JPH0661117A - 半導体基板にパターン化されたレジスト層を形成する方法およびその方法に使用するレティクル - Google Patents
半導体基板にパターン化されたレジスト層を形成する方法およびその方法に使用するレティクルInfo
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- JPH0661117A JPH0661117A JP11118493A JP11118493A JPH0661117A JP H0661117 A JPH0661117 A JP H0661117A JP 11118493 A JP11118493 A JP 11118493A JP 11118493 A JP11118493 A JP 11118493A JP H0661117 A JPH0661117 A JP H0661117A
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- 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
-
- 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
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レティクル、およびレティクルを用いて半導
体基板の上にパターン化されたフォトレジスト層を形成
する方法を得ることである。 【構成】 基板にフォトレジスト層が被覆される。フォ
トレジスト層は、レティクルを透過させられる波長を有
する放射波に選択的にさらされる。レティクルは少なく
とも１つの第１の区域と、少なくとも１つの第２の区域
と、少なくとも１つの第３の区域とを有する。第１の区
域は第１の透過率を有する。第２の区域は第１の区域に
隣接し、第１の透過率より低い第２の透過率を有する。
第２の区域は、それを透過する放射の位相を、第１の区
域を透過した放射の位相に対して１８０度推移させられ
る。第３の区域は第２の区域に隣接する。第３の区域は
ほぼ不透明であって、放射の透過をほぼ阻止する。フォ
トレジスト層は現像されて、少なくとも１つのフォトレ
ジスト層開口部と少なくとも１つのフォトレジスト要素
を含むパターン化されたフォトレジスト要素を形成す
る。
体基板の上にパターン化されたフォトレジスト層を形成
する方法を得ることである。 【構成】 基板にフォトレジスト層が被覆される。フォ
トレジスト層は、レティクルを透過させられる波長を有
する放射波に選択的にさらされる。レティクルは少なく
とも１つの第１の区域と、少なくとも１つの第２の区域
と、少なくとも１つの第３の区域とを有する。第１の区
域は第１の透過率を有する。第２の区域は第１の区域に
隣接し、第１の透過率より低い第２の透過率を有する。
第２の区域は、それを透過する放射の位相を、第１の区
域を透過した放射の位相に対して１８０度推移させられ
る。第３の区域は第２の区域に隣接する。第３の区域は
ほぼ不透明であって、放射の透過をほぼ阻止する。フォ
トレジスト層は現像されて、少なくとも１つのフォトレ
ジスト層開口部と少なくとも１つのフォトレジスト要素
を含むパターン化されたフォトレジスト要素を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の分野に関す
るものであり、特に、移相レティクルを用いるパターン
化されたレジスト層の形成に関するものである。
るものであり、特に、移相レティクルを用いるパターン
化されたレジスト層の形成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体産業においては、レジスト層をパ
ターン化するために、装置パターンを有するレティクル
（マスクとも呼ばれる）を持つリソグラフィック・プリ
ンタが何年にもわたって用いられてきた。現在の半導体
装置は非常に小さい寸法のパターンを必要とする。レテ
ィクル・パターンをレジスト層内で解像できる限り、パ
ターンをレジスト層内に形成できる。ここでは許容可能
なプロセス・ウィンドウを維持しながらレジスト層内で
解像できる最少寸法として定義できる解像力は、 ｋ1 ・λ／ＮＡ でほぼ与えられる。ここに、ｋ1 は与えられたリソグラ
フィック・プロセスについての定数（プロセス定数）、
λは放射の波長、ＮＡはレンズの開口数である。ｋ1 は
真の定数ではなく、実際には変化することがあることを
当業者はわかるであろう。通常のレティクルはクローム
要素と、それらのクローム要素の間の開口部とを有す
る。通常のレティクルのｋ1 は約０．８である。通常の
レティクルを用いるレティクルの解像力限度のことを以
後通常の解像力限度と呼ぶが、それは約０．８λ／ＮＡ
である。λが約３６５ｎｍで、ＮＡが約０．５４である
と、通常の解像力限度は約０．５４μｍである。
ターン化するために、装置パターンを有するレティクル
（マスクとも呼ばれる）を持つリソグラフィック・プリ
ンタが何年にもわたって用いられてきた。現在の半導体
装置は非常に小さい寸法のパターンを必要とする。レテ
ィクル・パターンをレジスト層内で解像できる限り、パ
ターンをレジスト層内に形成できる。ここでは許容可能
なプロセス・ウィンドウを維持しながらレジスト層内で
解像できる最少寸法として定義できる解像力は、 ｋ1 ・λ／ＮＡ でほぼ与えられる。ここに、ｋ1 は与えられたリソグラ
フィック・プロセスについての定数（プロセス定数）、
λは放射の波長、ＮＡはレンズの開口数である。ｋ1 は
真の定数ではなく、実際には変化することがあることを
当業者はわかるであろう。通常のレティクルはクローム
要素と、それらのクローム要素の間の開口部とを有す
る。通常のレティクルのｋ1 は約０．８である。通常の
レティクルを用いるレティクルの解像力限度のことを以
後通常の解像力限度と呼ぶが、それは約０．８λ／ＮＡ
である。λが約３６５ｎｍで、ＮＡが約０．５４である
と、通常の解像力限度は約０．５４μｍである。
【０００３】移相レティクルはクローム要素と、移相要
素と、レティクル開口部とを有する。レティクル開口部
はクローム要素と移相要素の間の領域である。典型的な
従来の移相レティクルが図２に示されている。この移相
レティクルはクローム要素１１と、移相リム１２と、レ
ティクル開口部１３とを含む。移相リムはある種の移相
要素である。レティクルについては後で詳しく説明す
る。移相リム１２を透過させられる放射の透過率は、レ
ティクル開口部１３を透過させられる放射の透過率にほ
ぼ同じである。
素と、レティクル開口部とを有する。レティクル開口部
はクローム要素と移相要素の間の領域である。典型的な
従来の移相レティクルが図２に示されている。この移相
レティクルはクローム要素１１と、移相リム１２と、レ
ティクル開口部１３とを含む。移相リムはある種の移相
要素である。レティクルについては後で詳しく説明す
る。移相リム１２を透過させられる放射の透過率は、レ
ティクル開口部１３を透過させられる放射の透過率にほ
ぼ同じである。
【０００４】本願においては、移相要素の幅はＩＲＦ・
λ／ＮＡの一部として表現されることが時にはある。こ
こに、ＩＲＦはレンズの映像縮小率、λは放射の波長、
ＮＡはレンズの開口数である。ＩＲＦ・λ／ＮＡの単位
で表される幅が用いられる理由は、移相要素の実際の幅
が、それら３つのパラメータを基にして変えられるから
である。プロセス定数ｋ1 は、移相要素の幅が狭くなる
につれて小さくなる。ｋ1 は移相要素の幅の関数である
が、移相要素の幅を与えられてｋ1 を決定するための式
は知られていない。図１は、移相要素の幅が狭くなるに
つれてｋ1 が小さくなることを全体として示すが、ｋ1
は移相要素幅の線形関数ではないことがある。従来の移
相要素レティクルの移相要素の幅が約０．４ＩＲＦ・λ
／ＮＡより広い時は、移相要素は広すぎ、レティクルが
放射にさらされた時は移相要素の中心の下側のレジスト
層は十分に不透明である。移相要素の幅は通常は約０．
１ＩＲＦ・λ／ＮＡより狭くない。その理由は、０．１
ＩＲＦ・λ／ＮＡより狭い移相要素に対するｋ1 が通常
のレティクルに対するｋ1 と同じ値に近いからである。
移相要素の幅が約０．４ＩＲＦ・λ／ＮＡであるとｋ1
が約０．７であり、λが約３６５ｎｍで、ＮＡが約０．
９４である時の解像力限界が約０．４７μｍである。同
じλとＮＡに対して解像力限界は通常の解像力限界より
約１３％小さい。
λ／ＮＡの一部として表現されることが時にはある。こ
こに、ＩＲＦはレンズの映像縮小率、λは放射の波長、
ＮＡはレンズの開口数である。ＩＲＦ・λ／ＮＡの単位
で表される幅が用いられる理由は、移相要素の実際の幅
が、それら３つのパラメータを基にして変えられるから
である。プロセス定数ｋ1 は、移相要素の幅が狭くなる
につれて小さくなる。ｋ1 は移相要素の幅の関数である
が、移相要素の幅を与えられてｋ1 を決定するための式
は知られていない。図１は、移相要素の幅が狭くなるに
つれてｋ1 が小さくなることを全体として示すが、ｋ1
は移相要素幅の線形関数ではないことがある。従来の移
相要素レティクルの移相要素の幅が約０．４ＩＲＦ・λ
／ＮＡより広い時は、移相要素は広すぎ、レティクルが
放射にさらされた時は移相要素の中心の下側のレジスト
層は十分に不透明である。移相要素の幅は通常は約０．
１ＩＲＦ・λ／ＮＡより狭くない。その理由は、０．１
ＩＲＦ・λ／ＮＡより狭い移相要素に対するｋ1 が通常
のレティクルに対するｋ1 と同じ値に近いからである。
移相要素の幅が約０．４ＩＲＦ・λ／ＮＡであるとｋ1
が約０．７であり、λが約３６５ｎｍで、ＮＡが約０．
９４である時の解像力限界が約０．４７μｍである。同
じλとＮＡに対して解像力限界は通常の解像力限界より
約１３％小さい。
【０００５】移相要素の幅が広くなると、少なくとも１
