JP3094439B2 - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
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- JP3094439B2 JP3094439B2 JP31414890A JP31414890A JP3094439B2 JP 3094439 B2 JP3094439 B2 JP 3094439B2 JP 31414890 A JP31414890 A JP 31414890A JP 31414890 A JP31414890 A JP 31414890A JP 3094439 B2 JP3094439 B2 JP 3094439B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- transmission
- photomask
- patterns
- phase
- Prior art date
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体素子や液晶素子等を製造するために用
いられるフォトマスク及び該フォトマスクに形成された
パターンを感応基板（ウエハ）上に転写する露光方法に
関するものである。
いられるフォトマスク及び該フォトマスクに形成された
パターンを感応基板（ウエハ）上に転写する露光方法に
関するものである。
［従来の技術］ 半導体素子の製造においては年々微細化と高集積化が
進み、増々線幅の細いリソグラフィ工程が要求されてき
ている。
進み、増々線幅の細いリソグラフィ工程が要求されてき
ている。
従来、微細なパターンを高いコントラストで基板上に
転写する方法として、例えば特公昭62−50811号公報に
開示されているように、空間周波数変調型の位相シフト
法を用いること、およびパターン分割露光を行なうこと
が提案されていた。
転写する方法として、例えば特公昭62−50811号公報に
開示されているように、空間周波数変調型の位相シフト
法を用いること、およびパターン分割露光を行なうこと
が提案されていた。
［発明が解決しようとする課題］ 空間周波数変調型の位相シフト法では、透過部と遮蔽
部とで形成された所定のパターンを転写するに当って、
遮蔽部を挟む両側の透過部の少なくとも一方に位相部材
（誘電体膜）を設け、この両側の透過部に位相差を生じ
させて、解像度を高めたものである。
部とで形成された所定のパターンを転写するに当って、
遮蔽部を挟む両側の透過部の少なくとも一方に位相部材
（誘電体膜）を設け、この両側の透過部に位相差を生じ
させて、解像度を高めたものである。
この方法を、透過部Ｇと遮蔽部Crが交互に繰り返され
たラインアンドスペースパターンに適用する場合を第４
図（ａ）に示した。同図でπと記入されているパターン
が、位相部材を設けた透過部である。また図の点線部分
は、位相部材の周縁部（以下、エッジと呼ぶ）であり、
この場合エッジは遮蔽部Cr上にある。
たラインアンドスペースパターンに適用する場合を第４
図（ａ）に示した。同図でπと記入されているパターン
が、位相部材を設けた透過部である。また図の点線部分
は、位相部材の周縁部（以下、エッジと呼ぶ）であり、
この場合エッジは遮蔽部Cr上にある。
ところが、第４図（ｂ）のように周囲を透過部Ｇで囲
まれた遮蔽部Crの場合には、透過部Ｇ上に位相部材のエ
ッジができてしまう。この部分を実線で示した。そし
て、このエッジ部分では、両側の位相が反転しているた
め、本来露光されるべき位置であるにもかかわらず、光
の強度が０となってしまう。そのため、たとえばポジレ
ジストを使用して、基板に転写した場合には、第４図
（ｃ）で示すように、第４図（ｂ）に示した遮蔽部Crに
対応したレジストパターン（凸部）Ｒとともに、スペー
スパターンＳ上に不要なレジストパターンＥが残ってし
まうという現象がおきていた。
まれた遮蔽部Crの場合には、透過部Ｇ上に位相部材のエ
ッジができてしまう。この部分を実線で示した。そし
て、このエッジ部分では、両側の位相が反転しているた
め、本来露光されるべき位置であるにもかかわらず、光
の強度が０となってしまう。そのため、たとえばポジレ
ジストを使用して、基板に転写した場合には、第４図
（ｃ）で示すように、第４図（ｂ）に示した遮蔽部Crに
対応したレジストパターン（凸部）Ｒとともに、スペー
スパターンＳ上に不要なレジストパターンＥが残ってし
まうという現象がおきていた。
一方、パターン分割露光はパターンの密度等に応じて
パターンをいくつかに分解するものである。例えば隣接
する透過部をそれぞれ別のフォトマスクに設けるなどし
て、１枚のフォトマスク中の透過部の密度を低下させる
ことで、コントラストを向上させることができる。しか
しながら本方法を用いても、像のコントラストの向上は
周波数変調型の位相シフト法には及ばなかった。
パターンをいくつかに分解するものである。例えば隣接
する透過部をそれぞれ別のフォトマスクに設けるなどし
て、１枚のフォトマスク中の透過部の密度を低下させる
ことで、コントラストを向上させることができる。しか
しながら本方法を用いても、像のコントラストの向上は
周波数変調型の位相シフト法には及ばなかった。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、
全てのパターンに対して周波数変調型の位相シフト法を
用いて像のコントラストを向上させ得るようにすること
を目的とする。
全てのパターンに対して周波数変調型の位相シフト法を
用いて像のコントラストを向上させ得るようにすること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の請求項１に係る第１の露光方法では、感応基
板（ウエハ）上に形成すべき２次元パターン（RP）を、
第１方向（縦方向）に透過部（G1、H1）と遮蔽部（C
r1）とが交互に配列される第１パターン（RP1）と、第
１方向と直交する第２方向（横方向）に透過部（G2、
H2）と遮蔽部（Cr2）とが交互に配列される第２パター
ン（RP2）とを含む複数のパターンに分けるとともに、
遮蔽部を挟む両側の透過部でエネルギー線に位相差（例
えばπ）が生じるようにその両側の透過部の少なくとも
一方（H1、H2）でエネルギー線の位相を変化させる位相
部材（π）を設け、感応基板上に位相部材のエッジ部を
除いて２次元パターンが形成されるように、複数のパタ
ーンにそれぞれエネルギー線を照射して感応基板上で前
記複数のパターンを重ね合わせ露光するものである。こ
のため、複数のパターンをそれぞれ像コントラストを向
上させて感応基板上に転写することができ、微細な２次
元パターンなどであっても感応基板上に精度良く形成す
ることが可能となっている。
板（ウエハ）上に形成すべき２次元パターン（RP）を、
第１方向（縦方向）に透過部（G1、H1）と遮蔽部（C
r1）とが交互に配列される第１パターン（RP1）と、第
１方向と直交する第２方向（横方向）に透過部（G2、
H2）と遮蔽部（Cr2）とが交互に配列される第２パター
ン（RP2）とを含む複数のパターンに分けるとともに、
遮蔽部を挟む両側の透過部でエネルギー線に位相差（例
えばπ）が生じるようにその両側の透過部の少なくとも
一方（H1、H2）でエネルギー線の位相を変化させる位相
部材（π）を設け、感応基板上に位相部材のエッジ部を
除いて２次元パターンが形成されるように、複数のパタ
ーンにそれぞれエネルギー線を照射して感応基板上で前
記複数のパターンを重ね合わせ露光するものである。こ
のため、複数のパターンをそれぞれ像コントラストを向
上させて感応基板上に転写することができ、微細な２次
元パターンなどであっても感応基板上に精度良く形成す
ることが可能となっている。
なお、本発明ではエネルギー線に対してほぼ透明な基
板上に該エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とにより
幾何学的なパターンが形成され、該パターンを感応基板
へ転写するために使われるフォトマスクであって、前記
感応基板上に形成すべき全体パターンが、パターンの局
所的な形状もしくは密度に応じて、全体パターンの透過
部及び遮蔽部の一部分に対応する透明部及び遮光部を有
する複数のパターンに分解されて形成されているととも
に（以下、わかりやすくするため分解パターンにおいて
は遮蔽部に対応して遮光部、透過部に対応して透明部と
記す）、該分解パターンの遮光部を挟む両側の透明部の
少なくとも一方に、透過光の位相を変化させる位相部材
が設けられ、かつ、前記複数の分解パターンの各々は、
前記全体パターンの透過部の一部分に対応する透明部の
周辺を囲む遮光部を有するとともに、前記分解パターン
の遮光部の対向した２つのエッジ部が互いに異なる透明
部に隣接して形成されたフォトマスクを用いてもよい。
また、本発明ではエネルギー線に対してほぼ透明な基板
上にに該エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とからな
る幾何学的なパターンが形成されたフォトマスクを介し
て、前記エネルギー線を照射することにより感応基板を
露光する方法であって、前記感応基板上に形成すべき全
体パターンの局所的な形状もしくは密度に基いて、前記
全体パターンを、次の，の条件を満たすように複数
のパターンにまず分解する。
板上に該エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とにより
幾何学的なパターンが形成され、該パターンを感応基板
へ転写するために使われるフォトマスクであって、前記
感応基板上に形成すべき全体パターンが、パターンの局
所的な形状もしくは密度に応じて、全体パターンの透過
部及び遮蔽部の一部分に対応する透明部及び遮光部を有
する複数のパターンに分解されて形成されているととも
に（以下、わかりやすくするため分解パターンにおいて
は遮蔽部に対応して遮光部、透過部に対応して透明部と
記す）、該分解パターンの遮光部を挟む両側の透明部の
少なくとも一方に、透過光の位相を変化させる位相部材
が設けられ、かつ、前記複数の分解パターンの各々は、
前記全体パターンの透過部の一部分に対応する透明部の
周辺を囲む遮光部を有するとともに、前記分解パターン
の遮光部の対向した２つのエッジ部が互いに異なる透明
部に隣接して形成されたフォトマスクを用いてもよい。
また、本発明ではエネルギー線に対してほぼ透明な基板
上にに該エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とからな
る幾何学的なパターンが形成されたフォトマスクを介し
て、前記エネルギー線を照射することにより感応基板を
露光する方法であって、前記感応基板上に形成すべき全
体パターンの局所的な形状もしくは密度に基いて、前記
全体パターンを、次の，の条件を満たすように複数
のパターンにまず分解する。
前記複数の分解パターンの各々は、前記全体パターン
の透過部の一部分に対応する透明部の周辺を囲む遮光部
を有する。
の透過部の一部分に対応する透明部の周辺を囲む遮光部
を有する。
前記複数の分解パターンの各々は、前記全体パターン
の遮蔽部の一部分に対応する遮光部の対向した２つのエ
ッジ部が互いに異なる透明部に隣接する。
の遮蔽部の一部分に対応する遮光部の対向した２つのエ
ッジ部が互いに異なる透明部に隣接する。
次いで、前記複数の分解パターンの各々をフォトマス
クに形成するとともに、該分解パターンの遮光部を挟む
両側の透明部の少なくとも一方に透過光の位相を変化さ
せる位相部材を設け、しかる後、前記複数の分解パター
ンの各々を前記感応基板上に順次位置合わせして重ね合
わせ露光するようにしてもよい。
クに形成するとともに、該分解パターンの遮光部を挟む
両側の透明部の少なくとも一方に透過光の位相を変化さ
せる位相部材を設け、しかる後、前記複数の分解パター
ンの各々を前記感応基板上に順次位置合わせして重ね合
わせ露光するようにしてもよい。
さらに、本発明による第２の露光方法は、所定のエネ
ルギー線に対してほぼ透明な基板上に該エネルギー線に
対する透過部と遮蔽部とからなる幾何学的なパターンが
形成されたフォトマスクを介して、前記エネルギー線を
照射することにより感応基板を露光する方法であって、
前記パターンの遮蔽部を挟む両側の透過部の少なくとも
一方に透過光の位相を変化させる位相部材を設けて前記
パターンを露光するとともに、前記パターンの透過部上
における前記位相部材のエッジ部に対応する透過部を有
するフォトマスクを介して、前記エッジ部を再露光する
ものである。
ルギー線に対してほぼ透明な基板上に該エネルギー線に
対する透過部と遮蔽部とからなる幾何学的なパターンが
形成されたフォトマスクを介して、前記エネルギー線を
照射することにより感応基板を露光する方法であって、
前記パターンの遮蔽部を挟む両側の透過部の少なくとも
一方に透過光の位相を変化させる位相部材を設けて前記
パターンを露光するとともに、前記パターンの透過部上
における前記位相部材のエッジ部に対応する透過部を有
するフォトマスクを介して、前記エッジ部を再露光する
ものである。
特に、本発明の請求項４に係る第２の露光方法では、
エネルギー線に対する透過部（Ｇ）と遮蔽部（Cr）とが
交互に配列され、遮蔽部を挟む両側の透過部でエネルギ
ー線に位相差が生じるようにその両側の透過部の少なく
とも一方でエネルギー線の位相を変化させる位相部材
（π）が設けられるラインアンドスペースパターン（第
２図（ｂ））にエネルギー線を照射して感応基板を露光
し、かつラインアンドスペースパターンの配列方向に関
して位相部材の複数のエッジ部を包含する大きさで透過
部（G3）が形成されるフォトマスク（第２図（ｄ））を
介して、感応基板上での複数のエッジ部の転写領域をエ
ネルギー線で露光するものである。このため、感応基板
上に位相部材のエッジ部が形成されることがなく、複数
のエッジ部の転写領域を一回の露光動作で処理でき、か
つラインアンドスペースパターンの配列方向に関する位
置合わせ精度を比較的緩くできるので、感応基板の露光
時間の短縮、即ちスループットの向上を図ることが可能
となっている。
エネルギー線に対する透過部（Ｇ）と遮蔽部（Cr）とが
交互に配列され、遮蔽部を挟む両側の透過部でエネルギ
ー線に位相差が生じるようにその両側の透過部の少なく
とも一方でエネルギー線の位相を変化させる位相部材
（π）が設けられるラインアンドスペースパターン（第
２図（ｂ））にエネルギー線を照射して感応基板を露光
し、かつラインアンドスペースパターンの配列方向に関
して位相部材の複数のエッジ部を包含する大きさで透過
部（G3）が形成されるフォトマスク（第２図（ｄ））を
介して、感応基板上での複数のエッジ部の転写領域をエ
ネルギー線で露光するものである。このため、感応基板
上に位相部材のエッジ部が形成されることがなく、複数
のエッジ部の転写領域を一回の露光動作で処理でき、か
つラインアンドスペースパターンの配列方向に関する位
置合わせ精度を比較的緩くできるので、感応基板の露光
時間の短縮、即ちスループットの向上を図ることが可能
となっている。
［作 用］ 本発明の露光方法では、最終的に感応基板上に形成す
べき全体パターンを、パターンの局所的な形状もしくは
密度に応じて複数のパターンに分解してもよい。ここ
で、分解された各パターン内では透明部の周辺は遮光部
で囲まれており、かつ遮光部の対向した２つのエッジ部
が互いに異なる透明部に隣接するように形成されている
（なお、本明細書では、全体パターンと分解パターンと
を区別しやすくするため、分解パターンにおける遮蔽
部、透過部はそれぞれ遮光部、透明部と呼ぶこととし
た）。
べき全体パターンを、パターンの局所的な形状もしくは
密度に応じて複数のパターンに分解してもよい。ここ
で、分解された各パターン内では透明部の周辺は遮光部
で囲まれており、かつ遮光部の対向した２つのエッジ部
が互いに異なる透明部に隣接するように形成されている
（なお、本明細書では、全体パターンと分解パターンと
を区別しやすくするため、分解パターンにおける遮蔽
部、透過部はそれぞれ遮光部、透明部と呼ぶこととし
た）。
上記のような条件で分解された場合には、透明部に設
けられた位相部材の全てのエッジ部は透明部でなく、遮
光部上に存在するようになる。従って、基板上にエッジ
部分のレジストが残るという現象を防ぐことができる。
けられた位相部材の全てのエッジ部は透明部でなく、遮
光部上に存在するようになる。従って、基板上にエッジ
部分のレジストが残るという現象を防ぐことができる。
これら分解したそれぞれのパターンは、別々のマスク
に設けるか、あるいは、一枚のマスク上に複数の同一サ
イズのパターン領域を設け、分解した各パターンを各パ
ターン領域内に設けるようにすればよい。そして前述の
ように、それぞれが所定の位置に重なるように露光を行
なうことにより、所定のパターンを基板上に転写するこ
とができる。
に設けるか、あるいは、一枚のマスク上に複数の同一サ
イズのパターン領域を設け、分解した各パターンを各パ
ターン領域内に設けるようにすればよい。そして前述の
ように、それぞれが所定の位置に重なるように露光を行
なうことにより、所定のパターンを基板上に転写するこ
とができる。
また、本発明の請求項４の露光方法では、位相部材の
エッジ部分のうち透過部上にあって光量が０になるとこ
ろに、マスクの別部分、ないし別のマスクを用いて、再
度露光を行なうものである。このようにすれば、エッジ
部分に十分な光量を与えることができるので、所定のパ
ターンを基板状に転写できる。
エッジ部分のうち透過部上にあって光量が０になるとこ
ろに、マスクの別部分、ないし別のマスクを用いて、再
度露光を行なうものである。このようにすれば、エッジ
部分に十分な光量を与えることができるので、所定のパ
ターンを基板状に転写できる。
したがって、従来の単純な位相シフトレチクルでは位
相部材のエッジが転写されてしまうようなパターンであ
っても、位相部材のエッジ部分がガラス部分にかからな
いようにガラス部分を分割して露光すること、ないし位
相部材のエッジ部に再度露光を行なうことにより、位相
部材のエッジの跡を残さずにレジストパターンを得るこ
とができる。
相部材のエッジが転写されてしまうようなパターンであ
っても、位相部材のエッジ部分がガラス部分にかからな
いようにガラス部分を分割して露光すること、ないし位
相部材のエッジ部に再度露光を行なうことにより、位相
部材のエッジの跡を残さずにレジストパターンを得るこ
とができる。
［実施例］ （第１実施例） 第１実施例は、本発明を格子状のパターンに適用した
例である。
例である。
第１図（ａ）はウエハに転写すべきパターンが形成さ
れたフォトマスクの一例を示す図である。第１図（ａ）
に示すようにマスク基板（石英等のガラス基板）Ｍに
は、遮光帯LSTで囲まれたパターン領域PA内に、所定波
長の光ビーム（例えば、ｉ線、KrFエキシマレーザ等）
に対する透過部（マスク裸面部）Ｇと遮蔽部（クロム
等）Crとにより格子状のマスクパターンRPが形成されて
いる。
れたフォトマスクの一例を示す図である。第１図（ａ）
に示すようにマスク基板（石英等のガラス基板）Ｍに
は、遮光帯LSTで囲まれたパターン領域PA内に、所定波
長の光ビーム（例えば、ｉ線、KrFエキシマレーザ等）
に対する透過部（マスク裸面部）Ｇと遮蔽部（クロム
等）Crとにより格子状のマスクパターンRPが形成されて
いる。
第１図（ａ）で示した目的とするパターンRPにおいて
は、同図で縦方向の透過部Ｇと横方向の透過部Ｇとが連
なっており、遮蔽部Crが透過部Ｇに囲まれるような構成
のパターンであるため、従来の位相シフト法を用いた場
合には以下に詳述するようにパターン欠陥が生じる。す
なわち、本実施例のパターンRPに対して最も効果的に周
波数変調が行えるように、透過光の位相を、例えばπだ
け変化させる膜厚の位相部材（誘電体膜）を設けた場
合、第１図（ｂ）のようになる。第１図（ｂ）において
Ｈで示した部分が、位相部材πが設けられている透明部
である。同図からわかるように、このパターンでは透過
部（マスク裸面部）Ｇ上に位相部材πのエッジがあるの
で、パターンをポジレジスト上に露光し、現像処理を施
した場合には、第１図（ｃ）のように遮蔽部Crに対応し
たレジストパターン（凸部）Ｒとともに、位相部材πの
エッジに対応してレジストが残る。すなわち、スペース
パターン（凹部）Ｓ上に、細いレジストパターン（凸
部）Ｅができてしまう。
は、同図で縦方向の透過部Ｇと横方向の透過部Ｇとが連
なっており、遮蔽部Crが透過部Ｇに囲まれるような構成
のパターンであるため、従来の位相シフト法を用いた場
合には以下に詳述するようにパターン欠陥が生じる。す
なわち、本実施例のパターンRPに対して最も効果的に周
波数変調が行えるように、透過光の位相を、例えばπだ
け変化させる膜厚の位相部材（誘電体膜）を設けた場
合、第１図（ｂ）のようになる。第１図（ｂ）において
Ｈで示した部分が、位相部材πが設けられている透明部
である。同図からわかるように、このパターンでは透過
部（マスク裸面部）Ｇ上に位相部材πのエッジがあるの
で、パターンをポジレジスト上に露光し、現像処理を施
した場合には、第１図（ｃ）のように遮蔽部Crに対応し
たレジストパターン（凸部）Ｒとともに、位相部材πの
エッジに対応してレジストが残る。すなわち、スペース
パターン（凹部）Ｓ上に、細いレジストパターン（凸
部）Ｅができてしまう。
そこで、第１図（ｄ），（ｅ）に示すように、格子パ
ターン（第１図（ａ）に示した本発明の全体パターン）
RPを、横方向のパターンRP1と縦方向のパターンRP2とに
分解し、それぞれの透明部に１つおきに位相部材を設け
た。これら分解パターンRP1、RP2は、それぞれ遮光部Cr
1、Cr2と透過部とが交互に繰り返して配置されており、
各透明部のうち、位相部材πを設けた透明部をH1,H2、
位相部材のない透明部をG1,G2として示した。同図から
わかるように、ここで、分解パターンRP1、RP2の各々
は、第１図（ａ）に示した全体パターンRPを成す透過部
Ｇの一部分に対応した透明部G1,G2の周辺を囲む遮光部C
r1、Cr2（但し、第１図（ｄ）、（ｅ）には図示してい
ないが、ここでは遮光部としてパターン領域PAを囲む遮
光帯LSTも含むものとする）を有するとともに、全体パ
ターンRPを成す遮蔽部Crの一部分に対応した各遮光部Cr
1、Cr2の対向した２つのエッジ部が互いに異なる透明部
G1又はH1、G2又はH2に隣接して形成される。この結果、
全体パターンは各位相部材πのエッジ部が透明部Ｇ内に
存在しないように複数のパターンに分解されることにな
る。従って、第１図（ｂ）に示した全体パターンでは各
位相部材πのエッジ部が透明部Ｇ内に存在していたが、
第１図（ｄ）、（ｅ）に示した分解パターンRP1、RP2の
各々では各位相部材πのエッジ部が遮光部Cr1、Cr2内に
存在することになる。そして、第１図（ｄ），（ｅ）中
のＡ点が重なるように、順次位置合わせして重ね合わせ
露光を行なったところ、第１図（ｆ）のように、スペー
スパターンＳ上にレジストが残ることなく、欠陥の無い
レジストパターンＲを得ることができた。
ターン（第１図（ａ）に示した本発明の全体パターン）
RPを、横方向のパターンRP1と縦方向のパターンRP2とに
分解し、それぞれの透明部に１つおきに位相部材を設け
た。これら分解パターンRP1、RP2は、それぞれ遮光部Cr
1、Cr2と透過部とが交互に繰り返して配置されており、
各透明部のうち、位相部材πを設けた透明部をH1,H2、
位相部材のない透明部をG1,G2として示した。同図から
わかるように、ここで、分解パターンRP1、RP2の各々
は、第１図（ａ）に示した全体パターンRPを成す透過部
Ｇの一部分に対応した透明部G1,G2の周辺を囲む遮光部C
r1、Cr2（但し、第１図（ｄ）、（ｅ）には図示してい
ないが、ここでは遮光部としてパターン領域PAを囲む遮
光帯LSTも含むものとする）を有するとともに、全体パ
ターンRPを成す遮蔽部Crの一部分に対応した各遮光部Cr
1、Cr2の対向した２つのエッジ部が互いに異なる透明部
G1又はH1、G2又はH2に隣接して形成される。この結果、
全体パターンは各位相部材πのエッジ部が透明部Ｇ内に
存在しないように複数のパターンに分解されることにな
る。従って、第１図（ｂ）に示した全体パターンでは各
位相部材πのエッジ部が透明部Ｇ内に存在していたが、
第１図（ｄ）、（ｅ）に示した分解パターンRP1、RP2の
各々では各位相部材πのエッジ部が遮光部Cr1、Cr2内に
存在することになる。そして、第１図（ｄ），（ｅ）中
のＡ点が重なるように、順次位置合わせして重ね合わせ
露光を行なったところ、第１図（ｆ）のように、スペー
スパターンＳ上にレジストが残ることなく、欠陥の無い
レジストパターンＲを得ることができた。
（第２実施例） 第２実施例は、本発明を孤立した直線パターン（第２
図（ａ））に適用した例である。第２図（ａ）におい
て、パターン領域PA内のマスク裸面部（透過部Ｇ）に
は、クロム等の遮蔽部Crで３本の直線パターンが形成さ
れている。
図（ａ））に適用した例である。第２図（ａ）におい
て、パターン領域PA内のマスク裸面部（透過部Ｇ）に
は、クロム等の遮蔽部Crで３本の直線パターンが形成さ
れている。
従来の方法で、周波数変調型の位相部材πを設けた場
合には例えば第２図（ｂ）のようなパターンになる。こ
の場合にも、ポジレジストを用いてパターンの転写をす
ると、透過部Ｇ上にある位相部材πのエッジ部が、第２
図（ｃ）のように遮光部Crに対応したレジストパターン
（凸部）Ｒとともに、スペースパターン（凹部）Ｓ上に
レジストパターンＥとして残り、欠陥となってしまう。
合には例えば第２図（ｂ）のようなパターンになる。こ
の場合にも、ポジレジストを用いてパターンの転写をす
ると、透過部Ｇ上にある位相部材πのエッジ部が、第２
図（ｃ）のように遮光部Crに対応したレジストパターン
（凸部）Ｒとともに、スペースパターン（凹部）Ｓ上に
レジストパターンＥとして残り、欠陥となってしまう。
そこで、第２図（ｄ）に示すような、全体パターン
（第２図（ｂ））の透過部Ｇ上にある位相部材πのエッ
ジ部に対応する部分を透過部G3としてもつパターンを用
意した。そして、第２図（ｂ）に示したマスクパターン
の露光に続けてこのパターンをＡ点が重なるように位置
合わせして重ね合わせ露光するようにした。この結果を
第２図（ｅ）に示す。同図から明らかなように、スペー
スパターンＳ上にレジストが残ることなく、欠陥のない
レジストパターンＲを得ることができる。
（第２図（ｂ））の透過部Ｇ上にある位相部材πのエッ
ジ部に対応する部分を透過部G3としてもつパターンを用
意した。そして、第２図（ｂ）に示したマスクパターン
の露光に続けてこのパターンをＡ点が重なるように位置
合わせして重ね合わせ露光するようにした。この結果を
第２図（ｅ）に示す。同図から明らかなように、スペー
スパターンＳ上にレジストが残ることなく、欠陥のない
レジストパターンＲを得ることができる。
ここでは第２図（ｄ）のパターンにより、前述の位相
部材πのエッジ部に対応した部分のレジストが露光され
るようにしたので、基板上にレジストが残ってしまう現
象を防ぐことができた。
部材πのエッジ部に対応した部分のレジストが露光され
るようにしたので、基板上にレジストが残ってしまう現
象を防ぐことができた。
（第３実施例） 第３実施例は、複雑な形状をもつ孤立したパターンが
周期的に並んだマスクパターン（第３図（ａ）で示す）
に、本発明の２つの露光方法（第１、第２の実施例によ
る方法）を単独、または組合せて適用した例である。
周期的に並んだマスクパターン（第３図（ａ）で示す）
に、本発明の２つの露光方法（第１、第２の実施例によ
る方法）を単独、または組合せて適用した例である。
第３図（ａ）に示すように、パターン領域PA内のマス
ク裸面部（透過部Ｇ）には、遮蔽部Crにより形成された
複数の孤立パターンが周期的に配列されている。従っ
て、このままでは周波数変調型の位相部材を設けても、
先の第１、第２実施例と同様に位相部材のエッジ部に対
応した部分のレジストが残ってしまい、所望のレジスト
パターンを得ることは困難である。
ク裸面部（透過部Ｇ）には、遮蔽部Crにより形成された
複数の孤立パターンが周期的に配列されている。従っ
て、このままでは周波数変調型の位相部材を設けても、
先の第１、第２実施例と同様に位相部材のエッジ部に対
応した部分のレジストが残ってしまい、所望のレジスト
パターンを得ることは困難である。
これに対し、第３図（ｂ）で示す位相部材πを設けた
第１のフォトマスクと、第１のフォトマスクにおいて、
透過部Ｇ上にある位相部材πのエッジ部に対応した部分
に露光を行なうための第２のマスク（第３図（ｃ））を
用意し、ポジレジスト付ウエハに対して２つのマスクの
Ａ点が互いに重なるように位置合わせして露光を行なっ
たところ、第３図（ｄ）のようにスペースパターンＳ上
にレジストが残ることなく、欠陥の無いレジストパター
ンＲを得ることができた。ここで、第３図（ｂ）、
（ｃ）に示したパターンでは共に、透過部Ｇ透過部Ｇ内
に位相部材πのエッジ部が存在しているが、重ね合わせ
露光を行った場合にはいずれのフォトマスクのエッジ部
であっても、他方のフォトマスクの透過部Ｇ（位相部材
πを備えた透過部も含む）に重なるため、エッジ部に対
応した部分のレジストが基板上に残存することはない。
尚、第３図（ｃ）で示す分解パターンにおいても位相部
材πを設けているが、第３図（ｂ）に示したパターンに
おける各透明部の間隔（遮光部Crの線幅）が投影光学系
の解像度に比較して充分に大きい場合には、特に設けな
くてもよい。
第１のフォトマスクと、第１のフォトマスクにおいて、
透過部Ｇ上にある位相部材πのエッジ部に対応した部分
に露光を行なうための第２のマスク（第３図（ｃ））を
用意し、ポジレジスト付ウエハに対して２つのマスクの
Ａ点が互いに重なるように位置合わせして露光を行なっ
たところ、第３図（ｄ）のようにスペースパターンＳ上
にレジストが残ることなく、欠陥の無いレジストパター
ンＲを得ることができた。ここで、第３図（ｂ）、
（ｃ）に示したパターンでは共に、透過部Ｇ透過部Ｇ内
に位相部材πのエッジ部が存在しているが、重ね合わせ
露光を行った場合にはいずれのフォトマスクのエッジ部
であっても、他方のフォトマスクの透過部Ｇ（位相部材
πを備えた透過部も含む）に重なるため、エッジ部に対
応した部分のレジストが基板上に残存することはない。
尚、第３図（ｃ）で示す分解パターンにおいても位相部
材πを設けているが、第３図（ｂ）に示したパターンに
おける各透明部の間隔（遮光部Crの線幅）が投影光学系
の解像度に比較して充分に大きい場合には、特に設けな
くてもよい。
また、第３図（ａ）のパターンを、第１実施例での方
法に基づいて第３図（ｅ），（ｆ）に示す２つのパター
ンに分解して露光を行なっても、同様に欠陥の無いパタ
ーンを得ることができた。第３図（ｅ）、（ｆ）に示す
分解パターンは共に、パターン領域PA内のマスク裸面部
（透過部Ｇ）に遮光部Cr（図中の斜線部）によりパター
ンが形成されており、その透過部Ｇの一部には位相部材
が設けられている。ここで、第３図（ｅ），（ｆ）の分
解パターンにおいて、遮光部Cr内で斜線部がオーバーラ
ップする部分であって、最終的に目的とするパターン
（第３図（ａ））の遮蔽部Crである。このように分解し
た場合には、図からわかるように、それぞれのフォトマ
スク（分解パターン）の遮光部Crの幅は、第３図（ａ）
に示した元のパターンに比べて大きなものとなるので、
この面からも解像度向上の効果が得られる。
法に基づいて第３図（ｅ），（ｆ）に示す２つのパター
ンに分解して露光を行なっても、同様に欠陥の無いパタ
ーンを得ることができた。第３図（ｅ）、（ｆ）に示す
分解パターンは共に、パターン領域PA内のマスク裸面部
（透過部Ｇ）に遮光部Cr（図中の斜線部）によりパター
ンが形成されており、その透過部Ｇの一部には位相部材
が設けられている。ここで、第３図（ｅ），（ｆ）の分
解パターンにおいて、遮光部Cr内で斜線部がオーバーラ
ップする部分であって、最終的に目的とするパターン
（第３図（ａ））の遮蔽部Crである。このように分解し
た場合には、図からわかるように、それぞれのフォトマ
スク（分解パターン）の遮光部Crの幅は、第３図（ａ）
に示した元のパターンに比べて大きなものとなるので、
この面からも解像度向上の効果が得られる。
［発明の効果］ 本発明によれば、位相部材のエッジ部がパターン欠陥
となる現象を防ぐことができるため、いままで空間周波
数変調型の位相シフター法を適用できなかったパターン
に対しても位相シフト法を適用することが可能である。
となる現象を防ぐことができるため、いままで空間周波
数変調型の位相シフター法を適用できなかったパターン
に対しても位相シフト法を適用することが可能である。
第１図、第２図、第３図は本発明実施例によるフォトマ
スク及び露光方法を模式的に表した図、第４図は従来の
位相シフト法によるパターン欠陥を説明する図である。 ［主要部分の符号の説明］ A:パターンの原点 R:レジストパターン S:スペースパターン E:パターン欠陥 π：位相部材
スク及び露光方法を模式的に表した図、第４図は従来の
位相シフト法によるパターン欠陥を説明する図である。 ［主要部分の符号の説明］ A:パターンの原点 R:レジストパターン S:スペースパターン E:パターン欠陥 π：位相部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬込 伸貴 東京都品川区西大井１丁目６番３号 株 式会社ニコン大井製作所内 (56)参考文献 特開 平４−76551（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−162668（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−173219（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166938（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147142（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/08 H01L 21/027 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (6)
- 【請求項１】フォトマスクを介して所定のエネルギー線
で感応基板を露光する方法において、 前記感応基板上に形成すべき２次元パターンを、第１方
向に透過部と遮蔽部とが交互に配列される第１パターン
と、前記第１方向と直交する第２方向に透過部と遮蔽部
とが交互に配列される第２パターンとを含む複数のパタ
ーンに分けるとともに、前記遮蔽部を挟む両側の透過部
で前記エネルギー線に位相差が生じるようにその両側の
透過部の少なくとも一方で前記エネルギー線の位相を変
化させる位相部材を設け、前記感応基板上に前記位相部
材のエッジ部を除いて前記２次元パターンが形成される
ように、前記複数のパターンにそれぞれ前記エネルギー
線を照射して前記感応基板上で前記複数のパターンを重
ね合わせ露光することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】前記複数のパターンはそれぞれ異なるフォ
トマスクに形成されることを特徴とする請求項１に記載
の露光方法。 - 【請求項３】前記第１及び第２パターンはそれぞれ空間
周波数変調型であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の露光方法。 - 【請求項４】フォトマスクを介して所定のエネルギー線
で感応基板を露光する方法において、 前記エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とが交互に配
列され、前記遮蔽部を挟む両側の透過部で前記エネルギ
ー線に位相差が生じるようにその両側の透過部の少なく
とも一方で前記エネルギー線の位相を変化させる位相部
材が設けられるラインアンドスペースパターンに前記エ
ネルギー線を照射して前記感応基板を露光し、かつ前記
ラインアンドスペースパターンの配列方向に関して前記
位相部材の複数のエッジ部を包含する大きさで透過部が
形成されるフォトマスクを介して、前記感応基板上での
前記複数のエッジ部の転写領域を前記エネルギー線で露
光することを特徴する露光方法。 - 【請求項５】前記フォトマスクは、前記感応基板上の前
記ラインアンドスペースパターンの転写領域が前記エネ
ルギー線で照射されるのを阻止する遮蔽部を有すること
を特徴とする請求項４に記載の露光方法。 - 【請求項６】前記フォトマスクは、前記ラインアンドス
ペースパターンが形成されるフォトマスクと異なること
を特徴とする請求項４又は５に記載の露光方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31414890A JP3094439B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31414890A JP3094439B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186244A JPH04186244A (ja) | 1992-07-03 |
| JP3094439B2 true JP3094439B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=18049808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31414890A Expired - Fee Related JP3094439B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094439B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH1012543A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 位相シフトマスクを用いたパターンの形成方法 |
| JPH1083061A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | 位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクを用いたパターン形成方法 |
| JPH10284377A (ja) | 1997-04-07 | 1998-10-23 | Nikon Corp | 露光方法及び該方法を用いたデバイスの製造方法 |
| JP3385325B2 (ja) | 1998-11-09 | 2003-03-10 | 日本電気株式会社 | 格子パターンの露光方法および露光装置 |
| US7083879B2 (en) * | 2001-06-08 | 2006-08-01 | Synopsys, Inc. | Phase conflict resolution for photolithographic masks |
| US6787271B2 (en) | 2000-07-05 | 2004-09-07 | Numerical Technologies, Inc. | Design and layout of phase shifting photolithographic masks |
| US6852471B2 (en) | 2001-06-08 | 2005-02-08 | Numerical Technologies, Inc. | Exposure control for phase shifting photolithographic masks |
| EP3229077A1 (en) | 2003-04-09 | 2017-10-11 | Nikon Corporation | Exposure method and apparatus, and method for fabricating device |
| TWI511179B (zh) | 2003-10-28 | 2015-12-01 | 尼康股份有限公司 | 照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
| TWI519819B (zh) | 2003-11-20 | 2016-02-01 | 尼康股份有限公司 | 光束變換元件、光學照明裝置、曝光裝置、以及曝光方法 |
| TWI389174B (zh) | 2004-02-06 | 2013-03-11 | 尼康股份有限公司 | 偏光變換元件、光學照明裝置、曝光裝置以及曝光方法 |
| KR101544336B1 (ko) | 2005-05-12 | 2015-08-12 | 가부시키가이샤 니콘 | 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 |
| JP5267029B2 (ja) | 2007-10-12 | 2013-08-21 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、露光装置及びデバイスの製造方法 |
| US8379187B2 (en) | 2007-10-24 | 2013-02-19 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9116346B2 (en) | 2007-11-06 | 2015-08-25 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31414890A patent/JP3094439B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04186244A (ja) | 1992-07-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |