JPH0344638A - 単一光子干渉露光方法 - Google Patents
単一光子干渉露光方法Info
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- JPH0344638A JPH0344638A JP1178988A JP17898889A JPH0344638A JP H0344638 A JPH0344638 A JP H0344638A JP 1178988 A JP1178988 A JP 1178988A JP 17898889 A JP17898889 A JP 17898889A JP H0344638 A JPH0344638 A JP H0344638A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体装置等の製造に使用されるフォトリソグラフィー
技術の露光方法に関し、 光源の可干渉性の悪さにもか＼わらず、高い干渉性が得
られるようにして、解像力を向上することを可能にする
単一光子干渉露光方法を提供することを目的とし、 メインパターンを囲んで、露光光の位相をＴ波長シフト
する補助パターンが形成されてなる露光用マスクを使用
し、露光に使用する光源の可干渉時間内に、前記の露光
用マスクのパターン領域を通過する光子の数を１個程度
に制限し、この光子とこの光子とは位相が相違する他の
光子との干渉にもとづく結像の乱れを抑制するように構
成する。
技術の露光方法に関し、 光源の可干渉性の悪さにもか＼わらず、高い干渉性が得
られるようにして、解像力を向上することを可能にする
単一光子干渉露光方法を提供することを目的とし、 メインパターンを囲んで、露光光の位相をＴ波長シフト
する補助パターンが形成されてなる露光用マスクを使用
し、露光に使用する光源の可干渉時間内に、前記の露光
用マスクのパターン領域を通過する光子の数を１個程度
に制限し、この光子とこの光子とは位相が相違する他の
光子との干渉にもとづく結像の乱れを抑制するように構
成する。
本発明は、半導体装置等の製造に使用されるフォトリソ
グラフィー技術の露光方法に関する。
グラフィー技術の露光方法に関する。
半導体装置の集積度の向上にともない、半導体装置の構
造は益々微細化する傾向にある。そのため、マスク・レ
チクルに形成されている微細パターンをウェーハ上に形
成されたレジスト層に転写する時の露光方法において、
高い解像力が求められるようになった。これに対し、光
の干渉性を利用してＭ他力を向上する干渉露光方法が開
発された。
造は益々微細化する傾向にある。そのため、マスク・レ
チクルに形成されている微細パターンをウェーハ上に形
成されたレジスト層に転写する時の露光方法において、
高い解像力が求められるようになった。これに対し、光
の干渉性を利用してＭ他力を向上する干渉露光方法が開
発された。
干渉露光方法とは、レチクルに形成されたメインパター
ンの周囲に、露光光の位相を１波長シフトする補助パタ
ーンを形成し、メインパターンを通過した光と補助パタ
ーンを通過した光との干渉を利用して、メインパターン
に対応するウエーノ）上の露光領域における露光エネル
ギーを強めて解像力を向上する方法である。
ンの周囲に、露光光の位相を１波長シフトする補助パタ
ーンを形成し、メインパターンを通過した光と補助パタ
ーンを通過した光との干渉を利用して、メインパターン
に対応するウエーノ）上の露光領域における露光エネル
ギーを強めて解像力を向上する方法である。
第１図参照
第１図の（ａ）に、レチクル３と、レチクル３を使用し
て露光されるレジスト層１０の形成されたウェーハ５と
の断面を示す、レチクル３には、石英ガラス６の裏面に
形成されたクローム層７の不存在領域をもって形成され
たメインパターン８とこのメインパターン８を囲んで、
スピンオングラス（ＳＯＧ）を重布する等によって形成
された補助パターン９とが配設されている。このレチク
ル３を使用してウェーハ５上に形成されたレジスト層１
０を露光する場合に、レチクル３のメインパター７８を
通過した光の電場の強さ（已）は、回折によってウェー
ハ５上において第１図の（ｂ）にＭをもって示すグラフ
のように分布する。一方、補助パターン９を通過した光
の電場の強さ（Ｅ）■ は、メインパターン８と位相がＴ彼奴相違しており、ウ
ェーハ５上において第１図の（ｂ）にＡをもって示すグ
ラフのように分布する。レチクル３とウェーハ５との距
離、補助パターン９の大きさ等を最適に選定することに
より、メインパターン８による電場Ｍと補助パターン９
による電場Ａとがメインパターン８に対応するウェーハ
５上の領域では強め合い、その他の領域では弱め合うよ
うに作用させるこりができる。この結果、電場の強さ（
Ｅ）の２乗に比例する光のエネルギー（Ｗ）の分布は、
第１図の（Ｃ）に示すように、メインパターン８に対応
するウェーハ５上の領域で強められ、解像力を向上する
ことが可能になる。
て露光されるレジスト層１０の形成されたウェーハ５と
の断面を示す、レチクル３には、石英ガラス６の裏面に
形成されたクローム層７の不存在領域をもって形成され
たメインパターン８とこのメインパターン８を囲んで、
スピンオングラス（ＳＯＧ）を重布する等によって形成
された補助パターン９とが配設されている。このレチク
ル３を使用してウェーハ５上に形成されたレジスト層１
０を露光する場合に、レチクル３のメインパター７８を
通過した光の電場の強さ（已）は、回折によってウェー
ハ５上において第１図の（ｂ）にＭをもって示すグラフ
のように分布する。一方、補助パターン９を通過した光
の電場の強さ（Ｅ）■ は、メインパターン８と位相がＴ彼奴相違しており、ウ
ェーハ５上において第１図の（ｂ）にＡをもって示すグ
ラフのように分布する。レチクル３とウェーハ５との距
離、補助パターン９の大きさ等を最適に選定することに
より、メインパターン８による電場Ｍと補助パターン９
による電場Ａとがメインパターン８に対応するウェーハ
５上の領域では強め合い、その他の領域では弱め合うよ
うに作用させるこりができる。この結果、電場の強さ（
Ｅ）の２乗に比例する光のエネルギー（Ｗ）の分布は、
第１図の（Ｃ）に示すように、メインパターン８に対応
するウェーハ５上の領域で強められ、解像力を向上する
ことが可能になる。
〔発明が解決しようとする！ＭＩＤＥ
ところで、干渉露光方法において、干渉性をより高めて
解像力を更に向上するため、高圧水銀灯の圧力を低くし
て光子の衝突頻度を下げることによって、光源の可干渉
時間を長くしたり、レチクルに入射する光束の入射角を
小さくして干渉性を高める努力がなされてきた。ところ
が、光源が高圧水銀灯等の場合には、光子相互間の位相
関係が無秩序であるという光束としての本質的な可干渉
性の悪さが存在するため、解像力の向上には限界が生じ
ている。
解像力を更に向上するため、高圧水銀灯の圧力を低くし
て光子の衝突頻度を下げることによって、光源の可干渉
時間を長くしたり、レチクルに入射する光束の入射角を
小さくして干渉性を高める努力がなされてきた。ところ
が、光源が高圧水銀灯等の場合には、光子相互間の位相
関係が無秩序であるという光束としての本質的な可干渉
性の悪さが存在するため、解像力の向上には限界が生じ
ている。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、光源
の可干渉性の悪さにもか＼わらず、高い干渉性が得られ
るようにして、解像力を向上することを可能にする単一
光子干渉露光方法を提供することにある。
の可干渉性の悪さにもか＼わらず、高い干渉性が得られ
るようにして、解像力を向上することを可能にする単一
光子干渉露光方法を提供することにある。
上記の目的は、メインパターン（８）を囲んで、（９〉
が形成されてなる露光用マスク（３）を使用し、露光に
使用する光ｉ［（１）の可干渉時間内に、前記の露光用
マスク（３）のパターン領域（８）（９）を通過する光
子の数を１個程度に制限し、この光子とこの光子とは位
相が相違する他の光子との干渉にもとづく結像の乱れを
抑制する単一光子干渉露光方法によって達成される。
が形成されてなる露光用マスク（３）を使用し、露光に
使用する光ｉ［（１）の可干渉時間内に、前記の露光用
マスク（３）のパターン領域（８）（９）を通過する光
子の数を１個程度に制限し、この光子とこの光子とは位
相が相違する他の光子との干渉にもとづく結像の乱れを
抑制する単一光子干渉露光方法によって達成される。
現在使用されているステッパにおいては、露光時のウェ
ーハ上での光のエネルギー密度は、７００ｍＷ／ｃｊ 程度である。
ーハ上での光のエネルギー密度は、７００ｍＷ／ｃｊ 程度である。
したがって、５倍の大きさのパターンが形成さ縮小して
ウェーハ上に投影する場合のレチクル上でのエネルギー
密度は、 ７００／ （５Ｘ５）＝２８ｍＷ／ｃｄまたは、２．８
Ｘ Ｌ Ｑ−１＊Ｗ／ｎ”程度になる。
ウェーハ上に投影する場合のレチクル上でのエネルギー
密度は、 ７００／ （５Ｘ５）＝２８ｍＷ／ｃｄまたは、２．８
Ｘ Ｌ Ｑ−１＊Ｗ／ｎ”程度になる。
したがって、ステッパの光源として水銀のｇ線（波長４
３６ｎｓ）を使用する場合には、レチクル上での光子数
は、 ５．ｌＸ１０”個／５ｅｃ−４’ となる。
３６ｎｓ）を使用する場合には、レチクル上での光子数
は、 ５．ｌＸ１０”個／５ｅｃ−４’ となる。
光源の可干渉時間、すなわち、光子の位相が連続してい
る時間は１ｎｓｅｃ程度と考えられるので、Ｉｎ５ｅｃ
内に単位面積を通過する光子数は、０．５個／ｎ５ｅｃ
−１＠＊ となる。
る時間は１ｎｓｅｃ程度と考えられるので、Ｉｎ５ｅｃ
内に単位面積を通過する光子数は、０．５個／ｎ５ｅｃ
−１＠＊ となる。
こ＼で、レチクル３上に形成されたメインパターン８と
補助パターン９とからなるパターン領域の大きさを５ｎ
口とすると、１ｎｓｅｃ内に５ｎ口のパターン領域を通
過する光子数は、０．５ｘ （５ｘ５） −１２，５個 となる。
補助パターン９とからなるパターン領域の大きさを５ｎ
口とすると、１ｎｓｅｃ内に５ｎ口のパターン領域を通
過する光子数は、０．５ｘ （５ｘ５） −１２，５個 となる。
したがって、現在の光量を１０分の１程度に下げること
により、光源の可干渉時間１ｎｓｅｃ内に、５ｎ口のパ
ターン領域を通過する光子数を１個程度にすることがで
き、無秩序な位相関係にある光子相互間の干渉によって
干渉パターンに乱れが生ずることを防止することができ
る。
により、光源の可干渉時間１ｎｓｅｃ内に、５ｎ口のパ
ターン領域を通過する光子数を１個程度にすることがで
き、無秩序な位相関係にある光子相互間の干渉によって
干渉パターンに乱れが生ずることを防止することができ
る。
以下、図面を参照しつ＼、本発明の一実施例に係る単一
光子干渉露光方法について説明する。
光子干渉露光方法について説明する。
第２図参照
第２図は単一光子干渉露光方法に使用される装置の＃Ｉ
！ｆｉ説明図である０図において、工は光源であり、一
般に高圧・水銀灯のＩｎ（波長３６５ｎｍ）が使用され
る。２はフィルタであり、光源１の光量を減少して、レ
チクルを通過する光子数を制限するために使用される。
！ｆｉ説明図である０図において、工は光源であり、一
般に高圧・水銀灯のＩｎ（波長３６５ｎｍ）が使用され
る。２はフィルタであり、光源１の光量を減少して、レ
チクルを通過する光子数を制限するために使用される。
３はレチクルであり、レチクルに形成されたメインパタ
ーンの周囲に、５０６層等からなり、露光光の位相を上
波長シフトする補助パターンが形成されている。４はス
テッパの光学系であり、一般にレチクル３に形成された
パターンを上程度に縮小してウェーハ５上に投影する光
学系である。
ーンの周囲に、５０６層等からなり、露光光の位相を上
波長シフトする補助パターンが形成されている。４はス
テッパの光学系であり、一般にレチクル３に形成された
パターンを上程度に縮小してウェーハ５上に投影する光
学系である。
レチクル３に形成されているメインパターン８と補助パ
ターン９とからなるパターン領域を通過する光子の数を
、光源ｌの可干渉時間である約ｌｎ ｓｅｃ内に１個程
度にするため、フィルタ２を使用してレチクル３上にお
ける光のエネルギー密度が２．８ｍＷ／ｃｄ程度になる
ように光量を制限して露光する。
ターン９とからなるパターン領域を通過する光子の数を
、光源ｌの可干渉時間である約ｌｎ ｓｅｃ内に１個程
度にするため、フィルタ２を使用してレチクル３上にお
ける光のエネルギー密度が２．８ｍＷ／ｃｄ程度になる
ように光量を制限して露光する。
〔発明の効果］
以上説明せるとおり、本発明に係る単一光子干渉露光方
法においては、メインパターンを囲んで、露光光の位相
を１波長シフトする補助パターンが形成されている露光
用マスクを使用し、露光に使用する光源の可干渉時間内
に、露光用マスクのパターン領域を通過する光子の数を
１個程度に制限して露光するので、位相が相互に相違し
ている光子相互間の干渉にもとづく結像の乱れがなくな
って干渉性が高くなり、解像力が向上して半導体装置の
構造の微細化に大きく寄与することができた。
法においては、メインパターンを囲んで、露光光の位相
を１波長シフトする補助パターンが形成されている露光
用マスクを使用し、露光に使用する光源の可干渉時間内
に、露光用マスクのパターン領域を通過する光子の数を
１個程度に制限して露光するので、位相が相互に相違し
ている光子相互間の干渉にもとづく結像の乱れがなくな
って干渉性が高くなり、解像力が向上して半導体装置の
構造の微細化に大きく寄与することができた。
第１図は、干渉露光方法の原理を説明する図である０図
において（ａ）はレチクルとウェーハとの断面を示し、
（ｂ）はウェーハ上における光の電場の強さの分布を示
し、（ｃ）はウェーハ上における光のエネルギー分布を
示す。 第２図は、単一光子干渉露光方法の構成説明図である。 ・・光源、 ・・フィルタ、 ・・レチクル、 ・・光学系、 ・・ウェーハ、 ・・石英ガラス、 ・・クローム層、 ・ ・メインパターン、 ・・補助パターン、 ・・レジスト層。
において（ａ）はレチクルとウェーハとの断面を示し、
（ｂ）はウェーハ上における光の電場の強さの分布を示
し、（ｃ）はウェーハ上における光のエネルギー分布を
示す。 第２図は、単一光子干渉露光方法の構成説明図である。 ・・光源、 ・・フィルタ、 ・・レチクル、 ・・光学系、 ・・ウェーハ、 ・・石英ガラス、 ・・クローム層、 ・ ・メインパターン、 ・・補助パターン、 ・・レジスト層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 メインパターン（８）を囲んで、露光光の位相を１／２
波長シフトする補助パターン（９）が形成されてなる露
光用マスク（３）を使用し、 露光に使用する光源（１）の可干渉時間内に、前記露光
用マスク（３）のパターン領域（８）（９）を通過する
光子の数を１個程度に制限し、該光子と該光子とは位相
が相違する他の光子との干渉にもとづく結像の乱れを抑
制する ことを特徴とする単一光子干渉露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1178988A JP2725060B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 単一光子干渉露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1178988A JP2725060B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 単一光子干渉露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344638A true JPH0344638A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2725060B2 JP2725060B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=16058151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1178988A Expired - Lifetime JP2725060B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 単一光子干渉露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2725060B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04216548A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | フォトマスク |
| CN117608168A (zh) * | 2023-07-24 | 2024-02-27 | 吉通科技（广州）有限公司 | 改进的一种提高光刻机分辨率的方法 |
-
1989
- 1989-07-13 JP JP1178988A patent/JP2725060B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04216548A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | フォトマスク |
| CN117608168A (zh) * | 2023-07-24 | 2024-02-27 | 吉通科技（广州）有限公司 | 改进的一种提高光刻机分辨率的方法 |
| CN117608168B (zh) * | 2023-07-24 | 2024-07-02 | 吉通科技（广州）有限公司 | 改进的一种提高光刻机分辨率的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2725060B2 (ja) | 1998-03-09 |
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