JPH08203799A - 露光装置とパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写すべきパターンを外部からの信号により
形成することができ、かつ外部からの信号を伝えるため
の配線や電極に起因する光学像の歪みをなくすことがで
きる露光装置を提供すること。 【構成】 外部からの信号に応じて所望のパターンを得
る露光用マスクを有する露光装置において、パターンデ
ータを発生するパターンデータ発生部２０３と、パター
ンデータ発生部２０３のデータに応じて強度が異なる第
１の光を発光する領域がセル状に複数個配置されたパタ
ーン発生部２００と、パターン発生部２００からの第１
の光の照射状態に応じて第２の光に対する透過率が変化
する物質が配置されたマスク部２０５と、このマスク部
２０５に第２の光を照射する光源２０６と、第２の光の
照射によりマスク部２０５で得られるパターンを被加工
基板２０９上に転写するための投影レンズ２０７とを備
えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
けるリソグラフィ工程で用いられる露光装置と、それを
用いたパターン形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路製造工程の複雑化に伴
い、デバイス作成に必要とされるレジストパターン転写
は数十工程にも及んでいる。現在、１つの転写工程毎に
露光用マスクを製作しているため、集積回路を作成する
には転写工程数と同じ数の露光用マスクが必要である。
このため、露光用マスク作成に要する時間，設備，資金
は膨大なものとなっている。

【０００３】この問題に対し、マスク上に予めパターン
を形成するのではなく、外部からの信号に応じて所望の
パターンを得る露光用マスクが提案されている（特開平
４−９０５４５号公報）。その一例として、ディスプレ
イやオプトエレクトロニクス素子などとして広く実用化
されている液晶の電界印加時の光学変化を利用したもの
があげられる。これは、液晶をセル状に配置し、これに
ウェハ上に転写する所望パターンに応じた電気信号を外
部より加えることで、セルの一部で露光波長に対する光
学定数を変化させ、所望のパターンを得るというもので
ある。

【０００４】しかしながら、このようなマスクで得られ
るパターン像をウェハ上に転写する場合、外部からの信
号をマスクに伝えるための配線や電極がマスク内部に存
在するため、この領域を透過する光の減衰及び位相の変
化が生じ、光学像に歪みが生じてしまうという欠点が生
じていた。また、液晶等をそのまま露光用マスクに用い
ようとした場合、そのセルサイズが大きく、被加工基板
上で微細パターンを形成するのに適さないという問題が
生じていた。

【０００５】また、微細パターンの形成には露光光源の
短波長化が必須であるが、液晶によって光の透過率，反
射率又は位相を変化させる場合、液晶が対象とする光は
必ずしも露光波長と等しいものとは限らず、一般に露光
波長に適した短波長光を液晶で制御するのは困難であっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、外部
からの信号に応じて所望のパターンを得る露光用マスク
を用いてパターンを露光する場合、マスク内部に存在す
る配線や電極の領域を透過する光の減衰及び位相の変化
が生じ、光学像に歪みが生じてしまう。また、液晶等で
得られるパターン像の波長は必ずしも露光波長に適した
ものではなく、露光波長に適したパターン像を得ること
が要望されている。

【０００７】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、転写すべきパターンの
マスク像を外部からの信号により形成することができ、
かつ外部からの信号を伝えるための配線や電極に起因す
る光学像の歪みをなくすことができる露光装置とこれを
用いたパターン形成方法を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、転写すべきパ
ターンのマスク像を外部からの信号により形成すること
ができ、かつこのマスク像を利用して露光に適した波長
で露光することのできる露光装置とこれを用いたパター
ン形成方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明（請求項１）は、露光すべきパターンに対応するパ
ターンデータを発生するパターンデータ発生部と、この
パターンデータ発生部のデータに応じて波長又は強度が
異なる第１の光を発光する領域がセル状に複数個配置さ
れたパターン発生部と、このパターン発生部からの第１
の光の照射状態に応じて第２の光に対する光学特性が変
化する物質が配置されたマスク部と、このマスク部に第
２の光を照射する光源と、第２の光の照射によりマスク
部で得られるパターンを被加工基板上に転写するための
転写光学系とを具備した露光装置であって、前記マスク
部に第１の光を照射することで第２の光に対して変化す
る光学特性が、第２の光に対する透過率若しくは透過光
の位相の少なくとも１つ、又は第２の光に対する照射面
の反射率若しくは反射光の位相の少なくとも１つである
ことを特徴とする。

