JP2984328B2 - フォトマスク及びレジストパターンの形成方法 - Google Patents
フォトマスク及びレジストパターンの形成方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
ィ技術を用いて加工する際に使用されるフォトマスク及
びレジストパターンの形成方法に関する。
いられているフォトマスクを含む露光装置の概略構成図
を示し、第10図はその要部拡大図を示す。
ンズ系2で集束されてフォトマスク3上に照射される。
フォトマスク3には、透明基板4の一方主面上に遮光パ
ターン5が形成されており、フォトマスク3に入射され
た光L2のうち遮光パターン5に対応する領域に入射され
た光は遮断され、残りの領域に入射された光は透過す
る。フォトマスク3を選択的に透過した光L3は、例えば
倍数mの投影レンズ系6を介し、被加工物の基板7上に
形成されたレジスト膜8内で集光されて結像される。こ
うして、レジスト膜8が部分的に感光され、マスクパタ
ーンがレジスト膜8に転写される。
り、フォトマスク3を選択的に透過したそれぞれの光L3
は、レンズ系6を介して集光点Pを含む焦平面9(集光
面Pを通ってレンズ系6の光軸に垂直な平面)上に結像
される。この場合、レンズ系6には、その開口数をNAと
した場合、波長λの光に対して下記式により表わされる
所定の焦点深度DOFが認められる。
膜8の厚み方向に沿って上記焦点深度DOFの範囲内で感
光されるため、焦点深度DOFの値はレジスト膜8の厚み
に対して充分に大きいことが望ましい。
分解能を考慮してその開口数NAが増大する傾向にあり、
その結果焦点深度DOFは逆に減少する傾向にある。現在
のLSIの製造工程では、例えば波長λが436nmの紫外線に
対し開口数NAが約0.54のレンズ系6が使用される場合が
あり、この場合の焦点深度DOFは約1.5μmとなる。これ
に対し、レジスト膜8の膜厚が約1.5μmで、焦点深度D
OFとほぼ等しい。したがって、レジスト膜8を焦点深度
DOF内に正確に位置させるために、露光装置の精度が要
求されるとともに、被加工物のセット作業にも精度が要
求され、それらの精度のわずかの低下でレジスト膜8に
感光不良の領域を生じるという問題を有していた。
なされたもので、焦点深度の拡大を図れるフォトマスク
及びレジストパターンの形成方法を提供することであ
る。
加工物上のレジスト膜に所定のパターンを転写する際に
使用するフォトマスクであって、上記目的を達成するた
めに、透明基板と、前記透明基板の一方主面側に積層さ
れた、遮光パターンと、第1及び第2の主面にて光の一
部を内部で反射する反射性膜とを備える。
において、前記高反射膜が前記透明基板の前記一方主面
上に形成され、前記遮光パターンが前記高反射膜上に形
成される。
トマスクにおいて、前記遮光パターンが前記透明基板の
前記一方主面上に形成されるとともに、前記高反射膜が
前記遮光パターンを覆うように前記透明基板の前記一方
主面上に形成される。
2の主面にて光の一部を内部で反射する反射性膜とが透
明基板の一方主面側に積層されたフォトマスクと、表面
にレジスト膜を有する被加工物と、前記レジスト膜に対
して集光及び結像を行う光学系とを準備する工程と、前
記フォトマスクへと透光を行う工程とを備える。
膜の第1及び第2の主面によって光の一部が内部で反射
されるため、反射性膜をそのまま透過した光に対するレ
ジスト膜内での焦点位置と、反射性膜の第1及び第2の
主面によって反射された光に対するレジスト膜内での焦
点位置とがレジスト膜の厚み方向に沿って離れて存在す
ることになり、結果的に焦点深度が拡大する。
含む露光装置の要部構成図を示す。この露光装置の全体
構成は、第9図に示される露光装置と同一であるので、
同一又は相当部分に同一符号を用いて以下説明する。
板4と、透明基板4の一方主面側に形成された高反射膜
10と、高反射膜10上に形成された遮光パターン5とを備
える。
率n1は1.47、厚みd1は約5mmである。
ド等により構成される。この高反射膜10は、透明基板4
の屈折率n1に比してその屈折率n2が大きく、かつ光吸収
能の小さな材料で構成するのが望ましい。高反射膜10の
屈折率n2が大きくなると、透明基板4との境界面および
空気層との境界面における反射率がそれぞれ高くなっ
て、高反射膜10による多重反射が促進される。また、高
反射膜10の光吸収能が小さくなると、高反射膜10内での
多重反射光の吸収が抑制される。上記条件を満たす材料
として、例えば鉛ガラスの一種であるLaF2ガラス(ホヤ
株式会社製)あるいはTaFD6ガラスを用いるのが望まし
い。LaF2ガラスを使用した場合には、屈折率n2は、1.78
66、波長360nmの光に対する透過率は0.8となる。なお、
高反射膜10の厚みd2は、焦点深度を考慮して定められる
が、その詳細は後述する。
厚みd3は通常0.1μm程度である。
成され、入射と出射の両方向に対しテレセントリックに
仕上げられている。このレンズ系6の倍率mは、例えば
1/5が設定される。もっとも、倍率mは上記値に限定さ
れず、例えば、m=1/10であってもよく、またm=1で
あってもよい。
膜8は、従来より周知のレジスト材料が使用される。例
えばMCPR2000H(三菱化成株式会社製)を使用した場合
には、屈折率n4は1.68で、厚みd4は約1.5μmである。
(第9図参照)から例えば波長436nmの紫外線の光L1が
照射されると、レンズ系2で集束されて光L2としてフォ
トマスク3上に照射され、透明基板4を経て高反射膜10
に入射される。
は、光L2の一部が透過光L3としてレンズ系6に向けてそ
のまま出射される一方、残りの光は、高反射膜10の下面
と上面で順次反射された後、1次反射光L4としてレンズ
系6に向けて出射される。なお、高反射膜10内では多重
反射が行われるため、1次反射光L4以外に2次以上の高
次の反射光がレンズ系6に向けて出射されることになる
が、2次以上の高次の反射光の光強度は極めて小さくな
るため、実用上は無視しうる。
ンズ系6への光の透過が阻止される。
L3および1次反射光L4が、投影レンズ系6を介しSi基板
7上に形成されたレジスト膜8内で集光されて結像され
る。
様、集光点Pを含む焦平面9上に結像されることにな
る。これに対し1次反射光L4は、高反射膜10内で生じる
光路差のために、集光点Pに対しレンズ系6の光軸方向
に沿って距離Dだけ離れた点Qを含む焦平面11上に結像
される。
じる光路差2n2d2とレンズ系6の倍率mを用いて、 n4D=m2×(2n2d2) と表わされるため、高反射膜10の厚みd2は、 となる。ここで、屈折率n2,n4および倍率mは既知のた
め、距離Dが分れば、厚みd2が定まる。
すように、透過光L3および1次反射光L4のそれぞれに対
して点P,Qを中心にそれぞれDOF3,DOF4で表わされる一定
範囲内で認められる。したがって、レジスト膜8を厚み
方向に沿って全領域にわたり感光するためには、光L3,L
4の焦点深度の範囲DOF3,DOF4を連続させて形成する必要
があり、すなわち を満足する必要がある。
れるため、上記(3)式は次のように書き直せる。
ため、(4)式より距離Dが決定され、さらに(2)式
より高反射膜10の厚みd2が求まる。例えば、NA=0.54,
λ=436nm,n2=1.7866,n4=1.68,m=1/5の場合、D1.
5μm,d217.6μmとなる。
光L4を利用してレジスト膜8の感光を行うため、焦点深
度を従来に比べ最大2倍まで拡大できる。
の変形例をそれぞれ示す。
て、遮光パターン5と高反射膜10との間に反射防止膜12
をさらに備えている。反射防止膜12は、たとえば酸化ク
ロムにより構成され、その屈折率n5は約1.4である。高
反射膜10,反射防止膜12,遮光パターン5の屈折率n2,n5,
n6の間には、N2<n5<n6の関係が成立しているため、反
射防止膜12の厚みd5を、例えば に設定することにより、良好な反射防止効果が得られ
る。
射膜10と遮光パターン5の境界面で反射された光の一部
が、高反射膜10内で多重反射された後、迷光となってレ
ンズ系6側に出射される。反射防止膜12はこのような迷
光の発生を防止して、露光精度の向上を図る。
主面上に、反射防止膜13をさらに備えている。反射防止
膜13は、例えばMgF2により構成され、その屈折率n7は1.
378である。空気層,反射防止膜13,透明基板4の屈折率
n0,n7,n1の間には、n0<n7<n1の関係が成立しているた
め、反射防止膜13の厚みd7を例えば、 に設定することにより、良好な反射防止効果が得られ
る。
1からフォトマスク3に入射された光の一部が透明基板
4の上面で反射されて迷光となり、あるいは透明基板4
の下面で反射された入射光の一部が透明基板4の上面で
再度反射されて迷光となって、レンズ系6側に出射され
る。反射防止膜13は、このような迷光の発生を防止し
て、露光精度の向上を図る。
投影レンズ6側の表面上に、反射防止膜14をさらに形成
している。この反射防止膜14は、遮光パターン5の下面
側に入射される光の反射を防止して露光精度の向上を図
る。
12,13,14を適宜組み合わせてフォトマスク3内に形成し
てもよい。第6図は、上記反射防止膜12,13,14のすべて
を備えたフォトマスク3の例を示す。
含む露光装置の要部構成図を示す。
ターン5が透明基板4の一方主面上に形成されており、
この遮光パターン5を覆うように、高反射膜10が透明基
板4の一方主面上に形成されている。その他の構成は、
第1図の第1実施例と同一であるため、同一または相当
部分に同一符号を付してその説明を省略する。
をそのまま透過した光L3に対するレジスト膜8内での焦
点位置Pと、高反射膜10による1次反射光L4に対するレ
ジスト膜8内での焦点位置Qとが、レジスト膜8の厚み
方向に沿って離れて存在することになり、焦点深度が拡
大する。
方主面上に反射防止膜15を形成した例を示す。この反射
防止膜15は、第4図の反射防止膜13と同様の作用を果た
す。
膜の第1及び第2の主面によって光の一部が内部で反射
されるため、反射性膜をそのまま透過した光に対するレ
ジスト膜内での焦点位置と、反射性膜の第1及び第2の
主面によって反射された光に対するレジスト膜内での焦
点位置とがレジスト膜の厚み方向に沿って離れて存在す
ることになり、これにより焦点深度を拡大できるという
効果が得られる。
む露光装置の要部構成図、第2図は焦点深度の拡大を説
明するための図、第3図ないし第6図は上記第1実施例
に係るフォトマスクの変形例をそれぞれ示す図、第7図
はこの発明の第2実施例であるフォトマスクを含む露光
装置の要部構成図、第8図は上記第2実施例に係るフォ
トマスクの変形例を示す図、第9図はフォトリソグラフ
ィ工程において従来より用いられているフォトマスクを
含む露光装置の概略構成図、第10図はその要部拡大図で
ある。 図において、3はフォトマスク、4は透明基板、5は遮
光パターン、6はレンズ系、7は基板、8はレジスト膜
である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】リソグラフィ技術を用いて被加工物上のレ
ジスト膜に所定のパターンを転写する際に使用するフォ
トマスクであって、 透明基板と、 前記透明基板の一方主面側に積層された、遮光パターン
と、第1及び第2の主面にて光の一部を内部で反射する
反射性膜とを備えた、フォトマスク。 - 【請求項2】前記反射性膜が前記透明基板の前記一方主
面上に形成され、前記遮光パターンが前記反射性膜上に
形成された請求項1記載のフォトマスク。 - 【請求項3】前記遮光パターンが前記透明基板の前記一
方主面上に形成され、前記反射性膜が前記遮光パターン
を覆うように前記透明基板の前記一方主面上に形成され
た請求項1記載のフォトマスク。 - 【請求項4】遮光パターンと、第1及び第2の主面にて
光の一部を内部で反射する反射性膜とが透明基板の一方
主面側に積層されたフォトマスクと、 表面にレジスト膜を有する被加工物と、 前記レジスト膜に対して集光及び結像を行う光学系と を準備する工程と、 前記フォトマスクへと透光を行う工程とを備える、レジ
ストパターンの形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19747490A JP2984328B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | フォトマスク及びレジストパターンの形成方法 |
US07/793,319 US5279911A (en) | 1990-07-23 | 1991-11-15 | Photomask |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19747490A JP2984328B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | フォトマスク及びレジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0480756A JPH0480756A (ja) | 1992-03-13 |
JP2984328B2 true JP2984328B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16375087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19747490A Expired - Lifetime JP2984328B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | フォトマスク及びレジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2984328B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP19747490A patent/JP2984328B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0480756A (ja) | 1992-03-13 |
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