つの面倒な問題が起きる。移相要素の幅が狭くなるにつ
れて、図１に示すように移相要素の中心の下側のレジス
ト層表面における放射の強さが低くなる。本願において
用いる記号Ｉはレティクルの下側のレジスト層表面上の
点における放射の強さ、Ｉ0 はレティクルが放射にさら
される時にレティクルへ入射する放射の強さをそれぞれ
示す。図１においてＩ／Ｉ0 は移相要素の中心の下側の
強さの比である。
つの面倒な問題が起きる。移相要素の幅が狭くなるにつ
れて、図１に示すように移相要素の中心の下側のレジス
ト層表面における放射の強さが低くなる。本願において
用いる記号Ｉはレティクルの下側のレジスト層表面上の
点における放射の強さ、Ｉ0 はレティクルが放射にさら
される時にレティクルへ入射する放射の強さをそれぞれ
示す。図１においてＩ／Ｉ0 は移相要素の中心の下側の
強さの比である。
【０００６】図２は移相リムを有する従来の移相レティ
クルを示す。このレティクルは、石英板１０と、移相リ
ム１２と、クローム要素１１とを含むレティクルベース
を備える。移相リム１２とクローム要素１１は石英板１
０へ接触する。レティクルはレティクル開口部１３を有
する。レティクル開口部１３はレティクルのうち、石英
板１０が移相リム１２とクローム要素１１を有しない区
域である。レティクル開口部１３が移相リム１２により
囲まれ、その移相リムがクローム要素１１により囲まれ
るようにレティクルは構成される。移相リム１２の幅は
０．４ＩＲＦ・λ／ＮＡであり、移相リム１２を透過し
た放射の位相がレティクル開口部１３を通った放射に対
して１８０度移相されるような厚さを有する。レティク
ル開口部１３を透過した放射の透過率は、移相リム１２
を透過した放射の透過率にほぼ等しい。
クルを示す。このレティクルは、石英板１０と、移相リ
ム１２と、クローム要素１１とを含むレティクルベース
を備える。移相リム１２とクローム要素１１は石英板１
０へ接触する。レティクルはレティクル開口部１３を有
する。レティクル開口部１３はレティクルのうち、石英
板１０が移相リム１２とクローム要素１１を有しない区
域である。レティクル開口部１３が移相リム１２により
囲まれ、その移相リムがクローム要素１１により囲まれ
るようにレティクルは構成される。移相リム１２の幅は
０．４ＩＲＦ・λ／ＮＡであり、移相リム１２を透過し
た放射の位相がレティクル開口部１３を通った放射に対
して１８０度移相されるような厚さを有する。レティク
ル開口部１３を透過した放射の透過率は、移相リム１２
を透過した放射の透過率にほぼ等しい。
【０００７】レティクルは、図３Ａ〜Ｃに示すように、
レジスト層をパターン化するために用いられる。図３Ａ
は図２におけるレティクルの横断面図を含み、石英板１
０と、クローム要素１１と、移相リム１２と、レティク
ル開口部１３とを有する。放射がレティクルに入射する
と、その放射はレティクル開口部１３と移相リム１２を
通るが、クローム要素１１は放射の透過のほぼ全てを阻
止する。図３Ｂは、図２に示されているレティクルを用
いる時に、Ｉ／Ｉ0 がレジスト層表面を横切ってどのよ
うに変化するかを示す。図３Ｂからわかるように、クロ
ーム要素１１の下側のＩ／Ｉ0 はほぼ零であり、レティ
クル開口部１３の下側の移相リム１２から離れている部
分のＩ／Ｉ0 が１に近い。
レジスト層をパターン化するために用いられる。図３Ａ
は図２におけるレティクルの横断面図を含み、石英板１
０と、クローム要素１１と、移相リム１２と、レティク
ル開口部１３とを有する。放射がレティクルに入射する
と、その放射はレティクル開口部１３と移相リム１２を
通るが、クローム要素１１は放射の透過のほぼ全てを阻
止する。図３Ｂは、図２に示されているレティクルを用
いる時に、Ｉ／Ｉ0 がレジスト層表面を横切ってどのよ
うに変化するかを示す。図３Ｂからわかるように、クロ
ーム要素１１の下側のＩ／Ｉ0 はほぼ零であり、レティ
クル開口部１３の下側の移相リム１２から離れている部
分のＩ／Ｉ0 が１に近い。
【０００８】各妨害区域Ａ２１、Ａ２２は図３Ａに示す
ように移相リム１２の一部を含む。各妨害区域内部で
は、移相リム１２を透過した放射の位相はレティクル開
口部１３を透過した放射の位相から約１８０度推移させ
られる。妨害区域へ入るレティクル開口部１３からの放
射は、妨害区域内の移相リム１２を透過させられた放射
により妨害される。理論的には、妨害は放射が妨害区域
の下側のレジスタ層に到達することを必ず阻止するもの
である。現像後は、理論的なパターン化されたレジスト
層は、後退のない壁角度（θ）９０度を有するレジスト
要素と、レジスト層が残留していないレジスト層開口部
とを有する。この明細書で用いる壁角度というのは、レ
ジスト層開口部において、レジスト層要素の下側の基板
表面に対するレジスト層の縁部により形成された角度で
ある。壁角度は基板表面から測定され、壁角度９０度は
垂直縁部である。
ように移相リム１２の一部を含む。各妨害区域内部で
は、移相リム１２を透過した放射の位相はレティクル開
口部１３を透過した放射の位相から約１８０度推移させ
られる。妨害区域へ入るレティクル開口部１３からの放
射は、妨害区域内の移相リム１２を透過させられた放射
により妨害される。理論的には、妨害は放射が妨害区域
の下側のレジスタ層に到達することを必ず阻止するもの
である。現像後は、理論的なパターン化されたレジスト
層は、後退のない壁角度（θ）９０度を有するレジスト
要素と、レジスト層が残留していないレジスト層開口部
とを有する。この明細書で用いる壁角度というのは、レ
ジスト層開口部において、レジスト層要素の下側の基板
表面に対するレジスト層の縁部により形成された角度で
ある。壁角度は基板表面から測定され、壁角度９０度は
垂直縁部である。
【０００９】実際のパターン化されたレジスト層は少な
くとも１つの問題を典型的に有する。図１からわかるよ
うに、いくらかの放射が、移相要素の幅とは無関係に、
移相要素の下側のレジスト層に到達する。図１は、移相
要素の中心の下側のＩ／Ｉ0が、移相要素の幅の増大に
つれて、増大することを示す。移相要素の幅が約０．４
ＩＲＦ・λ／ＮＡの時には、移相要素の中心の下側のＩ
／Ｉ0 は約０．１５である。現像後は、図３Ｃに示すよ
うに、レジスト層開口部２２の近くにくぼみ２３をおの
おの有するレジスト要素２１を有する。それらのくぼみ
の深さはくぼみから離れているレジスト要素の厚さの１
０％より深い。移相リム１２が比較的狭い（約０．１Ｉ
ＲＦ・λ／ＮＡ）と、レジスト要素の壁角度（θ）は８
０度より小さく、または１００度より大きくて、通常の
解像力限度より小さい寸法を有するレジスト層をパター
ン化するために通常のレティクルを用いて形成されたレ
ジスト要素に類似する。くぼみからはなれているレジス
ト要素の厚さの１０％より浅いくぼみは、エッチングと
イオン打ち込みを含む以後の処理工程中に処理を複雑に
することがある。
くとも１つの問題を典型的に有する。図１からわかるよ
うに、いくらかの放射が、移相要素の幅とは無関係に、
移相要素の下側のレジスト層に到達する。図１は、移相
要素の中心の下側のＩ／Ｉ0が、移相要素の幅の増大に
つれて、増大することを示す。移相要素の幅が約０．４
ＩＲＦ・λ／ＮＡの時には、移相要素の中心の下側のＩ
／Ｉ0 は約０．１５である。現像後は、図３Ｃに示すよ
うに、レジスト層開口部２２の近くにくぼみ２３をおの
おの有するレジスト要素２１を有する。それらのくぼみ
の深さはくぼみから離れているレジスト要素の厚さの１
０％より深い。移相リム１２が比較的狭い（約０．１Ｉ
ＲＦ・λ／ＮＡ）と、レジスト要素の壁角度（θ）は８
０度より小さく、または１００度より大きくて、通常の
解像力限度より小さい寸法を有するレジスト層をパター
ン化するために通常のレティクルを用いて形成されたレ
ジスト要素に類似する。くぼみからはなれているレジス
ト要素の厚さの１０％より浅いくぼみは、エッチングと
イオン打ち込みを含む以後の処理工程中に処理を複雑に
することがある。
【００１０】中間のレジスト要素幅（０．１〜０．４Ｉ
ＲＦ・λ／ＮＡ）では、解像力は低すぎ、くぼみが深す
ぎることがある。移相要素の深さの決定においては、レ
ジスト要素内で深すぎるくぼみを与えることなしに最も
広い移相要素を典型的に選択する。典型的には、従来の
移相要素の幅は約０．１５ＩＲＦ・λ／ＮＡである。
０．１５ＩＲＦ・λ／ＮＡにおいては、ｋ1 は、０．４
ＩＲＦ・λ／ＮＡの移相要素幅に対するｋ1 より通常の
ｋ1 により近い。したがって、従来の移相レティクルは
解像力を最低限改善するだけである。
ＲＦ・λ／ＮＡ）では、解像力は低すぎ、くぼみが深す
ぎることがある。移相要素の深さの決定においては、レ
ジスト要素内で深すぎるくぼみを与えることなしに最も
広い移相要素を典型的に選択する。典型的には、従来の
移相要素の幅は約０．１５ＩＲＦ・λ／ＮＡである。
０．１５ＩＲＦ・λ／ＮＡにおいては、ｋ1 は、０．４
ＩＲＦ・λ／ＮＡの移相要素幅に対するｋ1 より通常の
ｋ1 により近い。したがって、従来の移相レティクルは
解像力を最低限改善するだけである。
【００１１】移相要素の幅が約０．１５ＩＲＦ・λ／Ｎ
Ａである場合には、レティクル・パターンはレジスト層
内で解像できるが、レジスト・パターンを形成するため
のプロセス・ウィンドウは０．４０ＩＲＦ・λ／ＮＡに
近い。また、二律背反性もある。この二律背反性は生産
の反復性とくぼみの深さとの間のものである。
Ａである場合には、レティクル・パターンはレジスト層
内で解像できるが、レジスト・パターンを形成するため
のプロセス・ウィンドウは０．４０ＩＲＦ・λ／ＮＡに
近い。また、二律背反性もある。この二律背反性は生産
の反復性とくぼみの深さとの間のものである。
【００１２】従来の移相レティクルは製造が困難であ
る。現在のレティクル製造装置の解像力限度は１μｍよ
り僅かに小さい。従来の移相要素の幅は典型的には約
