JPH11260686A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
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- JPH11260686A JPH11260686A JP10059570A JP5957098A JPH11260686A JP H11260686 A JPH11260686 A JP H11260686A JP 10059570 A JP10059570 A JP 10059570A JP 5957098 A JP5957098 A JP 5957098A JP H11260686 A JPH11260686 A JP H11260686A
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- JP
- Japan
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- resist
- refractive index
- substrate
- light
- optical system
- Prior art date
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- Pending
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】レジスト中で吸収される光量のレジスト膜厚依
存性のばらつきを低減する。 【解決手段】ＬＳＩパターンが刻まれたフォトマスクを
露光光で照明し、フォトマスクを透過した光を投影光学
系で被加工基板３に形成されたレジスト膜６にパターン
転写する露光方法において、投影光学系２と被加工基板
３との間を、投影光学系２の被加工基板に最も近い面を
構成する部材の屈折率よりも大きく、かつレジスト膜６
の屈折率よりも小さい屈折率を有するモノブロムナフタ
レン１１で満たしてパターン転写を行う。
存性のばらつきを低減する。 【解決手段】ＬＳＩパターンが刻まれたフォトマスクを
露光光で照明し、フォトマスクを透過した光を投影光学
系で被加工基板３に形成されたレジスト膜６にパターン
転写する露光方法において、投影光学系２と被加工基板
３との間を、投影光学系２の被加工基板に最も近い面を
構成する部材の屈折率よりも大きく、かつレジスト膜６
の屈折率よりも小さい屈折率を有するモノブロムナフタ
レン１１で満たしてパターン転写を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスク上のパター
ンを被加工基板上に転写する露光方法に係わり、特にＬ
ＳＩを製造するためのフォトリソグラフィ工程に好適な
露光方法に関する。
ンを被加工基板上に転写する露光方法に係わり、特にＬ
ＳＩを製造するためのフォトリソグラフィ工程に好適な
露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程における光リソグラフィ
は、そのプロセス簡易性、低コスト等の利点によりデバ
イス生産に用いられている。光リソグラフィにおいては
常に技術革新が続けられておりその発展はめざましく、
近年では光源の短波長化により例えばＫｒＦ光を用いる
ことにより０．２５μｍ以下の素子の微細化が達成され
つつある。また、投影露光装置についても、スキャン型
露光機の開発が進む中で、従来より一層大口径を有する
投影光学系を使用することが可能となってきており、よ
り微細なパターンをウェハ上に形成することが可能とな
ってきている。今後のさらなる微細化のためには、より
微細なレジストパターンの形成とこれに付随する露光技
術が必要となる。
は、そのプロセス簡易性、低コスト等の利点によりデバ
イス生産に用いられている。光リソグラフィにおいては
常に技術革新が続けられておりその発展はめざましく、
近年では光源の短波長化により例えばＫｒＦ光を用いる
ことにより０．２５μｍ以下の素子の微細化が達成され
つつある。また、投影露光装置についても、スキャン型
露光機の開発が進む中で、従来より一層大口径を有する
投影光学系を使用することが可能となってきており、よ
り微細なパターンをウェハ上に形成することが可能とな
ってきている。今後のさらなる微細化のためには、より
微細なレジストパターンの形成とこれに付随する露光技
術が必要となる。
【０００３】図７は従来の露光方法を説明するための図
であり、従来のフォトリソグラフィ工程にて使用されて
きた露光装置の概略構成を示している。本図を用いて従
来の露光方法について説明する。図７に示す露光装置
は、大きく分けてフォトマスク１，投影光学系２，被加
工基板３から構成される。
であり、従来のフォトリソグラフィ工程にて使用されて
きた露光装置の概略構成を示している。本図を用いて従
来の露光方法について説明する。図７に示す露光装置
は、大きく分けてフォトマスク１，投影光学系２，被加
工基板３から構成される。
【０００４】フォトマスク１は露光光に対して透光性を
有する石英基板４上に、例えばＣｒ等からなる遮光性を
有する遮光膜５で転写すべきＬＳＩパターンが形成され
ている。このフォトマスク１を露光光で照明し、その透
過光を投影光学系２を介して被加工基板３上に縮小転写
する。被加工基板３には、フォトマスク１のマスクパタ
ーンを転写するレジスト６、レジスト６表面と基板界面
での多重反射を低減する反射防止膜７、被加工フィルム
８がＳｉウェハ９上に上から順に形成されている。
有する石英基板４上に、例えばＣｒ等からなる遮光性を
有する遮光膜５で転写すべきＬＳＩパターンが形成され
ている。このフォトマスク１を露光光で照明し、その透
過光を投影光学系２を介して被加工基板３上に縮小転写
する。被加工基板３には、フォトマスク１のマスクパタ
ーンを転写するレジスト６、レジスト６表面と基板界面
