JP2779221B2 - 位相差レチクルを用いた露光及び検査方法 - Google Patents
位相差レチクルを用いた露光及び検査方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置構造に係わるホトリソグラフィ
工程の位相差法において用いられる位相差レクチルを用
いた露光及び検査方法に関するものである。
工程の位相差法において用いられる位相差レクチルを用
いた露光及び検査方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば「IEEE
トランスアクションズ オン エレクトロン デバイシ
ズ（IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES）」、ED
−29［12］（1982−12）（米）P.1828−1836に記載され
るものがあった。以下、その方法を説明する。
トランスアクションズ オン エレクトロン デバイシ
ズ（IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES）」、ED
−29［12］（1982−12）（米）P.1828−1836に記載され
るものがあった。以下、その方法を説明する。
第２図（ａ）〜（ｄ）は前記文献に記載された従来の
位相差レクチルの構成と特性を示すものであり、同図
（ａ）は位相差レクチルの断面図、同図（ｂ）はレクチ
ル上での光の振幅、同図（ｃ）はウエハ上での光の振幅
及び同図（ｄ）はウエハ上での光強度を示すものであ
る。
位相差レクチルの構成と特性を示すものであり、同図
（ａ）は位相差レクチルの断面図、同図（ｂ）はレクチ
ル上での光の振幅、同図（ｃ）はウエハ上での光の振幅
及び同図（ｄ）はウエハ上での光強度を示すものであ
る。
第２図（ａ）において、この位相差レクチルはガラス
から成る光透過性の基板１を有しており、基板１上には
クロム（Cr）の遮光パターン２が選択的に形成されてい
る。遮光パターン２間に露出する基板１の上には、相対
する一方の光透過部に位相シフター層３が形成されてい
る。
から成る光透過性の基板１を有しており、基板１上には
クロム（Cr）の遮光パターン２が選択的に形成されてい
る。遮光パターン２間に露出する基板１の上には、相対
する一方の光透過部に位相シフター層３が形成されてい
る。
位相シフター層３は、感光後のホトレジスト、SiO2又
はMgF2等の単層構造から成る光透過性の膜である。この
位相シフター層３の膜圧ｄは、屈折率をｎ及び露光波長
をλとすると、ｄ＝λ/2（ｎ−１）の関係が成り立つよ
うに設定されている。
はMgF2等の単層構造から成る光透過性の膜である。この
位相シフター層３の膜圧ｄは、屈折率をｎ及び露光波長
をλとすると、ｄ＝λ/2（ｎ−１）の関係が成り立つよ
うに設定されている。
上記構成の位相差レクチルを介して、図示しない半導
体ウエハに波長λの光４を照射すれば、位相シフター層
３を経た位相差レクチル上においては、第２図（ｂ）に
示すような光の振幅が得られる。即ち、光の振幅に180
゜の位相差が与えられる。これにより、半導体ウエハ上
での光の振幅は第２図（ｃ）に示すようになり、該半導
体ウエハ上での光強度は第２図（ｄ）の如く分布する。
体ウエハに波長λの光４を照射すれば、位相シフター層
３を経た位相差レクチル上においては、第２図（ｂ）に
示すような光の振幅が得られる。即ち、光の振幅に180
゜の位相差が与えられる。これにより、半導体ウエハ上
での光の振幅は第２図（ｃ）に示すようになり、該半導
体ウエハ上での光強度は第２図（ｄ）の如く分布する。
このように、例えば第２図（ａ）のような繰り返しパ
ターンにおいて、位相差レクチル上の相対する光透過部
の一方に位相シフター層３を設けることにより、半導体
ウエハ上での光強度分布が改善され、投影像のコントラ
ストを根本的に改良することができる。
ターンにおいて、位相差レクチル上の相対する光透過部
の一方に位相シフター層３を設けることにより、半導体
ウエハ上での光強度分布が改善され、投影像のコントラ
ストを根本的に改良することができる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の位相差レクチルにおいては、単
層構造から成る位相シフター層３の反射率が一般にあら
ゆる波長に対して一様に低くなる。そのため、位相差レ
クチルを検査するに際し、遮光パターン２以外の光透過
部では一様に光透過量が多くなり、位相シフター層３の
位置精度及び欠陥等の検査が難しいという問題があり、
その解決が困難であった。
層構造から成る位相シフター層３の反射率が一般にあら
ゆる波長に対して一様に低くなる。そのため、位相差レ
クチルを検査するに際し、遮光パターン２以外の光透過
部では一様に光透過量が多くなり、位相シフター層３の
位置精度及び欠陥等の検査が難しいという問題があり、
その解決が困難であった。
上記問題について、第３図〜第５図を用いて説明す
る。第３図は位相シフター層における分光反射率曲線を
示すものである。また、第４図は第２図の位相差レクチ
ルに対応する平面図の一例を示し、第５図はその位相差
レクチルによる光透過パターンを示すものである。
る。第３図は位相シフター層における分光反射率曲線を
示すものである。また、第４図は第２図の位相差レクチ
ルに対応する平面図の一例を示し、第５図はその位相差
レクチルによる光透過パターンを示すものである。
第３図において、単層膜から成る位相シフター層３
は、その分光反射率曲線Ｓに示されるように、波長に対
する分光反射率が一様に低くなる。それ故、光は波長に
かかわらず透過し易く、例えば異なる波長Ａと波長Ｂの
いずれを用いた場合にも、ほぼ同程度の分光反射率とな
る。
は、その分光反射率曲線Ｓに示されるように、波長に対
する分光反射率が一様に低くなる。それ故、光は波長に
かかわらず透過し易く、例えば異なる波長Ａと波長Ｂの
いずれを用いた場合にも、ほぼ同程度の分光反射率とな
る。
従って、第４図に示すように、遮光パターン２によっ
て開口パターン５を形成し、その開口パターン５に選択
的に位相シフター層３を形成した位相差レクチルにおい
ては、波長A,Bにかかわらず、第５図のような同一の光
透過パターン６が得られる。
て開口パターン５を形成し、その開口パターン５に選択
的に位相シフター層３を形成した位相差レクチルにおい
ては、波長A,Bにかかわらず、第５図のような同一の光
透過パターン６が得られる。
即ち、波長A,Bのいずれを用いても検出される光透過
パターンは同一となってしまうので、位相シフター層３
の位置精度及び欠陥等の検査を的確に行うことができな
い。
パターンは同一となってしまうので、位相シフター層３
の位置精度及び欠陥等の検査を的確に行うことができな
い。
本発明は、前記従来技術がもっていた課題として、位
相シフター層の反射率が波長にかかわらず一様に低いた
めに、その検査の実施が困難な点について解決した位相
差レクチルを用いた露光及び検査方法を提供するもので
ある。
相シフター層の反射率が波長にかかわらず一様に低いた
めに、その検査の実施が困難な点について解決した位相
差レクチルを用いた露光及び検査方法を提供するもので
ある。
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明のうちの請求項１
に係る発明は、光透過性を有する基板と、前記基板上に
選択的に形成された遮光パターンと、前記遮光パターン
間に露出する前記基板の上に選択的に設けられ、屈折率
の異なる複数の光透過膜から成る多層構造の光透過性の
位相シフター層であって、第１の波長を有する光に対し
ては低反射率となり、前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する光に対しては高反射率となる前記位相シフ
ター層とを備えた位相差レクチルを用いた露光及び検査
方法において、半導体ウエハに露光を行う場合、前記位
相差レクチルを前記半導体ウエハ上に配置し、前記位相
差レクチルに前記第１の波長を有する光を照射すること
により前記露光を行い、前記位相差レクチルを検査する
場合、前記位相差レクチルに前記第２の波長を有する光
を照射することにより前記検査を行うようにしている。
に係る発明は、光透過性を有する基板と、前記基板上に
選択的に形成された遮光パターンと、前記遮光パターン
間に露出する前記基板の上に選択的に設けられ、屈折率
の異なる複数の光透過膜から成る多層構造の光透過性の
位相シフター層であって、第１の波長を有する光に対し
ては低反射率となり、前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する光に対しては高反射率となる前記位相シフ
ター層とを備えた位相差レクチルを用いた露光及び検査
方法において、半導体ウエハに露光を行う場合、前記位
相差レクチルを前記半導体ウエハ上に配置し、前記位相
差レクチルに前記第１の波長を有する光を照射すること
により前記露光を行い、前記位相差レクチルを検査する
場合、前記位相差レクチルに前記第２の波長を有する光
を照射することにより前記検査を行うようにしている。
請求項２に係る発明では、請求項１の位相差レクチル
を用いた露光及び検査方法において、前記第１の波長は
520乃至550nmであり、前記第２の波長は700乃至800nmで
ある。
を用いた露光及び検査方法において、前記第１の波長は
520乃至550nmであり、前記第２の波長は700乃至800nmで
ある。
（作 用） 本発明によれば、第１の波長の光には低反射率を示
し、第２の波長の光には高反射率を示すような位相差レ
クチルを準備する。そして、第１の波長の光を照射する
ことによって露光が行われ、第２の波長の光を照射する
ことによって位相差レクチルの検査が行われる。
し、第２の波長の光には高反射率を示すような位相差レ
クチルを準備する。そして、第１の波長の光を照射する
ことによって露光が行われ、第２の波長の光を照射する
ことによって位相差レクチルの検査が行われる。
（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す位相差レクチルの断
面図である。
面図である。
ガラス等から成る光透過性の基板11上には、クロム等
から成る遮光パターン12が選択的に形成されている。遮
光パターン12間に基板11が露出する箇所は、光透過部と
しての開口パターン13を成している。
から成る遮光パターン12が選択的に形成されている。遮
光パターン12間に基板11が露出する箇所は、光透過部と
しての開口パターン13を成している。
開口パターン13の例えば相対する箇所の一方には、位
相シフター層14が形成されている。この位相シフター層
14は、それぞれ屈折率の異なる光透過膜によって例えば
３層構造を成すものである。
相シフター層14が形成されている。この位相シフター層
14は、それぞれ屈折率の異なる光透過膜によって例えば
３層構造を成すものである。
即ち、位相シフター層14は、例えばMgF2等から成る上
層14a、CeO2等から成る中間層14b、及びCeF2等から成る
下層14cによって構成されている。このような位相シフ
ター層14は、真空蒸着法等を用いることにより容易に形
成可能である。
層14a、CeO2等から成る中間層14b、及びCeF2等から成る
下層14cによって構成されている。このような位相シフ
ター層14は、真空蒸着法等を用いることにより容易に形
成可能である。
ここに、位相シフター層14全体の膜厚Ｄは、位相差の
効果を引き出すため、位相が180゜反転するように Ｄ＝λ/2（ｎ−１） となるように設定する。上式中、λは使用される露光波
長であり、ｎは位相シフター層14全体の屈折率である。
効果を引き出すため、位相が180゜反転するように Ｄ＝λ/2（ｎ−１） となるように設定する。上式中、λは使用される露光波
長であり、ｎは位相シフター層14全体の屈折率である。
上記構成の位相シフター層14の波長に対する分光反射
率曲線は、第３図において曲線Ｐで示される。図から分
かるように、この場合の分光反射率曲線Ｐは、波長Ａ付
近で従来の分光反射率曲線Ｓより反射率が低く、波長Ｂ
付近では著しく高くなっている。
率曲線は、第３図において曲線Ｐで示される。図から分
かるように、この場合の分光反射率曲線Ｐは、波長Ａ付
近で従来の分光反射率曲線Ｓより反射率が低く、波長Ｂ
付近では著しく高くなっている。
例えば、上層14a、中間層14b及び下層14cがそれぞれM
gF2、CeF2及びCeF3から成るものとすれば、波長Ａとし
て520〜550nm程度及び波長Ｂとして700〜800nm程度の光
を用いればよい。
gF2、CeF2及びCeF3から成るものとすれば、波長Ａとし
て520〜550nm程度及び波長Ｂとして700〜800nm程度の光
を用いればよい。
以上のように構成された位相差レクチルを用いた露光
及び検査方法について、第６図及び第７図（ａ）〜
（ｃ）を用いて説明する。第６図は第１図の位相レクチ
ルに対応する平面図の一例を示すものである。また、第
７図（ａ）〜（ｃ）は第６図の位相差レクチルから得ら
れる光パターンを示し、同図（ａ）は波長Ａによる光透
過パターン、同図（ｂ）は波長Ｂによる光透過パターン
及び同図（ｃ）は波長Ｂによる光反射パターンである。
及び検査方法について、第６図及び第７図（ａ）〜
（ｃ）を用いて説明する。第６図は第１図の位相レクチ
ルに対応する平面図の一例を示すものである。また、第
７図（ａ）〜（ｃ）は第６図の位相差レクチルから得ら
れる光パターンを示し、同図（ａ）は波長Ａによる光透
過パターン、同図（ｂ）は波長Ｂによる光透過パターン
及び同図（ｃ）は波長Ｂによる光反射パターンである。
第６図において、遮光パターン12によって形成された
開口パターン13の四隅に３層構造の位相シフター層14が
形成されている。この位相差レクチルに露光波長として
波長Ａの光を用いれば、位相シフター層14の反射率が極
めて小さいために、第７図（ａ）に示すように開口パタ
ーン13の光透過パターン15が得られる。この場合におい
て、位相シフター層14の透過光量は、従来の単層膜を用
いたときより増大し、より鮮明な光透過パターン15が得
られる。
開口パターン13の四隅に３層構造の位相シフター層14が
形成されている。この位相差レクチルに露光波長として
波長Ａの光を用いれば、位相シフター層14の反射率が極
めて小さいために、第７図（ａ）に示すように開口パタ
ーン13の光透過パターン15が得られる。この場合におい
て、位相シフター層14の透過光量は、従来の単層膜を用
いたときより増大し、より鮮明な光透過パターン15が得
られる。
次に、波長ｂの光を透過型検出光として用いれば、位
相シフター層14の反射率が極めて大きくなるため、第７
図（ｂ）に示すように、位相シフター層14を除く箇所の
開口パターン13が光透過パターン16として得られる。
相シフター層14の反射率が極めて大きくなるため、第７
図（ｂ）に示すように、位相シフター層14を除く箇所の
