JPH07254542A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH07254542A JPH07254542A JP4344894A JP4344894A JPH07254542A JP H07254542 A JPH07254542 A JP H07254542A JP 4344894 A JP4344894 A JP 4344894A JP 4344894 A JP4344894 A JP 4344894A JP H07254542 A JPH07254542 A JP H07254542A
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- light
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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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70566—Polarisation control
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射防止膜を形成することなく基板からの反
射波の反射率を低減して解像力の低下を抑えることがで
き、フォトレジスト膜厚が変化しても微細かつ高精度な
パターンを形成することができる他、被露光物中の解像
力を向上させることができるとともに、基板からの反射
光の影響を低減することができ、パターン不良を生じ難
くすることができる。 【構成】 照明光学系からの光束をマスク4に照射し、
該マスク4のパターンを投影光学系5を通して被露光部
材6に投影露光する投影露光装置において、該照明光学
系中の該マスク4と共役な面、若しくは該共役な面の近
傍に配置され、かつ該光束がマスク4に入射する際、所
定の偏光状態で入射するように、該光束に対して特定の
偏光方向成分のみを透過させる偏光光学部材2を有す
る。
射波の反射率を低減して解像力の低下を抑えることがで
き、フォトレジスト膜厚が変化しても微細かつ高精度な
パターンを形成することができる他、被露光物中の解像
力を向上させることができるとともに、基板からの反射
光の影響を低減することができ、パターン不良を生じ難
くすることができる。 【構成】 照明光学系からの光束をマスク4に照射し、
該マスク4のパターンを投影光学系5を通して被露光部
材6に投影露光する投影露光装置において、該照明光学
系中の該マスク4と共役な面、若しくは該共役な面の近
傍に配置され、かつ該光束がマスク4に入射する際、所
定の偏光状態で入射するように、該光束に対して特定の
偏光方向成分のみを透過させる偏光光学部材2を有す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置に係り、
詳しくは、半導体素子等の作成における微細加工に有用
なフォトリソグラフィー技術に適用することができ、特
に、反射防止膜を形成することなく基板からの反射波の
反射率を低減して解像力の低下を抑えることができる
他、被露光物中の解像力を向上させることができるとと
もに、基板からの反射光の影響を低減することができる
投影露光装置に関する。
詳しくは、半導体素子等の作成における微細加工に有用
なフォトリソグラフィー技術に適用することができ、特
に、反射防止膜を形成することなく基板からの反射波の
反射率を低減して解像力の低下を抑えることができる
他、被露光物中の解像力を向上させることができるとと
もに、基板からの反射光の影響を低減することができる
投影露光装置に関する。
【0002】近年、半導体の高集積化とともに、微細パ
ターンを安定に形成するためにフォトリソグラフィーの
露光波長は、より短波長なものへと変わってきている。
より微細なパターンを形成するためには、位相シフト等
の超解像技術を用いることによって、解像限界以上のパ
ターン形成が可能であるが、それは特定の偏光状態の照
明を用いることによって更に解像効果を高めることがで
きる。解像しようとするパターンの解像限界付近では、
マスクに照射された照明光は大きく回折するために、照
明光をベクトル波として考えた方が実際に近い考え方で
あり、このように考えることによって、より一層解像効
果を高めることができる投影露光装置を実現することが
できる。
ターンを安定に形成するためにフォトリソグラフィーの
露光波長は、より短波長なものへと変わってきている。
より微細なパターンを形成するためには、位相シフト等
の超解像技術を用いることによって、解像限界以上のパ
ターン形成が可能であるが、それは特定の偏光状態の照
明を用いることによって更に解像効果を高めることがで
きる。解像しようとするパターンの解像限界付近では、
マスクに照射された照明光は大きく回折するために、照
明光をベクトル波として考えた方が実際に近い考え方で
あり、このように考えることによって、より一層解像効
果を高めることができる投影露光装置を実現することが
できる。
【0003】
【従来の技術】従来の投影露光装置では、照明光学系か
らの光束をマスクに照射し、マスクのパターンを投影光
学系を通して被露光部材に投影露光している。投影露光
法には、反射鏡を使用して等倍で一括露光する方式と、
レンズを使用して等倍あるいは縮小投影露光する方式が
あるが、何れの場合もマスクや被露光部材に欠陥を発生
させないで露光することができる。解像度は、一般に露
光光の波長、投影光学系の開口数に依存しており、この
解像度を向上させるために、反射投影では、露光光の波
長を短くしたり、また、レンズ投影では、開口数を大き
くしたりしている。
らの光束をマスクに照射し、マスクのパターンを投影光
