JPH1022198A - 露光方法および光露光装置 - Google Patents
露光方法および光露光装置Info
- Publication number
- JPH1022198A JPH1022198A JP8174681A JP17468196A JPH1022198A JP H1022198 A JPH1022198 A JP H1022198A JP 8174681 A JP8174681 A JP 8174681A JP 17468196 A JP17468196 A JP 17468196A JP H1022198 A JPH1022198 A JP H1022198A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- light source
- photomask
- phase shift
- shift mask
- Prior art date
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- Pending
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 位相シフトマスクおよびフォトマスクを併用
してもレジストパターンの寸法精度を大幅に向上させ
る。 【解決手段】 石英板１４の板厚を変え、球面収差量を
ザイデル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λ
となるように設定する。それにより、位相シフトマスク
を用いて形成した0.２０μｍパターンならびにフォトマ
スクにより形成した0.２５μｍパターンの両方の寸法ば
らつきを同時に小さくでき、１台のエキシマレーザステ
ッパ１によって位相シフトマスクならびにフォトマスク
を併用してもいずれの寸法精度も大幅に向上させること
ができる。
してもレジストパターンの寸法精度を大幅に向上させ
る。 【解決手段】 石英板１４の板厚を変え、球面収差量を
ザイデル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λ
となるように設定する。それにより、位相シフトマスク
を用いて形成した0.２０μｍパターンならびにフォトマ
スクにより形成した0.２５μｍパターンの両方の寸法ば
らつきを同時に小さくでき、１台のエキシマレーザステ
ッパ１によって位相シフトマスクならびにフォトマスク
を併用してもいずれの寸法精度も大幅に向上させること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法および光
露光装置に関し、特に、光露光装置におけるレジストパ
ターンの寸歩精度の向上に適用して有効な技術に関する
ものである。
露光装置に関し、特に、光露光装置におけるレジストパ
ターンの寸歩精度の向上に適用して有効な技術に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明者が検討したところによれば、露
光光源として超高圧水銀灯やエキシマレーザなどが用い
られる光露光装置においては、焦点位置ずれによるレジ
ストパターンの寸法精度の変動を防止し、寸法精度を向
上させるために、光学系の開口収差の一つである球面収
差の調整を行っている。
光光源として超高圧水銀灯やエキシマレーザなどが用い
られる光露光装置においては、焦点位置ずれによるレジ
ストパターンの寸法精度の変動を防止し、寸法精度を向
上させるために、光学系の開口収差の一つである球面収
差の調整を行っている。
【０００３】なお、この種の露光装置について詳しく述
べてある例としては、１９９３年１１月２０日、株式会
社工業調査会発行、大島雅志（編）、「超ＬＳＩ製造・
試験装置ガイドブック＜１９９４年版＞」Ｐ８４〜Ｐ９
０があり、この文献には、光露光装置における特徴およ
び技術動向などが記載されている。
べてある例としては、１９９３年１１月２０日、株式会
社工業調査会発行、大島雅志（編）、「超ＬＳＩ製造・
試験装置ガイドブック＜１９９４年版＞」Ｐ８４〜Ｐ９
０があり、この文献には、光露光装置における特徴およ
び技術動向などが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な光露光装置における球面収差の調整技術では、次のよ
うな問題点があることが本発明者により見い出された。
な光露光装置における球面収差の調整技術では、次のよ
うな問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００５】すなわち、１種類の光露光装置においてこ
れらの露光方法を併用すると、球面収差起因の寸法精度
がレジストパターン寸法および露光方法に依存するた
め、同時に寸法精度を向上させることが困難であるとい
う問題がある。
れらの露光方法を併用すると、球面収差起因の寸法精度
がレジストパターン寸法および露光方法に依存するた
め、同時に寸法精度を向上させることが困難であるとい
う問題がある。
【０００６】本発明の目的は、位相シフトマスクおよび
フォトマスクを併用してもレジストパターンの寸法精度
を大幅に向上させることのできる露光方法および装置を
提供することにある。
フォトマスクを併用してもレジストパターンの寸法精度
を大幅に向上させることのできる露光方法および装置を
提供することにある。
【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【０００９】すなわち、本発明の露光方法は、結像から
のずれの一種である球面収差量をザイデル収差係数にお
ける−0.０２５λ〜−0.０４５λに設定し、位相シフタ
が形成された位相シフトマスクおよび位相シフタが形成
されていないフォトマスクを用いて露光を行うものであ
る。
のずれの一種である球面収差量をザイデル収差係数にお
ける−0.０２５λ〜−0.０４５λに設定し、位相シフタ
が形成された位相シフトマスクおよび位相シフタが形成
されていないフォトマスクを用いて露光を行うものであ
る。
【００１０】また、本発明の露光方法は、前記位相シフ
トマスクにより形成されるレジストパターン寸法が露光
光源の波長以下よりなるものである。
トマスクにより形成されるレジストパターン寸法が露光
光源の波長以下よりなるものである。
【００１１】さらに、本発明の露光方法は、前記フォト
マスクにより形成されるレジストパターン寸法が露光光
源の波長と同程度よりなるものである。
マスクにより形成されるレジストパターン寸法が露光光
源の波長と同程度よりなるものである。
【００１２】また、本発明の露光方法は、前記露光光源
が、エキシマレーザよりなるものである。
が、エキシマレーザよりなるものである。
【００１３】さらに、本発明の光露光装置は、半導体ウ
エハが載置される載置手段と、露光光を発生する露光光
源と、該露光光源からの光源の像を結ばせ、位相シフタ
が形成された位相シフトマスクまたは位相シフタが形成
されていないフォトマスクに均一な照明を与える集光レ
ンズと、該集光レンズによって位相シフトマスクまたは
フォトマスクに与えられた照明により形成された設計パ
ターンを載置手段に載置された半導体ウエハ面に縮小投
影する縮小投影レンズと、該縮小投影レンズの球面収差
量をザイデル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４
５λに設定する球面収差量調整手段とよりなるものであ
る。
エハが載置される載置手段と、露光光を発生する露光光
源と、該露光光源からの光源の像を結ばせ、位相シフタ
が形成された位相シフトマスクまたは位相シフタが形成
されていないフォトマスクに均一な照明を与える集光レ
ンズと、該集光レンズによって位相シフトマスクまたは
フォトマスクに与えられた照明により形成された設計パ
ターンを載置手段に載置された半導体ウエハ面に縮小投
影する縮小投影レンズと、該縮小投影レンズの球面収差
量をザイデル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４
５λに設定する球面収差量調整手段とよりなるものであ
る。
【００１４】以上のことにより、１台の光露光装置によ
って位相シフトマスクおよびフォトマスクを併用しても
レジストパターン寸法の精度を大幅に向上させることが
できる。
って位相シフトマスクおよびフォトマスクを併用しても
レジストパターン寸法の精度を大幅に向上させることが
できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施の形態によるエキ
シマレーザステッパの概略説明図、図２は、本発明の一
実施の形態によるエキシマレーザを光源としたレジスト
パターンの球面収差依存性を示した図である。
シマレーザステッパの概略説明図、図２は、本発明の一
実施の形態によるエキシマレーザを光源としたレジスト
パターンの球面収差依存性を示した図である。
【００１７】本実施の形態１において、露光光源として
エキシマレーザを用いたステップ式投影露光装置である
エキシマレーザステッパ（光露光装置）１は、たとえ
ば、２４８ｎｍ程度の波長のエキシマレーザを出力する
エキシマレーザ（露光光源）２が設けられている。
エキシマレーザを用いたステップ式投影露光装置である
エキシマレーザステッパ（光露光装置）１は、たとえ
ば、２４８ｎｍ程度の波長のエキシマレーザを出力する
エキシマレーザ（露光光源）２が設けられている。
【００１８】また、エキシマレーザステッパ１には、エ
キシマレーザ２から出力されるレーザの放射時間を制御
するシャッタ３が設けられ、そのシャッタ３の後段には
レーザの入射光を反射するミラー４が設けられている。
キシマレーザ２から出力されるレーザの放射時間を制御
するシャッタ３が設けられ、そのシャッタ３の後段には
レーザの入射光を反射するミラー４が設けられている。
【００１９】さらに、エキシマレーザステッパ１は、ミ
ラー４によって反射された入射光の整形を行うビーム整
形光学系５が設けられており、該ビーム整形光学系５の
後段には照明むらを平滑化し、露光領域を一定にするフ
ライアイレンズ６が設けられている。
ラー４によって反射された入射光の整形を行うビーム整
形光学系５が設けられており、該ビーム整形光学系５の
後段には照明むらを平滑化し、露光領域を一定にするフ
ライアイレンズ６が設けられている。
【００２０】そして、エキシマレーザステッパ１には、
フライアイレンズ６を介した入射光の反射角度を変更
し、レーザ光による干渉を防止する振動ミラー７が設け
られ、該振動ミラー７によって反射された入射光の照明
むらを再び平滑するフライアイレンズ８が設けられてい
る。
フライアイレンズ６を介した入射光の反射角度を変更
し、レーザ光による干渉を防止する振動ミラー７が設け
られ、該振動ミラー７によって反射された入射光の照明
むらを再び平滑するフライアイレンズ８が設けられてい
る。
【００２１】また、エキシマレーザステッパ１は、後述
するレチクルのレチクルパターンの露光範囲外を覆うレ
チクルブラインド９が設けられ、このレチクルブライン
ド９の後段には、該レチクルブラインド９を介した入射
光を反射するミラー１０が設けられている。
するレチクルのレチクルパターンの露光範囲外を覆うレ
チクルブラインド９が設けられ、このレチクルブライン
ド９の後段には、該レチクルブラインド９を介した入射
光を反射するミラー１０が設けられている。
【００２２】さらに、エキシマレーザステッパ１には、
ミラー１０からの光を集め、後述する縮小投影レンズの
瞳内に光源の像を結ばせる集光レンズであるコンデンサ
レンズ１１が設けられており、そのコンデンサレンズ１
１の下方には、所定の倍率の設計パターンが形成された
レチクルＲが設けられている。このレチクルＲは、位相
シフトマスクまたはフォトマスクのいずれかが用いら
れ、水平方向に移動できるマスク移動台にセットされて
いる。
ミラー１０からの光を集め、後述する縮小投影レンズの
瞳内に光源の像を結ばせる集光レンズであるコンデンサ
レンズ１１が設けられており、そのコンデンサレンズ１
１の下方には、所定の倍率の設計パターンが形成された
レチクルＲが設けられている。このレチクルＲは、位相
シフトマスクまたはフォトマスクのいずれかが用いら
れ、水平方向に移動できるマスク移動台にセットされて
いる。
【００２３】また、エキシマレーザステッパ１は、物体
の見かけの大きさを小さくして輪郭投影を行う縮小投影
レンズ１２が設けられ、該縮小投影レンズ１２によって
レチクルＲのレチクルパターンを縮小投影レンズ１２の
下方に位置しているウエハステージ（載置手段）１３の
上に載置された半導体ウエハＷ面に投影し、所定の露光
を行う。
の見かけの大きさを小さくして輪郭投影を行う縮小投影
レンズ１２が設けられ、該縮小投影レンズ１２によって
レチクルＲのレチクルパターンを縮小投影レンズ１２の
下方に位置しているウエハステージ（載置手段）１３の
上に載置された半導体ウエハＷ面に投影し、所定の露光
を行う。
【００２４】また、ウエハステージ１３は、Ｚ軸移動
台、Ｘ軸移動台およびＹ軸移動台によって上下方向およ
び水平方向に移動され、また、ステップ駆動されるよう
になっている。
台、Ｘ軸移動台およびＹ軸移動台によって上下方向およ
び水平方向に移動され、また、ステップ駆動されるよう
になっている。
【００２５】さらに、エキシマレーザステッパ１には、
縮小投影レンズ１２の開口収差の一つである球面収差量
を変更させる、石英または合成石英からなる石英板１４
（球面収差量調整手段）が、縮小投影レンズ１２と半導
体ウエハＷとの間に設けられている。
縮小投影レンズ１２の開口収差の一つである球面収差量
を変更させる、石英または合成石英からなる石英板１４
（球面収差量調整手段）が、縮小投影レンズ１２と半導
体ウエハＷとの間に設けられている。
【００２６】そして、エキシマレーザステッパ１による
露光を、この石英板１４の板厚を変えることによって、
位相シフタが形成されていないフォトマスクまたは位相
シフタが形成された位相シフトマスクを用いた場合のい
ずれであっても球面収差量をザイデル収差係数で表して
−0.０２５λ〜−0.０４５λとなるように設定を行う。
露光を、この石英板１４の板厚を変えることによって、
位相シフタが形成されていないフォトマスクまたは位相
シフタが形成された位相シフトマスクを用いた場合のい
ずれであっても球面収差量をザイデル収差係数で表して
−0.０２５λ〜−0.０４５λとなるように設定を行う。
【００２７】次に、位相シフトマスクにより0.２０μｍ
のレジストパターンを形成し、フォトマスクによって0.
２５μｍのレジストパターンを形成したときの寸法ばら
つきの球面収差依存性を図２に示す。なお、寸法ばらつ
きは、エキシマレーザステッパ１の焦点位置が±0.４μ
ｍずれた場合の寸法変化量として定義している。
のレジストパターンを形成し、フォトマスクによって0.
２５μｍのレジストパターンを形成したときの寸法ばら
つきの球面収差依存性を図２に示す。なお、寸法ばらつ
きは、エキシマレーザステッパ１の焦点位置が±0.４μ
ｍずれた場合の寸法変化量として定義している。
【００２８】また、位相シフトマスクを用いた場合で
は、光源の波長以下の寸法のレジストパターンが形成さ
れ、フォトマスクを用いた場合では、露光光源の波長と
同程度の寸法のレジストパターンが形成されるものとす
る。
は、光源の波長以下の寸法のレジストパターンが形成さ
れ、フォトマスクを用いた場合では、露光光源の波長と
同程度の寸法のレジストパターンが形成されるものとす
る。
【００２９】ここで、位相シフトマスクを用いた場合に
おける露光光源の波長と同程度の寸法のレジストパター
ンとは、前述した２４８ｎｍの波長であれば、たとえ
ば、露光光源の波長以上である0.２８μｍ以上から0.３
０μｍ以下の寸法を示しており、波長が２４８ｎｍ以外
の場合には、その露光光源の波長以上から前述した２４
８ｎｍの波長によって形成されたレジストパターン寸法
の比率と同じ以下のレジストパターンの寸法とする。
おける露光光源の波長と同程度の寸法のレジストパター
ンとは、前述した２４８ｎｍの波長であれば、たとえ
ば、露光光源の波長以上である0.２８μｍ以上から0.３
０μｍ以下の寸法を示しており、波長が２４８ｎｍ以外
の場合には、その露光光源の波長以上から前述した２４
８ｎｍの波長によって形成されたレジストパターン寸法
の比率と同じ以下のレジストパターンの寸法とする。
【００３０】また、通常、球面収差起因の寸法精度は５
ｎｍ以下に設定されている。
ｎｍ以下に設定されている。
【００３１】この寸法精度をクリアする球面収差量は、
図２に示すように、前述したフォトマスクを用いた場合
において、露光光源の球面収差量をザイデル収差係数で
表して−0.０２５λ〜−0.０４５λの範囲となり、位相
シフトマスクを用いた場合では、球面収差量に依存せず
寸法ばらつきは小さくなっている。
図２に示すように、前述したフォトマスクを用いた場合
において、露光光源の球面収差量をザイデル収差係数で
表して−0.０２５λ〜−0.０４５λの範囲となり、位相
シフトマスクを用いた場合では、球面収差量に依存せず
寸法ばらつきは小さくなっている。
【００３２】つまり、エキシマレーザステッパ１に設け
られた石英板１４の板厚を変更させ、球面収差量をザイ
デル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λの範
囲に設定することによって、位相シフト法マスクを用い
た場合の0.２０μｍパターンならびにフォトマスクを用
いた0.２５μｍパターンの両方の寸法ばらつきを同時に
小さくすることができる。
られた石英板１４の板厚を変更させ、球面収差量をザイ
デル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λの範
囲に設定することによって、位相シフト法マスクを用い
た場合の0.２０μｍパターンならびにフォトマスクを用
いた0.２５μｍパターンの両方の寸法ばらつきを同時に
小さくすることができる。
【００３３】それにより、本実施の形態においては、石
英板１４の板厚を変更させ、球面収差量をザイデル収差
係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λの範囲に設定
することによって、１台のエキシマレーザステッパ１に
よって位相シフトマスクによる0.２０μｍパターンなら
びにフォトマスクによる0.２５μｍパターンの形成を併
用してもいずれの寸法精度も大幅に向上させることがで
きる。
英板１４の板厚を変更させ、球面収差量をザイデル収差
係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λの範囲に設定
することによって、１台のエキシマレーザステッパ１に
よって位相シフトマスクによる0.２０μｍパターンなら
びにフォトマスクによる0.２５μｍパターンの形成を併
用してもいずれの寸法精度も大幅に向上させることがで
きる。
【００３４】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【００３５】たとえば、前記実施の形態においては、エ
キシマレーザステッパについて記載したが、光露光を行
う光露光装置であればよく、たとえば、ステップ＆スキ
ャン方式などの露光装置に用いてもよい。
キシマレーザステッパについて記載したが、光露光を行
う光露光装置であればよく、たとえば、ステップ＆スキ
ャン方式などの露光装置に用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００３７】（１）本発明によれば、位相シフトマスク
およびフォトマスクを１台の光露光装置により併用して
も、ばらつきなく、高精度にレジストパターンを形成す
ることができる。
およびフォトマスクを１台の光露光装置により併用して
も、ばらつきなく、高精度にレジストパターンを形成す
ることができる。
【００３８】（２）また、本発明では、上記（１）によ
り、製造効率を向上させることができ、且つ高品質の半
導体装置を製造することがきる。
り、製造効率を向上させることができ、且つ高品質の半
導体装置を製造することがきる。
【図１】本発明の一実施の形態によるエキシマレーザス
テッパの概略説明図である。
テッパの概略説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるエキシマレーザを
光源としたレジストパターンの球面収差依存性を示した
図である。
光源としたレジストパターンの球面収差依存性を示した
図である。
１ エキシマレーザステッパ（光露光装置） ２ エキシマレーザ（露光光源） ３ シャッタ ４ ミラー ５ ビーム整形光学系 ６ フライアイレンズ ７ 振動ミラー ８ フライアイレンズ ９ レチクルブラインド １０ ミラー １１ コンデンサレンズ １２ 縮小投影レンズ １３ ウエハステージ（載置手段） １４ 石英板（球面収差量調整手段） Ｒ レチクル Ｗ 半導体ウエハ
Claims (5)
- 【請求項１】 位相シフタが形成された位相シフトマス
クおよび位相シフタが形成されていないフォトマスクを
用いて設計パターンを半導体ウエハ上のレジストに露光
する露光方法であって、結像からのずれの一種である球
面収差量をザイデル収差係数における−0.０２５λ〜−
0.０４５λに設定して露光を行うことを特徴とする露光
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の露光方法において、前記
位相シフトマスクにより形成されるレジストパターン寸
法が露光光源の波長以下であることを特徴とする露光方
法。 - 【請求項３】 請求項１記載の露光方法において、前記
フォトマスクにより形成されるレジストパターン寸法が
露光光源の波長と同程度であることを特徴とする露光方
法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の露
光方法において、前記露光光源が、エキシマレーザであ
ることを特徴とする露光方法。 - 【請求項５】 半導体ウエハが載置される載置手段と、
露光光を発生する露光光源と、前記露光光源からの光源
の像を結ばせ、位相シフタが形成された位相シフトマス
クまたは位相シフタが形成されていないフォトマスクに
均一な照明を与える集光レンズと、前記集光レンズによ
って前記位相シフトマスクまたは前記フォトマスクに与
えられた照明により形成された設計パターンを前記載置
手段に載置された前記半導体ウエハ面に縮小投影する縮
小投影レンズと、前記縮小投影レンズの球面収差量をザ
イデル収差係数で表して−0.０２５λ〜−0.０４５λに
設定する球面収差量調整手段とよりなることを特徴とす
る光露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8174681A JPH1022198A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 露光方法および光露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8174681A JPH1022198A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 露光方法および光露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022198A true JPH1022198A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15982841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8174681A Pending JPH1022198A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 露光方法および光露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022198A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106886131A (zh) * | 2015-12-16 | 2017-06-23 | 佳能株式会社 | 曝光装置、曝光方法以及物品的制造方法 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP8174681A patent/JPH1022198A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106886131A (zh) * | 2015-12-16 | 2017-06-23 | 佳能株式会社 | 曝光装置、曝光方法以及物品的制造方法 |
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