JPH06275493A - 投影露光 - Google Patents
投影露光Info
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- JPH06275493A JPH06275493A JP6059393A JP6059393A JPH06275493A JP H06275493 A JPH06275493 A JP H06275493A JP 6059393 A JP6059393 A JP 6059393A JP 6059393 A JP6059393 A JP 6059393A JP H06275493 A JPH06275493 A JP H06275493A
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- pattern
- mask
- exposure
- incident
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-
- 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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細パターンを露光するのに適した投影露光
に関し、従来の位相シフトマスクや斜入射照明よりも、
さらに解像度の高い光投影露光を実現することを目的と
する。 【構成】 一方向に長い形状の繰り返しを含むパターン
を前記一方向に沿って直線偏光した露光光を用いて転写
する。
に関し、従来の位相シフトマスクや斜入射照明よりも、
さらに解像度の高い光投影露光を実現することを目的と
する。 【構成】 一方向に長い形状の繰り返しを含むパターン
を前記一方向に沿って直線偏光した露光光を用いて転写
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光に関し、特に
微細パターンを露光するのに適した投影露光に関する。
微細パターンを露光するのに適した投影露光に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置の高速化、高集積化に
伴い、ますます微細なパターン形成が要求されている。
光を用いたホトリソグラフィとしては、分解能の限界を
打ち破るために、位相シフトマスクや斜入射照明が注目
されている。
伴い、ますます微細なパターン形成が要求されている。
光を用いたホトリソグラフィとしては、分解能の限界を
打ち破るために、位相シフトマスクや斜入射照明が注目
されている。
【０００３】また、光を用いたホトリソグラフィの限界
を打ち破り、解像度を向上させるために、Ｘ線を用いた
Ｘ線露光法や、電子ビームを用いた電子ビーム露光法も
提案され、利用されている。
を打ち破り、解像度を向上させるために、Ｘ線を用いた
Ｘ線露光法や、電子ビームを用いた電子ビーム露光法も
提案され、利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線露光法は、光学系
の実現が容易でなく、装置も大型になりやすい。また、
電子ビーム露光法は、高い解像度を実現できるが、スル
ープットが低い。
の実現が容易でなく、装置も大型になりやすい。また、
電子ビーム露光法は、高い解像度を実現できるが、スル
ープットが低い。
【０００５】位相シフトマスクや斜入射照明は、高いス
ループットを実現することができるが、解像度の限界に
近付いている。本発明の目的は、従来の位相シフトマス
クや斜入射照明よりも、さらに解像度の高い光投影露光
を実現することである。
ループットを実現することができるが、解像度の限界に
近付いている。本発明の目的は、従来の位相シフトマス
クや斜入射照明よりも、さらに解像度の高い光投影露光
を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光方法
は、一方向に長い形状の繰り返しを含むパターンを前記
一方向に沿って直線偏光した露光光を用いて転写する。
は、一方向に長い形状の繰り返しを含むパターンを前記
一方向に沿って直線偏光した露光光を用いて転写する。
【０００７】
【作用】一方向に長い形状の繰り返しを含むパターンを
投影露光する際、繰り返しピッチが短くなると、０次
光、１次光のなす角度は次第に大きくなる。複数次の光
を結像面上に集光するために、高い開口数を有する投影
レンズが使用される。
投影露光する際、繰り返しピッチが短くなると、０次
光、１次光のなす角度は次第に大きくなる。複数次の光
を結像面上に集光するために、高い開口数を有する投影
レンズが使用される。
【０００８】しかしながら、開口数が大きくなり、結像
面上に入射する複数次の回折光のなす角度が大きくなる
と、光の偏光方向によっては干渉を生じなくなる。すな
