すように、開口部20aから露出する反射防止膜19a、絶縁膜15d,16c,15cを順にエッチングしてスルーホール21aを形成する。この時、スルーホール21aの底部の絶縁膜16bがエッチストッパとして機能するようにエッチング処理を施す。このため、この段階のスルーホール21aの底部には絶縁膜16bが残されている。なお、図29は図27および図28に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部断面図を示している。
その後、フォトレジスト膜PR1および反射防止膜19aを除去した後、図30に示すように、ウエハ9の主面に、スルーホール21aを埋め込むように、新たな反射防止膜19bを堆積する。さらに、その反射防止膜19b上に、ポジ型のフォトレジスト膜PR2を塗布する。なお、図30は図29に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部断面図を示している。
次いで、ウエハ9のフォトレジスト膜PR2に対して上記マスク1Aを用いて露光処理を施した後、現像処理を施すことにより、図31および図32に示すように、ラインパターン形成用の開口部20bを有するフォトレジスト膜PR2のパターンを形成する。この時の露光装置および露光条件は、上記したのと同じである。なお、図31は図30に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部平面図、図32は図31のXC3−XC3線の断面図をそれぞれ示している。
続いて、フォトレジスト膜PR2のパターンをエッチングマスクとしてエッチング処理を施すことにより、図33に示すように、開口部20bから露出する反射防止膜19b、絶縁膜15dを順にエッチングして配線溝(配線開口部)17bを形成する。この時、配線溝17bの底部の絶縁膜16cがエッチストッパとして機能するようにエッチング処理を施す。このため、この段階の配線溝17bの底部には絶縁膜16cが残されている。その後、フォトレジスト膜PR2および反射防止膜19bを図34に示すように除去した後、配線溝17bおよびスルーホール21aの底部の絶縁膜16c,16bを、熱リン酸等を用いたウエットエッチング処理により選択的に除去し、図35に示すように、スルーホール21aおよび配線溝17bを完全に形成する(デュアルダマシン法)。これにより、スルーホール21aの底部からは埋込配線18aの上面の一部が露出される。なお、図33は図31および図32に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部断面図、図34は図33に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部断面図、図35は図34に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部断面図をそれぞれ示している。
次いで、ウエハ9の主面に、例えばタンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)または窒化チタン(TiN)からなるバリア膜をスパッタリング法等により薄く堆積し、さらにその上に、例えば銅(Cu)からなる主配線材料をメッキ法やCVD法等により相対的に厚く堆積した後、これらの積層膜を化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)法等により研磨する。この時、配線溝17bの外部の不要な主配線材料およびバリア膜の積層膜を除去し、その積層膜が配線溝17bおよびスルーホール21a内のみに残されるようにする。これにより、図36および図37に示すように、配線溝17b内に第2層目の埋込配線18b(デュアルダマシン配線)を形成する。なお、図36は図35に続く半導体装置の製造工程中のウエハ9の要部平面図、図37は図36のXC4−XC4線の断面図をそれぞれ示している。
このように本実施の形態1によれば、露光光源としてArFエキシマレーザを用いて、65nmノードの配線幅寸法(例えば70〜90nm程度)を持つ論理回路を有する半導体装置を製造することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態2では、レジスト膜で形成されたシフタの露光光に対する耐性向上を目的として、シフタの形成後に酸素を遮断する機能を有する膜でシフタを覆う構成について説明する。
本実施の形態2では、レジスト膜で形成されたシフタの露光光に対する耐性向上を目的として、シフタの形成後に酸素を遮断する機能を有する膜でシフタを覆う構成について説明する。
図38および図39は、本実施の形態2のマスク1Aであって、それぞれ図1のXA−XA線およびXB−XB線に相当する箇所の断面図を示している。平坦性膜8上には、シフタ7a,7bを覆うように、酸素遮断膜23が形成されている。酸素遮断膜23の材料、特徴(厚さ、露光光に対する透明度、酸素遮断量、平坦度等)および形成方法は、上記平坦性膜8と同じである。なお図中では、酸素遮断膜23の上面も平坦化されている。ただし、酸素遮断膜23の上面は平坦化されている必要は無い。レジスト材料と酸素の化学変化が露光によって発生しない範囲で、酸素濃度を低下させれば目的を達成できる。