【００１０】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1.1) マスク部上の第１の光の照射状態に応じて第２の
光に対する光学特性が変化する物質は、フォトクロミッ
ク材であること。 (1.2) パターン発生部とマスク部の間に縮小光学系が組
み込まれていること。 (1.3) マスク部と被加工基板の間に第１の光を除去する
フィルタが組み込まれていること。 (1.4) パターン発生部は、第２の光の波長を含まないｍ
個（ｍは１以上の整数）の波長の光を発生する手段を各
セルが有し、第２の光に対する光学特性の変化をｍ個の
波長の光の発光する組み合わせの違いにより生じさせる
ものであること。

【００１１】また、マスク部を反射型として用いる場
合、 (1.5) 反射領域上に光伝達媒体が形成され、この光伝達
媒体上に反射防止膜が形成され、少なくとも２つの反射
領域の位相差が略１８０度となるように設定しているこ
と。 (1.6) 光伝達媒体を、空気，窒素雰囲気或いは真空とす
ること。 (1.7) 光伝達媒体を、高透過率な固体物質で構成するこ
と。 (1.8) 光伝達媒体上に、反射率１％以下の反射防止膜を
形成すること。 (1.9) 少なくとも２つの反射領域（複素屈折率＜Ｎx ＞
＝ｎx −ｉｋx ）（ｘ＝１，２）上に複素屈折率＜ｎa
＞＝ｎa −ｉｋa を有する光伝達媒体が配置されかつ反
射率領域の光学定数が ｎ1 ² ＋ｋ1 ² ＜ｎa ² ＋ｋa ² ＜ｎ2 ² ＋ｋ2 ² の関係を満たすこと。 (1.10)ｎx ² ＋ｋx ² がｎa ² ＋ｋa ² に限りなく等し
いこと。 (1.11)光伝達媒体の屈折率ｎa は、反射用材料の屈折率
ｎx （ｘ＝１，２）としたときに、光学定数の２乗の差
｜（ｎ1 ² ＋ｋ1 ² ）−（ｎ2 ² ＋ｋ2 ² ）｜ができる
だけ小さくなるように物質を選択する。また、このとき
光伝達媒体の複素屈折率ｎa が大きい場合には、この表
面での反射を抑えるために反射防止膜を設けること。 (1.12)複素屈折率＜Ｎ1 ＞又は＜Ｎ2 ＞を有する領域の
うち、反射率の大きい反射領域に対して、小さい方の強
度透過率が１〜２０％である反射領域を有すること。 (1.13)複素屈折率＜Ｎ1 ＞又は＜Ｎ2 ＞を有する領域の
うち、反射率の大きい反射領域に対して、小さい方の強
度透過率が９０〜１００％である反射領域を有し、かつ
０〜２０％の遮光性領域を含むこと。 (1.14)光伝達媒体の複素屈折率＜Ｎａ＞＝ｎa −ｋｉa
はこの光伝達媒体での露光光強度の減衰を除くため、消
衰係数ｋa は０に限りなく近いこと。

【００１２】また、本発明（請求項２，３）は、露光す
べきパターンに対応するパターンデータを発生するパタ
ーンデータ発生部と、このパターンデータ発生部のデー
タに応じて第１の光に対する反射光又は透過光の波長又
は強度を変化させる物質がセル状に複数個配置されたパ
ターン発生部と、このパターン発生部に第１の光を照射
する第１の光源と、前記パターン発生部からの光の照射
状態に応じて第２の光に対する光学特性が変化する物質
が配置されたマスク部と、このマスク部に第２の光を照
射する光源と、第２の光の照射によりマスク部で得られ
るパターンを被加工基板上に転写するための転写光学系
とを具備した露光装置であって、前記マスク部に前記パ
ターン発生部からの光を照射することで第２の光に対し
て変化する光学特性が、第２の光に対する透過率若しく
は透過光の位相の少なくとも１つ、又は第２の光に対す
る照射面の反射率若しくは反射光の位相の少なくとも１
つであることを特徴とする。

【００１３】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (2.1) マスク部上のパターン発生部からの光の照射状態
に応じて第２の光に対する光学特性が変化する物質は、
フォトクロミック材であること。 (2.2) パターン発生部とマスク部の間に縮小光学系が組
み込まれていること。 (2.3) マスク部と被加工基板の間に、第１の光の透過光
又は第１の光の反射光を除去するフィルタが組み込まれ
ていること。 (2.4) 反射領域又は透過領域が液晶により形成されてい
ること。

【００１４】また、マスク部を反射型として用いる場
合、 (2.5) 反射領域上に光伝達媒体が形成され、この光伝達
媒体上に反射防止膜が形成され、少なくとも２つの反射
領域の位相差が略１８０度となるように設定しているこ
と。 (2.6) 光伝達媒体を、空気，窒素雰囲気或いは真空とす
ること。 (2.7) 光伝達媒体を、高透過率な固体物質で構成するこ
と。 (2.8) 光伝達媒体上に、反射率１％以下の反射防止膜を
形成すること。 (2.9) 少なくとも２つの反射領域（複素屈折率＜Ｎx ＞
＝ｎx −ｉｋx ）（ｘ＝１，２）上に複素屈折率＜ｎa
＞＝ｎa −ｉｋa を有する光伝達媒体が配置されかつ反
射率領域の光学定数が ｎ1 ² ＋ｋ1 ² ＜ｎa ² ＋ｋa ² ＜ｎ2 ² ＋ｋ2 ² の関係を満たすこと。 (2.10)ｎx ² ＋ｋx ² がｎa ² ＋ｋa ² に限りなく等し
いこと。 (2.11)光伝達媒体の屈折率ｎa は、反射用材料の屈折率
ｎx （ｘ＝１，２）としたときに、光学定数の２乗の差
｜（ｎ1 ² ＋ｋ1 ² ）−（ｎ2 ² ＋ｋ2 ² ）｜ができる
だけ小さくなるように物質を選択する。また、このとき
光伝達媒体の複素屈折率ｎa が大きい場合には、この表
面での反射を抑えるために反射防止膜を設けること。 (2.12)複素屈折率＜Ｎ1 ＞又は＜Ｎ2 ＞を有する領域の
うち、反射率のち大きい反射領域に対して、小さい方の
強度透過率が１〜２０％である反射領域を有すること。 (2.13)複素屈折率＜Ｎ1 ＞又は＜Ｎ2 ＞を有する領域の
うち、反射率のち大きい反射領域に対して、小さい方の
強度透過率が９０〜１００％である反射領域を有し、か
つ０〜２０％の遮光性領域を含むこと。 (2.14)光伝達媒体の複素屈折率＜Ｎａ＞＝ｎa −ｋｉa
はこの光伝達媒体での露光光強度の減衰を除くため、消
衰係数ｋa は０に限りなく近いこと。

【００１５】また、本発明（請求項５）は、被加工基板
上の感光性樹脂層に所望パターンを形成するパターン形
成方法において、請求項１乃至４のいずれかに記載の露
光装置を用い、前記マスク部を介して得られるマスクパ
ターン像を、透過光学系又は反射光学系を介して感光性
樹脂層が形成された被加工基板上に投影露光し、被加工
基板上の感光量の差を利用して所望領域又は所望領域以
外の感光性樹脂層を除去することを特徴とする。

