(57)【要約】      （修正有）【課題】複数回の露光やベークを実施することなく、一回の露光処理で容易に逆テーパー形状のレジストパターンを得ることが可能な露光用マスクならびに当該マスクを用いたポジ型フォトレジストパターンの形成方法を提供する。【解決手段】外周部が遮光領域１０１で区画された光透過領域102を有し、ポジ型フォトレジスト２０７への選択的露光を行う露光システムにおいて用いる、露光用マスク１００であり、前記マスク１００の光透過領域内の一部に、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有するダミー遮光領域１０３、１０５が、少なくともレジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する前記外周部遮光領域の縁１０１ａ、ｂ、ｃ、ｄのいずれかの縁の近傍に少なくとも１個以上形成されている露光用マスク。【選択図】図２
2006093436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部が遮光領域で区画された光透過領域を有し、ポジ型フォトレジストへの選択的露光を行う露光システムにおいて用いる、露光用マスクであって、前記マスクの光透過領域内の一部に、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有するダミー遮光領域が、少なくともレジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する前記外周部遮光領域の縁の近傍に少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする露光用マスク。
【請求項２】
前記ダミー遮光領域が、前記レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域から、前記ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置されている請求項１記載の露光用マスク。
【請求項３】
前記ダミー遮光領域の形状が、枠状であり、当該枠の外縁及び内縁形状が外周部遮光領域の内縁の形状とほぼ相似する形状を有する請求項１又は２記載の露光用マスク。
【請求項４】
前記ダミー遮光領域の形状が、円形状、楕円形状、多角形状のいずれかである請求項１又は２記載の露光用マスク。
【請求項５】
前記ポジ型フォトレジストの塗布厚みが、１〜７μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の露光用マスク。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかに記載の露光用マスクを使用し、基板上に設けられているポジ型フォトレジスト層を露光し、現像する工程を含むことを特徴とするポジ型フォトレジストパターンの少なくとも一部の壁面を逆テーパー形状に形成するレジストパターンの形成方法。
【請求項７】
前記ポジ型フォトレジストとして、透明性が高く、レジスト表面が現像液に対して、レジスト内部よりも難溶性であるポジ型フォトレジストを使用する請求項６記載のレジストパターンの形成方法。
【請求項８】
前記ポジ型フォトレジスト層の塗布厚みが、１〜７μｍである請求項６又は７に記載のレジストパターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の製造プロセスに使用される露光システムの露光用マスクならびにそれを用いたポジ型フォトレジストパターンの形成方法に関するものであり、特に、半導体デバイスで多く用いられている配線形成時に使用されるリフトオフを容易に処理するのに適している露光用マスクならびにそれを用いたポジ型フォトレジストパターンの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスにおいて、金属電極や金属配線を形成する場合には、通常リフトオフと言われる工法で形成される。このリフトオフ方法は、ポジ型フォトレジストの場合、半導体基板などの基板上に塗布されたポジ型フォトレジスト表面に露光用マスクを用いて所定のパターンを露光、現像することにより、レジストによる凹凸パターン（凹部はフォトレジストが現像で除去されて生じた部分）を形成し、通常、この凹凸パターン全面に前記、電極や配線用の金属を蒸着などにより形成し、次いで、レジストの凸パターン部分をその上の金属層と共に除去し、凹部に電極や配線用の金属を残すことにより、電極や配線パターンが形成される。レジストの凸パターン部分を除去するのに一般にレジスト剥離液に浸漬し、その後加圧した除去溶液(例えば、アセトンやイソプロパノール（IPA）など)を吹き付けることによって、凸パターン部分のレジスト上に付着させた金属膜とフォトレジストを除去させる工法である。
【０００３】
しかし、この場合に、レジストの凸パターン部分は、通常、断面が台形状（上辺の長さが下辺の長さに比べて小さい台形）になっているので、凸パターン部分の側壁にも金属が付着しており、したがって、レジストの凸パターン部分の上面、側面、凹部の全ての部分に金属層がつながって蒸着されていることがあるため、レジストの凸パターン部分を除去する際に、金属層が物理的に引きちぎられることになり、リフトオフ工程後に、形成された金属電極や金属配線の上部または側面に付着物(いわゆるバリと呼ばれる)が、発生する。このバリは、ほぼ蒸着した金属膜厚と同程度の大きさを持つため、形成した金属パターンの周囲に不要な突起を発生させることになる。これは、半導体デバイスにおいては、金属パターン上部に形成される層間絶縁膜や保護膜のカバレッジが悪くなるため、信頼性不良等の不具合が発生する。このため、バリの発生しないリフトオフを行うには、配線パターンを形成するレジストの側面と配線部分との蒸着された金属が繋がらないように形成する必要がある。そのために有効な方法は、レジストパターンを逆テーパー形状にすることが不可欠である。逆テーパー形状とは、ポジ型フォトレジストを基板上に塗布し、露光・現像してポジ型フォトレジストに開口パターンを設けた場合などにおいて、前記開口の幅が前記基板側で広く、フォトレジスト表面側の開口が狭くなるようにフォトレジスト開口部の側壁が基板の垂直方向に対し傾斜しているような状態である。
【０００４】
今までの技術では、クラリアント社製の“AZ５２００E”シリーズで代表されるイメージリバース法などを用いたフォトレジストやシプレイ社製の“LOL１０００”で代表される二層レジスト等や、その他の二層レジスト（下記特許文献１参照）を用いることで、逆テーパー形状やアンダーカット形状を得ているが、これらの方法では、イメージを反転させるために露光の複数回の処理や余計なベークをする必要があった。また、二層レジストを用いる場合でも、アンダーカット形状を形成するために下層のレジストと上層のイメージングレジストの現像液でのエッチングレートに差を持たせる必要があるので、150℃〜170℃程度の高温でベークをさせる必要があった。そのため製造過程において、製造工数や製造コストの上昇を招いていた。また、パターンの一辺が数10μmというような大きな面積のパターンや隣り合うパターンとの距離は数10μmというような離れた部分にパターンを形成した場合には、レジストがベークなどの熱応力で引っ張られることにより、逆テーパー形状が得にくいという欠点があった。
【特許文献１】特開平６−１０４２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、複数回の露光やベークを実施することなく、一回の露光処理で容易に逆テーパー形状のレジストパターンを得ることが可能な露光用マスクならびに当該マスクを用いたポジ型フォトレジストパターンの形成方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明の露光用マスクは、外周部が遮光領域で区画された光透過領域を有し、ポジ型フォトレジストへの選択的露光を行う露光システムにおいて用いる、露光用マスクであって、前記マスクの光透過領域内の一部に、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有するダミー遮光領域が、少なくともレジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する前記外周部遮光領域の縁の近傍に少なくとも１個以上形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のポジ型フォトレジストパターンの少なくとも一部の壁面を逆テーパー形状に形成するレジストパターンの形成方法は、上記記載の本発明の露光用マスクを使用し、基板上に設けられているポジ型フォトレジスト層を露光し、現像する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
レジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する外周部遮光領域の縁の近傍に、前記外周部遮光領域との境界面に近接するポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有するダミー遮光領域を少なくとも設けた露光用マスクを使用してポジ型フォトレジストを露光・現像することにより、容易にバリ形状の発生しない配線が得やすいポジ型フォトレジストのレジストパターンの壁面の少なくとも一部を逆テーパー形状に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、理解を容易にするために図面を参照しながら、具体的な本発明の実施の形態の少数の例を先に説明し、その後、本発明全体をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態例の露光用マスクを示す平面図である。
【００１１】
露光用マスク１００は、外周部が遮光領域１０１（以下、外周部遮光領域と称することがある）で区画された光透過領域１０２の中に、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有するダミー遮光領域１０３（この例ではダミー遮光領域の形状は枠状である）が外周部遮光領域１０１の縁（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）からポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離（１０１ａと１０３ａ間の距離、１０１ｂと１０３ｂ間の距離、１０１ｃと１０３ｃ間の距離、１０１ｄと１０３ｄ間の距離、言い換えれば、これらの間に存在する光透過領域の幅が用いるレジスト塗布厚み以下）に近接して形成されている。尚、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、ダミー遮光領域１０３の外側の縁を示している。また、逆テーパー形状のテーパー角度をより大きくするために、更に、透過領域１０４とダミー遮光領域１０５（その幅は、ダミー遮光領域１０３と同じにした。）を、透過領域１０２と遮光領域１０３の組み合わせと同様の距離で配している。この例では、ダミー遮光領域１０３、１０５の幅はどの部分も同じにし、幅はＡ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆ、Ｇ−Ｈの如く、枠体の各構成棒状部の長さ方向に対し直角方向の幅であり、この幅をポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅にする。この様に遮光領域の幅を、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅にすることにより、通常、ダミー遮光領域は、限界解像度未満になると推定され、露光した際に遮光パターン像として認識されないものと推定される。従って、露光・現像した場合に、ダミー遮光領域に対応するポジ型フォトレジストの現像後のパターンは、残留する凸パターンとならず、あたかも、ダミー遮光領域が存在しなかった場合の如く、残留する凸パターンは生じない（従って、この遮光領域をダミー遮光領域と称している）。しかし、外周部遮光領域の縁に対応するポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成する作用を有する。
【００１２】
ダミー遮光領域は、外周部遮光領域１０１の縁により近い方のダミー遮光領域１０３のみでもかまわないが、その内側に、この例では、ダミー遮光領域１０３と同じ幅を有するダミー遮光領域１０５を更にダミー遮光領域１０３の内側の縁（１０３ｅ、１０３ｆ、１０３ｇ、１０３ｈ）からポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離（１０３ｅと１０５ａ間の距離、１０３ｆと１０５ｂ間の距離、１０３ｇと１０５ｃ間の距離、１０３ｈと１０５ｄ間の距離、言い換えれば、これらの間に存在する光透過領域の幅が用いるレジスト塗布厚み以下）に近接して形成されている。なお、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄは、ダミー遮光領域１０５の外側の縁を示している。この様に、外側のダミー遮光領域の更に内側（光の透過領域の中心側）に近接して、より好ましくは、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離に近接して、更なるダミー遮光領域を設けることにより、上述したようにポジ型フォトレジストの露光・現像後の壁面における逆テーパー形状のテーパー角度をより大きくでき好ましい。
【００１３】
本発明で、“「少なくともレジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する前記外周部遮光領域の縁の近傍に」ダミー遮光領域を設ける”と言う、“「少なくとも・・・前記外周部遮光領域の縁の近傍に」ダミー遮光領域を設ける”の“少なくとも”の意味は、上記例で説明したように、ダミー遮光領域は、外周部遮光領域１０１の縁により近い方のダミー遮光領域１０３のみでもかまわないが、その内側に、更にダミー遮光領域を設けてもよいということも意図している。
【００１４】
図２は、この図１に示した露光用マスクを用い、基板上に形成されたポジ型フォトレジストに、i線の短波長光を用いた縮小投影露光装置(通称ステッパー)で露光・現像処理をした場合の前記図１の露光用マスクの平面図（図２（ａ））と得られたポジ型フォトレジストの断面の端面図（図２（ｂ））を示す説明図である。
【００１５】
実際には、露光用マスクは精度を上げるため、目的とする現像後のポジ型フォトレジストパターンよりも大きいものが用いられ、露光用マスクの縮小像をポジ型フォトレジストに露光するのが一般的であるが、この図２では、同じ大きさで図示している。
【００１６】
半導体基板等の基板２０６上に、ポジ型フォトレジスト２０７を、通常、１〜７μｍの厚みに塗布し、図１（図２（ａ））に示した露光用マスクを用い、基板上２０６に形成されたポジ型フォトレジストに、i線の短波長光を用いた縮小投影露光装置(通称ステッパー)で露光・現像処理をした場合、得られたポジ型フォトレジスト２０７の断面の端面図（図２（ｂ））は、レジストの壁面２０８の形状が逆テーパー状（現像されたポジ型フォトレジスト２０７の先端２０７ａから基板２０６上に垂直に下したライン２０９と壁面２０８のなす角度αを逆テーパー角と称する）に形成される。
【００１７】
以上の実施形態例は、マスクパターンを光の透過領域１０２内に、ダミー遮光領域１０３と１０５の連続枠状の2個のダミー遮光領域を設けているが、ダミー遮光領域は１個でも３個以上でも良い。また、図１、図２はダミー遮光領域１０３と１０５を、光の透過領域の１０２内の内周全体（外周部遮光領域１０１の縁１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの近傍全周囲）に有している態様例である。
【００１８】
次に図３に本発明の別の実施の形態の露光用マスクの平面図を示す。
【００１９】
本発明は、図３に示すように、外周部遮光領域３０１で区画された光透過領域内３０２内に、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有する複数個の四角形（この場合は正方形）のダミー遮光領域３０３を近接する遮光領域から前記ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置することで図１に示した態様の露光用マスクを用いた場合とほぼ同様の効果を達成することが可能である。
【００２０】
この場合、四角形ダミー遮光領域３０３のポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅とは、四角形のドット状に配置されているダミー遮光領域の場合は、後述するように、長い方の辺の長さもしくは、対角線の長さのうちどちらか長い方であり、この例では正方形なので、対角線の長さが、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下である。ダミー遮光領域３０３はレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からフォトレジストの塗布厚み以下の距離をあけて配置されるが、例えば、ダミー遮光領域３０３ａ１に注目した場合、それによってポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい壁面は、外周部遮光領域３０１の縁３０１ａに対応して形成される壁面の一部であるから、ダミー遮光領域３０３ａ１においては、レジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する外周部遮光領域３０１の縁３０１ａ側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域は、この場合３０１ａ側の外周部遮光領域（３０１）と言う事になる。従って、外周部遮光領域３０１の縁３０１ａからダミー遮光領域３０３ａ１までの距離ａ１が「前記レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域から（前記ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下）の距離」と言うことになる。したがって、ダミー遮光領域３０３ａ１に注目すると「・・・前方側に近接して存在する遮光領域から・・・の距離」の「前方側に近接して存在する遮光領域」とは、この場合外周部遮光領域３０１の縁３０１ａ側の外周部遮光領域３０１を指すことになる。
【００２１】
次に、更にその内側（光透過領域の中心側）に形成されているダミー遮光領域３０３ａ２に注目すると「前記レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域から・・・の距離」の「・・・前方側に近接して存在する遮光領域」とは、この場合外周部遮光領域３０１の縁３０１ａ側のダミー遮光領域３０３ａ１を指すことになる。したがって、ダミー遮光領域３０３ａ２に注目すると「・・・前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、この場合ａ２を指すことになる。
【００２２】
尚、これらの距離は、前記レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方に向う方向の距離であり、従って上記の例では外周部遮光領域３０１の縁３０１ａに対し垂直方向の向きの距離である。
【００２３】
次に、更にダミー遮光領域３０３ａ２の内側（光透過領域の中心側）に形成されているダミー遮光領域３０３ａ３に注目すると「・・・前方側に近接して存在する遮光領域から・・・の距離」の「前方側に近接して存在する遮光領域」とは、この場合外周部遮光領域３０１の縁３０１ａ側のダミー遮光領域３０３ａ２を指すことになる。したがって、「前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、この場合ａ３を指すことになる。
【００２４】
同様に、ダミー遮光領域３０３ｂ１、３０３ｂ２、３０３ｂ３に注目すると「・・・前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、それぞれｂ１、ｂ２、ｂ３であり、ダミー遮光領域３０３ｃ１、３０３ｃ２、３０３ｃ３に注目すると「・・・前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、それぞれｃ１、ｃ２、ｃ３であり、ダミー遮光領域３０３ｄ１、３０３ｄ２、３０３ｄ３に注目すると「・・・前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、それぞれｄ１、ｄ２、ｄ３であり、これらの距離、言い換えれば、前方側に近接して存在する遮光領域との間に存在する光透過領域の幅が、用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置されていることが好ましい。更に、例えばダミー遮光領域３０３ａ１に注目した場合、外周部遮光領域３０１の縁３０１ａと平行方向にそれぞれ存在するダミー遮光領域との距離ａ１１、ａ１２も、それぞれ用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置されていることが好ましい。ただ、例えば、仮に図３のダミー遮光領域３０３ａ１左方向に存在するダミー遮光領域との距離ａ１１をポジ型フォトレジストの塗布厚みより大きい距離にした場合には、その間の部分のみの外周部遮光領域３０１の縁３０１ａに相当するポジ型フォトレジストパターンの壁面は、逆テーパー形状にはならない。したがって、ポジ型フォトレジストパターンの壁面は、逆テーパー形状に形成したい部分については、上記ダミー遮光領域間の外周部遮光領域３０１の縁３０１ａと平行方向の距離（この例では左右方向の距離）も用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置するか、縁３０１ａと平行方向には間を空けずに繋がったダミー遮光領域を設ければよい。すなわち、逆テーパー形状に形成したい部分とそうでなくてもよい部分とを上記ダミー遮光領域間の外周部遮光領域の縁と平行方向の距離を調整することにより作り分けることもできる。
【００２５】
また、例えば、仮に、図３において、ダミー遮光領域が３０３ａｎの１個だけしか存在しない場合には、外周部遮光領域３０１の縁３０１ａに対応して形成されるポジ型フォトレジストパターンの壁面は、ダミー遮光領域が３０３ａｎの存在する部分のみの外周部遮光領域３０１の縁３０１ａに対応する部分のレジストパターンの壁面が逆テーパー形状に形成されることになる。（他の壁面は逆テーパー形状にならない。）。本発明で「ダミー遮光領域が、少なくともレジストパターンとして逆テーパー形状を形成したい部分に対応する前記外周部遮光領域の縁の近傍に少なくとも１個以上形成されている」とはこのようなことを意味している。図３のようなドット状（上記の場合は正方形状）のダミー遮光領域の数を外周部遮光領域の縁の近傍に沿って増やしたり、ドット状にせずに長い棒状にするなどすると、対応する部分のレジストパターンの壁面が逆テーパー形状に形成される部分が増えることになる。これらは必要に応じて調整すればよい。
【００２６】
なお、図３の例では、光透過領域内の外周部遮光領域近傍だけでなく、光透過領域の内部側（中心方向側）にもダミー遮光領域を設けているが、光透過領域の外周部遮光領域近傍の必要な部分のみにダミー遮光領域を設ければ、光透過領域の内部側（中心方向側）にはダミー遮光領域を設けなくともよい。光透過領域の内部側（中心方向側）にはダミー遮光領域を設けた方が、上述したように逆テーパー形状のテーパー角度αをより大きくでき好ましい。
【００２７】
以上は、比較的理解を容易にするために、説明のしやすい例を取り上げて説明したが、本発明はこれらの態様に限定されるものではなく、請求項に記載した要件を満足する他の態様にも適用できる。
【００２８】
以下、上記、実施の形態例を離れて、本発明全体を一般的にさらに詳細に説明する。
【００２９】
まず、ダミー遮光領域の形状は、図１や図３で示した形状に限られず、円形でも多角形でも同様の効果を得ることができる。図３で示した様にドット状にダミー遮光領域を形成する場合に、それぞれの形状における、ダミー遮光領域の幅とは次のように定義される。
三角形の場合は、最も長い辺の長さ。
四角形の場合は、長い方の辺の長さもしくは、対角線の長さのうちどちらか長い方(ドット配置の場合のみ)。
円の場合は、直径。
楕円形の場合は、楕円の焦点の２点を通過する直線に対して、楕円の外周が交差する２点間の距離。
正偶数ｎ角形の場合(但しｎ=6以上)は、一つの頂点から図形中心を通過して別の頂点までの距離。
正奇数ｎ角形の場合(但しｎ=5以上)は、図形中心と頂点までの距離の２倍の距離。
正多角形でない５角形以上の多角形の場合は、各頂点からそれ以外の頂点に結んだ距離の中で最も長い距離。
【００３０】
ドット状でなく長い長方形の場合は短辺の長さ。
【００３１】
図１に示したような枠状の場合には枠を構成する各棒状体の幅方向の距離である。
【００３２】
次に、本発明では、ダミー遮光領域が、前記レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域から使用する前記ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置されていることが好ましいが、「前記レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」について説明するために、図４を引用して説明する。
【００３３】
図４は、本発明で言うダミー遮光領域の、前記「・・・前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」を説明するための露光用マスクの一例の模式的平面図である。
【００３４】
図４において、露光用マスク４００は、外周部遮光領域４０１で区画された光透過領域４０２の中に、ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有するダミー遮光領域４０３Ｅ、４０３Ｆ、４０３Ｇの３つが設けられている。
【００３５】
すなわちこの例の場合、ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい壁面は、外周部遮光領域４０１の縁４０１ａに対応して形成されるレジストパターンの壁面、並びに外周部遮光領域４０１の縁４０１ｂに対応して形成されるレジストパターンの壁面である。
【００３６】
本発明で言う、「レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい壁面の存在する方向に対応する方向で、所定のダミー遮光領域（以下これをＰと略称する）の前方側に近接して存在する露光用マスクの遮光領域（以下これをＱと略称する）のＰ側の縁から所定のダミー遮光領域Ｐの前記Ｑ側の縁までの距離の最大距離を言う。すなわち、両遮光領域の向かい合っている縁間の距離の最大距離が「レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」であり、簡略化して言えば、対象となる近接する遮光領域間に存在する光透過領域の幅のうち最大の幅を言う。そして本発明の好ましい態様においては、この距離が用いる前記ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下であることが、好ましいのである。
【００３７】
これを、図４の例で説明すると、ダミー遮光領域４０３Ｅに注目すると、「ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側」とは、外周部遮光領域４０１の縁４０１ａ側に対応する縁側になる。次に「逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方に近接している露光用マスクの遮光領域（Ｑ）」のＱとは、この場合、縁４０１ａ側の外周部遮光領域４０１を指すことになる。縁４０１ａ側の外周部遮光領域４０１は、逆テーパー形状に形成したい壁面の存在する方向に対応する部位側の方向の前方側に近接している露光用マスクの遮光領域だからである。そして上記の「所定のダミー遮光領域」とはダミー遮光領域４０３Ｅである。従って、Ｑの「所定のダミー遮光領域Ｐ」側に近接する側の縁（４０１ａ）から所定のダミー遮光領域Ｐ（４０３Ｅ）の前記Ｑ側の縁（４０３Ｅ１）までの距離とは、この場合、要するに４０１ａと４０３Ｅ１間の最大距離と言うことになり、４０１ａと４０３Ｅ１間の距離の最小距離はＳ１であり、最大距離はＳ２であるから、本発明の好ましい態様の条件を満たすには、最大距離Ｓ２が用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離であることが好ましいのである。この距離を簡略化して言えば、対象となる近接する遮光領域間に存在する光透過領域の幅のうち最大の幅を言うことになる。
【００３８】
同様に、ダミー遮光領域４０３Ｆに注目すると、この場合の「ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側」とは、外周部遮光領域４０１の縁４０１ｂ側に対応する縁側である。従って、上記の場合と同様に、所定のダミー遮光領域（４０３Ｆ）の上記Ｑ側に相当する縁（４０３Ｆ１）までの距離とは、この場合、要するに４０１ｂと４０３Ｆ１間の最大距離と言うことになり、４０１ｂと４０３Ｆ１間の距離の最小距離はｔ１であり、最大距離はｔ２であるから、本発明の好ましい態様の条件を満たすには、最大距離ｔ２が用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離であることが好ましいのである。この距離を簡略化して言えば、対象となる近接する遮光領域間に存在する光透過領域の幅のうち最大の幅を言うことになる。
【００３９】
更に、ダミー遮光領域４０３Ｇに注目すると、この場合は「ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側」とは、外周部遮光領域４０１の縁４０１ｂ側に対応する縁側である。次に「逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する露光用マスクの遮光領域（Ｑ）」のＱとは、この場合、縁４０１ｂ側のダミー遮光領域４０３Ｆを指すことになる。ダミー遮光領域４０３Ｇに注目すると、縁４０１ｂ側の外周部遮光領域４０１の方向が、逆テーパー形状に形成したい壁面の存在する方向に対応する方向（縁４０１ｂの存在する方向）であり、ダミー遮光領域４０３Ｆは、その前方側に近接して存在する露光用マスクの遮光領域に該当することになるからである。そして上記の「所定のダミー遮光領域（Ｐ）」とはダミー遮光領域４０３Ｇである。従って、Ｑの所定のダミー遮光領域Ｐ（４０３Ｇ）側に近接する側の縁（４０３Ｆ２）から所定のダミー遮光領域Ｐ（４０３Ｇ）の前記Ｑ（４０３Ｆ）側の縁（４０３Ｇ１）までの距離とは、この場合、要するに４０３Ｆ２と４０３Ｇ１間の最大距離と言うことになり、４０３Ｆ２と４０３Ｇ１間の距離の最小距離はｕ１であり、最大距離はｕ２であるから、本発明の好ましい態様の条件を満たすには、最大距離ｕ２が用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離であることが好ましいのである。この距離を簡略化して言えば、対象となる近接する遮光領域間に存在する光透過領域の幅のうち最大の幅を言うことになる。
【００４０】
また、図示していないが、ダミー遮光領域がドット状の多角形や円形、楕円形状の場合の「レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」とは、上記と同じ、ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい壁面の存在する方向に対応する方向で、所定のダミー遮光領域（以下これをＰと略称する）の前方側に近接して存在する露光用マスクの遮光領域（以下これをＱと略称する）のＰ側の縁から所定のダミー遮光領域Ｐの前記Ｑ側の縁までの距離の最大距離を言う。すなわち、両遮光領域の向かい合っている縁間の距離の最大距離が「レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」であり、簡略化して言えば、対象となる近接する遮光領域間に存在する光透過領域の幅のうち最大の幅を言うと言う点では同じである。この場合の遮光領域Ｑにおいて、前記「遮光領域Ｑの前記Ｐ側の縁」とは、ポジ型フォトレジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の露光用マスクの遮光領域Ｑの縁のうちＰ側から見える縁である。一方、遮光領域Ｐにおいて、前記「遮光領域Ｐの前記Ｑ側の縁」とは、露光用マスクの遮光領域Ｐの縁のうちＱ側から見える縁である。この両者の縁間の距離の最大距離が、「レジストパターンの壁面を逆テーパー形状に形成したい部分に対応する部位側の方向の前方側に近接して存在する遮光領域からの距離」であり、簡略化して言えば、対象となる近接する遮光領域間に存在する光透過領域の幅のうち最大の幅を言う。そして本発明の好ましい態様においては、この距離が用いる前記ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下であることが、好ましいのである。
【００４１】
なお、本発明の露光用マスクにおける、前述した「ダミー遮光領域の幅」とか、「近接して存在する遮光領域からの距離」について、「用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅」とか、「用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離」と称しているが、この意味は、投影露光装置で露光用マスクのパターンをフォトレジスト上に投影する場合に、露光用マスクとレジスト上に投影されたパターンとが等倍で投影された場合を基準に表現したものであり、通常は、露光用マスクを大きめに作成し、縮小投影露光装置を用いて、その像を縮小して露光する場合には、たとえば１／ｎ（ただしｎは１より大きい数）に縮小して露光する場合には、「用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅」とは「用いるポジ型フォトレジストの塗布厚みのｎ倍以下の幅」を意味し、また、「用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離」は、「用いるポジ型フォトレジストの塗布厚みのｎ倍以下の距離」と読み替えて解釈すべきものとなる（当然のことながら、この読み替え解釈の対象は本願の請求項の記載も含むものである。）。
【００４２】
以上から、「ポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離で配置されている」の距離の意味は明らかである。尚ここで「塗布厚み以下の距離」とは距離が０の場合を含まないことは明白である。仮に、図４でダミー遮光領域４０３Ｅと外周部遮光領域４０１の縁４０１ａとの距離が０と言うことは、ダミー遮光領域４０３Ｅと外周部遮光領域４０１の縁４０１ａと一体に結合されていることになり、これではダミー遮光領域４０３Ｅと外周部遮光領域４０１の区別がつかないからである。
【００４３】
同様に例えばダミー遮光領域４０３Ｆとダミー遮光領域４０３Ｇとの距離が０の場合を含まないことは明白である。両者間の距離が０の場合は、ダミー遮光領域４０３Ｆとダミー遮光領域４０３Ｇとが合体して１つ遮光領域を作るので、ダミー遮光領域４０３Ｆとダミー遮光領域４０３Ｇとの区別がつかないからである。最も、ダミー遮光領域同士が繋がっているということは、一つの遮光領域が形成されていることになるので、この一つの遮光領域が上記で説明したダミー遮光領域の条件を満たせば、本発明で使用できるダミー遮光領域と言うことになる。
【００４４】
次に、光の透過領域内に形成されている本発明の条件を満たしたダミー遮光領域の割合は、外周部遮光領域で区画された外周部遮光領域の縁で囲まれた面積に対し、特に限定するものではないが、ダミー遮光領域の面積が、４〜７０％程度を占めることが好ましく、より好ましくは８〜５０％程度である。
【００４５】
本発明で使用するポジ型フォトレジストの塗布厚みは、１〜７μｍであることが好ましく。あまりに薄い膜は、使用頻度も少なく、逆テーパー形状の必要性も小さい。あまりに塗布厚みを厚くすると、現像後、ベークなどを行った場合に、レジストが面方向に引っ張られる応力が大きくなり、逆テーパー形状が形成しにくくなる傾向にある。従って、前述した、「ダミー遮光領域の幅」とか、「近接して存在する遮光領域からの距離」も用いたポジ型フォトレジストの塗布厚みに応じて、それぞれ１μｍ以下〜７μｍ以下の範囲が好ましいことになる。
【００４６】
本発明で用いるポジ型フォトレジストは、特に限定がなく各種のポジ型フォトレジストを用いることができる。通常、最もよく用いられるのは、ｉ線で露光するノボラック系のポジ型フォトレジストなどが挙げられる。
【００４７】
また、本発明において特に好ましいタイプのポジ型フォトレジストとしては、透明性が高く、レジスト表面が現像液に対して、レジスト内部よりも難溶性であるポジ型フォトレジストである。
【００４８】
透明性が高いと、レジスト内部まで光が届きやすく、反応がレジスト内部でも起こりやすいため、レジスト内部の方がよくエッチングされ、しかもレジスト表面が現像液に対して、レジスト内部よりも難溶性であることにより、一層逆テーパー形状が実現しやすくなる。このようなポジ型フォトレジストとしては、例えば、住友化学社製ノボラック系のレジスト“PFI-270C7”などが挙げられる。
【００４９】
このように、逆テーパー形状を得るのに際し、透明性が高く、半導体基板レジスト表面が現像液に対して、レジスト内部よりも難溶性であるポジ型フォトレジストを使用した場合は、同じ露光システムを採用した場合においても、逆テーパー角αが約１２度程度のものを得ることが可能である。レジストの透明性が高いために、投影した光がレジストを多く透過し、レジスト内部の感光効率も高くなり、感光しにくいパターンの境界面も感光効率が高くなるからである。また、レジスト表面が内部より難溶性である場合には、内部の方がエッチングされやすくなるため、更に逆テーパー形状が得やすくなるためである。
【００５０】
なお、本発明の露光用マスクのうち、上述したような、ダミー遮光領域の形状が、枠状であり、当該枠の外縁及び内縁形状が外周部遮光領域の内縁の形状とほぼ相似する形状を有する露光用マスクは、ポジ型フォトレジストに開口パターンを設けた場合などにおいて、前記開口部の全周の側壁を逆テーパー形状にすることが容易にでき好ましい。
【００５１】
本発明の露光用マスクのうち、ダミー遮光領域の形状が、円形状、楕円形状、多角形状とすることにより、これらをドット状に配置することによって、ポジ型フォトレジストの形成される開口パターンの側壁の一部又は全周を要求に応じて逆テーパー形状にすることができ、好ましい。
【実施例１】
【００５２】
以下に本発明の実施例について、図１及び図２を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施例の露光用マスクを示す平面図である。露光用マスク素材として石英を用い、遮光領域をクロムで形成した露光用マスク素材を用意し、外周部が遮光領域で区画された光線透過領域１０２として、大きさ５０μｍ×１００μｍの中に、用いる露光対象となるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の幅を有する枠状のダミー遮光領域１０３を外周部遮光領域１０１の縁から、用いるポジ型フォトレジストの塗布厚み以下の距離に近接して形成した。また、更に、光線透過領域１０４と枠状のダミー遮光領域１０５（その幅は、遮光領域１０３と同じにした）を、透過領域１０２とダミー遮光領域１０３の組み合わせと同様の距離で配置し形成した。これらの、遮光領域１０１と遮光領域１０３、１０５はクロムを蒸着することで形成した。
【００５３】
露光システムとしては、i線（波長：３６５ｎｍ）の短波長光を用いた縮小投影露光装置(ステッパー)として、（ニコン社製 “NSR2205i14E2”）用いた。厚み675μｍのGaAs半導体基板の上にフォトレジスト（住友化学社製、ポジ型のボラック系フォトレジスト商品名“PFI-270C7”をスピンコーターで仕上厚み３μｍになるよう塗布した。
【００５４】
フォトレジスト塗布厚み以下となるよう、前記ダミー遮光領域１０３と１０５の幅は、０．６μｍ(今回はマスクの大きさの５分の1になるような縮小投影露光システムを採用したので現実のマスク上では５倍の３．０μｍ)とし、外周遮光領域１０１とダミー遮光領域１０３と１０５の間の透過領域１０２と１０４の距離（幅）も０．６μｍ(今回はマスクの大きさの５分の1になるような縮小投影露光システムを採用したので現実のマスク上では５倍の３．０μｍ)とした。図２に、この露光用マスクを用い、約３．０μｍ膜厚の前記フォトレジストに、i線の短波長光（波長：３６５ｎｍ）を用いた縮小投影露光装置(ステッパー)で露光用マスクのパターンの５分の1になるように露光処理をした場合を示す（ただし、図面は等倍のままで描いている）。露光処理は、３００msec行った。
【００５５】
次いで、この半導体基板２０６上のポジ型フォトレジスト２０７に、現像液としてTMAH（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、東京応化社製“NMD-3”）を用い、温度２３℃、で６０秒で現像した。形成されたフォトレジストの壁面２０８の形状の逆テーパー角αは、断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ約１０度程度のものが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の露光用マスクを用いてポジ型フォトレジストを露光・現像することにより、容易にバリ形状の発生しない配線が得やすいポジ型フォトレジストのレジストパターンの少なくとも一部の壁面を逆テーパー形状に形成できる。従って、半導体デバイスにおいて、金属電極や金属配線を形成する場合のリフトオフ工法に好適な、露光用マスク並びに、それを用いた半導体デバイスの製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態例の露光用マスクを示す平面図。
【図２】図１に示した露光用マスクを用い、ポジ型フォトレジストを露光・現像処理した場合の前記図１の露光用マスクの平面図と得られたポジ型フォトレジストの断面の端面図を示す説明図。
【図３】本発明の別の実施の形態の露光用マスクの平面図。
【図４】本発明で言うダミー遮光領域の、近接している遮光領域からの距離を説明するための露光用マスクの一例の模式的平面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  外周部遮光領域
１０２  光透過領域
１０３  ダミー遮光領域
１０４  光透過領域
１０５  ダミー遮光領域
２０６  半導体基板
２０７  ポジ型フォトレジスト
２０８  レジストの壁面
３０１  外周部遮光領域
３０２  光透過領域
３０３  ダミー遮光領域
４０１  外周部遮光領域
４０２  光透過領域
４０３Ｅ  ダミー遮光領域
４０３Ｆ  ダミー遮光領域
４０３Ｇ  ダミー遮光領域
【図１】
2006093436.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006093436.tif 000005
【図４】
2006093436.tif 000006