本実施の形態2によれば、酸素遮断膜23を設けたことにより、露光時にシフタ7a,7bが酸素と反応してエッチングされるのを抑制または防止できる。すなわち、シフタ7a,7bの耐光性を向上させることができる。したがって、本実施の形態2の場合、前記実施の形態1で説明したような多重露光を行わないでも良好なパターンの転写が可能であるが、多重露光を行うことにより、前記実施の形態1で説明した効果が得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば前記実施の形態1,2では、2重露光について説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば3重露光や4重露光等、2回以上重ねて露光しても良い。本実施の形態では、位相シフトマスクを用いるので、位相反転が生じることを考慮すると重ね合わせ回数は偶数回が好ましい。このように重ね露光回数を増やすことにより、パターン欠陥を低減または無くすことができるので、断線不良、短絡不良等の発生を低減または無くすことができる。
また、前記実施の形態1,2では、絶縁膜や導体膜をエッチング加工する場合に用いるフォトレジストパターンを形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば不純物をウエハに導入する際にマスクとして用いるフォトレジストパターンを形成する場合にも適用できる。
また、露光光源として露光波長365nmのi線、露光波長248nmのKrFエキシマレーザまたは露光波長157nmのF2エキシマレーザを用いても良い。
また、露光光源用の変形照明(中央部の照度を下げた照明)として、例えば斜方照明、4重極照明、5重極照明等の多重極照明を用いても良い。また、変形照明と等価な瞳フィルタによる超解像技術を用いても良い。
また、前記実施の形態1では、ダマシン配線の形成工程に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、導体膜をパターニングすることで配線を形成する場合にも適用できる。この場合は、上記導体膜上にネガ型のフォトレジスト膜を堆積し、そのネガ型のフォトレジスト膜に上記多重露光方法でパターンを転写する。
また、前記実施の形態1,2では、ウエハがシリコンを基板として有する半導体ウエハの場合について説明したが、これに限定されるものえはなく、ウエハは、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板の場合もある。
また、半導体装置は、シリコンウエハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものの他、特に、そうでない旨明示された場合を除き、TFT(Thin-Film-Transistor)およびSTN(Super-Twisted-Nematic)液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である半導体装置の製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく種々適用可能であり、例えば液晶表示装置やマイクロマシン等のような半導体装置以外のものの製造方法にも適用できる。
本発明は、微細加工を必要とする製品の製造業に適用できる。
1A マスク
2 マスク基板
3A,3B 転写領域
4 遮光膜
5 遮光膜
5R レジスト膜
6a,6b 光透過パターン
7a,7b 位相シフタ
7R レジスト膜
8 平坦性膜
9 半導体ウエハ
9S 基板
10 スキャナ
10a 露光光源
10b フライアイレンズ
10c アパーチャ
10d1,10d2 コンデンサレンズ
10e ミラー
10f アパーチャ
10fs スリット
10g 投影レンズ
10ga 有効露光領域
10h マスク位置制御手段
10i1 ミラー
10i2 マスクステージ
10j 試料台
10k Zステージ
10m XYステージ
10n 主制御系
10p,10q 駆動手段
10r ミラー
10s レーザ測長機
10t アライメント検出光学系
10u ネットワーク装置
15a〜15d 絶縁膜
16a〜16c 絶縁膜
17a,17b 配線溝(配線開口部)
18a,18b 埋込配線
19a,19b 反射防止膜
20a,20b 開口部
21a スルーホール(配線開口部)
23 酸素遮断膜
50 位相シフトマスク
51 マスク基板
52 遮光パターン
53 光透過パターン
54 位相シフタ
SC スキャン方向
L1,L2 露光光
EXL 露光光
CA チップ領域
PR,PR1,PR2 フォトレジスト膜
2 マスク基板
3A,3B 転写領域
4 遮光膜
5 遮光膜
5R レジスト膜
6a,6b 光透過パターン
7a,7b 位相シフタ
7R レジスト膜
8 平坦性膜
9 半導体ウエハ
9S 基板
10 スキャナ
10a 露光光源
10b フライアイレンズ
10c アパーチャ
10d1,10d2 コンデンサレンズ
10e ミラー
10f アパーチャ
10fs スリット
10g 投影レンズ
10ga 有効露光領域
10h マスク位置制御手段
10i1 ミラー
10i2 マスクステージ
10j 試料台
10k Zステージ
10m XYステージ
10n 主制御系
10p,10q 駆動手段
10r ミラー
10s レーザ測長機
10t アライメント検出光学系
10u ネットワーク装置
15a〜15d 絶縁膜
16a〜16c 絶縁膜
17a,17b 配線溝(配線開口部)
18a,18b 埋込配線
19a,19b 反射防止膜
20a,20b 開口部
21a スルーホール(配線開口部)
23 酸素遮断膜
50 位相シフトマスク
51 マスク基板
52 遮光パターン
53 光透過パターン
54 位相シフタ
SC スキャン方向
L1,L2 露光光
EXL 露光光
CA チップ領域
PR,PR1,PR2 フォトレジスト膜
Claims (9)
- (a)ウエハの主面上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
(b)前記ウエハに対してマスクを用いた縮小投影露光処理を施すことにより、前記フォトレジスト膜に所望のパターンを転写する工程とを有し、
前記マスクは、第1面およびその反対側の第2面を持つマスク基板と、
前記マスク基板の第1面上に形成されたレジストからなる遮光膜と、
前記レジストからなる遮光膜に開口された光透過領域と、
前記レジストからなる遮光膜を覆うように前記マスク基板の第1面上に形成された平坦性膜と、
前記平坦性膜上に形成されたレジストからなる位相シフタとを備え、
前記平坦性膜は、前記光透過領域内を透過する光の位相の誤差が許容範囲内となるように、前記光透過領域を形成するために前記レジストからなる遮光膜に開口された部分に埋め込まれていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記平坦性膜は前記レジストからなる遮光膜の劣化を抑制または防止する機能を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程は、前記マスクの第1転写領域と第2転写領域とを、前記ウエハの主面上のフォトレジスト膜の1つの領域に対して重ねて露光する工程を有しており、
前記第1転写領域と前記第2転写領域との前記光透過領域の形状、寸法および配置は互いに同一とされ、
前記第1転写領域と前記第2転写領域との前記位相シフタは互いに反転するように配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、前記第1転写領域と前記第2転写領域とが同一のマスクの同一の主面に配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、前記縮小投影露光処理はスキャンニング露光であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項5記載の半導体装置の製造方法において、前記第1転写領域と前記第2転写領域とが同一のマスクの同一の主面に配置されており、前記縮小投影露光処理においては、前記第1転写領域と前記第2転写領域とが前記スキャンニング露光の方向に沿って並んで配置されるようにマスクを設置した状態で、前記スキャンニング露光を施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、前記縮小投影露光処理時の前記フォトレジスト膜の1つの領域への1回の露光量が、必要な露光量を多重露光の回数で割った値であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- (a)ウエハの主面上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
(b)前記ウエハに対してマスクを用いた縮小投影露光処理を施すことにより、前記フォトレジスト膜に所望のパターンを転写する工程とを有し、
前記マスクは、第1面およびその反対側の第2面を持つマスク基板と、
前記マスク基板の第1面上に形成されたレジストからなる遮光膜と、
前記レジストからなる遮光膜に開口された光透過領域と、
前記レジストからなる遮光パターンを覆うように前記マスク基板の第1面上に形成された平坦性膜と、
前記平坦性膜上に形成されたレジストからなる位相シフタとを備え、
前記平坦性膜は、前記光透過領域内を透過する光の位相の誤差が許容範囲内となるように、前記光透過領域を形成するために前記レジストからなる遮光膜に開口された部分に埋め込まれており、
前記(b)工程は、前記マスクの第1転写領域と第2転写領域とを、前記ウエハの主面上のフォトレジスト膜の1つの領域に対して重ねて露光する工程を有しており、
前記第1転写領域と前記第2転写領域との前記光透過領域のパターンの形状、寸法および配置は互いに同一とされ、
前記第1転写領域と前記第2転写領域との前記位相シフタは互いに反転するように配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の半導体装置の製造方法において、前記平坦性膜は前記レジストからなる遮光膜の劣化を抑制または防止する機能を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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KR102325570B1 (ko) | 2021-07-28 | 2021-11-12 | 주식회사 라오가닉 | 산소수와 세라마이드를 포함한 나노리포좀을 함유하는 보습 및 피부 장벽 개선용 화장료 조성물 및 그의 제조방법 |
CN114639929B (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-19 | 合肥芯谷微电子有限公司 | 开关线型移相器及通讯设备 |
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- 2005-01-05 KR KR1020050000711A patent/KR20050093704A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-01-07 US US11/030,042 patent/US20050208427A1/en not_active Abandoned
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