JP2000223400A - パターン形成方法及びそれを用いた露光装置 - Google Patents
パターン形成方法及びそれを用いた露光装置Info
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- G03F7/70408—Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２光束干渉露光によって周期パターン像を基
板上に高精度に形成することができるパターン形成方法
及びそれを用いた露光装置を得ること。 【解決手段】 ２つの光束を第１の位置で交わらせて干
渉パターンを形成し、該干渉パターンに基づく光束を投
影光学系で第２の位置に設けた基板上に導光してパター
ン像を形成するパターン形成方法において、該第１の位
置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するアパーチ
ャを設けたこと。
板上に高精度に形成することができるパターン形成方法
及びそれを用いた露光装置を得ること。 【解決手段】 ２つの光束を第１の位置で交わらせて干
渉パターンを形成し、該干渉パターンに基づく光束を投
影光学系で第２の位置に設けた基板上に導光してパター
ン像を形成するパターン形成方法において、該第１の位
置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するアパーチ
ャを設けたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微細な回路パターン
を感光基板上に形成するパターン形成方法及びそれを用
いた露光装置に関し、例えばＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チ
ップ，液晶パネル等の表示素子，磁気ヘッド等の検出素
子，ＣＣＤ等の撮像素子といった各種デバイスを製造す
る際に好適なものである。
を感光基板上に形成するパターン形成方法及びそれを用
いた露光装置に関し、例えばＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チ
ップ，液晶パネル等の表示素子，磁気ヘッド等の検出素
子，ＣＣＤ等の撮像素子といった各種デバイスを製造す
る際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チッ
プ，液晶パネル等のデバイスをフォトリソグラフィ技術
を用いて製造する際には、フォトマスク又はレチクル
（以下、「レチクル」と記す）に描かれた回路パターン
を投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたシリ
コンウェハ又はガラスプレート等（以下、「ウェハ」と
記す）の感光基板上に投影転写する投影露光装置が用い
られている。図１１は従来の投影露光装置の概略図であ
る。
プ，液晶パネル等のデバイスをフォトリソグラフィ技術
を用いて製造する際には、フォトマスク又はレチクル
（以下、「レチクル」と記す）に描かれた回路パターン
を投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたシリ
コンウェハ又はガラスプレート等（以下、「ウェハ」と
記す）の感光基板上に投影転写する投影露光装置が用い
られている。図１１は従来の投影露光装置の概略図であ
る。
【０００３】図１１において１０１は光源，ホモジナイ
ザ、そしてコンデンサレンズ等から構成される照明光学
系である。光源としては、現在おもにＫｒＦレーザ（波
長２４８ｎｍ）が用いられており、ＡｒＦレーザ（波長
１９３ｎｍ）を用いる露光装置については実用化に向け
て開発の段階である。１０２は照明光を表し、１０３は
回路パターンが描かれたレチクルである。レチクル１０
３から発生した回折光１０４は投影レンズ１０５を介し
て像空間１０６に導かれ、ウェハ１０７上にレチクル１
０３上の回路パターンの像が転写される。
ザ、そしてコンデンサレンズ等から構成される照明光学
系である。光源としては、現在おもにＫｒＦレーザ（波
長２４８ｎｍ）が用いられており、ＡｒＦレーザ（波長
１９３ｎｍ）を用いる露光装置については実用化に向け
て開発の段階である。１０２は照明光を表し、１０３は
回路パターンが描かれたレチクルである。レチクル１０
３から発生した回折光１０４は投影レンズ１０５を介し
て像空間１０６に導かれ、ウェハ１０７上にレチクル１
０３上の回路パターンの像が転写される。
【０００４】従来より、上記デバイスの高集積化に対応
して投影露光装置においても様々な形で解像度向上の努
力が続けられている。ここで投影光学系の解像度Ｒと焦
点深度ＤＯＦはそれぞれ、 Ｒ＝ｋ1 （λ／ＮＡ） （１） ＤＯＦ＝ｋ2 （λ／ＮＡ2 ） （２） によって表される。（１），（２）式中、λは露光波
長、ＮＡは投影光学系の明るさを表す像側の開口数、ｋ
1 ，ｋ2 はウェハの現像プロセス等によって決まる定数
であり、通常０．５〜０．７程度の値である。（１）式
より解像度Ｒを向上させる（即ちＲの値を小さくする）
には開口数ＮＡを大きくする「高ＮＡ化」が有効である
が、その際には（２）式より焦点深度ＤＯＦが減少して
しまうことが分かる。実際には、開口数ＮＡの値は解像
度Ｒと焦点深度ＤＯＦのトレードオフから最適な値が選
択されるため、結局、高解像度化には露光波長λを小さ
くする「短波長化」が有効なことが分かる。ところが短
波長化を進めていくと投影光学系用のレンズ硝材がなく
なってしまうという重大な問題が発生する。殆どの硝材
の透過率は遠紫外領域では０に近く、特別な製造により
ＫｒＦレーザ用の露光装置のために製造された硝材とし
て溶融石英が存在するが、この溶融石英の透過率もＡｒ
Ｆレーザ以下の露光波長に対しては急激に低下してしま
う。又、遠紫外領域で使用される硝材は、透過率以外に
も、耐久性，屈折率均一性，光学的歪み，加工性等の複
数条件を満たす必要があり、波長１９３ｎｍ以下の露光
波長に対する実用的な硝材の開発が危ぶまれている。
して投影露光装置においても様々な形で解像度向上の努
力が続けられている。ここで投影光学系の解像度Ｒと焦
点深度ＤＯＦはそれぞれ、 Ｒ＝ｋ1 （λ／ＮＡ） （１） ＤＯＦ＝ｋ2 （λ／ＮＡ2 ） （２） によって表される。（１），（２）式中、λは露光波
長、ＮＡは投影光学系の明るさを表す像側の開口数、ｋ
1 ，ｋ2 はウェハの現像プロセス等によって決まる定数
であり、通常０．５〜０．７程度の値である。（１）式
より解像度Ｒを向上させる（即ちＲの値を小さくする）
には開口数ＮＡを大きくする「高ＮＡ化」が有効である
が、その際には（２）式より焦点深度ＤＯＦが減少して
しまうことが分かる。実際には、開口数ＮＡの値は解像
度Ｒと焦点深度ＤＯＦのトレードオフから最適な値が選
択されるため、結局、高解像度化には露光波長λを小さ
くする「短波長化」が有効なことが分かる。ところが短
波長化を進めていくと投影光学系用のレンズ硝材がなく
なってしまうという重大な問題が発生する。殆どの硝材
の透過率は遠紫外領域では０に近く、特別な製造により
ＫｒＦレーザ用の露光装置のために製造された硝材とし
て溶融石英が存在するが、この溶融石英の透過率もＡｒ
Ｆレーザ以下の露光波長に対しては急激に低下してしま
う。又、遠紫外領域で使用される硝材は、透過率以外に
も、耐久性，屈折率均一性，光学的歪み，加工性等の複
数条件を満たす必要があり、波長１９３ｎｍ以下の露光
波長に対する実用的な硝材の開発が危ぶまれている。
【０００５】上記のような投影露光装置の問題の回避可
能な方法として、２光束干渉によって微細なパターンを
形成する技術が知られている。米国特許第５４１５８３
５号公報は２光束干渉露光によって微細パターンを形成
する技術を開示しており、この方法によればウェハ上に
微細なパターンを形成することが可能になる。図１２は
２光束干渉露光の原理の説明図である。
能な方法として、２光束干渉によって微細なパターンを