０．１５ＩＲＦ・λ／ＮＡである。これは、ＩＲＦが約
５で、λが約３６５ｎｍ、ＮＡが約０．５４である場合
には、幅が約０．１５μｍである。
る。現在のレティクル製造装置の解像力限度は１μｍよ
り僅かに小さい。従来の移相要素の幅は典型的には約
０．１５ＩＲＦ・λ／ＮＡである。これは、ＩＲＦが約
５で、λが約３６５ｎｍ、ＮＡが約０．５４である場合
には、幅が約０．１５μｍである。
【００１３】以上の説明は正フォトレジスト層である。
負フォトレジスト層は正フォトレジスト層と比較して映
像が反転される。現像後は、従来の移相レティクルを用
いて形成される負のレジスト層は、レティクル開口部の
下側に負のレジスト要素を、移相リムおよびクローム要
素の下側に負のレジスト層開口部を有する。負のレジス
ト要素の壁角度は８０度より小さく、１００度より大き
く、または各負フォトレジスト層開口部はレジスト要素
厚さの５％より厚い残留負フォトレジスト層を有する。
通常のレティクルまたは従来の移相レティクルを用いて
形成された負レジスト層および正フォトレジスト層は、
以後の処理工程中に問題を複雑にすることがある。
負フォトレジスト層は正フォトレジスト層と比較して映
像が反転される。現像後は、従来の移相レティクルを用
いて形成される負のレジスト層は、レティクル開口部の
下側に負のレジスト要素を、移相リムおよびクローム要
素の下側に負のレジスト層開口部を有する。負のレジス
ト要素の壁角度は８０度より小さく、１００度より大き
く、または各負フォトレジスト層開口部はレジスト要素
厚さの５％より厚い残留負フォトレジスト層を有する。
通常のレティクルまたは従来の移相レティクルを用いて
形成された負レジスト層および正フォトレジスト層は、
以後の処理工程中に問題を複雑にすることがある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、通常の解像力限度より小さい寸法を有するパタ
ーン化されたレジスト層と、壁角度が約９０度であるレ
ジスト要素とを形成することである。本発明の別の目的
は、通常の解像力より小さい寸法を有するレジスト要素
と、くぼみから離れているレジスト要素の厚さの１０％
より深くない深さのくぼみとを形成するために正フォト
レジスト層をパターン化することである。本発明の別の
目的は、通常の解像力限度より小さい寸法を有するレジ
スト層開口部と、残留レジスト層を有するレジスト要素
の厚さの５％より厚くない厚さの残留レジスト層、もし
あれば、を有するレジスト層開口部をパターン化するこ
とである。本発明の別の目的は、通常の解像力限度より
小さい寸法と、パターン化されたレジスト層を形成する
ための、従来技術と比較して拡大された処理ウィンドウ
とを有するパターン化されたレジスト層を形成すること
である。本発明の更に別の目的は、レティクルの製造中
に容易に解像できるレジスト要素を有する移相レティク
ルを製造可能なやり方で製造することである。
目的は、通常の解像力限度より小さい寸法を有するパタ
ーン化されたレジスト層と、壁角度が約９０度であるレ
ジスト要素とを形成することである。本発明の別の目的
は、通常の解像力より小さい寸法を有するレジスト要素
と、くぼみから離れているレジスト要素の厚さの１０％
より深くない深さのくぼみとを形成するために正フォト
レジスト層をパターン化することである。本発明の別の
目的は、通常の解像力限度より小さい寸法を有するレジ
スト層開口部と、残留レジスト層を有するレジスト要素
の厚さの５％より厚くない厚さの残留レジスト層、もし
あれば、を有するレジスト層開口部をパターン化するこ
とである。本発明の別の目的は、通常の解像力限度より
小さい寸法と、パターン化されたレジスト層を形成する
ための、従来技術と比較して拡大された処理ウィンドウ
とを有するパターン化されたレジスト層を形成すること
である。本発明の更に別の目的は、レティクルの製造中
に容易に解像できるレジスト要素を有する移相レティク
ルを製造可能なやり方で製造することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】レティクル、およびレテ
ィクルを用いて半導体基板の上にパターン化されたレジ
スト層を形成する方法について説明する。ここで説明す
る好適な実施例においては、レティクルは不透明な要素
と、ある移相透過率を有する移相要素と、レティクル開
口部透過率を有するレティクル開口部とを有する。移相
要素の厚さは、ある波長を持ち、移相要素を透過させら
れた放射波の位相が、レティクル開口部を透過させられ
た放射に対して１８０度推移させられるようなものであ
る。従来技術とは異なり、移相要素の透過率はレティク
ル開口部の透過率より低い。移相要素の透過率は、移相
要素の下側のＩ／Ｉ0 が０．１０より大きくないという
ようなものである。
ィクルを用いて半導体基板の上にパターン化されたレジ
スト層を形成する方法について説明する。ここで説明す
る好適な実施例においては、レティクルは不透明な要素
と、ある移相透過率を有する移相要素と、レティクル開
口部透過率を有するレティクル開口部とを有する。移相
要素の厚さは、ある波長を持ち、移相要素を透過させら
れた放射波の位相が、レティクル開口部を透過させられ
た放射に対して１８０度推移させられるようなものであ
る。従来技術とは異なり、移相要素の透過率はレティク
ル開口部の透過率より低い。移相要素の透過率は、移相
要素の下側のＩ／Ｉ0 が０．１０より大きくないという
ようなものである。
【００１６】半導体基板の上にパターン化されたレジス
ト層を形成するためにレティクルが用いられる。レジス
ト層はレティクルを用いて選択的に露光させられる。レ
ジスト層が現像されて、少なくとも１つのレジスト層
と、開口部と、少なくとも１つのレジスト要素とを含む
パターン化されたレジスト層を形成する。パターン化さ
れたレジスト層は、通常の解像力限度より小さい少なく
とも１つの寸法を含む。正フォトレジスト物質が用いら
れる場合には、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００
度であり、かつくぼみを有する。そのくぼみの深さは、
くぼみから離れているレジスト要素の厚さの１０％より
深くない。負フォトレジスト物質が用いられる場合に
は、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００度であり、
レジスト層開口部は、レジスト要素の厚さの５％を超え
ない厚さを有する残留レジスト層、もしあれば、とを有
する。本発明はここで説明する実施例に限定されるもの
ではない。
ト層を形成するためにレティクルが用いられる。レジス
ト層はレティクルを用いて選択的に露光させられる。レ
ジスト層が現像されて、少なくとも１つのレジスト層
と、開口部と、少なくとも１つのレジスト要素とを含む
パターン化されたレジスト層を形成する。パターン化さ
れたレジスト層は、通常の解像力限度より小さい少なく
とも１つの寸法を含む。正フォトレジスト物質が用いら
れる場合には、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００
度であり、かつくぼみを有する。そのくぼみの深さは、
くぼみから離れているレジスト要素の厚さの１０％より
深くない。負フォトレジスト物質が用いられる場合に
は、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００度であり、
レジスト層開口部は、レジスト要素の厚さの５％を超え
ない厚さを有する残留レジスト層、もしあれば、とを有
する。本発明はここで説明する実施例に限定されるもの
ではない。
【００１７】本発明の移相透過率は移相要素の下側のＩ
／Ｉ0 を、ほぼ同じ幅の移相要素を有する従来の移相レ
ティクルと比較して、減少する。したがって、本発明の
レティクルは、狭い移相要素を有する従来のレティクル
と比較して、より広い移相要素を有することができ、更
に、移相要素の下側にほぼ同じ、またはそれより小さい
Ｉ／Ｉ0 を依然として有する。本発明のレティクルの解
像力は従来の移相レティクルの解像力より典型的に高
い。本発明のレティクルは、通常のレティクルすなわち
従来のレティクルと比較して大きい処理ウィンドウを典
型的に有する。大きい処理ウィンドウにより、小さい寸
法のパターンを一層容易に形成させる大きな自由が許さ
れる。本発明のレティクルは発生することが従来の移相
レティクルよりも典型的に容易である。その理由は、本
発明のレティクルがより広い移相要素を有するからであ
る。本発明のレティクルの移相要素の幅は約０．７４μ
ｍとすることができ、一方、従来の移相要素の幅は約
０．５μｍとすることができる。
／Ｉ0 を、ほぼ同じ幅の移相要素を有する従来の移相レ
ティクルと比較して、減少する。したがって、本発明の
レティクルは、狭い移相要素を有する従来のレティクル
と比較して、より広い移相要素を有することができ、更
に、移相要素の下側にほぼ同じ、またはそれより小さい
Ｉ／Ｉ0 を依然として有する。本発明のレティクルの解
像力は従来の移相レティクルの解像力より典型的に高
い。本発明のレティクルは、通常のレティクルすなわち
従来のレティクルと比較して大きい処理ウィンドウを典
型的に有する。大きい処理ウィンドウにより、小さい寸
法のパターンを一層容易に形成させる大きな自由が許さ
れる。本発明のレティクルは発生することが従来の移相
レティクルよりも典型的に容易である。その理由は、本
発明のレティクルがより広い移相要素を有するからであ
る。本発明のレティクルの移相要素の幅は約０．７４μ
ｍとすることができ、一方、従来の移相要素の幅は約
０．５μｍとすることができる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例は、レティクル開口部透過率
を持つレティクル開口部を有するレティクルと、移相透
過率を有する移相要素と、不透明な要素とを含む。従来
技術とは異なり、移相透過率はレティクル開口部透過率
より低い。移相透過率は、レジスト表面および移相要素
の下側におけるＩ／Ｉ0 が０．１０より大きくないよう
なものである。半導体基板上にパターン化されたレジス
ト層を形成するためにレティクルが用いられる。レジス
ト層が基板の上に被覆され、レティクルを用いて選択的
に露光される。レジスト層を現像して、少なくとも１つ
のレジスト層と、少なくとも１つのレジスト要素とを含
むパターン化されたレジスト層を形成する。パターン化
されたレジスト層は通常の解像力限度より小さい少なく
とも１つの寸法を含む。正フォトレジスト物質が用いら
れる時は、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００度で
あり、かつレジスト要素はくぼみを有する。このくぼみ
の深さは、くぼみから離れているレジスト要素厚さの１
０％より深くない。負フォトレジスト物質が用いられる
時は、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００度であ
り、レジスト要素開口部は残留レジスト層、もしあれ
ば、を有し、その残留レジスト層の厚さはレジスト要素
厚さの５％を超えない。本発明はここで説明する実施例
により限定されるものではない。
を持つレティクル開口部を有するレティクルと、移相透
過率を有する移相要素と、不透明な要素とを含む。従来
技術とは異なり、移相透過率はレティクル開口部透過率
より低い。移相透過率は、レジスト表面および移相要素
の下側におけるＩ／Ｉ0 が０．１０より大きくないよう
なものである。半導体基板上にパターン化されたレジス
ト層を形成するためにレティクルが用いられる。レジス
ト層が基板の上に被覆され、レティクルを用いて選択的
に露光される。レジスト層を現像して、少なくとも１つ
のレジスト層と、少なくとも１つのレジスト要素とを含
むパターン化されたレジスト層を形成する。パターン化
されたレジスト層は通常の解像力限度より小さい少なく
とも１つの寸法を含む。正フォトレジスト物質が用いら
れる時は、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００度で
あり、かつレジスト要素はくぼみを有する。このくぼみ
の深さは、くぼみから離れているレジスト要素厚さの１
０％より深くない。負フォトレジスト物質が用いられる
時は、レジスト要素の壁角度は約８０〜１００度であ
り、レジスト要素開口部は残留レジスト層、もしあれ
ば、を有し、その残留レジスト層の厚さはレジスト要素
厚さの５％を超えない。本発明はここで説明する実施例
により限定されるものではない。
【００１９】各種のパターン化されたレジスト層を形成
できる。本発明を用いて、通常の解像力限度より大き
い、または小さい寸法を有するレジスト層をパターン化
するために使用できる。パターン化されたレジスト層
を、誘電体、シリコン、または金属のエッチング工程中
にマスキング層として使用でき、またはドーピング工程
中にマスキング層として使用できる。本発明を用いて多
数のパターンを形成できる。接点開口部、ポリシリコン
語線、金属線、フィールド分離領域、イオン打ち込み領
域等を形成するためにパターン化されたレジスト層を使
用できる。本発明により形成できるパターンはここで説
明した例に限定されるものではない。本発明は、バイポ
ーラ、金属−酸化膜−半導体、およびIII-V 族半導体を
含む半導体技術で使用できる。
できる。本発明を用いて、通常の解像力限度より大き
い、または小さい寸法を有するレジスト層をパターン化
するために使用できる。パターン化されたレジスト層
を、誘電体、シリコン、または金属のエッチング工程中
にマスキング層として使用でき、またはドーピング工程
中にマスキング層として使用できる。本発明を用いて多
数のパターンを形成できる。接点開口部、ポリシリコン
語線、金属線、フィールド分離領域、イオン打ち込み領
域等を形成するためにパターン化されたレジスト層を使
用できる。本発明により形成できるパターンはここで説
明した例に限定されるものではない。本発明は、バイポ
ーラ、金属−酸化膜−半導体、およびIII-V 族半導体を
含む半導体技術で使用できる。
【００２０】各種の材料および機器を使用できる。レテ
ィクルは多様な材料で製造できる。レティクル・ベース
は石英、ガラス、シリコン、窒化シリコン、シリコン、
オキシニトリド、窒化ホウ素を含むことができる。クロ
ーム、金、銅、その他の金属化合物を不透明な要素のた
めに使用できる。ポリシリコン・ステンシルすなわち、
「シースルー」レティクルを使用できるが、レティクル
は製造が一層困難である。放射に対して不透明な任意の
材料を不透明な要素として使用できる。フォトレジス
ト、二酸化シリコン、ポリイミド、窒化シリコン、シリ
コン・オキシニトリド、およびポリ（メチル・メタクリ
レート）以下、ＰＭＭＡと呼ぶ）を含む材料で移相要素
を製造できる。
ィクルは多様な材料で製造できる。レティクル・ベース
は石英、ガラス、シリコン、窒化シリコン、シリコン、
オキシニトリド、窒化ホウ素を含むことができる。クロ
ーム、金、銅、その他の金属化合物を不透明な要素のた
めに使用できる。ポリシリコン・ステンシルすなわち、
「シースルー」レティクルを使用できるが、レティクル
は製造が一層困難である。放射に対して不透明な任意の
材料を不透明な要素として使用できる。フォトレジス
ト、二酸化シリコン、ポリイミド、窒化シリコン、シリ
コン・オキシニトリド、およびポリ（メチル・メタクリ
レート）以下、ＰＭＭＡと呼ぶ）を含む材料で移相要素
を製造できる。
【００２１】移相物質の透過率が高すぎると、透過率低
下化合物（たとえば、染料）を用いて、または移相要素
をより厚くすることにより透過率を低下できる。レティ
クルへ被覆される移相物質に対しては、透過率が高すぎ
るならば被覆前に染料を付加すべきである。レティクル
開口部透過率と移相要素透過率の間の差を大きくするた
めに、レティクル開口部と移相要素の間の厚さの差を変
えることができる。その厚さの差の変更は、移相要素を
厚くし、またはレティクル開口部内の石英板またはガラ
ス板をより多くエッチングすることにより行うことがで
きる。移相物質の厚さを決定できるように、それの屈折
率を知らなければならない。移相要素の厚さを定める式
をこの明細書の後の方で示す。
下化合物（たとえば、染料）を用いて、または移相要素
をより厚くすることにより透過率を低下できる。レティ
クルへ被覆される移相物質に対しては、透過率が高すぎ
るならば被覆前に染料を付加すべきである。レティクル
開口部透過率と移相要素透過率の間の差を大きくするた
めに、レティクル開口部と移相要素の間の厚さの差を変
えることができる。その厚さの差の変更は、移相要素を
厚くし、またはレティクル開口部内の石英板またはガラ
ス板をより多くエッチングすることにより行うことがで
きる。移相物質の厚さを決定できるように、それの屈折
率を知らなければならない。移相要素の厚さを定める式
をこの明細書の後の方で示す。
【００２２】正フォトレジスト、負フォトレジスト、コ
ントラスト強調フォトレジスト、および可視光スペクト
ラムの外側の波長を有する放射を用いてパターン化され
るレジスト物質を含むレジスト物質を本発明に使用でき
る。たとえば、反射防止膜のようなその他の物質をレジ
スト層に使用できる。
ントラスト強調フォトレジスト、および可視光スペクト
ラムの外側の波長を有する放射を用いてパターン化され
るレジスト物質を含むレジスト物質を本発明に使用でき
る。たとえば、反射防止膜のようなその他の物質をレジ
スト層に使用できる。
【００２３】放射の波長および開口数とは無関係に、本
発明をリソグラフィック・プリンタに使用できる。リソ
グラフィック・プリンタの例は投影プリンタおよび近接
プリンタを含む。市販のリソグラフィック・プリンタは
４３６ｎｍより長くない波長（λ）で典型的に動作し、
開口数（ＮＡ）が約０．１７〜０．５４で、映像縮小率
が約１×１〜１０×１であるレンズを有する。
発明をリソグラフィック・プリンタに使用できる。リソ
グラフィック・プリンタの例は投影プリンタおよび近接
プリンタを含む。市販のリソグラフィック・プリンタは
４３６ｎｍより長くない波長（λ）で典型的に動作し、
開口数（ＮＡ）が約０．１７〜０．５４で、映像縮小率
が約１×１〜１０×１であるレンズを有する。
【００２４】本発明においては、移相要素は典型的には
移相リムまたは移相アウトリガーである。移相リムは、
一方の側に不透明な要素を有し、他方の側にレティクル
開口部を有する移相要素である（図５参照）。移相アウ
トリガーは全ての側が不透明な要素により囲まれている
移相要素（図８参照）、または全ての側がレティクル開
口部により囲まれている移相要素。
移相リムまたは移相アウトリガーである。移相リムは、
一方の側に不透明な要素を有し、他方の側にレティクル
開口部を有する移相要素である（図５参照）。移相アウ
トリガーは全ての側が不透明な要素により囲まれている
移相要素（図８参照）、または全ての側がレティクル開
口部により囲まれている移相要素。
【００２５】本発明のここで説明している好適な実施例
では、図４に示すように、半導体基板３０が正フォトレ
ジスト層３１で約１μｍの厚さに被覆される。基板３０
はリソグラフィック・プリンタの内部に置かれる。好適
な実施例においては、リソグラフィック・プリンタは、
約３６５ｎｍの波長の放射波を放出する放射源と、開口
数が約０．５４で、映像縮小率が約５×１であるレンズ
とを有する投影プリンタである。５×１の映像縮小率
は、映像がフォトレジスト層の表面に達した時に、レテ
ィクル上の映像が約５分の１に縮小されることを意味す
