JPS622541A - フオトリソグラフイ - Google Patents
フオトリソグラフイInfo
- Publication number
- JPS622541A JPS622541A JP60140244A JP14024485A JPS622541A JP S622541 A JPS622541 A JP S622541A JP 60140244 A JP60140244 A JP 60140244A JP 14024485 A JP14024485 A JP 14024485A JP S622541 A JPS622541 A JP S622541A
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- JP
- Japan
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- discharge
- pressure
- mercury
- wavelength
- photo resist
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置の製造工程で利用されるフォトリ
ソグラフィに関する。
ソグラフィに関する。
フォトリソグラフィに使用される九の波長は、昭和４０
年前後などの初期の頃は、丸形超高圧水釧灯〔■オーム
社誉店、昭和３７年８月２０日第２版発行、「高圧水銀
灯とその取扱」第６１頁〕から放射される波長４３６ｎ
ｍの紫外線であったが、昭和４０年後半から５０年代に
入り、ＩＣの高集積化が著しく進み、涜近は、デザイン
ルールで１μｍ以下のものが求められるようになシ、こ
のため、フォトリソグラフィに利用される紫外線は、波
長２００ｎｍ乃至２５０ｎｍになるに至った（ＫＩＲＡ
−ＰＡＴＥＮＴ 、 ＵＳＩ’ ４，１９０，７８６や
特開昭５４−１０８４７８）。
年前後などの初期の頃は、丸形超高圧水釧灯〔■オーム
社誉店、昭和３７年８月２０日第２版発行、「高圧水銀
灯とその取扱」第６１頁〕から放射される波長４３６ｎ
ｍの紫外線であったが、昭和４０年後半から５０年代に
入り、ＩＣの高集積化が著しく進み、涜近は、デザイン
ルールで１μｍ以下のものが求められるようになシ、こ
のため、フォトリソグラフィに利用される紫外線は、波
長２００ｎｍ乃至２５０ｎｍになるに至った（ＫＩＲＡ
−ＰＡＴＥＮＴ 、 ＵＳＩ’ ４，１９０，７８６や
特開昭５４−１０８４７８）。
しかしながら、どの紫外線でフォトリソグラフィを実行
するのが良いのかとなると、フォトレジストの物理的性
質や化学的性質、感光特性との関係もあるので、このフ
ォトレジストの研究開発も盛んに行われている。また、
フォトリソグラフィのための紫外線照射装置という観点
を考慮すると、利用する紫外線は、波長が長い方が、ｙ
ｔ、生材料の選択の巾が広がる利益のあることも既知で
ある。
するのが良いのかとなると、フォトレジストの物理的性
質や化学的性質、感光特性との関係もあるので、このフ
ォトレジストの研究開発も盛んに行われている。また、
フォトリソグラフィのための紫外線照射装置という観点
を考慮すると、利用する紫外線は、波長が長い方が、ｙ
ｔ、生材料の選択の巾が広がる利益のあることも既知で
ある。
本発明は、上記の檜々の観点を考慮して研究された成果
であって、その目的とするところは、波長２５０ｎｍ乃
至５５０ｎｍの紫外線に感光特性を具えるフォトレジス
トの研究開発に合せて、波長２６５ｎｍもしくは３１３
ｎｍの紫外線を効率良く放射する放電からの放射光を利
用した新規なフォトリソグラフィを提供することにあり
、その特徴とするところは、 閉鎖され九放電用空所に、一対の電極を対向配置し、 該空所に、放電用発光成分として、放電点灯中のガス圧
が０．４乃至５気圧になる水銀を封有せしめ、 放電電流を３０Ａ以上に制御して該一対の電極間に放電
を形成せしめ、 該放電から放射される波長１１３ｎｍもしくは２６５ｎ
ｍの紫外線を、フォトマスクもしくはレチクルと該紫外
線を透過するレンズとを通して半導体ウェハー上のフォ
トレジスト面に照射することにある。
であって、その目的とするところは、波長２５０ｎｍ乃
至５５０ｎｍの紫外線に感光特性を具えるフォトレジス
トの研究開発に合せて、波長２６５ｎｍもしくは３１３
ｎｍの紫外線を効率良く放射する放電からの放射光を利
用した新規なフォトリソグラフィを提供することにあり
、その特徴とするところは、 閉鎖され九放電用空所に、一対の電極を対向配置し、 該空所に、放電用発光成分として、放電点灯中のガス圧
が０．４乃至５気圧になる水銀を封有せしめ、 放電電流を３０Ａ以上に制御して該一対の電極間に放電
を形成せしめ、 該放電から放射される波長１１３ｎｍもしくは２６５ｎ
ｍの紫外線を、フォトマスクもしくはレチクルと該紫外
線を透過するレンズとを通して半導体ウェハー上のフォ
トレジスト面に照射することにある。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図は、本発明のフォ） ＋７ングラ７４に使用する
光学系の一例の説明図であって、１は、放電点灯中のガ
ス圧が０．４乃至５気圧になる水銀と０．１乃至１０気
圧になる稀ガスとを封有せしめた丸形超高圧水銀灯であ
って、その駆動電源９によりて、放電電流は３０Ａ以上
に制御される。この放電は、交流点灯による放電でも良
いし、直流点灯による放電でもよいが、この他既知であ
るところの低電流定常直流点灯に瞬間大電流を重畳させ
る、いわゆる重畳点灯による駆動制御の場合は、時間当
りの平均電流値で評価して３０Ａ以上であれば良い。
光学系の一例の説明図であって、１は、放電点灯中のガ
ス圧が０．４乃至５気圧になる水銀と０．１乃至１０気
圧になる稀ガスとを封有せしめた丸形超高圧水銀灯であ
って、その駆動電源９によりて、放電電流は３０Ａ以上
に制御される。この放電は、交流点灯による放電でも良
いし、直流点灯による放電でもよいが、この他既知であ
るところの低電流定常直流点灯に瞬間大電流を重畳させ
る、いわゆる重畳点灯による駆動制御の場合は、時間当
りの平均電流値で評価して３０Ａ以上であれば良い。
２け集光鏡、３は第１平面鏡、４はシャッター、５はイ
ンチグレーターレンズ、６は第２平１Ｍ鏡、７は、コン
デンサーレンズ群であって、本発明の場合は、石英製レ
ンズと螢石製レンズとの組合せによる色消しレンズであ
る。尚、集光Ｉ！２からコンデンサーレンズ＃７ｔでの
光路中の適当な位置には、必要に応じて光干渉薄膜から
なるバンドフィルターを挿入することがある。８は、フ
ォトマスクもしくはレチクルと呼ばれる原画であり、こ
の原画８が縮小レンズ１２で縮小されて、半導体ウェハ
ー１１の上のフォトレジスト層１０に投影される。つま
り、原画８を通して、前記丸形超高圧水銀灯１からの放
射光がフォトレジスト層１０に照射される。フォトレジ
ストとしては、例えば、ポジ型では増感ＰＭＩＰＫ （
ポリメチルイソプロペニルケトンの略称であって、東京
応化工業■の商品名０ＤＵＲ−１０１４）、環化ゴム−
ビスアシド（東京応化工業■の商品名 ０ＤＵＲ−１１
０−Ｗｎ）があり、ネガ型で社ポリビニルフェノールー
ビスアシド（日立化成■の商品名ＭＲ８−ＲＤ−２００
ＯＮ）などがあり、いずれも波長２６５ｎｍと３１５
ｎｍとに感光特性を有し、ハントケミカル社製の商品名
ＨＰＲ−２０４などは、波長３１３ｎｍに感光特性を有
するポジ型フォトレジストであって、これらが利用可能
である。
ンチグレーターレンズ、６は第２平１Ｍ鏡、７は、コン
デンサーレンズ群であって、本発明の場合は、石英製レ
ンズと螢石製レンズとの組合せによる色消しレンズであ
る。尚、集光Ｉ！２からコンデンサーレンズ＃７ｔでの
光路中の適当な位置には、必要に応じて光干渉薄膜から
なるバンドフィルターを挿入することがある。８は、フ
ォトマスクもしくはレチクルと呼ばれる原画であり、こ
の原画８が縮小レンズ１２で縮小されて、半導体ウェハ
ー１１の上のフォトレジスト層１０に投影される。つま
り、原画８を通して、前記丸形超高圧水銀灯１からの放
射光がフォトレジスト層１０に照射される。フォトレジ
ストとしては、例えば、ポジ型では増感ＰＭＩＰＫ （
ポリメチルイソプロペニルケトンの略称であって、東京
応化工業■の商品名０ＤＵＲ−１０１４）、環化ゴム−
ビスアシド（東京応化工業■の商品名 ０ＤＵＲ−１１
０−Ｗｎ）があり、ネガ型で社ポリビニルフェノールー
ビスアシド（日立化成■の商品名ＭＲ８−ＲＤ−２００
ＯＮ）などがあり、いずれも波長２６５ｎｍと３１５
ｎｍとに感光特性を有し、ハントケミカル社製の商品名
ＨＰＲ−２０４などは、波長３１３ｎｍに感光特性を有
するポジ型フォトレジストであって、これらが利用可能
である。
ところで、水銀の放電からの、例えば代表的な条件によ
る放射波長は、前記書籍「高圧水銀灯とその取扱」第１
５頁に記載された通りであるが、放電点灯中のガス圧が
０．４乃至５気圧になる水銀と０．１乃至１０気圧にな
る稀ガスとを放電電流５０Ａ以上で制御点灯させると、
波長２６５ｎｍと３１３ｎｍの紫外線が効率良く放射さ
れることは開示されていない。第２図は、研究成果に基
ずくデータの一例の説明図であるが、よこ軸に放電電流
（単位Ａ）、たて軸に単位電流当りの波長２６５ｎｍも
しくは５１３ｎｍの強度（単位ｍｗ／Ａ）を採ったもの
で、この図より、放電ｔａが、５ＯＡ以上のところで放
電させるとフォトリソグラフィに実用可能な強度が得ら
れることが分る。尚、同図のたて軸の強度の測定は、水
銀灯を垂直に点灯し、それより水平方向に１ｍ離れたと
ころでの面積１−の受けるエネルギーを測定した。
る放射波長は、前記書籍「高圧水銀灯とその取扱」第１
５頁に記載された通りであるが、放電点灯中のガス圧が
０．４乃至５気圧になる水銀と０．１乃至１０気圧にな
る稀ガスとを放電電流５０Ａ以上で制御点灯させると、
波長２６５ｎｍと３１３ｎｍの紫外線が効率良く放射さ
れることは開示されていない。第２図は、研究成果に基
ずくデータの一例の説明図であるが、よこ軸に放電電流
（単位Ａ）、たて軸に単位電流当りの波長２６５ｎｍも
しくは５１３ｎｍの強度（単位ｍｗ／Ａ）を採ったもの
で、この図より、放電ｔａが、５ＯＡ以上のところで放
電させるとフォトリソグラフィに実用可能な強度が得ら
れることが分る。尚、同図のたて軸の強度の測定は、水
銀灯を垂直に点灯し、それより水平方向に１ｍ離れたと
ころでの面積１−の受けるエネルギーを測定した。
更に実験データを開示するならば、第５図は、よこ軸に
水銀の点灯中の圧力、たて柚に波長２６５ｎｍの放射強
度の相対値を採ったものであり、１．６気圧のところに
放射強度のピークがあるので、その値を１として、相対
的に表示した圧力と放射強度の説明図である。この曲線
の形状は、波長３１６ｎｍについてもほり同じ形状をし
ているが、相対的な強Ｉｆ ｉｆ、０．４気圧乃至５気
圧にまたかって波長５１３ ｎｍの方が波長２６５０ｍ
より大体５倍程強い。このグラフにおいて、ピーク値の
７のところに対応する点灯中のガス圧力が０．４気圧か
ら５気圧であれば充分な実用性を有する。
水銀の点灯中の圧力、たて柚に波長２６５ｎｍの放射強
度の相対値を採ったものであり、１．６気圧のところに
放射強度のピークがあるので、その値を１として、相対
的に表示した圧力と放射強度の説明図である。この曲線
の形状は、波長３１６ｎｍについてもほり同じ形状をし
ているが、相対的な強Ｉｆ ｉｆ、０．４気圧乃至５気
圧にまたかって波長５１３ ｎｍの方が波長２６５０ｍ
より大体５倍程強い。このグラフにおいて、ピーク値の
７のところに対応する点灯中のガス圧力が０．４気圧か
ら５気圧であれば充分な実用性を有する。
更に第４図は、分光放射スペクトルの一例の説明図であ
って、よこ軸は放射波長ｎｍ、たて軸は相対強度を示し
、この場合の放電条件は、水銀ガス圧が１．５気圧、電
流が４ＯＡ、稀ガスはアルゴンガスが１気圧、水銀灯と
しての消費電力が約６５０Ｗである。この場合、通常封
入するアルゴンやキセノン等の稀ガスの圧は、０．０１
〜１０気圧であるが、これは、あまり高い圧力であると
、スペクトルの巾が広がり、色消しレンズのＲｔｉがま
すます困難になり、また、水銀灯の破損の原因にもなる
ので、低い方が良い。その意味で、稀ガスの封入圧力は
、点灯中の圧力で１０気圧以下が良く、かつ、１０気圧
以下の範囲内では、第５図の曲線の形状は、稀ガスの種
類や圧力にあまり大きな影響を受けないので都合が良い
。
って、よこ軸は放射波長ｎｍ、たて軸は相対強度を示し
、この場合の放電条件は、水銀ガス圧が１．５気圧、電
流が４ＯＡ、稀ガスはアルゴンガスが１気圧、水銀灯と
しての消費電力が約６５０Ｗである。この場合、通常封
入するアルゴンやキセノン等の稀ガスの圧は、０．０１
〜１０気圧であるが、これは、あまり高い圧力であると
、スペクトルの巾が広がり、色消しレンズのＲｔｉがま
すます困難になり、また、水銀灯の破損の原因にもなる
ので、低い方が良い。その意味で、稀ガスの封入圧力は
、点灯中の圧力で１０気圧以下が良く、かつ、１０気圧
以下の範囲内では、第５図の曲線の形状は、稀ガスの種
類や圧力にあまり大きな影響を受けないので都合が良い
。
以上の通りに制御された放電によるフォトリソグラフィ
を実行すると、例えば縮小レンズの開口数を０．４０と
し、波長２６５０ｍの紫外線を用いた場合、デザインル
ールで０．５μｍｊで可能であり露光時間も０．６秒で
よく、充分な実用的生産性を有する。
を実行すると、例えば縮小レンズの開口数を０．４０と
し、波長２６５０ｍの紫外線を用いた場合、デザインル
ールで０．５μｍｊで可能であり露光時間も０．６秒で
よく、充分な実用的生産性を有する。
本発明は、以上説明したように、水銀放電を、放電状態
で０．４気圧乃至５気圧に保ち、放電電流を３ＯＡ以上
とすることによって、該放電から効率良く波長２６５ｎ
ｍもしくＦｉ３１３ｎｍを放射させ、それを、石英製レ
ンズと値打製レンズ等の、波長！＋１３ｎｍや２６５ｎ
ｍを透過するレンズを通して、７オトマスクやレチクル
の原画を、フォトレジスト面に照射するものであって、
デザインルールで１μｍ以下のＬＳＩを安全性が高く、
かつ生産性も制（供給できる利益ｔ−有する。
で０．４気圧乃至５気圧に保ち、放電電流を３ＯＡ以上
とすることによって、該放電から効率良く波長２６５ｎ
ｍもしくＦｉ３１３ｎｍを放射させ、それを、石英製レ
ンズと値打製レンズ等の、波長！＋１３ｎｍや２６５ｎ
ｍを透過するレンズを通して、７オトマスクやレチクル
の原画を、フォトレジスト面に照射するものであって、
デザインルールで１μｍ以下のＬＳＩを安全性が高く、
かつ生産性も制（供給できる利益ｔ−有する。
第１図は、本発明のフォ） ＩＪノグラフィに使用する
光学系の一例の説明図、第２図は、放射波長の強閾と放
電［流との関係説明図、第６図は、点灯中の水銀の圧力
と放射波長の相対強度との関係説明図、第４図は、分光
放射スペクトルの説明図である。 １・・・ラング ２・・・集′＃、ｉ１３・・・第１十
而境４・・・シャッター ５・・・インチグレーター６
・・・第２平面鏡 ７・・・コンデンサーレンズ詳８・
・・原画 ９・・・駆動電源 １０・・・半導体ウェハー １１・・・フォトレジスト
層１２・・・縮小レンズ
光学系の一例の説明図、第２図は、放射波長の強閾と放
電［流との関係説明図、第６図は、点灯中の水銀の圧力
と放射波長の相対強度との関係説明図、第４図は、分光
放射スペクトルの説明図である。 １・・・ラング ２・・・集′＃、ｉ１３・・・第１十
而境４・・・シャッター ５・・・インチグレーター６
・・・第２平面鏡 ７・・・コンデンサーレンズ詳８・
・・原画 ９・・・駆動電源 １０・・・半導体ウェハー １１・・・フォトレジスト
層１２・・・縮小レンズ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 閉鎖された放電用空所に、一対の電極を対向配置し、 該空所に、放電用発光成分として、放電点灯中のガス圧
が０．４乃至５気圧になる水銀を封有せしめ、 放電電流を３０Ａ以上に制御して該一対の電極間に放電
を形成せしめ、 該放電から放射される波長３１３ｎｍもしくは２６５ｎ
ｍの紫外線を、フォトマスクもしくはレチクルと該紫外
線を透過するレンズとを通して半導体ウェハー上のフォ
トレジスト面に照射することを特徴とするフォトリソグ
ラフィ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140244A JPS622541A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | フオトリソグラフイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140244A JPS622541A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | フオトリソグラフイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622541A true JPS622541A (ja) | 1987-01-08 |
| JPH0467773B2 JPH0467773B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=15264262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60140244A Granted JPS622541A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | フオトリソグラフイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS622541A (ja) |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60140244A patent/JPS622541A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467773B2 (ja) | 1992-10-29 |
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