JPH08262689A - 投影露光方法及びこれに使われるマスク - Google Patents

投影露光方法及びこれに使われるマスク

Info

Publication number
JPH08262689A
JPH08262689A JP4773096A JP4773096A JPH08262689A JP H08262689 A JPH08262689 A JP H08262689A JP 4773096 A JP4773096 A JP 4773096A JP 4773096 A JP4773096 A JP 4773096A JP H08262689 A JPH08262689 A JP H08262689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
light
projection exposure
mask substrate
exposure method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4773096A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3914280B2 (ja
Inventor
Young-Soh Park
英昭 朴
Joo-Young Lee
柱泳 李
Young-Hun Yu
榮勳 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH08262689A publication Critical patent/JPH08262689A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3914280B2 publication Critical patent/JP3914280B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like

Landscapes

  • 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】 【課題】 マスクの隣接したパターン間に位相差を取る
ことにより解像度を高める投影露光方法、これに使われ
るマスクを提供する。 【解決手段】 マスクを用いた投影露光方法において、
光源から照射され前記マスクを通過する光の経路上に垂
直した方向と所定の角度に傾斜した透明なマスク基板と
前記マスク基板の下面に規則的に形成されている遮光膜
パターンを用いて、隣接したマスクパターン間に位相差
を持たせ前記露光対象物を露光する段階を含むことを特
徴とする。よって、与えられた光源の波長および開口数
でマスクのピッチについての周波数差を小さくしてパタ
ーン形成の可能な最少ピッチを光源の短波長化またはレ
ンズの開口数を大きくしないで縮められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は投影露光方法及びこ
れに使われるマスクに係り、特にマスクの隣接したパタ
ーン間に位相差を取ることにより解像度を高める投影露
光方法及びこれに使われるマスクに関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に半導体装置の各種パターンはフ
ォトリソグラフィ技術により形成されると言うことは広
く知られている。前記フォトリソグラフィ技術による
と、半導体ウェーハ上の絶縁膜や導電膜など、パターン
を形成すべき膜の上にX線や紫外線などのような光線の
照射により溶解度が変化する感光膜を形成し、この感光
膜の所定部位を露光させた後、現像液について溶解度の
大きい部分を除去し感光膜パターンを形成し、前記パタ
ーンを形成すべき膜の露出された部分をエッチングによ
り除去し配線や電極など各種パターンを形成する。
【0003】したがって、前述した露光に使われる露光
装置は前記パターン形成に重要な装置として、露光方式
により密着露光方式、近似露光方式、投影露光方式など
がある。前記露光装置のうち投影露光方式は米国のGC
A社、日本のNIKON社及びCANON社から発売さ
れているステッパーが主種を成し遂げていて、最近一番
高い解像度のパターン形成が可能となり広く使われてい
る。
【0004】一方、半導体集積回路の高集積化が重なる
にしたがって要求される最少加工サイズは微細化されて
いて、この実現のため露光装備の光源はiライン波長
(0.365μm)からディープUV(0.248μ
m)に短波長化されている。一例で256MDRAMの
場合要求される最少加工サイズは約0.25μmであ
り、これはKrFエキシマレーザを光源として使うステ
ッパー装備の露光波長とほぼ同じ水準である。この場合
マスクによる入射光の回折および干渉現象によりウェー
ハ上のフォトレジストパターンは激しく変形され特に露
光光源の波長とほぼ同一なサイズの微細パターンはさら
に激しい変形を起こす。
【0005】このような問題点を解決するためにマスク