開口パターン13が光透過パターン16として得られる。
また、波長Ｂの光を反射型検出光として用いれば、位
相シフター層14及び遮光パターン12の反射光により、第
７図（ｃ）の光反射パターン17が得られる。
相シフター層14及び遮光パターン12の反射光により、第
７図（ｃ）の光反射パターン17が得られる。
このように本実施例においては、多層構造の位相シフ
ター層14を設けることにより、露光光として波長Ａを用
いれば、従来の単層膜で低減できない残留反射を大幅に
低減し、露光光の透過量を増大させることができる。
ター層14を設けることにより、露光光として波長Ａを用
いれば、従来の単層膜で低減できない残留反射を大幅に
低減し、露光光の透過量を増大させることができる。
また、検出光として波長Ｂを用いれば、位相シフター
層14の反射率が著しく増大するため、位相差レクチルの
透過光もしくは反射光を検出することにより、従来困難
であった位相シフター層14の位相精度及び欠陥等に対す
る検査が、容易かつ高精度に行えるようになる。
層14の反射率が著しく増大するため、位相差レクチルの
透過光もしくは反射光を検出することにより、従来困難
であった位相シフター層14の位相精度及び欠陥等に対す
る検査が、容易かつ高精度に行えるようになる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。例えば、位相シフター層14は３層構造
のみならず、２層以上何層としてもよい。また、その材
質や形状等も例示のものに限らず、位相差レチクルの用
途に応じて適宜変更することができる。
形が可能である。例えば、位相シフター層14は３層構造
のみならず、２層以上何層としてもよい。また、その材
質や形状等も例示のものに限らず、位相差レチクルの用
途に応じて適宜変更することができる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、請求項１及び２に係る発
明によれば、第１の波長の光には低反射率を示し、第２
の波長の光には高反射率を示すような位相差レチクルを
準備し、露光を行う場合には第１の波長の光を照射して
露光を行い、位相差レチクルの検査を行う場合には第２
の波長の光を照射して検査を行うようにしたので、第１
の波長の露光光とは異なる第２の波長の検査光を用いた
該検査光の透過光又は反射光を検出することにより、位
相シフター層の形成位置や欠陥等を容易かつ的確に検査
することが可能となる。
明によれば、第１の波長の光には低反射率を示し、第２
の波長の光には高反射率を示すような位相差レチクルを
準備し、露光を行う場合には第１の波長の光を照射して
露光を行い、位相差レチクルの検査を行う場合には第２
の波長の光を照射して検査を行うようにしたので、第１
の波長の露光光とは異なる第２の波長の検査光を用いた
該検査光の透過光又は反射光を検出することにより、位
相シフター層の形成位置や欠陥等を容易かつ的確に検査
することが可能となる。
第１図は本発明の実施例を示す位相差レチクルの断面
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は従来の位相差レチクルの構
成と特性を示し、同図（ａ）は位相差レチクルの断面
図、同図（ｂ）はレチクル上の光振幅図、同図（ｃ）は
ウエハ上の光振幅図、及び同図（ｄ）はウエハ上の光強
度図、第３図は従来及び本発明の実施例の位相シフター
層における分光反射率曲線図、第４図は第２図の位相差
レチクルに対応した平面図、第５図は第４図の位相差レ
チクルによる光透過パターン図、第６図は第１図の位相
差レチクルに対応した平面図、第７図（ａ）〜（ｃ）は
第６図の位相差レチクルから得られる光パターン図を示
し、同図（ａ）は波長Ａによる光透過パターン、同図
（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ波長Ｂによる光透過パターン
と光反射パターンである。 11……基盤、12……遮光パターン、13……開口パター
ン、14……位相シフター層。
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は従来の位相差レチクルの構
成と特性を示し、同図（ａ）は位相差レチクルの断面
図、同図（ｂ）はレチクル上の光振幅図、同図（ｃ）は
ウエハ上の光振幅図、及び同図（ｄ）はウエハ上の光強
度図、第３図は従来及び本発明の実施例の位相シフター
層における分光反射率曲線図、第４図は第２図の位相差
レチクルに対応した平面図、第５図は第４図の位相差レ
チクルによる光透過パターン図、第６図は第１図の位相
差レチクルに対応した平面図、第７図（ａ）〜（ｃ）は
第６図の位相差レチクルから得られる光パターン図を示
し、同図（ａ）は波長Ａによる光透過パターン、同図
（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ波長Ｂによる光透過パターン
と光反射パターンである。 11……基盤、12……遮光パターン、13……開口パター
ン、14……位相シフター層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 1/08
Claims (2)
- 【請求項１】光透過性を有する基板と、前記基板上に選
択的に形成された遮光パターンと、前記遮光パターン間
に露出する前記基板の上に選択的に設けられ、屈折率の
異なる複数の光透過膜から成る多層構造の光透過性の位
相シフター層であって、第１の波長を有する光に対して
は低反射率となり、前記第１の波長とは異なる第２の波
長を有する光に対しては高反射率となる前記位相シフタ
ー層とを備えた位相差レクチルを用いた露光及び検査方
法において、 半導体ウエハに露光を行う場合、前記位相差レクチルを
前記半導体ウエハ上に配置し、前記位相差レクチルに前
記第１の波長を有する光を照射することにより前記露光
を行い、 前記位相差レクチルを検査する場合、前記位相差レクチ
ルに前記第２の波長を有する光を照射することにより前
記検査を行うことを特徴とする位相差レクチルを用いた
露光及び検査方法。 - 【請求項２】前記第１の波長は520乃至550nmであり、前
記第２の波長は700乃至800nmであることを特徴とする請
求項１記載の位相差レクチルを用いた露光及び検査方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21934589A JP2779221B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 位相差レチクルを用いた露光及び検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21934589A JP2779221B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 位相差レチクルを用いた露光及び検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0381769A JPH0381769A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2779221B2 true JP2779221B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=16733999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21934589A Expired - Fee Related JP2779221B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 位相差レチクルを用いた露光及び検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779221B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2874406B2 (ja) * | 1991-10-09 | 1999-03-24 | 株式会社日立製作所 | 位相シフタマスクの欠陥修正方法 |
| EP1190276A2 (en) * | 1999-06-07 | 2002-03-27 | The Regents of the University of California | Coatings on reflective mask substrates |
| JP2004004791A (ja) * | 2002-04-25 | 2004-01-08 | Hoya Corp | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0090924B1 (en) * | 1982-04-05 | 1987-11-11 | International Business Machines Corporation | Method of increasing the image resolution of a transmitting mask and improved masks for performing the method |
| JPH06105168B2 (ja) * | 1988-03-30 | 1994-12-21 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 薄膜パターンの検出装置 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP21934589A patent/JP2779221B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0381769A (ja) | 1991-04-08 |
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