JP5356114B2 - 露光用マスク及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する断面図であり、
図2は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する平面図であり、
図3は、図2に示す露光用マスクを例示する一部拡大平面図である。
なお、図1〜図3においては、説明の便宜上、XYZ直交座標系を表示している。また、図を見やすくするために、各部の寸法は各図において適宜調整しており、図間において整合しておらず、また、実際の製品にも対応していない。
本実施形態に係る露光用マスクは、露光によりウェーハ上にパターンを転写して半導体装置を製造するための露光用マスクであり、透過型のフォトマスクである。
R<0.25×λ/NA (1)
図4(a)〜(c)及び図5(a)〜(c)は、本実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図4(a)に示すように、基板11上の全面にハーフトーン膜12及び遮光膜13がこの順に積層された構造体31を用意する。
次に、図4(b)に示すように、構造体31上の全面にレジスト膜32を形成する。レジスト膜32は、電子線により感光する材料により形成し、その膜厚は例えば150nmとする。
次に、図5(b)に示すように、パターニングされたレジスト膜32をマスクとしてエッチングを施す。これにより、遮光膜13及びハーフトーン膜12がパターニングされて、パターン16及びサブパターン19が形成される予定の領域から除去される。その後、レジスト膜32を除去する。
図6は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に例示する光学モデル図である。
図6に示すように、先ず、シリコンウェーハ41を準備し、シリコンウェーハ41上にレジスト膜42を形成する。
本実施形態においては、パターン形成領域15の周囲にサブパターン19を設けている。これにより、露光マスク1を製造する際に、パターン形成領域15の周辺領域において、パターン16のサイズが変動することを防止できる。
図7は、本実施形態の比較例に係る露光マスクを例示する平面図であり、
図8は、横軸に図7のA−A’線における位置をとり、縦軸にパターンの幅の基準値からの変動量をとって、パターンの幅の変動量における位置依存性を模式的に例示するグラフ図である。
なお、図8の横軸が表す範囲は、図7に示す露光マスク101における1つのパターン形成領域15のX方向全長に相当する。
図9(a)及び(b)は、横軸に露光マスクにおける位置をとり、縦軸にパターンの幅の基準値からの変動量の測定値をとって、パターンの幅の変動量における位置依存性を例示するグラフ図であり、(a)は比較例を示し、(b)は本実施形態を示す。
なお、図9(a)及び(b)の横軸が表す範囲は、図7に示す露光マスク101及び図2に示す露光マスク1におけるX方向全長に相当する。また、図9(a)及び(b)においては、各パターン形成領域15の中央領域15cにおける測定値を白い四角形(□)で表し、周辺領域15sにおける測定値を黒い円形(●)で表している。
図10は、本変形例に係る露光用マスクを例示する平面図である。
図10に示すように、本変形例に係る露光用マスク2においては、各チップ領域17に1つのパターン形成領域15が設けられている。そして、各パターン形成領域15を囲むように、枠状のサブパターン形成領域18が設けられており、全てのサブパターン形成領域18は相互に離隔している。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
図11は、本変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図11に示すように、本変形例に係る露光用マスク3においては、サブパターン形成領域18の一部が周辺部分Sに進入している。すなわち、サブパターン19の一部は、ハーフトーン膜12単層の部分ではなく、ハーフトーン膜12と遮光膜13とが積層された部分に形成されている。この場合も、サブパターン19はウェーハ上には転写されず、前述の第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
図12は、本変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図12に示すように、本変形例に係る露光用マスク4は、前述の第1の実施形態に係る露光用マスク1(図1〜図3参照)と比較して、遮光膜13の替わりに加工用膜14が設けられている点が異なっている。加工用膜14は露光用マスク4の加工に用いられた膜であり、遮光膜13よりも薄い膜である。加工用膜14は、例えば、クロムにより形成されている。本変形例によれば、露光用マスク4の製造時に使用した加工用膜14を周辺部分Sに残留させることにより、遮光膜として使用しているため、特別に遮光膜13を設ける必要がなくなり、製造コストを低減することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
図13は、本変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図13に示すように、本変形例に係る露光用マスク5は、前述の第1の実施形態に係る露光用マスク1(図1〜図3参照)と比較して、ハーフトーン膜12が設けられておらず、全面に遮光膜13が設けられている点が異なっている。そして、中央部分Cにおいて遮光膜13がパターニングされることにより、パターン16及びサブパターン19が形成されている。すなわち、パターン形成膜として、露光光を実質的に全て遮断する遮光膜13を使用する。このような完全遮光型のフォトマスクについても、本発明を適用することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
図14は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図14に示すように、本実施形態に係る露光用マスク6は、反射型のEUVマスクである。露光用マスク6においては、露光光を反射する基板61が設けられている。基板61においては、低熱膨張ガラスからなる基材62が設けられており、この基材62上に、例えば、厚さが4.0nmのシリコン層(図示せず)と厚さが2.9nmのモリブデン層(図示せず)とが交互に40対積層された多層膜63が設けられている。多層膜63上には、例えばシリコンからなり厚さが11nmのキャッピング層64が設けられている。
Claims (5)
- 露光によりウェーハ上にパターンを転写する露光用マスクであって、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記ウェーハ上で解像限界以上となるサイズのパターンが形成されたパターン形成領域と、
前記基板上に設けられ、前記ウェーハ上で解像限界未満となるサイズのサブパターンが形成されたサブパターン形成領域と、
前記基板上の周辺部分に設けられた遮光膜と、
を備え、
前記サブパターン形成領域は、前記パターン形成領域から、前記パターンに光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔しており、
少なくとも一部の前記サブパターンは、前記パターンのうち、最も配列周期が短いパターンが延びる方向に対して交差する方向に延びていることを特徴とする露光用マスク。 - 露光光として、前記パターンのうち最も配列周期が短いパターンが延びる方向に偏光した光が使用されることを特徴とする請求項1記載の露光用マスク。
- ウェーハ上にレジスト膜を形成する工程と、
露光用マスクを用いて前記レジスト膜を露光する工程と、
を備え、
前記露光用マスクには、基板上に、パターンが形成されたパターン形成領域、及び、サブパターンが形成され、前記パターン形成領域から前記パターンに光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔したサブパターン形成領域が設けられ、少なくとも一部の前記サブパターンは、前記パターンのうち、最も配列周期が短いパターンが延びる方向に対して交差する方向に延びているマスクを使用し、
前記露光する工程において、前記ウェーハ上に前記パターンを転写させ、前記サブパターンは転写させないことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記パターンのサイズは、前記ウェーハ上で解像限界以上となるようなサイズとし、前記サブパターンのサイズは、前記ウェーハ上で解像限界未満となるようなサイズとすることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記露光する工程において、前記パターンのうち最も配列周期が短いパターンが延びる方向に偏光した露光光を使用する請求項3または4に記載の半導体装置の製造方法。
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