のパターンを用いて解像度を高める位相反転方法(Ph
ase Shift Method)が提案された。前
記位相反転方法は位相シフターを含むマスク(以下、
“位相反転マスク”と言う)を用いてパターンを露光さ
せる方法である。前記位相反転マスクは光の干渉または
部分干渉を用いて希望するサイズのパターンを露光する
ことにより解像度および焦点深度を増加させる。
【0006】即ち、光がマスク基板を通過する時または
シフター膜を通過する時、その波長は真空中の波長を屈
折率に分けた値であり短くなる。したがって、同じ位相
の光がシフターの有無により、光経路の差異が生じるこ
ととなり、この時光経路の差異をθと言うと、θ=2π
t(n−1)/λ(式で、nはシフターの屈折率であ
り、tはシフターの厚さであり、λは使われる波長であ
る。θ=πの場合、シフターを通過した光線は逆位相を
持つこととなる。したがって、光通過部を通過した光と
シフターを通過した光はお互いに逆位相なので、シフタ
ーをマスクパターンの縁に位置させたら、パターンの境
界部分では光の強度がゼロとなりコントラストが増加す
る。
【0007】図1(a)乃至図1(c)は従来の通過マ
スクと位相反転マスクを用いる時パターン形成が可能な
最少ピッチを説明するために図示した図面である。具体
的に、図1(A)は従来の通過マスクを用いる時振幅お
よび空間周波数分布を示した図面であり、図1(b)お
よび図1(c)はそれぞれ従来のレベンソン型(Lev
enson type)位相反転マスクとグレイトーン
型(Gray tone)位相反転マスクを用いてパタ
ーンを形成する時振幅および空間周波数分布を示した図
面である。
【0008】一般的に、ラインスペース型パターンの場
合、パターン形成が可能な最少のピッチは次のように与
えられる。
【0009】ピッチ>1/νc、νc=NA/λ…式1 ここで、NAはレンズの開口数であり、λは光源の波長
であり、νcは臨界周波数である。前記式1は通常の前
記図1(a)に示した透過マスクの場合に該当するもの
であり、位相反転マスクの場合、隣接したパターン間の
位相差を180°程置くことにより0次光と1次光の間
の空間周波数の差異(δv)を縮めてパターン形成が可
能なピッチを減らすことができる。
【0010】これは図1(a)および図1(b)に示し
たようにピッチdのマスクを用いて光を投影させる時通
常の透過マスクは振幅の周期(d′)がdである反面
に、位相反転マスクは2dに現れるからである。繰り返
して言うと、空間周波数上で0次光と1次光の間の周波
数の差異(δv)は1/d′(d′は振幅の周期)に与
えられるので、透過マスクのd′はdとなり、位相反転
マスクのd′は2dとなる。したがって、−νc〜νc
の限度内で具現できる最少ピッチは位相反転マスクの場
合は透過マスクの場合と比較して1/2まで減らすこと
ができる。
【0011】さらに、図1(c)に示したように隣接し
たパターン間の位相差を90°にすると振幅の周期
(d′)は4dとなり、周波数差(δv)はさらに小さ
くなり透過マスクの1/4となる。このようになると、
パターン実現の可能な最少ピッチもやはり通過マスクの
1/4となる。
【0012】しかし、前記グレイトーン型位相反転マス
クは製造が大変難しく複雑なので微細調節が不可能で実
際に使用できない問題点がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
の問題点を解決するために案出されたものであり、解像
度を高めるために、隣接したマスクパターン間に位相差
を取って解像度を改善したマスクを用いた投影露光方法
を提供することにその目的がある。
【0014】また、本発明は前記投影露光方法に用いら
れる解像度の改善されたマスクを提供することにほかの
目的がある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、マスクを用いた露光対象物の投影露光方法におい
て、光源から照射され前記マスクを通過する光の経路上
に垂直方向と所定の角度で傾斜した透明なマスク基板と
前記マスク基板の下面に規則的に形成されている遮光膜
パターンを用いて、隣接したマスクパターン間に位相差
を持たせ前記露光対象物を露光する段階を含むことを特
徴とする投影露光方法を提供する。
【0016】前記位相差はndtanθ(nはマスク基
板の屈折率、dはマスクのピッチ、θはマスク基板の傾
斜角度)である。
【0017】前記の本発明の他の目的を達成するために
本発明は、上面が光経路上に垂直方向と所定の角度に傾
斜した透明なマスク基板、及び前記マスク基板の下面に
規則的に形成されている遮光膜パターンを具備し、前記
傾斜したマスク基板により隣接したマスクパターン間に
位相差を持たせることを特徴とするマスクを提供する。
【0018】前記位相差はndtanθ(nはマスク基
板の屈折率、dはマスクのピッチ、θはマスク基板の傾
斜角度)である。
【0019】本発明の他の例によると、本発明は第1面
が光経路上に垂直方向と所定の角度に傾斜した透明なマ
スク基板、及び前記マスク基板の第2面に規則的に形成
されている遮光膜パターンを具備することを特徴とする
マスクを提供する。
【0020】本発明によると、与えられた光源の波長お
よび開口数でマスクのピッチ(d)についての周波数差
(δv)を小さくし光源の単波長化またはレンズの開口
数を大きくしないでパターン形成の可能な最少ピッチを
縮めることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照し本発
明をさらに詳細に説明する。
【0022】図2(a)乃至図2(c)は本発明により
傾斜したマスク基板を持つ解像度改善マスクを用いた投
影露光方法を説明するために示した図面である。具体的
に、図2(a)は本発明の解像度改善マスクを示し、図
2(b)および図2(c)は本発明の解像度改善マスク
を用いてパターンを形成する時振幅および空間周波数分
布を示した図面である。
【0023】図2(a)乃至図2(c)を参照すれば、
マスク基板10の上面が所定の角度に傾けていて、前記
マスク基板10の下面には光を遮断する遮光性マスクパ
ターン12が形成されている。
【0024】さらに具体的に説明すると、本発明のマス
クはラインスペース方向と90°の方向にマスク基板1
0の上面をθ程傾斜するようにすると隣接した2パター
ン間の位相差はndtanθになる。ここで、nはガラ
スの屈折率であり、dはラインスペースのピッチを示
す。このように2パターン間に位相差が発生すると、図
2(b)に示したように振幅の周期d′=Ld、L=λ
/ndtanθになる。したがって、空間周波数上で0
次光と1次光の間の周波数差(δv)は1/Ldに与え
られる。
【0025】結果的に、θを調節することによりLを調
整でき、与えられた光源の波長およびNAでピッチdに
ついての周波数差(δv)が小さくなるのでパターン形
成の可能な最少ピッチが透過マスクで1/Lになるので
光源の単波長化または高NA化なくパターンの微細化を
成すことができる。
【0026】
【発明の効果】前述したように本発明は、解像度改善マ
スクにおいて、与えられた光源の波長および開口数でマ
スクのピッチ(d)についての周波数差(δv)を小さ
くしてパターン形成の可能な最少ピッチを光源の短波長
化または開口数を大きくせず縮められる。
【0027】以上、本発明を具体的に説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなくて、当業者の通常的
な知識の範囲でその変更や改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の透過マスクと位相反転マスクを用いる
時パターン形成の可能な最少ピッチを説明するために示
した図面である。
【図2】 本発明により傾斜したマスク基板を持つ解像
度改善マスクを用いた投影露光方法を説明するために示
した図面である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスクを用いた露光対象物の投影露光方
    法において、 光源から照射され前記マスクを通過する光の経路上に垂
    直方向と所定の角度に傾斜した透明なマスク基板と前記
    マスク基板の下面に規則的に形成されている遮光膜パタ
    ーンを用いて、隣接したマスクパターン間に位相差を持
    たせ前記露光対象物を露光する段階を含むことを特徴と
    する投影露光方法。
  2. 【請求項2】 前記位相差はndtanθ(nはマスク
    基板の屈折率、dはマスクのピッチ、θはマスク基板の
    傾斜角度)であることを特徴とする請求項1に記載の投
    影露光方法。
  3. 【請求項3】 上面が光経路上に垂直方向と所定の角度
    で傾斜した透明なマスク基板、及び前記マスク基板の下
    面に規則的に形成されている遮光膜パターンを具備し、
    前記傾斜したマスク基板により隣接したマスクパターン
    間に位相差を持たせることを特徴とするマスク。
  4. 【請求項4】 前記位相差はndtanθ(nはマスク
    基板の屈折率、dはマスクのピッチ、θはマスク基板の
    傾斜角度)であることを特徴とする請求項3に記載のマ
    スク。
  5. 【請求項5】 第1面が光経路上に垂直方向と所定の角
    度で傾斜した透明なマスク基板、及び前記マスク基板の
    第2面に規則的に形成されている遮光膜パターンを具備
    することを特徴とするマスク。
JP4773096A 1995-03-13 1996-03-05 投影露光方法及びこれに使われるマスク Expired - Fee Related JP3914280B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR95P5142 1995-03-13
KR1019950005142A KR0183706B1 (ko) 1995-03-13 1995-03-13 투영 노광 방법, 이에 사용되는 마스크

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08262689A true JPH08262689A (ja) 1996-10-11
JP3914280B2 JP3914280B2 (ja) 2007-05-16

Family

ID=19409694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4773096A Expired - Fee Related JP3914280B2 (ja) 1995-03-13 1996-03-05 投影露光方法及びこれに使われるマスク

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5776638A (ja)
JP (1) JP3914280B2 (ja)
KR (1) KR0183706B1 (ja)
DE (1) DE19609297B4 (ja)
TW (1) TW494280B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6534425B1 (en) 1999-12-02 2003-03-18 Seagate Technology Llc Mask design and method for controlled profile fabrication
US6620715B1 (en) 2002-03-29 2003-09-16 Cypress Semiconductor Corp. Method for forming sub-critical dimension structures in an integrated circuit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4938841A (en) * 1989-10-31 1990-07-03 Bell Communications Research, Inc. Two-level lithographic mask for producing tapered depth
JPH0566552A (ja) * 1990-12-28 1993-03-19 Nippon Steel Corp レチクル

Also Published As

Publication number Publication date
JP3914280B2 (ja) 2007-05-16
TW494280B (en) 2002-07-11
DE19609297A1 (de) 1996-09-19
DE19609297B4 (de) 2007-04-05
US5776638A (en) 1998-07-07
KR0183706B1 (ko) 1999-04-01
KR960035153A (ko) 1996-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100306415B1 (ko) 투영노광장치용으로사용된포토마스크
US5642183A (en) Spatial filter used in a reduction-type projection printing apparatus
KR100263900B1 (ko) 마스크 및 그 제조방법
JP2006179516A (ja) 露光装置、露光方法及び半導体装置の製造方法
KR100297081B1 (ko) 위상전이마스크
GB2299411A (en) Mask for off-axis illumination
JP2953406B2 (ja) フォトマスクおよびその製造方法
JP4613364B2 (ja) レジストパタン形成方法
JP2877200B2 (ja) 露光用フォトマスクおよびその製造方法
JPH0722308A (ja) 半導体素子の露光方法およびダミーマスク
JP2004251969A (ja) 位相シフトマスク、位相シフトマスクを用いたパターンの形成方法および電子デバイスの製造方法
JPH10254122A (ja) 露光用フォトマスク
JP3296296B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JP3914280B2 (ja) 投影露光方法及びこれに使われるマスク
JP3323815B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JP3133618B2 (ja) 縮小投影露光装置において用いられる空間フィルタ
JPH09288346A (ja) フォトマスク
JP2894922B2 (ja) 投影露光方法および装置
KR0144940B1 (ko) 투영 노광 방법 및 이에 사용되는 마스크
JP3273986B2 (ja) 光露光用マスク板及びその製造方法
KR0146399B1 (ko) 반도체 패턴 형성 방법
KR960016319B1 (ko) 투영 노광 장치 및 이에 사용되는 마스크
KR970009857B1 (ko) 반도체소자의 미세패턴 제조방법
KR940010491B1 (ko) 미세패턴 형성방법
KR20020031205A (ko) 미세패턴 형성용 노광마스크 및 미세감광막패턴 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050719

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070123

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees