JPH08181049A - パターン形成方法 - Google Patents
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- JPH08181049A JPH08181049A JP6318740A JP31874094A JPH08181049A JP H08181049 A JPH08181049 A JP H08181049A JP 6318740 A JP6318740 A JP 6318740A JP 31874094 A JP31874094 A JP 31874094A JP H08181049 A JPH08181049 A JP H08181049A
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- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70583—Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting
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- G—PHYSICS
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- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
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- G—PHYSICS
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- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70125—Use of illumination settings tailored to particular mask patterns
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、高反射膜上へのレジストの微細パタ
ーンの形成方法に関する。深い焦点深度の露光条件で、
下地基板からの光反射影響を抑えた良好な形状のレジス
トパターンを得ることを目的とする。 【構成】透過率が調整されたレジストを用い、下地表面
からの光反射影響を抑制するとともに、変形照明系を有
するステッパで露光を行うことで、十分な焦点深度を得
るとともに、前記レジストの実質的解像度を上げる。
ーンの形成方法に関する。深い焦点深度の露光条件で、
下地基板からの光反射影響を抑えた良好な形状のレジス
トパターンを得ることを目的とする。 【構成】透過率が調整されたレジストを用い、下地表面
からの光反射影響を抑制するとともに、変形照明系を有
するステッパで露光を行うことで、十分な焦点深度を得
るとともに、前記レジストの実質的解像度を上げる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の微細加工プロ
セスに用いられるフォトリソグラフィに関し、特に露光
時の光を反射する導電性薄膜上にレジストの微細パター
ンを形成する方法に係わる。
セスに用いられるフォトリソグラフィに関し、特に露光
時の光を反射する導電性薄膜上にレジストの微細パター
ンを形成する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置の高集積化の為、パ
ターンの微細化が必要とされ、フォトリソグラフィにお
いても高分解能が要求されている。分解能向上の為、露
光光の波長は、短波長化し、ステッパの開口数は大きく
なる傾向にある。これらは、露光面上での干渉縞のピッ
チを狭くする機能を持つ。
ターンの微細化が必要とされ、フォトリソグラフィにお
いても高分解能が要求されている。分解能向上の為、露
光光の波長は、短波長化し、ステッパの開口数は大きく
なる傾向にある。これらは、露光面上での干渉縞のピッ
チを狭くする機能を持つ。
【０００３】一方、デバイスの微細パターン形成におい
て、下地基板面からの反射光によるレジストパターンの
形状劣化と焦点深度の不足が問題になっている。反射光
の問題は、露光光に対し高い反射率を示す導電性膜上に
レジストパターンを形成する際に発生する。レジスト膜
への露光時の入射光が、導電性膜表面で反射する。この
入射光と反射光の干渉によりできる定在波が、レジスト
の厚み方向に露光強度の繰り返し強弱分布を作り、現像
後のレジストのパターン断面に波うちを形成する。ま
た、下地基板に凹凸が存在する場合は、その形状によっ
て反射光の散乱や、反射光の集光が生じる。特に、反射
光の集光はハレーションを起こす。
て、下地基板面からの反射光によるレジストパターンの
形状劣化と焦点深度の不足が問題になっている。反射光
の問題は、露光光に対し高い反射率を示す導電性膜上に
レジストパターンを形成する際に発生する。レジスト膜
への露光時の入射光が、導電性膜表面で反射する。この
入射光と反射光の干渉によりできる定在波が、レジスト
の厚み方向に露光強度の繰り返し強弱分布を作り、現像
後のレジストのパターン断面に波うちを形成する。ま
た、下地基板に凹凸が存在する場合は、その形状によっ
て反射光の散乱や、反射光の集光が生じる。特に、反射
光の集光はハレーションを起こす。
【０００４】最近では、エキシマ光（ＫｒＦ２４８ｎ
ｍ）による露光を行うようになった。この場合は、基板
のＳｉ自体の反射も強く、同様な反射光の問題が生じて
いる。反射光の問題に対しては、反射防止膜を導電膜上
に積層する方法や染料入りレジストの使用が試みられて
いる。いずれの方法も露光光を減衰させ、導電膜表面で
反射し、レジスト膜中に戻る光の強度を減じさせること
で反射光の影響を取り除く。
ｍ）による露光を行うようになった。この場合は、基板
のＳｉ自体の反射も強く、同様な反射光の問題が生じて
いる。反射光の問題に対しては、反射防止膜を導電膜上
に積層する方法や染料入りレジストの使用が試みられて
いる。いずれの方法も露光光を減衰させ、導電膜表面で
反射し、レジスト膜中に戻る光の強度を減じさせること
で反射光の影響を取り除く。
【０００５】反射防止膜を使用する場合、導電膜上にも
う一層反射防止膜の成膜が必要である。この為、必然的
に工程数が増加する。これに対し、染料入りレジストの
使用は、通常使用しているレジストを染料レジストに変
えるだけでよく、工程負担がないという利点がある。
う一層反射防止膜の成膜が必要である。この為、必然的
に工程数が増加する。これに対し、染料入りレジストの
使用は、通常使用しているレジストを染料レジストに変
えるだけでよく、工程負担がないという利点がある。
【０００６】一方、凹凸面上での高精度のパターン形成
には、より深い焦点深度が望まれる。しかし、分解能向
上の為のステッパの開口数の増大が焦点深度を減少させ
ており、さらに焦点深度の不足を引き起こしている。最
近、より深い焦点深度を実現化する方法として、主照明
光が光軸と角度をなす変形照明系を有する露光法（変形
照明法）が提案されている。
には、より深い焦点深度が望まれる。しかし、分解能向
上の為のステッパの開口数の増大が焦点深度を減少させ
ており、さらに焦点深度の不足を引き起こしている。最
近、より深い焦点深度を実現化する方法として、主照明
光が光軸と角度をなす変形照明系を有する露光法（変形
照明法）が提案されている。
【０００７】通常照明法（変形照明系を有しない主照明
光が光軸と平行な一般的な露光法）では、０次光は、基
