JPH0862851A - 投影露光方法、これに使用される投影露光装置及びマスク - Google Patents
投影露光方法、これに使用される投影露光装置及びマスクInfo
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- JPH0862851A JPH0862851A JP19225695A JP19225695A JPH0862851A JP H0862851 A JPH0862851 A JP H0862851A JP 19225695 A JP19225695 A JP 19225695A JP 19225695 A JP19225695 A JP 19225695A JP H0862851 A JPH0862851 A JP H0862851A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 解像度及び焦点深度を向上させうる新規な投
影露光方法及びその装置並びに前記露光装置に使用され
るマスクを提供する。 【解決手段】 集光レンズを通過した光の０次回折され
た垂直入射成分を回折マスクにより光の位相差により干
渉させて取り除き、＋１／−１次に回折された光の傾斜
成分を強化した後、パターンが形成されているマスクに
前記傾斜成分を強化した光を照明して被露光物を露光す
る。前記回折マスクは前記マスクの上部に三角形を基本
パターンとして繰り返し配置され交代に位相差を有する
回折パターンを有する。これにより、６４Ｍ ＤＲＡＭ
級のパターンを従来の投影露光装置で形成させ得る。
影露光方法及びその装置並びに前記露光装置に使用され
るマスクを提供する。 【解決手段】 集光レンズを通過した光の０次回折され
た垂直入射成分を回折マスクにより光の位相差により干
渉させて取り除き、＋１／−１次に回折された光の傾斜
成分を強化した後、パターンが形成されているマスクに
前記傾斜成分を強化した光を照明して被露光物を露光す
る。前記回折マスクは前記マスクの上部に三角形を基本
パターンとして繰り返し配置され交代に位相差を有する
回折パターンを有する。これにより、６４Ｍ ＤＲＡＭ
級のパターンを従来の投影露光装置で形成させ得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影露光方法、これ
に使用される投影露光装置及びマスクに係り、特に半導
体装置のリソグラフィー工程のうち使用される変形照明
方法を用いた投影露光方法及びこれに使用される投影露
光装置及びマスクに関する。
に使用される投影露光装置及びマスクに係り、特に半導
体装置のリソグラフィー工程のうち使用される変形照明
方法を用いた投影露光方法及びこれに使用される投影露
光装置及びマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】６４M DRAM以上の集積度を有するＵＬＳ
Ｉを製造するためには０．３μｍの解像度と適当な焦点
深度（ＤＯＦ；Depth-of-focus）とが必要であり、これ
によりサブハーフミクロン（Sub-half micron ）パター
ンを形成するために多くの新たな技術が開発されてい
る。このような例としては、光源の波長を縮めたエクサ
イマーレーザーを利用する方法、位相反転マスクを用い
た露光方法及び斜め入射照明方法のような変形照明方法
などが挙げられる。
Ｉを製造するためには０．３μｍの解像度と適当な焦点
深度（ＤＯＦ；Depth-of-focus）とが必要であり、これ
によりサブハーフミクロン（Sub-half micron ）パター
ンを形成するために多くの新たな技術が開発されてい
る。このような例としては、光源の波長を縮めたエクサ
イマーレーザーを利用する方法、位相反転マスクを用い
た露光方法及び斜め入射照明方法のような変形照明方法
などが挙げられる。
【０００３】光学投影露光の解像度（Ｒ）とＤＯＦは、
下記のレイリー式（Rayleigh′s equation）に示された
ように投影光の波長（λ）に比例しレンズの開口数（Ｎ
Ａ）に反比例することとよく知られている。 Ｒ＝ｋ1 （λ／ＮＡ） ＤＯＲ＝ｋ2 （λ／ＮＡ2 ） この際、ｋ1 およびｋ2 は照明系のコヒーレンスファク
ター（σ；照明系レンズの開口数（ＮＡc ）を投影光学
系の開口数（ＮＡ0 ）で割った値）である工程能力変数
であり、大体０．５〜０．８程度と知られている。コヒ
ーレンスファクターが０でない場合解像度が工程能力に
より影響を受けるのでｋ1 およびｋ2 の値を正確に知る
ことはできない。
下記のレイリー式（Rayleigh′s equation）に示された
ように投影光の波長（λ）に比例しレンズの開口数（Ｎ
Ａ）に反比例することとよく知られている。 Ｒ＝ｋ1 （λ／ＮＡ） ＤＯＲ＝ｋ2 （λ／ＮＡ2 ） この際、ｋ1 およびｋ2 は照明系のコヒーレンスファク
ター（σ；照明系レンズの開口数（ＮＡc ）を投影光学
系の開口数（ＮＡ0 ）で割った値）である工程能力変数
であり、大体０．５〜０．８程度と知られている。コヒ
ーレンスファクターが０でない場合解像度が工程能力に
より影響を受けるのでｋ1 およびｋ2 の値を正確に知る
ことはできない。
【０００４】現在の露光方法では０．３μｍ以下のパタ
ーンを形成しようとする場合に、加工されたウェーハ表
面の大きい段差高さ及びその他のエラーを考慮すれば、
１．６μｍ以上のＤＯＦが要求される。
ーンを形成しようとする場合に、加工されたウェーハ表
面の大きい段差高さ及びその他のエラーを考慮すれば、
１．６μｍ以上のＤＯＦが要求される。
【０００５】現在のステッパでｉ−ラインを使用して露
光する場合にλは０．３６５μｍであり、ｋ1 およびｋ
2 は約０．６５および１．０なので解像度（Ｒ）および
ＤＯＦは０．４７μｍおよび１．４６μｍである。
光する場合にλは０．３６５μｍであり、ｋ1 およびｋ
2 は約０．６５および１．０なので解像度（Ｒ）および
ＤＯＦは０．４７μｍおよび１．４６μｍである。
【０００６】さらに高い解像度を得るためにはＮＡが大
きくなったり、λが短くなるべきである。ＮＡが０．５
４である従来のＫｒＦエクサイマーレーザー（λ＝０．
２４８μｍ）ステッパを用いる場合には、解像度（Ｒ）
は０．３μｍであるが、ＤＯＦは０．８５μｍである。
したがって、解像度は改善されるが、ＤＯＦは減ってＫ
ｒＦエクサイマーレーザーを使用しても現在の露光方法
では０．３μｍ以下のパターンを形成することは困難で
ある。
きくなったり、λが短くなるべきである。ＮＡが０．５
４である従来のＫｒＦエクサイマーレーザー（λ＝０．
２４８μｍ）ステッパを用いる場合には、解像度（Ｒ）
は０．３μｍであるが、ＤＯＦは０．８５μｍである。
したがって、解像度は改善されるが、ＤＯＦは減ってＫ
ｒＦエクサイマーレーザーを使用しても現在の露光方法
では０．３μｍ以下のパターンを形成することは困難で
ある。
【０００７】また、位相反転マスクを使用する方法は位
相反転マスクの製作に高コストであり、その製造も容易
でないという短小がある。
相反転マスクの製作に高コストであり、その製造も容易
でないという短小がある。
【０００８】最近は蠅の目レンズと集光レンズとの間に
フィルターを取り付けて構成された照明系を使用する斜
め入射照明方法によりレジストを露光する方法（以下、
“変形照明方法”とする）が提示された（参照文献：
“New imaging technique for64M DRAM" by N. Shirash
i, S. Hirukawa, Y.Takeuchi, and N. Magome, Proceed
ings of SPIE, vol 1674, Optical/laser microlithogr
aphy p741, 1992）。
フィルターを取り付けて構成された照明系を使用する斜
め入射照明方法によりレジストを露光する方法（以下、
“変形照明方法”とする）が提示された（参照文献：
“New imaging technique for64M DRAM" by N. Shirash
i, S. Hirukawa, Y.Takeuchi, and N. Magome, Proceed
ings of SPIE, vol 1674, Optical/laser microlithogr
aphy p741, 1992）。
【０００９】図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照して従来
の変形照明方法を説明する。図１には従来の投影露光装
置における変形照明系の構造を示し、図２には前記図１
の照明系に装着されたフィルターの形状を示した。
の変形照明方法を説明する。図１には従来の投影露光装
置における変形照明系の構造を示し、図２には前記図１
の照明系に装着されたフィルターの形状を示した。
【００１０】従来の変形照明系は図１に示したように、
光源１、伝達レンズ（図示せず）、蠅の目レンズ２及び
集光レンズ４より構成された既存の照明装置にフィルタ
ー３を取り付けて構成する。ここで、フィルターの形状
は図２Ａ及び図２Ｂと同様に構成されるが、図２Ａは環
状照明系、図２Ｂは四重照明系をそれぞれ示す。このよ
うなフィルター３により図１に示したように、入射され
る光の垂直入射成分は遮断され光の傾斜した部分（斜め
入射成分）のみがマスク５上に達するようになる。この
ような方法を斜め入射照明方法という。
光源１、伝達レンズ（図示せず）、蠅の目レンズ２及び
集光レンズ４より構成された既存の照明装置にフィルタ
ー３を取り付けて構成する。ここで、フィルターの形状
は図２Ａ及び図２Ｂと同様に構成されるが、図２Ａは環
状照明系、図２Ｂは四重照明系をそれぞれ示す。このよ
うなフィルター３により図１に示したように、入射され
る光の垂直入射成分は遮断され光の傾斜した部分（斜め
入射成分）のみがマスク５上に達するようになる。この
ような方法を斜め入射照明方法という。
【００１１】前記斜め入射照明に対して図３および図４
を参照してさらに具体的に説明する。図３は従来の投影
露光方法を示す概略図であり、図４は前記斜め入射照明
方法を用いた投影露光方法を示すための概略図である。
を参照してさらに具体的に説明する。図３は従来の投影
露光方法を示す概略図であり、図４は前記斜め入射照明
方法を用いた投影露光方法を示すための概略図である。
【００１２】一般に、光源から照射された光は蠅の目レ
ンズの出口の表面からフィルター３により制限され、こ
れは集光レンズを通じたマスクのフーリエ変換面と一致
する。図３に示した従来の投影露光方法によれば、フー
リエ変換面上に照明された光の分布は一つの円内に形成
され０次回折光は光軸に沿って進行し（垂直入射成
分）、＋１次と−１次に回折された光は、示したように
回折角（θ）に進行して（斜め入射成分）ウェーハ上で
は０次、＋１次及び−１次に回折された光がウェーハ上
で相互干渉しながら、イメージを形成するようになる。
ンズの出口の表面からフィルター３により制限され、こ
れは集光レンズを通じたマスクのフーリエ変換面と一致
する。図３に示した従来の投影露光方法によれば、フー
リエ変換面上に照明された光の分布は一つの円内に形成
され０次回折光は光軸に沿って進行し（垂直入射成
分）、＋１次と−１次に回折された光は、示したように
回折角（θ）に進行して（斜め入射成分）ウェーハ上で
は０次、＋１次及び−１次に回折された光がウェーハ上
で相互干渉しながら、イメージを形成するようになる。
【００１３】マスクパターンが微細になるほど回折角
（θ）は大きくなり、ｓｉｎθが開口数（ＮＡ）より大
きければ＋１次及び−１次に回折された光は投影レンズ
を通過せず、０次に回折された光のみが通過してウェー
ハの表面に達するようになり干渉は生じない。この際、
最小の解像度（Ｒ）は下記式の通りである。 Ｒ＝λ／（２ＮＡ） 一方、前記斜め入射照明では、フィルター３が光軸から
離心されているので、フィルターを通過した光は特定な
斜め入射角を有してマスクを照明するようになる。斜め
入射角αは下記式のように光軸とフィルターの透明部と
の距離ｘ及びコンデンサレンズの焦点距離ｆにより定義
される。 ｆ（ｓｉｎα）＝ｘ 照光された光はマスクパターンにより回折される。０次
光は光軸に対して回折角θの角に回折され、＋１次及び
−１次に回折された光の経路と光軸との角は下記式の通
りに定義される。 ＋１次光の角（θ1 ）：ｓｉｎθ1 ＋ｓｉｎα＝λ／Ｐ −１次光の角（θ2 ）：ｓｉｎθ2 −ｓｉｎα＝λ／Ｐ （式中、Ｐはマスク上のライン及びスペースのピッチで
ある）。
（θ）は大きくなり、ｓｉｎθが開口数（ＮＡ）より大
きければ＋１次及び−１次に回折された光は投影レンズ
を通過せず、０次に回折された光のみが通過してウェー
ハの表面に達するようになり干渉は生じない。この際、
最小の解像度（Ｒ）は下記式の通りである。 Ｒ＝λ／（２ＮＡ） 一方、前記斜め入射照明では、フィルター３が光軸から
離心されているので、フィルターを通過した光は特定な
斜め入射角を有してマスクを照明するようになる。斜め
入射角αは下記式のように光軸とフィルターの透明部と
の距離ｘ及びコンデンサレンズの焦点距離ｆにより定義
される。 ｆ（ｓｉｎα）＝ｘ 照光された光はマスクパターンにより回折される。０次
光は光軸に対して回折角θの角に回折され、＋１次及び
−１次に回折された光の経路と光軸との角は下記式の通
りに定義される。 ＋１次光の角（θ1 ）：ｓｉｎθ1 ＋ｓｉｎα＝λ／Ｐ −１次光の角（θ2 ）：ｓｉｎθ2 −ｓｉｎα＝λ／Ｐ （式中、Ｐはマスク上のライン及びスペースのピッチで
ある）。
【００１４】より高次に回折されれた光は他の経路を経
るようになる。パターンのピッチが微細であり、マスク
側の投影レンズの開口数がｓｉｎθ2 より大きいので、
−１次又は高次に回折された光は投影レンズに入らな
い。したがって、０次および１次に回折された光のみが
ウェーハ上で干渉しイメージを形成する。マスクパター
ン１：１の比を有するライン及びスペースの場合にイメ
ージのコントラストは約９０％である。
るようになる。パターンのピッチが微細であり、マスク
側の投影レンズの開口数がｓｉｎθ2 より大きいので、
−１次又は高次に回折された光は投影レンズに入らな
い。したがって、０次および１次に回折された光のみが
ウェーハ上で干渉しイメージを形成する。マスクパター
ン１：１の比を有するライン及びスペースの場合にイメ
ージのコントラストは約９０％である。
【００１５】この際、解像度（Ｒ）は下記式のように定
義される。 Ｒ＝λ／｛２（ＮＡ＋ｓｉｎθ1 ）｝ ５倍の投影拡大を予想し、ｓｉｎθ1 がＮＡ／２なら
ば、ウェーハ上の限界解像度は、Ｒ＝λ／｛２（ＮＡ＋
ＮＡ／２）｝＝λ／（３ＮＡ） となり、通常の投影露
光方法に比して限界解像度は１．５倍に増加する。前述
した斜め入射照明方法によりＤＯＦも向上される。
義される。 Ｒ＝λ／｛２（ＮＡ＋ｓｉｎθ1 ）｝ ５倍の投影拡大を予想し、ｓｉｎθ1 がＮＡ／２なら
ば、ウェーハ上の限界解像度は、Ｒ＝λ／｛２（ＮＡ＋
ＮＡ／２）｝＝λ／（３ＮＡ） となり、通常の投影露
光方法に比して限界解像度は１．５倍に増加する。前述
した斜め入射照明方法によりＤＯＦも向上される。
【００１６】しかしながら、前記従来の斜め入射照明方
法においては、図２Ａおよび図２Ｂのような場合、光が
透過する部位の面積が光が遮断される面積に比してはる
かに小さい。図２Ａの場合には光が透過する比率は（σ
o 2 −σi 2 ）／σo 2 となるが、一般的にσi ＝（２
／３）σo が最も適切な値と知られており、この場合透
過比率は５／９となり、露光時間は約２倍である。
法においては、図２Ａおよび図２Ｂのような場合、光が
透過する部位の面積が光が遮断される面積に比してはる
かに小さい。図２Ａの場合には光が透過する比率は（σ
o 2 −σi 2 ）／σo 2 となるが、一般的にσi ＝（２
／３）σo が最も適切な値と知られており、この場合透
過比率は５／９となり、露光時間は約２倍である。
【００１７】図２Ｂのような場合、透過率は４σi 2 ／
σo 2 ，σi ＝（１／４）σo 程度で透過率は１／４と
なり露光時間は約４倍増えて生産性が相当に減る。
σo 2 ，σi ＝（１／４）σo 程度で透過率は１／４と
なり露光時間は約４倍増えて生産性が相当に減る。
【００１８】即ち、従来の変形照明装置は既存の照明装
置にフィルターを取り付けて照明装置に伝達された光の
一部を遮断する形態なので、変形照明時露光量が小さ過
ぎて露光時間がはるかに長くなり、露光装置の誤りが発
生して均一性が低下する問題がある。
置にフィルターを取り付けて照明装置に伝達された光の
一部を遮断する形態なので、変形照明時露光量が小さ過
ぎて露光時間がはるかに長くなり、露光装置の誤りが発
生して均一性が低下する問題がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は解像度及び焦点深度を向上させうる新規な投影露
光方法を提供することである。
目的は解像度及び焦点深度を向上させうる新規な投影露
光方法を提供することである。
【００２０】本発明の他の目的は前記投影露光方法を施
すに適した投影露光装置を提供することである。
すに適した投影露光装置を提供することである。
【００２１】本発明のさらに他の目的は前記投影露光装
置に装着されるマスクを提供することである。
置に装着されるマスクを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明は、マスクを用いた投影露光方法におい
て、光源から照射された光の垂直成分を取り除いて斜め
入射光を発生する段階と、前記斜め入射光をマスクに照
射して被露光物を露光することを特徴とする投影露光方
法である。
ための本発明は、マスクを用いた投影露光方法におい
て、光源から照射された光の垂直成分を取り除いて斜め
入射光を発生する段階と、前記斜め入射光をマスクに照
射して被露光物を露光することを特徴とする投影露光方
法である。
【００２３】本発明の投影露光方法において、前記斜め
入射光を転換させる段階は、前記マスクの上部に三角形
を基本パターンとして繰り返し配置され交代に位相差を
有する回折格子パターンを形成して遂行したり、透明な
基板に三角形を基本パターンとして繰り返し配置され交
代に位相差を有する回折格子パターンが形成されている
回折格子マスクを使用して遂行する。
入射光を転換させる段階は、前記マスクの上部に三角形
を基本パターンとして繰り返し配置され交代に位相差を
有する回折格子パターンを形成して遂行したり、透明な
基板に三角形を基本パターンとして繰り返し配置され交
代に位相差を有する回折格子パターンが形成されている
回折格子マスクを使用して遂行する。
【００２４】前記回折格子パターンの周期はλ／ｓｉｎ
（０．２×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））〜λ／ｓｉｎ（０．８
×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））、（式中、λ；波長、ＮＡi ；
投影露光装置の入射側開口数）であることが望ましい。
前記斜め入射光は奇数差、即ち＋／−１次回折された光
である。
（０．２×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））〜λ／ｓｉｎ（０．８
×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））、（式中、λ；波長、ＮＡi ；
投影露光装置の入射側開口数）であることが望ましい。
前記斜め入射光は奇数差、即ち＋／−１次回折された光
である。
【００２５】前記した本発明の他の目的を達成するため
の本発明は、光源と、前記光源から光をマスクに照射す
る第１手段と、前記光源と前記マスクとの間に前記光の
垂直入射成分を取り除いて斜め入射光を生成する第２手
段とを含むことを特徴とする投影露光装置である。
の本発明は、光源と、前記光源から光をマスクに照射す
る第１手段と、前記光源と前記マスクとの間に前記光の
垂直入射成分を取り除いて斜め入射光を生成する第２手
段とを含むことを特徴とする投影露光装置である。
【００２６】前記第１手段は集光レンズを含み、前記第
２手段は前記集光レンズと前記マスクとの間に備えられ
ている。
２手段は前記集光レンズと前記マスクとの間に備えられ
ている。
【００２７】前記第２手段は前記マスクの上部に一定な
大きさの三角形を基本パターンとして繰り返し配置され
交代に位相差を有するように形成され、光の位相差によ
り０次回折された光が干渉されて取り除かれるようにし
た回折格子パターンが形成された位相反転無クロムマス
クである。
大きさの三角形を基本パターンとして繰り返し配置され
交代に位相差を有するように形成され、光の位相差によ
り０次回折された光が干渉されて取り除かれるようにし
た回折格子パターンが形成された位相反転無クロムマス
クである。
【００２８】本発明のさらに他の目的を達成するための
本発明は、透明な基板と、前記基板に規則的に形成され
て光の位相差により干渉されて０次回折された光を干渉
させることにより光の垂直入射成分を取り除き＋１／−
１次に回折された光の斜め入射成分を強化する回折格子
パターンとを含むことを特徴とするマスクである。
本発明は、透明な基板と、前記基板に規則的に形成され
て光の位相差により干渉されて０次回折された光を干渉
させることにより光の垂直入射成分を取り除き＋１／−
１次に回折された光の斜め入射成分を強化する回折格子
パターンとを含むことを特徴とするマスクである。
【００２９】前記回折格子パターンは三角形を基本パタ
ーンとして繰り返し配置され交代に位相差を有するよう
に形成され、前記回折格子パターンの三角形は正三角形
であり、＋１／−１次に回折された光の照明形状が６個
に分けられることを特徴とするマスクであったり、前記
回折格子パターンの三角形が直四角形を対角線をもって
分けることにより三角形として形成されて＋１／−１次
に回折された光の照明形状が８個に分けられることを特
徴とする。
ーンとして繰り返し配置され交代に位相差を有するよう
に形成され、前記回折格子パターンの三角形は正三角形
であり、＋１／−１次に回折された光の照明形状が６個
に分けられることを特徴とするマスクであったり、前記
回折格子パターンの三角形が直四角形を対角線をもって
分けることにより三角形として形成されて＋１／−１次
に回折された光の照明形状が８個に分けられることを特
徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
【００３１】図５には本発明の変形照明方法に使用され
る照明系の構造を示した。図５に示した変形照明装置
（投影露光装置）には、ウェーハ上へのパターンの伝写
のためのパターン１７が形成された通常のクロムマスク
１６上にウェーハ上に解像されない規則的なパターン
（以下、“回折格子パターン”という）が形成されてい
るダミーマスク（dummy mask）である無クロム位相反転
マスク１２（以下、“回折格子マスク”という）が設け
られている。回折格子マスク１２は奇数次で回折された
光を生成する無クロム位相反転マスクである。このよう
に設けられた回折格子マスク１２により入射される光１
１の垂直成分１３は相殺され消滅し、斜め入射成分１４
は増えて通常のクロムマスク１６を通じてウェーハ上に
達するようになる。したがって、従来の変形照明方法で
のように光を斜め入射させるためにフィルターを取り付
けずにも、前記のように回折格子マスクを利用すること
により変形照明の効果を出すことができる。また、従来
の変形照明方式ではフィルターにより光の一部が遮断さ
れることにより露光量が減るが、前記発明では光の遮断
される部位が少なく、回折格子マスクにより斜め入射成
分を選択的に使用して露光させるので光伝達効率が向上
される。
る照明系の構造を示した。図５に示した変形照明装置
（投影露光装置）には、ウェーハ上へのパターンの伝写
のためのパターン１７が形成された通常のクロムマスク
１６上にウェーハ上に解像されない規則的なパターン
（以下、“回折格子パターン”という）が形成されてい
るダミーマスク（dummy mask）である無クロム位相反転
マスク１２（以下、“回折格子マスク”という）が設け
られている。回折格子マスク１２は奇数次で回折された
光を生成する無クロム位相反転マスクである。このよう
に設けられた回折格子マスク１２により入射される光１
１の垂直成分１３は相殺され消滅し、斜め入射成分１４
は増えて通常のクロムマスク１６を通じてウェーハ上に
達するようになる。したがって、従来の変形照明方法で
のように光を斜め入射させるためにフィルターを取り付
けずにも、前記のように回折格子マスクを利用すること
により変形照明の効果を出すことができる。また、従来
の変形照明方式ではフィルターにより光の一部が遮断さ
れることにより露光量が減るが、前記発明では光の遮断
される部位が少なく、回折格子マスクにより斜め入射成
分を選択的に使用して露光させるので光伝達効率が向上
される。
【００３２】以上のような方法で前記回折格子マスクを
使用して本発明の変形照明方法によりレジストの露光工
程を遂行する場合に、０．３μｍ以下の解像度を得るこ
とができ、従来の斜め入射方法を利用した変形照明方法
に比して露光時間が顕著に減る。
使用して本発明の変形照明方法によりレジストの露光工
程を遂行する場合に、０．３μｍ以下の解像度を得るこ
とができ、従来の斜め入射方法を利用した変形照明方法
に比して露光時間が顕著に減る。
【００３３】図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の変形照明方法
と従来の照明方法及び変形照明方法を比較説明するため
に投影露光装置における光の経路を示す概略図である。
図６Ａは通常の照明方法を示し、図６Ｂは従来の変形照
明方法を示し、図６Ｃは本発明の変形照明方法を示す。
同図において、参照符号２１は露光対象物である半導体
ウェーハ、参照符号２３は投影レンズ、参照符号２５は
パターンが形成されているマスク、参照符号２７は回折
格子マスク、参照番号２９は集光レンズ、参照番号３０
は光源からの光を通過させるフィルター、参照番号３１
は従来の変形照明方法に使用される図２Ｂに示したフィ
ルターをそれぞれ示す。図６Ａ及び図６Ｂに示した照明
方法は既に前述した通りである。
と従来の照明方法及び変形照明方法を比較説明するため
に投影露光装置における光の経路を示す概略図である。
図６Ａは通常の照明方法を示し、図６Ｂは従来の変形照
明方法を示し、図６Ｃは本発明の変形照明方法を示す。
同図において、参照符号２１は露光対象物である半導体
ウェーハ、参照符号２３は投影レンズ、参照符号２５は
パターンが形成されているマスク、参照符号２７は回折
格子マスク、参照番号２９は集光レンズ、参照番号３０
は光源からの光を通過させるフィルター、参照番号３１
は従来の変形照明方法に使用される図２Ｂに示したフィ
ルターをそれぞれ示す。図６Ａ及び図６Ｂに示した照明
方法は既に前述した通りである。
【００３４】前記示した本発明の投影露光装置は光源と
前記マスクとの間に前記光の垂直入射成分を取り除くた
めに回折格子マスク２７を備える。
前記マスクとの間に前記光の垂直入射成分を取り除くた
めに回折格子マスク２７を備える。
【００３５】前記回折格子マスク２７の使用に応じて解
像度の改善される原理を説明すれば次の通りである。
像度の改善される原理を説明すれば次の通りである。
【００３６】前記本発明の変形照明方法では位相反転マ
スクと類似な構造で製作された回折格子マスク２７を通
過して回折された光の０次光が相互干渉されて取り除か
れるように、１次光は相互増えるように回折格子マスク
２７を製造する。このようなグレイティングマスクを使
用して形成されるパターンが所望の角度の斜め入射量を
得るようにする。
スクと類似な構造で製作された回折格子マスク２７を通
過して回折された光の０次光が相互干渉されて取り除か
れるように、１次光は相互増えるように回折格子マスク
２７を製造する。このようなグレイティングマスクを使
用して形成されるパターンが所望の角度の斜め入射量を
得るようにする。
【００３７】従来の変形照明方法の斜め入射照明方法で
のように、本発明の変形照明方法における解像度はマス
クに対する光の斜め入射角度θi の関数である。回折格
子マスク２７の回折格子パターンの周期をＰg とすれ
ば、光の斜め入射角度と最大解像度は次の通りである。
のように、本発明の変形照明方法における解像度はマス
クに対する光の斜め入射角度θi の関数である。回折格
子マスク２７の回折格子パターンの周期をＰg とすれ
ば、光の斜め入射角度と最大解像度は次の通りである。
【００３８】θi ＝ｓｉｎ-1（λ／Ｐg ） Ｒ＝λ／２ＮＡ（１＋ｓｉｎθi ／ＮＡ）＝λ／２ＮＡ
（１＋α） （式中、α＝ ｓｉｎθi ／ＮＡ） 従来の変形照明方法においては、αはσ以上になれな
い。しかしながら、本発明の照明方法ではαは固定して
おらず、回折格子パターンの大きさを調整することによ
り１までに調整され得る。
（１＋α） （式中、α＝ ｓｉｎθi ／ＮＡ） 従来の変形照明方法においては、αはσ以上になれな
い。しかしながら、本発明の照明方法ではαは固定して
おらず、回折格子パターンの大きさを調整することによ
り１までに調整され得る。
【００３９】前記回折格子パターンの周期は次のように
定める。
定める。
【００４０】露光系で受け入れる最大の角度θ＝ｓｉｎ
-1（ＮＡi ）（ここで、ＮＡi は入射側開口数）であ
り、優秀な解像度のためにこの角度の０．２〜０．８倍
が必要である。
-1（ＮＡi ）（ここで、ＮＡi は入射側開口数）であ
り、優秀な解像度のためにこの角度の０．２〜０．８倍
が必要である。
【００４１】したがって、回折格子パターンの周期は望
ましくは、λ／ｓｉｎ（０．２×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））
〜λ／ｓｉｎ（０．８×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））（式中、
λは波長であり、ＮＡi は露光装置の入射側の開口数で
ある）である。
ましくは、λ／ｓｉｎ（０．２×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））
〜λ／ｓｉｎ（０．８×ｓｉｎ-1（ＮＡi ））（式中、
λは波長であり、ＮＡi は露光装置の入射側の開口数で
ある）である。
【００４２】また、最大の効果を出すためには使用しよ
うとするフォトレジストの感度と解像度に応じて異なる
ので適正化が必要であるが、一般に０．５倍程度を最適
とする時、必要なマスク上の回折格子パターンの周期Ｐ
は、 Ｐ＝λ／ｓｉｎ｛０．５ｓｉｎ-1（ＮＡi ）｝＝λ／ｓ
ｉｎ（β） （式中、β＝０．５ｓｉｎ-1（ＮＡi ）、λは波長であ
り、ＮＡi は露光装置の入射側の開口数である）とな
る。
うとするフォトレジストの感度と解像度に応じて異なる
ので適正化が必要であるが、一般に０．５倍程度を最適
とする時、必要なマスク上の回折格子パターンの周期Ｐ
は、 Ｐ＝λ／ｓｉｎ｛０．５ｓｉｎ-1（ＮＡi ）｝＝λ／ｓ
ｉｎ（β） （式中、β＝０．５ｓｉｎ-1（ＮＡi ）、λは波長であ
り、ＮＡi は露光装置の入射側の開口数である）とな
る。
【００４３】以下、添付した図面を参照して下記の実施
例により本発明の回折格子マスクをさらに具体的に説明
する。
例により本発明の回折格子マスクをさらに具体的に説明
する。
【００４４】図７Ａ、図７Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂは本発
明の回折格子マスクを通常のパターンが形成されたマス
クに取り付けた場合を示す断面図であり、図８Ａ及び図
８Ｂは図７Ａ及び図７Ｂの回折格子マスクが取り付けら
れている通常のマスクの斜視図であり、図１０Ａ及び図
１０Ｂは図９Ａ及び図９Ｂの回折格子マスクが取り付け
られている通常のマスクの斜視図である。
明の回折格子マスクを通常のパターンが形成されたマス
クに取り付けた場合を示す断面図であり、図８Ａ及び図
８Ｂは図７Ａ及び図７Ｂの回折格子マスクが取り付けら
れている通常のマスクの斜視図であり、図１０Ａ及び図
１０Ｂは図９Ａ及び図９Ｂの回折格子マスクが取り付け
られている通常のマスクの斜視図である。
【００４５】図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９
Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂで、参照符号４１は
通常のマスク基板、参照符号４３はクロムより構成され
ている露光領域を限定するためのパターン、参照符号４
５は回折格子マスク基板、参照符号４７は回折格子パタ
ーン、参照符号４９は回折格子マスク接着保持台、参照
符号５１は回折格子マスクと通常のマスクを接着させる
両面接着テープを示す。前記回折格子パターン４７が形
成されている回折格子マスクは石英、ソダ石灰ガラスま
たはボロシリケートグラスを基板として使用して前記基
板４５に回折格子パターン４７を形成させる。前記回折
格子パターンは通常のマスクパターンの形成方法で形成
させる。前記回折格子パターン４７はフォトレジストを
使用して形成させたり、ＳＯＧ（spin-on-glass)を使用
してパターニングしたり、石英で構成されたマスク基板
４５の背面をパタニングして形成させ得る。この際、前
記回折格子パターンの厚さ（ｔ）は使用される波長及び
マスク又はパターンを構成する材質に応じて回折格子パ
ターンを通過する光が１８０°の位相差を有するように
形成する。通常的な光の経路差Ｄは下記の式で求める。 Ｄ＝２πｔ（ｎ−１）／λ （式中、ｎは回折格子パターンの材質の屈折率であり、
λは使用される波長である）。
Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂで、参照符号４１は
通常のマスク基板、参照符号４３はクロムより構成され
ている露光領域を限定するためのパターン、参照符号４
５は回折格子マスク基板、参照符号４７は回折格子パタ
ーン、参照符号４９は回折格子マスク接着保持台、参照
符号５１は回折格子マスクと通常のマスクを接着させる
両面接着テープを示す。前記回折格子パターン４７が形
成されている回折格子マスクは石英、ソダ石灰ガラスま
たはボロシリケートグラスを基板として使用して前記基
板４５に回折格子パターン４７を形成させる。前記回折
格子パターンは通常のマスクパターンの形成方法で形成
させる。前記回折格子パターン４７はフォトレジストを
使用して形成させたり、ＳＯＧ（spin-on-glass)を使用
してパターニングしたり、石英で構成されたマスク基板
４５の背面をパタニングして形成させ得る。この際、前
記回折格子パターンの厚さ（ｔ）は使用される波長及び
マスク又はパターンを構成する材質に応じて回折格子パ
ターンを通過する光が１８０°の位相差を有するように
形成する。通常的な光の経路差Ｄは下記の式で求める。 Ｄ＝２πｔ（ｎ−１）／λ （式中、ｎは回折格子パターンの材質の屈折率であり、
λは使用される波長である）。
【００４６】干渉をなすための光の経路差はπなので、
前記回折格子パターンの厚さ（ｔ）は次のように求める
ことができる。 ｔ＝λ／２（ｎ−１） 前記回折格子パターン４７は前述したように、一定な周
期を有するように形成される。
前記回折格子パターンの厚さ（ｔ）は次のように求める
ことができる。 ｔ＝λ／２（ｎ−１） 前記回折格子パターン４７は前述したように、一定な周
期を有するように形成される。
【００４７】図７Ａ及び図９Ａは回折格子マスクが回折
格子パターン４７が形成された面と通常マスクの背面と
接するように取り付けられていることを示す。また、図
７Ｂ及び図９Ｂは回折格子パターン４７が形成されない
面を通常のマスクの背面と接するように取り付けられて
いることを示す。このように、本発明の回折格子マスク
４５は図７Ａおよび図７Ｂに示した方法のうち、いずれ
の方法でも通常のマスクに取付け可能である。
格子パターン４７が形成された面と通常マスクの背面と
接するように取り付けられていることを示す。また、図
７Ｂ及び図９Ｂは回折格子パターン４７が形成されない
面を通常のマスクの背面と接するように取り付けられて
いることを示す。このように、本発明の回折格子マスク
４５は図７Ａおよび図７Ｂに示した方法のうち、いずれ
の方法でも通常のマスクに取付け可能である。
【００４８】回折格子マスク基板４５を通常のマスク基
板４１に取り付けさせる場合、エポキシ接着剤を使用し
たり、ボンド、シリコンコーキン、両面接着テープを使
用して取り付けることができる。また、前記回折格子マ
スク４５と通常のマスク基板４１を溶着させることもで
きる。この他にも石英、クランプを使用してクランピン
グさせ得る。
板４１に取り付けさせる場合、エポキシ接着剤を使用し
たり、ボンド、シリコンコーキン、両面接着テープを使
用して取り付けることができる。また、前記回折格子マ
スク４５と通常のマスク基板４１を溶着させることもで
きる。この他にも石英、クランプを使用してクランピン
グさせ得る。
【００４９】また、二つのマスクを接着させる時、掻か
れを防止するために前記回折格子マスク基板４５と通常
のマスク基板４１間の間隔を０．１μｍ以上置いて取り
付けることができる。この場合には、図７Ｂに示したよ
うに、接着テープを厚く使用したり、ペリクル（pellic
le）フレームを使用して接着保持台４９を作って使用す
る。この際、前記回折格子マスク４５と通常のマスク基
板４１間の間隔は数十mmまにでも可能である。
れを防止するために前記回折格子マスク基板４５と通常
のマスク基板４１間の間隔を０．１μｍ以上置いて取り
付けることができる。この場合には、図７Ｂに示したよ
うに、接着テープを厚く使用したり、ペリクル（pellic
le）フレームを使用して接着保持台４９を作って使用す
る。この際、前記回折格子マスク４５と通常のマスク基
板４１間の間隔は数十mmまにでも可能である。
【００５０】図１１Ａ及び図１１Ｂは本発明の回折格子
マスクを通常のマスクに取り付けた他の一例を示す斜視
図である。参照番号５３を除いては図７Ａ及び図７Ｂで
と同一な意味を有する。参照符号５３はペリクルフレー
ムを示す。ここで、前記回折格子マスク基板４５は図７
Ａでのように、接着保持台４９により前記通常のマスク
４１に取り付けられている。図７Ａの接着保持台とし
て、図１１Ａ及び図１１Ｂではペリクルフレームを使用
した。図１１Ａは前記ペリクルフレーム５３を使用して
前記通常のマスク基板４１上に取り付けた後、前記ペリ
クルフレーム５３上に前記回折格子マスク基板４５を取
り付けたことを示し、図１１Ｂのマスクは前記ペリクル
フレーム５３と同一な大きさに切った後、前記回折格子
マスク基板４５を前記ペリクルフレーム５３に装着させ
たことを除いては図１１Ａに示したマスクと同一であ
る。
マスクを通常のマスクに取り付けた他の一例を示す斜視
図である。参照番号５３を除いては図７Ａ及び図７Ｂで
と同一な意味を有する。参照符号５３はペリクルフレー
ムを示す。ここで、前記回折格子マスク基板４５は図７
Ａでのように、接着保持台４９により前記通常のマスク
４１に取り付けられている。図７Ａの接着保持台とし
て、図１１Ａ及び図１１Ｂではペリクルフレームを使用
した。図１１Ａは前記ペリクルフレーム５３を使用して
前記通常のマスク基板４１上に取り付けた後、前記ペリ
クルフレーム５３上に前記回折格子マスク基板４５を取
り付けたことを示し、図１１Ｂのマスクは前記ペリクル
フレーム５３と同一な大きさに切った後、前記回折格子
マスク基板４５を前記ペリクルフレーム５３に装着させ
たことを除いては図１１Ａに示したマスクと同一であ
る。
【００５１】ペリクルフレーム５３として使用し得るも
のは新たなペリクルの必要なしに従来から使用したもの
から、フレームを取り出して使用することもできる。こ
のように、回折格子マスク４５の保持台としてペリクル
フレーム５３を使用することにより、二つのマスク間の
掻かれを防止することができ、従来に使用されたペリク
ルのフレームを使用すれば廃品を活用することになって
望ましい。
のは新たなペリクルの必要なしに従来から使用したもの
から、フレームを取り出して使用することもできる。こ
のように、回折格子マスク４５の保持台としてペリクル
フレーム５３を使用することにより、二つのマスク間の
掻かれを防止することができ、従来に使用されたペリク
ルのフレームを使用すれば廃品を活用することになって
望ましい。
【００５２】図１２Ａ及び図１２Ｂは本発明の回折格子
マスクを通常のマスクに取り付けたさらに他の一例を示
す斜視図である。参照符号は図１１Ａ及び図１１Ｂでの
ような同一な部材を示す。
マスクを通常のマスクに取り付けたさらに他の一例を示
す斜視図である。参照符号は図１１Ａ及び図１１Ｂでの
ような同一な部材を示す。
【００５３】図１２Ａに示した回折格子マスク４５は図
１１Ａに示したものと厚さが薄いということを除いては
同一である。このように、回折格子マスク基板４５の厚
さを薄くする方法としては、回折格子パターン４７の形
成前に通常の基板をラッピング及びポリシングを繰り返
すことにより研削した後、回折格子パターン４７を形成
たせたり、まず回折格子マスク基板４５に回折格子パタ
ーン４７を形成して回折格子パターン４７が形成された
部分をビニルコーティングした後、その基板の背面をラ
ッピング及びポリシングで研削する方法が挙げられる。
１１Ａに示したものと厚さが薄いということを除いては
同一である。このように、回折格子マスク基板４５の厚
さを薄くする方法としては、回折格子パターン４７の形
成前に通常の基板をラッピング及びポリシングを繰り返
すことにより研削した後、回折格子パターン４７を形成
たせたり、まず回折格子マスク基板４５に回折格子パタ
ーン４７を形成して回折格子パターン４７が形成された
部分をビニルコーティングした後、その基板の背面をラ
ッピング及びポリシングで研削する方法が挙げられる。
【００５４】図１２Ｂは石英で構成された回折格子マク
ス基板４５に回折格子パターンを形成した後、前記回折
格子マスク基板４５を切断して前記通常のマスク基板４
１上に取り付けたことを除いては図１２Ａに示したマス
クと同一である。
ス基板４５に回折格子パターンを形成した後、前記回折
格子マスク基板４５を切断して前記通常のマスク基板４
１上に取り付けたことを除いては図１２Ａに示したマス
クと同一である。
【００５５】図１３は本発明のマスクのさらに他の例を
示す。図１３に示したマスクは通常のクロムパターン４
３が形成されているマスクの背面に前記回折格子パター
ン４７を形成する。前記回折格子パターン４７はフォト
レジストを使用する場合には通常の写真食刻工程で形成
し得る。また、前記回折格子パターン４７はＳＯＧのよ
うな物質を使用したり、基板自体を食刻して形成する場
合には写真食刻工程でマスクエッチングを経るべきであ
る。この場合、マスクエッチングの設備が必要になる。
示す。図１３に示したマスクは通常のクロムパターン４
３が形成されているマスクの背面に前記回折格子パター
ン４７を形成する。前記回折格子パターン４７はフォト
レジストを使用する場合には通常の写真食刻工程で形成
し得る。また、前記回折格子パターン４７はＳＯＧのよ
うな物質を使用したり、基板自体を食刻して形成する場
合には写真食刻工程でマスクエッチングを経るべきであ
る。この場合、マスクエッチングの設備が必要になる。
【００５６】図１４は本発明の回折格子マスクのさらに
他の一例を示す。図１４に示した回折格子マスクは回折
格子マスク基板４５の縁部にマスク整合用光が通る溝５
５が形成されていることを除いては図８Ｂに示した回折
格子マスクと同一である。
他の一例を示す。図１４に示した回折格子マスクは回折
格子マスク基板４５の縁部にマスク整合用光が通る溝５
５が形成されていることを除いては図８Ｂに示した回折
格子マスクと同一である。
【００５７】本発明の図８Ｂでのように、回折格子マス
クと通常のマスクを重ねて露光工程を遂行すれば、マス
ク整合用光が前記回折格子マスク基板４５及び通常のマ
スク基板４１を通過すべきなので光量が減ったり、マス
クの界面から光が反射される恐れがある。この場合には
光を感知しなくなるのでエラーが発生する。したがっ
て、マスク整合用光が通る部位に前記回折格子マスクの
縁部を一部切断して溝５５を形成させる。このような溝
は超音波切断器やダイシング器(dicing machine)で形成
させ得る。
クと通常のマスクを重ねて露光工程を遂行すれば、マス
ク整合用光が前記回折格子マスク基板４５及び通常のマ
スク基板４１を通過すべきなので光量が減ったり、マス
クの界面から光が反射される恐れがある。この場合には
光を感知しなくなるのでエラーが発生する。したがっ
て、マスク整合用光が通る部位に前記回折格子マスクの
縁部を一部切断して溝５５を形成させる。このような溝
は超音波切断器やダイシング器(dicing machine)で形成
させ得る。
【００５８】図１５Ａおよび図１５Ｂは図８Ａ、図８
Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した本発明の回折格子マ
スクの平面図であり、図１５Ｃ及び図１５Ｄは前記図１
５Ａ及び図１５Ｂに示したマスク上における照明形状を
示す。
Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した本発明の回折格子マ
スクの平面図であり、図１５Ｃ及び図１５Ｄは前記図１
５Ａ及び図１５Ｂに示したマスク上における照明形状を
示す。
【００５９】具体的に、図１５Ａ及び図１５Ｂに示した
回折格子パターンの形状は正方形を対角線をもって分け
た二等辺三角形より構成されたり、只の正三角形より構
成されていて、実際マスク上の照明形状は図１５Ｃ及び
図１５Ｄに示したように八点または六点照明のような形
状を示す。したがって、本発明は実際にウェーハ上にパ
ターンを実現する時、回折格子パターンと平行又は垂直
なパターンの場合のみならず、その他の方向に対しても
解像度及び焦点深度の向上が優秀である。
回折格子パターンの形状は正方形を対角線をもって分け
た二等辺三角形より構成されたり、只の正三角形より構
成されていて、実際マスク上の照明形状は図１５Ｃ及び
図１５Ｄに示したように八点または六点照明のような形
状を示す。したがって、本発明は実際にウェーハ上にパ
ターンを実現する時、回折格子パターンと平行又は垂直
なパターンの場合のみならず、その他の方向に対しても
解像度及び焦点深度の向上が優秀である。
【００６０】図１６は本発明の回折格子マスクのさらに
他の一例を示す。図１６に示した回折格子マスクは回折
格子マスク基板４５が通常のマスクの基板４１より大き
いことを除いては図７Ａに示した回折格子マスクと同一
である。このように、大きく形成する場合には露光装置
内で手作業時取扱が容易である。
他の一例を示す。図１６に示した回折格子マスクは回折
格子マスク基板４５が通常のマスクの基板４１より大き
いことを除いては図７Ａに示した回折格子マスクと同一
である。このように、大きく形成する場合には露光装置
内で手作業時取扱が容易である。
【００６１】
【実施例】以下、本発明のマスク製造方法を下記の実施
例を以て具体的に説明する。
例を以て具体的に説明する。
【００６２】実施例１ 図１７Ａ乃至図１７Ｄは本発明のマスクの製造方法の一
例を説明するための図面である。
例を説明するための図面である。
【００６３】図１７Ａは回折格子パターン６３の形成段
階を示す。６インチ直径及び０．１乃至１ｍｍ厚さの石
英ウェーハ６１上にフォトレジストを０．１乃至１μｍ
程度の厚さに塗布してフォトレジスト層を形成した後、
ニコン社のＮＳＲ−１５０５ｉ７Ａ（商品名）を使用し
てパタニングし回折格子パターンを形成するためのフォ
トレジストパターンを形成した後、石英食刻工程および
クリーニング工程を遂行して示したような碁盤状の回折
格子パターン６３を形成してから残ったフォトレジスト
パターンをストリップする。
階を示す。６インチ直径及び０．１乃至１ｍｍ厚さの石
英ウェーハ６１上にフォトレジストを０．１乃至１μｍ
程度の厚さに塗布してフォトレジスト層を形成した後、
ニコン社のＮＳＲ−１５０５ｉ７Ａ（商品名）を使用し
てパタニングし回折格子パターンを形成するためのフォ
トレジストパターンを形成した後、石英食刻工程および
クリーニング工程を遂行して示したような碁盤状の回折
格子パターン６３を形成してから残ったフォトレジスト
パターンをストリップする。
【００６４】図１７Ｂは回折格子マスクの切断段階を示
す。回折格子パターン６３が形成された石英ウェーハ６
１をダイシング器やタイヤモンド刀でペリクルフレーム
の大きさに合わせて切断して回折格子パターン６３が形
成された回折格子マスク基板６５を得た後、クリニーン
グする。
す。回折格子パターン６３が形成された石英ウェーハ６
１をダイシング器やタイヤモンド刀でペリクルフレーム
の大きさに合わせて切断して回折格子パターン６３が形
成された回折格子マスク基板６５を得た後、クリニーン
グする。
【００６５】図１７Ｃは前記得た回折格子マスク基板６
５をペリクルフレーム６７に取り付ける段階を示す。ペ
リクルフレーム６７は大きさが９８ｍｍ×１２０ｍｍ×
４ｍｍであるものを使用する。損なわれたペリクルから
ペリクルフレーム６７を分離した後、両面接着テープを
ペリクルフレーム６７の上縁部と下縁部に貼った後、清
浄室内で前記ペリクルフレーム６７に前記回折格子マス
ク基板６５を取り付ける。
５をペリクルフレーム６７に取り付ける段階を示す。ペ
リクルフレーム６７は大きさが９８ｍｍ×１２０ｍｍ×
４ｍｍであるものを使用する。損なわれたペリクルから
ペリクルフレーム６７を分離した後、両面接着テープを
ペリクルフレーム６７の上縁部と下縁部に貼った後、清
浄室内で前記ペリクルフレーム６７に前記回折格子マス
ク基板６５を取り付ける。
【００６６】図１７Ｄは前記回折格子マスク基板６５と
通常のクロムパターン７１が形成されているマスク基板
６９を取り付ける段階を示す。前記ペリクルフレーム６
７の一側面に回折格子マスク基板６５を取り付けた後、
連続して清浄室内で前記回折格子マスク基板６５の回折
格子パターン６３が形成されない面がマスク基板６９の
背面に対向するように通常のマスク基板（大きさ；５イ
ンチ×５インチ×０．０９インチ)を取り付けて本発明
のマスクを得る。
通常のクロムパターン７１が形成されているマスク基板
６９を取り付ける段階を示す。前記ペリクルフレーム６
７の一側面に回折格子マスク基板６５を取り付けた後、
連続して清浄室内で前記回折格子マスク基板６５の回折
格子パターン６３が形成されない面がマスク基板６９の
背面に対向するように通常のマスク基板（大きさ；５イ
ンチ×５インチ×０．０９インチ)を取り付けて本発明
のマスクを得る。
【００６７】実施例２ 図１８は本発明の他の実施例を示す概略図である。
【００６８】回折格子パターンが形成された前記実施例
１から得た回折格子マスク上に、ニトロセルロースのよ
うなペリクル製造用物質を２乃至３μｍ程度の厚さに塗
布して回折格子パターン８５が形成されたマスク膜８３
を得た後、実施例１と同様ににペリクルフレーム８７を
使用して通常のマスク基板８１に取り付ける。
１から得た回折格子マスク上に、ニトロセルロースのよ
うなペリクル製造用物質を２乃至３μｍ程度の厚さに塗
布して回折格子パターン８５が形成されたマスク膜８３
を得た後、実施例１と同様ににペリクルフレーム８７を
使用して通常のマスク基板８１に取り付ける。
【００６９】実施例３ 通常のクロムパターンが形成されている石英マスク基板
の背面に、フォトレジストを０．１乃至１μｍ程度の厚
さに塗布してフォトレジスト層を形成した後、電子ビー
ム露光装置を使用して回折格子パターンのイメージを伝
写させる。次に、現像工程、石英食刻工程及びフォトレ
ジストパターンストリップ工程を経て、図１０に示した
ような通常のクロムパターンが形成されているマスクの
背面に回折格子パターンが形成された本発明のマスクを
得る。
の背面に、フォトレジストを０．１乃至１μｍ程度の厚
さに塗布してフォトレジスト層を形成した後、電子ビー
ム露光装置を使用して回折格子パターンのイメージを伝
写させる。次に、現像工程、石英食刻工程及びフォトレ
ジストパターンストリップ工程を経て、図１０に示した
ような通常のクロムパターンが形成されているマスクの
背面に回折格子パターンが形成された本発明のマスクを
得る。
【００７０】実施例４ ５インチ×５インチ×０．０９インチ大きさの石英回折
格子マスク基板上に前記実施例１又は３に記載されたよ
うに回折格子パターンを形成して回折格子マスクを得た
後、前記実施例１と同様にペリクルフレームを使用して
同一な大きさの通常のマスク基板に取り付けて図９Ａに
示した本発明のマスクを得る。
格子マスク基板上に前記実施例１又は３に記載されたよ
うに回折格子パターンを形成して回折格子マスクを得た
後、前記実施例１と同様にペリクルフレームを使用して
同一な大きさの通常のマスク基板に取り付けて図９Ａに
示した本発明のマスクを得る。
【００７１】実施例５ 実施例４で、得た回折格子マスク基板をラッピング及び
ポリシングして０．０９インチ厚さを０．０３インチ厚
さに研削する工程が含まれたことを除いては実施例４と
同様な方法により本発明のマスクを得る。
ポリシングして０．０９インチ厚さを０．０３インチ厚
さに研削する工程が含まれたことを除いては実施例４と
同様な方法により本発明のマスクを得る。
【００７２】
【発明の効果】以上、本発明は回折格子パターンが正三
角形または正四角形を対角線をもって分けた二等辺三角
形として形成されて＋１／−１次に回折された光の照明
形状が６個または８個に分けられているので、実際にウ
ェーハ上にパターンを実現する時には回折格子パターン
と平行又は垂直なパターンの場合だけでなく、その他の
方向に対しても解像度及び焦点深度の向上が優秀であ
る。
角形または正四角形を対角線をもって分けた二等辺三角
形として形成されて＋１／−１次に回折された光の照明
形状が６個または８個に分けられているので、実際にウ
ェーハ上にパターンを実現する時には回折格子パターン
と平行又は垂直なパターンの場合だけでなく、その他の
方向に対しても解像度及び焦点深度の向上が優秀であ
る。
【００７３】本発明による照明方式は従来のフィルター
を設けた方式に比して光の伝達時損失が全然ないので、
光伝達の効率が２００〜４００％以上増えると共に従来
の方式のような斜め入射照明効果を得て生産性が向上さ
れる。
を設けた方式に比して光の伝達時損失が全然ないので、
光伝達の効率が２００〜４００％以上増えると共に従来
の方式のような斜め入射照明効果を得て生産性が向上さ
れる。
【００７４】また、従来の方式はフィルターを設けて光
を遮断することにより均一性の低下が生じるが、本発明
はフィルターを使用しないことにより光の遮断がなくて
均一性の低下が発生しない。
を遮断することにより均一性の低下が生じるが、本発明
はフィルターを使用しないことにより光の遮断がなくて
均一性の低下が発生しない。
【００７５】また、回折格子マスクを追加に設けたり、
既存マスクの背面にパターンを形成することだけで変形
照明の優秀な効果を得ることができ、位相反転マスクと
パターンの伝写のためのマスク間の整列が不要なので低
廉な費用で容易に高解像度を有するマスクを製作するこ
とができる。そして、パターン別に最適化を通じてさら
に高い解像度の実現が可能である。
既存マスクの背面にパターンを形成することだけで変形
照明の優秀な効果を得ることができ、位相反転マスクと
パターンの伝写のためのマスク間の整列が不要なので低
廉な費用で容易に高解像度を有するマスクを製作するこ
とができる。そして、パターン別に最適化を通じてさら
に高い解像度の実現が可能である。
【００７６】本発明のマスクは回折格子マスクと通常の
マスクとの間に保持台としてペリクルフレームを使用し
て回折格子マスクを通常のマスクに取り付けることによ
り、掻かれを防止する。
マスクとの間に保持台としてペリクルフレームを使用し
て回折格子マスクを通常のマスクに取り付けることによ
り、掻かれを防止する。
【図１】 従来の投影露光装置における変形照明系の構
造を示す。
造を示す。
【図２】 前記図１の照明系に装着されたフィルターの
形状を示す図面である。
形状を示す図面である。
【図３】 従来の投影露光方法を示す概略図である。
【図４】 変形照明方法を用いた従来の露光方法を示す
ための概略図である。
ための概略図である。
【図５】 本発明の変形照明方法に使用される照明系の
構造を示す図面である。
構造を示す図面である。
【図６】 （Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の変形照明方法と
従来の照明方法及び変形照明方法を比較説明するために
投影露光装置での光の経路を示す概略図である。
従来の照明方法及び変形照明方法を比較説明するために
投影露光装置での光の経路を示す概略図である。
【図７】 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の回折格子マスク
を通常のパターンが形成されたマスクに取り付けた場合
を示す断面図である。
を通常のパターンが形成されたマスクに取り付けた場合
を示す断面図である。
【図８】 （Ａ）及び（Ｂ）は図７の（Ａ）及び（Ｂ）
の回折格子マスクが取り付けられている通常のマスクの
斜視図である。
の回折格子マスクが取り付けられている通常のマスクの
斜視図である。
【図９】 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の回折格子マスク
を通常のパターンが形成されたマスクに取り付けた場合
を示す断面図である。
を通常のパターンが形成されたマスクに取り付けた場合
を示す断面図である。
【図１０】 （Ａ）及び（Ｂ）は図９の（Ａ）及び
（Ｂ）の回折格子マスクに取り付けられている通常のマ
スクの斜視図である。
（Ｂ）の回折格子マスクに取り付けられている通常のマ
スクの斜視図である。
【図１１】 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の回折格子マス
クを通常のマスクに取り付けた一例を示す。
クを通常のマスクに取り付けた一例を示す。
【図１２】 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の回折格子マス
クを通常のマスクに取り付けた他の一例を示す。
クを通常のマスクに取り付けた他の一例を示す。
【図１３】 本発明の回折格子マスクのさらに他の一例
を示す。
を示す。
【図１４】 本発明のマスクのさらに他の一例を示す。
【図１５】 （Ａ）及び（Ｂ）は図８の（Ａ）及び
（Ｂ）、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示した本発明の回
折格子マスクの平面図であり、（Ｃ）およひ（Ｄ）は前
記図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示したマスク上における
照明形状を示す。
（Ｂ）、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示した本発明の回
折格子マスクの平面図であり、（Ｃ）およひ（Ｄ）は前
記図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示したマスク上における
照明形状を示す。
【図１６】 本発明の回折格子マスクのさらに他の一例
を示す図面である。
を示す図面である。
【図１７】 （Ａ）乃至（Ｄ）は本発明のマスク製造方
法の一例を説明するための図面である。
法の一例を説明するための図面である。
【図１８】 本発明の他の実施例を示す概略図である。
１２…無クロム位相反転マスク（回折格子マスク）、１
１…光、１３…垂直成分、１４…斜め入射成分、１６…
クロムマスク、１７…パターン、２１…半導体ウェー
ハ、２３…投影レンズ、２５…マスク、２７…回折格子
マスク、２９…集光レンズ、３０…フィルター、４１…
マスク基板、４３…パターン、４５…回折格子マスク基
板、４７…回折格子パターン、４９…回折格子マスク接
着保持台、５１…両面接着テープ。
１…光、１３…垂直成分、１４…斜め入射成分、１６…
クロムマスク、１７…パターン、２１…半導体ウェー
ハ、２３…投影レンズ、２５…マスク、２７…回折格子
マスク、２９…集光レンズ、３０…フィルター、４１…
マスク基板、４３…パターン、４５…回折格子マスク基
板、４７…回折格子パターン、４９…回折格子マスク接
着保持台、５１…両面接着テープ。
Claims (9)
- 【請求項１】 マスクを用いた投影露光方法において、 光源から照射された光の垂直成分を取り除いて斜め入射
光を発生する段階と、 前記斜め入射光をマスクに照射して被露光物を露光する
ことを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項２】 前記斜め入射光を転換させる段階は、前
記マスクの上部に三角形を基本パターンとして繰り返し
配置され交代に位相差を有する回折格子パターンを形成
して遂行することを特徴とする請求項１記載の投影露光
方法。 - 【請求項３】 前記斜め入射光に転換させる段階は、透
明な基板に三角形を基本パターンとして繰り返し配置さ
れ交代に位相差を有する回折格子パターンが形成されて
いる回折格子マスクを使用して遂行することを特徴とす
る請求項１記載の投影露光方法。 - 【請求項４】 光源と、 前記光源からの光をマスクに照射する第１手段と、 前記光源と前記マスクとの間に前記光の垂直入射成分を
取り除いて斜め入射光を生成する第２手段とを含むこと
を特徴とする透明露光装置。 - 【請求項５】 前記第２手段は前記マスクの上部に一定
な大きさの三角形を基本パターンとして繰り返し配置さ
れ交代に位相差を有するように形成されて光の位相差に
より０次回折された光が干渉されて取り除かれるように
した回折格子パターンが形成された位相反転無クロムマ
スクであることを特徴とする請求項４記載の投影露光装
置。 - 【請求項６】 透明な基板と、 前記基板に規則的に形成されて光の位相差により干渉さ
れて０次回折された光を干渉させることにより光の垂直
入射成分を取り除き＋１／−１次に回折された光の斜め
入射成分を強化する回折格子パターンとを含むことを特
徴とするマスク。 - 【請求項７】 前記回折格子パターンが三角形を基本パ
ターンとして繰り返し配置され交代に位相差を有するよ
うに形成されたことを特徴とする請求項６記載のマス
ク。 - 【請求項８】 前記回折格子パターンの三角形が正三角
形として形成されて＋１／−１次に回折された光の照明
形状が６個に分けられることを特徴とする請求項７記載
のマスク。 - 【請求項９】 前記回折格子パターンの三角形が直四角
形を対角線をもって分けることにより得られる三角形と
して形成されて＋１／−１次に回折された光の照明形状
が８個に分けられることを特徴とする請求項７記載のマ
スク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR94P18943 | 1994-07-30 | ||
| KR1019940018943A KR960005757A (ko) | 1994-07-30 | 1994-07-30 | 투영 노광 방법, 이에 사용되는 투영 노광 장치 및 마스크 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862851A true JPH0862851A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=19389579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19225695A Pending JPH0862851A (ja) | 1994-07-30 | 1995-07-27 | 投影露光方法、これに使用される投影露光装置及びマスク |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862851A (ja) |
| KR (1) | KR960005757A (ja) |
| DE (1) | DE19527681A1 (ja) |
| TW (1) | TW295676B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004029806A (ja) * | 2002-06-22 | 2004-01-29 | Samsung Electronics Co Ltd | 変形照明を提供する位相格子パターン設計方法及びこれを利用したフォトマスク製造方法 |
| CN104459875A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 相位掩模板自动切换装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6376130B1 (en) | 2000-02-22 | 2002-04-23 | Micron Technology, Inc. | Chromeless alternating reticle for producing semiconductor device features |
-
1994
- 1994-07-30 KR KR1019940018943A patent/KR960005757A/ko active IP Right Grant
-
1995
- 1995-07-27 JP JP19225695A patent/JPH0862851A/ja active Pending
- 1995-07-28 DE DE19527681A patent/DE19527681A1/de not_active Withdrawn
- 1995-07-28 TW TW084107843A patent/TW295676B/zh active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004029806A (ja) * | 2002-06-22 | 2004-01-29 | Samsung Electronics Co Ltd | 変形照明を提供する位相格子パターン設計方法及びこれを利用したフォトマスク製造方法 |
| CN104459875A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 相位掩模板自动切换装置 |
| CN104459875B (zh) * | 2014-12-19 | 2017-04-05 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 相位掩模板自动切换装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960005757A (ko) | 1996-02-23 |
| TW295676B (ja) | 1997-01-11 |
| DE19527681A1 (de) | 1996-02-08 |
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