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
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- 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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
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- 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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
明をさらに詳細に説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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