での多重反射を低減する反射防止膜７、被加工フィルム
８がＳｉウェハ９上に上から順に形成されている。
【０００５】図８は図７の被加工基板３近傍での露光光
の進路の詳細を示した図である。図８では図７で被加工
基板３に対して左上から斜め方向に入射する光線の成分
のみを図示している。他の光線の成分も以下に記述する
内容と同様の振る舞いをする。投影光学系２中を進行
し、投影レンズの被加工基板３に最も近い面（以下最終
レンズ面と称する）と空気１０との界面に入射角ψ1 に
て斜めに入射した露光光は、その一部が反射率Ｒ1 、反
射角ψ1 で反射し、残りが屈折角ψ2 で屈折して空気中
に進行する。
の進路の詳細を示した図である。図８では図７で被加工
基板３に対して左上から斜め方向に入射する光線の成分
のみを図示している。他の光線の成分も以下に記述する
内容と同様の振る舞いをする。投影光学系２中を進行
し、投影レンズの被加工基板３に最も近い面（以下最終
レンズ面と称する）と空気１０との界面に入射角ψ1 に
て斜めに入射した露光光は、その一部が反射率Ｒ1 、反
射角ψ1 で反射し、残りが屈折角ψ2 で屈折して空気中
に進行する。
【０００６】レジスト６に入射角ψ2 で到達した露光光
の一部は、レジスト６と空気１０の界面で反射角ψ2 で
反射し、残りの露光光は屈折角ψ3 で屈折してレジスト
６中を進行する。レジスト６中に入射角ψ3 で入射した
露光光は、反射防止膜７により大部分について反射が低
減されるが、その一部は反射防止膜７表面で反射する。
そして、この反射光はさらにレジスト６表面で反射し、
結果としてレジスト６と空気１０の界面との間で多重反
射を引き起こす。このようにレジスト６と空気１０との
界面で反射した露光光と反射防止膜７で反射した露光光
をトータルした反射率はＲ2 となる。
の一部は、レジスト６と空気１０の界面で反射角ψ2 で
反射し、残りの露光光は屈折角ψ3 で屈折してレジスト
６中を進行する。レジスト６中に入射角ψ3 で入射した
露光光は、反射防止膜７により大部分について反射が低
減されるが、その一部は反射防止膜７表面で反射する。
そして、この反射光はさらにレジスト６表面で反射し、
結果としてレジスト６と空気１０の界面との間で多重反
射を引き起こす。このようにレジスト６と空気１０との
界面で反射した露光光と反射防止膜７で反射した露光光
をトータルした反射率はＲ2 となる。
【０００７】以上に示した投影光学系２及び空気１０
間、空気１０及びレジスト６間での屈折率と入射角の関
係はスネルの法則に支配されるため、ｓｉｎψ1 ／ｓｉ
ｎψ2＝ｎ2 ／ｎ1 、ｓｉｎψ2 ／ｓｉｎψ3 ＝ｎ3 ／
ｎ2 が成立する。
間、空気１０及びレジスト６間での屈折率と入射角の関
係はスネルの法則に支配されるため、ｓｉｎψ1 ／ｓｉ
ｎψ2＝ｎ2 ／ｎ1 、ｓｉｎψ2 ／ｓｉｎψ3 ＝ｎ3 ／
ｎ2 が成立する。
【０００８】このように、被加工基板３で発生する多重
反射により、図５に示すようなレジスト中で吸収される
光量のレジスト膜厚依存性（スウィングカーブ）が発生
する。図５の横軸はレジスト膜厚、縦軸はレジスト単位
膜厚当たりのレジスト中での吸収光量を示しており、図
中の実線が従来の露光方法におけるレジスト膜厚依存性
を示す。図５において、露光波長は２４８ｎｍ、レジス
ト６の露光光での屈折率ｎ3 は１．７８、吸収係数は
０．０２、反射防止膜７の屈折率は１．７８、吸収係数
は０．２４、被加工膜はＡｌを用い、屈折率が０．０８
９、吸収係数が２．３５の場合を示す。投影光学系の最
終レンズ面とレジスト６との間は空気（屈折率ｎ2 ＝
１）で満たされている。投影光学系２を構成するレンズ
群の中の最終レンズの屈折率ｎ1 ＝１．５である。
反射により、図５に示すようなレジスト中で吸収される
光量のレジスト膜厚依存性（スウィングカーブ）が発生
する。図５の横軸はレジスト膜厚、縦軸はレジスト単位
膜厚当たりのレジスト中での吸収光量を示しており、図
中の実線が従来の露光方法におけるレジスト膜厚依存性
を示す。図５において、露光波長は２４８ｎｍ、レジス
ト６の露光光での屈折率ｎ3 は１．７８、吸収係数は
０．０２、反射防止膜７の屈折率は１．７８、吸収係数
は０．２４、被加工膜はＡｌを用い、屈折率が０．０８
９、吸収係数が２．３５の場合を示す。投影光学系の最
終レンズ面とレジスト６との間は空気（屈折率ｎ2 ＝
１）で満たされている。投影光学系２を構成するレンズ
群の中の最終レンズの屈折率ｎ1 ＝１．５である。
【０００９】この吸収光量のレジスト膜厚依存性に伴
い、現像後のレジストパターンが適正寸法になるための
露光量（適正露光量）も変動する。従来はこのようにス
ウィングカーブの振幅が大きかった為、レジスト膜厚を
このスウィングカーブの山か谷に相当するように高精度
に塗布することによって、レジスト膜厚変動に対する露
光光の吸収量依存性、ひいては適正露光量のレジスト膜
厚依存性を低減する必要があった。
い、現像後のレジストパターンが適正寸法になるための
露光量（適正露光量）も変動する。従来はこのようにス
ウィングカーブの振幅が大きかった為、レジスト膜厚を
このスウィングカーブの山か谷に相当するように高精度
に塗布することによって、レジスト膜厚変動に対する露
光光の吸収量依存性、ひいては適正露光量のレジスト膜
厚依存性を低減する必要があった。
【００１０】また図３及び図４はそれぞれＲ1 のψ1 依
存性、Ｒ2 のψ2 依存性を示している。各図において、
横軸はそれぞれ反射角ψ1 ，ψ2 であり、縦軸は反射率
Ｒ1，Ｒ2 を示す。また、図中の実線が従来例の場合を
示している。この図より、従来は、レジストに吸収され
て感光する成分以外のロス分であるＲ1 、Ｒ2 が非常に
大きな値を示していたことが確認できる。
存性、Ｒ2 のψ2 依存性を示している。各図において、
横軸はそれぞれ反射角ψ1 ，ψ2 であり、縦軸は反射率
Ｒ1，Ｒ2 を示す。また、図中の実線が従来例の場合を
示している。この図より、従来は、レジストに吸収され
て感光する成分以外のロス分であるＲ1 、Ｒ2 が非常に
大きな値を示していたことが確認できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の露光方法では、レジスト中に入射した露光光は、そ
の一部がレジスト下面に形成された反射防止膜において
反射し、レジストと空気の界面との間で多重反射を引き
起こし、レジスト表面での反射率Ｒ2が実質的に大きく
なる。この反射率Ｒ2 は、その値が大きいほどレジスト
中で吸収される光量のレジスト膜依存性のばらつきを生
じさせる。その結果として、高精度の露光を行うために
は、レジスト膜に対する露光量の均一性を確保する必要
があり、従ってレジストの膜厚を高精度に均一化しなけ
ればならなかった。
来の露光方法では、レジスト中に入射した露光光は、そ
の一部がレジスト下面に形成された反射防止膜において
反射し、レジストと空気の界面との間で多重反射を引き
起こし、レジスト表面での反射率Ｒ2が実質的に大きく
なる。この反射率Ｒ2 は、その値が大きいほどレジスト
中で吸収される光量のレジスト膜依存性のばらつきを生
じさせる。その結果として、高精度の露光を行うために
は、レジスト膜に対する露光量の均一性を確保する必要
があり、従ってレジストの膜厚を高精度に均一化しなけ
ればならなかった。
【００１２】本発明は、上記課題を課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、レジスト
中で吸収される光量のレジスト膜厚依存性のばらつきを
低減する露光方法を提供することにある。
になされたもので、その目的とするところは、レジスト
中で吸収される光量のレジスト膜厚依存性のばらつきを
低減する露光方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る露光方法
は、フォトマスクを露光光で照明し、該フォトマスクを
透過した光を投影光学系で被加工基板上に形成されたレ
ジスト膜にパターン転写する露光方法において、前記投
影光学系の前記被加工基板に最も近い面と前記被加工基
板との間を、空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジ
スト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する媒質で満た
してパターン転写を行うことを特徴とする。
は、フォトマスクを露光光で照明し、該フォトマスクを
透過した光を投影光学系で被加工基板上に形成されたレ
ジスト膜にパターン転写する露光方法において、前記投
影光学系の前記被加工基板に最も近い面と前記被加工基
板との間を、空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジ
スト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する媒質で満た
してパターン転写を行うことを特徴とする。
【００１４】本発明の望ましい形態は、以下に示す通り
である。 （１）投影光学系の被加工基板に最も近い面と被加工基
板との間を、被加工基板に最も近い面を構成する部材の
屈折率よりも大きく、かつレジスト膜の屈折率よりも小
さい屈折率を有する媒質で満たす。 （２）投影光学系の被加工基板に最も近い面と被加工基
板との間を、レジスト膜の屈折率とほぼ同じ屈折率を有
する媒質で満たす。 （３）被加工基板と投影光学系の被加工基板に最も近い
面との間を満たす媒質として、被加工基板中のレジスト
を構成するベース樹脂を用いる。 （４）レジストとして脂環式レジストを用い、被加工基
板と投影光学系の被加工基板に最も近い面との間を満た
す媒質として、脂環式ポリマーを用いる。 （５）レジストと被加工基板との間に反射防止膜が形成
されている。 （６）投影光学系の比加工基板に最も近い面と被加工基
板との間を水で満たす。 （作用）本発明では、投影光学系の被加工基板に最も近
い面（以下、最終レンズ面と称する）と被加工基板表面
との間における屈折率を調整する。すなわち、空気の屈
折率とレジストの屈折率の中間の屈折率を有する媒質で
満たすことにより、最終レンズ面と媒質間の屈折率の
差、媒質と被加工基板との屈折率の差が媒質を満たさな
い場合従来のものに比較して小さくなり、最終レンズ面
と媒質との界面での反射が低減されると共に、レジスト
と前記媒質の界面での反射も低減される。従って、レジ
ストの実質的な感度が向上する。また、レジストと媒質
の界面での反射が低減されることによりレジストと下地
との間のレジスト中での多重反射が低減され、レジスト
中での吸収光量のレジスト膜厚依存性（スウィングカー
ブ）の振幅が低減する。これにより、レジスト膜厚に要
求される制御性が緩和される。
である。 （１）投影光学系の被加工基板に最も近い面と被加工基
板との間を、被加工基板に最も近い面を構成する部材の
屈折率よりも大きく、かつレジスト膜の屈折率よりも小
さい屈折率を有する媒質で満たす。 （２）投影光学系の被加工基板に最も近い面と被加工基
板との間を、レジスト膜の屈折率とほぼ同じ屈折率を有
する媒質で満たす。 （３）被加工基板と投影光学系の被加工基板に最も近い
面との間を満たす媒質として、被加工基板中のレジスト
を構成するベース樹脂を用いる。 （４）レジストとして脂環式レジストを用い、被加工基
板と投影光学系の被加工基板に最も近い面との間を満た
す媒質として、脂環式ポリマーを用いる。 （５）レジストと被加工基板との間に反射防止膜が形成
されている。 （６）投影光学系の比加工基板に最も近い面と被加工基
板との間を水で満たす。 （作用）本発明では、投影光学系の被加工基板に最も近
い面（以下、最終レンズ面と称する）と被加工基板表面
との間における屈折率を調整する。すなわち、空気の屈
折率とレジストの屈折率の中間の屈折率を有する媒質で
満たすことにより、最終レンズ面と媒質間の屈折率の
差、媒質と被加工基板との屈折率の差が媒質を満たさな
い場合従来のものに比較して小さくなり、最終レンズ面
と媒質との界面での反射が低減されると共に、レジスト
と前記媒質の界面での反射も低減される。従って、レジ
ストの実質的な感度が向上する。また、レジストと媒質
の界面での反射が低減されることによりレジストと下地
との間のレジスト中での多重反射が低減され、レジスト
中での吸収光量のレジスト膜厚依存性（スウィングカー
ブ）の振幅が低減する。これにより、レジスト膜厚に要
求される制御性が緩和される。
【００１５】また、投影光学系の最終レンズ面とウェハ
の間を、レジストとほぼ同じ屈折率を有する媒質で満た
すことにより、レジストと媒質の界面での反射が無くな
り、レジストの実質的な感度が向上する。また、レジス
トと媒質の界面での反射が低減されることによりレジス
トと下地との間のレジスト中での多重反射が無くなり、
レジスト中での吸収光量のレジスト膜厚依存性（スウィ
ングカーブ）の振幅が無くなる。これにより、レジスト
膜厚に要求される制御性が緩和される。
の間を、レジストとほぼ同じ屈折率を有する媒質で満た
すことにより、レジストと媒質の界面での反射が無くな
り、レジストの実質的な感度が向上する。また、レジス
トと媒質の界面での反射が低減されることによりレジス
トと下地との間のレジスト中での多重反射が無くなり、
レジスト中での吸収光量のレジスト膜厚依存性（スウィ
ングカーブ）の振幅が無くなる。これにより、レジスト
膜厚に要求される制御性が緩和される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る露
光方法に用いられる露光装置の全体構成を示す図であ
り、図２は図１に示す露光装置の被加工基板付近での露
光光の進路を詳細に示す図である。
の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る露
光方法に用いられる露光装置の全体構成を示す図であ
り、図２は図１に示す露光装置の被加工基板付近での露
光光の進路を詳細に示す図である。
【００１７】図１に示すように本露光装置は、大きく分
けてフォトマスク１、投影光学系２、被加工基板３から
構成される。フォトマスク１は露光光に対して透光性を
有する石英基板４上に、例えばＣｒ等からなる遮光性を
有する遮光膜５で転写すべきＬＳＩパターンが形成され
ている。このフォトマスク１を露光光で照明し、その透
過光を投影光学系で被加工基板３上に縮小転写する。被
加工基板３には、フォトマスク１のマスクパターンを転
写するレジスト６、レジスト６表面と基板界面での多重
反射を低減する反射防止膜７、被加工フィルム８がＳｉ
ウェハ９上に上から順に形成されている。
けてフォトマスク１、投影光学系２、被加工基板３から
構成される。フォトマスク１は露光光に対して透光性を
有する石英基板４上に、例えばＣｒ等からなる遮光性を
有する遮光膜５で転写すべきＬＳＩパターンが形成され
ている。このフォトマスク１を露光光で照明し、その透
過光を投影光学系で被加工基板３上に縮小転写する。被
加工基板３には、フォトマスク１のマスクパターンを転
写するレジスト６、レジスト６表面と基板界面での多重
反射を低減する反射防止膜７、被加工フィルム８がＳｉ
ウェハ９上に上から順に形成されている。
【００１８】図２に示すように、レジスト６の露光光で
の屈折率ｎ3 は１．７８、吸収係数は０．０２、反射防
止膜７の屈折率は１．７８、吸収係数は０．２４、被加
工膜８はＡｌで、屈折率が０．０８９、吸収係数が２．
３５である。投影光学系２を構成するレンズ群の中の最
終レンズの屈折率ｎ1 ＝１．５である。本実施形態にお
いては、投影光学系２の最終レンズ面とレジストとに挟
まれた空間が、投影光学系の最終レンズの材料である石
英の屈折率ｎ1 とレジスト６の屈折率ｎ3 の中間の屈折
率ｎ2 ＝１．６５８のモノブロムナフタレン１１という
媒質で満たされているのが従来例と異なる点である。従
って、各部位の屈折率の関係は、ｎ1 ＜ｎ2 ＜ｎ3 とな
る。
の屈折率ｎ3 は１．７８、吸収係数は０．０２、反射防
止膜７の屈折率は１．７８、吸収係数は０．２４、被加
工膜８はＡｌで、屈折率が０．０８９、吸収係数が２．
３５である。投影光学系２を構成するレンズ群の中の最
終レンズの屈折率ｎ1 ＝１．５である。本実施形態にお
いては、投影光学系２の最終レンズ面とレジストとに挟
まれた空間が、投影光学系の最終レンズの材料である石
英の屈折率ｎ1 とレジスト６の屈折率ｎ3 の中間の屈折
率ｎ2 ＝１．６５８のモノブロムナフタレン１１という
媒質で満たされているのが従来例と異なる点である。従
って、各部位の屈折率の関係は、ｎ1 ＜ｎ2 ＜ｎ3 とな
る。
【００１９】上記実施形態の動作を説明する。図１に示
すように、図示しない照明光学系から照射された露光光
はフォトマスク１を透過し、所望のマスクパターンを有
する光学像を形成して投影光学系に入射する。この光学
像は投影光学系２により縮小投影され、モノブロムナフ
タレン１１を介して被加工基板３に入射する。
すように、図示しない照明光学系から照射された露光光
はフォトマスク１を透過し、所望のマスクパターンを有
する光学像を形成して投影光学系に入射する。この光学
像は投影光学系２により縮小投影され、モノブロムナフ
タレン１１を介して被加工基板３に入射する。
【００２０】次に、図１の被加工基板３近傍での露光光
の進路を図２を用いて詳細に説明する。図２では図１に
おいて左上から斜めに被加工基板３に入射する光線の成
分のみを図示している。なお、他の入射角を有する露光
光の成分も、図２に示す内容と同様の振る舞いをする。
の進路を図２を用いて詳細に説明する。図２では図１に
