JPH0736174A - 光学マスク - Google Patents
光学マスクInfo
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- JPH0736174A JPH0736174A JP17695893A JP17695893A JPH0736174A JP H0736174 A JPH0736174 A JP H0736174A JP 17695893 A JP17695893 A JP 17695893A JP 17695893 A JP17695893 A JP 17695893A JP H0736174 A JPH0736174 A JP H0736174A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mask
- optical mask
- exposure light
- exposure
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Landscapes
- 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、従来の位相シフトマスクや斜入射
照明と同等もしくはより以上に解像度の高い光投影露光
を実現することを目的とする 【構成】 露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過さ
せる開口部が形成された光学マスクにおいて、光学マス
ク全面に、導電性遮光材料で形成され、露光光の波長程
度以下のピッチを有するストライプが設けられている。
露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過させる開口部
が形成された光学マスクにおいて、前記開口部に、導電
性遮光材料で形成され、露光光の波長程度以下のピッチ
を有するストライプが設けられている。
照明と同等もしくはより以上に解像度の高い光投影露光
を実現することを目的とする 【構成】 露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過さ
せる開口部が形成された光学マスクにおいて、光学マス
ク全面に、導電性遮光材料で形成され、露光光の波長程
度以下のピッチを有するストライプが設けられている。
露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過させる開口部
が形成された光学マスクにおいて、前記開口部に、導電
性遮光材料で形成され、露光光の波長程度以下のピッチ
を有するストライプが設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光に使用する光
学マスクに関し、特に微細パターンを露光するのに適し
た光学マスクに関する。
学マスクに関し、特に微細パターンを露光するのに適し
た光学マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置の高速化、高集積化に
伴い、ますます微細なパターン形成が要求されている。
光を用いたホトリソグラフィとしては、分解能の限界を
打ち破るために、位相シフトマスクや斜入射照明が注目
されている。
伴い、ますます微細なパターン形成が要求されている。
光を用いたホトリソグラフィとしては、分解能の限界を
打ち破るために、位相シフトマスクや斜入射照明が注目
されている。
【０００３】また、光を用いたホトリソグラフィの限界
を打ち破り、解像度を向上させるために、Ｘ線を用いた
Ｘ線露光法や、電子ビームを用いた電子ビーム露光法も
提案され、利用されている。
を打ち破り、解像度を向上させるために、Ｘ線を用いた
Ｘ線露光法や、電子ビームを用いた電子ビーム露光法も
提案され、利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線露光法は、光学系
の実現が容易でなく、装置も大型になりやすい。また、
電子ビーム露光法は、高い解像度を実現できるが、スル
ープットが低い。
の実現が容易でなく、装置も大型になりやすい。また、
電子ビーム露光法は、高い解像度を実現できるが、スル
ープットが低い。
【０００５】本発明の目的は、従来の位相シフトマスク
や斜入射照明と同等もしくはより以上に解像度の高い光
投影露光を実現することである。
や斜入射照明と同等もしくはより以上に解像度の高い光
投影露光を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学マスクは、
露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過させる開口部
が形成された光学マスクにおいて、光学マスク全面に導
電性遮光材料でできた露光光の波長よりも短いピッチの
ストライプが設けられている。
露光光を遮光する遮光部と、露光光を透過させる開口部
が形成された光学マスクにおいて、光学マスク全面に導
電性遮光材料でできた露光光の波長よりも短いピッチの
ストライプが設けられている。
【０００７】本発明の他の光学マスクは、露光光を遮光
する遮光部と、露光光を透過させる開口部が形成された
光学マスクにおいて、開口部のみに、導電性遮光材料で
できた露光光の波長よりも短いピッチのストライプが設
けられている。
する遮光部と、露光光を透過させる開口部が形成された
光学マスクにおいて、開口部のみに、導電性遮光材料で
できた露光光の波長よりも短いピッチのストライプが設
けられている。
【０００８】さらに、前記開口部は、一方向に長い形状
を有し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置さ
れており、前記ストライプの方向は前記他の方向と平行
であることが好ましい。さらに、繰り返し配置された開
口部には、１つおきに位相をシフトさせるための部材が
設けられてもよい。
を有し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置さ
れており、前記ストライプの方向は前記他の方向と平行
であることが好ましい。さらに、繰り返し配置された開
口部には、１つおきに位相をシフトさせるための部材が
設けられてもよい。
【０００９】また、前記開口部は、一方向に長い形状を
有し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置され
ており、隣接した前記開口部に設けられた前記ストライ
プの方向は互いに直交していることが好ましい。
有し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置され
ており、隣接した前記開口部に設けられた前記ストライ
プの方向は互いに直交していることが好ましい。
【００１０】
【作用】光学マスクに、露光光の波長よりも短いピッチ
の導電性遮光材料によるストライプを形成することによ
り、透過光を直線偏光とすることができる。そのため、
露光用光源とマスクとの間に偏光フィルムを配置する必
要がない。
の導電性遮光材料によるストライプを形成することによ
り、透過光を直線偏光とすることができる。そのため、
露光用光源とマスクとの間に偏光フィルムを配置する必
要がない。
【００１１】また、一方向に長い形状の繰り返しパター
ンを投影露光する際、透過光をパターンの方向と平行な
偏光軸を持つ直線偏光とすることにより、結像面で透過
光を効率的に干渉させることができる。
ンを投影露光する際、透過光をパターンの方向と平行な
偏光軸を持つ直線偏光とすることにより、結像面で透過
光を効率的に干渉させることができる。
【００１２】一方向に長い形状の繰り返しパターンを投
影露光する際、隣接するパターンを透過する透過光の偏
光軸方向を互いに直交させることにより、結像面での隣
接するパターンを透過した透過光の干渉を防止すること
ができる。このため、解像度を向上させることができ
る。
影露光する際、隣接するパターンを透過する透過光の偏
光軸方向を互いに直交させることにより、結像面での隣
接するパターンを透過した透過光の干渉を防止すること
ができる。このため、解像度を向上させることができ
る。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、位相シフト
マスクの位相差を利用した露光技術について説明する。
マスクの位相差を利用した露光技術について説明する。
【００１４】図６（Ａ）は、位相シフトマスクを概略的
に示す。石英等の透明基板２２の表面上に、クロム等の
遮光性金属膜２３が選択的に形成され、開口を画定す
る。隣接する開口のうち一方には、ＳｉＯ2 膜等の位相
シフタ２４が形成される。
に示す。石英等の透明基板２２の表面上に、クロム等の
遮光性金属膜２３が選択的に形成され、開口を画定す
る。隣接する開口のうち一方には、ＳｉＯ2 膜等の位相
シフタ２４が形成される。
【００１５】位相シフタ２４の厚さは、位相シフタのな
い開口を通過する光に対し、位相シフタを通過する光の
位相を遅らせ、たとえば半波長の位相差を生じさせるよ
うに選択する。
い開口を通過する光に対し、位相シフタを通過する光の
位相を遅らせ、たとえば半波長の位相差を生じさせるよ
うに選択する。
【００１６】従って、隣接する開口を通過した光線２１
ａ、２１ｂに関して、位相シフタのない開口を通過した
光２１ａは、位相シフタのある開口を通過した光２１ｂ
よりも半波長位相が進んでいる。このような逆位相の波
は、干渉を生じた時に相殺し、光強度を減少させる。
ａ、２１ｂに関して、位相シフタのない開口を通過した
光２１ａは、位相シフタのある開口を通過した光２１ｂ
よりも半波長位相が進んでいる。このような逆位相の波
は、干渉を生じた時に相殺し、光強度を減少させる。
【００１７】図６（Ｂ）は、このような逆位相を有する
２種類の光の干渉によって、光の振幅がどのように変化
するかを概略的に示す。曲線ａで示すような振幅を有す
る光と、曲線ｂで示すような逆位相の振幅を有する光が
干渉すると、曲線ｃで示すような光の振幅が得られる。
ここで、２つの光線が重複する領域においては、光の位
相が逆位相であるため、振幅の減少が生じる。
２種類の光の干渉によって、光の振幅がどのように変化
するかを概略的に示す。曲線ａで示すような振幅を有す
る光と、曲線ｂで示すような逆位相の振幅を有する光が
干渉すると、曲線ｃで示すような光の振幅が得られる。
ここで、２つの光線が重複する領域においては、光の位
相が逆位相であるため、振幅の減少が生じる。
【００１８】図６（Ｃ）は、このような干渉を生じた光
の強度分布を示す。回折によって拡がった逆位相の光
が、その中間の裾の部分において重なり、その振幅を減
少させる。したがって、光の強度も減少する。このよう
に、位相差を有する２光線を干渉させることにより、回
折によって拡がった光の分布幅を制限することが可能に
なる。
の強度分布を示す。回折によって拡がった逆位相の光
が、その中間の裾の部分において重なり、その振幅を減
少させる。したがって、光の強度も減少する。このよう
に、位相差を有する２光線を干渉させることにより、回
折によって拡がった光の分布幅を制限することが可能に
なる。
【００１９】図７は、位相シフトマスクの機能を説明す
るための概略図である。光線２５、２６がマスクに入射
し、一方は位相シフタを通過して出射する。出射光線２
５ｃ、２６ｃはその一方、例えば２６ｃが他方の光線２
５ｃに対して半波長分位相差を有する。このような逆位
相の光は、干渉した時に振幅にしたがって強度を減少さ
せる。
るための概略図である。光線２５、２６がマスクに入射
し、一方は位相シフタを通過して出射する。出射光線２
５ｃ、２６ｃはその一方、例えば２６ｃが他方の光線２
５ｃに対して半波長分位相差を有する。このような逆位
相の光は、干渉した時に振幅にしたがって強度を減少さ
せる。
【００２０】投影面上に結像を生じさせるためには、２
つの光線２５、２６から生じた少なくとも−１次回折光
２５ａ、２６ａと、１次回折光２５ｂ、２６ｂを投影面
上で干渉させる必要が生じる。
つの光線２５、２６から生じた少なくとも−１次回折光
２５ａ、２６ａと、１次回折光２５ｂ、２６ｂを投影面
上で干渉させる必要が生じる。
【００２１】２つの光線２５、２６のピッチｐに対し
て、−１次回折光の生じる方向を考察する。光線２６ａ
が光線２５ａに対して有する光路差は、図６（Ａ）右側
に示すように、ｐ・ｓｉｎθとなる。−１次回折光につ
いても光路差は同様である。
て、−１次回折光の生じる方向を考察する。光線２６ａ
が光線２５ａに対して有する光路差は、図６（Ａ）右側
に示すように、ｐ・ｓｉｎθとなる。−１次回折光につ
いても光路差は同様である。
【００２２】ピッチｐが大きければ、多数次の回折光が
投影レンズに入射するが、ピッチｐの減少と共に、投影
レンズに入射する光の次数は低下する。したがって、高
解像度を求める場合、０次光、１次光の振る舞いが重要
となる。
投影レンズに入射するが、ピッチｐの減少と共に、投影
レンズに入射する光の次数は低下する。したがって、高
解像度を求める場合、０次光、１次光の振る舞いが重要
となる。
【００２３】位相シフトマスクにおいては、隣接する開
口の一方には位相シフタが形成されるため、出射光の位
相はπずれている。したがって、ｐ・ｓｉｎθが半波長
に等しくなる方向に、±１次回折光が生じる。１次回折
光の生じる角度θは、ピッチｐが小さくなるほど大きく
なる。
口の一方には位相シフタが形成されるため、出射光の位
相はπずれている。したがって、ｐ・ｓｉｎθが半波長
に等しくなる方向に、±１次回折光が生じる。１次回折
光の生じる角度θは、ピッチｐが小さくなるほど大きく
なる。
【００２４】図７（Ｂ）は、このような位相シフトマス
クを用いた場合の結像系を概略的に示す。光源からの光
は、マスク照明用の集光レンズ３１を介して、位相シフ
トマスク３２上に照射する。この時、光束の中心光線３
４は、位相シフトマスク３２に対して垂直に照射され
る。
クを用いた場合の結像系を概略的に示す。光源からの光
は、マスク照明用の集光レンズ３１を介して、位相シフ
トマスク３２上に照射する。この時、光束の中心光線３
４は、位相シフトマスク３２に対して垂直に照射され
る。
【００２５】位相シフトマスク３２を通過した光は、逆
位相の２光束となり、上に説明したように、直進する０
次光３５は、干渉によって相殺する。両光束の光強度が
ほぼ等しければ、全体として光強度はほぼ消滅し、−１
次光３６と１次光３７が主な光線となる。これら２種類
の光線３６、３７を投影レンズ３３で投影面上に照射す
ることにより、結像が生じる。
位相の２光束となり、上に説明したように、直進する０
次光３５は、干渉によって相殺する。両光束の光強度が
ほぼ等しければ、全体として光強度はほぼ消滅し、−１
次光３６と１次光３７が主な光線となる。これら２種類
の光線３６、３７を投影レンズ３３で投影面上に照射す
ることにより、結像が生じる。
【００２６】図８は、偏光による結像能力の差を説明す
るための概略図である。マスク上にラインアンドスペー
スの平行パターンが形成されているとする。図８（Ａ）
は、ラインアンドスペースのパターン方向に平行な偏光
を用いた場合の結像を説明する図である。
るための概略図である。マスク上にラインアンドスペー
スの平行パターンが形成されているとする。図８（Ａ）
は、ラインアンドスペースのパターン方向に平行な偏光
を用いた場合の結像を説明する図である。
【００２７】マスク７の上には、紙面と垂直な方向にラ
インアンドスペースのパターンが形成されているとす
る。このマスク７に、紙面と垂直な方向に偏光した直線
偏光が垂直に入射するとする。すなわち、偏光の方向と
パターンの方向は平行である。
インアンドスペースのパターンが形成されているとす
る。このマスク７に、紙面と垂直な方向に偏光した直線
偏光が垂直に入射するとする。すなわち、偏光の方向と
パターンの方向は平行である。
【００２８】マスク７を通過した後、−１次回折光１５
と１次回折光１６が、図のように生じ、投影レンズ８に
よって集光され、ウエハ９等の露光面上に入射するとす
る。この時、偏光方向は、常に紙面に垂直方向であり、
−１次回折光１５と１次回折光１６の偏光方向は等し
い。したがって、ウエハ９上で−１次回折光１５と１次
回折光１６は干渉を生じ、結像する。
と１次回折光１６が、図のように生じ、投影レンズ８に
よって集光され、ウエハ９等の露光面上に入射するとす
る。この時、偏光方向は、常に紙面に垂直方向であり、
−１次回折光１５と１次回折光１６の偏光方向は等し
い。したがって、ウエハ９上で−１次回折光１５と１次
回折光１６は干渉を生じ、結像する。
【００２９】図８（Ｂ）は、ラインアンドスペースパタ
ーンの方向と偏光方向が、垂直な場合の光の振る舞いを
示す。マスク７は、図８（Ａ）に関して説明したのと同
様に、紙面に垂直な方向にラインアンドスペースパター
ンを有するとする。このマスク７に、垂直な方向から紙
面内で偏光方向を有する直線偏光が入射するとする。
ーンの方向と偏光方向が、垂直な場合の光の振る舞いを
示す。マスク７は、図８（Ａ）に関して説明したのと同
様に、紙面に垂直な方向にラインアンドスペースパター
ンを有するとする。このマスク７に、垂直な方向から紙
面内で偏光方向を有する直線偏光が入射するとする。
【００３０】マスク７を通過して生じた−１次回折光１
５と１次回折光１６の偏光方向は、それぞれ紙面内にあ
り、光の進行方向に垂直である。投影レンズ８によって
集光され、ウエハ９上に照射する光の偏光方向も、図に
示すように、光線の進行方向に垂直であり、紙面内に存
在する。
５と１次回折光１６の偏光方向は、それぞれ紙面内にあ
り、光の進行方向に垂直である。投影レンズ８によって
集光され、ウエハ９上に照射する光の偏光方向も、図に
示すように、光線の進行方向に垂直であり、紙面内に存
在する。
【００３１】図から明らかなように、−１次回折光１５
と１次回折光１６のなす角度が大きくなれば、偏光方向
は互いに交差し、−１次回折光１５と１次回折光１６の
干渉する度合いは低減する。
と１次回折光１６のなす角度が大きくなれば、偏光方向
は互いに交差し、−１次回折光１５と１次回折光１６の
干渉する度合いは低減する。
【００３２】もし、−１次回折光１５と１次回折光１６
が直交するならば、干渉は全く生じない。すなわち、こ
れら２つの光は結像せず、雑音成分となってしまう。本
発明は、露光光がマスクを通過する時に、上述の図８
（Ａ）の場合のように、露光光をラインアンドスペース
パターンの長さ方向と平行な方向に偏光させる技術を提
案する。さらに、後述するように、隣接するパターンを
透過した光の偏光軸方向が互いに直交するように偏向さ
せる技術を提案する。
が直交するならば、干渉は全く生じない。すなわち、こ
れら２つの光は結像せず、雑音成分となってしまう。本
発明は、露光光がマスクを通過する時に、上述の図８
（Ａ）の場合のように、露光光をラインアンドスペース
パターンの長さ方向と平行な方向に偏光させる技術を提
案する。さらに、後述するように、隣接するパターンを
透過した光の偏光軸方向が互いに直交するように偏向さ
せる技術を提案する。
【００３３】図１は、本発明の実施例による露光装置を
説明するための概略図である。光源１は、たとえば超高
圧水銀ランプである。光源１の上側には反射鏡２が配置
され、上側に発射した光を反射し、下側に向ける。
説明するための概略図である。光源１は、たとえば超高
圧水銀ランプである。光源１の上側には反射鏡２が配置
され、上側に発射した光を反射し、下側に向ける。
【００３４】光源１の下側にはフライアイレンズ３が配
置され、入射する光を均等に偏光機能を有するマスク７
上に照射する。マスク７の下方には、投影レンズ８が配
置され、入射する光をウエハ９上に焦合する。
置され、入射する光を均等に偏光機能を有するマスク７
上に照射する。マスク７の下方には、投影レンズ８が配
置され、入射する光をウエハ９上に焦合する。
【００３５】フライアイレンズ３の最外側を通過した光
の進行方向と光軸とのなす角をθ1、マスク７を透過し
た光が投影レンズ８の最外側を通過する場合の光軸とな
す角をθ2 、投影レンズ８の最外側を通過した光が撮影
面上に進む場合、その進行方向と光軸とのなす角をθ3
とする。
の進行方向と光軸とのなす角をθ1、マスク７を透過し
た光が投影レンズ８の最外側を通過する場合の光軸とな
す角をθ2 、投影レンズ８の最外側を通過した光が撮影
面上に進む場合、その進行方向と光軸とのなす角をθ3
とする。
【００３６】ここで、 σ＝ｓｉｎθ1 ／ｓｉｎθ2 、 ＮＡ＝ｓｉｎθ3 である。なお、σはコヒーレンスファ
クタ、ＮＡは開口数である。
クタ、ＮＡは開口数である。
【００３７】図２（Ａ）は、実施例によるマスクのサン
プルパターンを示す。マスク７には、図１のＹ方向に長
い形状のスペース部１２ａがＸ方向に繰り返すラインア
ンドスペースパターンが１μｍピッチで形成されてい
る。スペース部１２ａ以外の部分は、クロム等の遮光性
導電膜で覆われている。
プルパターンを示す。マスク７には、図１のＹ方向に長
い形状のスペース部１２ａがＸ方向に繰り返すラインア
ンドスペースパターンが１μｍピッチで形成されてい
る。スペース部１２ａ以外の部分は、クロム等の遮光性
導電膜で覆われている。
【００３８】ラインアンドスペースパターンの各スペー
ス部１２ａの内部には、さらに、Ｘ方向に長い形状のス
ペース部がＹ方向に繰り返す０．１μｍピッチの第２の
ラインアンドスペースパターンが形成されている。
ス部１２ａの内部には、さらに、Ｘ方向に長い形状のス
ペース部がＹ方向に繰り返す０．１μｍピッチの第２の
ラインアンドスペースパターンが形成されている。
【００３９】第２のラインアンドスペースパターンのピ
ッチは露光光の波長程度以下であり、ライン部は導電性
膜でできている。そのため、スペース部１２ａに照射さ
れた非偏光光のうち、Ｘ方向の偏光成分（Ｐ偏光）は導
電性膜にそのエネルギを吸収され、マスク７ａを透過で
きない。従って、マスク７ａを透過した光は、Ｙ方向に
偏光軸を持つ直線偏光（Ｓ偏光）のみとなる。
ッチは露光光の波長程度以下であり、ライン部は導電性
膜でできている。そのため、スペース部１２ａに照射さ
れた非偏光光のうち、Ｘ方向の偏光成分（Ｐ偏光）は導
電性膜にそのエネルギを吸収され、マスク７ａを透過で
きない。従って、マスク７ａを透過した光は、Ｙ方向に
偏光軸を持つ直線偏光（Ｓ偏光）のみとなる。
【００４０】１μｍピッチのラインアンドスペースパタ
ーンのスペース部１２ａには、１つおきに位相シフタ１
３が設けられている。各位相シフタ１３は、真空蒸着法
により堆積したＳｉＯ2 膜をリフトオフ法を用いて成形
される。位相シフタ１３の膜厚は約３８８０Åである。
ーンのスペース部１２ａには、１つおきに位相シフタ１
３が設けられている。各位相シフタ１３は、真空蒸着法
により堆積したＳｉＯ2 膜をリフトオフ法を用いて成形
される。位相シフタ１３の膜厚は約３８８０Åである。
【００４１】これにより、位相シフタ１３を透過した光
は、位相シフタが設けられていないスペース部１２ａを
透過した光よりも位相が約１８０°遅れる。従って、図
６で説明したように、隣接するスペ−ス部を透過して回
折により拡がった光の裾の部分は、逆位相で重なり、そ
の振幅を減少させる。このように、回折により拡がった
光の分布幅を制限することができる。
は、位相シフタが設けられていないスペース部１２ａを
透過した光よりも位相が約１８０°遅れる。従って、図
６で説明したように、隣接するスペ−ス部を透過して回
折により拡がった光の裾の部分は、逆位相で重なり、そ
の振幅を減少させる。このように、回折により拡がった
光の分布幅を制限することができる。
【００４２】このとき、マスク７を透過した光はＹ方向
に偏光軸を持つ直線偏光である。従って、図８で説明し
たように、雑音成分となるＸ方向に偏光軸を持つ直線偏
光がないため、高解像度を得ることができる。
に偏光軸を持つ直線偏光である。従って、図８で説明し
たように、雑音成分となるＸ方向に偏光軸を持つ直線偏
光がないため、高解像度を得ることができる。
【００４３】図３は、本実施例におけるコントラスト値
の計算結果を示す。横軸は、ウエハ上に結像されたライ
ンアンドスペースパターンのピッチを単位μｍで表し、
縦軸は、コントラストを表す。露光系の光学条件は、露
光波長３６５ｎｍ、ＮＡ＝０．５４、σ＝０．５、縮小
率は１／５とした。曲線ｓ１、ｓ２は、それぞれＳ偏光
を使用し、焦点が合った時のコントラスト、及び０．７
５μｍ焦点がずれた時のコントラストを示す。
の計算結果を示す。横軸は、ウエハ上に結像されたライ
ンアンドスペースパターンのピッチを単位μｍで表し、
縦軸は、コントラストを表す。露光系の光学条件は、露
光波長３６５ｎｍ、ＮＡ＝０．５４、σ＝０．５、縮小
率は１／５とした。曲線ｓ１、ｓ２は、それぞれＳ偏光
を使用し、焦点が合った時のコントラスト、及び０．７
５μｍ焦点がずれた時のコントラストを示す。
【００４４】また、曲線ｐ１、ｐ２は、図２（Ｂ）に示
すマスク７ｂを用いて、Ｐ偏光を使用し、焦点があった
時のコントラスト、及び０．７５μｍ焦点がずれた時の
コントラストを示す。
すマスク７ｂを用いて、Ｐ偏光を使用し、焦点があった
時のコントラスト、及び０．７５μｍ焦点がずれた時の
コントラストを示す。
【００４５】マスク７ｂは、１μｍピッチの第１のライ
ンアンドスペースパターンのスペース部１２ｂの内部に
形成された０．１μｍピッチの第２のラインアンドスペ
ースパターンの方向が第１のラインアンドスペースパタ
ーンの方向と同一である点が、図２（Ａ）のマスク７ａ
と異なる。従って、マスク７ｂを用いた場合には、透過
光はＰ偏光のみとなる。
ンアンドスペースパターンのスペース部１２ｂの内部に
形成された０．１μｍピッチの第２のラインアンドスペ
ースパターンの方向が第１のラインアンドスペースパタ
ーンの方向と同一である点が、図２（Ａ）のマスク７ａ
と異なる。従って、マスク７ｂを用いた場合には、透過
光はＰ偏光のみとなる。
【００４６】図３から明らかなように、Ｓ偏光を使用し
た場合は、Ｐ偏光を使用した場合に比べて高いコントラ
ストを得ることができる。例えば、ウエハ上のラインア
ンドスペースパターンのピッチが０．２μｍのとき、Ｐ
偏光時ではコントラストが約５０％であったのに対し、
Ｓ偏光時では６２％まで向上する。
た場合は、Ｐ偏光を使用した場合に比べて高いコントラ
ストを得ることができる。例えば、ウエハ上のラインア
ンドスペースパターンのピッチが０．２μｍのとき、Ｐ
偏光時ではコントラストが約５０％であったのに対し、
Ｓ偏光時では６２％まで向上する。
【００４７】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図４（Ａ）は、本実施例によるマスク１０を示す。
クロム等の遮光性導電膜により、１．２５μｍピッチの
第１のラインアンドスペースパターンが形成されてい
る。
る。図４（Ａ）は、本実施例によるマスク１０を示す。
クロム等の遮光性導電膜により、１．２５μｍピッチの
第１のラインアンドスペースパターンが形成されてい
る。
【００４８】そのスペース部は、内部に第１のラインア
ンドスペースパターンと平行に０．１μｍピッチの第２
のラインアンドスペースパターンが設けられているスペ
ース部１２ｃと、それに直角な方向に０．１μｍピッチ
の第２のラインアンドスペースパターンが設けられてい
るスペース部１２ｄが交互に配置されている。これによ
り、スペース部１２ｃを透過した光と、スペース部１２
ｄを透過した光とは、その偏光軸方向が互いに直交す
る。
ンドスペースパターンと平行に０．１μｍピッチの第２
のラインアンドスペースパターンが設けられているスペ
ース部１２ｃと、それに直角な方向に０．１μｍピッチ
の第２のラインアンドスペースパターンが設けられてい
るスペース部１２ｄが交互に配置されている。これによ
り、スペース部１２ｃを透過した光と、スペース部１２
ｄを透過した光とは、その偏光軸方向が互いに直交す
る。
【００４９】図４（Ｂ）は、互いに隣り合う２つのスペ
ース部１２ｃ、１２ｄを透過した光の結像面上の振幅を
示す。例えば、曲線ｄ、ｅは、それぞれスペース部１２
ｄ、１２ｃを透過した光の振幅を示す。このとき、それ
ぞれの光の偏光軸方向は互いに直交しているため、干渉
が起こらない。従って、合成した光強度は振幅の和に対
応するものではなくではなく、それぞれの光強度の和で
表される。
ース部１２ｃ、１２ｄを透過した光の結像面上の振幅を
示す。例えば、曲線ｄ、ｅは、それぞれスペース部１２
ｄ、１２ｃを透過した光の振幅を示す。このとき、それ
ぞれの光の偏光軸方向は互いに直交しているため、干渉
が起こらない。従って、合成した光強度は振幅の和に対
応するものではなくではなく、それぞれの光強度の和で
表される。
【００５０】図４（Ｃ）の曲線ｆ、ｇは、図４（Ｂ）の
曲線ｄ、ｅに対応する光の強度を示す。曲線ｈは、これ
ら２つの光を合成した光の強度を示す。図４（Ｄ）は、
従来のマスクを示す。ラインアンドスペースパターンの
各スペース１３の透過光は非偏光または同一方向に偏光
した光であるため、各透過光は干渉を起こす。図４
（Ｅ）は、互いに隣り合うスペース部１２ｅを透過した
光の結像面の振幅を示す。これら２つの透過光は互いに
干渉するため、合成した光の強度は、それぞれの光の振
幅の和の２乗に比例する。
曲線ｄ、ｅに対応する光の強度を示す。曲線ｈは、これ
ら２つの光を合成した光の強度を示す。図４（Ｄ）は、
従来のマスクを示す。ラインアンドスペースパターンの
各スペース１３の透過光は非偏光または同一方向に偏光
した光であるため、各透過光は干渉を起こす。図４
（Ｅ）は、互いに隣り合うスペース部１２ｅを透過した
光の結像面の振幅を示す。これら２つの透過光は互いに
干渉するため、合成した光の強度は、それぞれの光の振
幅の和の２乗に比例する。
【００５１】図４（Ｆ）は、合成した光の強度を示す。
このように、透過光の振幅の山が隣接する透過光の裾の
部分の谷と重なり合う場合は強度が弱くなりコントラス
トが低下する。
このように、透過光の振幅の山が隣接する透過光の裾の
部分の谷と重なり合う場合は強度が弱くなりコントラス
トが低下する。
【００５２】図４（Ｃ）に示す本実施例の光強度分布で
は、図４（Ｆ）に示す従来例に比べて、振幅の小さい部
分が振幅で加算されず、２乗に比例する強度で加算され
ること、正の振幅の光と負の振幅の光が重なっても打ち
消しあうことが無いこと等により、コントラストの低下
を防止することができる。
は、図４（Ｆ）に示す従来例に比べて、振幅の小さい部
分が振幅で加算されず、２乗に比例する強度で加算され
ること、正の振幅の光と負の振幅の光が重なっても打ち
消しあうことが無いこと等により、コントラストの低下
を防止することができる。
【００５３】図５は、本実施例と従来例におけるコント
ラストの計算結果を示す。露光系の光学条件は前記実施
例と同様である。横軸は、ウエハ結像面上でのラインア
ンドスペースパターンのピッチを単位μｍで表し、縦軸
は、コントラストを表す。
ラストの計算結果を示す。露光系の光学条件は前記実施
例と同様である。横軸は、ウエハ結像面上でのラインア
ンドスペースパターンのピッチを単位μｍで表し、縦軸
は、コントラストを表す。
【００５４】曲線ｕは、σが０．３の時の本実施例のコ
ントラスト、曲線ｖはσが０．５５の時の従来例のコン
トラストを示す。本実施例の場合には、従来例に比べて
コントラストが高いことがわかる。例えば、ラインアン
ドスペースパターンのピッチが０．２５μｍのときに、
従来例ではコントラストが約２０％であるのに対し、本
実施例では約６２％まで向上する。
ントラスト、曲線ｖはσが０．５５の時の従来例のコン
トラストを示す。本実施例の場合には、従来例に比べて
コントラストが高いことがわかる。例えば、ラインアン
ドスペースパターンのピッチが０．２５μｍのときに、
従来例ではコントラストが約２０％であるのに対し、本
実施例では約６２％まで向上する。
【００５５】上記実施例では、透過光の偏光軸方向が、
第１のラインアンドスペースパターンの方向と平行及び
直角になるようにしたが、他の方向にしてもよい。例え
ば、第１のラインアンドスペースパターンと４５°の角
度をなすように第２のラインアンドスペースパターンを
形成し、互いに隣り合うスペース部を透過する光の偏光
軸方向が直交するようにしてもよい。
第１のラインアンドスペースパターンの方向と平行及び
直角になるようにしたが、他の方向にしてもよい。例え
ば、第１のラインアンドスペースパターンと４５°の角
度をなすように第２のラインアンドスペースパターンを
形成し、互いに隣り合うスペース部を透過する光の偏光
軸方向が直交するようにしてもよい。
【００５６】なお、第１及び第２のラインアンドスペー
スパターンは、例えば同一の金属層を１枚のマスクでパ
ターニングして作製することができる。また、マスクの
パターン面でなく、裏のガラス面全面に偏光の効果を有
する部材を設けてもよい。
スパターンは、例えば同一の金属層を１枚のマスクでパ
ターニングして作製することができる。また、マスクの
パターン面でなく、裏のガラス面全面に偏光の効果を有
する部材を設けてもよい。
【００５７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スループットを低下させることなく、微細なパターンの
形成が可能になり、高速、高集積の半導体装置を容易に
作製することが可能となる。
スループットを低下させることなく、微細なパターンの
形成が可能になり、高速、高集積の半導体装置を容易に
作製することが可能となる。
【図１】本発明の実施例で使用した露光装置の概略斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例によるマスクパターンの平面図
である。
である。
【図３】本発明の実施例によるコントラストの計算結果
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施例及び従来例によるマスクパ
ターンの平面図及び結像面での光の振幅と強度を示すグ
ラフである。
ターンの平面図及び結像面での光の振幅と強度を示すグ
ラフである。
【図５】本発明の他の実施例によるコントラストの計算
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図６】位相差を利用した露光技術を説明するための概
略線図である。
略線図である。
【図７】位相シフトマスクを説明するための概略線図で
ある。
ある。
【図８】偏光による結像能力の差を説明するための概略
線図である。
線図である。
１ 光源 ２ 反射鏡 ３ フライアイレンズ ７、７ａ、７ｂ、３２ マスク ８、３３ 投影レンズ ９ ウエハ １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ スペース部 １３、２４ 位相シフタ １５、２５ａ、２６ａ、３６ −１次回折光 １６、２５ｂ、２６ｂ、３７ １次回折光 ２１ａ、２１ｂ、２５、２６ 光線 ２２ 透明基板 ２３ 遮光性金属膜 ２５ｃ、２６ｃ、３５ ０次回折光 ３１ 集光レンズ ３４ 中心光線
Claims (5)
- 【請求項１】 露光光を遮光する遮光部と、露光光を透
過させる開口部が形成された光学マスクにおいて、 光学マスク全面に導電性遮光材料で形成され、露光光の
波長程度以下のピッチを有するストライプが設けられて
いる光学マスク。 - 【請求項２】 露光光を遮光する遮光部と、露光光を透
過させる開口部が形成された光学マスクにおいて、 前記開口部に、導電性遮光材料で形成され、露光光の波
長程度以下のピッチを有するストライプが設けられてい
る光学マスク。 - 【請求項３】 前記開口部は、一方向に長い形状を有
し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置されて
おり、前記ストライプの方向は前記他の方向と平行であ
ることを特徴とする請求項１ないし２記載の光学マス
ク。 - 【請求項４】 前記開口部は、一方向に長い形状を有
し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置されて
おり、繰り返し配置された開口部には、１つおきに位相
をシフトさせるための部材が設けられている請求項１〜
３のいずれかに記載の光学マスク。 - 【請求項５】 前記開口部は、一方向に長い形状を有
し、前記一方向と直角の他の方向に繰り返し配置されて
おり、隣接した前記開口部に設けられた前記ストライプ
の方向は互いに直交している請求項２記載の光学マス
ク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17695893A JPH0736174A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 光学マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17695893A JPH0736174A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 光学マスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0736174A true JPH0736174A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16022693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17695893A Withdrawn JPH0736174A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 光学マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736174A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989756A (en) * | 1997-10-06 | 1999-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Photo mask and method for fabricating semiconductor devices using the photo mask |
| WO2002044817A3 (en) * | 2000-12-01 | 2002-07-11 | Motorola Inc | Making an integrated circuit using polarized light |
| JP2006005267A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Nikon Corp | 露光装置および露光方法 |
| KR100614651B1 (ko) * | 2004-10-11 | 2006-08-22 | 삼성전자주식회사 | 회로 패턴의 노광을 위한 장치 및 방법, 사용되는포토마스크 및 그 설계 방법, 그리고 조명계 및 그 구현방법 |
| US7608369B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-10-27 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Photomask to which phase shift is applied and exposure apparatus |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP17695893A patent/JPH0736174A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989756A (en) * | 1997-10-06 | 1999-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Photo mask and method for fabricating semiconductor devices using the photo mask |
| WO2002044817A3 (en) * | 2000-12-01 | 2002-07-11 | Motorola Inc | Making an integrated circuit using polarized light |
| US6645678B2 (en) | 2000-12-01 | 2003-11-11 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for making an integrated circuit using polarization properties of light |
| JP2006005267A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Nikon Corp | 露光装置および露光方法 |
| KR100614651B1 (ko) * | 2004-10-11 | 2006-08-22 | 삼성전자주식회사 | 회로 패턴의 노광을 위한 장치 및 방법, 사용되는포토마스크 및 그 설계 방법, 그리고 조명계 및 그 구현방법 |
| US7608369B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-10-27 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Photomask to which phase shift is applied and exposure apparatus |
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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: 20001003 |