板に垂直に入射する。＋１次光と−１次光は、等角度で
０次光の左右に拡がる。結像の為には、０次光と±１次
光の３本の光線を集光する必要がある。変形照明法で
は、０次光自身を斜め方向から入射する。結像の為に
は、０次光と＋１次光または、０次光と−１次光を集光
すればよい。この為、基板から結像する光を見込む角度
が小さく（約半分に）なり、焦点深度を深くすることが
できる。
光が光軸と平行な一般的な露光法）では、０次光は、基
板に垂直に入射する。＋１次光と−１次光は、等角度で
０次光の左右に拡がる。結像の為には、０次光と±１次
光の３本の光線を集光する必要がある。変形照明法で
は、０次光自身を斜め方向から入射する。結像の為に
は、０次光と＋１次光または、０次光と−１次光を集光
すればよい。この為、基板から結像する光を見込む角度
が小さく（約半分に）なり、焦点深度を深くすることが
できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】反射防止膜の利用は、
反射光低減には有効であるが、焦点深度不足の問題には
効果が少なく、また工程数の増大を招く。
反射光低減には有効であるが、焦点深度不足の問題には
効果が少なく、また工程数の増大を招く。
【０００９】染料入りレジストの使用は、下地膜からの
反射の影響を抑えることはできるが、焦点深度の不足の
問題は解決できない。また、本発明者らの実験によれ
ば、染料入りレジストは解像性を低下させる。
反射の影響を抑えることはできるが、焦点深度の不足の
問題は解決できない。また、本発明者らの実験によれ
ば、染料入りレジストは解像性を低下させる。
【００１０】一方、変形照明系を用いた露光は、焦点深
度を深くすることはできるが、反射光の影響によるパタ
ーンの形状劣化の問題が残る。本発明の目的は、高反射
性導電膜上に高精度で良好な形状のレジストパターンを
形成できるパターン形成方法を提供することである。
度を深くすることはできるが、反射光の影響によるパタ
ーンの形状劣化の問題が残る。本発明の目的は、高反射
性導電膜上に高精度で良好な形状のレジストパターンを
形成できるパターン形成方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン形成方
法は、加工すべき表面部を有する下地を準備する工程
と、露光時に照射される光を吸収する物質を添加したレ
ジストであって、その添加物質の材料と添加量を調整す
ることで、レジストのみの場合に較べ露光時に下地表面
から反射される光を所定量さらに減衰させるレジスト膜
を下地上に塗布する工程と、主にコンデンサレンズの光
軸から離れた方向から光を照射する変形照明系と、フォ
トマスクおよび投影レンズを用いてフォトマスクのパタ
ーンをレジスト膜上に転写する露光工程を有する。
法は、加工すべき表面部を有する下地を準備する工程
と、露光時に照射される光を吸収する物質を添加したレ
ジストであって、その添加物質の材料と添加量を調整す
ることで、レジストのみの場合に較べ露光時に下地表面
から反射される光を所定量さらに減衰させるレジスト膜
を下地上に塗布する工程と、主にコンデンサレンズの光
軸から離れた方向から光を照射する変形照明系と、フォ
トマスクおよび投影レンズを用いてフォトマスクのパタ
ーンをレジスト膜上に転写する露光工程を有する。
【００１２】
【作用】露光時の照射光を吸収する物質を添加したレジ
ストは、下地表面での反射光強度を減衰させ、反射光の
影響によるレジストパターンの形状劣化を抑える。しか
し、通常照明法を用いたのでは、０．３μｍ線幅のライ
ンパターンを解像することはできなかった。
ストは、下地表面での反射光強度を減衰させ、反射光の
影響によるレジストパターンの形状劣化を抑える。しか
し、通常照明法を用いたのでは、０．３μｍ線幅のライ
ンパターンを解像することはできなかった。
【００１３】変形照明系を用いて染料入りレジストを露
光すると、解像が可能となり、焦点深度が深くなるとと
もに、反射光の影響が低減した。レジストに入射し下地
表面に到達する露光光の最大光路長が減少することと染
料による露光光の減衰とがこれらの結果を生じさせたも
のと考えられる。
光すると、解像が可能となり、焦点深度が深くなるとと
もに、反射光の影響が低減した。レジストに入射し下地
表面に到達する露光光の最大光路長が減少することと染
料による露光光の減衰とがこれらの結果を生じさせたも
のと考えられる。
【００１４】
【実施例】実施例１ 凹凸のある基板上に形成したＷＳｉ薄膜上に、以下に示
すＡからＥの各ケースでレジスト膜にラインアンドスペ
ースのストライプパターンを形成した。ラインパターン
の設計幅は、０．３μｍである。各ケースにおけるレジ
ストパターン作製条件と得られたレジストパターンにつ
いて図面を参照しながら説明する。
すＡからＥの各ケースでレジスト膜にラインアンドスペ
ースのストライプパターンを形成した。ラインパターン
の設計幅は、０．３μｍである。各ケースにおけるレジ
ストパターン作製条件と得られたレジストパターンにつ
いて図面を参照しながら説明する。
【００１５】ケースＡ：通常レジストと通常照明系を有
するステッパを用いた露光 一般的に使用されている染料が添加されていないノボラ
ック系ポジレジスト（以下、通常レジストと呼ぶ）を用
い、変形照明系を有していない主照明光が光軸に沿って
進行する一般的に使用されている照明系（以下、通常照
明系と呼ぶ）を有するステッパを使用してレジストのパ
ターニングを行った。
するステッパを用いた露光 一般的に使用されている染料が添加されていないノボラ
ック系ポジレジスト（以下、通常レジストと呼ぶ）を用
い、変形照明系を有していない主照明光が光軸に沿って
進行する一般的に使用されている照明系（以下、通常照
明系と呼ぶ）を有するステッパを使用してレジストのパ
ターニングを行った。
【００１６】ノボラックレジストをスピン塗布によりＷ
Ｓｉ膜上に厚さ０．７６μｍ形成した後、約１１０℃で
６０秒プリベークを行った。変形照明系を有しない通常
の１／５縮小露光系ｉ線ステッパで露光をおこなった。
露光照射エネルギーは、３４５ｍＪ／ｃｍ2 であった。
露光後、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド）の２．３８％水溶液中に６０秒浸漬して、
現像を行い、レジストのストライプパターンを形成し
た。
Ｓｉ膜上に厚さ０．７６μｍ形成した後、約１１０℃で
６０秒プリベークを行った。変形照明系を有しない通常
の１／５縮小露光系ｉ線ステッパで露光をおこなった。
露光照射エネルギーは、３４５ｍＪ／ｃｍ2 であった。
露光後、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド）の２．３８％水溶液中に６０秒浸漬して、
現像を行い、レジストのストライプパターンを形成し
た。
【００１７】図４は、作製したレジストパターンの露光
時の合焦点からのずれ距離とライン幅の関係を示したグ
ラフである。横軸は、合焦点位置からのずれを示す。合
焦点位置を０として中心に置き、この位置からのずれの
距離を左右に取った。縦軸は、現像後実際に得られたレ
ジストのライン幅を示す。測定は、図中ＭＰ−１〜ＭＰ
−５で示す５ヵ所で行った。
時の合焦点からのずれ距離とライン幅の関係を示したグ
ラフである。横軸は、合焦点位置からのずれを示す。合
焦点位置を０として中心に置き、この位置からのずれの
距離を左右に取った。縦軸は、現像後実際に得られたレ
ジストのライン幅を示す。測定は、図中ＭＰ−１〜ＭＰ
−５で示す５ヵ所で行った。