おいて左上から斜めに被加工基板３に入射する光線の成
分のみを図示している。なお、他の入射角を有する露光
光の成分も、図２に示す内容と同様の振る舞いをする。
【００２１】投影光学系２中を進行し、投影光学系２の
レンズ最終面とモノブロムナフタレン１１との界面に入
射角ψ1 にて入射した露光光は、一部が反射率Ｒ1 、反
射角ψ1 で反射する。その残りの露光光は、スネルの法
則によりｓｉｎψ1 ／ｓｉｎψ2 ＝ｎ2 ／ｎ1 の関係を
満たす屈折角ψ2 で屈折してモノブロムナフタレン１１
中に進入する。
レンズ最終面とモノブロムナフタレン１１との界面に入
射角ψ1 にて入射した露光光は、一部が反射率Ｒ1 、反
射角ψ1 で反射する。その残りの露光光は、スネルの法
則によりｓｉｎψ1 ／ｓｉｎψ2 ＝ｎ2 ／ｎ1 の関係を
満たす屈折角ψ2 で屈折してモノブロムナフタレン１１
中に進入する。
【００２２】レジスト６に入射角ψ2 で到達した露光光
の一部はレジスト６とモノブロムナフタレン１１の界面
で反射角ψ2 で反射し、残りはｓｉｎψ2 ／ｓｉｎψ3
＝ｎ3 ／ｎ2 を満たす屈折角ψ3 で屈折してレジスト６
に入射する。レジスト６を進行する露光光は反射防止膜
７により大部分について反射が低減されるが、その一部
は反射防止膜７表面で反射し、レジスト６とモノブロム
ナフタレン１１の界面との間で多重反射を引き起こし、
トータルとして反射率Ｒ2 となる。
の一部はレジスト６とモノブロムナフタレン１１の界面
で反射角ψ2 で反射し、残りはｓｉｎψ2 ／ｓｉｎψ3
＝ｎ3 ／ｎ2 を満たす屈折角ψ3 で屈折してレジスト６
に入射する。レジスト６を進行する露光光は反射防止膜
７により大部分について反射が低減されるが、その一部
は反射防止膜７表面で反射し、レジスト６とモノブロム
ナフタレン１１の界面との間で多重反射を引き起こし、
トータルとして反射率Ｒ2 となる。
【００２３】次に、モノブロムナフタレン１１，レジス
ト６への入射角ψ1 ，ψ2 と反射率Ｒ1 ，Ｒ2 との関係
を図３，４に示す。各図において、横軸はそれぞれ反射
角ψ1 ，ψ2 であり、縦軸は反射率Ｒ1 ，Ｒ2 を示す。
また、図中の破線が本実施形態に係る場合を示してい
る。図３，４から分かるように、最終レンズ面とモノブ
ロムナフタレン１１との屈折率の差及びモノブロムナフ
タレン１１とレジスト６との屈折率の差が投影光学系２
の最終レンズ面とレジスト６との間に何も満たさない従
来の場合に比較して小さくなるため、入射角ψ1 ，ψ2
にかかわらず従来の場合よりも一様に反射率Ｒ1 ，Ｒ2
は大きく低減されている。
ト６への入射角ψ1 ，ψ2 と反射率Ｒ1 ，Ｒ2 との関係
を図３，４に示す。各図において、横軸はそれぞれ反射
角ψ1 ，ψ2 であり、縦軸は反射率Ｒ1 ，Ｒ2 を示す。
また、図中の破線が本実施形態に係る場合を示してい
る。図３，４から分かるように、最終レンズ面とモノブ
ロムナフタレン１１との屈折率の差及びモノブロムナフ
タレン１１とレジスト６との屈折率の差が投影光学系２
の最終レンズ面とレジスト６との間に何も満たさない従
来の場合に比較して小さくなるため、入射角ψ1 ，ψ2
にかかわらず従来の場合よりも一様に反射率Ｒ1 ，Ｒ2
は大きく低減されている。
【００２４】次に、レジスト中で吸収される光量のレジ
スト膜厚依存性（スウィングカーブ）を図５に示す。図
５の横軸はレジスト膜厚、縦軸はレジスト単位膜厚当た
りのレジスト中での吸収光量を示しており、図中の破線
が本実施形態の場合を示す。露光波長が２４８ｎｍの露
光光を用いた。この吸収光量のレジスト膜厚依存性に従
って、現像後のレジストパターンが適正寸法になるため
の露光量（適正露光量）も変動するが、図４に示すよう
に反射率Ｒ2 が大きく低減された結果として、実線に示
した従来の場合に比較して格段にスウィングカーブの振
幅が減少した。
スト膜厚依存性（スウィングカーブ）を図５に示す。図
５の横軸はレジスト膜厚、縦軸はレジスト単位膜厚当た
りのレジスト中での吸収光量を示しており、図中の破線
が本実施形態の場合を示す。露光波長が２４８ｎｍの露
光光を用いた。この吸収光量のレジスト膜厚依存性に従
って、現像後のレジストパターンが適正寸法になるため
の露光量（適正露光量）も変動するが、図４に示すよう
に反射率Ｒ2 が大きく低減された結果として、実線に示
した従来の場合に比較して格段にスウィングカーブの振
幅が減少した。
【００２５】したがってレジスト膜厚変動に対する露光
光の吸収量依存性、ひいてはレジスト膜厚変動に対する
適正露光量の依存性を低減できるようになった。以上説
明したように本実施形態によれば、投影光学系２の最終
レンズ面及びレジスト６表面との間を両者の屈折率の中
間の屈折率の媒質であるモノブロムナフタレン１１で満
たすことにより、最終レンズ面とモノブロムナフタレン
１１との屈折率の差及びモノブロムナフタレン１１とレ
ジスト６との屈折率の差がモノブロムナフタレン１１を
満たさない従来の場合に比較して小さくなるため、反射
率Ｒ1 ，Ｒ2 が大きく低減され、レジストの実質的な感
度が向上する。また、反射率Ｒ2 が低減された結果とし
てレジストの吸収光量のレジスト膜厚依存性のばらつき
が小さくなる。従って、レジストの膜厚に要求される膜
厚精度が緩和される。
光の吸収量依存性、ひいてはレジスト膜厚変動に対する
適正露光量の依存性を低減できるようになった。以上説
明したように本実施形態によれば、投影光学系２の最終
レンズ面及びレジスト６表面との間を両者の屈折率の中
間の屈折率の媒質であるモノブロムナフタレン１１で満
たすことにより、最終レンズ面とモノブロムナフタレン
１１との屈折率の差及びモノブロムナフタレン１１とレ
ジスト６との屈折率の差がモノブロムナフタレン１１を
満たさない従来の場合に比較して小さくなるため、反射
率Ｒ1 ，Ｒ2 が大きく低減され、レジストの実質的な感
度が向上する。また、反射率Ｒ2 が低減された結果とし
てレジストの吸収光量のレジスト膜厚依存性のばらつき
が小さくなる。従って、レジストの膜厚に要求される膜
厚精度が緩和される。
【００２６】なお、本実施形態において好適な媒質とし
てはモノブロムナフタレン１１を用いたが、本実施形態
を限定するものではなく、投影光学系２の最終レンズ面
とレジスト６との間が、空気の屈折率とレジスト６の屈
折率ｎ3 の中間の屈折率を有する媒質で満たされていれ
ば良い。また、ｎ1 ，ｎ3 も上記に示した値に限定され
ない。
てはモノブロムナフタレン１１を用いたが、本実施形態
を限定するものではなく、投影光学系２の最終レンズ面
とレジスト６との間が、空気の屈折率とレジスト６の屈
折率ｎ3 の中間の屈折率を有する媒質で満たされていれ
ば良い。また、ｎ1 ，ｎ3 も上記に示した値に限定され
ない。
【００２７】（第２実施形態）図１は本発明の第２実施
形態に係る露光方法に用いられる露光装置の全体構成を
示す断面図であり、図６は図１に示す露光装置の被加工
基板付近での露光光の進路を詳細に示す図である。な
お、図１は第１実施形態を説明するための図でもあり、
モノブロムナフタレン１１を他の媒質に置き換えること
により本実施形態に対応したものとなり、他の構成は何
ら異ならないため、図１の説明は省略する。
形態に係る露光方法に用いられる露光装置の全体構成を
示す断面図であり、図６は図１に示す露光装置の被加工
基板付近での露光光の進路を詳細に示す図である。な
お、図１は第１実施形態を説明するための図でもあり、
モノブロムナフタレン１１を他の媒質に置き換えること
により本実施形態に対応したものとなり、他の構成は何
ら異ならないため、図１の説明は省略する。
【００２８】図６に示すように、本実施形態における露
光方法は、投影光学系２の最終レンズ面とレジスト６と
の間をレジスト６と同じ屈折率の媒質で満たす点が第１
実施形態と異なる点である。なお、レジスト６と同じ屈
折率の媒質として、具体的にはレジスト６を構成するベ
ース樹脂６１を使用した。
光方法は、投影光学系２の最終レンズ面とレジスト６と
の間をレジスト６と同じ屈折率の媒質で満たす点が第１
実施形態と異なる点である。なお、レジスト６と同じ屈
折率の媒質として、具体的にはレジスト６を構成するベ
ース樹脂６１を使用した。
【００２９】また、レジスト３６の露光光での屈折率ｎ
3 は１．７８、吸収係数は０．０２、反射防止膜７の屈
折率は１．７８、吸収係数は０．２４、被加工膜８はＡ
ｌで、屈折率が０．０８９、吸収係数が２．３５ある。
また、上述したようにベース樹脂６１の屈折率ｎ2 はレ
ジスト６の屈折率ｎ3 と同じであるのでｎ2 ＝１．７８
であり、ｎ1 ＜ｎ2 ＝ｎ3 の関係が成り立つ。この場合
のベース樹脂６１の吸収係数は０である。
3 は１．７８、吸収係数は０．０２、反射防止膜７の屈
折率は１．７８、吸収係数は０．２４、被加工膜８はＡ
ｌで、屈折率が０．０８９、吸収係数が２．３５ある。
また、上述したようにベース樹脂６１の屈折率ｎ2 はレ
ジスト６の屈折率ｎ3 と同じであるのでｎ2 ＝１．７８
であり、ｎ1 ＜ｎ2 ＝ｎ3 の関係が成り立つ。この場合
のベース樹脂６１の吸収係数は０である。
【００３０】上記実施形態の動作を説明する。なお、図
１における動作は第１実施形態と同じであるので省略
し、図１の被加工基板３近傍での露光光の進路を図６を
用いて詳細に説明する。図６では図１で左上から斜めに
被加工基板３に入射する光線の成分のみを図示している
が、他の角度で入射した光線の成分も以下に記述する内
容と同様の振る舞いをする。
１における動作は第１実施形態と同じであるので省略
し、図１の被加工基板３近傍での露光光の進路を図６を
用いて詳細に説明する。図６では図１で左上から斜めに
被加工基板３に入射する光線の成分のみを図示している
が、他の角度で入射した光線の成分も以下に記述する内
容と同様の振る舞いをする。
【００３１】図６に示すように、投影光学系２中を進行
し、投影光学系２のレンズ最終面とベース樹脂６１との
界面に入射角ψ1 にて入射した露光光は、一部が反射率
Ｒ1、反射角ψ1 で反射する。残りの露光光は、スネル
の法則によりスネルの法則によりｓｉｎψ1 ／ｓｉｎψ
2 ＝ｎ2 ／ｎ1 の関係を満たす屈折角ψ2 で屈折してベ
ース樹脂６１中に進入する。
し、投影光学系２のレンズ最終面とベース樹脂６１との
界面に入射角ψ1 にて入射した露光光は、一部が反射率
Ｒ1、反射角ψ1 で反射する。残りの露光光は、スネル
の法則によりスネルの法則によりｓｉｎψ1 ／ｓｉｎψ
2 ＝ｎ2 ／ｎ1 の関係を満たす屈折角ψ2 で屈折してベ
ース樹脂６１中に進入する。
【００３２】レジスト６に入射角ψ2 で到達した露光光
は、レジスト６とベース樹脂６１の屈折率ｎ2 ，ｎ3 が
同じであるため、レジスト６とベース樹脂６１の界面で
ほとんど反射することなく、かつ屈折することもなくそ
のままレジスト６中に直進する（厳密には、ベース樹脂
６１とレジスト６の吸収係数が若干異なるため、両者の
界面でわずかに反射する）。レジスト６中に入射した露
光光は反射防止膜７により大部分について反射が低減さ
れるが、その一部は反射防止膜７表面で反射する。この
反射光は、さらにベース樹脂６１とレジスト６の界面に
達するが、この界面においてもｎ2 ＝ｎ3 の関係によ
り、ほとんど多重反射を引き起こすことなくベース樹脂
６１に直進する。従って、反射率Ｒ2 は多重反射の影響
を考慮することのない値を示す。
は、レジスト６とベース樹脂６１の屈折率ｎ2 ，ｎ3 が
同じであるため、レジスト６とベース樹脂６１の界面で
ほとんど反射することなく、かつ屈折することもなくそ
のままレジスト６中に直進する（厳密には、ベース樹脂
６１とレジスト６の吸収係数が若干異なるため、両者の
界面でわずかに反射する）。レジスト６中に入射した露
光光は反射防止膜７により大部分について反射が低減さ
れるが、その一部は反射防止膜７表面で反射する。この
反射光は、さらにベース樹脂６１とレジスト６の界面に
達するが、この界面においてもｎ2 ＝ｎ3 の関係によ
り、ほとんど多重反射を引き起こすことなくベース樹脂
６１に直進する。従って、反射率Ｒ2 は多重反射の影響
を考慮することのない値を示す。
【００３３】次に、ベース樹脂６１，レジスト６への入
射角ψ1 ，ψ2 と反射率Ｒ1 ，Ｒ2との関係を図３，４
に示す。各図において、横軸はそれぞれ反射角ψ1 ，ψ
2 であり、縦軸は反射率Ｒ1 ，Ｒ2 を示す。また、図中
の点線が本実施形態に係る場合を示している。図３，４
から分かるように、最終レンズ面とベース樹脂６１との
屈折率の差がなりかり、またベース樹脂６１とレジスト
６との屈折率の差が投影光学系２の最終レンズ面とレジ
スト６との間に何も満たさない従来の場合に比較して小
さくなるため、入射角ψ1 ，ψ2 にかかわらず従来の場
合よりも一様に反射率Ｒ1 ，Ｒ2 は大きく低減されてい
る。
射角ψ1 ，ψ2 と反射率Ｒ1 ，Ｒ2との関係を図３，４
に示す。各図において、横軸はそれぞれ反射角ψ1 ，ψ
2 であり、縦軸は反射率Ｒ1 ，Ｒ2 を示す。また、図中
の点線が本実施形態に係る場合を示している。図３，４
から分かるように、最終レンズ面とベース樹脂６１との
屈折率の差がなりかり、またベース樹脂６１とレジスト
６との屈折率の差が投影光学系２の最終レンズ面とレジ
スト６との間に何も満たさない従来の場合に比較して小
さくなるため、入射角ψ1 ，ψ2 にかかわらず従来の場
合よりも一様に反射率Ｒ1 ，Ｒ2 は大きく低減されてい
る。
【００３４】次に、レジスト中で吸収される光量のレジ
スト膜厚依存性（スウィングカーブ）を図５に示す。図
５の横軸はレジスト膜厚、縦軸はレジスト単位膜厚当た
りのレジスト中での吸収光量を示しており、図中の点線
が本実施形態の場合を示す。露光波長が２４８ｎｍの露
光光を用いた。この吸収光量のレジスト膜厚依存性に従
って、現像後のレジストパターンが適正寸法になるため
の露光量（適正露光量）も変動するが、図３，４に示す
ように反射率Ｒ1 ，Ｒ2 が大きく低減された結果とし
て、実線に示した従来の場合に比較して格段にスウィン
グカーブの振幅が減少した。
スト膜厚依存性（スウィングカーブ）を図５に示す。図
５の横軸はレジスト膜厚、縦軸はレジスト単位膜厚当た
りのレジスト中での吸収光量を示しており、図中の点線
が本実施形態の場合を示す。露光波長が２４８ｎｍの露
光光を用いた。この吸収光量のレジスト膜厚依存性に従
って、現像後のレジストパターンが適正寸法になるため
の露光量（適正露光量）も変動するが、図３，４に示す
ように反射率Ｒ1 ，Ｒ2 が大きく低減された結果とし
て、実線に示した従来の場合に比較して格段にスウィン
グカーブの振幅が減少した。
【００３５】以上説明したように本実施形態によれば、
投影光学系２の最終レンズ面及びレジスト６表面との間
を両者の屈折率の中間の屈折率の媒質であるモノブロム
ナフタレン１１で満たすことにより、反射率Ｒ1 ，Ｒ2
が大きく低減され、結果としてレジストの吸収光量のレ
ジスト膜厚依存性のばらつきがほとんどなくなる。従っ
て、レジストの膜厚を高精度に管理する必要が全く無く
なるので、効率的にＬＳＩ製造プロセスを開発すること
が可能となった。
投影光学系２の最終レンズ面及びレジスト６表面との間
を両者の屈折率の中間の屈折率の媒質であるモノブロム
ナフタレン１１で満たすことにより、反射率Ｒ1 ，Ｒ2
が大きく低減され、結果としてレジストの吸収光量のレ
ジスト膜厚依存性のばらつきがほとんどなくなる。従っ
て、レジストの膜厚を高精度に管理する必要が全く無く
なるので、効率的にＬＳＩ製造プロセスを開発すること
が可能となった。
【００３６】なお、本実施形態において好適な媒質とし
ては使用するレジスト６のベース樹脂６１を用いたが、
本実施形態を限定するものではなく、投影光学系２の最
終レンズ面とレジスト６との間が、レジスト６の屈折率
と同じ屈折率を有する媒質で満たされていればよい。例
えば、レジスト６として脂環式レジストを使用した場合
には、ベース樹脂６１として脂環式ポリマーを使用する
と、上記露光波長における透過率はほぼ１００％を確保
できる。また、フォトマスクの種類もＣＯＧに限定され
ず、レベンソン型、ハーフトーン型マスク等何でもよ
い。
ては使用するレジスト６のベース樹脂６１を用いたが、
本実施形態を限定するものではなく、投影光学系２の最
終レンズ面とレジスト６との間が、レジスト６の屈折率
と同じ屈折率を有する媒質で満たされていればよい。例
えば、レジスト６として脂環式レジストを使用した場合
には、ベース樹脂６１として脂環式ポリマーを使用する
と、上記露光波長における透過率はほぼ１００％を確保
できる。また、フォトマスクの種類もＣＯＧに限定され
ず、レベンソン型、ハーフトーン型マスク等何でもよ
い。
【００３７】また、投影光学系２の最終レンズ面と被加
工基板３との間を水で満たすことにより、上記第１，２
実施形態に類する効果が得られると共に、露光後の基板
洗浄工程が多の媒質を用いた場合に比較して非常に簡易
になるという効果を奏する。
工基板３との間を水で満たすことにより、上記第１，２
実施形態に類する効果が得られると共に、露光後の基板
洗浄工程が多の媒質を用いた場合に比較して非常に簡易
になるという効果を奏する。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る露光方
法によれば、投影光学系とレジストとの間が、空気より
も屈折率が大きく、かつレジストの屈折率よりも小さく
設定することにより、投影光学系の被加工基板に最も近
い面とレジスト間における屈折率の差が媒質を満たさな
い従来の場合に比較して小さくなるので、レジストと媒
質の界面での反射が低減され、レジストと下地との間の
レジスト中での多重反射が低減される。従って、レジス
ト中に吸収される光量のレジスト膜厚依存性が低減し、
レジスト膜厚に要求される膜厚精度が緩和される。
法によれば、投影光学系とレジストとの間が、空気より
も屈折率が大きく、かつレジストの屈折率よりも小さく
設定することにより、投影光学系の被加工基板に最も近
い面とレジスト間における屈折率の差が媒質を満たさな
い従来の場合に比較して小さくなるので、レジストと媒
質の界面での反射が低減され、レジストと下地との間の
レジスト中での多重反射が低減される。従って、レジス
ト中に吸収される光量のレジスト膜厚依存性が低減し、
レジスト膜厚に要求される膜厚精度が緩和される。
【００３９】また、投影光学系の被加工基板に最も近い
面とレジストとの間がレジストと同じ屈折率とすること
により、レジスト表面での反射が無くなり、かつレジス
トと下地との間のレジスト中での多重反射が無くなり、
レジスト中に吸収される光量のレジスト膜依存性が低減
し、レジスト膜に要求される膜厚精度が緩和される。
面とレジストとの間がレジストと同じ屈折率とすること
により、レジスト表面での反射が無くなり、かつレジス
トと下地との間のレジスト中での多重反射が無くなり、
レジスト中に吸収される光量のレジスト膜依存性が低減
し、レジスト膜に要求される膜厚精度が緩和される。
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光方法に用いら
れる露光装置の全体構成を示す図。
れる露光装置の全体構成を示す図。
【図２】同実施形態における被加工基板付近での露光光
の進路を詳細に示す図。
の進路を詳細に示す図。
【図３】反射率Ｒ1 の入射角ψ1 依存性を示す図。
【図４】反射率Ｒ2 の入射角ψ2 依存性を示す図。
【図５】レジスト中で吸収される光量のレジスト膜厚依
存性を示す図。
存性を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る被加工基板付近で
の露光光の進路を詳細に示す図。
の露光光の進路を詳細に示す図。
【図７】従来の露光方法に用いられる露光装置の全体構
成を示す図。
成を示す図。
【図８】図７における被加工基板付近での露光光の進路
を詳細に示す図。
を詳細に示す図。
１ フォトマスク ２ 投影光学系 ３ 被加工基板 ４ 石英基板 ５ 遮光膜 ６ レジスト ７ 反射防止膜 ８ 被加工フィルム ９ ウェハ １１ モノブロムナフタレン ６１ ベース樹脂
Claims (3)
- 【請求項１】 フォトマスクを露光光で照明し、該フォ
トマスクを透過した光を投影光学系で被加工基板上に形
成されたレジスト膜にパターン転写する露光方法におい
て、 前記投影光学系の前記被加工基板に最も近い面と前記被
加工基板との間を、空気の屈折率よりも大きく、かつ前
記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する媒質
で満たしてパターン転写を行うことを特徴とする露光方
法。 - 【請求項２】 フォトマスクを露光光で照明し、該フォ
トマスクを透過した光を投影光学系で被加工基板上に形
成されたレジスト膜にパターン転写する露光方法におい
て、 前記投影光学系の前記被加工基板に最も近い面と前記被
加工基板との間を、前記投影光学系の前記被加工基板に
最も近い面を構成する部材の屈折率よりも大きく、かつ
前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する媒
質で満たしてパターン転写を行うことを特徴とする露光
方法。 - 【請求項３】 フォトマスクを露光光で照明し、該フォ
トマスクを透過した光を投影光学系で被加工基板上に形
成されたレジスト膜にパターン転写する露光方法におい
て、 前記投影光学系の前記被加工基板に最も近い面と前記被
加工基板との間を、前記レジスト膜の屈折率とほぼ同じ
屈折率を有する媒質で満たしてパターン転写を行うこと
を特徴とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10059570A JPH11260686A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10059570A JPH11260686A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260686A true JPH11260686A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13117038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10059570A Pending JPH11260686A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260686A (ja) |
Cited By (25)
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| CN102591156A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-07-18 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 曝光装置及曝光方法 |
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- 1998-03-11 JP JP10059570A patent/JPH11260686A/ja active Pending
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