【００１６】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (3.1) 露光マスク部のマスクパターンに少なくとも露光
波長に対する半透明形成部寸法／半透明被形成部寸法が
０．３以下或いは３以上の部分があるとき、照明のコヒ
ーレントファクタが０．５以下であるようにしている。 (3.2) 露光マスク部のマスクパターンに少なくとも露光
波長に対する半透明形成部寸法／半透明被形成部寸法が
０．３〜３である部分があるとき、照明に輪帯照明を用
いるようにしている。 (3.3) 照明の少なくとも一部が他の部分を透過する光に
対し位相又は透過率が異なるように調整されるようにし
ている。 (3.4) 露光マスク部のマスクパターンに少なくとも露光
波長に対する半透明形成部寸法／半透明被形成部寸法が
０．３〜３である部分があるとき、照明が光軸に対しｎ
回対称位置（ｎ＝２，４，８）に開口部が設けられた絞
りにより照射であるようにしている。 (3.5) 照明の少なくとも一部が他の部分を透過する光に
対し位相又は透過率が異なるように調整されているよう
にしている。 (3.6) 露光マスク部のマスクパターンに少なくとも露光
波長に対する半透明形成部寸法／半透明被形成部寸法が
０．３〜３である部分があるとき、照明が光軸に対し複
数組のｎ回対象位置（ｎ＝２，４，８）に開口部が設け
られた絞りによる照射であるようにしている。 (3.7) 照明の少なくとも一部が他の部分を透過する光に
対し位相又は透過率が異なるように調整されているよう
にしている。

【００１７】

【作用】本発明（請求項１）の露光装置のパターンデー
タ発生部からマスク部へ露光パターンを発生させる構成
模式図を、図１に示す。パターン発生部１００にはパタ
ーンデータ発生部１０３からの信号により発光する素子
１０１がセル状に配置され、その下部にパターンデータ
発生部１０３からの信号を素子１０１に伝達する配線層
１０２が形成されている。各素子はパターンデータ発生
部１０３の情報に従い発光領域と未発光領域に分離され
る。このパターン発生部１００の光１０４（波長λ1 ）
は縮小光学系１０５を介しマスク部１１０に形成された
光変化物質１１２上に縮小投影される。

【００１８】図１ではレンズを縮小光学系として用いて
いるがこの他ミラー或いはレンズとミラーを組み合わせ
たものを用いてもよい。基板１１１上に形成された光変
化物質１１２は波長λ1 の光が照射されることによって
露光光（波長λ2 ）における光学定数が変化する性質を
持つものが選択されている。この結果、パターンデータ
発生１０３にデータを入力するだけで所望の露光用マス
クパターンを得ることができる。そして、マスク部１１
０に露光光を照射し、その透過光又は反射光として得ら
れるパターン像を被露光基板上に転写させるため、外部
からの信号をマスクに伝えるための配線や電極が被露光
基板上に転写されることなく、精度良く所望パターンを
転写することが可能となる。

【００１９】また、マスク部１１０にλ2 の光を照射し
て得られるパターンの隣接する透過光又は反射光の位相
差を略１８０度にすることで、位相シフトマスクとして
機能させることができる。以下、反射型位相シフトマス
クとして機能する際について説明する。ここでは簡単
に、薄膜での表面反射について説明する。反射用材料と
位相シフト部の上面とで反射した光の位相差は光路差が
等しいため、それぞれの材料の持つ光学定数により定め
られる。ここでは次のように定義する。

【００２０】 反射用材料の光学定数＜Ｎｘ＞＝ｎx −ｉｋx （ｘ＝１，２） （１） 光伝達媒体の光学定数＜Ｎａ＞＝ｎa −ｉｋa （２） 反射用材料と位相シフト部の上面とで反射した光の干渉
効果を考えることにする。ρx （ｘ＝１，２）を各反射
用材料の表面での反射率とすると、ρx は以下のように
表わされる。

【００２１】 ρx ＝｛＜Ｎｘ＞−＜Ｎａ＞｝／｛＜Ｎｘ＞＋＜Ｎａ＞｝ ＝{(ｎx-ｎa)- i(ｋx-ｋa)} ／{(ｎx+ｎa)- i(ｋx+ｋa)} （３） このときの各反射用材料の反射時に生じる位相θx （ｘ
＝１，２）は以下のように表わされる。

【００２２】 θx ＝ｔａｎ^-1（ｂx ／ａx ） （４） ここで、 ａx ＝ｎx ² −ｎa ² ＋ｋx ² −ｋa ² （５） ｂx ＝２（ｎx ｋa −ｎa ｋx ） （６） となる。

【００２３】よって、反射用材料と位相シフト部での位
相差Δは、 Δ＝θ1 −θ2 ＝tan ^-1（ｂ1 ／ａ1 ）−tan ^-1（ｂ2 ／ａ2 ）（７） （但し、−９０°＜θx ＜９０°）と表わされる。

【００２４】光伝達媒質の消衰係数ｋa がｋa ＝０の場
合、上式のａx ，ｂx は、 ａx ＝ｎx ² ＋ｋx ² −ｎa ² （８） ｂx ＝−２ｎa ｋx （９） となる。また、このとき反射率Ｒx （ｘ＝１，２）は、 Ｒx ＝{(ｎx-ｎa)² ＋ｋx ² ｝／{(ｎx+ｎa)² ＋ｋx ² ｝ （１０） となる。ここでΔ＝１８０°とするには（θ1 ，θ2 ）
＝（〜９０，〜−９０）或いは（〜−９０，〜９０）と
することが必要である。ここで、記号〜は限りなく右記
の値に近いことを意味する。

【００２５】このとき、ｎx ² ＋ｋx ² 〜ｎa ² （ｘ＝
１，２）で、かつ ｎ1 ² ＋ｋ1 ² ＜ｎa ² ＜ｎ2 ² ＋ｋ2 ² （１１） となる。

【００２６】ここで、反射率の差｜Ｒ1 −Ｒ2 ｜が｜Ｒ
1 −Ｒ2 ｜〜０の場合は透過型シフタエッジ型に近い特
性を持ち、｜Ｒ1 −Ｒ2 ｜>>０の場合は透過型ハーフト
ーン型に近い特性を持たせることができる。そしてこの
場合、強度反射率を大きくするためにはできるだけ屈折
率が小さく消衰係数が大きい材料を用いることが望まし
い。

【００２７】さらに、光学定数の２乗の差｜（ｎ1 ² ＋
ｋ1 ² ）−（ｎ2 ² ＋ｋ2 ² ）｜がなるべく小さくなる
ようにする。また、光伝達媒体の消衰係数ｋa は露光光
の減衰をなくすためにｋa ＝０であることが望ましい。

【００２８】また、光伝達媒体の屈折率ｎa が大きい場
合には、この表面での反射を抑えるために強度反射率１
％以下の反射防止膜を設けることが望ましい。ここで、
１％以下という値については光伝達媒体からの反射率を
変化させて露光し形成したレジストパターンに対して寸
法変動（±１０％以内）を満足するような焦点深度を求
めた結果に基づいている。具体的には、０．６μｍライ
ン＆スペースパターンに対して、フォトレジスト（ＧＸ
２５０）を膜厚１．３μｍでＳｉウェハ上に塗布したも
のに露光した。露光条件は波長０．４３６μｍでＮＡ＝
０．５４，σ＝０．５とした。

【００２９】この結果を図５に示す。これより焦点深度
が１．５μｍまでを許容すると光の滲みは１％まで許容
範囲であることが示された。なお、光の滲み、即ち光伝
達媒体の反射率は所望の焦点深度或いは寸法変動量によ
り決定してもよい。また、フォトクロミズムを有する材
料としてはスピロピラン類，ジチゾン類等、λ1 の光に
対して照射，被照射によって構造変化の可逆性を示しか
つλ2 に対して殆ど構造変化を生じさせないか或いは生
じても光学的に変化しないものであればいかなるものを
用いても構わない。

【００３０】また本発明によれば、パターン発生部から
の第１の光の波長と露光のための第２の光の波長とを独
立に選択できるので、第１の光としては発光ダイオード
等で容易に発光できる波長、第２の光としては露光に最
適する波長を選択することにより、外部信号によるマス
ク像の形成と露光を効率良く行うことができる。

【００３１】

【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２は、本発明の第１の実施例に係わる露
光装置を模式的に示す概略構成図である。発光ダイオー
ド等の発光素子２０１がセル状に配置され、この発光素
子２０１に配線層２０２が接続されてパターン発生部２
００が構成されている。配線層２０２は、パターンデー
タ発生部２０３からの信号を発光素子２０１に伝達し、
発光素子２０１はパターンデータ発生部２０３からの情
報に応じ発光する部分と発光しない部分とに分離され
る。

【００３２】パターン発生部２００からの第１の光（波
長λ1 ）は、縮小レンズ２０９，ミラー２０４を介し、
フォトクロミック材で形成されるマスク部２０５に照射
される。フォトクロミック材は、例えばスピロピラン
類，ジチゾン類等からなるもので、発光素子２０１から
の光を吸収することで光源２０６からの第２の光（波長
λ2 ）に対する透過率が変化する。これにより、パター
ンデータ発生部２０３にデータを入力するだけで、マス
ク部２０５で所望パターンのマスク像の作成が可能とな
る。なお、ミラー２０４は光源２０６から出射される光
に対しては全透過する性質を持つものが選択されてい
る。

【００３３】光源２０６から出射された第２の光は、パ
ターン形成されたマスク部２０５に入射し、さらに投影
レンズ等の縮小投影光学系２０７を介し被加工基板２０
９上に縮小投影される。このとき、発光素子２０１から
の第２の光を被加工基板２０９上に転写させないよう
に、発光素子２０１の波長を除去するフィルタ２０８が
マスク部２０５と縮小光学系２０７の間に挿入されてい
る。

【００３４】本実施例によれば、パターンデータ発生部
２０３にデータを入力するだけで被加工基板２０９上に
所望パターンを転写させることが可能となる。被加工基
板２０９にウェハを用い、ライン＆スペースパターンを
ウェハ上に転写したところ、０．３５μｍのレジストパ
ターンを形成することができた。そしてこの場合、外部
からの信号を伝えるための配線２０２で光が遮られるこ
とはなく、配線２０２に起因する光学像の歪みの発生を
未然に防止することができる。また、第１及び第２の光
の波長を独立に選択しているので、第１の光としては発
光ダイオード等の発光素子２０１で発光し得る光、第２
の光としては露光に適した光を選択することができる。

【００３５】なお、被加工基板２０９はウェハに限るも
のではなく、石英，Ａｌ等の金属をベースにしたもので
もよい。また、発光素子としては発光ダイオードに限ら
ず、微小な発光セルを２次元に集積して形成できるもの
であればよい。さらに、本実施例ではマスク部２０５を
透過した光を被加工基板２０９上に転写させているがマ
スク部２０５の反射光を被加工基板２０９上に転写させ
る光学系を用いてもよい。また、本実施例では発光素子
２０１の光強度によりフォトクロミック材の光学特性を
変化させているが、異なる波長の光を照射させることに
よってフォトクロミック材の光学特性を変化させるもの
でもよい。 （実施例２）図３は、本発明の第２の実施例に係わる露
光装置を模式的に示す概略構成図である。反射パターン
発生部３００は液晶素子３０１と配線層３０２により形
成されている。配線層３０２は、パターンデータ発生部
３０３からの信号を液晶素子３０１に伝達し、液晶素子
３０１のセル１つ１つの反射率が独立で可変となるよう
になっている。より具体的には、画素電極に印加する電
位により液晶の配向を変化させて液晶の屈折率を変化さ
せ、これにより液晶の界面における第１の光源３０５の
波長λ1 に対する反射率が変化するものとなっている。

【００３６】第１の光源３０５から出射した光は、反射
型パターン発生部３００，縮小レンズ３１１，ミラー３
０６を経てフォトクロミック材で形成されるマスク部３
０７に照射される。フォトクロミック材は反射型パター
ン発生部３００で反射した光を吸収することで、第２の
光源３０８の波長に対する透過率が変化する。これによ
り、パターンデータ発生部３０３にデータを入力するだ
けで、マスク部３０７で所望パターンのマスク像が可能
となる。なお、ミラー３０６は第２の光源３０８から照
射される光に対しては全透過する性質を持つものが選択
されている。

【００３７】第２の光源３０８から出射された光はパタ
ーン形成されたマスク部３０７に入射し、さらに縮小光
学系３０９を介して被加工基板３１２上に縮小投影され
る。このとき、反射パターン発生部３００からの光を被
加工基板３１２上に転写させないように、マスク部３０
７と縮小光学系３０９の間にフィルタ３１０が挿入され
ている。

【００３８】本実施例によれば、パターンデータ発生部
３０３にデータを入力するだけで被加工基板３１２上に
所望パターンを転写させることが可能となる。被加工基
板３１２にウェハを用い、ホールパターンをウェハ上に
転写したところ０．４μｍのレジストパターンを形成す
ることができた。なお、被加工基板３１２はウェハに限
るものではなく、液晶，ディスク，ＣＤＲＯＭ等の基板
として用いられている石英，Ａｌ等の金属をベースにし
たものや有機樹脂基板でもよい。また、本実施例ではマ
スク部３０７を透過した光を被加工基板３１２上に転写
させているが、マスク部３０７の反射光を被加工基板３
１２上に転写させる光学系を用いてもよい。

【００３９】なお、本実施例では液晶素子からなるパタ
ーン発生部３００を第１の光源３０５からの光に対する
反射率を変化させるものとして用いたが、透過率を変化
させるものとして用いてもよい。この場合、第１の光が
配線層３０２で遮られる問題は残るが、液晶で制御する
光と露光光とを独立に選択することができ、外部信号に
よるマスク像の形成と露光を効率良く行うことができ
る。

【００４０】また、パターン発生部３００で第１光源３
０５からの光に対する反射光又は透過光の強度を変化さ
せるようにしたが、この代わりに反射光又は透過光の波
長を変えるようにしてもよい。具体的には、コステリッ
ク液晶等を用いればよい。 （実施例３）図４は、本発明の第３の実施例に係わる露
光装置を模式的に示す概略構成図でじある。発光素子４
０１がセル状に配置され、その下部に配線層４０２が形
成されてパターン発生部が構成されている。配線層４０
２は、パターンデータ発生部４０３からの信号を発光素
子４０１に伝達し、発光素子４０１はパターンデータ発
生部４０３からの情報に応じ発光する部分と発光しない
部分とに分離される。発光した光は縮小光学系４０４を
介し、感光性材料が塗布された被加工基板４０５上に転
写される。

【００４１】本実施例によると、パターンデータ発生部
４０３にデータを入力するだけで所望パターンを被加工
基板４０５上に転写されることが可能である。なお、発
光素子４０１としては発光ダイオード等を用いればよ
い。また、感光性材料には発光波長に対して感光特性の
持つものを選択すればよい。被加工基板４０５にウェハ
を用い、ホールパターンをウェハ上に転写したところ、
０．４５μｍのレジストパターンを形成することができ
た。なお、被加工基板４０５はウェハに限るものではな
く、液晶，ディスク，ＣＤＲＯＭ等の基板として用いら
れている石英，Ａｌ等の金属をベースにしたものや有機
樹脂基板でもよい。 （実施例４）例えば第２の実施例の露光装置を用いて、
レジスト１．０μｍを塗布した基板に所望パターンを露
光し、さらに現像処理してレジストパターンを形成し
た。このとき、第の２光源３０８としてはＡｒＦエキシ
マレーザを用い、また投影レンズ等の縮小光学系３０９
の代わりに反射光学系（ＮＡ＝０．４５、σ＝０．５）
を用いた。その結果、０．２μｍライン＆スペースパタ
ーンを十分に形成することができ、さらに焦点深度０．
６μｍを達成することができた。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部から与えられる信号により光学特性が変化する物質を
マスク部に用い、転写すべきパターンを外部からの信号
により形成することができ、かつ外部からの信号を伝え
るための配線や電極に起因する光学像の歪みを無くすこ
とができる。そして、マスク部を介して得られる光学像
を被加工基板上に転写させることによって、精度良く所
望パターンを形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置のパターンデータ発生部から
マスク部へ露光パターンを発生させる構成を示す模式
図。

【図２】第１の実施例に係わる露光装置を模式的に示す
概略構成図。

【図３】第２の実施例に係わる露光装置を模式的に示す
概略構成図。

【図４】第３の実施例に係わる露光装置を模式的に示す
概略構成図。

【図５】光の滲みによる焦点深度を示す図。

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００…パターン発生部 １０１，２０１，４０１…発光素子 １０２，２０２，３０２，４０２…配線 １０３，２０３，３０３，４０３…パターンデータ発生
部 １０４…パターン発生部からの光 １０５，２０７，３０９，４０４…縮小光学系 １１０，２０５，３０７…マスク部 １１１…基板 １１２…光変化物質 ２０４，３０６…ミラー ２０６…光源 ２０８，３１０…フィルタ ２０９…縮小レンズ ３０１…液晶素子 ３０５…光源１ ３０８…光源２ ２０９，３１２，４０５…被加工基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２０ Ａ ５２８

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光すべきパターンに対応するパターンデ
   ータを発生するパターンデータ発生部と、このパターン
   データ発生部のデータに応じて波長又は強度が異なる第
   １の光を発光する領域がセル状に複数個配置されたパタ
   ーン発生部と、このパターン発生部からの第１の光の照
   射状態に応じて第２の光に対する光学特性が変化する物
   質が配置されたマスク部と、このマスク部に第２の光を
   照射する光源と、第２の光の照射によりマスク部で得ら
   れるパターンを被加工基板上に転写するための転写光学
   系とを具備し、 前記マスク部に第１の光を照射することで第２の光に対
   して変化する光学特性が、第２の光に対する透過率若し
   くは透過光の位相の少なくとも１つ、又は第２の光に対
   する照射面の反射率若しくは反射光の位相の少なくとも
   １つであることを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】露光すべきパターンに対応するパターンデ
   ータを発生するパターンデータ発生部と、このパターン
   データ発生部のデータに応じて第１の光に対する反射光
   の波長又は強度を変化させる物質がセル状に複数個配置
   されたパターン発生部と、このパターン発生部に第１の
   光を照射する第１の光源と、前記パターン発生部からの
   反射光の照射状態に応じて第２の光に対する光学特性が
   変化する物質が配置されたマスク部と、このマスク部に
   第２の光を照射する光源と、第２の光の照射によりマス
   ク部で得られるパターンを被加工基板上に転写するため
   の転写光学系とを具備し、 前記マスク部に前記パターン発生部からの反射光を照射
   することで第２の光に対して変化する光学特性が、第２
   の光に対する透過率若しくは透過光の位相の少なくとも
   １つ、又は第２の光に対する照射面の反射率若しくは反
   射光の位相の少なくとも１つであることを特徴とする露
   光装置。
3. 【請求項３】露光すべきパターンに対応するパターンデ
   ータを発生するパターンデータ発生部と、このパターン
   データ発生部のデータに応じて第１の光に対する透過光
   の波長又は強度を変化させる物質がセル状に複数個配置
   されたパターン発生部と、このパターン発生部に第１の
   光を照射する第１の光源と、前記パターン発生部からの
   透過光の照射状態に応じて第２の光に対する光学特性が
   変化する物質が配置されたマスク部と、このマスク部に
   第２の光を照射する光源と、第２の光の照射によりマス
   ク部で得られるパターンを被加工基板上に転写するため
   の転写光学系とを具備し、 前記マスク部に前記パターン発生部からの透過光を照射
   することで第２の光に対して変化する光学特性が、第２
   の光に対する透過率若しくは透過光の位相の少なくとも
   １つ、又は第２の光に対する照射面の反射率若しくは反
   射光の位相の少なくとも１つであることを特徴とする露
   光装置。
4. 【請求項４】前記パターン発生部は、前記パターンデー
   タに応じて第１の光に対する反射光又は透過光の強度又
   は波長を変化させる液晶素子であることを特徴とする請
   求項２又は３に記載の露光装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装
   置を用い、前記マスク部を介して得られるマスクパター
   ン像を、透過光学系又は反射光学系を介して感光性樹脂
   層が形成された被加工基板上に投影露光し、被加工基板
   上の感光量の差を利用して所望領域以外の感光性樹脂層
   を除去することを特徴とするパターン形成方法。