JPS60145620A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

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JPS60145620A
JPS60145620A JP59002250A JP225084A JPS60145620A JP S60145620 A JPS60145620 A JP S60145620A JP 59002250 A JP59002250 A JP 59002250A JP 225084 A JP225084 A JP 225084A JP S60145620 A JPS60145620 A JP S60145620A
Authority
JP
Japan
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light
pattern
projected
wafer
substrate
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.)
Pending
Application number
JP59002250A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Nomura
登 野村
Makoto Kato
誠 加藤
Koichi Kugimiya
公一 釘宮
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59002250A priority Critical patent/JPS60145620A/ja
Publication of JPS60145620A publication Critical patent/JPS60145620A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G03F7/70408Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微細パターンを持つ装置時Vこ1ミクロンも
しくはそれ以下のサブミクロンのルール持つ半導体装置
等のパターン形成力法を与えるものである。
従来例の構成とその問題点 半導体装置は近年ます1す高密度化され、半導体素子寸
法はザブミクロンに至ろうとしている。
この微細なパターンを形成するには、従来の紫外線VC
よる露光はすでに限界と考えられており、最近では、遠
紫外線、X線、電子ビーム、イオンビーム等の露光装置
が脚光をあびている。しかし、上記のような露光装置で
は装置が高価であるうえに、特に微細な露光(rC有効
と考えられているX線。
電子ビーム、イオンビームによる露光装置では、ビーム
強度が低く露光時間が長いため、量産される半導体装置
の製造に応用するのは困難であった。
従来一般に紫外線による写真蝕刻法が用いられてきたが
、光の回折や干渉などによってその分解能は1μm程度
であり、ザブミクロンの線巾を実現することはできない
。理論的な線巾は、ただし、λ:光の波長、ii、A:
ニューメリカルアパーチャ、m:縮小投影率 として表
わせる。
密着露光の場合には、m= 1、N、A=C)、28、
λ=435.6nmとすると、1.8μmの線中程度し
か分解できないこととなる。
縮小投影露光の場合には、ニューメリカルアパーチャN
、Aを大きくでき、N、八=0.32! 、m=10、
λ二435.6nmとすると、約0.9μmの線11]
を分解するのが限度である。
発明の目的 本発明は、このような従来例の問題点に鑑み、光露光に
より、サブミクロンの微細素子寸法をもつ半導体集積回
路装置を形成する際のパターン形成方法を提供すること
を目的としている。
発明の構成 本発明は、縮小投影露光によって得られる線11」の半
分以下の線巾を、縮小投影で図形化した第1の投影像と
これに可干渉外箱2の光との干渉ノくターンによって得
るものである。
実施例の説明 第1図aは本発明による実施例の斜視図であり、第1図
すは第1図aの局部拡大図である。レチクル1には図形
が形成されており、この図形がコヒーレント光6によっ
て投影され、レンズ系2によって縮小投影され、ウェハ
3上に図形の像が得られる。コヒーレント光6と同じ光
源から発した第2のコヒーレント光7がレチクル1を通
過せずに別系統で導ひかれ、ミラー4やレンズ5等の光
学系を通してウェハ3上に投影される。第1図すにウェ
ハ近傍の様子を示した。ウェハ3上に投影されたコヒー
レント光6及び7は、ウェハ3前面に濃淡の干渉縞パタ
ーン8を形成し、ウェハ3前面に塗布されている感光膜
(フォトレジスト)を感光する。レチクル1を通過して
投影されるコヒーレント光6は一部がレチクル1によっ
てしゃ断されるため、コヒーレンi・光6と7とによっ
て生じる干渉縞パターンは一部分のみが得られる。
第2図は、本発明による他の実施例である。第1図との
間の相異点は、第1図においては、縮小投影レンズ系2
を出だ光はウエノ・上に投影されたが、第2図の場合に
は、レチクル11.縮小投影レンズ12を出た光は−た
ん平行光に変換されだ後コヒーレント光16と同じ光源
から発した第2のコヒーレント光17とウェハ13上で
干渉させる。この場合、レンズ16から出だ光は平面波
となっており、第2のコヒーレント光17を平面波とす
るとウェハ全面にわたって干渉させやすい。
第1図すの場合のようにコヒーレント光6が拡散光であ
る場合は、これと干渉させる光も拡散光7とする必要が
あり、この場合は干渉を全域に均一に行なうことが難し
い。
また、第2図のように平面波に変換する際のレンズの焦
点キョリf1 とf2の比によって縮小比が設定される
第3図は、レチクルによって図形化されたコヒーレント
光16と、第2のコヒーレント光17がウェハ13上に
投影されたときの様子を示した。
投影サレるコヒーレント光16の巾ヲコヒーレント光1
6及び17で得られる干渉縞のピッチと等しくして干渉
する際の干渉縞の暗部を位置合わせによシ、光暗部が従
来露光法によるパターンrirの中心に来るようにする
。第3図すに示したように、コヒーレント光16と17
の強度を等しくすると、感光量はパターンの中心部で暗
く周辺部で明るく、かつ、パターン以外では感光量は棒
となる。第3図すに示すように現像レベルを感光量が捧
であるレベル以下に設定すると、残るパターンは第3図
Cに示しだような一本の線を得ることができる。
第3図すでは、現像レベルが低くクリティカルであるの
で、感光量曲線18にオーバラップさせて感光量曲線1
9のような第2の露光を行なうと、全体の感光量曲線2
oの感光量となり現像レベルを感光量■の所に設定でき
る。レジストパターンは、第4図すで示したようにパタ
ーン線l]の変動の少ない部分に合わせることができる
以上の説明では、図形化されたコヒーレント光16と干
渉縞のピッチを等しくして、現像後得られるパターン線
rl> Tを干渉縞のピッチのμ〜μに微細化していた
。第5図においては、図形化されたコヒーレント光の巾
りを干渉縞のピッチPに対して1.5倍とし、最小線[
1]Tをrl]Lに対して%〜見程度とすることができ
る。
コヒーレント光の巾りを干渉縞のピッチPに対して1.
5倍とし、捷/こ、干渉縞の暗い部分が11」Lの中心
に来るように配置する。最小線rlJTを残すだめの現
像レベルを感光量18の周辺部分より低くすると線巾T
が残り、丑だ、線rilLの外側部分も残ることになる
。線巾りの外側部分を曲線19のように第2番目の露光
を行ない、その後に現像を行なうと周辺部分も全て現像
されてし1う。残るレジストは第5図すのように線1t
J Tの部分が残ることになる。
第6図aで示したように、現像レベルを感光h1゜曲線
18の外側の平坦部分よりも高いレベルで行ない、図形
化された第2露光と組み合わせると複雑な形状をしたパ
ターンを得ることができる。第6図はその露光現像プロ
セスを示したものである。
まず、第1露光によって均一に塗布され/こレジスト部
分を、線巾Tの未露光部21.感光部22゜中間感光部
23の3領域に分けることができる(第6図a)。
次に、第6図すでは、必要な図形24および26を覆っ
て図形24および26の外側部分を露光する。図形24
は中間感光部として残り、未露光部21と図形24の合
成された図形が形成される。
感光部22と第2露光によって感光された部分26は、
中間感光部24よりも多く感光されたことになる。この
パターンを、現像すると第6図Cに示したような11]
の広いパターン24と最小線巾Tをもつパターン210
組み合わせパターンが形成できる。
第7図は、本発明による他の一実施例である。
第1の入射光及び第2の入射光が双方ともに図形化され
ている場合を示した例であり、第1の入射光はマスク3
1を通過してウェハ33上に投影される。第2の入射光
も同様にマスク32を通過しウェハ33上に投影され、
マスク31と32に形成された図形がウェハ33上でほ
ぼ重なシ合うように配慮されている。ウェハ33上に投
影された光は互いに干渉し合って投影像34に示すよう
にパターンは微細化される。第8図に二つの図形化瞭=
−−− されたパターンを微細化する際の説明図を示した。
図形化された入射光Aと入射光Bを各々の交叉角θA、
θBで基板36上に入射させる。入躬光へとBが投影さ
れた図形36はほぼ重なり合う。入射光AとBは干渉し
合って暗部37と明部38に分割されて微細化される。
明部38の線巾は、投影図形の巾りに対して%〜見程度
とすることができる。また、双方の入射光が図形化され
ているので、図形以外の部分の感光膜は露光されず、微
細化が容易に行なえる。
以上の説明では、三光束の干渉縞を用いてレジスト膜の
光化学反応を生じさせ、パターン形成を行なったもので
ある。次に第9図にあげる実施例は、三光束の干渉縞を
用いて干渉縞の明部分において光反応を生じさせ、エツ
チングや成膜を光の照射された部分にのみパターンを形
成する方法である。たとえばエツチングを行なう場合、
光が投影される領域に塩素ガスや弗素ガス等の反応性の
ガスを満しておき、光を投影することによシ反応性ガス
を発生期のガスに分解することができる。
発生期のガスは、基板400表面を腐食してエツチング
41を形成することができる。さらに干渉縞の明部分の
基板拐料が光によって励起され、特に反応が促進される
。よって、光の明部分が特に反応が大きく、深いエツチ
ングが可能となる。
一方、成膜する場合は、たとえば、シランガスを光で分
解し、シリコンが付近の基板に付着する。
この場合も、基板表面が光によって励起され反応が促進
され、種々な薄膜42を形成することが可能となる。
第9図の実施例においては光波術によって微細化が容易
である上に、特に光の分解能を越えたノくターン形式が
三光束の投影によって非接触で行なえるのでガスの供給
が容易であり、均一な膜形成が可能となる。
発明の効果 本発明は、ザブミクロンのパターンをパターン化された
光束で投影し、投影された図形を三光束の干渉により形
成するので、よシ微細なノくターンを非接触で形成する
ことができる。さらに、複数のパターンを図形化して投
影することによって、一括して微細なパターンを同時形
成することかできる。また、光化学反応を利用すること
により、レジストのパターン形成、成膜、エツチングを
本発明による微細パターンで行なうことかできる。
さらに、格子と干渉縞を用いた高精度の位置合わせ方法
を本発明によるパターン形成方法と同一露光装置におい
て実現でき、サブミクロンのパターンを高精度に位置合
わぜしながらパターン形成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明の一実施例による縮小投影三光束パタ
ーン形成の概略図、第1図すは第1図aの局部拡大図、
第2図は本発明による他の実施例のパターン形成の概略
図、第3図a、b、cは三光束パターン形成における三
光束入射状態、光強度、レジス]・膜の様子を示す図、
第4図a、bは現像レベル、残るレジスト膜の関係を示
す図、第6図a、bは現像レベル、レジスト膜巾の関係
を示す図、第6図a、b、cはパターンを合成する際の
説明図、第7図は三光束ともに図形化した光を投影する
際の説明図、第8図は三光束ともに図形化した光を投影
する場合の局部拡大図、第9図は図形化した三光束によ
りエソjングや成膜する際の説明図である。 1.11・・・・レチクル、3,13.33・・・・・
・ウェハ、6,7,16.17・・・・・・コヒーレン
ト光、8・・・・・・干渉縞パターン、31.32・・
・・・・マスク、34・・・・・・投影像、41・・・
・・エツチング部、42・・・・・・薄膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1 歯 X 第 2 図 μ 第 3 図 1に 騙4図 第 5 歯 (b) 第6図 第 7 図 、?/ 菓 8 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)基板上に図形化された第1の光を投影し、この投
    影した第1の光と可干渉な第2の光を同時に入射するこ
    とにより、前記第1の光と第2の光を干渉させて、前記
    図形化された投影像を微細化することを特徴とするパタ
    ーン形A。 (2)図形化された第1の光の基板上での投影像が、微
    細化した図形の整数倍の線巾を持つことを特徴とする特
    ♂(−請求の範囲第1項記載のパターン形成力法。 い)微細化したパターンによって、感光膜を露光するこ
    とを447徴とする特許請求の範囲第1項記載のパター
    ン形成方法。 (4)微細化したパターンによって、光化学反応を生じ
    させ、成膜又はエツチングを行うことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のパターン形成方法。 (6)基板上VCマスクを介して図形化した第1の光を
    投影し、この投影した第1の光と可干渉な第2の光を同
    時に入射し、前記第1と第2の光を干渉させて、前記図
    形化された複数の投影像を同時に微細化することを特徴
    とするノくターン形成力法。 (6)第2の投影像が図形化されており、第1と第2の
    投影像が基板上でほぼ同一の形状をした図形であること
    な特徴とする特許請求の範囲第5項記載のパターン形成
    力法。 方法・ 斡)微細化したパターンによって、光化学反応荀
JP59002250A 1984-01-10 1984-01-10 パタ−ン形成方法 Pending JPS60145620A (ja)

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JPS60145620A true JPS60145620A (ja) 1985-08-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100381072B1 (ko) * 1993-05-20 2003-08-06 에이티 앤드 티 코포레이션 플라즈마유도x선패턴전사를필요로하는디바이스제조공정및그디바이스

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100381072B1 (ko) * 1993-05-20 2003-08-06 에이티 앤드 티 코포레이션 플라즈마유도x선패턴전사를필요로하는디바이스제조공정및그디바이스

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