【００１８】図４に示すように、合焦点位置からのずれ
に対しパターン幅の変化が大きかった。−０．６μｍず
れるとライン幅は、設計値に対して−０．０６μｍ細く
なる箇所もあった。これらのデータより見積もられる焦
点深度は０．３μｍであった。
に対しパターン幅の変化が大きかった。−０．６μｍず
れるとライン幅は、設計値に対して−０．０６μｍ細く
なる箇所もあった。これらのデータより見積もられる焦
点深度は０．３μｍであった。
【００１９】図５は、作成したレジストパターンの表面
の拡大写真である。各写真上に、合焦点位置からのずれ
をＦ値として示した。合焦点からのずれであるＦ値が−
０．６μｍ、−０．４μｍ、０μｍ、＋０．６μｍの場
合について、それぞれの表面拡大写真を示した。写真中
に観察される縦の４本の線がレジストパターンである。
パターンラインの左右のくねりは、設計によるものであ
るが、線幅の設計値は０．３μｍで一定である。
の拡大写真である。各写真上に、合焦点位置からのずれ
をＦ値として示した。合焦点からのずれであるＦ値が−
０．６μｍ、−０．４μｍ、０μｍ、＋０．６μｍの場
合について、それぞれの表面拡大写真を示した。写真中
に観察される縦の４本の線がレジストパターンである。
パターンラインの左右のくねりは、設計によるものであ
るが、線幅の設計値は０．３μｍで一定である。
【００２０】作製したレジストパターンには、図５中の
δ、εで示すような部分的な細りが多くみられた。これ
らのパターン細りは、ハレーションの為に生じていると
考えられるが、フォトリソグラフィ工程においては致命
的欠陥となる。
δ、εで示すような部分的な細りが多くみられた。これ
らのパターン細りは、ハレーションの為に生じていると
考えられるが、フォトリソグラフィ工程においては致命
的欠陥となる。
【００２１】ケースＢ：通常レジストと変形照明系を有
するステッパを用いた露光 通常レジストを用い、変形照明系を有するステッパを利
用してレジストのパターニングを行った。
するステッパを用いた露光 通常レジストを用い、変形照明系を有するステッパを利
用してレジストのパターニングを行った。
【００２２】ケースＡと同様に、ノボラック系ポジレジ
ストをＷＳｉ膜上に厚さ０．７６μｍスピン塗布し、プ
リベークを行った。変形照明系を有する１／５縮小露光
系ｉ線ステッパで露光をおこなった。変形照明用に用い
たアパーチャは、光軸をずらして中心対称に４つの穴が
配置されたものである。この時の露光照射エネルギー
は、３６９ｍＪ／ｃｍ2 であった。露光後、ＴＭＡＨの
２．３８％水溶液中に６０秒浸漬して、現像を行った。
露光パターンはケースＡと同一であり、設計線幅は０．
３μｍである。
ストをＷＳｉ膜上に厚さ０．７６μｍスピン塗布し、プ
リベークを行った。変形照明系を有する１／５縮小露光
系ｉ線ステッパで露光をおこなった。変形照明用に用い
たアパーチャは、光軸をずらして中心対称に４つの穴が
配置されたものである。この時の露光照射エネルギー
は、３６９ｍＪ／ｃｍ2 であった。露光後、ＴＭＡＨの
２．３８％水溶液中に６０秒浸漬して、現像を行った。
露光パターンはケースＡと同一であり、設計線幅は０．
３μｍである。
【００２３】図６に示すように、作製したレジストパタ
ーンの線幅は、合焦点位置からのずれが−０．８から＋
０．８μｍの範囲であれば、設計値からの差を、−０．
０２μｍ〜＋０．０４５μｍの範囲に抑えることができ
た。これらのデータより見積もられる焦点深度は１．７
μｍであり、通常照明系を有するステッパを用いたケー
スＡに比較し、かなり深い値を得た。
ーンの線幅は、合焦点位置からのずれが−０．８から＋
０．８μｍの範囲であれば、設計値からの差を、−０．
０２μｍ〜＋０．０４５μｍの範囲に抑えることができ
た。これらのデータより見積もられる焦点深度は１．７
μｍであり、通常照明系を有するステッパを用いたケー
スＡに比較し、かなり深い値を得た。
【００２４】このように、ケースＢにおいては、変形照
明系を有するステッパを用いることで焦点深度を向上さ
せることはできた。しかし、図７の表面拡大写真からわ
かるように、作製したレジストパターンには、ケースＡ
の場合と同様に、部分的細りが各所にあった。
明系を有するステッパを用いることで焦点深度を向上さ
せることはできた。しかし、図７の表面拡大写真からわ
かるように、作製したレジストパターンには、ケースＡ
の場合と同様に、部分的細りが各所にあった。
【００２５】ケースＡ、ケースＢのように、通常レジス
トを用いた場合は下地基板表面からの反射光の影響によ
るハレーションを防止することが難しい。図３にその様
子を示した。図３（Ａ）に示すように、凹凸ある基板１
２上に形成された導電膜１３の上にレジスト膜１７がス
ピン塗布されているとする。フォトマスク１５を介して
レジスト膜１７が露光されると、入射光１６はレジスト
膜１７を通過し、下地膜の導電膜１３表面で反射する。
トを用いた場合は下地基板表面からの反射光の影響によ
るハレーションを防止することが難しい。図３にその様
子を示した。図３（Ａ）に示すように、凹凸ある基板１
２上に形成された導電膜１３の上にレジスト膜１７がス
ピン塗布されているとする。フォトマスク１５を介して
レジスト膜１７が露光されると、入射光１６はレジスト
膜１７を通過し、下地膜の導電膜１３表面で反射する。
【００２６】図中βに示すような段差部があると凹面鏡
による光反射のように反射光が集光されることがある。
この現象をハレーションと呼ぶ。こうして、本来非露光
部であるべき場所のレジストに光が集中的に照射され
る。この後現像すると、図３（Ｂ）に示すような部分的
な細りγをもつレジストパターンとなる。
による光反射のように反射光が集光されることがある。
この現象をハレーションと呼ぶ。こうして、本来非露光
部であるべき場所のレジストに光が集中的に照射され
る。この後現像すると、図３（Ｂ）に示すような部分的
な細りγをもつレジストパターンとなる。
【００２７】ケースＡ，ケースＢで作成されたレジスト
パターンの部分的細りは、ハレーションの影響によるも
のと考えられる。パターン線幅の細りは、配線線幅の細
り等に直結し、作成する半導体装置の基本的性能を損な
うものとなる。このようなハレーションの影響を取り除
くには、反射光の低減が必須と考えられる。
パターンの部分的細りは、ハレーションの影響によるも
のと考えられる。パターン線幅の細りは、配線線幅の細
り等に直結し、作成する半導体装置の基本的性能を損な
うものとなる。このようなハレーションの影響を取り除
くには、反射光の低減が必須と考えられる。
【００２８】ケースＣ：染料入りレジストと通常照明系
を有するステッパを用いた露光 基板面からの反射光の影響を低減させる染料入りレジス
トを用い、通常照明系を有するステッパを利用して、レ
ジストパターニングを行った。
を有するステッパを用いた露光 基板面からの反射光の影響を低減させる染料入りレジス
トを用い、通常照明系を有するステッパを利用して、レ
ジストパターニングを行った。
【００２９】図２に染料入りレジストを使用した場合の
機能を示した。図２（Ａ）に示すように、凹凸ある基板
１２に形成された導電膜１３上に染料入りレジスト膜１
４が形成されている。フォトマスク１５を介して露光さ
れる時、レジスト膜に入射する光１６は、染料入りレジ
ストを通過する過程で減衰していく。レジスト膜中を進
行するのに伴い、光の強度が減少する為、反射光の強度
が弱くなり、定在波、反射光の散乱、集光といったレジ
ストパターンを変形させる要因を低減することができ
る。
機能を示した。図２（Ａ）に示すように、凹凸ある基板
１２に形成された導電膜１３上に染料入りレジスト膜１
４が形成されている。フォトマスク１５を介して露光さ
れる時、レジスト膜に入射する光１６は、染料入りレジ
ストを通過する過程で減衰していく。レジスト膜中を進
行するのに伴い、光の強度が減少する為、反射光の強度
が弱くなり、定在波、反射光の散乱、集光といったレジ
ストパターンを変形させる要因を低減することができ
る。
【００３０】ケースＣで実際に使用した染料入りレジス
トは、通常のノボラック系レジストに染料を添加したも
のである。この染料入りレジストのＡ値は０．９８、Ｂ
値は０．５５であった。ここでＡ値、Ｂ値とは、露光前
のレジストの不透明さを示す指標である。Ａ値は露光に
より漂白される光吸収成分の消衰係数、Ｂ値は露光によ
って漂白されない光吸収成分の消衰係数である。なお、
通常レジストであるノボラック系ポジレジストのＢ値
は、約０．０５である。
トは、通常のノボラック系レジストに染料を添加したも
のである。この染料入りレジストのＡ値は０．９８、Ｂ
値は０．５５であった。ここでＡ値、Ｂ値とは、露光前
のレジストの不透明さを示す指標である。Ａ値は露光に
より漂白される光吸収成分の消衰係数、Ｂ値は露光によ
って漂白されない光吸収成分の消衰係数である。なお、
通常レジストであるノボラック系ポジレジストのＢ値
は、約０．０５である。
【００３１】通常のレジストの場合と同様、スピン塗布
によりＷＳｉ膜上に厚さ１．２μｍのレジスト膜を形成
した後、約１１０℃で６０秒プリベークを行った。露光
方法は、通常照明系を有する１／５縮小露光系ｉ線ステ
ッパを用いた。照射エネルギーは、２２０ｍＪ／ｃｍ2
であった。露光後、ＴＭＡＨの２．３８％水溶液中に６
０秒浸漬して、現像を行った。
によりＷＳｉ膜上に厚さ１．２μｍのレジスト膜を形成
した後、約１１０℃で６０秒プリベークを行った。露光
方法は、通常照明系を有する１／５縮小露光系ｉ線ステ
ッパを用いた。照射エネルギーは、２２０ｍＪ／ｃｍ2
であった。露光後、ＴＭＡＨの２．３８％水溶液中に６
０秒浸漬して、現像を行った。
【００３２】染料入りレジストの使用は、下地基板から
の反射の影響を取り除くものと期待されたが結果的に
は、現像後のレジストでは、０．３μｍのパターンの解
像そのものができなかった。
の反射の影響を取り除くものと期待されたが結果的に
は、現像後のレジストでは、０．３μｍのパターンの解
像そのものができなかった。
【００３３】図２（Ｂ）は、現像後に得られる染料入り
レジストのパターンの特にケースＣに相当する場合の例
について示した。染料入りレジストは、基板からの反射
光を低減できるもののレジスト中に入射する露光光その
ものの強度も減じてしまう。基板表面近傍の深い位置の
染料入りレジストが、十分な露光量を得ることができな
いと、図２（Ｂ）中のαで示すように、現像後のパター
ン断面は、裾を引くものとなり、微細なパターンの解像
ができない結果をもたらすと考えられる。
レジストのパターンの特にケースＣに相当する場合の例
について示した。染料入りレジストは、基板からの反射
光を低減できるもののレジスト中に入射する露光光その
ものの強度も減じてしまう。基板表面近傍の深い位置の
染料入りレジストが、十分な露光量を得ることができな
いと、図２（Ｂ）中のαで示すように、現像後のパター
ン断面は、裾を引くものとなり、微細なパターンの解像
ができない結果をもたらすと考えられる。
【００３４】ケースＣにおいて、レジスト膜中にハレー
ションの発生は認められなかったが、解像自体が不可能
となり、染料入りレジストの価値は認められなかった。
もし、ハレーションの防止に染料入りレジストが利用で
きないとすると、残る可能性は、反射防止膜の利用とい
うことになる。
ションの発生は認められなかったが、解像自体が不可能
となり、染料入りレジストの価値は認められなかった。
もし、ハレーションの防止に染料入りレジストが利用で
きないとすると、残る可能性は、反射防止膜の利用とい
うことになる。
【００３５】ケースＤ：染料入りレジストと変形照明系
を有するステッパを用いた露光 染料入りレジストを使用し、変形照明系を有するステッ
パを利用してレジストパターニングを行った。
を有するステッパを用いた露光 染料入りレジストを使用し、変形照明系を有するステッ
パを利用してレジストパターニングを行った。
【００３６】染料入りレジストは、ケースＣと同じもの
を用いた。ＷＳｉ膜上に厚さ１．２μｍのレジスト膜を
スピン塗布し、約１１０℃で６０秒プリベークを行っ
た。変形照明系を有する１／５縮小露光系ｉ線ステッパ
で露光をおこなった。露光照射エネルギーは、２４０ｍ
Ｊ／ｃｍ2 であった。露光後、ＴＭＡＨの２．３８％水
溶液中に６０秒浸漬して現像を行い、レジストパターン
を得た。
を用いた。ＷＳｉ膜上に厚さ１．２μｍのレジスト膜を
スピン塗布し、約１１０℃で６０秒プリベークを行っ
た。変形照明系を有する１／５縮小露光系ｉ線ステッパ
で露光をおこなった。露光照射エネルギーは、２４０ｍ
Ｊ／ｃｍ2 であった。露光後、ＴＭＡＨの２．３８％水
溶液中に６０秒浸漬して現像を行い、レジストパターン
を得た。
【００３７】染料入りレジストは、ケースＣのように通
常照明法を用いた場合には、解像そのものが不可能であ
ったが、変形照明法を用いることで解像が可能となっ
た。図８に示すように、合焦点位置からのずれが−０．
８から＋０．８μｍの範囲であれば、実際に得られたレ
ジストのライン幅の設計値からの差は、−０．０２μｍ
〜＋０．０４５μｍに抑えることができた。これらのデ
ータより見積もられる焦点深度は１．７μｍであり、条
件Ｂと同様十分な焦点深度を得ることができた。また、
作成されたレジストパターンは、図９に示すように、部
分的細りのない、一定の幅を保った良好なものであっ
た。
常照明法を用いた場合には、解像そのものが不可能であ
ったが、変形照明法を用いることで解像が可能となっ
た。図８に示すように、合焦点位置からのずれが−０．
８から＋０．８μｍの範囲であれば、実際に得られたレ
ジストのライン幅の設計値からの差は、−０．０２μｍ
〜＋０．０４５μｍに抑えることができた。これらのデ
ータより見積もられる焦点深度は１．７μｍであり、条
件Ｂと同様十分な焦点深度を得ることができた。また、
作成されたレジストパターンは、図９に示すように、部
分的細りのない、一定の幅を保った良好なものであっ
た。
【００３８】以上の結果は、変形照明系を有するステッ
パで露光を行うと、染料入りレジストの解像性が実質的
に改善されたことを示す。なお、ここで「解像性」と
は、どの程度のパターンまでが解像できるかを示す分解
能ではなく、パターンを作成できるか否かの基本的性能
を含めて意味するものである。
パで露光を行うと、染料入りレジストの解像性が実質的
に改善されたことを示す。なお、ここで「解像性」と
は、どの程度のパターンまでが解像できるかを示す分解
能ではなく、パターンを作成できるか否かの基本的性能
を含めて意味するものである。
【００３９】変形照明系の光学系と染料レジストの解像
度の関係について考えてみる。図１（Ａ）に、変形照明
系によるステッパの光学系を示す。光源からでた光は、
複合集光レンズ、コンデンサレンズを通過し、穴の位置
をコンデンサレンズ光軸からずらしたアパーチャ１に到
達する。図１（Ａ）に示すように、アパーチャ１を通過
した光束２は、斜めよりフォトマスク３に入射した後、
回折光４ａ，４ｂ，４ｃを生じる。０次回折光４ａ、−
１次回折光４ｂ、＋１次回折光４ｃのうち０次回折光４
ａと＋１次回折光４ｃの２光束のみが投影レンズ５に達
する。投影レンズ５は、この２光束を集光し、投影光６
をウエハ７上に結像する。
度の関係について考えてみる。図１（Ａ）に、変形照明
系によるステッパの光学系を示す。光源からでた光は、
複合集光レンズ、コンデンサレンズを通過し、穴の位置
をコンデンサレンズ光軸からずらしたアパーチャ１に到
達する。図１（Ａ）に示すように、アパーチャ１を通過
した光束２は、斜めよりフォトマスク３に入射した後、
回折光４ａ，４ｂ，４ｃを生じる。０次回折光４ａ、−
１次回折光４ｂ、＋１次回折光４ｃのうち０次回折光４
ａと＋１次回折光４ｃの２光束のみが投影レンズ５に達
する。投影レンズ５は、この２光束を集光し、投影光６
をウエハ７上に結像する。
【００４０】通常照明系を有するステッパの光学系で
は、ウエハの位置が焦点位置よりずれると垂直に入射す
る０次光と斜めに入射する±１次光との光路長の差が大
きくなり、これが焦点深度を決定していた。変形照明系
を用いた場合は、０次回折光と＋１次回折光を共に斜め
に入射するようにすることにより両者の光路長差が小さ
くなるように設定できる。この為、ウエハ上で干渉する
２光束の光路長差が減少し、良い結像状態が保てる。よ
って焦点深度を向上させることができる。
は、ウエハの位置が焦点位置よりずれると垂直に入射す
る０次光と斜めに入射する±１次光との光路長の差が大
きくなり、これが焦点深度を決定していた。変形照明系
を用いた場合は、０次回折光と＋１次回折光を共に斜め
に入射するようにすることにより両者の光路長差が小さ
くなるように設定できる。この為、ウエハ上で干渉する
２光束の光路長差が減少し、良い結像状態が保てる。よ
って焦点深度を向上させることができる。
【００４１】図１（Ｂ）は、通常照明系を有するステッ
パで露光を行った際と変形照明系を有するステッパで露
光を行った際のレジスト中の＋１次露光光の入射経路の
違いを示したものである。通常照明系を有するステッパ
で露光を行った際の＋１次入射光８は垂直入射の０次光
に対して１次回折光の回折角度分傾く。これに対し、変
形照明系を有するステッパで露光を行うと、逆方向に傾
いた０次光に対して＋１次入射光は１次回折角度分傾
く。即ち、変形照明系を有するステッパで露光を行った
際の＋１次入射光６は、レジスト面により垂直に近い角
度で入射する。よって、入射光６のレジスト下地基板面
に達するまでの光路長は、通常露光系の場合の入射光８
に比較し短くなる。
パで露光を行った際と変形照明系を有するステッパで露
光を行った際のレジスト中の＋１次露光光の入射経路の
違いを示したものである。通常照明系を有するステッパ
で露光を行った際の＋１次入射光８は垂直入射の０次光
に対して１次回折光の回折角度分傾く。これに対し、変
形照明系を有するステッパで露光を行うと、逆方向に傾
いた０次光に対して＋１次入射光は１次回折角度分傾
く。即ち、変形照明系を有するステッパで露光を行った
際の＋１次入射光６は、レジスト面により垂直に近い角
度で入射する。よって、入射光６のレジスト下地基板面
に達するまでの光路長は、通常露光系の場合の入射光８
に比較し短くなる。
【００４２】ケースＤにおいて、染料入りレジストの解
像度が向上したのは、変形照明法の使用により、下地膜
表面に達するまでの光路長差が短くなり、最大光路長が
短くなることにより、染料入りレジスト中で減衰される
＋１次光の減衰量が抑制され良好な干渉が得られた為と
考えられる。
像度が向上したのは、変形照明法の使用により、下地膜
表面に達するまでの光路長差が短くなり、最大光路長が
短くなることにより、染料入りレジスト中で減衰される
＋１次光の減衰量が抑制され良好な干渉が得られた為と
考えられる。
【００４３】なお、一般に変形照明系の使用は、染料レ
ジストの使用とは関わりなく、フォトリソグラフィの解
像度を向上させることができると言われている。これ
は、投影レンズで０次と１次の光束を受ける際、隣接す
る光束の角度を通常照明系に比較し、拡げることができ
るからである。よって、本実施例における染料レジスト
の解像度の向上は、このような操作によって得られたも
のとは、本質的に異なるものである。
ジストの使用とは関わりなく、フォトリソグラフィの解
像度を向上させることができると言われている。これ
は、投影レンズで０次と１次の光束を受ける際、隣接す
る光束の角度を通常照明系に比較し、拡げることができ
るからである。よって、本実施例における染料レジスト
の解像度の向上は、このような操作によって得られたも
のとは、本質的に異なるものである。
【００４４】以上に示したように、変形照明系を有する
ステッパによる露光と染料入りレジストの使用を組合わ
せたケースＤにおいては、深い焦点深度、反射光の影響
の抑制を実現するとともに染料入りレジストの解像性を
実質的にあげることができた。
ステッパによる露光と染料入りレジストの使用を組合わ
せたケースＤにおいては、深い焦点深度、反射光の影響
の抑制を実現するとともに染料入りレジストの解像性を
実質的にあげることができた。
【００４５】即ち、染料入りレジスト、および変形照明
系のそれぞれの長所を生かすとともに、各々単独に使用
した場合に発生する問題点を補完しあうことができ、優
れたレジストの微細パターン形成方法を提供できた。
系のそれぞれの長所を生かすとともに、各々単独に使用
した場合に発生する問題点を補完しあうことができ、優
れたレジストの微細パターン形成方法を提供できた。
【００４６】ケースＥ：染料入りレジストと変形照明系
を有するステッパを用いた露光 前述のケースＤと同じく染料入りレジストと変形照明系
を有するステッパによる露光を用いてレジストパターニ
ングを行う方法である。ステッパのアパーチャの形状
が、輪帯状にスリットを設けたものである点のみがケー
スＤと異なり、他の条件は全てケースＤと同じであっ
た。
を有するステッパを用いた露光 前述のケースＤと同じく染料入りレジストと変形照明系
を有するステッパによる露光を用いてレジストパターニ
ングを行う方法である。ステッパのアパーチャの形状
が、輪帯状にスリットを設けたものである点のみがケー
スＤと異なり、他の条件は全てケースＤと同じであっ
た。
【００４７】図１０に示すように、合焦点位置からのず
れが−０．８から＋０．８μｍの範囲で、実際に得られ
たレジストのライン幅の設計値からの差は、−０．０８
μｍ〜＋０．０２μｍであった。これらのデータより見
積もられた焦点深度は１．３μｍであり、十分な深さで
あった。
れが−０．８から＋０．８μｍの範囲で、実際に得られ
たレジストのライン幅の設計値からの差は、−０．０８
μｍ〜＋０．０２μｍであった。これらのデータより見
積もられた焦点深度は１．３μｍであり、十分な深さで
あった。
【００４８】図１１に示すように、レジストパターンラ
インの幅は一定であり、ラインの部分的細りは観察され
なかった。アパーチャの形状が異なるケースＥにおいて
も、ケースＤと同様に、十分な焦点深度、レジストの良
好な解像性、反射光の影響のない良好なレジストパター
ンを得ることができた。
インの幅は一定であり、ラインの部分的細りは観察され
なかった。アパーチャの形状が異なるケースＥにおいて
も、ケースＤと同様に、十分な焦点深度、レジストの良
好な解像性、反射光の影響のない良好なレジストパター
ンを得ることができた。
【００４９】このように、染料入りレジストと変形照明
系による露光の組み合わせは、レジストと通常露光装置
のアパーチャのみを変えるだけで実現できる為、プロセ
ス工程も増えず、低コスト化にも寄与するところが大き
い。
系による露光の組み合わせは、レジストと通常露光装置
のアパーチャのみを変えるだけで実現できる為、プロセ
ス工程も増えず、低コスト化にも寄与するところが大き
い。
【００５０】実施例２ 次に、光吸収特性の異なる５種のａ〜ｅの染料入りレジ
ストを用い、変形照明系を有するステッパを利用したパ
ターニングを行い、その結果を比較した。いずれも、Ｗ
Ｓｉ膜上に厚さ１．１４μｍのレジスト膜をスピン塗布
し、約１１０℃で６０秒プリベークを行った。さらに変
形照明系を有する１／５縮小露光系ｉ線ステッパで露光
をおこなった。ＴＭＡＨの２．３８％水溶液中に６０秒
浸漬して、現像を行い、設計幅０．３μｍのレジストパ
ターンを形成した。この共通の条件は、上述のケースＤ
の条件に相当する。
ストを用い、変形照明系を有するステッパを利用したパ
ターニングを行い、その結果を比較した。いずれも、Ｗ
Ｓｉ膜上に厚さ１．１４μｍのレジスト膜をスピン塗布
し、約１１０℃で６０秒プリベークを行った。さらに変
形照明系を有する１／５縮小露光系ｉ線ステッパで露光
をおこなった。ＴＭＡＨの２．３８％水溶液中に６０秒
浸漬して、現像を行い、設計幅０．３μｍのレジストパ
ターンを形成した。この共通の条件は、上述のケースＤ
の条件に相当する。
【００５１】以下、各レジストの光吸収特性、各レジス
トに対して使用した露光条件について記す。
トに対して使用した露光条件について記す。
【００５２】レジストａ レジストａは、上述したケースＤで使用したものと同種
のレジストである。Ａ値は０．９８、Ｂ値は０．５５で
あった。露光量は２４０ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用した
レジスト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は１
７％、完全露光後の光透過率は５３％であった。
のレジストである。Ａ値は０．９８、Ｂ値は０．５５で
あった。露光量は２４０ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用した
レジスト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は１
７％、完全露光後の光透過率は５３％であった。
【００５３】レジストｂ レジストｂのＡ値は０．８５、Ｂ値は０．５０であっ
た。露光量は３７５ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は２１
％、完全露光後の光透過率は５６％であった。
た。露光量は３７５ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は２１
％、完全露光後の光透過率は５６％であった。
【００５４】レジストｃ レジストｃのＡ値は０．５９、Ｂ値は０．３８であっ
た。露光量は３２０ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は３３
％，完全露光後の光透過率は６５％であった。
た。露光量は３２０ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は３３
％，完全露光後の光透過率は６５％であった。
【００５５】レジストｄ レジストｄのＡ値は０．９２、Ｂ値は０．２５であっ
た。露光量は５１５ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は２６
％、完全露光後の光透過率は７５％であった。
た。露光量は５１５ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は２６
％、完全露光後の光透過率は７５％であった。
【００５６】レジストｅ レジストｅのＡ値は０．９４、Ｂ値は０．２０であっ
た。露光量は４５５ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は２７
％、完全露光後の光透過率は８０％であった。
た。露光量は４５５ｍＪ／ｃｍ2 とした。使用したレジ
スト厚みにおける露光前のレジストの光透過率は２７
％、完全露光後の光透過率は８０％であった。
【００５７】完全露光後の透過率が比較的高いレジスト
ｄおよびレジストｅを用いた場合は、いずれも解像その
ものができず、良好なレジストパターンを得ることはで
きなかった。また、得られたレジストパターンには、ハ
レーションの影響と思われるくびれがでていた。
ｄおよびレジストｅを用いた場合は、いずれも解像その
ものができず、良好なレジストパターンを得ることはで
きなかった。また、得られたレジストパターンには、ハ
レーションの影響と思われるくびれがでていた。
【００５８】一方露光前、完全露光後のレジストの透過
率が比較的低いレジストａ、レジストｂは、ともに良好
なレジストパターンを得ることができた。又、焦点深度
は、レジストａが１．５μｍ、レジストｂが１．２μｍ
と、それぞれ深い値を得ることができた。
率が比較的低いレジストａ、レジストｂは、ともに良好
なレジストパターンを得ることができた。又、焦点深度
は、レジストａが１．５μｍ、レジストｂが１．２μｍ
と、それぞれ深い値を得ることができた。
【００５９】レジストｃは、レジストｄ、レジストｅに
比較し、露光前のレジストの透過率が高いにもかかわら
ず、ハレーションを抑えることができ、焦点深度０．９
μｍの良好なパターンを形成することができた。これ
は、完全露光後のレジストの光透過率が、レジストｄ、
レジストｅに比較し低いことによると思われる。
比較し、露光前のレジストの透過率が高いにもかかわら
ず、ハレーションを抑えることができ、焦点深度０．９
μｍの良好なパターンを形成することができた。これ
は、完全露光後のレジストの光透過率が、レジストｄ、
レジストｅに比較し低いことによると思われる。
【００６０】この結果より、下地からの露光光の反射を
抑え、ハレーションの発生を防止するには、露光前のレ
ジストの光透過率より、完全露光後のレジストの光透過
率を抑えることが必要だといえる。レジストａ、ｂ、ｃ
の結果から、完全露光後の光透過率は約６５％以下とす
ることが好ましいと考えられる。
抑え、ハレーションの発生を防止するには、露光前のレ
ジストの光透過率より、完全露光後のレジストの光透過
率を抑えることが必要だといえる。レジストａ、ｂ、ｃ
の結果から、完全露光後の光透過率は約６５％以下とす
ることが好ましいと考えられる。
【００６１】完全露光後の光透過率は、露光によって漂
白されない光吸収成分の消衰係数であるＢ値とレジスト
の膜厚によって主に決まる。厚さ１．１４μｍのレジス
トを用いる場合は、このＢ値を少なくともレジストｃの
Ｂ値である０．３８以上にすれば、この光透過率を６５
％に抑えることができ、ハレーションの発生を抑制でき
る。
白されない光吸収成分の消衰係数であるＢ値とレジスト
の膜厚によって主に決まる。厚さ１．１４μｍのレジス
トを用いる場合は、このＢ値を少なくともレジストｃの
Ｂ値である０．３８以上にすれば、この光透過率を６５
％に抑えることができ、ハレーションの発生を抑制でき
る。
【００６２】但し、光透過率が低すぎると、変形照明系
を用いた露光を行っても解像度に問題が生じてくる。上
述した実施例では、レジスト膜が１．１４μｍの場合、
Ｂ値が０．５５であるレジストａでは、光透過率が５３
％であるが、十分に良好な解像度が得られている。よっ
て少なくとも約５０％の透過率を有すれば、解像度の問
題は生じないといえる。
を用いた露光を行っても解像度に問題が生じてくる。上
述した実施例では、レジスト膜が１．１４μｍの場合、
Ｂ値が０．５５であるレジストａでは、光透過率が５３
％であるが、十分に良好な解像度が得られている。よっ
て少なくとも約５０％の透過率を有すれば、解像度の問
題は生じないといえる。
【００６３】これらの結果より、例えば完全露光後の透
過率を、約５０％から約６５％の範囲となるよう、レジ
ストの膜厚およびレジストのＢ値を選択すれば、変形照
明系のステッパの使用を組み合わせることによって、解
像度の劣化が少なくかつハレーションの発生を抑え、良
好なレジストパターンを形成することができると言える
だろう。
過率を、約５０％から約６５％の範囲となるよう、レジ
ストの膜厚およびレジストのＢ値を選択すれば、変形照
明系のステッパの使用を組み合わせることによって、解
像度の劣化が少なくかつハレーションの発生を抑え、良
好なレジストパターンを形成することができると言える
だろう。
【００６４】染料以外の材料を混入することによりレジ
ストの透過率を調整し、染料入りレジストと同様な効果
を得ることもできる。また、レジストの透過率は、染料
の種類、染料の含有量、レジストの厚さを選択すること
により調整できる。
ストの透過率を調整し、染料入りレジストと同様な効果
を得ることもできる。また、レジストの透過率は、染料
の種類、染料の含有量、レジストの厚さを選択すること
により調整できる。
【００６５】ノボラック系レジスト以外にも化学増幅型
レジストやその他の短波長光用レジストで、同様に染料
入りレジストを作成してその透過率を調整し、ケースＤ
やＥの実施例と同様な効果を得ることができる。
レジストやその他の短波長光用レジストで、同様に染料
入りレジストを作成してその透過率を調整し、ケースＤ
やＥの実施例と同様な効果を得ることができる。
【００６６】上記実施例では、４つ穴を配したアパーチ
ャと輪帯状にスリットが設けられているアパーチャを用
いたが、これら以外のアパーチャで変形照明系を得るこ
ともできる。また、アパーチャの形状による光束の調整
方法以外にも、開閉機能付複眼集光レンズ（ハエの眼レ
ンズ）を用いて任意の光束形状を形成する方法で変形照
明系を構成することもできる。
ャと輪帯状にスリットが設けられているアパーチャを用
いたが、これら以外のアパーチャで変形照明系を得るこ
ともできる。また、アパーチャの形状による光束の調整
方法以外にも、開閉機能付複眼集光レンズ（ハエの眼レ
ンズ）を用いて任意の光束形状を形成する方法で変形照
明系を構成することもできる。
【００６７】実施例中では、ＷＳｉ上にレジストパター
ンを形成しているが、同様に反射率の高いＡｌ等の金属
薄膜、あるいはＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ等の他の高融点金属
とＳｉとの化合物である高融点金属シリサイド薄膜等の
高反射率下地上にレジスト膜を形成する場合も同様な効
果が得られる。又、エキシマ光等の短波長光を用いて露
光を行う場合は、下地膜がＳｉの場合でも反射の問題が
生じる為、上述したレジストパターニング方法を用いる
ことが、反射の影響を抑制する上に効果がある。
ンを形成しているが、同様に反射率の高いＡｌ等の金属
薄膜、あるいはＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ等の他の高融点金属
とＳｉとの化合物である高融点金属シリサイド薄膜等の
高反射率下地上にレジスト膜を形成する場合も同様な効
果が得られる。又、エキシマ光等の短波長光を用いて露
光を行う場合は、下地膜がＳｉの場合でも反射の問題が
生じる為、上述したレジストパターニング方法を用いる
ことが、反射の影響を抑制する上に効果がある。
【００６８】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。例えば、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。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、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。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プロセス工程を増やすことなく、焦点深度の深い露光条
件で、かつ下地表面で起こる露光時の光反射の影響によ
るレジストパターンの変形を抑えるとともに、レジスト
の解像度を実質的に高く保持できる。
プロセス工程を増やすことなく、焦点深度の深い露光条
件で、かつ下地表面で起こる露光時の光反射の影響によ
るレジストパターンの変形を抑えるとともに、レジスト
の解像度を実質的に高く保持できる。
【図１】変形照明系を有するステッパの光学系を示す構
成図である。
成図である。
【図２】染料入りレジストを用いた場合のパターン形成
工程の一例を示す断面図である。
工程の一例を示す断面図である。
【図３】通常レジストを用いた場合のパターン形成工程
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
【図４】ケースＡで形成したレジストパターンの焦点か
らのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
らのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
【図５】ケースＡで基板上に形成されたレジストの微細
なパターンの拡大写真である。
なパターンの拡大写真である。
【図６】ケースＢで形成したレジストパターンの焦点か
らのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
らのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
【図７】ケースＢで基板上に形成されたレジストの微細
なパターンの拡大写真である。
なパターンの拡大写真である。
【図８】ケースＤで形成したレジストパターンの焦点か
らのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
らのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
【図９】ケースＤで基板上に形成されたレジストの微細
なパターンの拡大写真である。
なパターンの拡大写真である。
【図１０】ケースＥで形成したレジストパターンの焦点
からのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
からのずれとライン幅の関係を示すグラフである。
【図１１】ケースＥで基板上に形成されたレジストの微
細なパターンの拡大写真である。
細なパターンの拡大写真である。
１、 アパーチャ ２、 光束 ３、 フォトマスク ４ａ、 ０次回折光 ４ｂ、 −１次回折光 ４ｃ、 ＋１次回折光 ５、 投影レンズ ６、 投影光 ７、 基板 ８、 通常照明系を用いたステッパ使用の場合の入射
光 ９、 レジスト膜 １０、 高反射膜 １１、 ウエハ １２、 基板 １３、 高反射膜 １４、 染料入りレジスト １５、 フォトマスク １６、 入射光 １７、 通常レジスト α、 レジストの裾引きパターン β、 基板の段差部 γ、 レジストのパターン細り δ、 レジストのパターン細り部分 ε、 レジストのパターン細り部分
光 ９、 レジスト膜 １０、 高反射膜 １１、 ウエハ １２、 基板 １３、 高反射膜 １４、 染料入りレジスト １５、 フォトマスク １６、 入射光 １７、 通常レジスト α、 レジストの裾引きパターン β、 基板の段差部 γ、 レジストのパターン細り δ、 レジストのパターン細り部分 ε、 レジストのパターン細り部分
Claims (5)
- 【請求項１】 加工すべき表面部を有する下地を準備す
る工程と、 露光時に照射される光を吸収する物質を添加したレジス
トであって、その添加物質の材料と添加量を調整するこ
とで、レジストのみの場合に較べ露光時に下地表面から
反射される光を所定量さらに減衰させるレジスト膜を該
下地上に塗布する工程と、 主にコンデンサレンズの光軸から離れた方向から光を照
射する変形照明系と、フォトマスクおよび投影レンズを
用いてフォトマスクのパターンをレジスト膜上に転写す
る露光工程と、を含むパターン形成方法。 - 【請求項２】 前記添加物質が露光時に照射される光を
吸収する染料を含有する請求項１に記載のパターン形成
方法。 - 【請求項３】 前記染料の含有量と前記レジストの膜厚
が、前記レジスト膜の完全露光後の透過率が約５０％以
上約６５％以下となるように調整したことを特徴とする
請求項２に記載のパターン形成方法。 - 【請求項４】 前記下地の表面部が、高融点金属とＳｉ
の化合物である高融点金属シリサイドからなる導電性材
料薄膜を含む請求項１から３のいずれかに記載のパター
ン形成方法。 - 【請求項５】 前記レジストが、ノボラック系ポジレジ
ストである請求項１から４のいずれかに記載のパターン
形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6318740A JPH08181049A (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | パターン形成方法 |
| US08/531,657 US5863709A (en) | 1994-12-21 | 1995-09-21 | Deep UV photolithography with reduced halation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6318740A JPH08181049A (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181049A true JPH08181049A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18102418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6318740A Pending JPH08181049A (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | パターン形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5863709A (ja) |
| JP (1) | JPH08181049A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019215562A (ja) * | 2014-02-25 | 2019-12-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像可能な底部反射防止コーティングおよび着色注入レジストのための化学増幅方法および技術 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307431A (ja) * | 1998-04-23 | 1999-11-05 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US9104107B1 (en) * | 2013-04-03 | 2015-08-11 | Western Digital (Fremont), Llc | DUV photoresist process |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173144A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-15 | Nippon Zeon Co Ltd | ホトレジスト及びホトレジストパターンの形成方法 |
| US5334481A (en) * | 1985-05-02 | 1994-08-02 | Ciba-Geigy Corporation | Positive diazo quinone photoresist compositions containing antihalation compound |
| US4668606A (en) * | 1985-11-20 | 1987-05-26 | Eastman Kodak Company | Positive photoresist with antireflection coating having thermal stability |
| US5219701A (en) * | 1988-03-31 | 1993-06-15 | Ciba-Geigy Corporation | Positive photoresist containing 1,2-naphthoquinone-diazide-5-sulfonyl tris ester of 1,3,5-trihydroxybenzene and aromatic hydroxy compound sensitizer |
| US5068319A (en) * | 1990-03-29 | 1991-11-26 | Hoechst Celanese Corporation | Biz-diazotized diaryl diamine coupled dyes having improved solubility in organic solvent |
| US5275909A (en) * | 1992-06-01 | 1994-01-04 | Ocg Microelectronic Materials, Inc. | Positive-working radiation sensitive mixtures and articles containing alkali-soluble binder, o-quinonediazide photoactive compound and BLANKOPHOR FBW acting dye |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP6318740A patent/JPH08181049A/ja active Pending
-
1995
- 1995-09-21 US US08/531,657 patent/US5863709A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019215562A (ja) * | 2014-02-25 | 2019-12-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像可能な底部反射防止コーティングおよび着色注入レジストのための化学増幅方法および技術 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5863709A (en) | 1999-01-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |