JP3096841B2 - ホトリソグラフィ方法及びそれに使用するホトリソグラフィシステム - Google Patents
ホトリソグラフィ方法及びそれに使用するホトリソグラフィシステムInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造工程にお
いて、ホトリソグラフィによりイメージ形成する方法及
びそのシステムに関する。より詳細には、本発明は複数
個のレティクルを含む光学システムを利用してより均一
な露光エネルギーとして感光膜上に微細素子パターンを
転写して感光膜の解像度を向上することのできるマスク
又はレティクル上の微細素子パターンにウェハ上の感光
膜を露出させるためのホトリソグラフィ方法及びホトリ
ソグラフィシステムに関する。
いて、ホトリソグラフィによりイメージ形成する方法及
びそのシステムに関する。より詳細には、本発明は複数
個のレティクルを含む光学システムを利用してより均一
な露光エネルギーとして感光膜上に微細素子パターンを
転写して感光膜の解像度を向上することのできるマスク
又はレティクル上の微細素子パターンにウェハ上の感光
膜を露出させるためのホトリソグラフィ方法及びホトリ
ソグラフィシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に半導体デバイスの製造におい
て、集積回路の製造は通常ホトリソグラフィ方法を含
む。ホトリソグラフィ方法はマスクのイメージを感光膜
上に投影し、それを現像することによりマスク上のパタ
ーンをウェハ上の感光膜に転写するホトレジストマスキ
ング法から由来されたものである。ホトリソグラフィ方
法はマスクのイメージを投影レンズを通じて投影するこ
とにより、所望のパターンをウェハ上の感光膜に転写す
る露光工程を含む。感光膜を露光させるには主として使
われる三つの方式は接触プリンティング方式、近接プリ
ンティング方式、予備投影プリンティング方式である。
しかし、このような方法は半導体デバイスが超高集積化
して行く趨勢の中で回路の線幅が微細になるため、使用
に限界がある。このような方式は位置合わせ技術により
高精度の正確さを必要とし、解像力もより向上しなけら
ばならない。従って、現在のホトリソグラフィ方法はウ
ェハが適切に位置合わせされウェハの一部分が適切なホ
トマスクからの望むイメージに露出され、そして、その
ウェハがステッピング及び位置合わせされた後、適切な
ホトマスクに再び露出されるようにステップアンドリピ
ート投影システムを利用する。このステップアンドリピ
ート投影工程はレティクルといわれるマスターイメージ
を利用する。
て、集積回路の製造は通常ホトリソグラフィ方法を含
む。ホトリソグラフィ方法はマスクのイメージを感光膜
上に投影し、それを現像することによりマスク上のパタ
ーンをウェハ上の感光膜に転写するホトレジストマスキ
ング法から由来されたものである。ホトリソグラフィ方
法はマスクのイメージを投影レンズを通じて投影するこ
とにより、所望のパターンをウェハ上の感光膜に転写す
る露光工程を含む。感光膜を露光させるには主として使
われる三つの方式は接触プリンティング方式、近接プリ
ンティング方式、予備投影プリンティング方式である。
しかし、このような方法は半導体デバイスが超高集積化
して行く趨勢の中で回路の線幅が微細になるため、使用
に限界がある。このような方式は位置合わせ技術により
高精度の正確さを必要とし、解像力もより向上しなけら
ばならない。従って、現在のホトリソグラフィ方法はウ
ェハが適切に位置合わせされウェハの一部分が適切なホ
トマスクからの望むイメージに露出され、そして、その
ウェハがステッピング及び位置合わせされた後、適切な
ホトマスクに再び露出されるようにステップアンドリピ
ート投影システムを利用する。このステップアンドリピ
ート投影工程はレティクルといわれるマスターイメージ
を利用する。
【０００３】このレティクルは投影基板上に遮光膜を形
成することによって得られる集積回路パターンを含む。
このレティクルは、例えば、遮光膜がクロム（Ｃｒ）か
らなり、投影基板が硝子と石英等の投影物質で構成され
る。レティクルのイメージはレンズを通じてウェハの一
部分上にフォーカシングされる。図１はホトリソグラフ
ィ法を投影方式で実施するための通常のシステムを示
す。図１に示すように、集積回路のパターンが形成され
ているレティクル３は集光レンズ２と投影レンズ４との
間には位置される。集光レンズ２の上部側には投影窓に
形成されたオプニングを通じて光を下方に投影する光源
１（例えば、水銀ランプが配設される。光源としては水
銀ランプが一般的である。又、投影レンズ４の下部側に
は感光膜がコーティングされたウェハ５が位置する。
成することによって得られる集積回路パターンを含む。
このレティクルは、例えば、遮光膜がクロム（Ｃｒ）か
らなり、投影基板が硝子と石英等の投影物質で構成され
る。レティクルのイメージはレンズを通じてウェハの一
部分上にフォーカシングされる。図１はホトリソグラフ
ィ法を投影方式で実施するための通常のシステムを示
す。図１に示すように、集積回路のパターンが形成され
ているレティクル３は集光レンズ２と投影レンズ４との
間には位置される。集光レンズ２の上部側には投影窓に
形成されたオプニングを通じて光を下方に投影する光源
１（例えば、水銀ランプが配設される。光源としては水
銀ランプが一般的である。又、投影レンズ４の下部側に
は感光膜がコーティングされたウェハ５が位置する。
【０００４】図１に関連して、集積回路の製造時にウェ
ハにイメージを形成するための工程を説明する。水銀真
空ランプからなった光源１から放出された光は集光レン
ズ２で、集光され、集光された光はマスクパターンが形
成されたレティクル３の全体表面上に照射される。レテ
ィクル３に伝達された光は、その一部はレティクル３上
に形成されたマスクパターンの遮光領域によって遮断さ
れる一方、その光の残りの一部はマスクパターンの投影
領域を通過することになる。ついで、レティクル３を透
過した光は投影レンズ４を経て映像化する。この映像化
された像がウェハ５の感光膜上に投影される。従って、
レティクル３上のパターンのイメージがウェハ５上の感
光膜上に再現される。その後、現像によって、感光膜は
映像化された光の強度に依存してウェハから選択的に除
去される。従って、ウェハ上に所望の集積回路素子のパ
ターンが形成される。
ハにイメージを形成するための工程を説明する。水銀真
空ランプからなった光源１から放出された光は集光レン
ズ２で、集光され、集光された光はマスクパターンが形
成されたレティクル３の全体表面上に照射される。レテ
ィクル３に伝達された光は、その一部はレティクル３上
に形成されたマスクパターンの遮光領域によって遮断さ
れる一方、その光の残りの一部はマスクパターンの投影
領域を通過することになる。ついで、レティクル３を透
過した光は投影レンズ４を経て映像化する。この映像化
された像がウェハ５の感光膜上に投影される。従って、
レティクル３上のパターンのイメージがウェハ５上の感
光膜上に再現される。その後、現像によって、感光膜は
映像化された光の強度に依存してウェハから選択的に除
去される。従って、ウェハ上に所望の集積回路素子のパ
ターンが形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のホトリ
ソグラフィシステム及び方法において、ホトリソグラフ
ィシステム内に挿入されたレティクル上の投影領域を通
じて光が通過するときにレティクル上の遮光膜のエッジ
から光が散乱されることにより光の強度の均一性が損な
われ、解像力が低下する。そして、従来のホトリソグラ
フィシステム及び方法において、光がレティクル及び投
影レンズを通過しながら光の経路が変わるため投影され
たパターンの大きさは予定されたパターンの大きさに比
べて大きくなるか、又は小さくなる。従って、解像力が
低下されてホトレジスト上に目的とするパターンを正確
に再現することができない。そこで、本発明は、上記問
題点に着目してなされたもので、その目的は、レティク
ルで散乱された光を除去し、レティクルで発生した光の
経路または強度の変化を補償し、光の強度及び露光エネ
ルギーの均一性を向上させて解像力を向上させることの
できるホトリソグラフィ方法およびそれに使用するホト
リソグラフィ方法を提供することにある。
ソグラフィシステム及び方法において、ホトリソグラフ
ィシステム内に挿入されたレティクル上の投影領域を通
じて光が通過するときにレティクル上の遮光膜のエッジ
から光が散乱されることにより光の強度の均一性が損な
われ、解像力が低下する。そして、従来のホトリソグラ
フィシステム及び方法において、光がレティクル及び投
影レンズを通過しながら光の経路が変わるため投影され
たパターンの大きさは予定されたパターンの大きさに比
べて大きくなるか、又は小さくなる。従って、解像力が
低下されてホトレジスト上に目的とするパターンを正確
に再現することができない。そこで、本発明は、上記問
題点に着目してなされたもので、その目的は、レティク
ルで散乱された光を除去し、レティクルで発生した光の
経路または強度の変化を補償し、光の強度及び露光エネ
ルギーの均一性を向上させて解像力を向上させることの
できるホトリソグラフィ方法およびそれに使用するホト
リソグラフィ方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、光源とウェハとの間に配
置した複数個のレティクルに光を順次通過させてレティ
クル上のマスクパターンをウェハ上に縮小投影露光する
ホトリソグラフィ方法において、上記複数個のレティク
ルのマスクパターンの遮光領域を同一の形状および大き
さに形成することにより、光の経路において先に位置す
るレティクルで散乱された光を次のレティクルでフィル
タリングにより除去することを特徴とする。請求項２に
記載の発明は、上記複数個のレティクルのうち、光の経
路において先に位置するレティクルに対し、次のレティ
クル上のマスクパターンの遮光領域の大きさを光の透過
領域に沿づて順次小さく形成することにより、上記先に
位置するレティクルで発生した光の経路または強度の変
化を補償することを特徴とする。請求項３に記載の発明
は、上記複数個のレティクルのうち、一つのレティクル
と、このレティクルに隣合うレティクルとの間に配列さ
れる一つ以上の集光レンズにより、上記一つのレティク
ルを通過した光を集光し、上記隣合うレティクルに入射
させたことを特徴とする。請求項４に記載の発明は、光
源と、光の経路に沿って互いに離れて配置され、投影基
板の表面に遮光領域を形成することにより集積回路マス
クパターンを有する複数個のレティクルと、これら各レ
ティクルを支持するレティクル支持体と、上記レティク
ル上の集積回路マスクパターンが投影されるウェハと、
上記集積回路マスクパターンが上記のウェハ上に投影さ
れるように上記のレティクルに前記光源からの光を透過
させ、縮小投影する光学システムと、上記ウェハを支持
するウェハ支持手段とを備えたホトリソグラフィシステ
ムにおいて、上記複数個のレティクルのマスクパターン
の遮光領域を同一の形状および大きさに形成したことを
特徴とする。請求項５に記載の発明は、上記複数個のレ
ティクルのうち、光の経路において先に位置するレティ
クルに対し、次のレティクル上のマスクパターンの遮光
領域の大きさを光の透過領域に沿って順次小さく形成し
たことを特徴とする。請求項６に記載の発明は、上記光
学システムが上記複数個のレティクルのうち、一つのレ
ティクルとこのレティクルに隣合うレティクルとの間に
配列される少なくとも１個の集光レンズと、この集光レ
ンズを上記二つのレティクルの間で支持するレンズ支持
体とを備えたことを特徴とする。
に、請求項１に記載の発明は、光源とウェハとの間に配
置した複数個のレティクルに光を順次通過させてレティ
クル上のマスクパターンをウェハ上に縮小投影露光する
ホトリソグラフィ方法において、上記複数個のレティク
ルのマスクパターンの遮光領域を同一の形状および大き
さに形成することにより、光の経路において先に位置す
るレティクルで散乱された光を次のレティクルでフィル
タリングにより除去することを特徴とする。請求項２に
記載の発明は、上記複数個のレティクルのうち、光の経
路において先に位置するレティクルに対し、次のレティ
クル上のマスクパターンの遮光領域の大きさを光の透過
領域に沿づて順次小さく形成することにより、上記先に
位置するレティクルで発生した光の経路または強度の変
化を補償することを特徴とする。請求項３に記載の発明
は、上記複数個のレティクルのうち、一つのレティクル
と、このレティクルに隣合うレティクルとの間に配列さ
れる一つ以上の集光レンズにより、上記一つのレティク
ルを通過した光を集光し、上記隣合うレティクルに入射
させたことを特徴とする。請求項４に記載の発明は、光
源と、光の経路に沿って互いに離れて配置され、投影基
板の表面に遮光領域を形成することにより集積回路マス
クパターンを有する複数個のレティクルと、これら各レ
ティクルを支持するレティクル支持体と、上記レティク
ル上の集積回路マスクパターンが投影されるウェハと、
上記集積回路マスクパターンが上記のウェハ上に投影さ
れるように上記のレティクルに前記光源からの光を透過
させ、縮小投影する光学システムと、上記ウェハを支持
するウェハ支持手段とを備えたホトリソグラフィシステ
ムにおいて、上記複数個のレティクルのマスクパターン
の遮光領域を同一の形状および大きさに形成したことを
特徴とする。請求項５に記載の発明は、上記複数個のレ
ティクルのうち、光の経路において先に位置するレティ
クルに対し、次のレティクル上のマスクパターンの遮光
領域の大きさを光の透過領域に沿って順次小さく形成し
たことを特徴とする。請求項６に記載の発明は、上記光
学システムが上記複数個のレティクルのうち、一つのレ
ティクルとこのレティクルに隣合うレティクルとの間に
配列される少なくとも１個の集光レンズと、この集光レ
ンズを上記二つのレティクルの間で支持するレンズ支持
体とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面により更
に詳細に説明する。図２は本発明の一実施例によるホト
リソグラフィ方法を説明するためのホトリソグラフィシ
ステムの概略的な構成図である。本実施例のホトリソグ
ラフィ方法を行うためのものとして、図２に示す配列構
造の他にも種々の異なる配列構造のいろいろな形のホト
リソグラフィシステムがある。従って、図２に示す配列
構造は例示を目的として示したもので、本発明はこのよ
うな配列構造に限定されるものではない。
に詳細に説明する。図２は本発明の一実施例によるホト
リソグラフィ方法を説明するためのホトリソグラフィシ
ステムの概略的な構成図である。本実施例のホトリソグ
ラフィ方法を行うためのものとして、図２に示す配列構
造の他にも種々の異なる配列構造のいろいろな形のホト
リソグラフィシステムがある。従って、図２に示す配列
構造は例示を目的として示したもので、本発明はこのよ
うな配列構造に限定されるものではない。
【０００８】図面に示すように、本実施例のホトリソグ
ラフィシステムは光源２１、集光レンズ２２、複数個の
レティクル２３ａ，２３ｂ、複数個のレティクルを支持
するレティクル支持手段２４ａ，２４ｂ、投影レンズ２
５、ウェハ２６、ウェハ上にコーティングされた感光膜
２７及びウェハ支持手段２８、例えば真空チャックを含
む。図２に示すように、光源２１と投影レンズ２５との
間には複数個のレティクル２３ａ，２３ｂが配列され
る。図面に示すシステムは、レティクルは二つだけ示さ
れているが、必要によって三つ以上を有することもでき
る。図３に関連して下記のように、各レティクル２３
ａ，２３ｂの表面上には投光領域２３１，２３３と遮光
領域２３２，２３４とから成った集積回路のパターンが
形成されている。
ラフィシステムは光源２１、集光レンズ２２、複数個の
レティクル２３ａ，２３ｂ、複数個のレティクルを支持
するレティクル支持手段２４ａ，２４ｂ、投影レンズ２
５、ウェハ２６、ウェハ上にコーティングされた感光膜
２７及びウェハ支持手段２８、例えば真空チャックを含
む。図２に示すように、光源２１と投影レンズ２５との
間には複数個のレティクル２３ａ，２３ｂが配列され
る。図面に示すシステムは、レティクルは二つだけ示さ
れているが、必要によって三つ以上を有することもでき
る。図３に関連して下記のように、各レティクル２３
ａ，２３ｂの表面上には投光領域２３１，２３３と遮光
領域２３２，２３４とから成った集積回路のパターンが
形成されている。
【０００９】レティクル２３ａ，２３ｂのそれぞれはホ
トリソグラフィシステムに挿入して各々予定された場所
に保持されるようにするレティクル支持体又は公知の適
切な支持手段２４ａ，２４ｂにより支持される。このレ
ティクル支持体２４ａ，２４ｂは図面に示すように、そ
れぞれのレティクル２３ａ，２３ｂを光の経路に沿って
分離支持するように、各レティクルに対応して各々分離
形成されている。しかし、レティクル支持体は必ずしも
上記の構造に限定する必要はなく、全てのレティクル２
３ａ，２３ｂを光の経路に沿って互に離れて位置するよ
うに支持することができる一体形で形成することもでき
る。
トリソグラフィシステムに挿入して各々予定された場所
に保持されるようにするレティクル支持体又は公知の適
切な支持手段２４ａ，２４ｂにより支持される。このレ
ティクル支持体２４ａ，２４ｂは図面に示すように、そ
れぞれのレティクル２３ａ，２３ｂを光の経路に沿って
分離支持するように、各レティクルに対応して各々分離
形成されている。しかし、レティクル支持体は必ずしも
上記の構造に限定する必要はなく、全てのレティクル２
３ａ，２３ｂを光の経路に沿って互に離れて位置するよ
うに支持することができる一体形で形成することもでき
る。
【００１０】一方、光の経路に沿って複数個のレティク
ルの内の最後レティクル２３ｂの次には投影レンズ２５
が配置され、光の経路に沿って投影レンズ２５の次の位
置には、レティクル２３ａ，２３ｂ上の集積回路パター
ンが転写される感光膜２７が形成されたウェハ２６が位
置することになる。又、通常、光源２１と集光レンズ２
２との間には投影窓（図示せず）が配列されている。従
って、上記の実施例によるホトリソグラフィシステムを
使ってホトリソグラフィ方法を実施するに当っては、レ
ティクル２３ａ，２３ｂ上の同一形状及び大きさのマス
クパターンは投影レンズによりその大きさが縮小され、
ウェハ２６上のホトレジスト２７上にステップアンドリ
ピート方式で投影及び転写される。上記の露出段階後、
ウェハ２６は現像処理され、ウェハ２６の表面上に所望
の集積回路パターンが形成される。
ルの内の最後レティクル２３ｂの次には投影レンズ２５
が配置され、光の経路に沿って投影レンズ２５の次の位
置には、レティクル２３ａ，２３ｂ上の集積回路パター
ンが転写される感光膜２７が形成されたウェハ２６が位
置することになる。又、通常、光源２１と集光レンズ２
２との間には投影窓（図示せず）が配列されている。従
って、上記の実施例によるホトリソグラフィシステムを
使ってホトリソグラフィ方法を実施するに当っては、レ
ティクル２３ａ，２３ｂ上の同一形状及び大きさのマス
クパターンは投影レンズによりその大きさが縮小され、
ウェハ２６上のホトレジスト２７上にステップアンドリ
ピート方式で投影及び転写される。上記の露出段階後、
ウェハ２６は現像処理され、ウェハ２６の表面上に所望
の集積回路パターンが形成される。
【００１１】ホトリソグラフィシステムにおいて、レテ
ィクル２３ａ，２３ｂは全て同一の形状及び大きさを有
している。又、レティクル２３ａ，２３ｂのそれぞれは
当該技術分野で一般的な構造のパターンを含んでいる。
この実施例において、集積回路パターンは硝子、石英等
のような透明性基板２３１，２３３とこれの表面上に被
覆されたクロム層のような遮光領域２３２，２３４とを
含んでいる。従って、この実施例によるホトリソグラフ
ィシステムを使用してウェハ上にパターンを形成するこ
とにおいて、各々集積回路マスクパターンを有する複数
個のレティクル２３ａ，２３ｂが図２に示すホトリソグ
ラフィシステム内に挿入される。しかし、光の経路に沿
って互に離れた位置にレティクルを配置することが本実
施例において重要である。図２に示すシステムにおい
て、従来技術のホトリソグラフィシステムでの一般的な
レティクル支持体が分離された各々の位置で複数個のレ
ティクルを支持するように改造された。この時レティク
ル支持体も互に隔離されている。従って、複数個のレテ
ィクルが前述のように光の経路に沿って重畳される方式
でホトリソグラフィシステム内の複数の位置に配置され
ることにより、ウェハ上に被覆され感光膜上に微細なパ
ターンを高解像力に形成させることができる。複数個の
レティクルを使って高解像力の均一な投影光を得ること
により、均一な幅及び大きさを有するパターンを転写す
ることのできる上記実施例は図３及び図４によって理解
できるであろう。
ィクル２３ａ，２３ｂは全て同一の形状及び大きさを有
している。又、レティクル２３ａ，２３ｂのそれぞれは
当該技術分野で一般的な構造のパターンを含んでいる。
この実施例において、集積回路パターンは硝子、石英等
のような透明性基板２３１，２３３とこれの表面上に被
覆されたクロム層のような遮光領域２３２，２３４とを
含んでいる。従って、この実施例によるホトリソグラフ
ィシステムを使用してウェハ上にパターンを形成するこ
とにおいて、各々集積回路マスクパターンを有する複数
個のレティクル２３ａ，２３ｂが図２に示すホトリソグ
ラフィシステム内に挿入される。しかし、光の経路に沿
って互に離れた位置にレティクルを配置することが本実
施例において重要である。図２に示すシステムにおい
て、従来技術のホトリソグラフィシステムでの一般的な
レティクル支持体が分離された各々の位置で複数個のレ
ティクルを支持するように改造された。この時レティク
ル支持体も互に隔離されている。従って、複数個のレテ
ィクルが前述のように光の経路に沿って重畳される方式
でホトリソグラフィシステム内の複数の位置に配置され
ることにより、ウェハ上に被覆され感光膜上に微細なパ
ターンを高解像力に形成させることができる。複数個の
レティクルを使って高解像力の均一な投影光を得ること
により、均一な幅及び大きさを有するパターンを転写す
ることのできる上記実施例は図３及び図４によって理解
できるであろう。
【００１２】図３は本発明の一実施例による光源からの
光を複数個のレティクルに照射して、光が複数個のレテ
ィクルを通過する間の光の状態を示す詳細図であり、図
４は本発明の一実施態様において、光を照射したときに
複数個レティクルと通過する間の光のエネルギー強度の
分布状態を示す概略図である。図３についていえば、形
状及び大きさが同一であるレティクル２３ａ，２３ｂが
光の経路に沿って互に離れて位置するように配列されて
いる。この複数個のレティクルに光を照射すると、第１
レティクル２３ａを通過した光はこのレティクル上のパ
ターンの遮光領域２３２のエッジで矢印で示すように、
多少の散乱が起こることになる。このように散乱された
光は第２レティクル２３ｂのパターンの透過領域２３３
を通過しながら、はぼ濾過され除去される（フィルタリ
ング）。第２レティクル２３ｂの遮光領域２３４のエッ
ジでも光の散乱は起きるが、この散乱光は、強度がウェ
ハ上のホトレジストの表面上に転写されるパターンには
ほとんど影響を与えられないほど低いため、解像力が向
上されてウェハ上にパターンが微細な線幅及び均一性で
ホトレジスト上に投影され得る。三つ以上のレティクル
を一緒に使用した場合には、前述と同一の原理により高
い解像度のパターンが得られることは明らかである。従
って、複数個レティクルを構成するレティクルの数を図
示例ではただ二つの場合に限定して示したが、これに限
らずそれ以上の数で構成してもよい。
光を複数個のレティクルに照射して、光が複数個のレテ
ィクルを通過する間の光の状態を示す詳細図であり、図
４は本発明の一実施態様において、光を照射したときに
複数個レティクルと通過する間の光のエネルギー強度の
分布状態を示す概略図である。図３についていえば、形
状及び大きさが同一であるレティクル２３ａ，２３ｂが
光の経路に沿って互に離れて位置するように配列されて
いる。この複数個のレティクルに光を照射すると、第１
レティクル２３ａを通過した光はこのレティクル上のパ
ターンの遮光領域２３２のエッジで矢印で示すように、
多少の散乱が起こることになる。このように散乱された
光は第２レティクル２３ｂのパターンの透過領域２３３
を通過しながら、はぼ濾過され除去される（フィルタリ
ング）。第２レティクル２３ｂの遮光領域２３４のエッ
ジでも光の散乱は起きるが、この散乱光は、強度がウェ
ハ上のホトレジストの表面上に転写されるパターンには
ほとんど影響を与えられないほど低いため、解像力が向
上されてウェハ上にパターンが微細な線幅及び均一性で
ホトレジスト上に投影され得る。三つ以上のレティクル
を一緒に使用した場合には、前述と同一の原理により高
い解像度のパターンが得られることは明らかである。従
って、複数個レティクルを構成するレティクルの数を図
示例ではただ二つの場合に限定して示したが、これに限
らずそれ以上の数で構成してもよい。
【００１３】図３に示す原理を光が複数個のレティクル
を通過する間の光のエネルギー分布を示す図４を参照し
て説明すれば次の通りである。光源２１から放出されて
光は第１レティクル２３ａを通過する時、約９９％はそ
のまま通過し、約１％未満の光は透光領域２３１と遮光
領域、即ち、クロムパターン２３２との間の境界面で散
乱される。このように散乱された光は第２レティクル２
３ｂを通過しながらほぼ除去される、又、第２レティク
ル２３ｂを通過しながら、パターンの遮光領域２３４の
エッジで再び若干の散乱光が発生するが、この散乱光は
強度が低いためウェハ上のホトレジストに形成されたパ
ターンに影響を与える程には強くない。従って、解像力
を高めて目的とするパターンをウェハ上に正確に再現す
ることができる。従って、所望の微細な線幅のパターン
をホトレジストに転写することができるようになる。
を通過する間の光のエネルギー分布を示す図４を参照し
て説明すれば次の通りである。光源２１から放出されて
光は第１レティクル２３ａを通過する時、約９９％はそ
のまま通過し、約１％未満の光は透光領域２３１と遮光
領域、即ち、クロムパターン２３２との間の境界面で散
乱される。このように散乱された光は第２レティクル２
３ｂを通過しながらほぼ除去される、又、第２レティク
ル２３ｂを通過しながら、パターンの遮光領域２３４の
エッジで再び若干の散乱光が発生するが、この散乱光は
強度が低いためウェハ上のホトレジストに形成されたパ
ターンに影響を与える程には強くない。従って、解像力
を高めて目的とするパターンをウェハ上に正確に再現す
ることができる。従って、所望の微細な線幅のパターン
をホトレジストに転写することができるようになる。
【００１４】このような図２乃至図４に示すようなシス
テムを使うホトリソグラフィ方法において、複数個のレ
ティクルを使えば解像度がより高くなるが、光がレティ
クル２３ａ，２３ｂ及び投影レンズ２５を通過する間
に、光源からの光の経路は望む経路から離脱して解像度
は低下する。従って、感光膜上に形成されたパターンは
予定された望むパターンとは差異がある。従って、本発
明の他の実施例では、図５に示すように、図２乃至図４
に示す第１実施例と複数個のレティクル上のマスクパタ
ーンはその大きさが互いに異なるように形成した以外に
は基本的に同一なように構成されている。即ち、本実施
例では複数レティクル２３ａ，２３ｃ上の遮光領域２３
２，２３６の大きさが互いに異なるように構成されてい
る。
テムを使うホトリソグラフィ方法において、複数個のレ
ティクルを使えば解像度がより高くなるが、光がレティ
クル２３ａ，２３ｂ及び投影レンズ２５を通過する間
に、光源からの光の経路は望む経路から離脱して解像度
は低下する。従って、感光膜上に形成されたパターンは
予定された望むパターンとは差異がある。従って、本発
明の他の実施例では、図５に示すように、図２乃至図４
に示す第１実施例と複数個のレティクル上のマスクパタ
ーンはその大きさが互いに異なるように形成した以外に
は基本的に同一なように構成されている。即ち、本実施
例では複数レティクル２３ａ，２３ｃ上の遮光領域２３
２，２３６の大きさが互いに異なるように構成されてい
る。
【００１５】複数個のレティクル２３ａ，２３ｃ及び投
影レンズ（図示せず）を光が通過する間に光の経路が若
干変化することを防止するために、複数個のレティクル
上のパターンの大きさを互いに異なるように形成して、
光の強度を補償することにより、複数個のレティクル及
び投影レンズでの光の経路において、光の強度又は露光
エネルギーの均一性を向上させている。従って、解像力
をより向上させることができる。ここで、上記複数個の
レティクルのパターンの大きさにおいては光の経路で後
方に位置するレティクル２３ｃ上のパターンの大きさ、
即ち、遮光領域の大きさは先に位置するレティクル２３
ａの遮光領域の大きさより小さく形成する。又、上記の
ように、光の経路に沿って二つのレティクル上のパター
ンの大きさを互いに異なるように形成した場合と類似す
るように、三つ以上のレティクルを重ねて複数個のレテ
ィクルを構成する場合にも上記の原則は同様に適用され
る。
影レンズ（図示せず）を光が通過する間に光の経路が若
干変化することを防止するために、複数個のレティクル
上のパターンの大きさを互いに異なるように形成して、
光の強度を補償することにより、複数個のレティクル及
び投影レンズでの光の経路において、光の強度又は露光
エネルギーの均一性を向上させている。従って、解像力
をより向上させることができる。ここで、上記複数個の
レティクルのパターンの大きさにおいては光の経路で後
方に位置するレティクル２３ｃ上のパターンの大きさ、
即ち、遮光領域の大きさは先に位置するレティクル２３
ａの遮光領域の大きさより小さく形成する。又、上記の
ように、光の経路に沿って二つのレティクル上のパター
ンの大きさを互いに異なるように形成した場合と類似す
るように、三つ以上のレティクルを重ねて複数個のレテ
ィクルを構成する場合にも上記の原則は同様に適用され
る。
【００１６】又、感光膜上に微細で均一なパターンを転
写すべく解像度を向上させるために図２乃至図５に示す
しシステムを変形したもう一つの実施態様が図６に示さ
れている。図６において、ホトリソグラフィシステムは
光源２１、集光レンズ２２、複数個のレティクル２３
ａ，２３ｃ、上記レティクル２３ａ，２３ｃの間に含ま
れた集光レンズ２９、投影レンズ２５、ウェハ２６、上
記ウェハ上に形成された感光膜２７、及びウェハ支持手
段２８を含む。図６に示すように、光源２１と投影レン
ズ２５との間には光の経路に沿って、複数個のレティク
ル２３ａ，２３ｃが互いに離れて位置するように配列さ
れている。ここで、第１レティクル２３ａと第２レティ
クル２３ｃとは互いにパターンの大きさが同一である
か、又は互いに異なるように形成されることがある。複
数個のレティクル２３ａ，２３ｃはそれぞれに対応する
レティクル支持体２４ａ，２４ｂにより支持されてい
る。集積回路マスクパターンがそれぞれ形成されている
レティクル２３ａ，２３ｃの間は集光レンズ２９が挿入
され、この集光レンズ２９はレンズ支持体３０により支
持されている。三つ以上のレティクルがホトリソグラフ
ィシステムで使用される場合、集光レンズはそのレティ
クルの間の一つ以上の位置に配列する。
写すべく解像度を向上させるために図２乃至図５に示す
しシステムを変形したもう一つの実施態様が図６に示さ
れている。図６において、ホトリソグラフィシステムは
光源２１、集光レンズ２２、複数個のレティクル２３
ａ，２３ｃ、上記レティクル２３ａ，２３ｃの間に含ま
れた集光レンズ２９、投影レンズ２５、ウェハ２６、上
記ウェハ上に形成された感光膜２７、及びウェハ支持手
段２８を含む。図６に示すように、光源２１と投影レン
ズ２５との間には光の経路に沿って、複数個のレティク
ル２３ａ，２３ｃが互いに離れて位置するように配列さ
れている。ここで、第１レティクル２３ａと第２レティ
クル２３ｃとは互いにパターンの大きさが同一である
か、又は互いに異なるように形成されることがある。複
数個のレティクル２３ａ，２３ｃはそれぞれに対応する
レティクル支持体２４ａ，２４ｂにより支持されてい
る。集積回路マスクパターンがそれぞれ形成されている
レティクル２３ａ，２３ｃの間は集光レンズ２９が挿入
され、この集光レンズ２９はレンズ支持体３０により支
持されている。三つ以上のレティクルがホトリソグラフ
ィシステムで使用される場合、集光レンズはそのレティ
クルの間の一つ以上の位置に配列する。
【００１７】このように複数個のレティクル２３ａ，２
３ｃの間に集光レンズ２９を備えるホトリソグラフィシ
ステムにおいて、複数個のレティクルに照射された光が
上記レティクル及び集光レンズを順次通過する間の状態
を図６及び図７により説明する。光源２１からの光は集
光レンズ２２により集光される。そして、このように集
光された光は第１レティクル２３ａを通過することにな
る。この際、レティクルに形成されたマスクパターンの
透光領域２３１に透過される光の内約９９％は第１レテ
ィクル２３ａのパターンの透光領域２３１を通じて通過
し、約１％未満の光が透光領域２３１と遮光領域２３２
との間の境界面の遮光領域のエッジで散乱される。
３ｃの間に集光レンズ２９を備えるホトリソグラフィシ
ステムにおいて、複数個のレティクルに照射された光が
上記レティクル及び集光レンズを順次通過する間の状態
を図６及び図７により説明する。光源２１からの光は集
光レンズ２２により集光される。そして、このように集
光された光は第１レティクル２３ａを通過することにな
る。この際、レティクルに形成されたマスクパターンの
透光領域２３１に透過される光の内約９９％は第１レテ
ィクル２３ａのパターンの透光領域２３１を通じて通過
し、約１％未満の光が透光領域２３１と遮光領域２３２
との間の境界面の遮光領域のエッジで散乱される。
【００１８】このように、第１レティクル２３ａを通過
した光は再び集光レンズ２９を通じて集光される。従っ
て、レンズ２９によって、透過される光の直進性及び露
光エネルギーの均一性が改善される。集光レンズ２９を
通過した光は、再び第１レティクル２３ａ上のマスクパ
ターンの遮光領域２３２と同一であるか、又は小さい遮
光領域２３８を有する第２レティクル２３ｃを通過する
ことになる。この際、第１レティクル２３ａを通過する
時と同様に、第２レティクル２３ｃに入射される光は第
２レティクル２３ｃ、遮光領域２３８のエッジで再び散
乱される。しかし、第１レティクル２３ａの遮光パター
ンのエッジで発生した散乱された光は、既にレンズ２９
及び第２レティクル２３ｃを通過しながらほぼフィルタ
リングされたため、第２レティクル２３ｃの遮光パター
ンのエッジで発生した散乱光がウェハ上に転写されるパ
ターンに影響を与えるには強度が微弱である。本実施例
では二つのレティクル２３ａ，２３ｃと一つのレンズ２
９とで構成された例を例示したが、三つ以上のレティク
ルと二つ以上のレンズとで構成された場合にも同様の方
法により同様の効果が得られる。この場合には、本実施
例で例示した二つのレティクルと一つのレンズとで構成
された場合より解像度をより向上させることができる。
実際に、前者の場合と比較して、２以上のレンズを使用
するシステムは、解像力は増加させることができるがコ
ストの増加を必要とする。従って、適切な数のレンズ及
び解像力を有するシステムを選択するに当っては、要求
される解像力及び招来されるコストを考慮する必要があ
る。
した光は再び集光レンズ２９を通じて集光される。従っ
て、レンズ２９によって、透過される光の直進性及び露
光エネルギーの均一性が改善される。集光レンズ２９を
通過した光は、再び第１レティクル２３ａ上のマスクパ
ターンの遮光領域２３２と同一であるか、又は小さい遮
光領域２３８を有する第２レティクル２３ｃを通過する
ことになる。この際、第１レティクル２３ａを通過する
時と同様に、第２レティクル２３ｃに入射される光は第
２レティクル２３ｃ、遮光領域２３８のエッジで再び散
乱される。しかし、第１レティクル２３ａの遮光パター
ンのエッジで発生した散乱された光は、既にレンズ２９
及び第２レティクル２３ｃを通過しながらほぼフィルタ
リングされたため、第２レティクル２３ｃの遮光パター
ンのエッジで発生した散乱光がウェハ上に転写されるパ
ターンに影響を与えるには強度が微弱である。本実施例
では二つのレティクル２３ａ，２３ｃと一つのレンズ２
９とで構成された例を例示したが、三つ以上のレティク
ルと二つ以上のレンズとで構成された場合にも同様の方
法により同様の効果が得られる。この場合には、本実施
例で例示した二つのレティクルと一つのレンズとで構成
された場合より解像度をより向上させることができる。
実際に、前者の場合と比較して、２以上のレンズを使用
するシステムは、解像力は増加させることができるがコ
ストの増加を必要とする。従って、適切な数のレンズ及
び解像力を有するシステムを選択するに当っては、要求
される解像力及び招来されるコストを考慮する必要があ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、複数個のレティクルを使用することにより、光の散
乱を減少させ解像力を向上させる。又、本発明は複数個
レティクルの各々のマスクパターンの大きさを異なるよ
うにすることで、露光エネルギーの均一性を向上させ、
更に、レティクルとレティクルとの間に集光レンズを挿
入し、レティクルを通過した光が集光レンズを通じて集
光されるようにすることで光の直進性及び均一性を増加
させる。そして、本発明は既存の装備及び工程に最小限
の修正を加えるだけでホトリソグラフィシステムの解像
力を向上させる。即ち、装備及び工程において新たな投
資を要求しない。従って、本発明はコスト削減の面で大
きい効果を提供する微細線幅の集積回路及び高密度のデ
バイスの制作を可能にする。本発明の露光方法はレティ
クルを利用したシステムだけに限定するものではなく、
複数個のマスクを利用してウェハ上にマスクパターンを
投影するものにも適用できることは勿論である。以上で
いくつかの実施例を例示及び説明したが、請求範囲で請
求する本発明の要旨を離脱しないで当該発明が属する技
術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変
更の実施が可能であろう。
ば、複数個のレティクルを使用することにより、光の散
乱を減少させ解像力を向上させる。又、本発明は複数個
レティクルの各々のマスクパターンの大きさを異なるよ
うにすることで、露光エネルギーの均一性を向上させ、
更に、レティクルとレティクルとの間に集光レンズを挿
入し、レティクルを通過した光が集光レンズを通じて集
光されるようにすることで光の直進性及び均一性を増加
させる。そして、本発明は既存の装備及び工程に最小限
の修正を加えるだけでホトリソグラフィシステムの解像
力を向上させる。即ち、装備及び工程において新たな投
資を要求しない。従って、本発明はコスト削減の面で大
きい効果を提供する微細線幅の集積回路及び高密度のデ
バイスの制作を可能にする。本発明の露光方法はレティ
クルを利用したシステムだけに限定するものではなく、
複数個のマスクを利用してウェハ上にマスクパターンを
投影するものにも適用できることは勿論である。以上で
いくつかの実施例を例示及び説明したが、請求範囲で請
求する本発明の要旨を離脱しないで当該発明が属する技
術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変
更の実施が可能であろう。
【図１】従来のホトリソグラフィのシステムの構成及び
これによるホトリソグラフィ方法を説明するための図面
である。
これによるホトリソグラフィ方法を説明するための図面
である。
【図２】本発明の一実施例に係るホトリソグラフィ方法
及びそれを行うためのホトリソグラフィシステムの概略
的構成を示す図面である。
及びそれを行うためのホトリソグラフィシステムの概略
的構成を示す図面である。
【図３】光源からの光が複数レティクルを通じて通過す
る時の光の状態を示す図面である。
る時の光の状態を示す図面である。
【図４】光源からの光が本発明の一実施例に係るホトリ
ソグラフィ方法を実行するように複数個のレティクルを
通過する間の光エネルギー強度の分布状態を示す該略図
である。
ソグラフィ方法を実行するように複数個のレティクルを
通過する間の光エネルギー強度の分布状態を示す該略図
である。
【図５】本発明の他の実施例に係るもので、複数個のレ
ティクルで形成されたパターンの大きさがレティクル毎
に相違する場合、これを通過する間の光の状態を示す図
面である。
ティクルで形成されたパターンの大きさがレティクル毎
に相違する場合、これを通過する間の光の状態を示す図
面である。
【図６】本発明のまた他の実施例によりホトリソグラフ
ィ方法を実施するためのホトリソグラフィシステムの概
略的構成を示す図面である。
ィ方法を実施するためのホトリソグラフィシステムの概
略的構成を示す図面である。
【図７】図６に示すホトリソグラフィ方法の実施にあた
って、光を照射することにより光が複数個のレティクル
を通過する間の光のエネルギー強度の分布を示す該略図
である。
って、光を照射することにより光が複数個のレティクル
を通過する間の光のエネルギー強度の分布を示す該略図
である。
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ レティクル ２９ 集光レンズ ２３１，２３５，２３７ 投光領域 ２３２，２３４，２３６，２３８ 遮光領域
フロントページの続き (72)発明者 クォン ウォン テク 大韓民国 ソウル市 ウンピョン区 ス ゥセク−ドン，９−19 (72)発明者 キム クァン チョル 大韓民国 キョンキ道 イチョン郡 イ チョン−ウブ，チャンチョン10リ，ソン タン ビルラ 61，ナードン 210 (56)参考文献 特開 平５−62875（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−238117（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74677（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−20916（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−310406（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 521
Claims (6)
- 【請求項１】 光源とウェハとの間に配置した複数個の
レティクルに光を順次通過させてレティクル上のマスク
パターンをウェハ上に縮小投影露光するホトリソグラフ
ィ方法において、上記複数個のレティクルのマスクパタ
ーンの遮光領域を同一の形状および大きさに形成するこ
とにより、光の経路において先に位置するレティクルで
散乱された光を次のレティクルでフィルタリングにより
除去することを特徴とするホトリソグラフィ方法。 - 【請求項２】 上記複数個のレティクルのうち、光の経
路において先に位置するレティクルに対し、次のレティ
クル上のマスクパターンの遮光領域の大きさを光の透過
領域に沿って順次小さく形成することにより、上記先に
位置するレティクルで発生した光の経路または強度の変
化を補償することを特徴とするホトリソグラフィ方法。 - 【請求項３】 上記複数個のレティクルのうち、一つの
レティクルと、このレティクルに隣合うレティクルとの
間に配列される一つ以上の集光レンズにより、上記一つ
のレティクルを通過した光を集光し、上記隣合うレティ
クルに入射させたことを特徴とする請求項１または２記
載のホトリソグラフィ方法。 - 【請求項４】 光源と、光の経路に沿って互いに離れて
配置され、投影基板の表面に遮光領域を形成することに
より集積回路マスクパターンを有する複数個のレティク
ルと、これら各レティクルを支持するレティクル支持体
と、上記レティクル上の集積回路マスクパターンが投影
されるウェハと、上記集積回路マスクパターンが上記の
ウェハ上に投影されるように上記のレティクルに前記光
源からの光を透過させ、縮小投影する光学システムと、
上記ウェハを支持するウェハ支持手段とを備えたホトリ
ソグラフィシステムにおいて、上記複数個のレティクル
のマスクパターンの遮光領域を同一の形状および大きさ
に形成したことを特徴とするホトリソグラフィシステ
ム。 - 【請求項５】 上記複数個のレティクルのうち、光の経
路において先に位置するレティクルに対し、次のレティ
クル上のマスクパターンの遮光領域の大きさを光の透過
領域に沿って順次小さく形成したことを特徴とする請求
項４記載のホトリソグラフィシステム。 - 【請求項６】 上記光学システムは、上記複数個のレテ
ィクルのうち、一つのレティクルとこのレティクルに隣
合うレティクルとの間に配列される少なくとも１個の集
光レンズと、この集光レンズを上記二つのレティクルの
間で支持するレンズ支持体とを備えたことを特徴とする
請求項４または５記載のホトリソグラフィシステム。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940029191A KR960019480A (ko) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 웨이퍼의 패턴형성방법 |
| KR1994-29191 | 1994-11-08 | ||
| KR1019940029192A KR0146399B1 (ko) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 반도체 패턴 형성 방법 |
| KR1994-29192 | 1994-11-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08227851A JPH08227851A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3096841B2 true JP3096841B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=26630675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07309676A Expired - Fee Related JP3096841B2 (ja) | 1994-11-08 | 1995-11-06 | ホトリソグラフィ方法及びそれに使用するホトリソグラフィシステム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747221A (ja) |
| JP (1) | JP3096841B2 (ja) |
| CN (1) | CN1075894C (ja) |
| GB (1) | GB2295031A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970028856A (ko) * | 1995-11-14 | 1997-06-24 | 김광호 | 투영노광 장치 및 노광방법 |
| JPH10154646A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Nikon Corp | 搬送装置 |
| US6010828A (en) * | 1998-02-19 | 2000-01-04 | Lucent Technologies Inc. | Method of and device for planarizing a surface of a semiconductor wafer |
| US6519018B1 (en) | 1998-11-03 | 2003-02-11 | International Business Machines Corporation | Vertically aligned liquid crystal displays and methods for their production |
| US6649529B2 (en) * | 2001-08-15 | 2003-11-18 | Intel Corporation | Method of substrate processing and photoresist exposure |
| KR100466311B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2005-01-13 | 삼성전자주식회사 | 반도체 공정의 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법 |
| CN100573317C (zh) * | 2005-03-29 | 2009-12-23 | 中国科学院光电技术研究所 | 连续面形掩模移动光刻曝光装置 |
| US20080028360A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Picciotto Carl E | Methods and systems for performing lithography, methods for aligning objects relative to one another, and nanoimprinting molds having non-marking alignment features |
| US8335369B2 (en) * | 2007-02-28 | 2012-12-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Mask defect analysis |
| KR100962775B1 (ko) | 2008-08-11 | 2010-06-10 | 주식회사 동부하이텍 | 포토리소그래피 공정을 위한 이중노광장치 및 이를 이용한 이중노광방법 |
| US12112948B2 (en) * | 2020-08-18 | 2024-10-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing integrated circuit device using a metal-containing photoresist composition |
| WO2025147256A1 (en) * | 2024-01-04 | 2025-07-10 | Applied Materials, Inc. | Optical property measurement |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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