JPS6310889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサブミクロン領域の線幅を有するパタ
ーン形成方法に関する。

近年半導体素子等においては集積度・高速性の
向上のためにサブミクロン領域の線幅のパターン
形成技術が要求されている。

ところがサブミクロン領域の線幅のパターン形
成となると、いろいろな線幅が混在するパターン
や、同じ線幅でもその密集度が異なるパターンで
は、最適露光量は線幅ごとに、さらには密集度に
より異なるので、全面にわたつて寸法精度よくパ
ターン形成を行うことができないのがふつうであ
る。

今、第１図に示すようなパターンが所望の場合
を考えてみる。

１は試料で２はパターンの溝である。同じ幅の
パターン２を密集度の異なる部分に形成するもの
であるから、従来の方法では互いの最適露光量が
異なり、このパターンを設計通りに形成すること
は困難である。

そこで、本発明者らは第２図に示すようなパタ
ーン形成方法を別途提案し、このようなパターン
形成上の問題を解決している。

その方法を第２図の工程説明断面図に従つて説
明する。

(1) 試料１にレジスト３を塗布し、単純に繰り返
されたライン・アンド・スペースの第一のパタ
ーンの露光４を行なう。

(2) レジスト３を現像して第一のパターンのスペ
ース１０を形成する。

(3) この上にレジスト１１を塗布し、最小スペー
ス幅が前記第一のパターンのスペース幅より大
きい第二のパターンの露光１２を行なう。

(4) レジスト１１を現像して第二のパターンのス
ペース１３を形成する。

(5) レジスト３とレジスト１１をマスクとして試
料１をエツチングすることにより凹部１４，１
５を形成した後、レジスト３，１１を剥離す
る。

このようにして得られたパターンはレジスト３
の第一のパターンのスペースとレジスト１１の第
二のパターンのスペースの論理積により領域化さ
れ、溝幅は密集部にある溝１４でも弧立部にある
溝１５でも同じものが得られる。

ここで問題となるのは、第一のパターンと第二
のパターンとの位置合わせ精度である。

第一のパターンと第二のパターンとの回転ずれ
に関しては、本発明者らは、第二のパターンの位
置合わせマークに単純な繰り返しのライン・アン
ド・スペース・パターンを用い、この位置合わせ
マークと第一のパターンとのモアレ稿を利用して
回転ずれを除去する方法を別途提案している。

ところで半導体素子等においては１個のウエハ
ーに多数個のチツプを形成するのがふつうであ
る。そのため、第二のパターン作製用マスクは第
３図のごとく同じパターンの繰返しになつてい
る。同図において、３１は透光ガラスなどにより
形成されたガラス基板であり、このガラス基板３
１にはクロム金属などにより形成された同一形状
の第二のパターンＦを有するペレツト３２がＸお
よびＹ方向に複数個配列されてフオトマスク３３
が構成されている。通常、このように構成された
フオトマスク３３を用いてのチツプ作製は、第４
図ａに示すように、ウエハ３４の表面にレジスト
を塗布し、フオトマスク３３を通してそのレジス
トを露光することにより複数個のチツプ３５が同
時に形成される。このようにしてウエハ３４上に
形成された複数個のチツプ３５はウエハスクライ
バによつて第４図ｂに示すように、チツプ３５に
それぞれ切断されて一度に数百個のチツプが生産
されることになる。

このフオトマスク３３の作製は、まずパターン
ジエネレータにより、レチクル上にパターンＦの
実寸のｎ倍（普通10倍）の大きさのパターンF′を
形成する。次に、このレチクルパターンF′をフオ
トリピータによりｎ分の１に縮小するとともに、
Ｘ方向とＹ方向に繰返し、第３図に示したよう
に、各ペレツト３２上に同一のパターンＦが形成
され、フオトマスク３３が構成される。

先に述べたように、単純なライン・アンド・ス
ペースの第一のパターンと第二のパターンとの回
転ずれさえ除去すれば、他の位置合わせをせずと
も50％の確率で良品が得られる。ただし、これは
多数のウエハについて処理した場合であつて、１
放のウエハについてみれば全チツプが良品である
か全チツプが不良品であるかのいずれかとなり、
処理すべきウエハの枚数が少ない場合には問題と
なる。

本発明の目的は簡単な位置合わせのみでウエハ
ー中の半分のチツプは必ず良品となる線幅精度の
よいパターン形成方法を提供することにある。す
なわち、本発明によれば、単純に繰り返されたラ
イン・アンド・スペースの第一のパターンを形成
する工程と、前記第一のパターンの上に最小スペ
ース幅が前記第一のパターンのスペース幅よりも
大きい第二のパターンを形成して前記第一のパタ
ーンを変更する工程とを少なくとも有するパター
ン形成方法において、前記第二のパターン作製用
マスクとしては、その中のペレツトが前記第一の
パターンの繰り返し周期の半分の奇数倍のリピー
トピツチで配列されているものを用いるパターン
形成方法が得られる。

以下本発明におけるパターン形成方法を図面を
用いて詳細に説明する。第５図及び第６図は本発
明を説明するための図で、第５図は所望のチツプ
パターンの平面図、第６図は工程を説明する断面
図である。

(1) 試料１の上に塗布されたレジスト３に単純な
繰り返しのライン・アンド・スペースの第一の
パターンを形成し、その上に他のレジスト１１
を塗布し、露光用マスク６１で覆う。この露光
用マスク６１は多数のペレツト６２，６３を有
しており、これらのペレツトには同一形状のパ
ターン６４，６５が形成されており、このパタ
ーンは第一のパターンのライン・アンド・スペ
ース・パターンの繰り返し周期の半分ｌの奇数
倍、即ち（2n−１）ｌのピツチでリピートさ
れている（ここでｎは任意の整数）。次に、露
光用マスク６１のパターンと第一のパターンの
ライン・アンド・スペース・パターンとの回転
ずれを除去して露光する。

(2) レジスト１１を現像する。

このとき半分のチツプは、６６のごとく所望
の位置関係となつている。

(3) レジスト３，１１をマスクとして試料１をエ
ツチングし、レジスト３，１１を剥離すれば、
６６のごとき良品チツプと６７のごとき不良品
チツプが半々に得られる。

以上述べたように、本発明によれば、ライン・
アンド・スペースの第一のパターンと第二のパタ
ーンとの回転ずれを除去せしめる簡単な位置合わ
せのみで、ウエハー中のチツプの半分は必ず良品
となる線幅精度のよいパターン形成が可能とな
る。

なお、説明では第二のパターンの作製には露光
用マスクを用いているが、電子線露光などのマス
クを用いない露光にも本発明が適用できることは
云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は所望のパターンを示す平面図、第２図
は第１図のパターンを形成するための線幅精度の
よい方法の工程説明断面図で、１は試料にレジス
トを塗布し、単純にライン・アンド・スペースを
繰り返して露光している状態を示す図、２は現像
した状態を示す図、３は他のレジストを塗布し、
複雑なパターンを露光している状態を示す図、４
は現像した状態を示す図、５はエツチングし、レ
ジストを剥離した状態を示す図である。第３図は
一般のパターン作製用フオトマスクを示す平面
図、第４図ａ，ｂは第３図のフオトマスクを用い
て作製されたウエハ及びチツプを示す平面図であ
る。第５図は所望チツプパターンを示す平面図、
第６図は本発明を説明するための工程説明断面図
で、１は本発明の露光用マスクをライン・アン
ド・スペースの第一のパターンの上に覆つた状態
を示す図、２は現像した状態を示す図、３はエツ
チングし、レジストを剥離した状態を示す図であ
る。 なお図において、１は試料、２は所望パターン
の溝、３，１１はレジスト、４，１２は露光、１
０，１３はレジストのスペース、１４，１５は得
られる溝、３１はガラス基板、３２はペレツト、
３３はフオトマスク、３４はウエハ、３５はチツ
プ、６１は露光用マスク、６２，６３はペレツ
ト、６４，６５は第二のパターン、６６，６７は
チツプを表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 単純に繰り返されたライン・アンド・スペー
   スの第一のパターンを形成する工程と、前記第一
   のパターンの上に最小スペース幅が前記第一のパ
   ターンのスペース幅よりも大きい第二のパターン
   を形成して前記第一のパターンを変更する工程と
   を少なくとも有するパターン形成方法において、
   前記第二のパターン作製用マスクとしては、その
   中のペレツトが前記第一のパターンの繰り返し周
   期の半分の奇数倍のリピートピツチで配列されて
   いるものを用いることを特徴とするパターン形成
   方法。