形成する技術が知られている。米国特許第５４１５８３
５号公報は２光束干渉露光によって微細パターンを形成
する技術を開示しており、この方法によればウェハ上に
微細なパターンを形成することが可能になる。図１２は
２光束干渉露光の原理の説明図である。
【０００６】図１２において１２１は干渉性を有する光
束（波長λ）を発するレーザである。レーザ１２１から
の光束をコリメータレンズ１２２を介して平行光束１２
３を得ている。１２４はハーフミラーであり、平行光束
１２３を振幅の等しい２つの平行光束１２５と１２６に
分割する。このうち一方の光束１２５はミラー１２７に
よって折り曲げられ、平行光束１２８としてウェハ１２
９に入射する。又、他方の光束１２６はミラー１３０に
よって折り曲げられ、平行光束１３１として平行光束１
２８と同様にウェハ１２９に入射する。ここでウェハ１
２９上では、２つの光束１２８と１３１が交差した部分
に干渉縞が形成され、この干渉縞の光強度分布によって
ウェハ１２９上に塗布されたレジスト感光させることで
微細な周期パターンをウェハ１２９上に形成している。
この２光束干渉露光における解像度Ｒは次の式（３）に
よって表される。
束（波長λ）を発するレーザである。レーザ１２１から
の光束をコリメータレンズ１２２を介して平行光束１２
３を得ている。１２４はハーフミラーであり、平行光束
１２３を振幅の等しい２つの平行光束１２５と１２６に
分割する。このうち一方の光束１２５はミラー１２７に
よって折り曲げられ、平行光束１２８としてウェハ１２
９に入射する。又、他方の光束１２６はミラー１３０に
よって折り曲げられ、平行光束１３１として平行光束１
２８と同様にウェハ１２９に入射する。ここでウェハ１
２９上では、２つの光束１２８と１３１が交差した部分
に干渉縞が形成され、この干渉縞の光強度分布によって
ウェハ１２９上に塗布されたレジスト感光させることで
微細な周期パターンをウェハ１２９上に形成している。
この２光束干渉露光における解像度Ｒは次の式（３）に
よって表される。
【０００７】 Ｒ＝λ／（４ｓｉｎθ） ＝０．２５（λ／４ｓｉｎθ） （３） ここでＲはＬ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）の夫々
の幅、即ち干渉縞の明部と暗部の夫々の幅を、θは２光
束の夫々のウェハ面１２９に対する入射角度（絶対値）
を表す。
の幅、即ち干渉縞の明部と暗部の夫々の幅を、θは２光
束の夫々のウェハ面１２９に対する入射角度（絶対値）
を表す。
【０００８】通常の投影露光における解像度を表す
（１）式と２光束干渉露光における解像度を表す（３）
式を比較すると、２光束干渉露光の解像度Ｒは（１）式
においてｋ1 ＝０．２５とした場合に相当するから、２
光束干渉露光では、定数ｋ1 ＝０．５〜０．７である通
常の投影露光に比べて２倍以上の高解像度を得ることが
可能である。例えば、λ＝２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマ
レーザ）でＮＡ＝０．６の時は、Ｒ＝０．１０μｍが得
られる。又２光束干渉露光においては、２つの光束１２
８と１３１が重なっている範囲においてはウェハ１２９
が上下に移動しても像の劣化が少ないため、焦点深度は
（２）式による制限は受けずに数センチメートルオーダ
ーの非常に大きな値となる。
（１）式と２光束干渉露光における解像度を表す（３）
式を比較すると、２光束干渉露光の解像度Ｒは（１）式
においてｋ1 ＝０．２５とした場合に相当するから、２
光束干渉露光では、定数ｋ1 ＝０．５〜０．７である通
常の投影露光に比べて２倍以上の高解像度を得ることが
可能である。例えば、λ＝２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマ
レーザ）でＮＡ＝０．６の時は、Ｒ＝０．１０μｍが得
られる。又２光束干渉露光においては、２つの光束１２
８と１３１が重なっている範囲においてはウェハ１２９
が上下に移動しても像の劣化が少ないため、焦点深度は
（２）式による制限は受けずに数センチメートルオーダ
ーの非常に大きな値となる。
【０００９】以上説明したように２光束干渉露光による
と非常に微細なパターンを十分に大きな焦点深度で転写
することが可能になるが、２光束干渉露光では基本的に
干渉縞の光強度分布に相当する単純な周期パターンしか
得られないので、所望の回路パターンをウェハ上に形成
することができない。そこで、２光束干渉露光と投影露
光装置による通常の露光を組み合わせて複雑なパターン
を形成しようという提案が複数なされている。上記米国
特許第５４１５８３５号公報では、２光束干渉露光と通
常露光の２つの露光方法を組み合わせた多重露光によっ
てウェハ上に孤立の線（パターン）を形成する方法を開
示している。
と非常に微細なパターンを十分に大きな焦点深度で転写
することが可能になるが、２光束干渉露光では基本的に
干渉縞の光強度分布に相当する単純な周期パターンしか
得られないので、所望の回路パターンをウェハ上に形成
することができない。そこで、２光束干渉露光と投影露
光装置による通常の露光を組み合わせて複雑なパターン
を形成しようという提案が複数なされている。上記米国
特許第５４１５８３５号公報では、２光束干渉露光と通
常露光の２つの露光方法を組み合わせた多重露光によっ
てウェハ上に孤立の線（パターン）を形成する方法を開
示している。
【００１０】又、本出願人は、特願平９−３０４２３２
号において、２光束干渉露光と通常露光を組み合わせた
多重露光を行う際に、露光量分布を３段階以上のレベル
に分割して高精度に制御することにより複雑な形状の回
路パターンを形成する方法を開示している。
号において、２光束干渉露光と通常露光を組み合わせた
多重露光を行う際に、露光量分布を３段階以上のレベル
に分割して高精度に制御することにより複雑な形状の回
路パターンを形成する方法を開示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】投影露光装置で通常露
光により形成された第１のパターンと、２光束干渉露光
方法によって形成された第２のパターンを組み合わせて
複雑な形状の回路パターンを形成する際、２光束干渉露
光方法として図１２で説明した方法を用いると以下の問
題が発生する。
光により形成された第１のパターンと、２光束干渉露光
方法によって形成された第２のパターンを組み合わせて
複雑な形状の回路パターンを形成する際、２光束干渉露
光方法として図１２で説明した方法を用いると以下の問
題が発生する。
【００１２】まず所望の回路パターン形成のためには、
上記第１のパターンと上記第２のパターン間の位置合わ
せを高精度に制御する必要がある。しかしながら、従来
の２光束干渉露光方法では周期パターンが形成される位
置を正確に制御する手段がないため、結果として上記第
１パターンと上記第２パターン間の位置を高精度に合わ
せることができなくなる。
上記第１のパターンと上記第２のパターン間の位置合わ
せを高精度に制御する必要がある。しかしながら、従来
の２光束干渉露光方法では周期パターンが形成される位
置を正確に制御する手段がないため、結果として上記第
１パターンと上記第２パターン間の位置を高精度に合わ
せることができなくなる。
【００１３】次に、従来の２光束干渉露光方法では、２
つの光束が交わった位置全体に周期パターンが形成され
てしまい、そこから所望の領域のみを正確に取り出して
露光を行うことができない。露光の領域を制限するため
にウェハ直前にアパーチャを挿入することが考えられる
が、サブミクロンレベルの細かいパターンを行う際に
は、アパーチャエッジ部からの散乱光による像の劣化が
問題となる。
つの光束が交わった位置全体に周期パターンが形成され
てしまい、そこから所望の領域のみを正確に取り出して
露光を行うことができない。露光の領域を制限するため
にウェハ直前にアパーチャを挿入することが考えられる
が、サブミクロンレベルの細かいパターンを行う際に
は、アパーチャエッジ部からの散乱光による像の劣化が
問題となる。
【００１４】本発明は、２光束干渉露光によるパターン
露光（周期パターン露光）と通常パターン露光（通常露
光）の２つの露光方法における各露光条件を適切に設定
することにより、高集積度で複雑な形状の回路パターン
をウェハに形成することが可能なパターン形成方法及び
それを用いた露光装置の提供を目的とする。
露光（周期パターン露光）と通常パターン露光（通常露
光）の２つの露光方法における各露光条件を適切に設定
することにより、高集積度で複雑な形状の回路パターン
をウェハに形成することが可能なパターン形成方法及び
それを用いた露光装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のパター
ン形成方法は、２つの光束を第１の位置で交わらせて干
渉パターンを形成し、該干渉パターンに基づく光束を投
影光学系で第２の位置に設けた基板上に導光してパター
ン像を形成するパターン形成方法において、該第１の位
置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するアパーチ
ャを設けたことを特徴としている。
ン形成方法は、２つの光束を第１の位置で交わらせて干
渉パターンを形成し、該干渉パターンに基づく光束を投
影光学系で第２の位置に設けた基板上に導光してパター
ン像を形成するパターン形成方法において、該第１の位
置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するアパーチ
ャを設けたことを特徴としている。
【００１６】請求項２の発明のパターン形成方法は、２
つの光束を交わらせて干渉パターンを第１の位置に形成
し、該第１の位置又はその近傍に該光束の通過を制限す
るためのアパーチャを設け、該アパーチャの開口部を通
過した光束を投影光学系で基板上に導光して２光束干渉
パターン像を形成する第１のパターン形成工程と、該第
１の位置に回路パターンを設けたレチクルを配置して投
影光学系で該レチクル上の回路パターンを該基板上に投
影してレチクルパターン像を形成する第２のパターン形
成工程とを含むことを特徴としている。
つの光束を交わらせて干渉パターンを第１の位置に形成
し、該第１の位置又はその近傍に該光束の通過を制限す
るためのアパーチャを設け、該アパーチャの開口部を通
過した光束を投影光学系で基板上に導光して２光束干渉
パターン像を形成する第１のパターン形成工程と、該第
１の位置に回路パターンを設けたレチクルを配置して投
影光学系で該レチクル上の回路パターンを該基板上に投
影してレチクルパターン像を形成する第２のパターン形
成工程とを含むことを特徴としている。
【００１７】請求項３の発明は請求項１の発明又は請求
項２の発明において、前記基板上に周期パターン像を形
成していることを特徴としている。
項２の発明において、前記基板上に周期パターン像を形
成していることを特徴としている。
【００１８】請求項４の発明は請求項１の発明又は請求
項２の発明において、前記アパーチャに設けたアライメ
ントマークを用いて該アパーチャと前記基板との相対的
な位置合わせを行う位置合わせ工程を含んでいることを
特徴としている。
項２の発明において、前記アパーチャに設けたアライメ
ントマークを用いて該アパーチャと前記基板との相対的
な位置合わせを行う位置合わせ工程を含んでいることを
特徴としている。
【００１９】請求項５の発明のデバイスの製造方法は、
請求項１の発明から請求項４の発明のいずれか１つの、
パターン形成方法でパターン像を形成した基板を現像処
理工程を介してデバイスを製造していることを特徴とし
ている。
請求項１の発明から請求項４の発明のいずれか１つの、
パターン形成方法でパターン像を形成した基板を現像処
理工程を介してデバイスを製造していることを特徴とし
ている。
【００２０】請求項６の発明の露光装置は、干渉性を有
する光束を発する光源、該光源からの光束を２つに分離
する分離手段、該分離手段からの２つの光束を第１の位
置で交わらせて干渉パターンを形成する光学手段、該干
渉パターンに基づく光束を基板上に導光し、パターン像
を形成する投影光学系を有する露光装置において、該第
１の位置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するア
パーチャを設けていることを特徴としている。
する光束を発する光源、該光源からの光束を２つに分離
する分離手段、該分離手段からの２つの光束を第１の位
置で交わらせて干渉パターンを形成する光学手段、該干
渉パターンに基づく光束を基板上に導光し、パターン像
を形成する投影光学系を有する露光装置において、該第
１の位置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するア
パーチャを設けていることを特徴としている。
【００２１】請求項７の発明は請求項６の発明におい
て、前記アパーチャには、前記基板との相対的な位置合
わせのためのアライメントマークが形成されており、前
記パターン像は該基板上の所定の位置に形成されること
を特徴としている。
て、前記アパーチャには、前記基板との相対的な位置合
わせのためのアライメントマークが形成されており、前
記パターン像は該基板上の所定の位置に形成されること
を特徴としている。
【００２２】請求項８の発明は請求項６の発明におい
て、前記第１の位置又はそれと光学的な等価位置にレチ
クルを設け、該レチクル上のパターンを前記投影光学系
で前記基板に投影していることを特徴としている。
て、前記第１の位置又はそれと光学的な等価位置にレチ
クルを設け、該レチクル上のパターンを前記投影光学系
で前記基板に投影していることを特徴としている。
【００２３】請求項９の発明は請求項８の発明におい
て、前記干渉パターンに基づく光束と前記レチクルに基
づく光束とを切換えて前記基板上に導光するための光路
中より挿脱可能な切換え手段を有していることを特徴と
している。
て、前記干渉パターンに基づく光束と前記レチクルに基
づく光束とを切換えて前記基板上に導光するための光路
中より挿脱可能な切換え手段を有していることを特徴と
している。
【００２４】請求項１０の発明のデバイスの製造方法
は、請求項６の発明から請求項９の発明のいずれか１つ
の、露光装置によってパターン像を形成した基板を現像
処理工程を介してデバイスを製造していることを特徴と
している。
は、請求項６の発明から請求項９の発明のいずれか１つ
の、露光装置によってパターン像を形成した基板を現像
処理工程を介してデバイスを製造していることを特徴と
している。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態１について図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００２６】図１は、本発明のパターン形成方法を用い
た露光装置の構成概略図である。１は干渉性を有する光
束（波長λ）を発するレーザ（ＫｒＦ又はＡｒＦエキシ
マレーザ）であり、コリメータレンズ２との組み合わせ
により平行光束３を得ている。４は分離手段としてのハ
ーフミラーであり、平行光束３を振幅の等しい２つの平
行光束５と平行光束６に分割する。光束５はミラー７に
よって反射され折り曲げられ光束８となる。一方の光束
６はミラー９によって反射され折り曲げられ光束１０と
なる。ここでミラー７，９は干渉パターンを形成するた
めの光学部材の一要素を形成している。２つの光束８と
光束１０が交わった位置には２光束干渉による干渉縞が
形成される。
た露光装置の構成概略図である。１は干渉性を有する光
束（波長λ）を発するレーザ（ＫｒＦ又はＡｒＦエキシ
マレーザ）であり、コリメータレンズ２との組み合わせ
により平行光束３を得ている。４は分離手段としてのハ
ーフミラーであり、平行光束３を振幅の等しい２つの平
行光束５と平行光束６に分割する。光束５はミラー７に
よって反射され折り曲げられ光束８となる。一方の光束
６はミラー９によって反射され折り曲げられ光束１０と
なる。ここでミラー７，９は干渉パターンを形成するた
めの光学部材の一要素を形成している。２つの光束８と
光束１０が交わった位置には２光束干渉による干渉縞が
形成される。
【００２７】本実施形態の特徴として、従来の２光束干
渉露光装置に対して、図１１で説明した投影露光装置に
用いられる投影レンズを組み合わせた点が挙げられる。
渉露光装置に対して、図１１で説明した投影露光装置に
用いられる投影レンズを組み合わせた点が挙げられる。
【００２８】図１中１１は投影レンズであり、１２はレ
チクルが配置されるレチクル相当面、１３はウェハ（感
光基板）を表す。ここでレチクル相当面１２は、本実施
形態では開口部１４を有するアパーチャを表し、ここか
らはアパーチャ１２と呼ぶことにする。
チクルが配置されるレチクル相当面、１３はウェハ（感
光基板）を表す。ここでレチクル相当面１２は、本実施
形態では開口部１４を有するアパーチャを表し、ここか
らはアパーチャ１２と呼ぶことにする。
【００２９】本実施形態では、２つの光束を干渉させる
ことによって基板上に周期パターン像を形成するとき
に、２つの光束が交わる第１の位置に該光束の透過領域
を制限するアパーチャを設け、投影光学系を介して該ア
パーチャと光学的に共役な第２位置に配置された基板
（ウェハ）上に周期パターン像を形成している。
ことによって基板上に周期パターン像を形成するとき
に、２つの光束が交わる第１の位置に該光束の透過領域
を制限するアパーチャを設け、投影光学系を介して該ア
パーチャと光学的に共役な第２位置に配置された基板
（ウェハ）上に周期パターン像を形成している。
【００３０】ここで光束８及び光束１０がそれぞれアパ
ーチャ１２に入射する角度をαとして、アパーチャ１２
上には式（３）に対応して、 Ｒ1 ＝０．２５（λ／ｓｉｎα） （４） のＬ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンが形成
される。アパーチャ１２上に感光材であるレジストが存
在すれば、当然上記のパターン（周期パターン）が転写
される。本実施形態では、光束８のうちアパーチャ１２
の開口部１４と通過した光束１５、及び光束１０のうち
開口部１４と通過した光束１７が投影レンズ１１に導か
れる。そして光束１５，１７はそれぞれ光束１６，１８
としてレジストが塗布されたウェハ１３上で重ね合わさ
れる。ここでβは光束１６，１８がウェハ１３に入射す
る角度であり、ウェハ１３上には式（３）に対応して、 Ｒ2 ＝０．２５（λ／ｓｉｎβ） （５） のＬ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンが形成
される。アパーチャ１２とウェハ１３は、投影レンズ１
１に対して光学的に共役な関係に配置されている。この
ため、アパーチャ１２上に形成された干渉縞パターン
（周期パターン）のうち開口部１４を通過したもののみ
が正確にウェハ１３上に転写される。
ーチャ１２に入射する角度をαとして、アパーチャ１２
上には式（３）に対応して、 Ｒ1 ＝０．２５（λ／ｓｉｎα） （４） のＬ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンが形成
される。アパーチャ１２上に感光材であるレジストが存
在すれば、当然上記のパターン（周期パターン）が転写
される。本実施形態では、光束８のうちアパーチャ１２
の開口部１４と通過した光束１５、及び光束１０のうち
開口部１４と通過した光束１７が投影レンズ１１に導か
れる。そして光束１５，１７はそれぞれ光束１６，１８
としてレジストが塗布されたウェハ１３上で重ね合わさ
れる。ここでβは光束１６，１８がウェハ１３に入射す
る角度であり、ウェハ１３上には式（３）に対応して、 Ｒ2 ＝０．２５（λ／ｓｉｎβ） （５） のＬ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンが形成
される。アパーチャ１２とウェハ１３は、投影レンズ１
１に対して光学的に共役な関係に配置されている。この
ため、アパーチャ１２上に形成された干渉縞パターン
（周期パターン）のうち開口部１４を通過したもののみ
が正確にウェハ１３上に転写される。
【００３１】ここで角度αと角度βの関係について説明
する。まず投影レンズ１１を規定するパラメータとし
て、物体側の開口数ＮＡ0 、像側の開口数ＮＡ、投影倍
率ｍ（ｍ＜１）を用いる。但し、ＮＡ＝ＮＡ0 ／ｍの関
係がある。光束１５，１７は当然、投影レンズ１１の物
体側の開口数の範囲内に収まる角度で入射する必要があ
り、ｓｉｎα＜ＮＡ0 の関係が要求される。次にｓｉｎ
αとｓｉｎβは投影倍率ｍを用いて、ｓｉｎβ＝ｓｉｎ
α／ｍの関係で結ばれる。通常の縮小投影露光装置で
は、投影倍率ｍ＝０．２が用いられており、その値を代
入すると、ｓｉｎβ＝５ｓｉｎαの関係が導かれ、式
（４），（５）より、ウェハ１３上の干渉縞の線幅はア
パーチャ１２上の干渉縞の線幅の１／５倍になることが
分かる。投影レンズ１１の開口数の範囲内であれば、光
束８と光束１０の相対的な角度を変化させることによっ
てウェハ１３上に形成されるパターンの線幅を調整する
ことが可能となる。
する。まず投影レンズ１１を規定するパラメータとし
て、物体側の開口数ＮＡ0 、像側の開口数ＮＡ、投影倍
率ｍ（ｍ＜１）を用いる。但し、ＮＡ＝ＮＡ0 ／ｍの関
係がある。光束１５，１７は当然、投影レンズ１１の物
体側の開口数の範囲内に収まる角度で入射する必要があ
り、ｓｉｎα＜ＮＡ0 の関係が要求される。次にｓｉｎ
αとｓｉｎβは投影倍率ｍを用いて、ｓｉｎβ＝ｓｉｎ
α／ｍの関係で結ばれる。通常の縮小投影露光装置で
は、投影倍率ｍ＝０．２が用いられており、その値を代
入すると、ｓｉｎβ＝５ｓｉｎαの関係が導かれ、式
（４），（５）より、ウェハ１３上の干渉縞の線幅はア
パーチャ１２上の干渉縞の線幅の１／５倍になることが
分かる。投影レンズ１１の開口数の範囲内であれば、光
束８と光束１０の相対的な角度を変化させることによっ
てウェハ１３上に形成されるパターンの線幅を調整する
ことが可能となる。
【００３２】本実施形態において、アパーチャ１２は通
常のステッパ、スキャナータイプの投影露光装置では、
ちょうどレチクルが置かれる位置に配置される。そのた
め、本実施形態によってウェハ１３に微細な周期パター
ンを形成した後、通常のレチクルパターンを用いた通常
の投影露光によって像を形成して、それらを重ね合わせ
て所望の回路パターンを得るということが容易に行える
ようになる。ここでこの後の説明のために、座標軸を１
９のように定める。又、図１の構成において、ミラー７
は矢印２０の方向に微小移動が可能となっており、その
動作によってウェハ１３上に形成される干渉縞の位置を
ウェハ１３の表面に対して平行移動させることも可能に
なる。
常のステッパ、スキャナータイプの投影露光装置では、
ちょうどレチクルが置かれる位置に配置される。そのた
め、本実施形態によってウェハ１３に微細な周期パター
ンを形成した後、通常のレチクルパターンを用いた通常
の投影露光によって像を形成して、それらを重ね合わせ
て所望の回路パターンを得るということが容易に行える
ようになる。ここでこの後の説明のために、座標軸を１
９のように定める。又、図１の構成において、ミラー７
は矢印２０の方向に微小移動が可能となっており、その
動作によってウェハ１３上に形成される干渉縞の位置を
ウェハ１３の表面に対して平行移動させることも可能に
なる。
【００３３】図２（Ａ），（Ｂ）はアパーチャ１２とウ
ェハ１３の一例を簡略化して描いた図であり、開口部１
４の構成をｘｙ面内で開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと
して表している。図１の構成では、アパーチャ１２上の
干渉縞はｘ軸方向には周期的に変化してｙ軸方向には長
く伸びた形となる。図２（Ａ）に示すように、開口部１
４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによって、アパーチャ１２上に形
成される干渉縞のうち所望の部分のみが切り出され、図
２（Ｂ）に示すようにウェハ１３上には２５Ａ，２５
Ｂ，２５Ｃで示す干渉縞、即ち微細な周期パターンが形
成される。アパーチャ１２とウェハ１３は光学的に共役
な配置となっているため、開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４
Ｃのエッジからの散乱光がウェハ１３上のパターンに悪
影響を与えることはなく、開口部１４の形で規定された
範囲のみにおいて、高精度に周期パターンを形成するこ
とが可能となっている。
ェハ１３の一例を簡略化して描いた図であり、開口部１
４の構成をｘｙ面内で開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと
して表している。図１の構成では、アパーチャ１２上の
干渉縞はｘ軸方向には周期的に変化してｙ軸方向には長
く伸びた形となる。図２（Ａ）に示すように、開口部１
４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによって、アパーチャ１２上に形
成される干渉縞のうち所望の部分のみが切り出され、図
２（Ｂ）に示すようにウェハ１３上には２５Ａ，２５
Ｂ，２５Ｃで示す干渉縞、即ち微細な周期パターンが形
成される。アパーチャ１２とウェハ１３は光学的に共役
な配置となっているため、開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４
Ｃのエッジからの散乱光がウェハ１３上のパターンに悪
影響を与えることはなく、開口部１４の形で規定された
範囲のみにおいて、高精度に周期パターンを形成するこ
とが可能となっている。
【００３４】図３（Ａ），（Ｂ）では、アパーチャ１２
及びウェハ１３を図２（Ａ）の状態よりｘｙ面内でそれ
ぞれ９０度回転させた場合に得られるパターンを示す。
ウェハ１３上においては、図３（Ｂ）に示すように図３
（Ａ）に示す開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対応した
位置に周期パターン２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃがそれぞれ
形成される。アパーチャ１２を用いて９０度回転させ
て、同一のウェハ面上に２回の多重露光を行って、ウェ
ハ１３上の同一位置に図２（Ｂ）と図３（Ｂ）のパター
ン２５，２６を重ねれば、図４に示すようなドット状の
パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを形成することが可能
となる。尚、図２，図３，図４においてウェハ１３の隅
に設けられた三角マークは、そこが同一の位置であるこ
とを示している。
及びウェハ１３を図２（Ａ）の状態よりｘｙ面内でそれ
ぞれ９０度回転させた場合に得られるパターンを示す。
ウェハ１３上においては、図３（Ｂ）に示すように図３
（Ａ）に示す開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対応した
位置に周期パターン２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃがそれぞれ
形成される。アパーチャ１２を用いて９０度回転させ
て、同一のウェハ面上に２回の多重露光を行って、ウェ
ハ１３上の同一位置に図２（Ｂ）と図３（Ｂ）のパター
ン２５，２６を重ねれば、図４に示すようなドット状の
パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを形成することが可能
となる。尚、図２，図３，図４においてウェハ１３の隅
に設けられた三角マークは、そこが同一の位置であるこ
とを示している。
【００３５】次に図５を用いて、本発明に係る２光束干
渉露光方法と、レチクルを用いる従来の投影露光方法
（通常露光方法）の組み合わせについて説明する。図５
（Ａ）は開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを有するアパー
チャ１２であり、これまでの説明でも用いたものであ
る。但し、ここで新たに、パターン位置合わせの基準と
して用いられるアライメントマーク３０，３１が明示さ
れている。図５（Ｂ）は２光束干渉露光によってウェハ
１３上に形成されるパターンを表し、形成されるパター
ンとしては、図２で説明したパターン２５Ａ，２５Ｂ，
２５Ｃと同様のものである。但し、ここでも位置合わせ
用のアライメントマーク３２，３３が明示されており、
パターン形成の際には、マーク３０とマーク３２、更に
マーク３１とマーク３３の相互の位置を精度良く合わせ
ることによって、ウェハ１３上の所望の位置に微細な周
期パターンを形成している。次に図５（Ｃ）は、ステッ
パ等の通常の投影露光装置に用いられるレチクルの概略
を表す。４０はレチクルであり、領域４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃにはそれぞれ微細な回路パターンが描かれてい
る。又４２，４３は位置合わせ用のアライメントマーク
である。ここでは図５（Ｂ）に示すパターン２５Ａ，２
５Ｂ，２５Ｃが予め形成されたウェハ１３に対して、通
常の投影露光装置を用いてレチクル４０上の回路パター
ン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの転写を行う。その際、ウェ
ハ１３上のマーク３２とレチクル４０上のマーク４２、
更にウェハ１３上のマーク３３とレチクル４０上のマー
ク４３の位置を高精度に対応させて、図５（Ｄ）で示す
ようにパターン４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃを形成して、全
体としてウェハ１３上に所望のパターンを形成してい
る。
渉露光方法と、レチクルを用いる従来の投影露光方法
（通常露光方法）の組み合わせについて説明する。図５
（Ａ）は開口部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを有するアパー
チャ１２であり、これまでの説明でも用いたものであ
る。但し、ここで新たに、パターン位置合わせの基準と
して用いられるアライメントマーク３０，３１が明示さ
れている。図５（Ｂ）は２光束干渉露光によってウェハ
１３上に形成されるパターンを表し、形成されるパター
ンとしては、図２で説明したパターン２５Ａ，２５Ｂ，
２５Ｃと同様のものである。但し、ここでも位置合わせ
用のアライメントマーク３２，３３が明示されており、
パターン形成の際には、マーク３０とマーク３２、更に
マーク３１とマーク３３の相互の位置を精度良く合わせ
ることによって、ウェハ１３上の所望の位置に微細な周
期パターンを形成している。次に図５（Ｃ）は、ステッ
パ等の通常の投影露光装置に用いられるレチクルの概略
を表す。４０はレチクルであり、領域４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃにはそれぞれ微細な回路パターンが描かれてい
る。又４２，４３は位置合わせ用のアライメントマーク
である。ここでは図５（Ｂ）に示すパターン２５Ａ，２
５Ｂ，２５Ｃが予め形成されたウェハ１３に対して、通
常の投影露光装置を用いてレチクル４０上の回路パター
ン４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの転写を行う。その際、ウェ
ハ１３上のマーク３２とレチクル４０上のマーク４２、
更にウェハ１３上のマーク３３とレチクル４０上のマー
ク４３の位置を高精度に対応させて、図５（Ｄ）で示す
ようにパターン４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃを形成して、全
体としてウェハ１３上に所望のパターンを形成してい
る。
【００３６】更に本発明に係る２光束干渉露光を、本出
願人が先に提案した特願平９−３０４２３２号で開示さ
れる露光方法及び露光装置に適用して、より複雑な回路
パターンを形成することも可能である。具体的には、被
露光基板であるウェハ（感光基板）に対して２光束干渉
露光と通常の露光を行う際に、前記２つの露光の少なく
とも一方の露光において前記感光基板に対して多値的な
露光量分布を与えることにする。ここで「多値的」と
は、感光基板に与える露光量が２値（露光量ゼロの場合
も含めて２種類）ではなく、与える露光量が３値以上
（露光量ゼロの場合も含めて３種類以上）であることを
意味する。又「通常の露光」とは２光束干渉露光よりも
解像度は低いが２光束干渉露光とは異なるパターンの転
写が可能な露光であり、代表的なものとして図９に示し
た投影露光装置によってレチクルのパターンを転写する
投影露光が挙げあられる。
願人が先に提案した特願平９−３０４２３２号で開示さ
れる露光方法及び露光装置に適用して、より複雑な回路
パターンを形成することも可能である。具体的には、被
露光基板であるウェハ（感光基板）に対して２光束干渉
露光と通常の露光を行う際に、前記２つの露光の少なく
とも一方の露光において前記感光基板に対して多値的な
露光量分布を与えることにする。ここで「多値的」と
は、感光基板に与える露光量が２値（露光量ゼロの場合
も含めて２種類）ではなく、与える露光量が３値以上
（露光量ゼロの場合も含めて３種類以上）であることを
意味する。又「通常の露光」とは２光束干渉露光よりも
解像度は低いが２光束干渉露光とは異なるパターンの転
写が可能な露光であり、代表的なものとして図９に示し
た投影露光装置によってレチクルのパターンを転写する
投影露光が挙げあられる。
【００３７】次に本発明の実施形態２について説明す
る。
る。
【００３８】実施形態１では、２光束干渉露光用の投影
露光装置として、通常のステッパ等の投影露光装置をそ
のまま用いることが難しい。一般に投影レンズは共有可
能であるが、照明光学系は全く異なる構成であるため、
多重露光のためには、２光束干渉露光用の投影露光装置
と通常の露光装置の２台の装置が必要となる。実施形態
２では、照明光学系を含めて、従来の投影露光装置を用
いて、本発明の２光束干渉露光を可能としている。
露光装置として、通常のステッパ等の投影露光装置をそ
のまま用いることが難しい。一般に投影レンズは共有可
能であるが、照明光学系は全く異なる構成であるため、
多重露光のためには、２光束干渉露光用の投影露光装置
と通常の露光装置の２台の装置が必要となる。実施形態
２では、照明光学系を含めて、従来の投影露光装置を用
いて、本発明の２光束干渉露光を可能としている。
【００３９】図６に本実施形態の装置の構成概略を示
す。図６において５０はＫｒＦレーザ等の光源、ホモジ
ナイザー等の光学部品から成る照明光学系である。照明
光学系５０からの光束はコンデンサーレンズ５１を介し
て照明光束５２を得ている。通常の露光装置として用い
る場合には照明光束５２が直接、レチクルを照明する
が、２光束干渉露光用の照明として用いるため、本実施
形態では光路中に位相型の回折格子５３を挿脱可能に装
着している。位相型の回折格子では、格子ピッチ、格子
深さを調整することにより、入射する光束を±１次の２
つの回折光束に等しく分割している。そこで照明光束５
２は２つの光束５４，５５に分割している。それらの光
束の進行方向は回折格子５３のピッチで調整している。
２つの光束５４，５５はアパーチャ５６上で交差し、開
口５７で制限された光束５８，５９が投影レンズ６０に
導かれている。そして光束５８は光束６１に、光束５９
は光束６２に変換され、ウェハ６３上で領域の限定され
た周期パターンが形成される。
す。図６において５０はＫｒＦレーザ等の光源、ホモジ
ナイザー等の光学部品から成る照明光学系である。照明
光学系５０からの光束はコンデンサーレンズ５１を介し
て照明光束５２を得ている。通常の露光装置として用い
る場合には照明光束５２が直接、レチクルを照明する
が、２光束干渉露光用の照明として用いるため、本実施
形態では光路中に位相型の回折格子５３を挿脱可能に装
着している。位相型の回折格子では、格子ピッチ、格子
深さを調整することにより、入射する光束を±１次の２
つの回折光束に等しく分割している。そこで照明光束５
２は２つの光束５４，５５に分割している。それらの光
束の進行方向は回折格子５３のピッチで調整している。
２つの光束５４，５５はアパーチャ５６上で交差し、開
口５７で制限された光束５８，５９が投影レンズ６０に
導かれている。そして光束５８は光束６１に、光束５９
は光束６２に変換され、ウェハ６３上で領域の限定され
た周期パターンが形成される。
【００４０】２光束干渉露光を行う際には干渉性の高い
照明光束が要求されるため、照明光学系５０からは干渉
性を表すパラメータであるσ値（＝照明光学系の開口数
／投影光学系の開口数）の小さな照明光が射出される。
通常の投影露光を行う際には、回折格子５３を光路中か
ら取り外し、アパーチャ５６の代りにその位置に回路パ
ターンの描かれた通常のレチクルを配置して、照明光学
系のσ値を適用に調整して露光を行うだけで良い。この
方法によって、一台の投影露光装置を用いて、２光束干
渉露光と通常露光の２つの露光方式を用いた多重露光を
実現している。
照明光束が要求されるため、照明光学系５０からは干渉
性を表すパラメータであるσ値（＝照明光学系の開口数
／投影光学系の開口数）の小さな照明光が射出される。
通常の投影露光を行う際には、回折格子５３を光路中か
ら取り外し、アパーチャ５６の代りにその位置に回路パ
ターンの描かれた通常のレチクルを配置して、照明光学
系のσ値を適用に調整して露光を行うだけで良い。この
方法によって、一台の投影露光装置を用いて、２光束干
渉露光と通常露光の２つの露光方式を用いた多重露光を
実現している。
【００４１】次に図７を用いて、２光束干渉露光用の光
学系をコンパクト化する構成について説明する。レーザ
１からアパーチャ１２に至るまでの光路は基本的に図１
を用いて説明したものと同様であるため、図７において
も図１と共通の符号を用い、詳細な説明も省略する。
学系をコンパクト化する構成について説明する。レーザ
１からアパーチャ１２に至るまでの光路は基本的に図１
を用いて説明したものと同様であるため、図７において
も図１と共通の符号を用い、詳細な説明も省略する。
【００４２】図１は光学系をｘｚ面内に射影したもので
あるが、図７（Ａ）は光学系をｘｙ面内に射影したもの
である。但し、投影レンズの光軸はｚ軸方向で共通とし
ている。図７に示す系の特徴は、光束８，１０を挿脱可
能な切換え手段としてのミラー７０を介して光束７１，
７２に変換している点である。光束７１，７２は斜線７
３で示した領域で重なり合い干渉縞を形成する。図７
（Ａ）では全体の三次元的な配置が理解しずらいため、
矢印７５の方向から見た図（ｙｚ面への射影図）及び矢
印７６の方向から見た図（ｘｚ面への射影図）をそれぞ
れ図７（Ｂ），図７（Ｃ）に示す。図７（Ｂ），図７
（Ｃ）において１２は図１で説明したものと同様のアパ
ーチャである。アパーチャの作用等については実施形態
１と全く同様であるので説明は省略する。図７の構成と
することで、２光束干渉露光用の光学系をコンパクトに
収めることが可能となり、空いたスペースに通常露光用
の照明光学系を配置することが可能となる。
あるが、図７（Ａ）は光学系をｘｙ面内に射影したもの
である。但し、投影レンズの光軸はｚ軸方向で共通とし
ている。図７に示す系の特徴は、光束８，１０を挿脱可
能な切換え手段としてのミラー７０を介して光束７１，
７２に変換している点である。光束７１，７２は斜線７
３で示した領域で重なり合い干渉縞を形成する。図７
（Ａ）では全体の三次元的な配置が理解しずらいため、
矢印７５の方向から見た図（ｙｚ面への射影図）及び矢
印７６の方向から見た図（ｘｚ面への射影図）をそれぞ
れ図７（Ｂ），図７（Ｃ）に示す。図７（Ｂ），図７
（Ｃ）において１２は図１で説明したものと同様のアパ
ーチャである。アパーチャの作用等については実施形態
１と全く同様であるので説明は省略する。図７の構成と
することで、２光束干渉露光用の光学系をコンパクトに
収めることが可能となり、空いたスペースに通常露光用
の照明光学系を配置することが可能となる。
【００４３】実際に、投影露光装置用の照明光学系と、
２光束干渉露光用光学系を組み合わせた構成を図８に示
す。図中、光束８０，ミラー８１，光束８２で表す部分
が図７（Ｂ）に対応する２光束干渉露光用光学系であ
る。図中８３は、投影露光用の照明光学系であり、８４
は２光束干渉露光を行う際にはアパーチャ、投影露光を
行う際にはレチクルが配置される。８５は物体空間にお
ける光束を表し、８６が投影レンズ、８７が像空間にお
ける光束、そして８８が最終的にパターンが形成される
ウェハを表す。この構成においては、基本的にミラー８
１の光路中からの切換えにより、２光束干渉露光と通常
の投影露光を切換えることを可能としている。
２光束干渉露光用光学系を組み合わせた構成を図８に示
す。図中、光束８０，ミラー８１，光束８２で表す部分
が図７（Ｂ）に対応する２光束干渉露光用光学系であ
る。図中８３は、投影露光用の照明光学系であり、８４
は２光束干渉露光を行う際にはアパーチャ、投影露光を
行う際にはレチクルが配置される。８５は物体空間にお
ける光束を表し、８６が投影レンズ、８７が像空間にお
ける光束、そして８８が最終的にパターンが形成される
ウェハを表す。この構成においては、基本的にミラー８
１の光路中からの切換えにより、２光束干渉露光と通常
の投影露光を切換えることを可能としている。
【００４４】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
【００４５】図９は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフ
ローを示す。
半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフ
ローを示す。
【００４６】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００４７】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００４８】次のステップ５（組立）は後行程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００４９】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５０】図１０は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
【００５１】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００５２】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００５３】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、２光束干
渉露光によるパターン露光（周期パターン露光）と通常
パターン露光（通常露光）の２つの露光方法における各
露光条件を適切に設定することにより、高集積度で複雑
な形状の回路パターンをウェハに形成することが可能な
パターン形成方法及びそれを用いた露光装置を達成する
ことができる。
渉露光によるパターン露光（周期パターン露光）と通常
パターン露光（通常露光）の２つの露光方法における各
露光条件を適切に設定することにより、高集積度で複雑
な形状の回路パターンをウェハに形成することが可能な
パターン形成方法及びそれを用いた露光装置を達成する
ことができる。
【００５５】この他本発明を用いることにより、２光束
干渉露光の際のパターン転写領域の限定、投影露光装置
を用いて形成したパターンとの重ね合わせが高精度に行
えるパターン形成方法が達成できる。
干渉露光の際のパターン転写領域の限定、投影露光装置
を用いて形成したパターンとの重ね合わせが高精度に行
えるパターン形成方法が達成できる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】 図１のアパーチャとウェハ上のパターンの関
係の説明図
係の説明図
【図３】 図１のアパーチャとウェハを９０度回転した
場合に形成されるパターンの説明図
場合に形成されるパターンの説明図
【図４】 図１において２重露光により形成されるドッ
トパターンの説明図
トパターンの説明図
【図５】 本発明に係る２光束干渉露光と従来の露光の
組み合わせにより形成されるパターンの説明図
組み合わせにより形成されるパターンの説明図
【図６】 本発明の実施形態２の要部概略図
【図７】 本発明に係る２光束干渉露光のためのコンパ
クトな光学系の説明図
クトな光学系の説明図
【図８】 本発明に係る２光束干渉露光光学系と投影露
光光学系の組み合わせの説明図
光光学系の組み合わせの説明図
【図９】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
【図１０】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
【図１１】 従来の投影露光光学系
【図１２】 従来の２光束干渉露光光学系
１．レーザ ２．コリメータレンズ ３．平行光束 ４．ハーフミラー ５．平行光束 ６．平行光束 ７．ミラー ８．平行光束 ９．ミラー １０．平行光束 １１．投影レンズ １２．アパーチャ １３．ウェハ １４．開口部 １５．平行光束 １６．平行光束 １７．平行光束 １８．平行光束 １９．座標軸
Claims (10)
- 【請求項１】 ２つの光束を第１の位置で交わらせて干
渉パターンを形成し、該干渉パターンに基づく光束を投
影光学系で第２の位置に設けた基板上に導光してパター
ン像を形成するパターン形成方法において、該第１の位
置又はその近傍に該光束の通過領域を制限するアパーチ
ャを設けたことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】 ２つの光束を交わらせて干渉パターンを
第１の位置に形成し、該第１の位置又はその近傍に該光
束の通過を制限するためのアパーチャを設け、該アパー
チャの開口部を通過した光束を投影光学系で基板上に導
光して２光束干渉パターン像を形成する第１のパターン
形成工程と、該第１の位置に回路パターンを設けたレチ
クルを配置して投影光学系で該レチクル上の回路パター
ンを該基板上に投影してレチクルパターン像を形成する
第２のパターン形成工程とを含むことを特徴とするパタ
ーン形成方法。 - 【請求項３】 前記基板上に周期パターン像を形成して
いることを特徴とする請求項１又は２のパターン形成方
法。 - 【請求項４】 前記アパーチャに設けたアライメントマ
ークを用いて該アパーチャと前記基板との相対的な位置
合わせを行う位置合わせ工程を含んでいることを特徴と
する請求項１又は２のパターン形成方法。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項のパター
ン形成方法でパターン像を形成した基板を現像処理工程
を介してデバイスを製造していることを特徴とするデバ
イスの製造方法。 - 【請求項６】 干渉性を有する光束を発する光源、該光
源からの光束を２つに分離する分離手段、該分離手段か
らの２つの光束を第１の位置で交わらせて干渉パターン
を形成する光学手段、該干渉パターンに基づく光束を基
板上に導光し、パターン像を形成する投影光学系を有す
る露光装置において、該第１の位置又はその近傍に該光
束の通過領域を制限するアパーチャを設けていることを
特徴とする露光装置。 - 【請求項７】 前記アパーチャには、前記基板との相対
的な位置合わせのためのアライメントマークが形成され
ており、前記パターン像は該基板上の所定の位置に形成
されることを特徴とする請求項６の露光装置。 - 【請求項８】 前記第１の位置又はそれと光学的な等価
位置にレチクルを設け、該レチクル上のパターンを前記
投影光学系で前記基板に投影していることを特徴とする
請求項６の露光装置。 - 【請求項９】 前記干渉パターンに基づく光束と前記レ
チクルに基づく光束とを切換えて前記基板上に導光する
ための光路中より挿脱可能な切換え手段を有しているこ
とを特徴とする請求項８の露光装置。 - 【請求項１０】 請求項６から９のいずれか１項の露光
装置によってパターン像を形成した基板を現像処理工程
を介してデバイスを製造していることを特徴とするデバ
イスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023906A JP2000223400A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | パターン形成方法及びそれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023906A JP2000223400A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | パターン形成方法及びそれを用いた露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223400A true JP2000223400A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12123526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023906A Pending JP2000223400A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | パターン形成方法及びそれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223400A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161684B2 (en) | 2000-02-15 | 2007-01-09 | Asml Holding, N.V. | Apparatus for optical system coherence testing |
| KR100717540B1 (ko) | 2005-01-26 | 2007-05-11 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 고해상도 리소그래피 장치 및 방법 |
| US7242464B2 (en) | 1999-06-24 | 2007-07-10 | Asml Holdings N.V. | Method for characterizing optical systems using holographic reticles |
| JP2007311783A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| JP2007316204A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Nikon Corp | 櫛型電極の露光方法および露光装置 |
| US7440078B2 (en) | 2005-12-20 | 2008-10-21 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method using interferometric and maskless exposure units |
| US7443514B2 (en) | 2006-10-02 | 2008-10-28 | Asml Holding N.V. | Diffractive null corrector employing a spatial light modulator |
| JP2009105385A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-05-14 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィシステム、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| US7561252B2 (en) | 2005-12-29 | 2009-07-14 | Asml Holding N.V. | Interferometric lithography system and method used to generate equal path lengths of interfering beams |
| US7751030B2 (en) | 2005-02-01 | 2010-07-06 | Asml Holding N.V. | Interferometric lithographic projection apparatus |
| JP2011508443A (ja) * | 2007-12-28 | 2011-03-10 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 超高解像度パターニング用スキャンｅｕｖ干渉イメージング |
| US8264667B2 (en) | 2006-05-04 | 2012-09-11 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method using interferometric and other exposure |
| US8934084B2 (en) | 2006-05-31 | 2015-01-13 | Asml Holding N.V. | System and method for printing interference patterns having a pitch in a lithography system |
| US9329490B2 (en) | 2013-08-20 | 2016-05-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern formation method, mask for exposure, and exposure apparatus |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP11023906A patent/JP2000223400A/ja active Pending
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| US7952803B2 (en) | 2006-05-15 | 2011-05-31 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2007311783A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
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| US9329490B2 (en) | 2013-08-20 | 2016-05-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern formation method, mask for exposure, and exposure apparatus |
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