わち、結像を生じない。結像を生じない光は雑音成分と
なり、解像度を劣化させる。
面上に入射する複数次の回折光のなす角度が大きくなる
と、光の偏光方向によっては干渉を生じなくなる。すな
わち、結像を生じない。結像を生じない光は雑音成分と
なり、解像度を劣化させる。
【０００９】パターンの方向と揃った直線偏光を露光光
として使用することにより、結像面に入射する複数次の
回折光を効率的に干渉させることができる。
として使用することにより、結像面に入射する複数次の
回折光を効率的に干渉させることができる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、位相シフト
マスクや斜入射照明等の位相差を利用した露光技術につ
いて説明する。
マスクや斜入射照明等の位相差を利用した露光技術につ
いて説明する。
【００１１】図５（Ａ）は、位相シフトマスクを概略的
に示す。石英等の透明基板２２の表面上に、クロム等の
遮光性金属膜２３が選択的に形成され、開口を画定す
る。隣接する開口のうち一方には、ＳｉＯ2 膜等の位相
シフタ２４が形成される。
に示す。石英等の透明基板２２の表面上に、クロム等の
遮光性金属膜２３が選択的に形成され、開口を画定す
る。隣接する開口のうち一方には、ＳｉＯ2 膜等の位相
シフタ２４が形成される。
【００１２】位相シフタ２４の厚さは、位相シフタのな
い開口を通過する光に対し、位相シフタを通過する光の
位相を遅らせ、たとえば半波長の位相差を生じさせるよ
うに選択する。
い開口を通過する光に対し、位相シフタを通過する光の
位相を遅らせ、たとえば半波長の位相差を生じさせるよ
うに選択する。
【００１３】したがって、隣接する開口を通過した光線
２１ａ、２１ｂに関して、位相シフタのない開口を通過
した光２１ａは、位相シフタのある開口を通過した光２
１ｂよりも半波長位相が進んでいる。このような逆位相
の波は、干渉を生じた時に相殺し、光強度を減少させ
る。
２１ａ、２１ｂに関して、位相シフタのない開口を通過
した光２１ａは、位相シフタのある開口を通過した光２
１ｂよりも半波長位相が進んでいる。このような逆位相
の波は、干渉を生じた時に相殺し、光強度を減少させ
る。
【００１４】図５（Ｂ）は、斜入射照明を説明するため
の概略図である。石英等の基板２２の上に、クロム等の
遮光膜２３が選択的に形成され、隣接する開口を画定し
ている。
の概略図である。石英等の基板２２の上に、クロム等の
遮光膜２３が選択的に形成され、隣接する開口を画定し
ている。
【００１５】この隣接する開口に対し、傾いた方向から
光２１ａ、２１ｂを照射する。マスクを通過した時点で
考察すると、光線２１ｂは、光線２１ａよりも長い光路
を通過しているため、その位相が遅れる。位相差を半波
長に選択すれば、２つの開口の中央かつ基板法線方向上
でこれら２種類の光が干渉を生じた時には光の強度が減
少する。
光２１ａ、２１ｂを照射する。マスクを通過した時点で
考察すると、光線２１ｂは、光線２１ａよりも長い光路
を通過しているため、その位相が遅れる。位相差を半波
長に選択すれば、２つの開口の中央かつ基板法線方向上
でこれら２種類の光が干渉を生じた時には光の強度が減
少する。
【００１６】図５（Ｃ）は、このような逆位相を有する
２種類の光の干渉によって、光の振幅がどのように変化
するかを概略的に示す。曲線ａで示すような振幅を有す
る光と、曲線ｂで示すような逆位相の振幅を有する光が
干渉すると、曲線ｃで示すような光の振幅が得られる。
ここで、２つの光線が重複する領域においては、光の位
相が逆位相であるため、振幅の減少が生じる。
２種類の光の干渉によって、光の振幅がどのように変化
するかを概略的に示す。曲線ａで示すような振幅を有す
る光と、曲線ｂで示すような逆位相の振幅を有する光が
干渉すると、曲線ｃで示すような光の振幅が得られる。
ここで、２つの光線が重複する領域においては、光の位
相が逆位相であるため、振幅の減少が生じる。
【００１７】図５（Ｄ）は、このような干渉を生じた光
の強度分布を示す。回折によって拡がった逆位相の光
が、その中間の裾の部分において重なり、その振幅を減
少させる。したがって、光の強度も減少する。このよう
に、位相差を有する２光線を干渉させることにより、回
折によって拡がった光の分布幅を制限することが可能に
なる。
の強度分布を示す。回折によって拡がった逆位相の光
が、その中間の裾の部分において重なり、その振幅を減
少させる。したがって、光の強度も減少する。このよう
に、位相差を有する２光線を干渉させることにより、回
折によって拡がった光の分布幅を制限することが可能に
なる。
【００１８】図６は、位相シフトマスクの機能を説明す
るための概略図である。光線２５、２６がマスクに入射
し、一方は位相シフタを通過して出射する。出射光線２
５ｃ、２６ｃはその一方、たとえば２６ｃが他方の光線
２５ｃに対して半波長分位相差を有する。このような逆
位相の光は、干渉した時に振幅にしたがって強度を減少
させる。
るための概略図である。光線２５、２６がマスクに入射
し、一方は位相シフタを通過して出射する。出射光線２
５ｃ、２６ｃはその一方、たとえば２６ｃが他方の光線
２５ｃに対して半波長分位相差を有する。このような逆
位相の光は、干渉した時に振幅にしたがって強度を減少
させる。
【００１９】投影面上に結像を生じさせるためには、２
つの光線２５、２６から生じた少なくとも−１次回折光
２５ａ、２６ａと、１次回折光２５ｂ、２６ｂを投影面
上で干渉させる必要が生じる。
つの光線２５、２６から生じた少なくとも−１次回折光
２５ａ、２６ａと、１次回折光２５ｂ、２６ｂを投影面
上で干渉させる必要が生じる。
【００２０】２つの光線２５、２６のピッチｐに対し
て、−１次回折光の生じる方向を考察する。光線２６ａ
が光線２５ａに対して有する光路差は、図６（Ａ）右側
に示すように、ｐ・ｓｉｎθとなる。−１次回折光につ
いても光路差は同様である。
て、−１次回折光の生じる方向を考察する。光線２６ａ
が光線２５ａに対して有する光路差は、図６（Ａ）右側
に示すように、ｐ・ｓｉｎθとなる。−１次回折光につ
いても光路差は同様である。
【００２１】ピッチｐが大きければ、多数次の回折光が
投影レンズに入射するが、ピッチｐの減少と共に、投影
レンズに入射する光の次数は低下する。したがって、高
解像度を求める場合、０次光、１次光の振る舞いが重要
となる。
投影レンズに入射するが、ピッチｐの減少と共に、投影
レンズに入射する光の次数は低下する。したがって、高
解像度を求める場合、０次光、１次光の振る舞いが重要
となる。
【００２２】位相シフトマスクにおいては、隣接する開
口の一方には位相シフタが形成されるため、出射光の位
相はπずれている。したがって、ｐ・ｓｉｎθがπに等
しくなる方向に、±１次回折光が生じる。１次回折光の
生じる角度θは、ピッチｐが小さくなるほど大きくな
る。
口の一方には位相シフタが形成されるため、出射光の位
相はπずれている。したがって、ｐ・ｓｉｎθがπに等
しくなる方向に、±１次回折光が生じる。１次回折光の
生じる角度θは、ピッチｐが小さくなるほど大きくな
る。
【００２３】図６（Ｂ）は、このような位相シフトマス
クを用いた場合の結像系を概略的に示す。光源からの光
は、マスク照明用の集光レンズ３１を介して、位相シフ
トマスク３２上に照射する。この時、光束の中心光線３
４は、位相シフトマスク３２に対して垂直に照射され
る。
クを用いた場合の結像系を概略的に示す。光源からの光
は、マスク照明用の集光レンズ３１を介して、位相シフ
トマスク３２上に照射する。この時、光束の中心光線３
４は、位相シフトマスク３２に対して垂直に照射され
る。
【００２４】位相シフトマスク３２を通過した光は、逆
位相の２光束となり、上に説明したように、直進する０
次光３５は、干渉によって相殺する。両光束の光強度が
ほぼ等しければ、全体として光強度はほぼ消滅し、−１
次光３６と１次光３７が主な光線となる。これら２種類
の光線３６、３７を投影レンズ３３で投影面上に照射す
ることにより、結像が生じる。
位相の２光束となり、上に説明したように、直進する０
次光３５は、干渉によって相殺する。両光束の光強度が
ほぼ等しければ、全体として光強度はほぼ消滅し、−１
次光３６と１次光３７が主な光線となる。これら２種類
の光線３６、３７を投影レンズ３３で投影面上に照射す
ることにより、結像が生じる。
【００２５】図７は、斜入射照明露光を説明するための
概略図である。図７（Ａ）は、斜入射照明露光における
光の振る舞いを概略的に示す。集光レンズ４１の下に、
二分割状の開口部を有するしぼり板４０が配置される。
概略図である。図７（Ａ）は、斜入射照明露光における
光の振る舞いを概略的に示す。集光レンズ４１の下に、
二分割状の開口部を有するしぼり板４０が配置される。
【００２６】集光レンズ４１に入射した光は、しぼり板
４０の開口を通過する光のみがマスク４２に入射する。
したがって、マスク４２に入射する光４４は、マスク４
２に対して角度θ傾いている。
４０の開口を通過する光のみがマスク４２に入射する。
したがって、マスク４２に入射する光４４は、マスク４
２に対して角度θ傾いている。
【００２７】このように、法線に対して傾いた光が隣接
する開口に入射すると、図５（Ｂ）に関連して説明した
ように、隣接する開口間で位相差が生じる。基板法線方
向に進む光は干渉で相殺され、回折光は直進する０次光
４５の他、−１次光４６、１次光４７等が生じる。図に
示した状態においては、０次光４５と１次光４７が投影
レンズ４３によって集光され、投影面上に照射される。
する開口に入射すると、図５（Ｂ）に関連して説明した
ように、隣接する開口間で位相差が生じる。基板法線方
向に進む光は干渉で相殺され、回折光は直進する０次光
４５の他、−１次光４６、１次光４７等が生じる。図に
示した状態においては、０次光４５と１次光４７が投影
レンズ４３によって集光され、投影面上に照射される。
【００２８】マスク４２上の隣接開口間のピッチｐが小
さくなるにつれ、０次光４５と１次光４７のなす角度は
大きくなるため、これらの光を集光するためには、大き
な開口数を有する投影レンズ４３を用いる必要がある。
さくなるにつれ、０次光４５と１次光４７のなす角度は
大きくなるため、これらの光を集光するためには、大き
な開口数を有する投影レンズ４３を用いる必要がある。
【００２９】図７（Ｂ）は、斜め入射照明露光の光学系
を概略的に説明するための図である。集光レンズ４１、
マスク４２、投影レンズ４３が光軸上に配列されてい
る。集光レンズ４１からマスク４２上に、斜めに入射す
る光の進行方向が光軸となす角度をθ1 とする。また、
マスク４２から発する光が、投影レンズ４３の最外側を
通過する場合の光軸となす角度をθ2 とする。
を概略的に説明するための図である。集光レンズ４１、
マスク４２、投影レンズ４３が光軸上に配列されてい
る。集光レンズ４１からマスク４２上に、斜めに入射す
る光の進行方向が光軸となす角度をθ1 とする。また、
マスク４２から発する光が、投影レンズ４３の最外側を
通過する場合の光軸となす角度をθ2 とする。
【００３０】投影レンズ４３の最外側を通過した光線
が、投影面上に進む場合、その光が光軸となす角度をθ
3 とする。ここで、 σ＝ｓｉｎθ1 ／ｓｉｎθ2 、 ｓｉｎθ2 ＝ＮＡ／ｍ、 ＮＡ＝ｓｉｎθ3 である。なお、ＮＡは開口数、１／ｍは縮小率である。
が、投影面上に進む場合、その光が光軸となす角度をθ
3 とする。ここで、 σ＝ｓｉｎθ1 ／ｓｉｎθ2 、 ｓｉｎθ2 ＝ＮＡ／ｍ、 ＮＡ＝ｓｉｎθ3 である。なお、ＮＡは開口数、１／ｍは縮小率である。
【００３１】この時、 ｓｉｎθ1 ＝σ・ｓｉｎθ2 ＝σ・（ＮＡ／ｍ） となる。
【００３２】書き換えれば、 θ1 ＝ｓｉｎ-1〔σ・（ＮＡ／ｍ）〕 となる。
【００３３】マスク４２に入射する光線のなす角度θ1
の最大角度は、 θ1 ＝θ2 である。この時、σ＝１となる。
の最大角度は、 θ1 ＝θ2 である。この時、σ＝１となる。
【００３４】斜入射照明露光においては、光軸に沿って
進む光は、解像度を低減させる原因となるため、入射光
の角度θ1 をある程度以上に大きくすることが望まれ
る。たとえば、 ０．４≦σ≦１ とすることが好ましい。
進む光は、解像度を低減させる原因となるため、入射光
の角度θ1 をある程度以上に大きくすることが望まれ
る。たとえば、 ０．４≦σ≦１ とすることが好ましい。
【００３５】図８は、偏光による結像能力の差を説明す
るための概略図である。マスク上にラインアンドスペー
スの平行パターンが形成されているとする。図８（Ａ）
は、ラインアンドスペースのパターン方向に平行な偏光
を用いた場合の結像を説明する図である。
るための概略図である。マスク上にラインアンドスペー
スの平行パターンが形成されているとする。図８（Ａ）
は、ラインアンドスペースのパターン方向に平行な偏光
を用いた場合の結像を説明する図である。
【００３６】マスク７の上には、紙面と垂直な方向にラ
インアンドスペースのパターンが形成されているとす
る。このマスク７に、紙面と垂直な方向に偏光した直線
偏光が垂直に入射するとする。すなわち、偏光の方向と
パターンの方向は平行である。
インアンドスペースのパターンが形成されているとす
る。このマスク７に、紙面と垂直な方向に偏光した直線
偏光が垂直に入射するとする。すなわち、偏光の方向と
パターンの方向は平行である。
【００３７】マスク７を通過した後、−１次回折光１５
と１次回折光１６が、図のように生じ、投影レンズ８に
よって集光され、ウエハ９等の露光面上に入射するとす
る。この時、偏光方向は、常に紙面に垂直方向であり、
−１次回折光１５と１次回折光１６の偏光方向は等し
い。したがって、ウエハ９上で−１次回折光１５と１次
回折光１６は干渉を生じ、結像する。
と１次回折光１６が、図のように生じ、投影レンズ８に
よって集光され、ウエハ９等の露光面上に入射するとす
る。この時、偏光方向は、常に紙面に垂直方向であり、
−１次回折光１５と１次回折光１６の偏光方向は等し
い。したがって、ウエハ９上で−１次回折光１５と１次
回折光１６は干渉を生じ、結像する。
【００３８】図８（Ｂ）は、ラインアンドスペースパタ
ーンの方向と偏光方向が、垂直な場合の光の振る舞いを
示す。マスク７は、図８（Ａ）に関して説明したのと同
様に、紙面に垂直な方向にラインアンドスペースパター
ンを有するとする。このマスク７に、垂直な方向から紙
面内で偏光方向を有する直線偏光が入射するとする。
ーンの方向と偏光方向が、垂直な場合の光の振る舞いを
示す。マスク７は、図８（Ａ）に関して説明したのと同
様に、紙面に垂直な方向にラインアンドスペースパター
ンを有するとする。このマスク７に、垂直な方向から紙
面内で偏光方向を有する直線偏光が入射するとする。
【００３９】マスク７を通過して生じた−１次回折光１
５と１次回折光１６の偏光方向は、それぞれ紙面内にあ
り、光の進行方向に垂直である。投影レンズ８によって
集光され、ウエハ９上に照射する光の偏光方向も、図に
示すように、光線の進行方向に垂直であり、紙面内に存
在する。
５と１次回折光１６の偏光方向は、それぞれ紙面内にあ
り、光の進行方向に垂直である。投影レンズ８によって
集光され、ウエハ９上に照射する光の偏光方向も、図に
示すように、光線の進行方向に垂直であり、紙面内に存
在する。
【００４０】図から明らかなように、−１次回折光１５
と１次回折光１６のなす角度が大きくなれば、偏光方向
は互いに交差し、−１次回折光１５と１次回折光１６の
干渉する度合いは低減する。
と１次回折光１６のなす角度が大きくなれば、偏光方向
は互いに交差し、−１次回折光１５と１次回折光１６の
干渉する度合いは低減する。
【００４１】もし、−１次回折光１５と１次回折光１６
がなす直角成分においては、干渉は全く生じない。すな
わち、これら２つの光は結像せず、雑音成分となってし
まう。
がなす直角成分においては、干渉は全く生じない。すな
わち、これら２つの光は結像せず、雑音成分となってし
まう。
【００４２】本発明は、これらの考察に基づき、結像面
上で有効な干渉を生じる光のみを用いる露光方法を提案
する。図１は、本発明の実施例による露光方法を説明す
るための概略図である。光源１は、たとえば超高圧水銀
ランプである。光源１の上側には反射鏡２が配置され、
上側に発射した光を反射し、下側に向ける。
上で有効な干渉を生じる光のみを用いる露光方法を提案
する。図１は、本発明の実施例による露光方法を説明す
るための概略図である。光源１は、たとえば超高圧水銀
ランプである。光源１の上側には反射鏡２が配置され、
上側に発射した光を反射し、下側に向ける。
【００４３】光源１の下側にはフライアイレンズ３が配
置され、入射する光を均等にマスク７上に照射する。フ
ライアイレンズ３とマスク７の間に、偏光板４が配置さ
れている。偏光板４は、使用する光の波長において、十
分な偏光能力を有するものである。
置され、入射する光を均等にマスク７上に照射する。フ
ライアイレンズ３とマスク７の間に、偏光板４が配置さ
れている。偏光板４は、使用する光の波長において、十
分な偏光能力を有するものである。
【００４４】マスク７は、たとえば石英ガラス板の上
に、位相シフタが設けられているものである。この場
合、位相シフタの周縁に沿って干渉により光強度が低減
する領域が生じる。さらに、光を透過する開口を画定す
るクロム膜が形成されてもよい。なお、マスク７の下方
には、投影レンズ８が配置され、入射する光をウエハ９
上に焦合する。
に、位相シフタが設けられているものである。この場
合、位相シフタの周縁に沿って干渉により光強度が低減
する領域が生じる。さらに、光を透過する開口を画定す
るクロム膜が形成されてもよい。なお、マスク７の下方
には、投影レンズ８が配置され、入射する光をウエハ９
上に焦合する。
【００４５】マスク７には、図に示すように、Ｙ方向に
長い形状の繰り返しを含むパターンが形成されている。
この時、偏光板４の偏光方向Ｐは、マスク７上のパター
ン方向と平行になるようにＹ軸方向に設定する。したが
って、偏光板４を通過した光は、図に示すように、Ｙ方
向に偏光している。
長い形状の繰り返しを含むパターンが形成されている。
この時、偏光板４の偏光方向Ｐは、マスク７上のパター
ン方向と平行になるようにＹ軸方向に設定する。したが
って、偏光板４を通過した光は、図に示すように、Ｙ方
向に偏光している。
【００４６】マスク７上のパターンを通過した光は、回
折光を生じ、これら回折光が投影レンズ８によって集光
され、ウエハ９上に焦合する。この時、ウエハ９上に入
射する光の偏光方向が、それぞれＹ軸方向に揃っている
ため、これらの光は有効に干渉を生じ、ウエハ９上に結
像する。
折光を生じ、これら回折光が投影レンズ８によって集光
され、ウエハ９上に焦合する。この時、ウエハ９上に入
射する光の偏光方向が、それぞれＹ軸方向に揃っている
ため、これらの光は有効に干渉を生じ、ウエハ９上に結
像する。
【００４７】図２は、偏光を用いた投影露光による実験
に用いたマスクのサンプルパターンのを示す。マスクパ
ターンは、Ｙ方向に長いラインアンドスペースパターン
１２と、Ｘ方向に長いラインアンドスペースパターン１
４で構成されている。ここで、各パターン１２、１４
は、石英ガラス板状に形成したＳｉＯ2 の位相シフタの
みによって作製した。
に用いたマスクのサンプルパターンのを示す。マスクパ
ターンは、Ｙ方向に長いラインアンドスペースパターン
１２と、Ｘ方向に長いラインアンドスペースパターン１
４で構成されている。ここで、各パターン１２、１４
は、石英ガラス板状に形成したＳｉＯ2 の位相シフタの
みによって作製した。
【００４８】露光系の光学条件は、露光波長＝３６５ｎ
ｍ（ｉ線）、ＮＡ＝０．５４、σ＝０．５とした。ま
た、縮小率１／ｍは１／５とし、ピッチの異なるマスク
パターンを複数組形成した。
ｍ（ｉ線）、ＮＡ＝０．５４、σ＝０．５とした。ま
た、縮小率１／ｍは１／５とし、ピッチの異なるマスク
パターンを複数組形成した。
【００４９】なお、パターン１２、１４を形成する位相
シフタの膜厚は約３８８ｎｍとした。すなわち、位相シ
フタを通過することにより、波長３６５ｎｍの光は、π
の位相差を生じる。
シフタの膜厚は約３８８ｎｍとした。すなわち、位相シ
フタを通過することにより、波長３６５ｎｍの光は、π
の位相差を生じる。
【００５０】用いたホトレジストは、住友化学から入手
することのできる商品名ＰＦＩ１５である。図３（Ａ）
は、従来技術に従い、非偏光の光を用いてサンプルパタ
ーンを露光したレジストパターンのＳＥＭ写真である。
また、図３（Ｂ）は、Ｙ方向に偏向した光を用いてサン
プルパターンを露光したレジストパターンのＳＥＭ写真
である。
することのできる商品名ＰＦＩ１５である。図３（Ａ）
は、従来技術に従い、非偏光の光を用いてサンプルパタ
ーンを露光したレジストパターンのＳＥＭ写真である。
また、図３（Ｂ）は、Ｙ方向に偏向した光を用いてサン
プルパターンを露光したレジストパターンのＳＥＭ写真
である。
【００５１】マスク上で２μｍ（ウエハ上で０．４μ
ｍ）幅の位相シフタをピッチ４μｍで配置したパターン
の結像結果を見ると、従来技術による場合はパターンの
方向によらず、十分な解像が得られていない。
ｍ）幅の位相シフタをピッチ４μｍで配置したパターン
の結像結果を見ると、従来技術による場合はパターンの
方向によらず、十分な解像が得られていない。
【００５２】これに対して、図３（Ｂ）で示すＹ方向に
偏向した光を用いた露光においては、Ｙ方向に長いパタ
ーン１２の像は十分解像している。ただし、Ｘ方向に長
いパターン１４は、従来技術におけるよりも解像度が悪
い。
偏向した光を用いた露光においては、Ｙ方向に長いパタ
ーン１２の像は十分解像している。ただし、Ｘ方向に長
いパターン１４は、従来技術におけるよりも解像度が悪
い。
【００５３】図３（Ａ）（Ｂ））の結果を見ると、パタ
ーン方向に合わせて、偏光方向を選択することにより、
解像度を上げられることが判る。したがって、露光すべ
きパターンが一方向に揃ったパターンである時は、その
方向に合わせた直線偏光を用いることにより、高い解像
度を得ることができる。たとえば、ＳＡＷフィルタの電
極や、回折格子等の露光に利用することができる。
ーン方向に合わせて、偏光方向を選択することにより、
解像度を上げられることが判る。したがって、露光すべ
きパターンが一方向に揃ったパターンである時は、その
方向に合わせた直線偏光を用いることにより、高い解像
度を得ることができる。たとえば、ＳＡＷフィルタの電
極や、回折格子等の露光に利用することができる。
【００５４】露光すべきパターンが、Ｘ方向のパターン
と、Ｙ方向のパターンの混在するものである時は、露光
すべきパターンを２種類に分け、それぞれ偏光方向を選
択して露光すればよい。
と、Ｙ方向のパターンの混在するものである時は、露光
すべきパターンを２種類に分け、それぞれ偏光方向を選
択して露光すればよい。
【００５５】図４は、本発明の他の実施例による投影露
光を説明するための図である。本実施例においては、斜
入射照明露光を用いる。光源１、反射鏡２、フライアイ
レンズ３、マスク７、投影レンズ８、ウエハ９は、図１
の実施例で説明したものと同様である。
光を説明するための図である。本実施例においては、斜
入射照明露光を用いる。光源１、反射鏡２、フライアイ
レンズ３、マスク７、投影レンズ８、ウエハ９は、図１
の実施例で説明したものと同様である。
【００５６】フライアイレンズ３とマスク７の間に、光
軸に関して対称的に配置した対向する開口を有するしぼ
り板５が配置されている。しぼり板５は、たとえばアル
ミニウム板で形成する。しぼり板５の開口部には、偏光
板６が配置されている。したがって、光源１を発し、フ
ライアイレンズ３を通過した光は、しぼり板５の光のみ
が開口部を透過するの偏光板６を通ってマスク７に達す
る。
軸に関して対称的に配置した対向する開口を有するしぼ
り板５が配置されている。しぼり板５は、たとえばアル
ミニウム板で形成する。しぼり板５の開口部には、偏光
板６が配置されている。したがって、光源１を発し、フ
ライアイレンズ３を通過した光は、しぼり板５の光のみ
が開口部を透過するの偏光板６を通ってマスク７に達す
る。
【００５７】マスク７上のパターンが、Ｙ方向に長いパ
ターンである時は、しぼり板５の対向開口をＸ方向に並
べ、偏光板６の偏光方向をＹ方向にする。このような配
置とすることにより、Ｙ方向のパターンを有するマスク
７を通過した光は、Ｙ方向の偏光方向を保ったまま結像
面上に達し、ウエハ９上で効率的に結像する。
ターンである時は、しぼり板５の対向開口をＸ方向に並
べ、偏光板６の偏光方向をＹ方向にする。このような配
置とすることにより、Ｙ方向のパターンを有するマスク
７を通過した光は、Ｙ方向の偏光方向を保ったまま結像
面上に達し、ウエハ９上で効率的に結像する。
【００５８】なお、マスクへの斜入射角度θ1 として、 θ1 ＝ｓｉｎ-1〔（０．４〜１．０）×（ＮＡ／ｍ）〕
の範囲にあることが好ましい。
の範囲にあることが好ましい。
【００５９】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
図４の構成において、しぼり板５と偏光板６とは別体と
してもよい。また、対向開口の形状を矩形等、他の形状
としてもよい。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
図４の構成において、しぼり板５と偏光板６とは別体と
してもよい。また、対向開口の形状を矩形等、他の形状
としてもよい。
【００６０】また、マスク上に偏光の効果を持たせるこ
とも可能である。その他、種々の変更、改良、組み合わ
せ等が可能なことは当業者に自明であろう。
とも可能である。その他、種々の変更、改良、組み合わ
せ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００６１】
【発明の効果】マスクの方向に合わせ、方向を選択した
直線偏光を用いて投影露光を行なうことにより、解像度
を向上させることができる。
直線偏光を用いて投影露光を行なうことにより、解像度
を向上させることができる。
【図１】本発明の実施例による投影露光を説明するため
の概略斜視図である。
の概略斜視図である。
【図２】図１の実施例の露光実験用サンプルのパターン
形状を示す概略図である。
形状を示す概略図である。
【図３】実験結果を示すＳＥＭ写真である。
【図４】本発明の他の実施例による投影露光を説明する
ための斜視図である。
ための斜視図である。
【図５】位相差を利用した露光技術を説明するための概
略線図である。
略線図である。
【図６】位相シフトマスクを説明するための概略線図で
ある。
ある。
【図７】斜入射照明露光を説明するめたの概略線図であ
る。
る。
【図８】偏光による結像能力の差を説明するための概略
線図である。
線図である。
１ 光源 ２ 反射鏡 ３ フライアイレンズ ４ 偏光板 ５ しぼり板 ６ 偏光板 ７ マスク ８ 投影レンズ ９ ウエハ
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】実験結果を示す薄膜の顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 1/08 Ｄ 7369−2Ｈ 7/20 ５２１ 7316−2Ｈ
Claims (5)
- 【請求項１】 一方向に長い形状の繰り返しを含むパタ
ーンを前記一方向に沿って直線偏光した露光光を用いて
転写する投影露光方法。 - 【請求項２】 前記パターンが位相シフトマスクパター
ンである請求項１記載の投影露光方法。 - 【請求項３】 パターン法線を含んで前記一方向に垂直
な面を入射面とし、その面内で斜めの方向を主たる方向
とする前記露光光がパターンに入射する請求項１記載の
投影露光方法。 - 【請求項４】 露光光を発する光源（１）と、 前記光源から発した光をパターン上に照射する光学系
（２、３）と、 前記光源から発した光が該パターンに到達するまでの光
路上に配置され、該パターンを照射する光を直線偏光さ
せる偏光子（４、６）とを有する投影露光装置。 - 【請求項５】 さらに、前記光源から発した光が前記パ
ターンに到達するまでの光路上に配置され、光軸を挟ん
で対向する開口部を有し、該パターンを照射する光の入
射方向を制限するしぼり部材（５）を有する請求項４記
載の投影露光装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6059393A JPH06275493A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 投影露光 |
| US08/069,853 US5465220A (en) | 1992-06-02 | 1993-06-01 | Optical exposure method |
| EP93304280A EP0573281B1 (en) | 1992-06-02 | 1993-06-02 | Method for optimizing a light source profile in an optical exposure apparatus and optical exposure method in which a light source profile is set using such optimization method, in particular where the light is projected obliquely towards a mask |
| US08/510,128 US5607821A (en) | 1902-06-09 | 1995-08-01 | Optical exposure method |
| US08/734,790 US6045976A (en) | 1992-06-02 | 1996-10-25 | Optical exposure method |
| KR97041359A KR0136800B1 (en) | 1992-06-02 | 1997-08-27 | An optimization method for a light source profile |
| US09/500,527 US6420094B1 (en) | 1992-06-02 | 2000-02-09 | Optical exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6059393A JPH06275493A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 投影露光 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275493A true JPH06275493A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13146694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6059393A Withdrawn JPH06275493A (ja) | 1902-06-09 | 1993-03-19 | 投影露光 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275493A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665138B1 (ko) * | 2004-05-25 | 2007-01-09 | 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이. | 편광 패턴을 제공하기 위한 장치 |
| US7265816B2 (en) | 2004-06-21 | 2007-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method with modified illumination generator |
| US7736839B2 (en) | 2004-02-26 | 2010-06-15 | Renesas Technology Corp. | Process for fabricating semiconductor device and method for generating mask pattern data |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP6059393A patent/JPH06275493A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7736839B2 (en) | 2004-02-26 | 2010-06-15 | Renesas Technology Corp. | Process for fabricating semiconductor device and method for generating mask pattern data |
| KR100665138B1 (ko) * | 2004-05-25 | 2007-01-09 | 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이. | 편광 패턴을 제공하기 위한 장치 |
| US7265816B2 (en) | 2004-06-21 | 2007-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method with modified illumination generator |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |