JP4838646B2 - Photomask, an exposure apparatus and method - Google Patents

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崇 八井
元一 大津
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独立行政法人科学技術振興機構
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve use efficiency of light in entire lithography by efficiently utilizing excessive spectra generating at shorter wavelengths than i-line without abandoning. <P>SOLUTION: A material having a band gap wavelength of near 365 nm between the conduction band and the valence band is disposed in a path from a light source to a substrate so that the material receives rays at wavelengths shorter than the band gap wavelength in the light emitting from the light source, exciting electrons in the valence band to one of energy levels in the conduction band and inducing emission of light at the band gap wavelength from the conduction band by the excited electrons. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、フォトマスク、露光装置及び方法に関し、特に光源から照射された光を高効率に活用する際に好適なフォトマスク、露光装置及び方法に関する。 The present invention is a photomask relates exposure apparatus and method, particularly suitable photomask when utilizing the irradiation light with high efficiency from the light source, an exposure apparatus and method.

従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置 は、フォトマスク上に形成された回路パターンを、投影光学系を介してウエハ等の感光性基板上に投影転写する。 Conventionally, an exposure apparatus used in the manufacture of semiconductor devices, a circuit pattern formed on a photomask is projected and transferred onto a photosensitive substrate such as a wafer via a projection optical system. 感光性基板上にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影露光によりレジストを感光させてマスクパターンに対応したレジストパターンを得ている。 On the photosensitive substrate and the resist is applied, to obtain a resist pattern corresponding to the mask pattern resist is sensitized by projection exposure through a projection optical system. 通常、このレジストは紫外線や可視光線に感光する。 Usually, the resist is sensitive to ultraviolet and visible light.

ところで近年、半導体微細加工技術の発展により、量子力学的効果が顕著に現れるサイズまでに微細な構造をもつ半導体素子が実現され、また、この量子力学的効果を利用した半導体素子や、ナノメータサイズまで小型化させた偏光素子を初めとしたナノデバイスも提案されている。 In recent years, developments in semiconductor microfabrication technology, to a size quantum mechanical effect appears remarkably in the realized semiconductor device having a fine structure, also, and the semiconductor device using a quantum mechanical effect, to nanometer size nano devices including polarizing element obtained by miniaturization has also been proposed. このようなナノデバイスを微細加工する際には、露光光源としてg線より波長の短いi線を用いるほうが、より解像度を向上させることができることから、望ましいものといえる。 When fine processing such nanodevices, better to use short i-line wavelength than g-line as the exposure light source, since it is possible to further improve the resolution, it can be said desirable. 従来において、このi線を利用して露光を行う装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。) In the prior art, devices have been proposed for performing exposure by using the i-line (for example, see Patent Document 1.)

図5は、光源としてのHgランプから出射された光のスペクトル分析結果を示している。 Figure 5 shows the spectral analysis of light emitted from the Hg lamp as a light source. i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)に関しては高強度のスペクトルが観察されるが、さらに、このi線よりも短波長において、多くのスペクトルが発生している(以下、これらi線より短波長において発生したスペクトルを余分なスペクトルという。)。 i-line (365 nm), h-ray (405 nm), with respect to g-line (436 nm) but the spectrum of high intensity is observed, furthermore, in the shorter wavelength than the i-line, a number of spectra are generated (hereinafter the spectra generated in a wavelength shorter than these i-line of extra spectrum.). 従来においては、このようなHgランプから出射された光のうちi線に相当する波長の光成分のみを利用し、余分なスペクトルは特に活用されることなくそのまま捨てていた。 Conventionally, by using only the light component having a wavelength corresponding to the i-line of such Hg light emitted from the lamp, extra spectrum was directly discarded without particularly being utilized. このため、Hgランプから出射される光を効率よく活用することができないという問題点があった。 Therefore, there is a problem that can not be efficiently using light emitted from the Hg lamp.
特開2002−248338号公報 JP 2002-248338 JP

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、i線より短波長において発生した余分なスペクトルを捨てることなく効率よく利用することにより、リソグラフィ全体の光の利用効率を向上させることが可能なフォトマスク、露光装置及び方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, it is an object by utilizing efficiently without discarding the extra spectrum generated in a shorter wavelength than i-rays, photomask capable of improving the utilization efficiency of the entire lithography light, is to provide an exposure apparatus and method.

本発明に係るフォトマスクは、上述した課題を解決するために、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が365nm近傍である材料で構成され、光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からi線に対応する光を放出することを特徴とする。 Photomask according to the present invention, in order to solve the problems described above, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is made of a material which is 365nm near the band gap wavelength of the light emitted from the light source I received the following light, electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, to emit light corresponding to the i-line from the conduction band on the basis of the excited electrons it is characterized in.

また、本発明に係るフォトマスクは、上述した課題を解決するために、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が405nm近傍である材料で構成され、光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からh線に対応する光を放出することを特徴とする。 Further, a photomask according to the present invention, in order to solve the problems described above, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is made of a material which is 405nm near the band of the light emitted from the light source received the following optical gap wavelength, electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, the light corresponding to the h-line from the conduction band on the basis of the excited electrons characterized in that release.

さらに、本発明に係るフォトマスクは、上述した課題を解決するために、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が436nm近傍である材料で構成され、光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からg線に対応する光を放出することを特徴とする。 Further, a photomask according to the present invention, in order to solve the problems described above, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is made of a material which is near 436 nm, the band of the light emitted from the light source received the following optical gap wavelength, electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, the light corresponding to the g-line from the conduction band on the basis of the excited electrons characterized in that release.

本発明に係る露光装置は、上述した課題を解決するために、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置において、上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が365nm近傍である材料が配置され、上記材料は、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からi線に対応する光を放出することを特徴とする。 The exposure apparatus according to the present invention, in order to solve the problems described above, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements, the in the path leading from the light source to the photosensitive substrate, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is disposed material is 365nm vicinity, the material, following the band gap wavelength of the light emitted from the light source in response to the light, electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, to emit light corresponding to the i-line from the conduction band on the basis of the excited electrons the features.

また、本発明に係る露光装置は、上述した課題を解決するために、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置において、上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が405nm近傍である材料が配置され、上記材料は、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からh線に対応する光を放出することを特徴とする。 The exposure apparatus according to the present invention, in order to solve the problems described above, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements , in the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band are disposed material is 405nm vicinity, the material, the band gap of the light emitted from the light source received the following optical wavelength, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, on the basis of the excited electrons emit light corresponding to the h-line from the conduction band characterized in that it.

さらに本発明に係る露光装置は、上述した課題を解決するために、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置において、上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が436nm近傍である材料が配置され、上記材料は、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からg線に対応する光を放出することを特徴とする。 Further exposure apparatus according to the present invention, in order to solve the problems described above, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements, in the path leading to the photosensitive substrate from the light source is disposed the material bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is near 436nm is, the material, the band gap wavelength of the light emitted from the light source I received the following light, electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, to emit light corresponding to the g-line from the conduction band on the basis of the excited electrons it is characterized in.

本発明に係る露光方法は、上述した課題を解決するために、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光方法において、上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が365nm近傍である材料を配置し、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からi線に対応する光を放出することを特徴とする。 Exposure method according to the present invention, in order to solve the problems described above, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure method for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements, the in the path leading from the light source to the photosensitive substrate, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is placed a material that is 365nm vicinity, receiving the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source Te, the electron in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, characterized in that it emits light corresponding to the i-line from the conduction band on the basis of the excited electrons .

また、本発明に係る露光方法は、上述した課題を解決するために、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光方法において、上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が405nm近傍である材料を配置し、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からh線に対応する光を放出することを特徴とする。 The exposure method according to the present invention, in order to solve the problems described above, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure method for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements , in the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is placed a material that is 405nm near the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source receiving, characterized in that the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, to emit light corresponding to the h-line from the conduction band on the basis of the excited electrons to.

さらに、本発明に係る露光方法は、上述した課題を解決するために、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光方法において、上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が436nm近傍である材料を配置し、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からg線に対応する光を放出することを特徴とする。 Furthermore, an exposure method according to the present invention, in order to solve the problems described above, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure method for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements , in the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is placed a material that is near 436 nm, the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source receiving, characterized in that the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, to emit light corresponding to the g-line from the conduction band on the basis of the excited electrons to.

本発明では、伝導帯と価電子帯との間で所定のバンドギャップ波長を持つ材料を光源から感光性基板に至る経路において配置し、光源から出射された光のうちバンドギャップ波長以下の光を受けて、価電子帯における電子を伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて伝導帯からバンドギャップ波長の光を放出する。 In the present invention, a predetermined material having a band gap wavelength is arranged in the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the light follows the bandgap wavelength of the light emitted from the light source between the conduction band and the valence band receiving by the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, to emit light of a bandgap wavelength from the conduction band on the basis of the excited electrons.

これにより、通常捨てられるべき余分なスペクトルの光を、有効活用することが可能となり、リソグラフィ全体の光の利用効率を向上させることが可能となる。 Thus, the light of normal extra should be discarded spectrum, it is possible to effectively utilize, it is possible to improve the utilization efficiency of the entire lithography light.

以下、本発明を実施するための最良の形態として、光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。 Hereinafter, as the best mode for carrying out the present invention, the light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, an exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements, with reference to the accompanying drawings It will be described in detail with.

本発明を適用した露光装置1は、図1に示すように、光を出射するための光源11と、光源11から出射された光を集光する照明光学系12と、集積回路パターンが描かれたフォトマスク13とを備えている。 The exposure apparatus 1 according to the present invention, as shown in FIG. 1, a light source 11 for emitting light, an illumination optical system 12 that the light emitted from the light source 11 for focusing, the integrated circuit pattern is drawn and a photo mask 13. また、この露光システム1には、例えばシリコン酸化膜等で構成され、表面にレジスト膜22が形成された基板21が配置される。 Further, this exposure system 1 is composed of, for example, a silicon oxide film or the like, the substrate 21 having the resist film 22 is formed is placed on a surface. 即ち、このレジスト膜22が形成された基板21によりいわゆる感光性基板が成立することになる。 That is, a so-called photosensitive substrate is to hold the substrate 21 to the resist film 22 is formed.

光源11は、図示しない駆動電源による制御に基づき、図5に示すような波長プロファイルの光を出射するHgランプである。 Light source 11, under the control of the drive power supply (not shown), a Hg lamp which emits light having a wavelength profile as shown in FIG. ちなみにこの光源11の周囲には、図示しない冷却装置から送出される冷却媒体を循環させてもよい。 Incidentally Around the light source 11, it may be circulated a cooling medium delivered from a not-shown cooling device.

照明光学系12は、フォトマスク13上に照射するビーム径やビーム形状を制御する。 The illumination optical system 12 controls the beam diameter and the beam shape to be irradiated onto the photomask 13. また照明光学系12は、光源11とともにフォトマスク13に対する光の入射角度を制御する。 The illumination optical system 12 controls the angle of incidence of light on the photomask 13 with the light source 11.

フォトマスク13は、光を遮蔽するCr薄膜を集積回路パターンに応じて形成した石英等からなるガラス板からなり、上述した照明光学系12によりビーム径等が制御された光が照射される。 The photomask 13 consists of a glass plate made of quartz or the like formed in accordance with Cr thin film for shielding light on the integrated circuit pattern, the light beam diameter and the like is controlled is irradiated by the illumination optical system 12 described above. これにより、このフォトマスク13に形成されたパターン像が、レジスト膜22上に投影されることになる。 Thus, the pattern image formed on the photo mask 13, will be projected on the resist film 22. 特にナノデバイスを微細加工する際には、このレジスト膜22上にi線を用いることにより、解像度を向上させることができる。 Especially when microfabricated nano device, by using an i-line on the resist film 22, it is possible to improve the resolution.

なお、この露光装置1では、フォトマスク13と、前工程における集積回路パターンとの間で容易にマスク合わせを行うために、高精度ステージや干渉系による位置決め機構、さらにはアライメントマーク読み取り光学系等を備えるようにしてもよい。 In the exposure apparatus 1, a photomask 13, before to easily perform the mask alignment between the integrated circuit pattern in the step, a positioning mechanism with high precision stage and the interference system, further alignment mark reading optical system, etc. it may be provided with.
レジスト膜22は、光に感応して化学反応を起こす有機感光樹脂である。 Resist film 22 is sensitive to light is an organic photosensitive resin to cause a chemical reaction. このレジスト膜22として、光の照射された領域につき、重合,架橋して現像液に不溶になるネガ型、又は、光の照射された領域につき分解して現像液に対して可溶になるポジ型のいずれを適用してもよい。 As the resist film 22, illuminated areas of light per polymerized, crosslinked to negative type which becomes insoluble in a developer, or becomes soluble in the developing solution is decomposed per irradiated area of ​​the light positive any type may be applied.

次に、フォトマスク13の詳細な構成について説明をする。 Next, the detailed configuration of the photomask 13. 図2(a)に示すフォトマスク13は、ガラス板31と、このガラス板31に積層された酸化亜鉛(ZnO)を含む酸化亜鉛層32と、この酸化亜鉛層32の表面に形成されたCr薄膜33とを有している。 Photomask 13 shown in FIG. 2 (a), a glass plate 31, Cr of the zinc oxide layer 32 containing zinc oxide (ZnO) which is stacked on the glass plate 31, formed on the surface of the zinc oxide layer 32 and a thin film 33. このフォトマスク13に照射された光は、ガラス板31を通過し、酸化亜鉛層32を透過し、Cr薄膜33が形成されている領域に照射される光は遮蔽され、またCr薄膜33が形成されていない領域を透過した光は、そのままレジスト膜22を照明することになる。 Light irradiated to the photomask 13, passes through the glass plate 31, transmitted through the zinc oxide layer 32, light irradiated on the region where Cr thin film 33 is formed is shielded and Cr thin film 33 is formed light transmitted through the areas not will be illuminated as it resist film 22. すなわち、この集積回路パターンを予め描いたフォトマスク13に、上述の如く光を照射することにより、当該パターンをレジスト膜22へ転写することができる。 That is, the photo mask 13 depicting the integrated circuit pattern beforehand, by irradiating a as described above light can be transferred the pattern to the resist film 22.

図2(b)に示すフォトマスク13は、ガラス板31と、このガラス板31表面に形成されたCr薄膜33とを有し、さらにこのCr薄膜33が形成されていない領域においては、酸化亜鉛を含むナノ微結晶34が形成されている。 Photomask 13 shown in FIG. 2 (b), the glass plate 31, and a Cr thin film 33 formed on the glass plate 31 surface, in yet region where the Cr thin film 33 is not formed, zinc oxide It is formed nanocrystallites 34 including. このフォトマスク13に照射された光は、ガラス板31を通過し、Cr薄膜33が形成されている領域に照射される光は遮蔽され、またCr薄膜33が形成されていない領域を透過した光は、ナノ微結晶34を通過した上でそのままレジスト膜22を照明することになる。 Light light irradiated to the photomask 13, passes through the glass plate 31, light irradiated on the area where Cr thin film 33 is formed is shielded, also transmitted through the area where Cr thin film 33 is not formed would illuminate the resist film 22 as it is after having passed through the nanocrystallites 34.

即ち、このレジスト膜22に照射される光は、酸化亜鉛を含む酸化亜鉛層32又はナノ微結晶34を通過していくことになる。 That is, the resist light applied to the film 22 will continue to pass through the zinc oxide layer 32 or nanocrystallites 34 contains zinc oxide.

図3は、この酸化亜鉛層32並びにナノ微結晶34に含まれる酸化亜鉛のエネルギーバンド図および吸収スペクトルを示している。 Figure 3 shows an energy band diagram and absorption spectra of the zinc oxide contained in the zinc oxide layer 32 and nanocrystallites 34.

酸化亜鉛層32又はナノ微結晶34に対して発光波長よりも短波長側の波長を吸収される。 Absorbed wavelengths shorter wavelength side than the emission wavelength with respect to the zinc oxide layer 32 or nanocrystallites 34. このような光が入射した場合に、酸化亜鉛中の価電子帯41中の電子が伝導帯42へ励起されることになる。 When such light is incident, electrons in the valence band 41 in the zinc oxide is to be excited to the conduction band 42.

伝導帯42に励起された電子は、最終的に荷電子帯のホールと再結合しその際に光が放出される。 Electrons excited in the conduction band 42, finally recombine with holes in the valence band light at that time is released. この放出される光の波長は、あくまで価電子帯41と伝導帯42(エネルギー準位42)との間のバンドギャップ波長に対応するものであり、この例(Mg x Zn 1-x O:x=0の場合)においては、365nm近傍になり、i線の波長となる。 The wavelength of the emitted light, which only corresponds to the band gap wavelength between the valence band 41 and conduction band 42 (energy level 42), the example (Mg x Zn 1-x O : x in = 0), it becomes 365nm near the wavelength of i-line.

このように、酸化亜鉛における伝導帯41と価電子帯42とのバンドギャップ波長は、365nm近傍であるため、これよりも短波長の光が入射された場合に、エネルギー準位42よりエネルギー的に上位の準位(サイドバンド等)に電子を一度励起させる。 Thus, the band gap wavelength between the conduction band 41 and valence band 42 in the zinc oxide are the 365nm vicinity, if from the short-wavelength light even have this incident energy level 42 than energetically once excite electrons to the upper level (side band, etc.). この励起させた電子がエネルギー準位42まで落ちてきた場合に、これに基づいて、i線の光を放出することができる。 If this excited electrons was have dropped to energy level 42, based on this, it is possible to emit light of i-line.

因みに、上述した例においては、価電子帯42中のエネルギー準位中に存在するサイドバンドに一度励起子を励起させる場合を例に挙げて説明をしているが、他の365nm以下のバンドギャップ波長を有するエネルギー準位についても同様の機構に基づいて、電子をサイドバンドに励起させ、i線の波長の光を放出させることが可能となる。 Incidentally, in the above example, although the described example in which exciting once excitons sidebands present in the energy level in the valence band 42, other 365nm following bandgap based on the similar mechanism applies to the energy levels having a wavelength, electrons excited to the side band, it is possible to emit light of a wavelength of i-line.

即ち、365nmの波長の光が入射される場合のみならず、365nmより短波長の光が入射された場合においても、これをエネルギー準位42より上位のサイドバンドの準位へ一度励起させ、エネルギー準位42へ落とし込むことにより、365nmの波長からなる光を放出することが可能となる。 That is, not only the light having a wavelength of 365nm is incident, in the case of incident short wavelength light than 365nm even, which once excited to levels of the upper sideband from the energy level 42, the energy by dropping the level 42, it is possible to emit light comprising a 365nm wavelength. これは酸化亜鉛により、波長365nmより短波長の光を365nmの光に変換したことを意味している。 This is because zinc oxide, which means that the light of wavelength shorter than 365nm and converted to 365nm light.

その結果、365nm以下の波長の光は、図4(a)に示すように、余分なスペクトルが取り除かれ、その分が365nmの波長の光に加算されることになる。 As a result, the light having a wavelength of not more than 365 nm, as shown in FIG. 4 (a), extra spectrum is removed, so that the minute is added to the light of a wavelength of 365 nm. 即ち、波長365nmよりも短波長である余分なスペクトルの積分強度がi線の波長の光に加算されることになる。 That is, the extra spectrum integral intensity of a wavelength shorter than the wavelength 365nm is added to the light of a wavelength of i-line. これにより、通常捨てられるべき余分なスペクトルの光を、i線の光として有効活用することが可能となる。 Accordingly, the normal extra spectrum of the light to be discarded, it is possible to effectively utilize the light of i-line.

即ち、本発明においては、i線より短波長において発生した余分なスペクトルを捨てることなく効率よく利用することにより、リソグラフィ全体の光の利用効率を向上させることが可能となる。 That is, in the present invention, by utilizing efficiently without discarding the extra spectrum generated in a shorter wavelength than the i-line, it is possible to improve the utilization efficiency of the entire lithography light.

なお、上述の説明においては、酸化亜鉛を含む酸化亜鉛層32又はナノ微結晶34を利用する場合を例に挙げて説明をしたが、かかる場合に限定されるものではない。 In the above description has been described as an example the case of using the zinc oxide layer 32 or nanocrystallites 34 contains zinc oxide, it is not limited to such case. この酸化亜鉛の代替として、Al x Ga 1-x N、In x Ga 1-x N(0≦x≦1)を利用するようにしてもよい。 As an alternative to this zinc oxide, Al x Ga 1-x N , it may be utilized In x Ga 1-x N ( 0 ≦ x ≦ 1). AlとGaの元素比率、或いはInとGaとの元素比率を改変することにより、200nm付近から365nmに至るまで、伝導帯41と価電子帯42とのバンドギャップ波長を自在に制御することができる。 Al and Ga element ratio, or by modifying an element ratio of In and Ga, from 200nm around up to 365 nm, can be freely controlled band gap wavelength between the conduction band 41 and valence band 42 . その結果、放出する光の波長をi線としての365nmに限定することなく、任意の光の波長に調整することが可能となる。 As a result, without limiting the wavelength of the emitted light to 365nm as i-line, it is possible to adjust the wavelength of any light. 例えば、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長を405nm近傍とすることにより、上記価電子帯からh線に対応する光を放出するようにしてもよい。 For example, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band by a 405nm vicinity may emit light corresponding to the h-line from the valence band. また、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長を436nm近傍とすることにより、上記価電子帯からh線に対応する光を放出するようにしてもよい。 Further, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band by a 436nm vicinity may emit light corresponding to the h-line from the valence band. さらに、これらの代替として、ダイヤモンドを適用するようにしてもよい。 Furthermore, as these alternatives may be applied to the diamond.

このようにしてバンドギャップ波長をλaに調整した場合に、それよりも短波長の光を吸収することができ、この吸収した光をバンドギャップ波長λaで発光させることが可能となり、透過効率を大幅に増大させることが可能となる。 The band gap wavelength in this manner when adjusted to [lambda] a, it also can absorb light of shorter than, it becomes possible to emit this absorbed light in the band gap wavelength [lambda] a, significantly transmission efficiency it is possible to increase the.

また、本発明では、酸化亜鉛を含む材料をあくまでフォトマスク13に形成させる場合を例にとり説明をしたが、かかる場合に限定されるものではない。 Further, in the present invention, although the case is taken up in examples described to form the only photomask 13 a material containing zinc oxide, it is not limited to such case. 例えば、光源11から基板21に至る経路において、酸化亜鉛を含む材料が配置されていればよい。 For example, in the path leading from the light source 11 to the substrate 21, a material containing zinc oxide may be disposed. 例えば、照明光学系12におけるレンズにこの酸化亜鉛を含む材料を被覆するようにしてもよい。 For example, it is also possible to cover the material containing zinc oxide on the lens in the illumination optical system 12. また、光源11としてのHgランプ自体をこの酸化亜鉛で作製するようにしてもよい。 Further, the Hg lamp itself as the light source 11 may be manufactured in zinc oxide.

また、光源11は、Hgランプに限定されるものではなく、キセノンランプを利用するようにしてもよいし、LED等を適用するようにしてもよい。 The light source 11 is not limited to Hg lamp, may be utilized xenon lamp, may be applied the LED or the like.

本発明を適用した露光装置の構成図である。 It is a configuration diagram of the applied exposure apparatus of the present invention. 本発明を適用した露光装置におけるフォトマスクの詳細な構成を示す図である。 It is a diagram illustrating a detailed structure of the photomask in the application an exposure apparatus of the present invention. 酸化亜鉛層並びにナノ微結晶に含まれる酸化亜鉛のエネルギーバンド図を示している。 It shows an energy band diagram of the zinc oxide contained in the zinc oxide layer and nanocrystallites. 本発明を適用した露光装置の効果について説明するための図である。 It is a diagram for explaining the effect of applying an exposure apparatus of the present invention. 光源としてのHgランプから出射された光のスペクトル分析結果を示す図である。 Is a diagram showing the spectral analysis of light emitted from the Hg lamp as a light source.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 露光装置11 光源12 照明光学系13 フォトマスク21 基板22 レジスト膜31 ガラス板32 酸化亜鉛層33 Cr薄膜34 ナノ微結晶 1 exposure device 11 light source 12 illuminating optical system 13 photomask 21 substrate 22 resist film 31 glass plate 32 zinc oxide layer 33 Cr thin film 34 nanocrystallites

Claims (12)

  1. 伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が365nm近傍である材料で構成され、光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からi線に対応する光を放出すること を特徴とするフォトマスク。 Bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is made of a material which is 365nm vicinity, of the light emitted from the light source by receiving the light below the bandgap wavelength, the conduction band electrons in the valence band either excited to one of the energy levels, a photomask, characterized by emitting light corresponding to the i-line from the conduction band on the basis of the excited electrons in.
  2. 伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が405nm近傍である材料で構成され、光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からh線に対応する光を放出すること を特徴とするフォトマスク。 Bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is made of a material which is 405nm vicinity, of the light emitted from the light source by receiving the light below the bandgap wavelength, the conduction band electrons in the valence band either excited to one of the energy levels, a photomask, characterized by emitting light corresponding to the h-line from the conduction band on the basis of the excited electrons in.
  3. 伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が436nm近傍である材料で構成され、光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からg線に対応する光を放出すること を特徴とするフォトマスク。 Bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is made of a material which is near 436 nm, among the light emitted from the light source by receiving the light below the bandgap wavelength, the conduction band electrons in the valence band either excited to one of the energy levels, a photomask, characterized by emitting light corresponding to the g-line from the conduction band on the basis of the excited electrons in.
  4. 上記材料は、Al x Ga 1-x N、Mg x Zn 1-x O、In x Ga 1-x N(0≦x≦1)、ダイヤモンドの何れかであること を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載のフォトマスク。 Said material, Al x Ga 1-x N , Mg x Zn 1-x O, In x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1), according to claim 1, characterized in that either the diamond any one photomask according of the three.
  5. 光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置において、 The light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements,
    上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が365nm近傍である材料が配置され、 In the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the material bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is 365nm vicinity are arranged,
    上記材料は、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からi線に対応する光を放出すること を特徴とする露光装置。 The material is subjected to the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, which is the excitation exposure apparatus characterized by emitting light corresponding to the i-line from the conduction band on the basis of the electrons.
  6. 光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置において、 The light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements,
    上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が405nm近傍である材料が配置され、 In the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the material bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is 405nm vicinity are arranged,
    上記材料は、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からh線に対応する光を放出すること を特徴とする露光装置。 The material is subjected to the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, which is the excitation exposure apparatus characterized by emitting light corresponding to the h-line from the conduction band on the basis of the electrons.
  7. 光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置において、 The light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure apparatus for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements,
    上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が436nm近傍である材料が配置され、 In the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the material bandgap wavelength of the conduction band and the valence band is near 436nm is disposed
    上記材料は、上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からg線に対応する光を放出すること を特徴とする露光装置。 The material is subjected to the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, which is the excitation exposure apparatus characterized by emitting light corresponding to the g-line from the conduction band on the basis of the electrons.
  8. 上記材料は、Al x Ga 1-x N、Mg x Zn 1-x O、In x Ga 1-x N(0≦x≦1)、ダイヤモンドの何れかであること を特徴とする請求項5〜7のうち何れか1項記載の露光装置。 Said material, Al x Ga 1-x N , Mg x Zn 1-x O, In x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1), according to claim 5, characterized in that either the diamond the exposure apparatus according to any one of the seven.
  9. 光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光方法において、 The light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure method for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements,
    上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が365nm近傍である材料を配置し、 In the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is placed a material that is 365nm vicinity,
    上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からi線に対応する光を放出すること を特徴とする露光方法。 In response to the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, on the basis of the excited electrons exposure method characterized by emitting light corresponding to the i-line from the conduction band.
  10. 光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光方法において、 The light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure method for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements,
    上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が405nm近傍である材料を配置し、 In the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is placed a material that is 405nm vicinity,
    上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からh線に対応する光を放出すること を特徴とする露光方法。 In response to the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, on the basis of the excited electrons exposure method characterized by emitting light corresponding to the h-line from the conduction band.
  11. 光源から出射された光により、フォトマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光方法において、 The light emitted from the light source, the pattern image of the photomask, in the exposure method for projecting a photosensitive substrate via a plurality of optical elements,
    上記光源から上記感光性基板に至る経路において、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップ波長が436nm近傍である材料を配置し、 In the path leading to the photosensitive substrate from the light source, the band gap wavelength between the conduction band and the valence band is placed a material that is near 436 nm,
    上記光源から出射された光のうち上記バンドギャップ波長以下の光を受けて、上記価電子帯における電子を上記伝導帯における何れか一のエネルギー準位に励起させ、この励起された電子に基づいて上記伝導帯からg線に対応する光を放出すること を特徴とする露光方法。 In response to the band gap wavelength less light among the light emitted from the light source, the electrons in the valence band are excited to any one of the energy levels in the conduction band, on the basis of the excited electrons exposure method characterized by emitting light corresponding to the g-line from the conduction band.
  12. 上記材料は、Al x Ga 1-x N、Mg x Zn 1-x O、In x Ga 1-x N(0≦x≦1)、ダイヤモンドの何れかであること を特徴とする請求項9〜11のうち何れか1項記載の露光方法。 Said material, Al x Ga 1-x N , Mg x Zn 1-x O, In x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1), according to claim 9, characterized in that either the diamond the exposure method according to any one of the 11.
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