JPS6380258A - マスク - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リソグラフィー技術、特に、１枚のマスクで
複数種類のパターンを転写する技術に関し、例えば、半
導体装置の製造工程において、設計回路パターンをウェ
ハに転写するリソグラフィー技術に利用して有効なホト
マスクに関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体装置の製造工程において、回路設計に基
づいたパターンをウェハ上に形成する場合、ホトマスク
に形成されたパターンをウェハ上に塗布されたホトレジ
スト膜に露光により転写するリソグラフィー処理が行わ
れている。

なお、リソグラフィー処理技術を述べである例としては
、日経マグロウヒル社発行ｒＭＯ３Ｌｓｒ製造技術」昭
和６０年６月２０日発行　Ｐ１４３〜Ｐ１６２、がある
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなリソグラフィー処理においては、ホトマスク
のパターンが露光光を透過するか透過しないかの区別に
より描かれているため、ホトマスクがウェハプロセスの
各層毎に１枚宛必要になる。

その結果、ホトマスクの枚数が増加することにより、そ
の管理、費用等が増大化し、多品種少量生産化の傾向に
伴って生産性の低下が招来されるという問題点があるこ
とが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、複数種類のパターンを転写させること
ができるマスク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
。

ｃ問題点を解決するための手段〕 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
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、マスクブランクに少なくとも２種類のパター
ンをそれぞれ形成するとともに、各パターンはそれぞれ
特定の波長の光を透過するように構成したものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、特定の単波長を有する光を露光
光としてホトマスクに照射させると、この光はその単波
長に対応するように構成されたパターンの部分のみを透
過することになるため、そのパターンだけが転写される
ことになる。

その後、他の単波長を有する光を露光光としてホトマス
クに照射させると、この光はその単波長に対応するよう
に構成された前記とは別のパターンの部分のみを透過す
ることになるため、今度はそのパターンだけが転写され
ることになる。

このようにして、前記した手段によれば、１枚のマスク
により２種類以上のパターンをそれぞれ転写させること
ができるため、複数種類のパターンを転写させるプロセ
スにおいて用窓すべきマスクの枚数を低減させることが
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるホトマスクを示す斜視
図、第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図、
第４図および第５図はその作用を説明するための各断面
図である。

本実施例においては、説明および図示を簡小化するため
、電気配線形成プロセスにおいて第１配線眉をパターニ
ングする工程、第１配線層と第２配線層とを接続するた
めの接続孔を眉間絶縁膜にパターニングする工程、およ
び第２配線層をパターニングする工程について、パター
ンの一単位を代表的に説明することとする。

本実施例において、このホトマスクはマスクブランク２
を備えており、このブランク２は石英ガラス等のような
透光性を有する材料を用いて略正方形形状の平板に形成
されている。マスクブランク２の第１主面２ａには非透
光膜３がクローム等のような光を透過させない材料を用
いて蒸着等のような適当な手段により、全体的に均一に
被着されており、非透光膜３には第１配線パターン４、
接続孔パターン５および第２配線パターン６が所定の波
長の光をそれぞれ透過するように構成されて形成されて
いる。

すなわち、第１配線パターン４は非透光膜３に窓孔４ａ
を所望の形状に形成されて開設された上で、例えば、紫
外光のうち波長が３６５ｎｍのｉ線のように特定の単波
長光を透過する干渉フィルタ４ｂを被着されている。接
続孔パターン５は第１配線パターン４における干渉フィ
ルタ４ｂを所望の位置および形状に開設された窓孔５ａ
から実質的に構成されている。第２配線パターン６は非
透孔膜３に窓孔６ａを所望の形状に形成されて開設され
た上で、例えば紫外光のうち波長が４３６ｎｍのｇ線の
ように特定の単波長光を透過する干渉フィルタ６ｂを被
着されており、このパターン６は接続孔パターン５にお
いて第１配線パターン４に交差するように配設されてい
る。また、これらパターン４．５．６は製造しようとし
ている配線回路についての寸法、位置関係等の相関関係
を精密に維持するようになっている。

ここで、干渉フィルタは薄膜による光の干渉を″利用し
て特定の波長領域の光のみを選択的に透過または反射さ
せるフィルタであり、非金属の多層膜や金属膜と非金属
膜とを重ね合わせたものが多く、真空蒸着法等によって
作成され、膜厚および屈折率を変えれば、任意の中心波
長に対して任意の半値幅を持つフィルタが得られる。

次ぎに前記構成にかかるホトマスクの使用方法並びにそ
の作用を説明する。

このホトマスクｌが使用されるウェハ１１には第１アル
ミニユーム膜１２が真空茎着法等のような適当な手段に
より被着されており、そのアルミニュームＮｕｌＺ上に
はホトレジスト膜１３がスピンナ塗布法等のような適当
な手段により被着されている。

ホトマスク１はマスクブランク２の第１主面２ａをウェ
ハ１１側（以下、下側とする。）に向けられ、第１主面
２ａの非透光膜３がウェハ１１のホトレジスト膜１３に
密着される。このとき、ホトマスク１の第１配線パター
ン４はウェハ１１に対して機械的手法または光学的手法
により精密にアライメントされる。

続いて、ホトマスク１の上方からｉ線２１が露光光とし
て照射される。このｉ線２１はホトマスク１における第
１配線パターン４の干渉フィルタ４ｂおよび接続孔パタ
ーン５の窓孔５ａのみを透過するため、ホトレジスト膜
１３の当該箇所に対向する部分が露光されることになり
、その結果、ウェハ１１には第１配線パターンが転写さ
れることになる。このとき、ホトレジストｌｆｆ１３に
はｌ線２１に対して高い感度を示すホトレジスト材料を
使用することが望ましい。

その後、第１配線パターンを転写されたウェハ１１は現
像処理およびエツチング処理により第１配線１ｉ１５を
形成される。

第４図に示されているように、接続孔パターン５を転写
されるウェハ１１上には眉間絶縁膜１６が第１配線Ｗ１
１５を被覆するように全体的に被着されており、さらに
、眉間絶縁膜１６上にホトレジストＭ９１７を被着され
ている。

そして、前記と同様に、ホトマスク１はマスクブランク
２の第１主面２ａを下に向けられ、第１主面の非透光膜
３がウェハ１１のホトレジスト膜１７に密着される。こ
のとき、接続孔パターン５はウェハ１１に対して精密に
アライメントされ、第１配線Ｆｉｉｔ１５に正確に整合
される。

続いて、ホトマスク１の上方からｉ線およびｇ線以外の
紫外光または可視光が露光光２２として照射される。こ
の先２２はホトマスクｌにおける接続孔パターン５の窓
孔５ａのみを透過するため、ホトレジス）１９１７の当
該箇所に対向する部分が露光されることになり、その結
果、ウェハ１１には接続孔パターン５が第１配線Ｎ１５
に重合するように転写されることになる。

このとき、第１配線パターン４と接続孔パターン５とが
同一のホトマスクにより同一のウェハ１１にそれぞれ転
写されることにより、パターン４．５相互の７ライメン
トはきわめて精密に維持されているため、ホトマスク１
とウェハ１１とのアライメントを所定の通り維持するこ
とにより、パターン４．５相互についての整合度がきわ
めて良好になる。これは、後記する第２配線パターン６
と、接続孔パターン５および第１配線パターン４との整
合度についても同様である。

その後、接続孔パターンを転写されたウェハ１１は現像
処理およびエツチング処理により接続孔１８を層間絶縁
膜１６に開設される。そして、このウェハ１１には第２
アルミニユーム膜１９が層間絶縁膜１６を被覆するよう
に全体的に被着される。このとき、第２アルミニユーム
膜１９の一部は接続孔１８を埋め、第１配線層１５に接
続することになる。

第５図に示されているように、第２配線パターン６を転
写されるウェハ１１にはホトレジスト膜２０が第２アル
ミニユーム膜１９上に被着されている。このレジスト膜
２０はｇ線に対して高い感度を示すホトレジスト材料を
使用することが望ましい。

そして、前記と同様に、ホトマスクｌは非透光膜３をウ
ェハ１１のホトレジスト膜２０に密着される。このとき
、第２配線パターン６はウェハ１１に対して精密に７ラ
イメントされ、第１配線屓１５および接続孔１８に正確
に整合される。

続いて、ホトマスク１の上方からｇ線２３が露光光とし
て照射される。この先２３はホトマスクｌにおける第２
配線パターン６の干渉フィルタ６ｂおよび接続孔パター
ンの窓孔５ａのみを透過するため、ホトレジスト膜２０
の当該箇所に対向する部分が露光されることになり、そ
の結果、ウェハ１１には第２配線パターン６が接続孔１
８において第１配線Ｆｉ１５と交差するように転写され
ることになる。

その後、第２配線パターンを転写されたウェハ１１は現
像処理およびエツチング処理により第２配線層（図示せ
ず）を形成される。この第２配線層は接続孔１８の部分
において第１配線層１５に電気的に接続されている。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

＋１１　　マスクブランクに少なくとも２種類のパター
ンをそれぞれ形成するとともに、各パターンはそれぞれ
特定の波長の光を透過するように構成することにより、
１枚のマスクにより２種類以上のパターンをそれぞれ転
写させることができるため、複数種類のパターンを転写
させるプロセスにおいて用意すべきマスクの枚数を低減
させることができる。

（２）用意すべきマスクの枚数を低減させることにより
、マスクブランクの使用効率を高めることができるとと
もに、その管理および費用等を軽減させることができる
ため、生産性を向上させることができるため、多品種少
量製品を促進させることができる。

＋３１　１枚のマスクブランクに複数ＩＭＨのパターン
を形成することにより、パターン相互のアライメントを
きわめて高く維持することができるため、同一の被転写
物にこれらパターンを転写する場合、重ね合わせ精度を
高めることができ、微細化を促進させることができる。

（４）　　パターンをして所定波長の光を透過するよう
に構成する手段として干渉フィルタを使用することによ
り、識別性よく所定波長を透過させることができるとと
もに、感度のよい紫外光を露光光として使用することが
できるため、良好な転写性能を得ることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
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、マスクブランクに形成するパターンは第１配線
パターン、第２配線パターンおよびこれらを接続する接
続孔パターンに限らず、集積回路における各種のパター
ンを適宜選択してそれぞれ形成することができる。

パターンをして所定の波長の光を透過するように構成す
る手段としては、干渉フィルタを使用するに限らず、色
相フィルタ等を使用してもよい。

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密着型露光技術に適
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、反射型投影露光技術および縮小投影露光技術
に通用することができる。本発明は少なくとも光を用い
てパターンを転写するマスク全般に適用することができ
る。

〔発明の効果〕

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、次の通りである。

マスクブランクに少なくとも２！Ｍ類のパターンをそれ
ぞれ形成するとともに、各パターンはそれぞれ特定の波
長の光を透過するように構成することにより、１枚のマ
スクにより２種類以上のパターンをそれぞれ転写させる
ことができるため、複数種類のパターンを転写させるプ
ロセスにおいて用意すべきマスクの枚数を低減させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるホトマスクを示す斜視
図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図、第４
図および第５図はその作用を説明するための各断面図で
ある。 ｌ・・・ホトマスク、２・・・マスクブランク、２ａ・
・・第１主面、３・・・非透光膜、４・・・第１配線パ
ターン、４ａ・・・窓孔、４ｂ・・・ｉ線透過型干渉フ
ィルタ、５・・・接続孔パターン、５ａ・・・窓孔、６
・・・第２配線パターン、６ａ・・・窓孔、６ｂ・・・
ｇ線透過型干渉フィルタ、１１・・・ウェハ、１２・・
・第１アルミニユーム模、１３・・・ホトレジスト膜、
１５・・・第１配線屓、１６・・・層間絶縁膜、１７・
・・ホトレジスト膜、１８・・・接続孔、１９・・・第
２アルミニユーム膜、２０・・・ホトレジスト膜、２１
・・・ｉ線、２２・・・ｉ客車、ｇ線以外の露光光、２
３・・・ｇ線。 第　　１　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２種類のパターンが所定の波長の光をそ
   れぞれ透過するように構成されていることを特徴とする
   マスク。 ２、各パターンが、それぞれ特定の波長の光を透過させ
   る干渉フィルタにより形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のマスク。