る。レンズは放射源とフォトレジスト層の間に配置され
る。投影プリンタの一例がニコンｉライン投影プリンタ
である。レティクルがプリンタ内部に置かれ、放射源と
レンズの間にレティクルが配置される。別の実施例にお
いては、放射源を投影プリンタの外部に設けることがで
きる。
では、図４に示すように、半導体基板３０が正フォトレ
ジスト層３１で約１μｍの厚さに被覆される。基板３０
はリソグラフィック・プリンタの内部に置かれる。好適
な実施例においては、リソグラフィック・プリンタは、
約３６５ｎｍの波長の放射波を放出する放射源と、開口
数が約０．５４で、映像縮小率が約５×１であるレンズ
とを有する投影プリンタである。５×１の映像縮小率
は、映像がフォトレジスト層の表面に達した時に、レテ
ィクル上の映像が約５分の１に縮小されることを意味す
る。レンズは放射源とフォトレジスト層の間に配置され
る。投影プリンタの一例がニコンｉライン投影プリンタ
である。レティクルがプリンタ内部に置かれ、放射源と
レンズの間にレティクルが配置される。別の実施例にお
いては、放射源を投影プリンタの外部に設けることがで
きる。
【００２６】図５は石英板４０と、クローム要素４１
と、移相リム４２と、レティクル開口部４３とを有する
レティクルを示す。クローム要素４１と移相リム４２は
石英板４０に接触する。レティクル開口部４３はレティ
クルのうち、石英板４０がクローム要素４１と移相リム
４２を有しない区域である。レティクル開口部４３は十
分に不透明であって、各側の長さは約２．５μｍであ
る。レティクル開口部４３は移相リム４２により囲まれ
る。移相リム４２は窒化シリコンを含み、幅が約０．７
４μｍ、厚さが約１８３ｎｍである。
と、移相リム４２と、レティクル開口部４３とを有する
レティクルを示す。クローム要素４１と移相リム４２は
石英板４０に接触する。レティクル開口部４３はレティ
クルのうち、石英板４０がクローム要素４１と移相リム
４２を有しない区域である。レティクル開口部４３は十
分に不透明であって、各側の長さは約２．５μｍであ
る。レティクル開口部４３は移相リム４２により囲まれ
る。移相リム４２は窒化シリコンを含み、幅が約０．７
４μｍ、厚さが約１８３ｎｍである。
【００２７】フォトレジスト層は波長が約３６５ｎｍの
放射に選択的にさらされる。さらされると、レティクル
は図６Ａに示すように３種類の区域を有する。第１の区
域はレティクル開口部透過率を有するレティクル開口部
４３を含む。第２の区域は両側および第１の区域の近く
に移相リム４２を含む。従来技術とは異なり、移相４２
の移相透過率はレティクル開口部透過率より低い。好適
な実施例においては、移相透過率はレティクル透過率の
約０．２０倍である。この透過率を達成するために染料
を移相要素内部に含ませることができる。本発明とは異
なり、従来技術の移相透過率はレティクル透過率とほぼ
同じである。好適な実施例においては、第２の区域はそ
れを透過した放射の位相を第１の区域を透過した放射に
対して約１８０度推移させる。第３に区域はクローム要
素４１を含む。各第３の区域は、第１の区域とは反対側
の第２の区域の側で第２の区域の近くに配置される。第
３の区域は十分に不透明であって、放射のほぼ全ての透
過を阻止する。
放射に選択的にさらされる。さらされると、レティクル
は図６Ａに示すように３種類の区域を有する。第１の区
域はレティクル開口部透過率を有するレティクル開口部
４３を含む。第２の区域は両側および第１の区域の近く
に移相リム４２を含む。従来技術とは異なり、移相４２
の移相透過率はレティクル開口部透過率より低い。好適
な実施例においては、移相透過率はレティクル透過率の
約０．２０倍である。この透過率を達成するために染料
を移相要素内部に含ませることができる。本発明とは異
なり、従来技術の移相透過率はレティクル透過率とほぼ
同じである。好適な実施例においては、第２の区域はそ
れを透過した放射の位相を第１の区域を透過した放射に
対して約１８０度推移させる。第３に区域はクローム要
素４１を含む。各第３の区域は、第１の区域とは反対側
の第２の区域の側で第２の区域の近くに配置される。第
３の区域は十分に不透明であって、放射のほぼ全ての透
過を阻止する。
【００２８】図６Ｂは図５に示されているレティクルを
用いた時に、Ｉ／Ｉ0 がフォトレジスト層の表面におい
てどのように変化するかを示す。第２の区域から離れて
いる第１の区域の下側のＩ／Ｉ0 は約１であり、第３の
区域の下側のＩ／Ｉ0 はおよそ０である。第２の区域は
妨害区域Ａ５１、Ａ５２の内部にある。第１の区域から
のいくらかの放射が妨害区域に入る。移相リム４２を出
る放射は、レティクル開口部４３を出て、妨害組立体器
Ａ５１、Ａ５２に入る放射を妨害する。移相透過率はレ
ティクル開口部透過率より低く、かつ妨害区域内部での
妨害のために、第２の区域の下側のＩ／Ｉ0 は０．１０
より大きくない。
用いた時に、Ｉ／Ｉ0 がフォトレジスト層の表面におい
てどのように変化するかを示す。第２の区域から離れて
いる第１の区域の下側のＩ／Ｉ0 は約１であり、第３の
区域の下側のＩ／Ｉ0 はおよそ０である。第２の区域は
妨害区域Ａ５１、Ａ５２の内部にある。第１の区域から
のいくらかの放射が妨害区域に入る。移相リム４２を出
る放射は、レティクル開口部４３を出て、妨害組立体器
Ａ５１、Ａ５２に入る放射を妨害する。移相透過率はレ
ティクル開口部透過率より低く、かつ妨害区域内部での
妨害のために、第２の区域の下側のＩ／Ｉ0 は０．１０
より大きくない。
【００２９】基板を投影プリンタから取り出して現像
し、図６Ｃに示されているフォトレジスト層を形成す
る。フォトレジスト層はフォトレジスト層開口部５２
と、フォトレジスト要素５１を含む。フォトレジスト層
開口部５２はレティクルの第１の区域の下側に配置され
る。５×１映像縮小率のために、フォトレジスト層開口
部５２の幅は約０．５０μｍである。フォトレジスト要
素５１はレティクルの第１の区域と第２の区域の下側に
配置される。与えられた移相リム幅λとＮＡのために、
各フォトレジスト要素５１の壁角度（θ）は約８０〜１
００度である。各フォトレジスト要素５１はくぼみ５３
を有する。好適な実施例における移相透過率が第２の区
域の下側のＩ／Ｉ0 を低くするから、そのこのくぼみの
深さはレティクルの深さの１０％を超えない。映像縮小
率のために、図６Ａにおける寸法は図６Ｂ、６Ｃのそれ
の約５倍である。本発明の好適な実施例をより良く示す
ために、それらの図面は異なる尺度で描いている。
し、図６Ｃに示されているフォトレジスト層を形成す
る。フォトレジスト層はフォトレジスト層開口部５２
と、フォトレジスト要素５１を含む。フォトレジスト層
開口部５２はレティクルの第１の区域の下側に配置され
る。５×１映像縮小率のために、フォトレジスト層開口
部５２の幅は約０．５０μｍである。フォトレジスト要
素５１はレティクルの第１の区域と第２の区域の下側に
配置される。与えられた移相リム幅λとＮＡのために、
各フォトレジスト要素５１の壁角度（θ）は約８０〜１
００度である。各フォトレジスト要素５１はくぼみ５３
を有する。好適な実施例における移相透過率が第２の区
域の下側のＩ／Ｉ0 を低くするから、そのこのくぼみの
深さはレティクルの深さの１０％を超えない。映像縮小
率のために、図６Ａにおける寸法は図６Ｂ、６Ｃのそれ
の約５倍である。本発明の好適な実施例をより良く示す
ために、それらの図面は異なる尺度で描いている。
【００３０】好適な実施例により形成されているフォト
レジスト層は、前記波長および開口数に対して、通常の
解像力限度より狭い（約０．５０μｍ）。したがって、
通常の解像力限度より小さい寸法のパターン化されたフ
ォトレジスト層が形成される。正フォトレジストを含む
パターン化されたフォトレジスト層は、壁角度が約８０
〜１００度で、離れているフォトレジスト層の厚さの１
０％を超えない深さを有するくぼみを有する。負フォト
レジスト物質を含むパターン化されたフォトレジスト層
は、壁角度が約８０〜１００度で、フォトレジスト層の
厚さの５％を超えない厚さの残留フォトレジスト層、も
しあれば、を持つフォトレジスト層開口部を有する。フ
ォトレジスト層開口部内には残留フォトレジスト層が形
成されない事が好ましい。残留フォトレジスト層がフォ
トレジスト層開口部内に形成されるならば、その残留フ
ォトレジスト層を除去するために短いプラズマ灰化工程
を行うことができる。レティクル開口部透過率と同じ移
相透過率を有する従来のレティクルは、壁角度が８０度
より小さいか、１００度より大きいフォトレジスト要
素、離れている部分のフォトレジスト要素の厚さの１０
％を超える深さを有するフォトレジスト要素、またはフ
ォトレジスト要素の厚さの５％を超える厚さの残留フォ
トレジスト要素を持つフォトレジスト要素を有するパタ
ーン化されたフォトレジスト要素を形成する。
レジスト層は、前記波長および開口数に対して、通常の
解像力限度より狭い（約０．５０μｍ）。したがって、
通常の解像力限度より小さい寸法のパターン化されたフ
ォトレジスト層が形成される。正フォトレジストを含む
パターン化されたフォトレジスト層は、壁角度が約８０
〜１００度で、離れているフォトレジスト層の厚さの１
０％を超えない深さを有するくぼみを有する。負フォト
レジスト物質を含むパターン化されたフォトレジスト層
は、壁角度が約８０〜１００度で、フォトレジスト層の
厚さの５％を超えない厚さの残留フォトレジスト層、も
しあれば、を持つフォトレジスト層開口部を有する。フ
ォトレジスト層開口部内には残留フォトレジスト層が形
成されない事が好ましい。残留フォトレジスト層がフォ
トレジスト層開口部内に形成されるならば、その残留フ
ォトレジスト層を除去するために短いプラズマ灰化工程
を行うことができる。レティクル開口部透過率と同じ移
相透過率を有する従来のレティクルは、壁角度が８０度
より小さいか、１００度より大きいフォトレジスト要
素、離れている部分のフォトレジスト要素の厚さの１０
％を超える深さを有するフォトレジスト要素、またはフ
ォトレジスト要素の厚さの５％を超える厚さの残留フォ
トレジスト要素を持つフォトレジスト要素を有するパタ
ーン化されたフォトレジスト要素を形成する。
【００３１】本発明の要旨および範囲を逸脱することな
しに多くの変更を使用できる。レティクルはフォトレジ
スト要素の組み合わせを有することができる。別の実施
例においては、移相リムは移相要素であり、第２の移相
要素は移相リムの内部に配置される。図５を参照する
と、第２の移相要素がレティクル開口部４３を置き換え
る。第１の移相要素と第２の移相要素が第１の移相透過
率と第２の移相透過率をそれぞれ有する。第１の移相透
過率は第２の移相透過率より低い。第１の移相要素を透
過した放射の間の放射波の位相差は第１の移相要素を透
過した放射の位相とは約１８０度異なるように、第１の
移相要素の厚さと第２の移相要素の厚さが調整される。
しに多くの変更を使用できる。レティクルはフォトレジ
スト要素の組み合わせを有することができる。別の実施
例においては、移相リムは移相要素であり、第２の移相
要素は移相リムの内部に配置される。図５を参照する
と、第２の移相要素がレティクル開口部４３を置き換え
る。第１の移相要素と第２の移相要素が第１の移相透過
率と第２の移相透過率をそれぞれ有する。第１の移相透
過率は第２の移相透過率より低い。第１の移相要素を透
過した放射の間の放射波の位相差は第１の移相要素を透
過した放射の位相とは約１８０度異なるように、第１の
移相要素の厚さと第２の移相要素の厚さが調整される。
【００３２】移相透過率の正確な値は知られていない
が、移相要素幅が広くなるにつれて移相透過率を低くせ
ねばならないから、第２の区域の下側のＩ／Ｉ0 は０．
１０を超えない。一般に、移相透過率は次の式にほぼ等
しくなければならない。 τ1 ＝ τ2・［（０．１０ＩＲＦ・λ／ＮＡ）／ｗ］2 ここに、τ1 は好適な実施例の移相透過率または前記別
の実施例の移相透過率、τ2 はこの好適な実施例の開口
部透過率または前記別の実施例の第２の移相透過率、Ｉ
ＲＦは映像縮小率、λは放射の波長、ＮＡは開口数、ｗ
はＩＲＦ・λ／ＮＡの単位で表した移相要素の幅であ
る。本発明を用いた時は移相要素の幅は約０．１ＩＲＦ
・λ／ＮＡ〜約０．４ＩＲＦ・λ／ＮＡとすることがで
きる。好適な実施例の移相リムの幅は約０．７４μｍで
ある。これは、前記ＩＲＦ、λおよびＮＡに対しては、
約０．２２ＩＲＦ・λ／ＮＡである。したがって、移相
透過率（τ1） はレティクル開口部透過率（τ2） の約
２倍である。移相透過率が１０〜２０％のように低い時
は、多くのレジスト物質を大きい移相要素（面積が数平
方ミクロン）を有するレティクルにより強く露出でき
る。移相幅に応じて移相透過率を調整できるから、τ1
をτ2 の０．２０〜０．７５倍にできる。本発明の実施
例は移相要素の下側のフォトレジスト層をつよく露出す
ることはない。移相要素の幅は全体として０．１５ＩＲ
Ｆ・λ／ＮＡであり、典型的には、τ2 の０．５０倍よ
り大きくない。
が、移相要素幅が広くなるにつれて移相透過率を低くせ
ねばならないから、第２の区域の下側のＩ／Ｉ0 は０．
１０を超えない。一般に、移相透過率は次の式にほぼ等
しくなければならない。 τ1 ＝ τ2・［（０．１０ＩＲＦ・λ／ＮＡ）／ｗ］2 ここに、τ1 は好適な実施例の移相透過率または前記別
の実施例の移相透過率、τ2 はこの好適な実施例の開口
部透過率または前記別の実施例の第２の移相透過率、Ｉ
ＲＦは映像縮小率、λは放射の波長、ＮＡは開口数、ｗ
はＩＲＦ・λ／ＮＡの単位で表した移相要素の幅であ
る。本発明を用いた時は移相要素の幅は約０．１ＩＲＦ
・λ／ＮＡ〜約０．４ＩＲＦ・λ／ＮＡとすることがで
きる。好適な実施例の移相リムの幅は約０．７４μｍで
ある。これは、前記ＩＲＦ、λおよびＮＡに対しては、
約０．２２ＩＲＦ・λ／ＮＡである。したがって、移相
透過率（τ1） はレティクル開口部透過率（τ2） の約
２倍である。移相透過率が１０〜２０％のように低い時
は、多くのレジスト物質を大きい移相要素（面積が数平
方ミクロン）を有するレティクルにより強く露出でき
る。移相幅に応じて移相透過率を調整できるから、τ1
をτ2 の０．２０〜０．７５倍にできる。本発明の実施
例は移相要素の下側のフォトレジスト層をつよく露出す
ることはない。移相要素の幅は全体として０．１５ＩＲ
Ｆ・λ／ＮＡであり、典型的には、τ2 の０．５０倍よ
り大きくない。
【００３３】別の実施例は、レティクル開口部からの距
離に応じて変化する移相透過率を有する。図５を参照し
て、移相リム４２の移相透過率を、レティクル透過率と
ほぼ同じであるレティクル開口部４３に近い移相透過率
を有することができる。レティクル開口部からの距離が
大きくなるにつれて、移相透過率が低くなる。移相リム
４２がクローム要素４１に接触する場所では移相透過率
は最低である。
離に応じて変化する移相透過率を有する。図５を参照し
て、移相リム４２の移相透過率を、レティクル透過率と
ほぼ同じであるレティクル開口部４３に近い移相透過率
を有することができる。レティクル開口部からの距離が
大きくなるにつれて、移相透過率が低くなる。移相リム
４２がクローム要素４１に接触する場所では移相透過率
は最低である。
【００３４】移相透過率を低くする方法は、１）と透過
率が低い移相物質を選択する、２）移相要素内部に少な
くとも１種類の染料を含み、または移相要素に少なくと
も１種類の染料を被覆する、または、３）移相要素を厚
くする、ことを含む。透過率とは無関係に移相要素の厚
さを決定する一般式は、 ｘ・λ／２（η−１） である。ここに、ｘは奇数整数（１、３、５等）、λは
放射の波長、ηは移相物質の屈折率である。希望の透過
率を依然として与えるｘの最低値を用いなければならな
い。前記好適な実施例においては、ｘは１である。レテ
ィクル開口部と移相要素が同じ物質で構成されるものと
すると、移相透過率が十分に低くなるようにｘを大きい
数にできる。
率が低い移相物質を選択する、２）移相要素内部に少な
くとも１種類の染料を含み、または移相要素に少なくと
も１種類の染料を被覆する、または、３）移相要素を厚
くする、ことを含む。透過率とは無関係に移相要素の厚
さを決定する一般式は、 ｘ・λ／２（η−１） である。ここに、ｘは奇数整数（１、３、５等）、λは
放射の波長、ηは移相物質の屈折率である。希望の透過
率を依然として与えるｘの最低値を用いなければならな
い。前記好適な実施例においては、ｘは１である。レテ
ィクル開口部と移相要素が同じ物質で構成されるものと
すると、移相透過率が十分に低くなるようにｘを大きい
数にできる。
【００３５】本発明の別の実施例が図７〜１３に示され
ている。図７において、レティクル開口部６０により囲
まれている移相リム６２によりクローム要素６１が囲ま
れる。図８は移相アウトリガーを用いる実施例を含む。
図８はクローム要素７１により囲まれるレティクル開口
部透過率を有するレティクル開口部７０を含む。レティ
クルは４つのアウトリガーを含む。各アウトリガーは長
方形の移相要素であって、それの移相透過率はレティク
ル開口部透過率より低い。アウトリガー７２はレティク
ル開口部７０の縁部近くに配置される。アウトリガー７
２の間隔は、レティクル開口部７０の中心とアウトリガ
ー７２の中心の間の距離が約０．７ＩＲＦ・λ／ＮＡ〜
０．８ＩＲＦ・λ／ＮＡであるようなものである。図９
は、移相リム８２により囲まれている第１のレティクル
開口部８３により囲まれているクローム要素８１を有す
る。移相リム８２は第２のレティクル開口部８０により
囲まれる。図１０は、クロームリム９３により囲まれて
いる移相リム９２により囲まれているクローム要素９１
を有する。クロームリム９３はレティクル開口部９０に
より囲まれる。図７〜１０は説明のために示したもので
あり、図５とは異なる尺度をとることができる。
ている。図７において、レティクル開口部６０により囲
まれている移相リム６２によりクローム要素６１が囲ま
れる。図８は移相アウトリガーを用いる実施例を含む。
図８はクローム要素７１により囲まれるレティクル開口
部透過率を有するレティクル開口部７０を含む。レティ
クルは４つのアウトリガーを含む。各アウトリガーは長
方形の移相要素であって、それの移相透過率はレティク
ル開口部透過率より低い。アウトリガー７２はレティク
ル開口部７０の縁部近くに配置される。アウトリガー７
２の間隔は、レティクル開口部７０の中心とアウトリガ
ー７２の中心の間の距離が約０．７ＩＲＦ・λ／ＮＡ〜
０．８ＩＲＦ・λ／ＮＡであるようなものである。図９
は、移相リム８２により囲まれている第１のレティクル
開口部８３により囲まれているクローム要素８１を有す
る。移相リム８２は第２のレティクル開口部８０により
囲まれる。図１０は、クロームリム９３により囲まれて
いる移相リム９２により囲まれているクローム要素９１
を有する。クロームリム９３はレティクル開口部９０に
より囲まれる。図７〜１０は説明のために示したもので
あり、図５とは異なる尺度をとることができる。
【００３６】正方形パターン以外のフォトレジスト層パ
ターン、または通常の解像力限度より大きい寸法を持つ
フォトレジスト層パターンを形成するために本発明の別
の実施例を使用できる。図１１は、正フォトレジスト層
内に長方形パターンを形成するために用いられるレティ
クルを示す。この場合には、寸法（幅）は通常の解像力
限度より小さく、別の寸法（長さ）は通常の解像力限度
より大きい。レティクルは、長さが約１５μｍ、幅が
２．５μｍであるレティクル開口部１００を含む。移相
要素１０２がレティクル開口部の長辺に沿って配置され
る。各移相要素１０２は長さが約１５μｍ、幅が１．０
μｍである。レティクル１０２の透過率はレティクル開
口部１００の透過率より低い。クローム要素１０１がレ
ティクル開口部１００と移相要素１０２を囲む。クロー
ム要素１０１の長辺１０６の長さは１５μｍ、短辺１０
５の長さは約４．５μｍである。移相要素１０２は長辺
１０６の全長に沿って配置されるが、短辺１０５の全長
に沿って配置されることはない。
ターン、または通常の解像力限度より大きい寸法を持つ
フォトレジスト層パターンを形成するために本発明の別
の実施例を使用できる。図１１は、正フォトレジスト層
内に長方形パターンを形成するために用いられるレティ
クルを示す。この場合には、寸法（幅）は通常の解像力
限度より小さく、別の寸法（長さ）は通常の解像力限度
より大きい。レティクルは、長さが約１５μｍ、幅が
２．５μｍであるレティクル開口部１００を含む。移相
要素１０２がレティクル開口部の長辺に沿って配置され
る。各移相要素１０２は長さが約１５μｍ、幅が１．０
μｍである。レティクル１０２の透過率はレティクル開
口部１００の透過率より低い。クローム要素１０１がレ
ティクル開口部１００と移相要素１０２を囲む。クロー
ム要素１０１の長辺１０６の長さは１５μｍ、短辺１０
５の長さは約４．５μｍである。移相要素１０２は長辺
１０６の全長に沿って配置されるが、短辺１０５の全長
に沿って配置されることはない。
【００３７】レティクル放射源とレンズを含む前記投影
プリンタ内に配置される。基板上に正フォトレジスト層
が付着され、レティクルにより選択的に露出され、現像
された後で、フォトレジスト要素により囲まれているフ
ォトレジスト層開口部フォトレジスト層内に形成され
る。フォトレジスト層開口部の長さは約３．０μｍ、幅
は約０点５μｍである。したがって、形成されてフォト
レジスト層パターンは、通常の解像力限度（約０点５４
μｍ）より小さい寸法（幅）と、通常の解像力限度より
大きい別の寸法（長さ）のフォトレジスト層開口部を有
する。フォトレジスト層開口部の長さは通常の解像力限
度より長いから、移相要素は短辺１０５の全長に沿う必
要はない。フォトレジスト層開口部の幅が通常の解像力
限度より狭いから、移相要素は長辺１０６の長さに沿う
必要はない。移相要素はクローム開口部の全ての辺に沿
って用いることができるが、フォトレジスト層開口部の
寸法は変更できる。パターン化されたフォトレジスト層
はフォトレジスト要素とフォトレジスト層開口部を含
む。移相要素の幅がｋ1 まで小さくされているから、フ
ォトレジスト要素の壁角度は約８０〜１００度であり、
従って、フォトレジスト層開口部の幅は解像力限度より
広い。フォトレジスト要素はくぼみを有する。妨害区域
内の妨害のために、そのくぼみの深さは、そのくぼみか
ら離れているフォトレジスト要素の厚さの１０％を超え
ない。通常の解像力限度より大きいか、小さい寸法を有
する各種のパターンを形成できる。
プリンタ内に配置される。基板上に正フォトレジスト層
が付着され、レティクルにより選択的に露出され、現像
された後で、フォトレジスト要素により囲まれているフ
ォトレジスト層開口部フォトレジスト層内に形成され
る。フォトレジスト層開口部の長さは約３．０μｍ、幅
は約０点５μｍである。したがって、形成されてフォト
レジスト層パターンは、通常の解像力限度（約０点５４
μｍ）より小さい寸法（幅）と、通常の解像力限度より
大きい別の寸法（長さ）のフォトレジスト層開口部を有
する。フォトレジスト層開口部の長さは通常の解像力限
度より長いから、移相要素は短辺１０５の全長に沿う必
要はない。フォトレジスト層開口部の幅が通常の解像力
限度より狭いから、移相要素は長辺１０６の長さに沿う
必要はない。移相要素はクローム開口部の全ての辺に沿
って用いることができるが、フォトレジスト層開口部の
寸法は変更できる。パターン化されたフォトレジスト層
はフォトレジスト要素とフォトレジスト層開口部を含
む。移相要素の幅がｋ1 まで小さくされているから、フ
ォトレジスト要素の壁角度は約８０〜１００度であり、
従って、フォトレジスト層開口部の幅は解像力限度より
広い。フォトレジスト要素はくぼみを有する。妨害区域
内の妨害のために、そのくぼみの深さは、そのくぼみか
ら離れているフォトレジスト要素の厚さの１０％を超え
ない。通常の解像力限度より大きいか、小さい寸法を有
する各種のパターンを形成できる。
【００３８】図１２は、移相リムと移相アウトリガーを
用いる「Ｌバー」パターンを示す。レティクル開口部１
２０は移相リム１２１により囲まれる。レティクル開口
部１２２は移相アウトリガー１２３により囲まれる。図
１２はクローム要素１２４も含む。直線的なパターン以
外のパターンを、図１３に示すように本発明により形成
できる。レティクル開口部１３０はそれの１つの側にフ
ォトレジスト要素と１３１を有し、反対側に移相要素１
３２を有する。レティクル開口部１３３は移相アウトリ
ガー１３４により部分的に囲まれる。移相要素１３２の
一部がレティクル開口部１３３の溜の移相アウトリガー
として作用する。したがって、移相要素１３２の一部が
レティクル開口部１３０に関してリムとして、およびレ
ティクル開口部１３３に関してアウトリガーとして、作
用する。
用いる「Ｌバー」パターンを示す。レティクル開口部１
２０は移相リム１２１により囲まれる。レティクル開口
部１２２は移相アウトリガー１２３により囲まれる。図
１２はクローム要素１２４も含む。直線的なパターン以
外のパターンを、図１３に示すように本発明により形成
できる。レティクル開口部１３０はそれの１つの側にフ
ォトレジスト要素と１３１を有し、反対側に移相要素１
３２を有する。レティクル開口部１３３は移相アウトリ
ガー１３４により部分的に囲まれる。移相要素１３２の
一部がレティクル開口部１３３の溜の移相アウトリガー
として作用する。したがって、移相要素１３２の一部が
レティクル開口部１３０に関してリムとして、およびレ
ティクル開口部１３３に関してアウトリガーとして、作
用する。
【００３９】本発明は下記のように利点を含む。好適な
実施例は、レティクル開口部透過率を持つレティクル開
口部と、移相透過率を持つ移相要素を有するレティクル
を含む。移相透過率は、Ｉ／Ｉ0 が０．１０より大きく
ないようなものである。本発明のレティクルによりパタ
ーン化された正フォトレジスト層が、くぼみを有するフ
ォトレジスト要素を形成する。そのくぼみの深さは、く
ぼみから離れているフォトレジスト要素の厚さの１０％
より深くない。本発明のレティクルによりパターン化さ
れた負フォトレジスト層が、残留フォトレジスト層、も
しあれば、を有するレジスト層開口部を形成する。その
残留フォトレジスト層の厚さはフォトレジスト層の厚さ
の５％を超えない。本発明のレティクルはもっと広いフ
ォトレジスト要素をも有することができ、しかも、レテ
ィクル開口部透過率とほぼ同じ移相透過率を持つより狭
いフォトレジスト要素を有する従来のレティクルと比較
して、フォトレジスト層におけるほぼ同じか、より低い
強さの放射を依然として有する。
実施例は、レティクル開口部透過率を持つレティクル開
口部と、移相透過率を持つ移相要素を有するレティクル
を含む。移相透過率は、Ｉ／Ｉ0 が０．１０より大きく
ないようなものである。本発明のレティクルによりパタ
ーン化された正フォトレジスト層が、くぼみを有するフ
ォトレジスト要素を形成する。そのくぼみの深さは、く
ぼみから離れているフォトレジスト要素の厚さの１０％
より深くない。本発明のレティクルによりパターン化さ
れた負フォトレジスト層が、残留フォトレジスト層、も
しあれば、を有するレジスト層開口部を形成する。その
残留フォトレジスト層の厚さはフォトレジスト層の厚さ
の５％を超えない。本発明のレティクルはもっと広いフ
ォトレジスト要素をも有することができ、しかも、レテ
ィクル開口部透過率とほぼ同じ移相透過率を持つより狭
いフォトレジスト要素を有する従来のレティクルと比較
して、フォトレジスト層におけるほぼ同じか、より低い
強さの放射を依然として有する。
【００４０】フォトレジスト要素の幅が０．４ＩＲＦ・
λ／ＮＡに近づくにつれて、プロセス定数ｋ1 が０．７
に近づく。解像力限度は小さくなり、より小さい寸法パ
ターンを分解できる。というのは、本発明のレティクル
により広い移相要素を使用できるからである。パターン
化されたフォトレジスト層の寸法が解像力限度より大き
い時は、パターン化されたフォトレジスト層内のフォト
レジスト要素の壁角度は典型的には８０〜約１００度で
ある。本発明のレティクルは約８０〜約１００度の壁角
度を持つフォトレジスト要素を形成する傾向が一層あ
る。というのは、本発明のレティクルは、より狭いフォ
トレジスト要素を有する従来の移相レティクルと匹敵す
るより小さい解像力限度を典型的に有するからである。
λ／ＮＡに近づくにつれて、プロセス定数ｋ1 が０．７
に近づく。解像力限度は小さくなり、より小さい寸法パ
ターンを分解できる。というのは、本発明のレティクル
により広い移相要素を使用できるからである。パターン
化されたフォトレジスト層の寸法が解像力限度より大き
い時は、パターン化されたフォトレジスト層内のフォト
レジスト要素の壁角度は典型的には８０〜約１００度で
ある。本発明のレティクルは約８０〜約１００度の壁角
度を持つフォトレジスト要素を形成する傾向が一層あ
る。というのは、本発明のレティクルは、より狭いフォ
トレジスト要素を有する従来の移相レティクルと匹敵す
るより小さい解像力限度を典型的に有するからである。
【００４１】本発明のレティクルによりパターン化され
たフォトレジスト層を形成するための処理ウィンドウ
は、解像力の向上のために、従来の移相レティクルと比
較して大きい。たとえば、本発明のレティクルを用いる
実施例の解像力限度は約０．４７μｍであり、従来の移
相レティクルを用いる方法の解像力限度は約０．５３μ
ｍである。幅が約０．５５μｍであるフォトレジスト層
要素またはフォトレジスト層開口部でフォトレジスト層
をパターン化するものとすると、本発明のレティクルを
用いる実施例は、従来の移相レティクルを用いる方法よ
り一層容易にパターン化する。その理由は、本発明の解
像力限度が希望の寸法よりはるかに小さいからである。
たフォトレジスト層を形成するための処理ウィンドウ
は、解像力の向上のために、従来の移相レティクルと比
較して大きい。たとえば、本発明のレティクルを用いる
実施例の解像力限度は約０．４７μｍであり、従来の移
相レティクルを用いる方法の解像力限度は約０．５３μ
ｍである。幅が約０．５５μｍであるフォトレジスト層
要素またはフォトレジスト層開口部でフォトレジスト層
をパターン化するものとすると、本発明のレティクルを
用いる実施例は、従来の移相レティクルを用いる方法よ
り一層容易にパターン化する。その理由は、本発明の解
像力限度が希望の寸法よりはるかに小さいからである。
【００４２】本発明のレティクルは従来のレティクルよ
り製造が典型的に容易である。現在のレティクル製造機
器の解像力限度は１μｍより少し低い。ここで説明して
いる好適な実施例は約０．２２ＩＲＦ・λ／ＮＡである
移相リム、またはＩＲＦが約５で、λが約３６５ｎｍ、
ＮＡが約０．５４である場合には幅が０．７４μｍであ
る移相リムを有する。従来の移相レティクルは、約０．
１５ＩＲＦ・λ／ＮＡである移相リム、またはＩＲＦが
約５で、λが約３６５ｎｍ、ＮＡが約０．５４である場
合には幅が０．５１μｍである移相リムを典型的に有す
る。本発明のフォトレジスト要素の幅がレティクル製造
機器の本発明のレティクルは解像力限度に近いから、本
発明のレティクルは従来のレティクルと比較して製造が
容易である。
り製造が典型的に容易である。現在のレティクル製造機
器の解像力限度は１μｍより少し低い。ここで説明して
いる好適な実施例は約０．２２ＩＲＦ・λ／ＮＡである
移相リム、またはＩＲＦが約５で、λが約３６５ｎｍ、
ＮＡが約０．５４である場合には幅が０．７４μｍであ
る移相リムを有する。従来の移相レティクルは、約０．
１５ＩＲＦ・λ／ＮＡである移相リム、またはＩＲＦが
約５で、λが約３６５ｎｍ、ＮＡが約０．５４である場
合には幅が０．５１μｍである移相リムを典型的に有す
る。本発明のフォトレジスト要素の幅がレティクル製造
機器の本発明のレティクルは解像力限度に近いから、本
発明のレティクルは従来のレティクルと比較して製造が
容易である。
【図１】フォトレジスト要素とプロセス定数および移相
要素の中心の下側のＩ／Ｉ0 の関係を示すグラフであ
る。
要素の中心の下側のＩ／Ｉ0 の関係を示すグラフであ
る。
【図２】従来のレティクルの一部の平面図である。
【図３】図２のレティクルの横断面図（Ａ）と、図２の
レティクルを用いるＩ／Ｉ0 （Ｂ）と、図２のレティク
ルを用いてパターン化された正フォトレジスト層の横断
面図（Ｃ）である。
レティクルを用いるＩ／Ｉ0 （Ｂ）と、図２のレティク
ルを用いてパターン化された正フォトレジスト層の横断
面図（Ｃ）である。
【図４】正フォトレジスト層を被覆されている基板の横
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の好適な実施例の移相リムを有するレテ
ィクルの平面図である。
ィクルの平面図である。
【図６】図５に示されている本発明の好適な実施例のレ
ティクルの横断面図（Ａ）と、図４のフォトレジスト層
を露出するために図５のレティクルを用いるＩ／Ｉ0
（Ｂ）と、図５に示されている本発明の好適な実施例の
レティクルを用いてパターン化されたフォトレジスト層
の横断面図（Ｃ）である。
ティクルの横断面図（Ａ）と、図４のフォトレジスト層
を露出するために図５のレティクルを用いるＩ／Ｉ0
（Ｂ）と、図５に示されている本発明の好適な実施例の
レティクルを用いてパターン化されたフォトレジスト層
の横断面図（Ｃ）である。
【図７】本発明の別の実施例を有するレティクルの平面
図である。
図である。
【図８】本発明の別の実施例を有するレティクルの平面
図である。
図である。
【図９】本発明の別の実施例を有するレティクルの平面
図である。
図である。
【図１０】本発明の別の実施例を有するレティクルの平
面図である。
面図である。
【図１１】本発明の別の実施例を有するレティクルの平
面図である。
面図である。
【図１２】本発明の別の実施例を有するレティクルの平
面図である。
面図である。
【図１３】本発明の更に別の実施例を有するレティクル
の平面図である。
の平面図である。
３０ 半導体基板 ３１ 正フォトレジスト層 ４０、９１ 石英板 ４１、６１、７１、１０１ クローム要素 ４２、６２、８２ 移相リム ４３、６０、７０、１００ レティクル開口部 Ａ５１、Ａ５２ 妨害区域 ５１ フォトレジスト要素 ５２ フォトレジスト層開口部 ５３ くぼみ ７２ アウトリガー ９３ クロームリム １０２ 移相要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケニイ・ケイ・エイチ・トー アメリカ合衆国 94086 カリフォルニア 州・サニーヴェイル・イースト エヴリン アヴェニュ・ナンバー332・730 (72)発明者 エン・ツァン・ガウ アメリカ合衆国 95133 カリフォルニア 州・サン ホゼ・ボンシェフ ドライブ・ 2785 (72)発明者 ラジーヴ・アール・シン アメリカ合衆国 95051 カリフォルニア 州・サンタ クララ・サン アントニオ プレイス・2167
Claims (4)
- 【請求項１】 基板にレジスト層を被覆する工程と、 レティクルを通じて送られる波長を有する放射にレジス
ト層を選択的に露出する工程と、 レジスト層を現像して、少なくとも１つのレジスト層開
口部および少なくとも１つのレジスト要素を含むパター
ン化されたレジスト層を形成する工程と、 を備え、前記レティクルは、 第１の透過率を有する少なくとも１つの第１の領域と、 第１の透過率より低い第２の透過率を有し、第１の領域
に隣接する少なくとも１つの第２の領域であって、この
第２の領域を通って送られた放射を第１の領域を通って
送られた放射に対して位相を約１８０度推移させる少な
くとも１つの第２の領域と、 第２の領域に隣接し、十分に不透明であって、ほぼ全て
の放射の透過を阻止する少なくとも１つの第３の領域
と、 を含む、半導体基板上にパターン化されたレジスト層を
形成する方法。 - 【請求項２】 ある開口数およびある映像縮小率のレン
ズを有する投影プリンタと、ある波長を有する放射波
と、レティクルとを用いて半導体基板上にパターン化さ
れたレジスト層を形成する方法において、 基板にレジスト層を被覆する工程と、 レティクルを通じて送られる波長を有する放射にレジス
ト層を選択的に露出する工程と、 レジスト層を現像して、従来の解像力限界より小さい少
なくとも１つの寸法と、少なくとも１つのレジスト層開
口部、および約８０度と約１００度の間の角度を有する
少なくとも１つのレジスト要素を含むパターン化された
レジスト層を形成する工程と、 を備え、前記レティクルは、 第１の透過率を有する少なくとも１つの第１の領域と、 第１の透過率の０．７５倍を超えない第２の透過率を有
し、第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域
であって、この第２の領域を通って送られた放射の位相
を第１の領域を通って送られた放射に対して約１８０度
推移させ、映像縮小率の波長を乗じたものを開口数で除
したものの少なくとも１．５倍である幅を有する少なく
とも１つの第２の領域と、 第２の領域に隣接し、十分に不透明であって、ほぼ全て
の放射の透過を阻止する少なくとも１つの第３の領域
と、 を含む、半導体基板上にパターン化されたレジスト層を
形成する方法。 - 【請求項３】 第１の透過率を有する少なくとも１つの
第１の領域と、 第１の透過率より低い第２の透過率を有し、第１の領域
に隣接する少なくとも１つの第２の領域であって、この
第２の領域を通って送られた放射の位相を第１の領域を
通って送られた放射に対して約１８０度推移させる少な
くとも１つの第２の領域と、 第２の領域に隣接し、十分に不透明であって、ほぼ全て
の放射の透過を阻止する少なくとも１つの第３の領域
と、 を備える、ある波長を持つ放射を照射することにより半
導体基板上にパターン化されたレジスト層を形成するレ
ティクル。 - 【請求項４】 第１の透過率を有する少なくとも１つの
第１の領域と、 第１の透過率の０．７５倍を超えない第２の透過率を有
し、第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域
であって、この第２の領域を通って送られた放射の位相
を第１の領域を通って送られた放射に対して約１８０度
推移させ、映像縮小率の波長を乗じたものを開口数で除
したものの少なくとも１．５倍である幅を有する少なく
とも１つの第２の領域と、 第２の領域に隣接し、十分に不透明であって、ほぼ全て
の放射の透過を阻止する少なくとも１つの第３の領域
と、 を備える、ある開口数および映像縮小率を有するレンズ
と、ある波長を有する放射波とを有する投影プリンタに
用いられ、半導体基板上にパターン化されたレジスト層
を形成するレティクル。
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|---|---|---|---|
| US07/869,026 US5354632A (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Lithography using a phase-shifting reticle with reduced transmittance |
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