JPH04194939A - マスク形成方法およびパターン形成方法 - Google Patents
マスク形成方法およびパターン形成方法Info
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- JPH04194939A JPH04194939A JP2328590A JP32859090A JPH04194939A JP H04194939 A JPH04194939 A JP H04194939A JP 2328590 A JP2328590 A JP 2328590A JP 32859090 A JP32859090 A JP 32859090A JP H04194939 A JPH04194939 A JP H04194939A
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明(L 半導体製造等のりソゲラフイエ程において
使用される縮小投影露光装置のマスクに関するものであ
り、特に 透過光に位相差を与える位相シフトマスクの
形成方法及び、そのマスクを用いたパターン形成方法に
関するものである。
使用される縮小投影露光装置のマスクに関するものであ
り、特に 透過光に位相差を与える位相シフトマスクの
形成方法及び、そのマスクを用いたパターン形成方法に
関するものである。
従来の技術
従来、 IC及びLSI等の製造においては 紫外線を
用いたホトリソグラフィによってパターン形成を行って
いる。ホトリソグラフィにおける解像度Rは一般にレイ
リーの式により R=k・λ/ NA と表される。ここでλは紫外線の波長、NAは縮小転写
露光装置のレンズの開口数、 kは定数である。
用いたホトリソグラフィによってパターン形成を行って
いる。ホトリソグラフィにおける解像度Rは一般にレイ
リーの式により R=k・λ/ NA と表される。ここでλは紫外線の波長、NAは縮小転写
露光装置のレンズの開口数、 kは定数である。
これより、素子の微細化に伴ない解像度を向上させるた
めに(よ レンズの開口数NAを高くしたり、また 紫
外線の露光波長λを短くすることが行われている。現在
、波長248nmのエキシマレーザ−と、開口数0.4
〜0.5の縮小レンズを用いることによって0.3μm
の限界解像度が達成されている。しかし一方て 焦点深
度が浅くなり、プロセスマージンが小さくなるという欠
点もある。
めに(よ レンズの開口数NAを高くしたり、また 紫
外線の露光波長λを短くすることが行われている。現在
、波長248nmのエキシマレーザ−と、開口数0.4
〜0.5の縮小レンズを用いることによって0.3μm
の限界解像度が達成されている。しかし一方て 焦点深
度が浅くなり、プロセスマージンが小さくなるという欠
点もある。
ところで、縮小投影露光法における解像限界を向上する
方法として位相シフト法がある。位相シフト法によれは
その解像限界は通常の透過型マスクによる露光法を用
いた場合の2倍程度向上する。従って、これによれは0
.15μm程度の微細パターンを形成することが可能で
ある。この位相シフト法(唄 特別な露光装置を必要と
せすミ 通常の縮小投影露光装置において、従来の透過
型マスクを位相シフトマスクに変更するだけで行うこと
ができる。位相シフトに関しては 例えば アイ・イー
・イー・イー トランザクションオンエレクトロンデバ
イシズミ イーデー29.ナンバー12(1982)第
1282頁以降(TEEE:Trans、on Ele
tron Devices。
方法として位相シフト法がある。位相シフト法によれは
その解像限界は通常の透過型マスクによる露光法を用
いた場合の2倍程度向上する。従って、これによれは0
.15μm程度の微細パターンを形成することが可能で
ある。この位相シフト法(唄 特別な露光装置を必要と
せすミ 通常の縮小投影露光装置において、従来の透過
型マスクを位相シフトマスクに変更するだけで行うこと
ができる。位相シフトに関しては 例えば アイ・イー
・イー・イー トランザクションオンエレクトロンデバ
イシズミ イーデー29.ナンバー12(1982)第
1282頁以降(TEEE:Trans、on Ele
tron Devices。
ED−29,No、 12(1982L P、 +28
2− )に示されている。上記の文献で提案されている
マスク(よ 露光部分を隔てて隣接する開口部分を透過
する露光光に18o。
2− )に示されている。上記の文献で提案されている
マスク(よ 露光部分を隔てて隣接する開口部分を透過
する露光光に18o。
の位相差を与えるものであり、投影露光装置で得られる
周期的にならぶパターンの解像力を向上させることがで
きる。
周期的にならぶパターンの解像力を向上させることがで
きる。
しかしながら、」二記方法では隣接する開口部が互いに
分離している時にのみ有効である。すなわち、光の透過
領域で、かつ透過光の位相を18o°変化させる位相シ
フトマスクの境界が存在するとき、そこでは180°の
位イ・N差を持つ2つの光が互いに相殺し その振幅が
0になる。光強度は振幅の2乗で表されるので前記のよ
うな境界では光強度が0となり、この結果露光されるレ
ジストがポジレジストであれはその部分にレジストが残
ってしまし\解像しないということになる。従って、従
来の方法で(主 光が透過する部分力(互いに分離して
おり、境界が存在しない閉ループでは適応が可能である
力丈 境界が存在するような開ループで(戴 シフター
の境界でパターンがつながり、適応が不可能である。半
導体素子のパターンにおいて(よ 配線等で開ループが
存在するのて 位相シフトマスクを適応できるパターン
が非常に限られてくるという問題があっtラ この問
題を解決するために開ロバターンを透過する透過光の位
相差を開ロバターン内部で連続的にあるいは段階的に変
化させるように構成された多段の位相シフトマスクが提
案され九 すなわち、光の透過領域て 透過光との位相差を180
°持つシフターと、シフターのない領域との境界に そ
の間の位相差を持つシフターを形成することによって、
多段の位相シフトマスクをつくる。この多段位相シフト
マスクを用いることによって、前記の開ループでのシフ
ターの境界でのレジスト残りをなくすことかでき、 レ
ジストパターンを解像させることかでき、非常に有効な
手段である。
分離している時にのみ有効である。すなわち、光の透過
領域で、かつ透過光の位相を18o°変化させる位相シ
フトマスクの境界が存在するとき、そこでは180°の
位イ・N差を持つ2つの光が互いに相殺し その振幅が
0になる。光強度は振幅の2乗で表されるので前記のよ
うな境界では光強度が0となり、この結果露光されるレ
ジストがポジレジストであれはその部分にレジストが残
ってしまし\解像しないということになる。従って、従
来の方法で(主 光が透過する部分力(互いに分離して
おり、境界が存在しない閉ループでは適応が可能である
力丈 境界が存在するような開ループで(戴 シフター
の境界でパターンがつながり、適応が不可能である。半
導体素子のパターンにおいて(よ 配線等で開ループが
存在するのて 位相シフトマスクを適応できるパターン
が非常に限られてくるという問題があっtラ この問
題を解決するために開ロバターンを透過する透過光の位
相差を開ロバターン内部で連続的にあるいは段階的に変
化させるように構成された多段の位相シフトマスクが提
案され九 すなわち、光の透過領域て 透過光との位相差を180
°持つシフターと、シフターのない領域との境界に そ
の間の位相差を持つシフターを形成することによって、
多段の位相シフトマスクをつくる。この多段位相シフト
マスクを用いることによって、前記の開ループでのシフ
ターの境界でのレジスト残りをなくすことかでき、 レ
ジストパターンを解像させることかでき、非常に有効な
手段である。
ここで用いられる多段の位相シフトマスクの形成方法の
1例を第7図に示す。通常レチクルとして使用される石
英基板11上に 電子ビームレジスト61としてネガ型
のクロロメヂル化ボリスヂレンを約4.50 n m塗
布する。このレジストにまず180°位相差を生じさせ
る領域に20/iC/Cm2以上の十分なドーズ量で電
子ビーム露光を行う (第7図(a))。次に90°位
相差を生じさせる領域に前記のドーズ量の30〜50%
程度のドーズ量で電子ビーム露光を行う(第7図(b)
)。このレジストを専用現像液で現像することによって
、 ドーズ量が30〜50%程度であった領域の膜厚は
十分なドーズ量で露光した領域の膜厚の約172となり
、180°位相差を生じさぜる領域61PI811と同
90°位相差を生じさせる領域6]pellよりなるレ
ジストパターン61pから構成される多段の位相シフト
マスクを形成することができる(第7図(C))。
1例を第7図に示す。通常レチクルとして使用される石
英基板11上に 電子ビームレジスト61としてネガ型
のクロロメヂル化ボリスヂレンを約4.50 n m塗
布する。このレジストにまず180°位相差を生じさせ
る領域に20/iC/Cm2以上の十分なドーズ量で電
子ビーム露光を行う (第7図(a))。次に90°位
相差を生じさせる領域に前記のドーズ量の30〜50%
程度のドーズ量で電子ビーム露光を行う(第7図(b)
)。このレジストを専用現像液で現像することによって
、 ドーズ量が30〜50%程度であった領域の膜厚は
十分なドーズ量で露光した領域の膜厚の約172となり
、180°位相差を生じさぜる領域61PI811と同
90°位相差を生じさせる領域6]pellよりなるレ
ジストパターン61pから構成される多段の位相シフト
マスクを形成することができる(第7図(C))。
以上のようなプロセスを用いることにより、縮小転写露
光装置で使用される多段の位相シフトマスクを形成する
ことかできる。しかし 電子ビームリソグラフィにおい
て単層レジストで、多段のレジストパターンを形成する
と、電子ビームの近接効果等の影響により90°位相差
を生じさせるべきシフターの領域61P91Iの部分の
膜厚制純 寸法制御が困難であり、正確で実用的な位相
シフトマスクを形成することができない。
光装置で使用される多段の位相シフトマスクを形成する
ことかできる。しかし 電子ビームリソグラフィにおい
て単層レジストで、多段のレジストパターンを形成する
と、電子ビームの近接効果等の影響により90°位相差
を生じさせるべきシフターの領域61P91Iの部分の
膜厚制純 寸法制御が困難であり、正確で実用的な位相
シフトマスクを形成することができない。
発明が解決しようとする課題
上記のように 単層レジストによる多段位相シフトマス
ク形成は簡便な方法ではある力文 シフタ一部のドーズ
量が異なるた敦 レジストパターンの膜厚や寸法のコン
トロールか非常に困ガ[であるという問題点かある。電
子ビームリソグラフィを用いてレジストパターンを形成
する場合、電子のレジスト中での前方散乱 および基板
からの後方散乱による近接効果の影響のたム レジスト
パターンが変形することがある。前記のよう置 レジス
トに対して必要ドーズ量を照射する180°℃位相差を
生じさせる領域61P181]では正確なレジストパタ
ーンを形成することができる力(レジストに対して必要
ドーズ量の30〜50%程度のドーズ量しか照射しない
90’位相差を生じさせる領域61P9[1で(表正確
なレジストパターンを形成することかできない。すなわ
ち、アンダードーズのた敦 所望の寸法より40〜50
%程度細くなり、また 近接効果の影響のため、膜厚に
差が生じレジストパターンの断面形状が斜めにダしたよ
うな形状を示し さらにビームのショットのあとかのこ
るようなシフターとなる。このようなシフターでは90
°位相差を生じさぜる領域61P91]が不完全なため
、 レジストパターン′が解像しない。
ク形成は簡便な方法ではある力文 シフタ一部のドーズ
量が異なるた敦 レジストパターンの膜厚や寸法のコン
トロールか非常に困ガ[であるという問題点かある。電
子ビームリソグラフィを用いてレジストパターンを形成
する場合、電子のレジスト中での前方散乱 および基板
からの後方散乱による近接効果の影響のたム レジスト
パターンが変形することがある。前記のよう置 レジス
トに対して必要ドーズ量を照射する180°℃位相差を
生じさせる領域61P181]では正確なレジストパタ
ーンを形成することができる力(レジストに対して必要
ドーズ量の30〜50%程度のドーズ量しか照射しない
90’位相差を生じさせる領域61P9[1で(表正確
なレジストパターンを形成することかできない。すなわ
ち、アンダードーズのた敦 所望の寸法より40〜50
%程度細くなり、また 近接効果の影響のため、膜厚に
差が生じレジストパターンの断面形状が斜めにダしたよ
うな形状を示し さらにビームのショットのあとかのこ
るようなシフターとなる。このようなシフターでは90
°位相差を生じさぜる領域61P91]が不完全なため
、 レジストパターン′が解像しない。
また 前記従来例ではネガ型レジストを用いた場合を示
した力丈 ポジ型レジストを用いても同様に形成でき、
同じような問題点を生じる。すなわち、必要ドーズ量を
照射する領域は正確にパターン形成できるバ 必要ドー
ズ量の30〜50%しか照射しないアンダードーズの領
域では レジストパターン寸法が細くなったり、また、
近接効果の影響のたぬ レジスト膜厚に差か生成 断面
形状か斜めにダしてしましく 正確な多段の位相シフト
マスクを形成することかできない。本発明者ら(よこれ
らの課題を解決するために 多層レジスト法を用いた正
確な多段の位相シフトマスクの形成方法を完成しれ 課題を解決するための手段 本発明のマスク形成方法(上 下層に露光感度の悪いポ
ジ型レジストを、上層に露光感度の良いネガ型レジスト
を用℃(異なった種類のレジスト膜を形成し 上層レジ
ストのパターンを形成後、下層レジストのパターニング
を行し\ 多段のレジストパターンを形成し 透過光に
対して90°に近い位相差を与える位相シフトマスクを
下層レジストにもうけたマスクを提供するものである。
した力丈 ポジ型レジストを用いても同様に形成でき、
同じような問題点を生じる。すなわち、必要ドーズ量を
照射する領域は正確にパターン形成できるバ 必要ドー
ズ量の30〜50%しか照射しないアンダードーズの領
域では レジストパターン寸法が細くなったり、また、
近接効果の影響のたぬ レジスト膜厚に差か生成 断面
形状か斜めにダしてしましく 正確な多段の位相シフト
マスクを形成することかできない。本発明者ら(よこれ
らの課題を解決するために 多層レジスト法を用いた正
確な多段の位相シフトマスクの形成方法を完成しれ 課題を解決するための手段 本発明のマスク形成方法(上 下層に露光感度の悪いポ
ジ型レジストを、上層に露光感度の良いネガ型レジスト
を用℃(異なった種類のレジスト膜を形成し 上層レジ
ストのパターンを形成後、下層レジストのパターニング
を行し\ 多段のレジストパターンを形成し 透過光に
対して90°に近い位相差を与える位相シフトマスクを
下層レジストにもうけたマスクを提供するものである。
また、本発明は 下層に露光感度の良いネガ型レジスト
を、上層に露光感度の悪いネガ型レジストを用い、 同
じ種類のレジス)・膜を形成シ上層レジス)・のパター
ンを形成(気 下層レジストのパターニングを行し\
多段のレジストパターンを形成L 透過光に対して90
’に近い位相差を与える位相シフトマスクを下層レジス
トにもうげたマスクを提供する。
を、上層に露光感度の悪いネガ型レジストを用い、 同
じ種類のレジス)・膜を形成シ上層レジス)・のパター
ンを形成(気 下層レジストのパターニングを行し\
多段のレジストパターンを形成L 透過光に対して90
’に近い位相差を与える位相シフトマスクを下層レジス
トにもうげたマスクを提供する。
さら圏 また本発明は 下層に露光感度の悪いポジ型レ
ジストを、、上層に露光感度の良いネガ型レジストを用
い、 異なった種類のレジスト膜を形成し 上層レジス
トのパターンを形成した後、全面一]1− 一括露光により下層レジストにパターンを転写し上層レ
ジス[・」二から下層レジストの一部をパターニングす
ることによって、多投のレジストパターンを形成し 透
過光に対して90’に近い位相差を与える位相シフトマ
スクを上層レジストにもうけたマスクを提供するもので
ある。また 下層に露光感度の悪いネガ型レジストを上
層に露光感度の良いネガ型レジストを用い、 同じ種類
のレジスト膜を形成し 上層レジストのパターニングを
行った後、上層レジスト」二から下層レジス)・のパタ
ーニングをすることによって、多段のレジストパターン
を形成し 透過光に刻して90”に近い位相差を与える
位相シフトマスクを、上層レジストにもうけたマスクを
形成する方法を提供するものである。すなわち、同報
または異種の二層レジストを用いるこ七によって、各々
のレジストに最適ドーズ量むを照射し 上層レジスト、
また(よ 下層レジストの一方に透過光に刻して90’
の位相差を与えるシフターをもうけ、正確な位相シフト
マスクを形成することができる方法を提供するものであ
る。
ジストを、、上層に露光感度の良いネガ型レジストを用
い、 異なった種類のレジスト膜を形成し 上層レジス
トのパターンを形成した後、全面一]1− 一括露光により下層レジストにパターンを転写し上層レ
ジス[・」二から下層レジストの一部をパターニングす
ることによって、多投のレジストパターンを形成し 透
過光に対して90’に近い位相差を与える位相シフトマ
スクを上層レジストにもうけたマスクを提供するもので
ある。また 下層に露光感度の悪いネガ型レジストを上
層に露光感度の良いネガ型レジストを用い、 同じ種類
のレジスト膜を形成し 上層レジストのパターニングを
行った後、上層レジスト」二から下層レジス)・のパタ
ーニングをすることによって、多段のレジストパターン
を形成し 透過光に刻して90”に近い位相差を与える
位相シフトマスクを、上層レジストにもうけたマスクを
形成する方法を提供するものである。すなわち、同報
または異種の二層レジストを用いるこ七によって、各々
のレジストに最適ドーズ量むを照射し 上層レジスト、
また(よ 下層レジストの一方に透過光に刻して90’
の位相差を与えるシフターをもうけ、正確な位相シフト
マスクを形成することができる方法を提供するものであ
る。
作用
本発明(よ 前記した二層レジストプロセスにより、容
易に正確で実用的な多段の位相シフトマスクを形成する
ことかできる。特に 透過光に対して90°の位相差を
与えるシフターと180″位相差を与えるシフターとを
上層・下層レジスト別々に最適ドーズ量を照射すること
によって形成することができるので、電子ビームの近接
効果の影響によるレジストパターンの寸11. 膜厚
の変動が少なく、正確な多段の位相シフトマスクを形成
することができる。このマスクを用いることによって、
縮小転写露光法により、0.1μm以下の微細デバイス
パターンを任意に容易に形成することかできる。従って
、本発明を用いることによって、正確な実用性の高し\
多段の位相シフトマスクを容易に形成することかでき
、微細パターン形成に有効に作用する。
易に正確で実用的な多段の位相シフトマスクを形成する
ことかできる。特に 透過光に対して90°の位相差を
与えるシフターと180″位相差を与えるシフターとを
上層・下層レジスト別々に最適ドーズ量を照射すること
によって形成することができるので、電子ビームの近接
効果の影響によるレジストパターンの寸11. 膜厚
の変動が少なく、正確な多段の位相シフトマスクを形成
することができる。このマスクを用いることによって、
縮小転写露光法により、0.1μm以下の微細デバイス
パターンを任意に容易に形成することかできる。従って
、本発明を用いることによって、正確な実用性の高し\
多段の位相シフトマスクを容易に形成することかでき
、微細パターン形成に有効に作用する。
実施例
ま咀 本発明の概要を述べる。本発明(よ ネガ型レジ
スト、ポジ型レジストの異種 または同種の二層レジス
トを用いることによって、透過光に対して180°位相
差を生じさせる領域と、90’位相差を生じさせる領域
とを、上層 下層)ノジス)・に別々に形成し しかも
、最適ドーズ量で露光を行うことかできるので、電子ビ
ームの近接効果によるレジストパターン寸法のコントロ
ールが容易で、また、膜厚制御性も良く、容易(ζ 正
確な多段の位相シフトマスクを形成することができる。
スト、ポジ型レジストの異種 または同種の二層レジス
トを用いることによって、透過光に対して180°位相
差を生じさせる領域と、90’位相差を生じさせる領域
とを、上層 下層)ノジス)・に別々に形成し しかも
、最適ドーズ量で露光を行うことかできるので、電子ビ
ームの近接効果によるレジストパターン寸法のコントロ
ールが容易で、また、膜厚制御性も良く、容易(ζ 正
確な多段の位相シフトマスクを形成することができる。
(実施例1)
以下、本発明を用いたマスク形成方法の実施例を示′?
1% 第1図は本発明の第1の実施例の工程断面図であ
る。クロム膜15よりなるパターンが形成されレヂクル
として使用される石英基板11上に下層レジスト12と
してポジ型レジストであるポリメチルメタクリl/ −
1□ (P MM A、)を約0.657ym厚塗布し
ざら顛 この上に、上層レジスト13としてネガ型レ
ジストであるクロロメヂル化ポリスチレン(CMS)を
約0.40μm厚塗布しノラ このレジスト膜13」
二の透過光に対して18o°位相差を生じさせるべき領
域に電子ビーム14を用いて、加速電圧20kV、ドー
ズ量30μc/cm2で露光を行った(第1図(a))
。
1% 第1図は本発明の第1の実施例の工程断面図であ
る。クロム膜15よりなるパターンが形成されレヂクル
として使用される石英基板11上に下層レジスト12と
してポジ型レジストであるポリメチルメタクリl/ −
1□ (P MM A、)を約0.657ym厚塗布し
ざら顛 この上に、上層レジスト13としてネガ型レ
ジストであるクロロメヂル化ポリスチレン(CMS)を
約0.40μm厚塗布しノラ このレジスト膜13」
二の透過光に対して18o°位相差を生じさせるべき領
域に電子ビーム14を用いて、加速電圧20kV、ドー
ズ量30μc/cm2で露光を行った(第1図(a))
。
専用現像液で現像シ上層レジストパターン13Pを形成
した後、次に 下層レジスト12の透過光に対して18
0°および90°位相差を生じさせるべぎ領域以外の領
域に 電子ビーム14を用いて、加速電圧20kV、ド
ーズ量150μc/cm2テ露光を行った(第1図(b
))。イソプロピルアルコール(I PA)により現像
することによって、下層レジストパターン12Pを形成
し正確な多段の位相シフトマスクを形成することかでき
た(第1図(C))。
した後、次に 下層レジスト12の透過光に対して18
0°および90°位相差を生じさせるべぎ領域以外の領
域に 電子ビーム14を用いて、加速電圧20kV、ド
ーズ量150μc/cm2テ露光を行った(第1図(b
))。イソプロピルアルコール(I PA)により現像
することによって、下層レジストパターン12Pを形成
し正確な多段の位相シフトマスクを形成することかでき
た(第1図(C))。
このプロセスを行う前には すでにレヂクルである石英
基板−ににシフター以外のフロム膜のパターンか形成さ
れており、また、シフターを形成するためのアライメン
トキーも形成されている。以」−のように 本実施例に
よれは 異なった種類の二層レジストを用1.X、透過
光に刻して180°位相差を生じさせる領域と、90°
位相差を生じさせる領域とを別々に形成することによっ
て高精度に多段の位相シフトマスクを形成することかで
きる。
基板−ににシフター以外のフロム膜のパターンか形成さ
れており、また、シフターを形成するためのアライメン
トキーも形成されている。以」−のように 本実施例に
よれは 異なった種類の二層レジストを用1.X、透過
光に刻して180°位相差を生じさせる領域と、90°
位相差を生じさせる領域とを別々に形成することによっ
て高精度に多段の位相シフトマスクを形成することかで
きる。
(実施例2)
本発明の第2の実施例を第2図に示1% lノチクル
として使用される石英基板11上に、 下層レジスト2
1として感度の良いネガ型レジストである化学増幅系ノ
ボラックレジストを約0.65μm厚塗布し、さらC二
この上(二 上層レジスI・22として感度の悪い
ネガ型レジストであるCMSを約0.4011m厚塗布
し氾 この上から電子ビーム23を用いて、透過光に対
して180°位相差を生じさせる領域にドーズ量20μ
c/cm2で露光を行った(第2図(a))。専用現像
液により現像し、上層レジストパターン22Pを形成し
た後、透過光に対して90°位相差を生じさせるべき領
域にドーズ量5μc/cm2で電子ビーム露光を行った
(第2図(b))。有機アルカリ水溶液を用いて現像す
ることによって、下層レジストパターン2IPを形成し
正確な多段の位相シフトマスクを形成することかでき
な (実施例3) 本発明の第3の実施例を第3図に示す。レヂクルとして
使用される石英基板11」:fへ 下層Iノジスト31
として感度の悪いポジ型レジストであるPMMAを約0
.35μm厚塗布し さら(へ この上に上層レジスト
32として感度の良いポジ型レジストであるポリフロロ
ブデルメタクリレート(FBM)を約0.4μm厚塗布
しμ この」二から電子ビーム33を用いて、透過光に
対して180°位相差を生じさせる領域以外の領域にド
ーズ量5μC/Cm2で露光を行った(第3図(a))
。IPAを用いて現像を行し\ 上層レジストパターン
32Pを形成した後、下層レジスト上に 透過光に対し
て180°および90°位相差を生じさせる領域以外の
領域にドーズ量150μC/Cm2で電子ビーム露光を
行った(第3図(b))。このレジスト膜をIPAを用
いて現像することによって、下層レジス)・パターン3
1Pを形成し 正確な多段の位相シフトマスクを形成す
ることができ1゜以」二のように 本実施例によれは、
ポジ型またはネガ型の同じ種類の二層レジストを用いる
ことによって、透過光に刻して180°位相差を生じさ
せる領域と、90°位相差を生じさせる領域とをそれぞ
れ別々(、へ 最適ドーズ量で形成することができ、高
精度に多段の位相シフトマスクを容易に形成することが
できる。
として使用される石英基板11上に、 下層レジスト2
1として感度の良いネガ型レジストである化学増幅系ノ
ボラックレジストを約0.65μm厚塗布し、さらC二
この上(二 上層レジスI・22として感度の悪い
ネガ型レジストであるCMSを約0.4011m厚塗布
し氾 この上から電子ビーム23を用いて、透過光に対
して180°位相差を生じさせる領域にドーズ量20μ
c/cm2で露光を行った(第2図(a))。専用現像
液により現像し、上層レジストパターン22Pを形成し
た後、透過光に対して90°位相差を生じさせるべき領
域にドーズ量5μc/cm2で電子ビーム露光を行った
(第2図(b))。有機アルカリ水溶液を用いて現像す
ることによって、下層レジストパターン2IPを形成し
正確な多段の位相シフトマスクを形成することかでき
な (実施例3) 本発明の第3の実施例を第3図に示す。レヂクルとして
使用される石英基板11」:fへ 下層Iノジスト31
として感度の悪いポジ型レジストであるPMMAを約0
.35μm厚塗布し さら(へ この上に上層レジスト
32として感度の良いポジ型レジストであるポリフロロ
ブデルメタクリレート(FBM)を約0.4μm厚塗布
しμ この」二から電子ビーム33を用いて、透過光に
対して180°位相差を生じさせる領域以外の領域にド
ーズ量5μC/Cm2で露光を行った(第3図(a))
。IPAを用いて現像を行し\ 上層レジストパターン
32Pを形成した後、下層レジスト上に 透過光に対し
て180°および90°位相差を生じさせる領域以外の
領域にドーズ量150μC/Cm2で電子ビーム露光を
行った(第3図(b))。このレジスト膜をIPAを用
いて現像することによって、下層レジス)・パターン3
1Pを形成し 正確な多段の位相シフトマスクを形成す
ることができ1゜以」二のように 本実施例によれは、
ポジ型またはネガ型の同じ種類の二層レジストを用いる
ことによって、透過光に刻して180°位相差を生じさ
せる領域と、90°位相差を生じさせる領域とをそれぞ
れ別々(、へ 最適ドーズ量で形成することができ、高
精度に多段の位相シフトマスクを容易に形成することが
できる。
(実施例4)
本発明の第4の実施例を第4図に示机 レヂクルとして
使用される石英基板11上に、下層レジスト41として
、感度の悪いポジ型レジストであるPMMAを約0.4
0μm厚塗布し さらに この」−に、上層レジスト4
2として感度の良い化学増幅系のネガ型ノボラックレジ
ストを約0.65μm厚塗布しf、 この」−から、
透過光に対して180°および90°位相差を生じさぜ
るべき領域に電子ビーム43を用いて、 ドーズ量5μ
c/crn2で露光を行った(第4図(a))。有機ア
ルカリ水溶液を用いて現像を行(\ 上層レジストパタ
ーン42Pを形成した後、遠紫外線を全面一括に露光す
ることによって下層レジストにパターンを転写した(第
4図(b))。さらに この」二から、透過光に対して
位相差が90°生じる領域に電子ビーム43を用いて、
ドーズ量100μc/cm2で露光を行った(第4図
(C))。露光を行うことによって、上層レジストの下
にある下層レジストが露光さhI=18− PAを用いて現像を行うことによって、正確な多段の位
相シフトマスクを形成することができた(第4図(d)
)。
使用される石英基板11上に、下層レジスト41として
、感度の悪いポジ型レジストであるPMMAを約0.4
0μm厚塗布し さらに この」−に、上層レジスト4
2として感度の良い化学増幅系のネガ型ノボラックレジ
ストを約0.65μm厚塗布しf、 この」−から、
透過光に対して180°および90°位相差を生じさぜ
るべき領域に電子ビーム43を用いて、 ドーズ量5μ
c/crn2で露光を行った(第4図(a))。有機ア
ルカリ水溶液を用いて現像を行(\ 上層レジストパタ
ーン42Pを形成した後、遠紫外線を全面一括に露光す
ることによって下層レジストにパターンを転写した(第
4図(b))。さらに この」二から、透過光に対して
位相差が90°生じる領域に電子ビーム43を用いて、
ドーズ量100μc/cm2で露光を行った(第4図
(C))。露光を行うことによって、上層レジストの下
にある下層レジストが露光さhI=18− PAを用いて現像を行うことによって、正確な多段の位
相シフトマスクを形成することができた(第4図(d)
)。
以上のようiヘ 本実施例によれは 異なった種類の
二層レジストを用いることによって、透過光に対して1
80°、および90°位相差を生じさせる領域を別々に
最適ドーズ量で形成することかでき、さらに 上層レ
ジストに90’位相差を生じさせるシフターが形成でき
るので、容易に高精度に多段の位相シフトマスクを得る
ことができる。
二層レジストを用いることによって、透過光に対して1
80°、および90°位相差を生じさせる領域を別々に
最適ドーズ量で形成することかでき、さらに 上層レ
ジストに90’位相差を生じさせるシフターが形成でき
るので、容易に高精度に多段の位相シフトマスクを得る
ことができる。
(実施例5)
本実施例の第5の実施例を第5図に示机 レチクルとし
て使用される石英基板11上に下層レジスト51として
感度の悪いネガ型レジストとしてCMSを約0.4μm
厚塗布し さらに この上に上層レジスト52として感
度の良いネガ型レジストとじて化学増幅系ノボラックレ
ジストを約0.65μm厚塗布した この上から透過光
に対して180°、および9゜°の位相差を生じさせる
領域に電子ビーム53を用いて、 ドーズ量5μCZC
m2で露光を行った(第5図(−19= a))。有機アルカリ水溶液を用いて現像することによ
って上層レジストパターン52Pを形成し八 この上か
ら、透過光に刻して18o°位相差を生じさせる領域に
電子ビーム53を用いて、 ドーズ量2o/、1070
m2で露光を行った(第5図(b))。このレジストを
専用現像液を用いて、現像することによって、下層レジ
ストパターン51.Pを形成することができ、正確な多
段の位相シフトマスクを形成することができた(第5図
(C))。
て使用される石英基板11上に下層レジスト51として
感度の悪いネガ型レジストとしてCMSを約0.4μm
厚塗布し さらに この上に上層レジスト52として感
度の良いネガ型レジストとじて化学増幅系ノボラックレ
ジストを約0.65μm厚塗布した この上から透過光
に対して180°、および9゜°の位相差を生じさせる
領域に電子ビーム53を用いて、 ドーズ量5μCZC
m2で露光を行った(第5図(−19= a))。有機アルカリ水溶液を用いて現像することによ
って上層レジストパターン52Pを形成し八 この上か
ら、透過光に刻して18o°位相差を生じさせる領域に
電子ビーム53を用いて、 ドーズ量2o/、1070
m2で露光を行った(第5図(b))。このレジストを
専用現像液を用いて、現像することによって、下層レジ
ストパターン51.Pを形成することができ、正確な多
段の位相シフトマスクを形成することができた(第5図
(C))。
以上のよう圏 本実施例によれば 同じ種類の二層レジ
ストを用いることによって、透過光に対して180°お
よび90’の位相差を生じさせる領域を別々に 最適ド
ーズ量で形成することができ、さら番へ 上層レジスト
に90”位相差を生じさせるシフターが形成できるので
、容易に高精度に多段の位相シフトマスクを得ることが
できる。
ストを用いることによって、透過光に対して180°お
よび90’の位相差を生じさせる領域を別々に 最適ド
ーズ量で形成することができ、さら番へ 上層レジスト
に90”位相差を生じさせるシフターが形成できるので
、容易に高精度に多段の位相シフトマスクを得ることが
できる。
(実施例6)
本発明の第6の実施例を第6図に示机
半導体基板7上に感光性材料としてレジスト72を塗布
し 熱処理を行1.X、1.2μm厚のレジスト膜−2
〇− を形成した(第6図(a))。このレジス)・膜上に実
施例1で形成した位相シフトマスク73を用いて、通常
のg線縮小転写露光装置により露光を行っt島(第6図
(b))。この後レジスト膜を有機アルカリ水溶液によ
り現像を行(\ 0.25μmL/Sの微細レジストパ
ターン72Pを形成することができた (第6図(C)
)。以上のように本実施例によれば 位相シフトマスク
を用いて、従来の紫外線露光を行うことによって、従来
形成できなかった微細なパターンを形成することかでき
る。また 使用するマスクとしては実施例1以外に実施
例2,3,4.5のいずれを用いてもよい。
し 熱処理を行1.X、1.2μm厚のレジスト膜−2
〇− を形成した(第6図(a))。このレジス)・膜上に実
施例1で形成した位相シフトマスク73を用いて、通常
のg線縮小転写露光装置により露光を行っt島(第6図
(b))。この後レジスト膜を有機アルカリ水溶液によ
り現像を行(\ 0.25μmL/Sの微細レジストパ
ターン72Pを形成することができた (第6図(C)
)。以上のように本実施例によれば 位相シフトマスク
を用いて、従来の紫外線露光を行うことによって、従来
形成できなかった微細なパターンを形成することかでき
る。また 使用するマスクとしては実施例1以外に実施
例2,3,4.5のいずれを用いてもよい。
発明の詳細
な説明したよう(ζ 本発明によれは、ポジ型またはネ
ガ型レジストのうち、同種または異種の二層レジストを
用い、 透過光に対して、180°位相差を生じさせる
領域と、90°位相差を生じさせる領域を別装置 最適
ドーズ量で形成することができ、さらに 上層レジスト
、または下層レジストのどちらか一方に90°位相差を
生じさせるシフターを形成することができるので、高精
度に 容易に多段の位相シフトマスクを得ることができ
る。このマスクを用いることによって、あらゆるデバイ
スパターンにおいて位相シフトマスクを適応することが
でき、露光光源に従来の紫外線を用いて0.3μmルー
ルのパターン形成が可能となり、また248nmの波長
のエキシマレーザ−では0,15μmルールのパターニ
ングが可能となり、縮小投影露光技術の限界をより伸ば
すことができ、その実用的効果は大きく、超高密度集積
回路の製造に大きく寄与することができる。
ガ型レジストのうち、同種または異種の二層レジストを
用い、 透過光に対して、180°位相差を生じさせる
領域と、90°位相差を生じさせる領域を別装置 最適
ドーズ量で形成することができ、さらに 上層レジスト
、または下層レジストのどちらか一方に90°位相差を
生じさせるシフターを形成することができるので、高精
度に 容易に多段の位相シフトマスクを得ることができ
る。このマスクを用いることによって、あらゆるデバイ
スパターンにおいて位相シフトマスクを適応することが
でき、露光光源に従来の紫外線を用いて0.3μmルー
ルのパターン形成が可能となり、また248nmの波長
のエキシマレーザ−では0,15μmルールのパターニ
ングが可能となり、縮小投影露光技術の限界をより伸ば
すことができ、その実用的効果は大きく、超高密度集積
回路の製造に大きく寄与することができる。
第1図は本発明における一実施例の工程断面1第2.3
,4,5.6図は同種の実施例の工程断面1第7図は従
来の位相シフトマスク形成方法の工程断面図である。 11・・・・石英基板、12・・・・下層レジスト、1
3・・・・上層レジスト、14・・・・電子ビー八15
・・・・クロム風 代理人の氏名 弁理士 小鍜冶 明 ほか2名第3図 第4図 第5図 第6図
,4,5.6図は同種の実施例の工程断面1第7図は従
来の位相シフトマスク形成方法の工程断面図である。 11・・・・石英基板、12・・・・下層レジスト、1
3・・・・上層レジスト、14・・・・電子ビー八15
・・・・クロム風 代理人の氏名 弁理士 小鍜冶 明 ほか2名第3図 第4図 第5図 第6図
Claims (6)
- (1)投影露光装置に用いられるレチクル上に前記レチ
クルの透過光の位相が3種類以上存在するように、前記
透過光に位相差を与える位相シフトマスクを有するマス
クの形成方法において、下層に露光感度の悪いポジ型レ
ジストを、上層に露光感度の良いネガ型レジストを用い
、異なった種類のレジスト膜を形成し上層レジストのパ
ターンを形成後、下層レジストのパターニングを行い、
多段のレジストパターンを形成し透過光に対して90゜
に近い位相差を与える位相シフトマスクを下層レジスト
に作成することを特徴とするマスク形成方法 - (2)投影露光装置に用いられるレチクル上に前記レチ
クルの透過光の位相が3種類以上存在するように、前記
透過光に位相差を与える位相シフトマスクを有するマス
クの形成方法において、下層に露光感度の良いネガ型レ
ジストを、上層に露光感度の悪いネガ型レジストを用い
、同じ種類のレジスト膜を形成し、上層レジストのパタ
ーンを形成後、下層レジストのパターニングを行い、多
段のレジストパターンを形成し、透過光に対して90°
に近い位相差を与える位相シフトマスクを下層レジスト
に作成することを特徴とするマスク形成方法 - (3)ネガ型レジストのかわりに、下層に露光感度の悪
いポジ型レジストを、上層に露光感度の良いポジ型レジ
ストを用い、同じ種類のレジスト膜から位相シフトマス
クを形成することを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載のマスク形成方法。 - (4)投影露光装置に用いられるレチクル上に、前記レ
チクルの透過光の位相が3種類以上存在するように、前
記透過光に位相差を与える位相シフトマスクを有するマ
スクの形成方法において、下層に露光感度の悪いポジ型
レジストを、上層に露光感度の良いネガ型レジストを用
い、異なった種類のレジスト膜を形成し、上層レジスト
のパターンを形成した後、全面一括露光により下層レジ
ストにパターンを転写し、上層レジストから下層レジス
トの一部をパターニングすることによって、多段のレジ
ストパターンを形成し、透過光に対して90゜に近い位
相差を与える位相シフトマスクを上層レジストにもうけ
ることを特徴とするマスク形成方法。 - (5)投影露光装置に用いられるレチクル上に前記レチ
クルの透過光の位相から3種類以上存在するように、前
記透過光に位相差を与える位相シフトマスクを有するマ
スクの形成方法において、下層に露光感度の悪いネガ型
レジストを、上層に露光感度の良いネガ型レジストを用
い、同じ種類のレジスト膜を形成し、上層レジストのパ
ターニングを行った後、上層レジスト上から下層レジス
トのパターニングをすることによって、多段のレジスト
パターンを形成し、透過光に対して90゜に近い位相差
を与える位相シフトマスクを上層レジストにもうけるこ
とを特徴とするマスク形成方法。 - (6)半導体基板上に感光性材料を塗布する工程と、上
記マスクを用いてパターンを前記感光性材料に転写する
工程と、前記感光性材料を現像しパターンを形成する工
程とを備えてなることを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2328590A JPH04194939A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | マスク形成方法およびパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2328590A JPH04194939A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | マスク形成方法およびパターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04194939A true JPH04194939A (ja) | 1992-07-14 |
Family
ID=18211974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2328590A Pending JPH04194939A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | マスク形成方法およびパターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04194939A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003025595A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | 微細構造体の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および液体吐出ヘッド |
KR100395048B1 (ko) * | 2000-06-07 | 2003-08-19 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법, 및 사진 제판용 마스크 및 그제조 방법 |
JP2008046279A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Dainippon Printing Co Ltd | パターン形成体、およびその製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0234854A (ja) * | 1988-03-16 | 1990-02-05 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH04128843A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-04-30 | Fujitsu Ltd | 露光用マスク製作方法 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2328590A patent/JPH04194939A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0234854A (ja) * | 1988-03-16 | 1990-02-05 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH04128843A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-04-30 | Fujitsu Ltd | 露光用マスク製作方法 |
Cited By (4)
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JP2003025595A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | 微細構造体の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および液体吐出ヘッド |
JP4532785B2 (ja) * | 2001-07-11 | 2010-08-25 | キヤノン株式会社 | 構造体の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法 |
JP2008046279A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Dainippon Printing Co Ltd | パターン形成体、およびその製造方法 |
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