学系を通して被露光部材に投影露光している。投影露光
法には、反射鏡を使用して等倍で一括露光する方式と、
レンズを使用して等倍あるいは縮小投影露光する方式が
あるが、何れの場合もマスクや被露光部材に欠陥を発生
させないで露光することができる。解像度は、一般に露
光光の波長、投影光学系の開口数に依存しており、この
解像度を向上させるために、反射投影では、露光光の波
長を短くしたり、また、レンズ投影では、開口数を大き
くしたりしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
半導体の高集積化とともに、光によるパターン形成は限
界となりつつあり、このような状況の中で、少しでも寿
命を延ばすために各種の露光技術が開発されているが、
光によるパターン転写では、常に基板からの反射波が生
じ、この反射波は以下に説明するように、半導体素子等
の作成における微細加工に有用なフォトリソグラフィー
に望ましくない結果を齎す。
半導体の高集積化とともに、光によるパターン形成は限
界となりつつあり、このような状況の中で、少しでも寿
命を延ばすために各種の露光技術が開発されているが、
光によるパターン転写では、常に基板からの反射波が生
じ、この反射波は以下に説明するように、半導体素子等
の作成における微細加工に有用なフォトリソグラフィー
に望ましくない結果を齎す。
【0005】基板からの反射波は、フォトレジスト膜内
で多重干渉し、その結果、フォトレジスト内の光強度
は、特に、段差基板上にフォトレジストを塗布した時に
フォトレジスト膜厚が段差基板上で変化していると、フ
ォトレジスト膜厚の変化とともに多重干渉して、強め合
う場合と弱め合う場合が生じる。このため、強め合って
いる部分ではパターン寸法が所定値よりも大きくなって
しまい、また、弱め合っている部分ではパターン寸法が
所定値よりも小さくなってしまい、フォトレジスト膜厚
の変化とともにパターン寸法が変化してしまうという問
題があった。
で多重干渉し、その結果、フォトレジスト内の光強度
は、特に、段差基板上にフォトレジストを塗布した時に
フォトレジスト膜厚が段差基板上で変化していると、フ
ォトレジスト膜厚の変化とともに多重干渉して、強め合
う場合と弱め合う場合が生じる。このため、強め合って
いる部分ではパターン寸法が所定値よりも大きくなって
しまい、また、弱め合っている部分ではパターン寸法が
所定値よりも小さくなってしまい、フォトレジスト膜厚
の変化とともにパターン寸法が変化してしまうという問
題があった。
【0006】そこで、基板からの反射波の悪影響を少な
くするために、従来では、基板上に反射防止膜を形成し
ているが、反射防止膜を形成すると、その分工程数が増
加するうえ、コストが増加する他、特に段差基板上に反
射防止膜を形成すると、均一な膜厚で精度良く反射防止
膜を形成し難いという問題があった。さて、マスクを透
過してきた光を被露光物に結像する際、結像した光は、
被露光物表面で反射してしまうため、実際の被露光物中
での像強度が低下して解像力が低下してしまい、特に、
パターン寸法が微細になってくると、パターン不良が生
じ易くなるという問題もあった。
くするために、従来では、基板上に反射防止膜を形成し
ているが、反射防止膜を形成すると、その分工程数が増
加するうえ、コストが増加する他、特に段差基板上に反
射防止膜を形成すると、均一な膜厚で精度良く反射防止
膜を形成し難いという問題があった。さて、マスクを透
過してきた光を被露光物に結像する際、結像した光は、
被露光物表面で反射してしまうため、実際の被露光物中
での像強度が低下して解像力が低下してしまい、特に、
パターン寸法が微細になってくると、パターン不良が生
じ易くなるという問題もあった。
【0007】また、被露光物下の基板からの反射光の影
響が大きくなると、定圧波の多重干渉が顕著に生じるよ
うになるため、パターン寸法が変動し易くなってパター
ン不良が生じ易くなるという問題もあった。そこで、本
発明は、反射防止膜を形成することなく基板からの反射
波の反射率を低減して解像力の低下を抑えることがで
き、フォトレジスト膜厚が変化しても微細かつ高精度な
パターンを形成することができる他、被露光物中の解像
力を向上させることができるとともに、基板からの反射
光の影響を低減することができ、パターン不良を生じ難
くすることができる投影露光装置を提供することを目的
とする。
響が大きくなると、定圧波の多重干渉が顕著に生じるよ
うになるため、パターン寸法が変動し易くなってパター
ン不良が生じ易くなるという問題もあった。そこで、本
発明は、反射防止膜を形成することなく基板からの反射
波の反射率を低減して解像力の低下を抑えることがで
き、フォトレジスト膜厚が変化しても微細かつ高精度な
パターンを形成することができる他、被露光物中の解像
力を向上させることができるとともに、基板からの反射
光の影響を低減することができ、パターン不良を生じ難
くすることができる投影露光装置を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
照明光学系からの光束をマスクに照射し、マスクのパタ
ーンを投影光学系を通して被露光部材に投影露光する投
影露光装置において、該照明光学系中の該マスクと共役
な面、若しくは該共役な面の近傍に配置され、かつ該光
束がマスクに入射する際、所定の偏光状態で入射するよ
うに、該光束に対して特定の偏光方向成分のみを透過さ
せる偏光光学部材を有することを特徴とするものであ
る。
照明光学系からの光束をマスクに照射し、マスクのパタ
ーンを投影光学系を通して被露光部材に投影露光する投
影露光装置において、該照明光学系中の該マスクと共役
な面、若しくは該共役な面の近傍に配置され、かつ該光
束がマスクに入射する際、所定の偏光状態で入射するよ
うに、該光束に対して特定の偏光方向成分のみを透過さ
せる偏光光学部材を有することを特徴とするものであ
る。
【0009】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記偏光光学部材は、前記光束が前記
偏光光学部材を透過する際、前記光束が前記偏光光学部
材を透過する位置が異なる場合には、前記光束の異なる
偏光成分のみを透過させることを特徴とするものであ
る。請求項3記載の発明は、上記請求項1記載の発明に
おいて、前記偏光光学部材は、前記光束が所定の偏光状
態で前記マスクを照射する際、入射光電場の振動方向ベ
クトルが所定のマスクパターンに入射した際にマスク接
線成分が最小となる偏光成分のみを透過させることを特
徴とするものである。
の発明において、前記偏光光学部材は、前記光束が前記
偏光光学部材を透過する際、前記光束が前記偏光光学部
材を透過する位置が異なる場合には、前記光束の異なる
偏光成分のみを透過させることを特徴とするものであ
る。請求項3記載の発明は、上記請求項1記載の発明に
おいて、前記偏光光学部材は、前記光束が所定の偏光状
態で前記マスクを照射する際、入射光電場の振動方向ベ
クトルが所定のマスクパターンに入射した際にマスク接
線成分が最小となる偏光成分のみを透過させることを特
徴とするものである。
【0010】請求項4記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記偏光光学部材は、前記光束が所定
の偏光状態で前記マスクを照射する際、入射光電場の振
動方向ベクトルが所定のマスクパターンに入射した際に
マスク接線成分が最大となる偏光成分のみを透過させる
ことを特徴とするものである。
の発明において、前記偏光光学部材は、前記光束が所定
の偏光状態で前記マスクを照射する際、入射光電場の振
動方向ベクトルが所定のマスクパターンに入射した際に
マスク接線成分が最大となる偏光成分のみを透過させる
ことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明者は、鋭意検討した結果、特定の偏光状
態の照明を用いれば、更に解像限界以上のパターン形成
に効果的であることに着目し、後述する実施例の如く、
照明光学系からの光束をマスクに照射し、マスクのパタ
ーンを投影レンズを通して被露光物のフォトレジストに
投影露光する投影露光装置を、該照明光学系中のマスク
と共役な面(偏光光学部材面)若しくはこの共役な面の
近傍に配置され、かつ光束がマスクに入射する際、所定
の偏光状態で入射するように、光束に対して特定の偏光
成分のみを透過させる偏光光学部材を有するように構成
したところ、被露光物中での解像力を向上させることが
できるとともに、基板からの反射光の影響を低減するこ
とができ、パターン不良を生じ難くすることができた。
また、反射防止膜を形成することなく基板からの反射波
の反射率を低減して解像力の低下を抑えることができ、
フォトレジスト膜厚が変化しても微細かつ高精度なパタ
ーンを形成することができた。
態の照明を用いれば、更に解像限界以上のパターン形成
に効果的であることに着目し、後述する実施例の如く、
照明光学系からの光束をマスクに照射し、マスクのパタ
ーンを投影レンズを通して被露光物のフォトレジストに
投影露光する投影露光装置を、該照明光学系中のマスク
と共役な面(偏光光学部材面)若しくはこの共役な面の
近傍に配置され、かつ光束がマスクに入射する際、所定
の偏光状態で入射するように、光束に対して特定の偏光
成分のみを透過させる偏光光学部材を有するように構成
したところ、被露光物中での解像力を向上させることが
できるとともに、基板からの反射光の影響を低減するこ
とができ、パターン不良を生じ難くすることができた。
また、反射防止膜を形成することなく基板からの反射波
の反射率を低減して解像力の低下を抑えることができ、
フォトレジスト膜厚が変化しても微細かつ高精度なパタ
ーンを形成することができた。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1)図1は本発明に係る実施例1の投影露光装
置の構成を示す図である。ここでは、説明の便宜上光源
より出る一光線についてのみ示している。図1におい
て、1〜4は各々光源、偏光光学部材、コンデンサレン
ズ、マスクであり、5〜7は各々投影レンズ、フォトレ
ジスト、Si基板である。なお、偏光光学部材2は、照
明光学系中のマスク4と共役な面(若しくは共役な面M
近傍)に配置する。本実施例では、まず、図1に示す如
く、光源1より出た光を偏光光学部材2で被露光物のフ
ォトレジスト6とSi基板7の境界で反射が少ない偏光
成分のみを透過させる。
する。 (実施例1)図1は本発明に係る実施例1の投影露光装
置の構成を示す図である。ここでは、説明の便宜上光源
より出る一光線についてのみ示している。図1におい
て、1〜4は各々光源、偏光光学部材、コンデンサレン
ズ、マスクであり、5〜7は各々投影レンズ、フォトレ
ジスト、Si基板である。なお、偏光光学部材2は、照
明光学系中のマスク4と共役な面(若しくは共役な面M
近傍)に配置する。本実施例では、まず、図1に示す如
く、光源1より出た光を偏光光学部材2で被露光物のフ
ォトレジスト6とSi基板7の境界で反射が少ない偏光
成分のみを透過させる。
【0013】ここで、図1における偏光光学部材2を光
の進行方向であるa方向から見た様子を図2に示す。偏
光光学部材2は、図2に示す如く、輪帯状に組み合わせ
られた8つの偏光素子2aを有し、各々の偏光素子2a
は、各々異なる偏光方向の光のみを透過させる。この
時、透過させる偏光方向は、例えば図2の偏光光学部材
2のA位置にある偏光素子2aであれば、図2の矢印B
方向の偏光光学部材2中心と偏光光学部材2周辺に向う
方向で振動する光のみを透過させる。また、偏光光学部
材2のA位置以外の残り7つの偏光素子2aについても
同様、各々の偏光素子2aに示す矢印方向の如く、偏光
光学部材2中心と偏光光学部材2周辺に向う方向で振動
する光のみが透過される。ここでの偏光光学部材2は、
光束が偏光光学部材2を透過する際、光束が偏光光学部
材2を透過する位置が異なる場合に、光束の異なる偏光
成分のみを透過させることができる。
の進行方向であるa方向から見た様子を図2に示す。偏
光光学部材2は、図2に示す如く、輪帯状に組み合わせ
られた8つの偏光素子2aを有し、各々の偏光素子2a
は、各々異なる偏光方向の光のみを透過させる。この
時、透過させる偏光方向は、例えば図2の偏光光学部材
2のA位置にある偏光素子2aであれば、図2の矢印B
方向の偏光光学部材2中心と偏光光学部材2周辺に向う
方向で振動する光のみを透過させる。また、偏光光学部
材2のA位置以外の残り7つの偏光素子2aについても
同様、各々の偏光素子2aに示す矢印方向の如く、偏光
光学部材2中心と偏光光学部材2周辺に向う方向で振動
する光のみが透過される。ここでの偏光光学部材2は、
光束が偏光光学部材2を透過する際、光束が偏光光学部
材2を透過する位置が異なる場合に、光束の異なる偏光
成分のみを透過させることができる。
【0014】そして、偏光光学部材2は、図1の光軸x
近傍を透過する直進光がないように、図2のCr等から
なる偏光光学部材2の中心近傍領域2bで光を遮断する
ように構成する。これにより、特殊な偏光状態による解
像力の低下を防ぐことができる。図2の偏光光学部材2
は、通常の光源絞りと同様の機能を有し、通常と異なる
点は、光をマスク4に入射する際、入射光電場の振動方
向ベクトルのマスク接線成分が最小となる偏光状態で入
射するように、透過する光を選択的に偏光させることで
ある。しかも、マスク入射角度によって異なる偏光状態
で照射することができる。
近傍を透過する直進光がないように、図2のCr等から
なる偏光光学部材2の中心近傍領域2bで光を遮断する
ように構成する。これにより、特殊な偏光状態による解
像力の低下を防ぐことができる。図2の偏光光学部材2
は、通常の光源絞りと同様の機能を有し、通常と異なる
点は、光をマスク4に入射する際、入射光電場の振動方
向ベクトルのマスク接線成分が最小となる偏光状態で入
射するように、透過する光を選択的に偏光させることで
ある。しかも、マスク入射角度によって異なる偏光状態
で照射することができる。
【0015】そして、本実施例では、上記の如く、偏光
光学部材2により特殊な偏光成分のみを取り出して、コ
ンデンサレンズ3を介してマスク4を照射する。その
後、マスク4を透過した光は、投影レンズ5によってS
i基板7上のフォトレジスト6に結像する。この時、結
像に関与する光は、偏光光学部材2によって、図1の光
軸xを中心として放射状に偏光した光であり、フォトレ
ジスト6に入射する時も略同一の偏光状態を保ってい
る。ここで、図1において、フォトレジスト6に入射し
た光線の1つが略同一の偏光状態を保っている様子を図
3に示す。この図3から判るように、光は横波であるた
め、空気中では入射する電場の振動方向は波10の進行
方向11に対して直行しており、このような偏光状態の
光は、フォトレジスト6とSi基板7の境界での反射率
を最小とすることができるので、反射波の影響を少なく
することができる。これに対し、波の伝播方向を軸とし
て90度回転させた光の振動成分は、同じ入射角度でも
反射率は最大である。
光学部材2により特殊な偏光成分のみを取り出して、コ
ンデンサレンズ3を介してマスク4を照射する。その
後、マスク4を透過した光は、投影レンズ5によってS
i基板7上のフォトレジスト6に結像する。この時、結
像に関与する光は、偏光光学部材2によって、図1の光
軸xを中心として放射状に偏光した光であり、フォトレ
ジスト6に入射する時も略同一の偏光状態を保ってい
る。ここで、図1において、フォトレジスト6に入射し
た光線の1つが略同一の偏光状態を保っている様子を図
3に示す。この図3から判るように、光は横波であるた
め、空気中では入射する電場の振動方向は波10の進行
方向11に対して直行しており、このような偏光状態の
光は、フォトレジスト6とSi基板7の境界での反射率
を最小とすることができるので、反射波の影響を少なく
することができる。これに対し、波の伝播方向を軸とし
て90度回転させた光の振動成分は、同じ入射角度でも
反射率は最大である。
【0016】(実施例2)本実施例も、基本的には図1
の投影露光装置を用いることができる。本実施例は、照
明光をベクトル波として考え、マスクパターンの結像に
有益な偏光状態の照明光で露光するものである。図4,
5は本発明に係る実施例2の照明光をベクトル波と考え
た時のマスク4を透過する光の偏光状態を示す図であ
る。但し、マスクパターンの大きさは、照明光の平均波
長よりも十分に大きいものとする。図4,5において、
太い矢印、及び×印は電場の振動方向を示し、×印は紙
面垂直方向に手前側に矢印が向いていることを示す。図
4に示す如く、電場の振動が紙面に含まれるような場合
をP偏光と呼び、図5に示す如く、電場が紙面に対して
垂直方向に振動しているような場合をS偏光と呼ぶこと
にする。
の投影露光装置を用いることができる。本実施例は、照
明光をベクトル波として考え、マスクパターンの結像に
有益な偏光状態の照明光で露光するものである。図4,
5は本発明に係る実施例2の照明光をベクトル波と考え
た時のマスク4を透過する光の偏光状態を示す図であ
る。但し、マスクパターンの大きさは、照明光の平均波
長よりも十分に大きいものとする。図4,5において、
太い矢印、及び×印は電場の振動方向を示し、×印は紙
面垂直方向に手前側に矢印が向いていることを示す。図
4に示す如く、電場の振動が紙面に含まれるような場合
をP偏光と呼び、図5に示す如く、電場が紙面に対して
垂直方向に振動しているような場合をS偏光と呼ぶこと
にする。
【0017】通常の照明でマスク4を照射した場合、マ
スク4を透過する電場は、上記P波、S波の合成とな
る。また、マスク4を透過した後もP波で照射した場合
は、P波の透過光であり、S波で照射した場合は、S波
の透過光である。即ち、照射波がP波、S波の合成であ
る場合は、透過光もP波、S波を合成したものである。
また、マスク4パターンが周期的な場合、透過する光は
光学的干渉の結果、特定の角度で強め合った光が生じ
る。このような光は、一般に回折光と呼ばれるが、この
光の振動方向も、P波で照射している場合には、P波の
回折光であるというように、上記した原理が成り立つ。
即ち、マスク4を照射する光源の偏光状態によっては、
マスク4を透過する光の偏光状態が定まる。仮に、光源
からマスク4を図4の矢印Aで示されるような偏光状態
の光で照射すれば、マスク4を透過する光の振動も略P
波となる。これは、図5に示すS波についても同様のこ
とが言え、透過波は略S波となる。
スク4を透過する電場は、上記P波、S波の合成とな
る。また、マスク4を透過した後もP波で照射した場合
は、P波の透過光であり、S波で照射した場合は、S波
の透過光である。即ち、照射波がP波、S波の合成であ
る場合は、透過光もP波、S波を合成したものである。
また、マスク4パターンが周期的な場合、透過する光は
光学的干渉の結果、特定の角度で強め合った光が生じ
る。このような光は、一般に回折光と呼ばれるが、この
光の振動方向も、P波で照射している場合には、P波の
回折光であるというように、上記した原理が成り立つ。
即ち、マスク4を照射する光源の偏光状態によっては、
マスク4を透過する光の偏光状態が定まる。仮に、光源
からマスク4を図4の矢印Aで示されるような偏光状態
の光で照射すれば、マスク4を透過する光の振動も略P
波となる。これは、図5に示すS波についても同様のこ
とが言え、透過波は略S波となる。
【0018】ここで、マスク4を透過する光がS波の
み、及びP波のみであると想定して、各々の光が光学系
を通過して、被露光物上に結像する場合を説明する。図
6において、21は被露光物表面近傍に結像する像強度
を示し、22は被露光物の表面を示す。P波同士による
結像の場合、結像してできる被露光物表面22近傍の像
強度21は、S波の場合と比べて弱くなる。この理由を
この図6を用いて以下に説明する。図6では、3光束に
よる結像を例示しているが、これは3光束に限ったこと
ではなく、多光束による結像でも同じである。図6にお
いて、電場ベクトル23はベクトル24及びベクトル2
5の和であり、電場ベクトル26は、ベクトル27、ベ
クトル28の和である。ここで、ベクトル24及びベク
トル28は、結像の際、互いに打ち消し合い結像に関与
しない。即ち、結像に関与するのは、光束電場ベクトル
23のベクトル25の成分、電場ベクトル26のベクト
ル27の成分、及び電場ベクトル29である。即ち、図
6に示すベクトル24及びベクトル28の成分が打ち消
し合う分だけ結像した像強度は弱くなる。
み、及びP波のみであると想定して、各々の光が光学系
を通過して、被露光物上に結像する場合を説明する。図
6において、21は被露光物表面近傍に結像する像強度
を示し、22は被露光物の表面を示す。P波同士による
結像の場合、結像してできる被露光物表面22近傍の像
強度21は、S波の場合と比べて弱くなる。この理由を
この図6を用いて以下に説明する。図6では、3光束に
よる結像を例示しているが、これは3光束に限ったこと
ではなく、多光束による結像でも同じである。図6にお
いて、電場ベクトル23はベクトル24及びベクトル2
5の和であり、電場ベクトル26は、ベクトル27、ベ
クトル28の和である。ここで、ベクトル24及びベク
トル28は、結像の際、互いに打ち消し合い結像に関与
しない。即ち、結像に関与するのは、光束電場ベクトル
23のベクトル25の成分、電場ベクトル26のベクト
ル27の成分、及び電場ベクトル29である。即ち、図
6に示すベクトル24及びベクトル28の成分が打ち消
し合う分だけ結像した像強度は弱くなる。
【0019】しかしながら、S波については、図6に示
すベクトル24,28のような成分がなく、その結果、
結像した像は、P波によるものより像強度が強くなる。
また、P偏光の場合は、図6の光束の被露光物への入射
角度θが大きい程、図6のベクトル24,28の成分が
大きくなるため、像の劣化は著しくなる。従って、像の
解像力を上げるには、マスク4に入射する光が、図5に
示すようなS偏光状態であればよい。
すベクトル24,28のような成分がなく、その結果、
結像した像は、P波によるものより像強度が強くなる。
また、P偏光の場合は、図6の光束の被露光物への入射
角度θが大きい程、図6のベクトル24,28の成分が
大きくなるため、像の劣化は著しくなる。従って、像の
解像力を上げるには、マスク4に入射する光が、図5に
示すようなS偏光状態であればよい。
【0020】次に、図6の像強度21のように、結像し
た光は、被露光物の表面で反射するために実際の被露光
物中での像強度は低下する。また、P波に比べてS波の
方が反射率が大きいので、S波結像による高い像強度も
被露光物の中に進入しないのではないかと推定される。
ここで、どのくらい低下するかをフレネルの公式を用い
て計算した例を以下に示し、被露光物表面での反射率、
透過率の違いを考慮に入れてもP波よりS波の方が優れ
ていることを説明する。被露光物はフォトレジストとし
て屈折率は1.7で計算している。
た光は、被露光物の表面で反射するために実際の被露光
物中での像強度は低下する。また、P波に比べてS波の
方が反射率が大きいので、S波結像による高い像強度も
被露光物の中に進入しないのではないかと推定される。
ここで、どのくらい低下するかをフレネルの公式を用い
て計算した例を以下に示し、被露光物表面での反射率、
透過率の違いを考慮に入れてもP波よりS波の方が優れ
ていることを説明する。被露光物はフォトレジストとし
て屈折率は1.7で計算している。
【0021】次に、図7は本発明に係る実施例2の空気
中の電場が被露光物に進入する時の被露光物表面でのエ
ネルギー反射率を示す図である。図7において、○はS
波のエネルギー反射率、●はP波のエネルギー反射率で
ある。図7の横軸は電場の被露光物への入射角度であ
り、図6のθに相当する。投影露光装置のレンズが開口
数0.57のものを使用している時にθは、最大で約3
5°である。入射角度θが35°の時には、P波、S波
の反射率は極端に異なり、P波が約3%であるのに対
し、S波では約11%である。
中の電場が被露光物に進入する時の被露光物表面でのエ
ネルギー反射率を示す図である。図7において、○はS
波のエネルギー反射率、●はP波のエネルギー反射率で
ある。図7の横軸は電場の被露光物への入射角度であ
り、図6のθに相当する。投影露光装置のレンズが開口
数0.57のものを使用している時にθは、最大で約3
5°である。入射角度θが35°の時には、P波、S波
の反射率は極端に異なり、P波が約3%であるのに対
し、S波では約11%である。
【0022】次に、図8は本発明に係る実施例2の空気
中の電場が被露光物に進入する時のエネルギー透過率を
示す図である。図8において、○はS波のエネルギー透
過率であり、●はP波のエネルギー透過率である。図8
の横軸は電場の被露光物への入射角度であり、図6のθ
に相当する。上記と同様θが35°の時のエネルギー透
過率について、S波、P波の値を比べて見る。図8よ
り、P波の透過率は約50%であるのに対し、S波では
約45%である。これから、S波のエネルギー反射率
は、P波の倍以上でもエネルギー透過率では、S波、P
波の違いはそれ程なく、S波による結像強度がP波によ
るものより大きいという優位性は、被露光物中でも変わ
らないと言える。以上述べたように、被露光物中での解
像力を上げるには、P波よりもS波で露光するのが良
い。
中の電場が被露光物に進入する時のエネルギー透過率を
示す図である。図8において、○はS波のエネルギー透
過率であり、●はP波のエネルギー透過率である。図8
の横軸は電場の被露光物への入射角度であり、図6のθ
に相当する。上記と同様θが35°の時のエネルギー透
過率について、S波、P波の値を比べて見る。図8よ
り、P波の透過率は約50%であるのに対し、S波では
約45%である。これから、S波のエネルギー反射率
は、P波の倍以上でもエネルギー透過率では、S波、P
波の違いはそれ程なく、S波による結像強度がP波によ
るものより大きいという優位性は、被露光物中でも変わ
らないと言える。以上述べたように、被露光物中での解
像力を上げるには、P波よりもS波で露光するのが良
い。
【0023】(実施例3)本実施例も、基本的には図1
の投影露光装置を用いることができる。実施例2では、
P波はS波よりエネルギー反射率が少ないことを示した
が、これを利用して、被露光物のフォトレジスト6下の
Si基板7における電場の反射を少なくすることができ
る。図9は本発明に係る実施例3の屈折率1.7の被露
光物中のフォトレジスト6中の電場が仮想的に屈折率4
のSi基板7に入射する時のエネルギー反射率をフレネ
ルの公式により計算した結果を示す図である。
の投影露光装置を用いることができる。実施例2では、
P波はS波よりエネルギー反射率が少ないことを示した
が、これを利用して、被露光物のフォトレジスト6下の
Si基板7における電場の反射を少なくすることができ
る。図9は本発明に係る実施例3の屈折率1.7の被露
光物中のフォトレジスト6中の電場が仮想的に屈折率4
のSi基板7に入射する時のエネルギー反射率をフレネ
ルの公式により計算した結果を示す図である。
【0024】図9に示す如く、P波でエネルギー反射率
が少なくなる効果は、基板への入射角θが20°以上で
ある。図10に示すような基板の状態では、基板への入
射角が20°以上になり、P波による低反射率の効果を
得ることができる。図10において、電場31は基板7
に入射する電場である。従って、解像力が多少落ちても
基板反射の影響を少なくしたい場合は、S波ではなくP
波で露光することによって実現することができる。
が少なくなる効果は、基板への入射角θが20°以上で
ある。図10に示すような基板の状態では、基板への入
射角が20°以上になり、P波による低反射率の効果を
得ることができる。図10において、電場31は基板7
に入射する電場である。従って、解像力が多少落ちても
基板反射の影響を少なくしたい場合は、S波ではなくP
波で露光することによって実現することができる。
【0025】(実施例4)本実施例も、基本的には図1
の投影露光装置を用いることができる。本実施例では、
x,zの方向を図1に示す如く定め、y方向を紙面垂直
方向に手前側に+に取るものとする。図1の光源絞りと
なる偏光光学部材2にAの方向から見ると、図11に示
すようなものを使用する。この偏光光学部材2は、光束
が所定の偏光状態でマスク4を照射する際、入射光電場
の振動方向ベクトルが所定のマスクパターンに入射した
際に、マスク接線成分が最大となる偏光成分のみを透過
させることができる。即ち、偏光光学部材2を、偏光光
学部材2の中心線に対して対向する部分にy方向に振動
する電場のみを透過する偏光素子2c,2dを備付け、
その他の部分では電場が透過しないようにCr等の光遮
蔽膜2eを形成して構成する。この偏光光学部材2の光
源絞りを用いて、y方向に伸びる線状のパターンでx方
向に周期的であるものを露光すると、解像度良くフォト
レジストにパターンを転写することができる。
の投影露光装置を用いることができる。本実施例では、
x,zの方向を図1に示す如く定め、y方向を紙面垂直
方向に手前側に+に取るものとする。図1の光源絞りと
なる偏光光学部材2にAの方向から見ると、図11に示
すようなものを使用する。この偏光光学部材2は、光束
が所定の偏光状態でマスク4を照射する際、入射光電場
の振動方向ベクトルが所定のマスクパターンに入射した
際に、マスク接線成分が最大となる偏光成分のみを透過
させることができる。即ち、偏光光学部材2を、偏光光
学部材2の中心線に対して対向する部分にy方向に振動
する電場のみを透過する偏光素子2c,2dを備付け、
その他の部分では電場が透過しないようにCr等の光遮
蔽膜2eを形成して構成する。この偏光光学部材2の光
源絞りを用いて、y方向に伸びる線状のパターンでx方
向に周期的であるものを露光すると、解像度良くフォト
レジストにパターンを転写することができる。
【0026】(実施例5)本実施例も、基本的には図1
の投影露光装置を用いる。本実施例は、図1の光源絞り
となる偏光光学部材2にAの方向から見ると、図12に
示すようなものを使用する。即ち、この偏光光学部材2
は、光束が所定の偏光状態でマスク4を照射する際、入
射光電場の振動方向ベクトルが所定のマスクパターンに
入射した際に、マスク接線成分が最小となる偏光成分の
みを透過させることができる。偏光光学部材2を、偏光
光学部材2の中心線に対して対向する部分にx方向に振
動する電場のみを透過する偏光素子2f,2gを備付
け、その他の部分では電場が透過しないようにCr等の
光遮蔽膜2hを形成して構成する。この偏光光学部材2
の光源絞りを用いて、y方向に伸びる線状のパターンで
x方向に周期的であるものを露光した結果、基板からの
反射光の影響が少ない状態でパターンをフォトレジスト
6に転写することができる。
の投影露光装置を用いる。本実施例は、図1の光源絞り
となる偏光光学部材2にAの方向から見ると、図12に
示すようなものを使用する。即ち、この偏光光学部材2
は、光束が所定の偏光状態でマスク4を照射する際、入
射光電場の振動方向ベクトルが所定のマスクパターンに
入射した際に、マスク接線成分が最小となる偏光成分の
みを透過させることができる。偏光光学部材2を、偏光
光学部材2の中心線に対して対向する部分にx方向に振
動する電場のみを透過する偏光素子2f,2gを備付
け、その他の部分では電場が透過しないようにCr等の
光遮蔽膜2hを形成して構成する。この偏光光学部材2
の光源絞りを用いて、y方向に伸びる線状のパターンで
x方向に周期的であるものを露光した結果、基板からの
反射光の影響が少ない状態でパターンをフォトレジスト
6に転写することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、反射防止膜を形成する
ことなく基板からの反射波の反射率を低減して解像力の
低下を抑えることができ、フォトレジスト膜厚が変化し
ても微細かつ高精度なパターンを形成することができる
他、被露光物中の解像力を向上させることができるとと
もに、基板からの反射光の影響を低減することができ、
パターン不良を生じ難くすることができるという効果が
ある。
ことなく基板からの反射波の反射率を低減して解像力の
低下を抑えることができ、フォトレジスト膜厚が変化し
ても微細かつ高精度なパターンを形成することができる
他、被露光物中の解像力を向上させることができるとと
もに、基板からの反射光の影響を低減することができ、
パターン不良を生じ難くすることができるという効果が
ある。
【図1】本発明に係る実施例1の投影露光装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図2】図1に示す偏光光学部材を示す平面図である。
【図3】入射光線の一つがフォトレジストに入射した時
に略同一の偏光状態を保っている様子を示す図である。
に略同一の偏光状態を保っている様子を示す図である。
【図4】本発明に係る実施例2の照明光をベクトル波と
した時のマスクを透過する光の偏光状態を示す図であ
る。
した時のマスクを透過する光の偏光状態を示す図であ
る。
【図5】本発明に係る実施例2の照明光をベクトル波と
した時のマスクを透過する光の偏光状態を示す図であ
る。
した時のマスクを透過する光の偏光状態を示す図であ
る。
【図6】本発明に係る実施例2のマスクを透過する光が
S波のみ及びP波のみであると想定して各々の光が光学
系を通過して被露光物上に結像する様子を示す図であ
る。
S波のみ及びP波のみであると想定して各々の光が光学
系を通過して被露光物上に結像する様子を示す図であ
る。
【図7】本発明に係る実施例2の空気中の電場が被露光
物に進入する時の被露光物表面でのエネルギー反射率を
示す図である。
物に進入する時の被露光物表面でのエネルギー反射率を
示す図である。
【図8】本発明に係る実施例2の空気中の電場が被露光
物に進入する時のエネルギー透過率を示す図である。
物に進入する時のエネルギー透過率を示す図である。
【図9】本発明に係る実施例3の屈折率1.7の被露光
物中の電場が仮想的に屈折率4の基板に入射する時のエ
ネルギー反射率をフレネルの公式により計算した結果を
示す図である。
物中の電場が仮想的に屈折率4の基板に入射する時のエ
ネルギー反射率をフレネルの公式により計算した結果を
示す図である。
【図10】本発明に係る実施例3の基板への入射角が2
0°以上でP波による低反射率の効果が得られる様子を
示す図である。
0°以上でP波による低反射率の効果が得られる様子を
示す図である。
【図11】本発明に係る実施例4の偏光光学部材の構成
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図12】本発明に係る実施例5の偏光光学部材の構成
を示す平面図である。
を示す平面図である。
1 光源 2 偏光光学部材 2a,2b,2c,2d,2f,2g 偏光素子 2e,2h 光遮蔽膜 3 コンデンサレンズ 4 マスク 5 投影レンズ 6 フォトレジスト 7 Si基板 10 波 11 波の進行方向 21 像強度 22 表面 23,26,29 電場ベクトル 24,25,27,28 ベクトル 31 電場
Claims (4)
- 【請求項1】照明光学系からの光束をマスク(4)に照
射し、マスク(4)のパターンを投影光学系(5)を通
して被露光部材(6)に投影露光する投影露光装置にお
いて、該照明光学系中の該マスク(4)と共役な面、若
しくは該共役な面の近傍に配置され、かつ該光束がマス
ク(4)に入射する際、所定の偏光状態で入射するよう
に、該光束に対して特定の偏光方向成分のみを透過させ
る偏光光学部材(2)を有することを特徴とする投影露
光装置。 - 【請求項2】前記偏光光学部材(2)は、前記光束が前
記偏光光学部材(2)を透過する際、前記光束が前記偏
光光学部材(2)を透過する位置が異なる場合には、前
記光束の異なる偏光成分のみを透過させることを特徴と
する請求項1記載の投影露光装置。 - 【請求項3】前記偏光光学部材(2)は、前記光束が所
定の偏光状態で前記マスク(4)を照射する際、入射光
電場の振動方向ベクトルが所定のマスクパターンに入射
した際にマスク接線成分が最小となる偏光成分のみを透
過させることを特徴とする請求項1記載の投影露光装
置。 - 【請求項4】前記偏光光学部材(2)は、前記光束が所
定の偏光状態で前記マスク(4)を照射する際、入射光
電場の振動方向ベクトルが所定のマスクパターンに入射
した際にマスク接線成分が最大となる偏光成分のみを透
過させることを特徴とする請求項1記載の投影露光装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4344894A JPH07254542A (ja) | 1994-01-25 | 1994-03-15 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP619694 | 1994-01-25 | ||
JP6-6196 | 1994-01-25 | ||
JP4344894A JPH07254542A (ja) | 1994-01-25 | 1994-03-15 | 投影露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07254542A true JPH07254542A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=26340277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4344894A Withdrawn JPH07254542A (ja) | 1994-01-25 | 1994-03-15 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07254542A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006269853A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sony Corp | 露光装置および露光方法 |
JP2006278527A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | 偏光状態検査方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2007311794A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Advanced Mask Technology Center Gmbh & Co Kg | 照射系およびフォトリソグラフィ装置 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP4344894A patent/JPH07254542A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006269853A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sony Corp | 露光装置および露光方法 |
JP2006278527A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | 偏光状態検査方法及び半導体装置の製造方法 |
JP4580797B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2010-11-17 | 株式会社東芝 | 偏光状態検査方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2007311794A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Advanced Mask Technology Center Gmbh & Co Kg | 照射系およびフォトリソグラフィ装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |