JPH0566551A - 露光マスク及びその作成方法 - Google Patents
露光マスク及びその作成方法Info
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- JPH0566551A JPH0566551A JP22795091A JP22795091A JPH0566551A JP H0566551 A JPH0566551 A JP H0566551A JP 22795091 A JP22795091 A JP 22795091A JP 22795091 A JP22795091 A JP 22795091A JP H0566551 A JPH0566551 A JP H0566551A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、露光マスク及びその作成方法に関
し、更に詳しく言えば、露光法により半導体基板等の表
面にパターンの転写を行うための露光マスク及びその作
成方法に関し、従来知られている位相シフト法以外の方
法を用いて、露光光の短波長化，高開口数化による解像
力の向上が有効に行われるようにすることができる露光
マスク及びその作成方法を提供することを目的とする。 【構成】透明な基板８の一表面に透光領域１２と遮光領
域１１とを有する露光マスク１３において、透光領域１
２に１よりも大きい屈折率を有する集光部14ｂを有し、
集光部14ｂは、露光光の入射面及び出射面のどちらか一
方の面が露出し、かつ少なくとも該入射面及び出射面の
どちらか一方の面が集光部14ｂの内央部に対して凸形状
を有していることを含み構成する。
し、更に詳しく言えば、露光法により半導体基板等の表
面にパターンの転写を行うための露光マスク及びその作
成方法に関し、従来知られている位相シフト法以外の方
法を用いて、露光光の短波長化，高開口数化による解像
力の向上が有効に行われるようにすることができる露光
マスク及びその作成方法を提供することを目的とする。 【構成】透明な基板８の一表面に透光領域１２と遮光領
域１１とを有する露光マスク１３において、透光領域１
２に１よりも大きい屈折率を有する集光部14ｂを有し、
集光部14ｂは、露光光の入射面及び出射面のどちらか一
方の面が露出し、かつ少なくとも該入射面及び出射面の
どちらか一方の面が集光部14ｂの内央部に対して凸形状
を有していることを含み構成する。
Description
【０００１】（目次） ・産業上の利用分野 ・従来の技術（図５，図６） ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例 （１）第１の実施例（図１，図２） （２）第２の実施例（図３） （３）第３の実施例（図４） ・発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、露光マスク及びその作
成方法に関し、更に詳しく言えば、露光法により半導体
基板等の表面にパターンの転写を行うための露光マスク
及びその作成方法に関する。
成方法に関し、更に詳しく言えば、露光法により半導体
基板等の表面にパターンの転写を行うための露光マスク
及びその作成方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】図５は、従来例の露光マスクの断面図
で、図中符号１は透明な基板、２は基板１の一表面に選
択的に形成された遮光膜で、遮光膜２の形成されていな
い透光領域が半導体基板上へのパターン形成領域に対応
している。
で、図中符号１は透明な基板、２は基板１の一表面に選
択的に形成された遮光膜で、遮光膜２の形成されていな
い透光領域が半導体基板上へのパターン形成領域に対応
している。
【０００４】このような露光マスク３を用いて、次のよ
うに露光を行っている。即ち、まず、露光マスク３を光
源４と投影系のレンズ５との間に設置する。次いで、光
源４から紫外線を照射すると、露光マスク３の透光領域
を通過した紫外線が投影系のレンズ５を介して半導体基
板６上のレジスト膜７に選択的に照射される。
うに露光を行っている。即ち、まず、露光マスク３を光
源４と投影系のレンズ５との間に設置する。次いで、光
源４から紫外線を照射すると、露光マスク３の透光領域
を通過した紫外線が投影系のレンズ５を介して半導体基
板６上のレジスト膜７に選択的に照射される。
【０００５】その後、レジスト膜７を現像すると、紫外
線の照射領域のレジスト膜７が残存してレジストパター
ンが形成される。上記の露光方法では、解像力の向上の
ため、以下の式に示されるように、 解像力＝Ｋ×λ／ＮＡ 但し、Ｋ：定数、 λ：露光光の波長、 ＮＡ：投影系のレンズ５の開口数、 主として露光光の波長λが短波長化され，或いは投影系
のレンズ５の開口数ＮＡが大きくされる。
線の照射領域のレジスト膜７が残存してレジストパター
ンが形成される。上記の露光方法では、解像力の向上の
ため、以下の式に示されるように、 解像力＝Ｋ×λ／ＮＡ 但し、Ｋ：定数、 λ：露光光の波長、 ＮＡ：投影系のレンズ５の開口数、 主として露光光の波長λが短波長化され，或いは投影系
のレンズ５の開口数ＮＡが大きくされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、露光光の波長
λを短かくし、或いは投影系のレンズ５の開口数ＮＡを
大きくしても、その割に解像力が向上しないという問題
がある。これは、露光光の回折現象により露光光が広が
り、定数Ｋが小さくならないためである。
λを短かくし、或いは投影系のレンズ５の開口数ＮＡを
大きくしても、その割に解像力が向上しないという問題
がある。これは、露光光の回折現象により露光光が広が
り、定数Ｋが小さくならないためである。
【０００７】なお、この問題の解決のため、例えば、図
６（ａ）〜（ｃ）に示すように、位相シフト法と呼ばれ
る露光法を用いて紫外線の照射領域と非照射領域との境
界部分での光強度を相殺により弱めることにより、照射
領域と非照射領域との光強度のコントラストをあげるよ
うにしている。
６（ａ）〜（ｃ）に示すように、位相シフト法と呼ばれ
る露光法を用いて紫外線の照射領域と非照射領域との境
界部分での光強度を相殺により弱めることにより、照射
領域と非照射領域との光強度のコントラストをあげるよ
うにしている。
【０００８】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑みて
なされたもので、従来知られている位相シフト法以外の
方法を用いて、露光光の短波長化，高開口数化による解
像力の向上が有効に行われるようにすることができる露
光マスク及びその作成方法を提供することを目的とする
ものである。
なされたもので、従来知られている位相シフト法以外の
方法を用いて、露光光の短波長化，高開口数化による解
像力の向上が有効に行われるようにすることができる露
光マスク及びその作成方法を提供することを目的とする
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、透
明な基板の一表面に透光領域と遮光領域とを有する露光
マスクにおいて、前記透光領域に１よりも大きい屈折率
を有する集光部を有し、該集光部は、露光光の入射面及
び出射面のどちらか一方の面が露出し、かつ少なくとも
該入射面及び出射面のどちらか一方の面が集光部の内央
部に対して凸形状を有していることを特徴とする露光マ
スクによって達成され、第２に、前記集光部は前記基板
上に形成された１より大きい屈折率を有するネガティブ
ホトレジスト膜からなり、該ネガティブホトレジスト膜
の膜厚は中央部で厚く、かつ周辺部で漸減していること
を特徴とする第１の発明に記載の露光マスクによって達
成され、第３に、透明な基板の一表面に選択的に遮光膜
を形成し、該遮光膜の形成領域に対応する遮光領域及び
該遮光領域以外の透光領域を確定する工程と、１より大
きい屈折率を有する感光性集光膜を前記一表面上に形成
する工程と、前記基板の他の一表面から露光光を入射
し、前記遮光膜をマスクとして前記透光領域の感光性集
光膜に選択的に前記露光光を照射する工程と、前記感光
性集光膜を現像して前記透光領域に該感光性集光膜を残
存する工程と、前記残存する感光性集光膜を溶融・流動
させた後、固化し、前記感光性集光膜からなる凸形状の
集光部を前記透光領域に形成する工程とを有する露光マ
スクの作成方法によって達成され、第４に、前記集光部
は、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よりも大
きい、前記基板の表層の粒子導入部からなり、該粒子導
入部の粒子の導入深さは中央部で深く、かつ周辺部で漸
減している、又は前記粒子導入部での粒子導入量は中央
部で多く、周辺部で漸減していることを特徴とする第１
の発明に記載の露光マスクによって達成され、第５に、
透明な基板の一表面に選択的に遮光膜を形成し、該遮光
膜の形成領域に対応する遮光領域及び該遮光領域以外の
透光領域を確定する工程と、吸光度の高い感光性粒子侵
入制御膜を前記一表面に形成する工程と、前記基板の他
の一表面から露光光を入射し、前記遮光膜をマスクとし
て前記透光領域の感光性粒子侵入制御膜に選択的に前記
露光光を照射し、前記透光領域と前記遮光領域との境界
部領域において前記透光領域の内側に行くに従って照射
深さの漸増する照射領域を形成する工程と、前記感光性
粒子侵入制御膜を現像して前記照射領域を選択的に除去
し、前記照射深さに対応して側壁が傾斜している開口部
を形成する工程と、前記側壁の傾斜している開口部を介
して前記基板に粒子を導入し、屈折率が１より大きく、
かつ基板の屈折率よりも大きい粒子導入部であって、前
記側壁の傾斜に対応して前記基板内への粒子の導入深さ
が周辺部で漸減している集光部を前記透光領域に形成す
る工程とを有する露光マスクの作成方法によって達成さ
れる。
明な基板の一表面に透光領域と遮光領域とを有する露光
マスクにおいて、前記透光領域に１よりも大きい屈折率
を有する集光部を有し、該集光部は、露光光の入射面及
び出射面のどちらか一方の面が露出し、かつ少なくとも
該入射面及び出射面のどちらか一方の面が集光部の内央
部に対して凸形状を有していることを特徴とする露光マ
スクによって達成され、第２に、前記集光部は前記基板
上に形成された１より大きい屈折率を有するネガティブ
ホトレジスト膜からなり、該ネガティブホトレジスト膜
の膜厚は中央部で厚く、かつ周辺部で漸減していること
を特徴とする第１の発明に記載の露光マスクによって達
成され、第３に、透明な基板の一表面に選択的に遮光膜
を形成し、該遮光膜の形成領域に対応する遮光領域及び
該遮光領域以外の透光領域を確定する工程と、１より大
きい屈折率を有する感光性集光膜を前記一表面上に形成
する工程と、前記基板の他の一表面から露光光を入射
し、前記遮光膜をマスクとして前記透光領域の感光性集
光膜に選択的に前記露光光を照射する工程と、前記感光
性集光膜を現像して前記透光領域に該感光性集光膜を残
存する工程と、前記残存する感光性集光膜を溶融・流動
させた後、固化し、前記感光性集光膜からなる凸形状の
集光部を前記透光領域に形成する工程とを有する露光マ
スクの作成方法によって達成され、第４に、前記集光部
は、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よりも大
きい、前記基板の表層の粒子導入部からなり、該粒子導
入部の粒子の導入深さは中央部で深く、かつ周辺部で漸
減している、又は前記粒子導入部での粒子導入量は中央
部で多く、周辺部で漸減していることを特徴とする第１
の発明に記載の露光マスクによって達成され、第５に、
透明な基板の一表面に選択的に遮光膜を形成し、該遮光
膜の形成領域に対応する遮光領域及び該遮光領域以外の
透光領域を確定する工程と、吸光度の高い感光性粒子侵
入制御膜を前記一表面に形成する工程と、前記基板の他
の一表面から露光光を入射し、前記遮光膜をマスクとし
て前記透光領域の感光性粒子侵入制御膜に選択的に前記
露光光を照射し、前記透光領域と前記遮光領域との境界
部領域において前記透光領域の内側に行くに従って照射
深さの漸増する照射領域を形成する工程と、前記感光性
粒子侵入制御膜を現像して前記照射領域を選択的に除去
し、前記照射深さに対応して側壁が傾斜している開口部
を形成する工程と、前記側壁の傾斜している開口部を介
して前記基板に粒子を導入し、屈折率が１より大きく、
かつ基板の屈折率よりも大きい粒子導入部であって、前
記側壁の傾斜に対応して前記基板内への粒子の導入深さ
が周辺部で漸減している集光部を前記透光領域に形成す
る工程とを有する露光マスクの作成方法によって達成さ
れる。
【００１０】
【作用】本発明の露光マスクにおいては、露光マスクの
基板の透光領域に１よりも大きい屈折率を有する集光部
を有し、この集光部は、露光光の入射面及び出射面のど
ちらか一方の面が露出し、かつ少なくとも入射面及び出
射面のどちらか一方の面が集光部の内央部に対して凸形
状を有している。
基板の透光領域に１よりも大きい屈折率を有する集光部
を有し、この集光部は、露光光の入射面及び出射面のど
ちらか一方の面が露出し、かつ少なくとも入射面及び出
射面のどちらか一方の面が集光部の内央部に対して凸形
状を有している。
【００１１】従って、出射面で屈折率の大きい方から小
さい方に露光光は出射することになるので、例えば、露
光光の出射面が露出し、かつ入射面が平坦で、かつ出射
面が凸形状を有している場合、スネルの法則より、 ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ 但し、ｎ１：集光部の物質の屈折率 θ１：入射角 ｎ２：出射側の物質の屈折率 θ２：出射角 出射した露光光は光軸の方に屈折する。同様に、露光光
の入射面及び出射面のどちらか一方の面が露出し、かつ
少なくとも入射面及び出射面のどちらか一方の面が集光
部の中央部に対して凸形状を有している他の場合も、出
射した露光光は光軸の方に屈折する。
さい方に露光光は出射することになるので、例えば、露
光光の出射面が露出し、かつ入射面が平坦で、かつ出射
面が凸形状を有している場合、スネルの法則より、 ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ 但し、ｎ１：集光部の物質の屈折率 θ１：入射角 ｎ２：出射側の物質の屈折率 θ２：出射角 出射した露光光は光軸の方に屈折する。同様に、露光光
の入射面及び出射面のどちらか一方の面が露出し、かつ
少なくとも入射面及び出射面のどちらか一方の面が集光
部の中央部に対して凸形状を有している他の場合も、出
射した露光光は光軸の方に屈折する。
【００１２】このため、出射した露光光は集光するの
で、露光光は照射領域の内側の方に向かって感光性膜に
入射する。従って、照射領域の外側の非照射領域に向か
う回折光や散乱光は減少するので、光強度のコントラス
トが向上し、次式の 解像力＝Ｋ×λ／ＮＡ 但し、Ｋ：定数、 λ：露光光の波長、 ＮＡ：投影系のレンズの開口数、 定数Ｋが小さくなる。このため、露光光の波長λの短波
長化，高開口数化による解像力の向上が有効に行われる
ようにすることができる。
で、露光光は照射領域の内側の方に向かって感光性膜に
入射する。従って、照射領域の外側の非照射領域に向か
う回折光や散乱光は減少するので、光強度のコントラス
トが向上し、次式の 解像力＝Ｋ×λ／ＮＡ 但し、Ｋ：定数、 λ：露光光の波長、 ＮＡ：投影系のレンズの開口数、 定数Ｋが小さくなる。このため、露光光の波長λの短波
長化，高開口数化による解像力の向上が有効に行われる
ようにすることができる。
【００１３】また、本発明の露光マスクの作成方法によ
れば、第１に、遮光膜の形成されていない透光領域に選
択的に形成された感光性集光膜を溶融・流動した後、固
化しているので、集光部は透光領域に形成され、かつ集
光部の形状は表面張力により膜厚が中央部で厚く、周辺
部で漸減するような凸レンズ状に形成される。これによ
り、上記の解像力の向上が図れる露光マスクを作成する
ことができる。例えば上記の感光性集光膜としてポジテ
ィブホトレジスト膜を用いることができる。
れば、第１に、遮光膜の形成されていない透光領域に選
択的に形成された感光性集光膜を溶融・流動した後、固
化しているので、集光部は透光領域に形成され、かつ集
光部の形状は表面張力により膜厚が中央部で厚く、周辺
部で漸減するような凸レンズ状に形成される。これによ
り、上記の解像力の向上が図れる露光マスクを作成する
ことができる。例えば上記の感光性集光膜としてポジテ
ィブホトレジスト膜を用いることができる。
【００１４】第２に、吸光度の高い感光性粒子侵入制御
膜に選択的に露光光を照射・現像して側壁の傾斜してい
る開口部を形成し、この開口部を介して基板に粒子を導
入し、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よりも
大きい粒子導入部であって、側壁の傾斜に対応して前記
基板内への粒子の導入深さが中央部で深く、かつ周辺部
で漸減している、又は前記粒子導入部での粒子導入量は
中央部で多く、周辺部で漸減している集光部を透光領域
に形成している。従って、集光部の形状は出射面が平坦
に、かつ入射面が集光部の内央部に対して凸レンズ状に
形成される。これにより、上記の解像力の向上が図れる
露光マスクを作成することができる。
膜に選択的に露光光を照射・現像して側壁の傾斜してい
る開口部を形成し、この開口部を介して基板に粒子を導
入し、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よりも
大きい粒子導入部であって、側壁の傾斜に対応して前記
基板内への粒子の導入深さが中央部で深く、かつ周辺部
で漸減している、又は前記粒子導入部での粒子導入量は
中央部で多く、周辺部で漸減している集光部を透光領域
に形成している。従って、集光部の形状は出射面が平坦
に、かつ入射面が集光部の内央部に対して凸レンズ状に
形成される。これにより、上記の解像力の向上が図れる
露光マスクを作成することができる。
【００１５】
（１）第１の実施例 図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施例の露光マ
スクの作成方法について説明する断面図である。
スクの作成方法について説明する断面図である。
【００１６】まず、図１（ａ）に示すように、屈折率
（ｎ０）約１．４５のガラスからなる透明な基板８の一
表面にクロム膜を形成した後、レジスト膜１０のパター
ンを形成する。続いて、レジスト膜１０のパターンをマ
スクとして透光領域１２となるべき領域のクロム膜を選
択的に除去して、遮光領域１１となるべき領域に遮光膜
９としてのクロム膜を残存する。
（ｎ０）約１．４５のガラスからなる透明な基板８の一
表面にクロム膜を形成した後、レジスト膜１０のパター
ンを形成する。続いて、レジスト膜１０のパターンをマ
スクとして透光領域１２となるべき領域のクロム膜を選
択的に除去して、遮光領域１１となるべき領域に遮光膜
９としてのクロム膜を残存する。
【００１７】次いで、屈折率（ｎ１）約１．３〜１．
６，膜厚約１μｍのネガティブホトレジスト膜からなる
感光性集光膜１４を形成した後、感光性集光膜１４の形
成面と反対の面から遮光膜９をマスクとして紫外線を感
光性集光膜１４に選択的に照射する（図１（ｂ））。
６，膜厚約１μｍのネガティブホトレジスト膜からなる
感光性集光膜１４を形成した後、感光性集光膜１４の形
成面と反対の面から遮光膜９をマスクとして紫外線を感
光性集光膜１４に選択的に照射する（図１（ｂ））。
【００１８】次に、感光性集光膜１４を現像すると、紫
外線の照射領域であって、透光領域１２に感光性集光膜
１４が残存する（図１（ｃ））。次いで、温度１３０℃
で加熱し、感光性集光膜14ａを溶融・流動する。このと
き、溶融・流動した感光性集光膜14ａは表面張力により
凸レンズ状になる。そして、そのまま冷却すると、出射
面が集光部14ａの中心に対して凸形状を有している集光
部14ｂが形成される（図１（ｄ））。
外線の照射領域であって、透光領域１２に感光性集光膜
１４が残存する（図１（ｃ））。次いで、温度１３０℃
で加熱し、感光性集光膜14ａを溶融・流動する。このと
き、溶融・流動した感光性集光膜14ａは表面張力により
凸レンズ状になる。そして、そのまま冷却すると、出射
面が集光部14ａの中心に対して凸形状を有している集光
部14ｂが形成される（図１（ｄ））。
【００１９】次に、この露光マスク１３を用いて、例え
ば半導体基板上の配線を形成するためのマスクとしての
レジストパターンを形成する方法について図２を参照し
ながら説明する。
ば半導体基板上の配線を形成するためのマスクとしての
レジストパターンを形成する方法について図２を参照し
ながら説明する。
【００２０】まず、露光マスク１３を光源１５と投影系
のレンズ１６との間に設置する。次いで、光源１５から
紫外線を照射すると、露光マスク１３の透光領域を通過
した紫外線が投影系のレンズ１６を介して半導体基板１
７上のレジスト膜１８に選択的に照射される。
のレンズ１６との間に設置する。次いで、光源１５から
紫外線を照射すると、露光マスク１３の透光領域を通過
した紫外線が投影系のレンズ１６を介して半導体基板１
７上のレジスト膜１８に選択的に照射される。
【００２１】このとき、透光領域１２に、露光マスク１
３の透光領域１２に１よりも大きい屈折率を有する集光
部14ｂを有し、この集光部14ｂは、露光光の出射面が大
気に露出し、かつ入射面が平坦で、かつ出射面が集光部
14ｂの中心に対して凸形状を有している。従って、平坦
な入射面では集光部14ｂの屈折率ｎ１と基板８の屈折率
ｎ０とがほぼ等しいので、紫外線は直進する。一方、凸
形状の出射面では屈折率の大きい方から小さい方に露光
光は出射することになるので、スネルの法則より、 ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ 但し、ｎ１：集光部14ｂのネガティブホトレジスト膜の
屈折率（＝１．３〜１．６） θ１：入射角 ｎ２：出射側の大気の屈折率（＝１） θ２：出射角 出射した露光光は光軸の方に屈折し、集光するので、露
光光は照射領域１２の内側の方に向かってレジスト膜
（被露光体）１８に入射する。従って、照射領域１２の
外側の非照射領域（遮光領域）１１に向かう回折光や散
乱光は減少する。
３の透光領域１２に１よりも大きい屈折率を有する集光
部14ｂを有し、この集光部14ｂは、露光光の出射面が大
気に露出し、かつ入射面が平坦で、かつ出射面が集光部
14ｂの中心に対して凸形状を有している。従って、平坦
な入射面では集光部14ｂの屈折率ｎ１と基板８の屈折率
ｎ０とがほぼ等しいので、紫外線は直進する。一方、凸
形状の出射面では屈折率の大きい方から小さい方に露光
光は出射することになるので、スネルの法則より、 ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ 但し、ｎ１：集光部14ｂのネガティブホトレジスト膜の
屈折率（＝１．３〜１．６） θ１：入射角 ｎ２：出射側の大気の屈折率（＝１） θ２：出射角 出射した露光光は光軸の方に屈折し、集光するので、露
光光は照射領域１２の内側の方に向かってレジスト膜
（被露光体）１８に入射する。従って、照射領域１２の
外側の非照射領域（遮光領域）１１に向かう回折光や散
乱光は減少する。
【００２２】その後、レジスト膜７を現像すると、紫外
線の照射領域のレジスト膜７が残存してレジストパター
ンが形成される。このとき、集光部14ｂの集光作用によ
り照射領域１２の外側の非照射領域１１に向かう回折光
や散乱光は減少しているので、コントラストが向上し、
次式 解像力＝Ｋ×λ／ＮＡ 但し、Ｋ：定数、 λ：露光光の波長、 ＮＡ：投影系のレンズの開口数、 から、定数Ｋが小さくなる。このため、露光光の波長λ
の短波長化，高開口数化による解像力の向上が有効に行
われる。
線の照射領域のレジスト膜７が残存してレジストパター
ンが形成される。このとき、集光部14ｂの集光作用によ
り照射領域１２の外側の非照射領域１１に向かう回折光
や散乱光は減少しているので、コントラストが向上し、
次式 解像力＝Ｋ×λ／ＮＡ 但し、Ｋ：定数、 λ：露光光の波長、 ＮＡ：投影系のレンズの開口数、 から、定数Ｋが小さくなる。このため、露光光の波長λ
の短波長化，高開口数化による解像力の向上が有効に行
われる。
【００２３】なお、上記の第１の実施例では、感光性集
光膜としてネガティブホトレジスト膜を用いているが、
これに限られるものではない。 （２）第２の実施例 図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施例の露光マ
スクの作成方法について説明する断面図である。
光膜としてネガティブホトレジスト膜を用いているが、
これに限られるものではない。 （２）第２の実施例 図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施例の露光マ
スクの作成方法について説明する断面図である。
【００２４】まず、図３（ａ）に示すように、屈折率
（ｎ０）約１．４５のガラスからなる透明な基板１９の
一表面にクロム膜を形成した後、パターニングして遮光
領域２２となるべき領域に遮光膜２０としてのクロム膜
を残存するとともに、透光領域２３となるべき領域のク
ロム膜を除去する。
（ｎ０）約１．４５のガラスからなる透明な基板１９の
一表面にクロム膜を形成した後、パターニングして遮光
領域２２となるべき領域に遮光膜２０としてのクロム膜
を残存するとともに、透光領域２３となるべき領域のク
ロム膜を除去する。
【００２５】続いて、吸光材を含有するポジティブホト
レジスト膜（感光性粒子侵入制御膜）２１を形成した
後、ポジティブホトレジスト膜２１の形成面と反対の面
から遮光膜２０をマスクとして紫外線をポジティブホト
レジスト膜２１に選択的に照射する。このとき、ポジテ
ィブホトレジスト膜２１には吸光材が含まれているの
で、透光領域２３と遮光領域２２との境界部領域におい
て透光領域２３の内側に行くに従って照射深さの漸増す
る照射領域２４が形成される（図３（ａ））。
レジスト膜（感光性粒子侵入制御膜）２１を形成した
後、ポジティブホトレジスト膜２１の形成面と反対の面
から遮光膜２０をマスクとして紫外線をポジティブホト
レジスト膜２１に選択的に照射する。このとき、ポジテ
ィブホトレジスト膜２１には吸光材が含まれているの
で、透光領域２３と遮光領域２２との境界部領域におい
て透光領域２３の内側に行くに従って照射深さの漸増す
る照射領域２４が形成される（図３（ａ））。
【００２６】次に、ポジティブホトレジスト膜２１を現
像すると、紫外線の照射領域２４であって、透光領域２
３のポジティブホトレジスト膜２１が除去される。この
とき、形成された開口部21ａの側壁は、照射深さの漸増
する照射領域２４に対応して傾斜している（図３
（ｂ））。
像すると、紫外線の照射領域２４であって、透光領域２
３のポジティブホトレジスト膜２１が除去される。この
とき、形成された開口部21ａの側壁は、照射深さの漸増
する照射領域２４に対応して傾斜している（図３
（ｂ））。
【００２７】次いで、開口部21ａを介して、加速エネル
ギ５０ｋｅＶの条件で、ボロン粒子をイオン注入する
と、一部のボロン粒子は膜厚の薄くなっている側壁のポ
ジティブホトレジスト膜２１を貫通して透明な基板１９
に導入されるので、側壁の傾斜に対応したポジティブホ
トレジスト膜２１の膜厚差により透明な基板１９には中
央部でボロン粒子の注入の深さが深く又注入量も多く、
周辺部で深さ、注入量が漸減する粒子導入層２５が形成
される（図３（ｃ））。また、この粒子導入層２５の屈
折率（ｎ１＝１．６）は、ボロン粒子の導入により透明
な基板１９自体の屈折率（ｎ０＝１．４５）よりも大き
くなることが知られている。
ギ５０ｋｅＶの条件で、ボロン粒子をイオン注入する
と、一部のボロン粒子は膜厚の薄くなっている側壁のポ
ジティブホトレジスト膜２１を貫通して透明な基板１９
に導入されるので、側壁の傾斜に対応したポジティブホ
トレジスト膜２１の膜厚差により透明な基板１９には中
央部でボロン粒子の注入の深さが深く又注入量も多く、
周辺部で深さ、注入量が漸減する粒子導入層２５が形成
される（図３（ｃ））。また、この粒子導入層２５の屈
折率（ｎ１＝１．６）は、ボロン粒子の導入により透明
な基板１９自体の屈折率（ｎ０＝１．４５）よりも大き
くなることが知られている。
【００２８】その後、残存するポジティブホトレジスト
膜２１を除去すると、露光マスクが完成する。このよう
にして作成された露光マスクによれば、透光領域２３に
１よりも大きい屈折率を有する粒子導入層２５を有し、
該粒子導入層２５は、露光光の出射面が露出し、かつ入
射面が粒子導入層２５の内央部に対して凸形状を有して
いる。このため、露光光を透明な基板１９の背面に垂直
に照射すると、入射した露光光は透明な基板１９中をそ
のまま直進し、粒子導入層２５に達する。そして、不純
物導入層２５の入射面から入射した露光光は、スネルの
法則により、 ｎ０×ｓｉｎθ０＝ｎ１×ｓｉｎθ１ 但し、ｎ０：入射側の透明な基板１９の屈折率（＝１．
４５） θ０：入射角 ｎ１：出射側の粒子導入層２５の屈折率（＝１．６） θ１：出射角 粒子導入層２５で光軸の方に屈折し、更に、平坦な出射
面から大気中にでる露光光は、スネルの法則により、被
露光体に向かって更に光軸の方に屈折する。
膜２１を除去すると、露光マスクが完成する。このよう
にして作成された露光マスクによれば、透光領域２３に
１よりも大きい屈折率を有する粒子導入層２５を有し、
該粒子導入層２５は、露光光の出射面が露出し、かつ入
射面が粒子導入層２５の内央部に対して凸形状を有して
いる。このため、露光光を透明な基板１９の背面に垂直
に照射すると、入射した露光光は透明な基板１９中をそ
のまま直進し、粒子導入層２５に達する。そして、不純
物導入層２５の入射面から入射した露光光は、スネルの
法則により、 ｎ０×ｓｉｎθ０＝ｎ１×ｓｉｎθ１ 但し、ｎ０：入射側の透明な基板１９の屈折率（＝１．
４５） θ０：入射角 ｎ１：出射側の粒子導入層２５の屈折率（＝１．６） θ１：出射角 粒子導入層２５で光軸の方に屈折し、更に、平坦な出射
面から大気中にでる露光光は、スネルの法則により、被
露光体に向かって更に光軸の方に屈折する。
【００２９】従って、この粒子導入層２５は集光部とし
て露光光を集光するので、被露光体に入射した露光光の
うち、照射領域の外側の非照射領域（遮光領域）に向か
う回折光や散乱光は減少する。これにより、コントラス
トが向上するので、露光光の波長λの短波長化，高開口
数化による解像力の向上が有効に行われる。
て露光光を集光するので、被露光体に入射した露光光の
うち、照射領域の外側の非照射領域（遮光領域）に向か
う回折光や散乱光は減少する。これにより、コントラス
トが向上するので、露光光の波長λの短波長化，高開口
数化による解像力の向上が有効に行われる。
【００３０】なお、上記の第２の実施例では、透明な基
板１９の屈折率を変化させる粒子としてボロンを用いて
いるが、他の粒子を用いることもできる。 （３）第３の実施例 次に、本発明の第３の実施例の露光マスクについて図４
を参照しながら説明する。
板１９の屈折率を変化させる粒子としてボロンを用いて
いるが、他の粒子を用いることもできる。 （３）第３の実施例 次に、本発明の第３の実施例の露光マスクについて図４
を参照しながら説明する。
【００３１】図４において、２６は屈折率（ｎ０）１．
４５のガラスからなる透明な基板、２７はクロム膜から
なる遮光膜で、遮光領域３０に対応する。遮光膜２７の
除去されている領域が透光領域３１となる。２８は遮光
膜２７に隣接する透光領域３１に形成された楔型の溝
で、この楔型の溝２８を含む透光領域３１の透明な基板
２６が集光部２９となる。この集光部２９は、露光光の
出射面が露出して屈折率（ｎ２）１の大気に接し、かつ
出射面が集光部２９の内央部に対して凸形状を有してい
る。
４５のガラスからなる透明な基板、２７はクロム膜から
なる遮光膜で、遮光領域３０に対応する。遮光膜２７の
除去されている領域が透光領域３１となる。２８は遮光
膜２７に隣接する透光領域３１に形成された楔型の溝
で、この楔型の溝２８を含む透光領域３１の透明な基板
２６が集光部２９となる。この集光部２９は、露光光の
出射面が露出して屈折率（ｎ２）１の大気に接し、かつ
出射面が集光部２９の内央部に対して凸形状を有してい
る。
【００３２】このような露光マスクによれば、遮光膜２
７の形成された表面と反対側の表面から透明な基板２６
に入射した露光光は透明な基板２９中を通過し、溝２８
から出射するとき、スネルの法則にしたがって光軸の方
に屈折する。
７の形成された表面と反対側の表面から透明な基板２６
に入射した露光光は透明な基板２９中を通過し、溝２８
から出射するとき、スネルの法則にしたがって光軸の方
に屈折する。
【００３３】従って、この集光部２９も露光光を集光す
るので、被露光体に入射した露光光は、照射領域に集中
する。これにより、コントラストが向上するので、露光
光の波長λの短波長化，高開口数化による解像力の向上
が有効に行われる。
るので、被露光体に入射した露光光は、照射領域に集中
する。これにより、コントラストが向上するので、露光
光の波長λの短波長化，高開口数化による解像力の向上
が有効に行われる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明の露光マスクにお
いては、露光マスクの基板の透光領域に１よりも大きい
屈折率を有する集光部を有し、この集光部は、露光光の
入射面及び出射面のどちらか一方の面が露出し、かつ入
射面及び出射面のどちらか一方の面が集光部の内央部に
対して凸形状を有している。
いては、露光マスクの基板の透光領域に１よりも大きい
屈折率を有する集光部を有し、この集光部は、露光光の
入射面及び出射面のどちらか一方の面が露出し、かつ入
射面及び出射面のどちらか一方の面が集光部の内央部に
対して凸形状を有している。
【００３５】従って、出射面で屈折率の大きい方から小
さい方に露光光は出射することになるので、スネルの法
則より、出射した露光光は光軸の方に屈折する。このた
め、出射した露光光は集光するので、露光光は照射領域
の内側の方に向かって被露光体に入射する。従って、照
射領域の外側の非照射領域に向かう回折光や散乱光は減
少するので、光強度のコントラストが向上し、このた
め、露光光の波長λの短波長化，高開口数化による解像
力の向上が有効に行われるようにすることができる。
さい方に露光光は出射することになるので、スネルの法
則より、出射した露光光は光軸の方に屈折する。このた
め、出射した露光光は集光するので、露光光は照射領域
の内側の方に向かって被露光体に入射する。従って、照
射領域の外側の非照射領域に向かう回折光や散乱光は減
少するので、光強度のコントラストが向上し、このた
め、露光光の波長λの短波長化，高開口数化による解像
力の向上が有効に行われるようにすることができる。
【００３６】また、本発明の露光マスクの作成方法によ
れば、第１に、遮光膜の形成されていない透光領域に選
択的に形成された感光性集光膜を溶融・流動した後、固
化しているので、集光部は透光領域に形成され、かつ集
光部の形状は表面張力により膜厚が中央部で厚く、周辺
部で漸減するような凸レンズ状に形成される。
れば、第１に、遮光膜の形成されていない透光領域に選
択的に形成された感光性集光膜を溶融・流動した後、固
化しているので、集光部は透光領域に形成され、かつ集
光部の形状は表面張力により膜厚が中央部で厚く、周辺
部で漸減するような凸レンズ状に形成される。
【００３７】第２に、吸光度の高い感光性粒子侵入制御
膜に選択的に露光光を照射・現像して側壁の傾斜してい
る開口部を形成し、この開口部を介して基板に粒子を導
入し、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よりも
大きい粒子導入部であって、側壁の傾斜に対応して前記
基板内への粒子の導入深さが中央部で深く、かつ周辺部
で漸減している集光部を透光領域に形成している。従っ
て、集光部の形状は出射面が平坦に、かつ入射面が集光
部の内央部に対して凸レンズ状に形成される。
膜に選択的に露光光を照射・現像して側壁の傾斜してい
る開口部を形成し、この開口部を介して基板に粒子を導
入し、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よりも
大きい粒子導入部であって、側壁の傾斜に対応して前記
基板内への粒子の導入深さが中央部で深く、かつ周辺部
で漸減している集光部を透光領域に形成している。従っ
て、集光部の形状は出射面が平坦に、かつ入射面が集光
部の内央部に対して凸レンズ状に形成される。
【００３８】これにより、解像力の向上が図れる露光マ
スクを作成することができる。
スクを作成することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の露光マスクの作成方法
について説明する断面図である。
について説明する断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の露光マスクを用いて被
露光体をパターニングする方法について説明する側面図
である。
露光体をパターニングする方法について説明する側面図
である。
【図３】本発明の第２の実施例の露光マスクの作成方法
について説明する断面図である。
について説明する断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例の露光マスクについて説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図５】従来例の露光マスクについて説明する図であ
る。
る。
【図６】従来例の位相シフト法を用いた露光光の照射強
度分布について説明する図である。
度分布について説明する図である。
【符号の説明】 １，８，１９，２６ 透明な基板、 ２，９，２０，２７ 遮光膜、 ３，１３，１８ 露光マスク、 ４，１５ 光源、 ５，１６ レンズ、 ６，１７ 半導体基板、 ７，１０ レジスト膜、 １１，２２，３０ 遮光領域、 １２，２３，３１ 透光領域、 １４，14ａ 感光性集光膜、 14ｂ，２９ 集光部、 １８ レジスト膜（被露光体）、 ２１ ポジティブホトレジスト膜（感光性粒子侵入制御
膜）、 ２４ 照射領域、 ２５ 粒子導入層（集光部）、 ２８ 溝。
膜）、 ２４ 照射領域、 ２５ 粒子導入層（集光部）、 ２８ 溝。
Claims (5)
- 【請求項１】 透明な基板の一表面に透光領域と遮光領
域とを有する露光マスクにおいて、 前記透光領域に１よりも大きい屈折率を有する集光部を
有し、該集光部は、露光光の入射面及び出射面のどちら
か一方の面が露出し、かつ少なくとも該入射面及び出射
面のどちらか一方の面が集光部の内央部に対して凸形状
を有していることを特徴とする露光マスク。 - 【請求項２】 前記集光部は前記透明な基板上に形成さ
れた１より大きい屈折率を有するネガティブホトレジス
ト膜からなり、該ネガティブホトレジスト膜の膜厚が中
央部で厚く、かつ周辺部で漸減していることを特徴とす
る請求項１記載の露光マスク。 - 【請求項３】 透明な基板の一表面に選択的に遮光膜を
形成し、該遮光膜の形成領域に対応する遮光領域及び該
遮光領域以外の透光領域を確定する工程と、 １より大きい屈折率を有する感光性集光膜を前記一表面
上に形成する工程と、 前記基板の他の一表面から露光光を入射し、前記遮光膜
をマスクとして前記透光領域の感光性集光膜に選択的に
前記露光光を照射する工程と、 前記感光性集光膜を現像して前記透光領域に該感光性集
光膜を残存する工程と、 前記残存する感光性集光膜を溶融・流動させた後、固化
し、前記感光性集光膜からなる凸形状の集光部を前記透
光領域に形成する工程とを有する露光マスクの作成方
法。 - 【請求項４】 前記集光部は、屈折率が１より大きく、
かつ基板の屈折率よりも大きい、前記基板の表層の粒子
導入部からなり、該粒子導入部での粒子の導入深さは中
央部で深く、かつ周辺部で漸減している、又は前記粒子
導入部での粒子導入量は中央部で多く、周辺部で漸減し
ていることを特徴とする請求項１記載の露光マスク。 - 【請求項５】 透明な基板の一表面に選択的に遮光膜を
形成し、該遮光膜の形成領域に対応する遮光領域及び該
遮光領域以外の透光領域を確定する工程と、 吸光度の高い感光性粒子侵入制御膜を前記一表面に形成
する工程と、 前記基板の他の一表面から露光光を入射し、前記遮光膜
をマスクとして前記透光領域の感光性粒子侵入制御膜に
選択的に前記露光光を照射し、前記透光領域と遮光領域
との境界部領域において前記透光領域の内側に行くに従
って照射深さの漸増する照射領域を形成する工程と、 前記感光性粒子侵入制御膜を現像して前記照射領域を選
択的に除去し、前記照射深さに対応して側壁が傾斜して
いる開口部を形成する工程と、 前記側壁の傾斜している開口部を介して前記基板に粒子
を導入し、屈折率が１より大きく、かつ基板の屈折率よ
りも大きい粒子導入部であって、前記側壁の傾斜に対応
して前記基板内への粒子の導入深さが中央部で厚く、か
つ周辺部で漸減している集光部を前記透光領域に形成す
る工程とを有する露光マスクの作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22795091A JPH0566551A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 露光マスク及びその作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22795091A JPH0566551A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 露光マスク及びその作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566551A true JPH0566551A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16868814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22795091A Withdrawn JPH0566551A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 露光マスク及びその作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0566551A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0815848A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Nec Kyushu Ltd | フォトレチクル |
| JP2014174257A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Hoya Corp | マイクロレンズを備えるフォトマスク |
| CN104142611A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种掩模板 |
| CN119781241A (zh) * | 2025-02-26 | 2025-04-08 | 芯联集成电路制造股份有限公司 | 掩模版及其制备方法、半导体器件的制备方法 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP22795091A patent/JPH0566551A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0815848A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Nec Kyushu Ltd | フォトレチクル |
| JP2014174257A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Hoya Corp | マイクロレンズを備えるフォトマスク |
| CN104142611A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种掩模板 |
| CN104142611B (zh) * | 2014-07-16 | 2018-03-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种掩模板 |
| CN119781241A (zh) * | 2025-02-26 | 2025-04-08 | 芯联集成电路制造股份有限公司 | 掩模版及其制备方法、半导体器件的制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |