(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト層に対し線幅制御性が厳しい箇所のパターンを位相シフトパターンを用いて転写する高解像度露光と、前記高解像度露光により既にパターン転写されたフォトレジスト層部分をマスクパターンの遮光部により保護しながら、前記フォトレジスト層に対し線幅制御性が比較的にゆるい箇所のパターンを位相シフトパターンを用いることなく転写する通常露光とを含む複数回露光により、フォトレジストの潜像パターンを形成する露光方法であって、
前記高解像度露光では、当該高解像度露光によって前記フォトレジスト層に転写される前記潜像パターンにおける前記線幅制御性が厳しい箇所の線幅が所望の線幅より太くなる露光条件を用い、
前記通常露光では、前記高解像度露光によって線幅が所望の線幅より太く形成された前記潜像パターンの前記線幅制御性が厳しい箇所について、前記線幅を規定する端部を露光して当該線幅を小さくして、前記通常露光後に、当該線幅制御性が厳しい箇所で所望の線幅を得る
露光方法。
【請求項２】
前記高解像度露光では、前記露光条件として露光量を調整する
請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記通常露光では、前記遮光部から漏れた光によって前記高解像度露光により既にパターン転写された前記フォトレジスト層部分を重複して露光することができるサイズの前記遮光部を有する前記マスクパターンを用いる
請求項１に記載の露光方法。
【請求項４】
フォトレジスト層に対し線幅制御性が厳しい箇所のパターンを位相シフトパターンを用いて転写する高解像度露光と、前記高解像度露光により既にパターン転写されたフォトレジスト層部分をマスクパターンの遮光部により保護しながら、前記フォトレジスト層に対し線幅制御性が比較的にゆるい箇所のパターンを位相シフトパターンを用いることなく転写する通常露光とを含む複数回露光により、フォトレジスト潜像パターンを形成する露光方法であって、
前記高解像度露光では、当該高解像度露光によって前記フォトレジスト層に転写される前記潜像パターンにおける前記線幅制御性が厳しい箇所の線幅が所望の線幅より太くなるマスクパターンを用い、
前記通常露光では、前記高解像度露光によって線幅が所望の線幅より太く形成された前記潜像パターンの前記線幅制御性が厳しい箇所について、前記線幅を規定する端部を露光して当該線幅を小さくして、前記通常露光後に、当該線幅制御性が厳しい箇所で所望の線幅を得る
露光方法。
【請求項５】
前記高解像度露光では、前記線幅制御性が厳しい箇所のパターンを既に設計された素子形状パターンから抽出し、抽出した前記パターンに対し少なくとも線幅方向にリサイズをかけて太くした前記マスクパターンを用いる請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記通常露光では、前記遮光部から漏れた光によって前記高解像度露光により既にパターン転写された前記フォトレジスト層部分を重複して露光することができるサイズの前記遮光部を有する前記マスクパターンを用いる請求項４に記載の露光方法。
【請求項７】
フォトレジストの潜像パターンを複数回の露光を重ねて行うことにより形成する露光方法であって、
最初の露光は、前記フォトレジストに転写される前記潜像パターンの線幅が所望の線幅より太くなるようにして露光し、
２回目以降の露光は、その前回の露光時に用いるマスクパターンより遮光領域を広げることで既に形成した前記フォトレジストの潜像パターンを保護し、かつ、露光量を前回の露光時より多くすることによって、前記最初の露光によって前記線幅が所望の線幅より太く形成された前記潜像パターンの前記線幅を規定する端部を露光して、当該線幅を次第に小さくして所望の線幅を得る
露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高集積半導体装置等の製造過程で、露光装置を用いてフォトマスクの透過光から微細レジストパターンを、位相シフト法等を用いた１回目の高解像度露光と２回目以降の通常露光との多重露光によって、ウェーハ上に高解像度で形成したい場合に好適な露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程に用いられるフォトマスクは、ガラス基板上に遮光膜が形成された構造をなしており、半導体素子のパターン形成工程では、このフォトマスク上の遮光膜のパターン（遮光パターン）がウェーハ面に塗布されたフォトレジスト上に投影露光される。フォトマスク上の遮光パターンは、設計されたＣＡＤデータを描画装置用のデータに変換し、これをもとに遮光膜を忠実にパターンニングして得られ、このフォトマスクパターンをウェーハ上にいかに精度よく転写するかが、半導体フォトリソグラフィ工程では重要である。
【０００３】
微細な半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程では、露光波長近傍のパターンを形成する必要から光の波長から決まる解像限界を越えた高解像度が必要とされている。そのため、近年では露光波長以下の微細パターンを形成できるフォトリソグラフィ技術として、位相シフト法が用いられている。
【０００４】
以下に、空間周波数変調型位相シフト法の原理について説明する。
図６は、この位相シフト法の原理を従来法と対比して示す図、図７は位相シフト法および従来法のフーリエスペクトルを示す図である。
ここで、光強度透過率の周期が、１／ν0 である１次元周期パターンで解像度限界近傍の値をとると仮定する。光透過対象が解像限界に近いマスクパターンなので、正弦波状の基本周波数成分のみを考えると、フォトマスク透過光の振幅は以下のように近似できる。
【０００５】
【数１】
従来のマスク：
Ｔ（ｘ）＝｜ｃｏｓ２πν0 ｘ｜  … (1-1)
位相シフトマスク：
Ｔ（ｘ）＝  ｃｏｓ２πν0 ｘ    … (1-2)
【０００６】
図６（ａ）に示す従来法では、フォトマスクを透過した光が光軸に沿って直進する０次回折光と、光軸に対してθ（ｓｉｎθ＝ν0 λ）なる角度をなす±１次回折光とに分離され、投影レンズに入射する。一方、図６（ｂ）に示すように、位相シフト法では、位相シフトマスクを透過した光が光軸に対してθ／２なる角度をなす±１次回折光に分離され、投影レンズに入射する。いずれの場合も投影レンズの内側を透過した回折光のみが像形成に寄与する。
投影レンズの瞳面に形成されるフーリエスペクトルは、式(1-1) 、(1-2) のフーリエ変換から以下のように表される。
【０００７】
【数２】
従来マスク：
Ｆ（ν）＝（４／π）｛δ（ν）／２＋〔δ（ν＋ν0 ）＋δ（ν−ν0 ）〕／２＋‥‥｝  … (2-1)
位相シフトマスク：
Ｆ（ν）＝（１／２）〔δ（ν＋ν0 ／２）＋δ（ν−ν0 ／２）〕… (2-2)
【０００８】
図７に示すように、位相を考慮しない従来の透過型マスクでは、ν＝０，±ν0 にスペクトル成分が存在するのに対し、位相シフトマスクでは、ν＝±ν0 ／２のみに依存する。すなわち、位相シフトマスクから得られる基本スペクトルは透過型マスクで得られるスペクトルの半分の位置にある。それはマスクパターンの空間周波数が半分になったことに相当する。ステッパの投影レンズは、固有周波数νｃ（＝ＮＡ／λ）より小さい空間周波数成分のみを伝達するローパスフィルタとして作用する。転写したい微細パターンの空間周波数ν0 がνｃ＜ν0 ≦２νc の場合を考えてみると、透過型マスクの場合、±ν0 のスペクトル成分は通らないので像のコントラストは得られない。一方、位相シフトマスクは基本スペクトルν＝±ν0 ／２を伝達するので像面上でパターン像を形成する。これが、解像力向上の効果がもっとも大きい空間周波数変調型位相シフトマスクの特徴である。
【０００９】
空間周波数変調型位相シフトマスクの基本的なレイアウト構造は、図６（ｂ）に示すように、０度、１８０度の２位相を使い、マスクの開口部が交互に逆位相になるようにシフタを配置する。シフタには、図６（ｂ）に示されるように遮光膜と異なる膜でシフタを積層するものと、ガラス面をエッチングしてシフタの機能をもたせたものがある。
【００１０】
図８は、ネガレジストを用いた、いわゆるレベンソン型位相シフトの原理を示す図である。
図８に示すフォトマスクは、パターン形成箇所に設けたクロム開口部が、１８０度位相のシフタ（ガラスエッチング溝）ありと０度位相の溝なしとに交互に配置されている。したがって、この位相シフト法ではパターンそのものを透過する光の位相差を利用することになり、パターン転写箇所が現像液に溶けずに残るネガレジストが必須となる。実用的なネガレジストは入手が困難なうえ、パターンレイアウトそのものが位相差を生ずるパターンである必要があるため、単純なライン＆スペースでは効果的ではあるが、孤立パターンでは位相シフトの効果がでない。したがって、このネガレジストを用いることを前提とした位相シフト法は、その前提となるレジスト材料やパターン作成上の制約が多い欠点がある。
【００１１】
そこで近年検討されているのが、形成しようとする微細パターンの両側を透過する光に位相差を付けたマスクによる位相シフト露光と、それにより生ずる不要パターンを除去する通常露光との複数回の露光による手法（以下、位相シフト多重露光法）である。この技術は、為近らによって『Automatic Generation of Phase-Shifting mask Patterns Using Shifter-Edge Lines, MICRO-AND-NANO-ENGINEERING'97』の文献で論じられている。
図９は、この位相シフト多重露光法として、ポジレジストを用いたレベンソン型位相シフトの原理を示す図である。
図９に示す位相シフトマスク（図９（ａ））は、微細パターン（クロムパターン）の両側に設けた開口部が、１８０度位相のシフタ（ガラスエッチング溝）ありと０度位相の溝なしとに交互に配置されている。ポジレジストを用いるため周囲はクロムで覆われている。そして、２回目の露光（通常露光）では、図９（ｂ）に示すフォトマスクを用いて、微細パターンを遮光しながら、図示せぬ周囲の配線部分を解像する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、この位相シフト多重露光法においては、１回目の高解像度露光において所望のパターン線幅のフォトレジストの潜像パターン（以下、転写パターンという）を形成し、２回目の通常露光において、既に形成された転写パターンをマスクパターンの遮光部で覆って更に露光されないようにする。
ところが、実際には、この転写パターンが２回目の通常露光パターンで完全に遮光できないことが多く、転写パターンが２回目の通常露光でも多少なりとも露光されてしまうリーク露光の問題が発生する。
【００１３】
このような場合、従来では、２回目の通常露光で完全に遮光できるようにマスクパターンを変更することで対処していた。ところが、２回目の通常露光は、微細パターンに接続する周辺パターンの解像を兼ねていることが多く、微細パターン周囲を大きな面積で覆うようにすると周辺パターンが一部解像ができなくなってしまうことがある。また、パターン配置そのものを変更することも考えられるが、これでは１回目と２回目の双方の露光用パターン変更を余儀なくされ、大幅なパターン修正となってしまう。
【００１４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、位相シフト法等を用いた１回目の高解像度露光と、２回目以降の通常露光との多重露光により微細パターンを形成する際のパターン生成方法であって、所望の微細パターン幅をバラツキを低減しながら解像する露光方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術が有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、線幅制御の厳しい箇所のみを位相シフトで形成し、それ以外の部分を通常マスクにて露光する位相シフト多重露光法として、線幅制御の厳しい箇所の微細線幅方向両側を異なる位相差の透過光によって微細パターンをフォトレジスト層上に転写する１回目の高解像度露光において、従来よりも太くフォトレジストの潜像パターンが形成されるようにすることで、２回目以降の通常露光パターンを変更しなくとも所望のパターン線幅が得られる露光条件を見いだした。しかも、このような高解像露光の条件変更は、プロセスマージンを広げる方法としても有効であることが判明した。
【００１６】
本発明の露光方法は、フォトレジスト層に対し線幅制御性が厳しい箇所のパターンを位相シフトパターンを用いて転写する高解像度露光と、前記高解像度露光により既にパターン転写されたフォトレジスト層部分をマスクパターンの遮光部により保護しながら、前記フォトレジスト層に対し線幅制御性が比較的にゆるい箇所のパターンを位相シフトパターンを用いることなく転写する通常露光とを含む複数回露光により、フォトレジストの潜像パターンを形成する露光方法である。前記高解像度露光では、当該高解像度露光によって前記フォトレジスト層に転写される前記潜像パターンにおける前記線幅制御性が厳しい箇所の線幅が所望の線幅より太くなる露光条件（例えば、露光量）を用いる。そして、前記通常露光では、前記高解像度露光によって線幅が所望の線幅より太く形成された前記潜像パターンの前記線幅制御性が厳しい箇所について、前記線幅を規定する端部を露光して当該線幅を小さくして、前記通常露光後に、当該線幅制御性が厳しい箇所で所望の線幅を得る。また、前記通常露光では、前記遮光部から漏れた光によって前記高解像度露光により既にパターン転写された前記フォトレジスト層部分を重複して露光することができるサイズの前記遮光部を有する前記マクスパターンを用いる。
【００１７】
一方、前記高解像度露光によって前記フォトレジスト層に転写される前記潜像パターンにおける前記線幅制御性が厳しい箇所の線幅を所望の線幅より太くするには、マスクパターン幅を変えることでも対処できる。この場合の高解像度露光では、好ましくは、前記線幅制御性が厳しい箇所のパターンを既に設計された素子形状パターンから抽出し、抽出した前記パターンに対し少なくとも線幅方向にリサイズをかけて太くした前記マスクパターンを用いる。
【００１８】
また、本発明の露光方法は、フォトレジストの潜像パターンを複数回の露光を重ねて行うことにより形成する露光方法であって、最初の露光は、前記フォトレジスト層に転写される前記潜像パターンの線幅が所望の線幅より太くなるようにして露光し、２回目以降の露光は、その前回の露光時に用いるマスクパターンより遮光領域を広げることで既に形成した前記フォトレジストの潜像パターンを保護し、かつ、露光量を前回の露光時より多くすることによって、前記最初の露光によって前記線幅が所望の線幅より太く形成された前記潜像パターンの前記線幅を規定する端部を露光して、当該線幅を次第に小さくして所望の線幅を得る。
【００１９】
このような本発明の露光方法では、例えば通常露光に用いる遮光部のパターンサイズに応じて、１回目の高解像度露光時の露光条件（例えば露光量等）を変えて、その露光後のフォトレジストの潜像パターンの線幅を太めに設定する。そして、２回目以降の通常露光時に、このフォトレジストの潜像パターンを遮光部から漏れる光を用いて更に露光（リーク露光）を行うことで所望の線幅に調整する。  この方法では、パターン変更が不要となるだけでなく、１回目の高解像度露光で露光量を高くして殆どのパターン転写を済ませてしまう従来のやり方に比べ、フォーカスマージンが拡大して、安定したパターン形成が可能となる。
一方、１回目の高解像度露光に用いるマスクパターンを変える方法では、例えばフォトマスク上の微細パターン幅を大きくすることで所望のパターン線幅が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、最初に位相シフト法等を適用した高解像度露光で微細パターンの転写を行い、その後、２回目以降の通常露光で周囲の不要なレジスト部分が現像後に除去されるようにパターン転写する多重露光法に関する。したがって、微細パターンの種類に限定はないが、現在の半導体デバイスにおいて解像限界以下としたいパターンとして、代表的なものではＭＯＳトランジスタのゲートパターンが挙げられる。
【００２１】
以下、ＭＯＳトランジスタ構造とパターンの例を説明した後、そのゲートパターンの超高解像度露光を例に、本発明に係るパターン生成方法の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、一般的なＭＯＳ集積回路における断面構造図である。
図１において、符号１００はＭＯＳ集積回路、１０１はｐ型シリコンウェーハ等の半導体基板、１０２はｎ型不純物等が高濃度に導入されたソース・ドレイン不純物領域、１０４は寄生トランジスタの形成を防止するためにｐ型不純物等が高濃度に導入されたチャネルストッパ、１０６は素子分離層としてのＬＯＣＯＳ、１０８はゲート酸化膜、１１０はｎ型ポリシリコン等からなるゲート電極を示す。
このようなＭＯＳ集積回路において、最も高い線幅制御性が要求されるのはゲート電極１１０の加工時である。すなわち、トランジスタのゲートパターン幅（一般には、ゲート長Ｌｇ）は、トランジスタ特性（ゲート閾値電圧Ｖth、相互コンダクタンスｇｍ等の駆動能力）を決定し、その線幅バラツキは特性バラツキに直接影響するため、ゲート電極パターンの線幅制御がＭＯＳトランジスタ形成においてもっとも重要である。
【００２３】
図２は、位相シフト多重露光法に用い得るパターン例を示すパターン平面図である。この図２は、１回目の高解像度露光に用いるパターンと２回目の通常露光に用いるパターンとを重ねた状態である。
図２において、符号２はゲート電極パターン、２ａはゲート電極パターンのうち実際のゲート部分上に重ねられる遮光パターン部、３は実際のゲート部分となる微細パターン、４は１８０度位相シフタを示す。なお、符号６はゲート電極の形成に直接用いるパターンではないが素子領域パターンを示す。
微細パターン３と１８０度位相シフタ４は１回目の高解像度露光に用いるパターンを構成し、遮光パターン部２ａを含むゲート電極パターン２は、２回目の通常露光に用いるパターンを構成する。
【００２４】
第１実施形態
従来の位相シフト多重露光法では、ウェーハ上に塗布したフォトレジスト層に対し、１回目の高解像度露光においてほぼ所定幅のパターンが得られるように、その露光量をかなり上げて行っていた。また、２回目の露光では、１回目の露光後のフォトレジストの潜像パターンを保護する遮光パターン部（マスクパターンの遮光部）により、露光が余り進まないようにすることが基本的な考え方であった。
【００２５】
これに対し、本実施形態の位相シフト多重露光法では、１回目の高解像度露光における露光量を相対的に低めに設定する。このため、１回目の高解像度露光に形成されるフォトレジストの潜像パターンの線幅は、所望のパターン線幅より太くなる。
そして、次の２回目の通常露光では、例えば１回目より高い露光量とすることによって、当該２回目の露光でも１回目の露光後のフォトレジストの潜像パターンを更に露光する。つまり、本例における２回目の通常露光は、従来と異なり、そのゲート電極パターン２のうち特に遮光パターン部２ａのエッジから漏れるリーク光を積極的に用いて、２回目の通常露光後のパターン線幅を現像後に所望のパターン線幅が得られるようにするものである。
【００２６】
この本実施形態に係る露光方法の有用性を調べるため、実際のデバイスを用い、ゲート電極形成時のパターンをウェーハ上のフォトレジスト層に転写して、微細ゲート部の線幅測定を行った。
この実験では、いわゆるレベンソン位相シフト用のフォトマスクを用いた。このフォトマスクは、図９に示すように、石英ガラス基板に形成されたクロムパターンの開口部に対し一つおきに石英ガラス基板にエッチング溝を形成し、これを１８０度位相シフタとした。試料としては、ＤＲＡＭ部とロジック部を含むデバイスのゲート電極形成前のウェーハを用意し、まず下置きタイプの反射防止膜を所定厚で形成した。その上に、化学増幅型ポジレジストを０．７２μｍの厚み設定により塗布し加熱処理した後、露光した。露光装置としては、ＫｒＦエキシマステッパー（ＮＡ：０．５０）を用いた。この露光では、露光量とフォーカス深度を種々変えて試料を作製した後、通常の測長機を用いて、ＤＲＡＭ部とロジック部それぞれに対し設計中心：０．１６μｍの微細パターン部分の幅を測定した。
【００２７】
図３は、この実験結果を示すグラフである。図３（ａ）では、２回目以降の遮光パターンを用いた通常露光を線幅解像に寄与させないといった従来の考えかたを前提に、位相シフトパターンを用いた高解像度露光のみを行った場合である。これに対し、図３（ｂ）は、図３（ａ）の露光時より低い露光量で１回目の高解像度露光を行った後、１回目の露光時と比較して高い露光量で２回目の通常露光を行った場合である。各図において、グラフの横軸はフォーカス深度、縦軸は同一条件による現像後に測定した微細パターン線幅を示す。また、図４は、ロジック部とＤＲＡＭ部の平面パターンを概略的に描いた図である。
【００２８】
この実験で露光量を種々変えて露光を行った結果、図３（ａ）の高解像度露光のみを行う場合の最適露光量は４４ｍＪであった。また、図３（ｂ）の通常露光まで行う場合の最適露光量は２４ｍＪであった。これは、２回目の露光時に遮光パターン部のクロムマスク部分から漏れた光がフォトレジストの潜像形成に影響しているためである。
【００２９】
このリーク露光を積極的に利用するために、１回目の高解像度露光時の露光量を低く（２４，２６ｍＪ）し２回目の通常露光時の露光量を１回目の露光時より高く（４４ｍＪ）すると（図３（ｂ））、最初から高い露光量で一気に高解像度パターンを形成する場合（図３（ａ））に比べ、デフォーカスによる線幅バラツキが有効に抑え得ることが分かった。つまり、図３（ａ）では０．５０μｍ程度した確保できなかったフォーカスマージンが、図３（ｂ）の場合では０．７μｍに拡大している。
また、この図３（ｂ）の場合、多少露光量を変えても線幅は問題となるほど変化していないことが分かった。なお、ＤＲＡＭ部側で若干線幅が小さくなる傾向にあるが、これは設計中心の変更で対処できる。
【００３０】
以上の結果、１回目の高解像度露光時の露光量を低くし２回目の通常露光時の露光量を高くすることにより所望のゲート線幅を得る本実施形態の方法によって、±５％の露光量バラツキがあっても、±０．３５μｍの大きなフォーカスマージンで０．１６μｍのゲート形成用のレジストパターンが±１０％のバラツキで形成できた。
【００３１】
なお、上記説明では、２回露光でゲートパターンを形成する場合を例示したが、本実施形態の露光方法は、ゲートパターンに限らず他の微細パターンに適用でき、また２回目以降の通常露光の回数に制限はない。複数回の通常露光を行う場合、好ましくは、前回の露光時に用いたマスクパターンの遮光部より線幅が太い遮光部を有するマスクパターンを用い、かつ、露光量を前回の露光時より上げて露光すると、上記と同様にフォーカスマージンが拡大できる。なお、このように複数回露光で順次、遮光領域を広げながら露光量を高くする意味においては、初回の露光は位相シフト法を用いたものに限定されない。
【００３２】
第２実施形態
本実施形態は、第１実施形態における露光量の変更に代えて、高解像度露光に用いるマスクパターンを変更する場合である。
【００３３】
図５は、この高解像度露光パターン生成例の各生成過程におけるパターン平面図である。
この方法では、入力したＣＡＤデータから微細パターンを抽出する。まず、ゲートパターン１０と素子領域パターン１２を読み出して、これらの素子形状パターン同士を重ねて（図５（ａ））、図形積の処理（ＡＮＤ処理）を行うことで（図５（ｂ））微細ゲート部１４を抽出する（図５（ｃ））。
つぎに、抽出された微細ゲート部１４に２度のリサイズがかけられる。具体的には、図５（ｄ）に示すように、多重露光時の合わせマージンをとるために、微細ゲート部１４のゲート幅Ｗｇｏをゲート幅方向両側それぞれに所定長さだけ拡大する。また、図５（ｅ）に示すように、ゲート幅方向拡大後の微細ゲート部１４ａに対し、今度はゲート長（本発明における“線幅”）方向両側それぞれにリサイズをかける。これにより、元のゲート長ＬｇｏがＬｇに拡大された最終的な微細パターン１４ｂが得られる。このリサイズ後のゲート長Ｌｇが、ゲートパターンを解像する線幅に最も影響を与えるパラメータの一つとなる。
最後に、図５（ｆ）に示すように、この微細パターン１４ｂを挟んで両側に１８０度と０度の位相シフタを配置することで当該高解像度パターンの生成が終了する。なお、位相シフタ配置は、微細パターンが複数あるときは、各微細パターン両側で位相差が１８０度となるように行う。
【００３４】
このようにして微細パターンの幅（例えば、ゲート長）を拡大した高解像度露光用のパターンを用いて、１回目の露光を行う。そして、２回目以降の通常露光では、この１回目の露光により形成されたフォトレジストの潜像パターンを遮光パターン部により覆って露光を行う。
これにより、第１実施形態と同様、２回目の露光時における遮光パターン部から漏れる光を積極的に利用して所望のパターン線幅が得られる。また、１回目の露光時の露光量を上げてパターンの殆どを一回の露光で解像する場合に比べると、フォーカスマージンを拡大することが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る露光方法によれば、例えば位相シフト法等を用いた１回目の高解像度露光と、２回目以降の通常露光との多重露光によりフォトレジストの微細な潜像パターンを形成する際に、所望の微細パターン幅のバラツキを低減できる。また、フォーカスマージンの拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光方法が適用可能な微細パターンを有するデバイス例を示す一般的なＭＯＳ集積回路における断面構造図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位相シフト多重露光法に用い得るパターン例を示すパターン平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る多重露光法の有用性を調べるために行った実験の結果を示すグラフである。（ａ）は、２回目以降の遮光パターンを用いた通常露光を線幅解像に寄与させないといった従来の考えかたを前提に、位相シフトパターンを用いた高解像度露光のみを行った場合である。（ｂ）は、（ａ）の露光時より低い露光量で１回目の高解像度露光を行った後、１回目の露光時と比較して高い露光量で２回目の通常露光を行った場合である。
【図４】図３の実験に用いたデバイスの平面パターンを概略的に描いた図であり、（ａ）はロジック部、（ｂ）はＤＲＡＭ部を示す。
【図５】本発明の第２実施形態に係る位相シフト多重露光法に用いる高解像度露光用パターンの生成過程をゲートパターンを例に示すパターン図である。
【図６】位相シフト法の原理を従来法と対比して示す図である。
【図７】位相シフト法および従来法のフーリエスペクトルを示す図である。
【図８】ネガレジストを用いた、いわゆるレベンソン型位相シフトの原理を示す図である。
【図９】位相シフト多重露光法として、ポジレジストを用いたレベンソン型位相シフトの原理を示す図である。
【符号の説明】
１…１回目及び２回目の露光用マスクパターン、２…ゲート電極パターン、２ａ…遮光パターン部、３…微細パターン部、４…１８０度位相シフタ、６…素子領域パターン、１０…ゲートパターン、１２…素子領域パターン、１４…微細ゲート部、１４ａ，１４ｂ…サイズ変更後の微細ゲート部（微細パターン）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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