JP3363787B2 - 露光方法および露光装置 - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70375—Multiphoton lithography or multiphoton photopolymerization; Imaging systems comprising means for converting one type of radiation into another type of radiation
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B27/00—Photographic printing apparatus
- G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
- G03B27/42—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera for automatic sequential copying of the same original
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC,LSI等の半導
体，液晶パネル、磁気ヘッド、CCD （撮像素子）等のデ
バイスを感光基板上に露光する露光方法および露光装置
に関し、特に、これらの各デバイスを製造する際に好適
なものである。
体，液晶パネル、磁気ヘッド、CCD （撮像素子）等のデ
バイスを感光基板上に露光する露光方法および露光装置
に関し、特に、これらの各デバイスを製造する際に好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、IC, LSI 、液晶素子等をフォ
トリソグラフィ−技術を用いて製造するときには、フォ
トマスク又はレチクルのパタ−ンを投影光学系を介し
て、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプ
レ−ト等の基板上に投影露光する投影露光装置を使用し
ている。
トリソグラフィ−技術を用いて製造するときには、フォ
トマスク又はレチクルのパタ−ンを投影光学系を介し
て、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプ
レ−ト等の基板上に投影露光する投影露光装置を使用し
ている。
【０００３】近年、IC, LSI 、液晶素子等の半導体デバ
イスの高集積化は益々加速度を増しており、これに伴う
半導体ウエハの微細加工に対する要求の１つとして、パ
タ−ンの微細化即ち、高解像度化がある。
イスの高集積化は益々加速度を増しており、これに伴う
半導体ウエハの微細加工に対する要求の１つとして、パ
タ−ンの微細化即ち、高解像度化がある。
【０００４】このような要求に対して、微細加工技術の
中心をなす投影露光技術は、現在線幅0.5 μm以下の寸
法のパターン像を広範囲に形成するべく、向上が計られ
ている。
中心をなす投影露光技術は、現在線幅0.5 μm以下の寸
法のパターン像を広範囲に形成するべく、向上が計られ
ている。
【０００５】図２５は従来の露光装置の原理的な摸式図
である。図中、251 はエキシマ−レ−ザを有する光源で
ある。252 は照明光学系、253 は照明光、254 はマス
ク、255 は物体側露光光、256 は投影光学系、257 は像
側露光光、258 は感光基板（ウエハ）、259 は感光基板
を保持する基板ステージ、をそれぞれ表す。
である。図中、251 はエキシマ−レ−ザを有する光源で
ある。252 は照明光学系、253 は照明光、254 はマス
ク、255 は物体側露光光、256 は投影光学系、257 は像
側露光光、258 は感光基板（ウエハ）、259 は感光基板
を保持する基板ステージ、をそれぞれ表す。
【０００６】この露光装置では、まずエキシマレ−ザ光
源251 より出射したレ−ザ光が照明光学系252 に導光さ
れ、所定の光強度分布、配光分布等を持つ照明光253 と
なるように調整され、マスク254 に入射する。マスク25
4 には感光基板上に形成するパタ−ンが所定の倍率変換
されてクロム等を用いてパタ−ン形成されており、照明
光253 は透過および回折して物体側露光光255 となる。
投影光学系256 は入射露光光255 を所定の倍率、充分小
さな収差で感光基板258 上に結像する像側露光光257 に
変換する。像側露光光257 は下部拡大図に示したように
所定のNA（開口数、＝sin θ) で感光基板258 上に収束
し、結像する。基板ステ−ジ259 は感光基板258 上に複
数のパタ−ンを形成する場合に移動して感光基板258 と
投影光学系256 の相対的な位置を制御する機能を持って
いる。
源251 より出射したレ−ザ光が照明光学系252 に導光さ
れ、所定の光強度分布、配光分布等を持つ照明光253 と
なるように調整され、マスク254 に入射する。マスク25
4 には感光基板上に形成するパタ−ンが所定の倍率変換
されてクロム等を用いてパタ−ン形成されており、照明
光253 は透過および回折して物体側露光光255 となる。
投影光学系256 は入射露光光255 を所定の倍率、充分小
さな収差で感光基板258 上に結像する像側露光光257 に
変換する。像側露光光257 は下部拡大図に示したように
所定のNA（開口数、＝sin θ) で感光基板258 上に収束
し、結像する。基板ステ−ジ259 は感光基板258 上に複
数のパタ−ンを形成する場合に移動して感光基板258 と
投影光学系256 の相対的な位置を制御する機能を持って
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】（投影露光の特性と問
題点）以上説明したような現在主流のエキシマレーザを
用いた投影露光型の露光装置では、線幅0.15μm以下の
パタ−ン像の形成が困難である。
題点）以上説明したような現在主流のエキシマレーザを
用いた投影露光型の露光装置では、線幅0.15μm以下の
パタ−ン像の形成が困難である。
【０００８】これらの問題について以下例を挙げて説明
する。まず投影光学系には使用波長に起因する光学的な
解像度と焦点深度のトレ−ドオフによる限界がある。投
影露光装置による解像パタ−ンの解像度R と焦点深度DO
F は、式（１）および（２）のレ−リ−の式によって表
されることが知られている。
する。まず投影光学系には使用波長に起因する光学的な
解像度と焦点深度のトレ−ドオフによる限界がある。投
影露光装置による解像パタ−ンの解像度R と焦点深度DO
F は、式（１）および（２）のレ−リ−の式によって表
されることが知られている。
【０００９】
【数１】
ここで、λは波長、NAは前述した光学系の明るさを表す
開口数、k1,k2 は感光基板の現像プロセス特性等によっ
て決まる定数であり、通常0.5 〜0.7 程度の値をとる。
開口数、k1,k2 は感光基板の現像プロセス特性等によっ
て決まる定数であり、通常0.5 〜0.7 程度の値をとる。
【００１０】この式（１）、（２）より、解像度R を小
さい値とする高解像度化には波長λを小さくする「短波
長化」か、NAを大きくする「高NA化」が必要である。し
かしながら同時に投影光学系の性能として求められる焦
点深度DOF はある程度の値以上に維持する必要がある。
このため、高NA化をある程度以上進めることは難しくな
り、結局、短波長化が唯一の解決方法となっている。
さい値とする高解像度化には波長λを小さくする「短波
長化」か、NAを大きくする「高NA化」が必要である。し
かしながら同時に投影光学系の性能として求められる焦
点深度DOF はある程度の値以上に維持する必要がある。
このため、高NA化をある程度以上進めることは難しくな
り、結局、短波長化が唯一の解決方法となっている。
【００１１】しかしながら、短波長化を進めていくと、
この式とは別の重大な問題がいくつか発生してくる。問
題のうち最も大きなものは、投影光学系に使用できる硝
材がなくなってしまうことである。現在の投影露光系と
して収差量、加工精度、制御性などから充分、実際の装
置搭載に耐えるのは屈折系即ちレンズを含む光学系であ
る。レンズに使用する硝材の透過率は一般の硝材の場
合、短波長領域、即ち深紫外線の領域ではほとんど0 で
ある。露光装置用に特別な製造方法を用いて製造された
硝材として石英等が現存するが、この透過率も波長193n
m 以下に対しては急激に低下し、線幅0.15μm以下のパ
タ−ンに対応する波長約150nm 以下の領域では実用的な
硝材の開発は非常に困難である。さらに透過率の条件以
外にも耐久性、屈折率均一性、光学的歪み、加工性等々
の複数条件を満たす硝材の存在自体が危ぶまれている。
この式とは別の重大な問題がいくつか発生してくる。問
題のうち最も大きなものは、投影光学系に使用できる硝
材がなくなってしまうことである。現在の投影露光系と
して収差量、加工精度、制御性などから充分、実際の装
置搭載に耐えるのは屈折系即ちレンズを含む光学系であ
る。レンズに使用する硝材の透過率は一般の硝材の場
合、短波長領域、即ち深紫外線の領域ではほとんど0 で
ある。露光装置用に特別な製造方法を用いて製造された
硝材として石英等が現存するが、この透過率も波長193n
m 以下に対しては急激に低下し、線幅0.15μm以下のパ
タ−ンに対応する波長約150nm 以下の領域では実用的な
硝材の開発は非常に困難である。さらに透過率の条件以
外にも耐久性、屈折率均一性、光学的歪み、加工性等々
の複数条件を満たす硝材の存在自体が危ぶまれている。
【００１２】このように従来の投影露光では式（１）、
（２）に依存してパタ−ンを露光するために短波長化が
必要であり、従って硝材が存在しないという問題を引き
起こし、線幅0.15μm以下のパターン像の露光が実現で
きない。
（２）に依存してパタ−ンを露光するために短波長化が
必要であり、従って硝材が存在しないという問題を引き
起こし、線幅0.15μm以下のパターン像の露光が実現で
きない。
【００１３】(SPM露光の特長と問題点）投影露光装置の
特性と異なり、高精細化に際しても装置を大型化等せず
にこれを実現する露光方式としてプローブ型の露光があ
る。
特性と異なり、高精細化に際しても装置を大型化等せず
にこれを実現する露光方式としてプローブ型の露光があ
る。
【００１４】図１５は、プローブ型の露光装置の一例と
して近接場プローブ露光装置の摸式図である。
して近接場プローブ露光装置の摸式図である。
【００１５】図１５中で、151 は露光部、152 はレ−ザ
光源、153 は光源制御手段、154 は光ファイバ伝達部、
155 は光ファイバプローブ、156 はアライメント部、15
7 はウエハ、158 はウエハステ−ジ、159 はウエハステ
ージ制御部である。この例では露光光を発生する装置15
1は固定されている。そして感光基板であるウエハ157.
を、アライメント装置156 の位置（１）での計測情報を
適宜用いて、ウエハステージ158 を制御して相対的に移
動すると同時に露光光の発生を制御することによって位
置（２）でパターン露光を行っている。
光源、153 は光源制御手段、154 は光ファイバ伝達部、
155 は光ファイバプローブ、156 はアライメント部、15
7 はウエハ、158 はウエハステ−ジ、159 はウエハステ
ージ制御部である。この例では露光光を発生する装置15
1は固定されている。そして感光基板であるウエハ157.
を、アライメント装置156 の位置（１）での計測情報を
適宜用いて、ウエハステージ158 を制御して相対的に移
動すると同時に露光光の発生を制御することによって位
置（２）でパターン露光を行っている。
【００１６】近接場プローブ露光は、先端部を尖鋭にし
た光ファイバプローブ155 に露光光を導入し、先端の微
少な開口部からしみ出した、開口部の形状やサイズに依
存した波長以下の広がりを持つ、非伝播成分すなわち近
接場光を感光基板に露光することによりパタ−ンを形成
するものである。図１６はこのような光ファイバプロー
ブ155 の一例を示す摸式図である。この例では、ファイ
バ中を伝播して先端部に向かう光を効率よく集中させる
と同時に、開口部155a付近での散乱や非近接場光の透過
等によって近接場の露光光のS/N 比が低下しないため
に、先端の開口部155a以外に金属コート155bが施されて
いる。
た光ファイバプローブ155 に露光光を導入し、先端の微
少な開口部からしみ出した、開口部の形状やサイズに依
存した波長以下の広がりを持つ、非伝播成分すなわち近
接場光を感光基板に露光することによりパタ−ンを形成
するものである。図１６はこのような光ファイバプロー
ブ155 の一例を示す摸式図である。この例では、ファイ
バ中を伝播して先端部に向かう光を効率よく集中させる
と同時に、開口部155a付近での散乱や非近接場光の透過
等によって近接場の露光光のS/N 比が低下しないため
に、先端の開口部155a以外に金属コート155bが施されて
いる。
【００１７】この露光方式による解像度はファイバプロ
ーブ155 の先端部の開口径および尖鋭度により決まって
おり、前述した従来の投影露光方式とは異なり、いかに
小さい構造を作成できるかが高解像度の露光装置を実現
できるかにつながっている。
ーブ155 の先端部の開口径および尖鋭度により決まって
おり、前述した従来の投影露光方式とは異なり、いかに
小さい構造を作成できるかが高解像度の露光装置を実現
できるかにつながっている。
【００１８】現在、このようなプローブを作成する技術
としては50nm以下が可能となっており、その解像度は前
述した従来の投影露光装置の現状である200nm 程度に比
べてはるかに精細である。さらにいえば、このようなプ
ローブ露光装置では前述した従来の投影露光装置の抱え
る大型化等の問題がないため、高解像度化はさらに進め
ることが可能である。
としては50nm以下が可能となっており、その解像度は前
述した従来の投影露光装置の現状である200nm 程度に比
べてはるかに精細である。さらにいえば、このようなプ
ローブ露光装置では前述した従来の投影露光装置の抱え
る大型化等の問題がないため、高解像度化はさらに進め
ることが可能である。
【００１９】このようなプローブ露光に関しては、前述
した近接場光を用いたもの以外にも、トンネル電流を利
用したＳＴＭと呼ばれるものも感光基板を適宜選ぶこと
により、同様に用いることが可能である。
した近接場光を用いたもの以外にも、トンネル電流を利
用したＳＴＭと呼ばれるものも感光基板を適宜選ぶこと
により、同様に用いることが可能である。
【００２０】（プローブ露光の問題点）しかしながら、
プローブ露光方式では半導体デバイス製造用の露光装置
として使用する場合の最も重要な性能の一つであるスル
ープットが低いという問題点があった。これはすなわ
ち、プローブで一度に露光できる露光面積がプローブ先
端の微小なサイズと実質的に同一であり、広い露光面積
を描画するためには時間をかけてその広い面積をするこ
とが必要だからである。もし、全面積をせずに回路パタ
ーンをなぞるように露光部のみをすれば多少のスループ
ット向上は得られるが、その効果は大きくはなく、ステ
ージ制御が非常に煩雑になることを考慮すれば問題の根
本的解決にはならない。
プローブ露光方式では半導体デバイス製造用の露光装置
として使用する場合の最も重要な性能の一つであるスル
ープットが低いという問題点があった。これはすなわ
ち、プローブで一度に露光できる露光面積がプローブ先
端の微小なサイズと実質的に同一であり、広い露光面積
を描画するためには時間をかけてその広い面積をするこ
とが必要だからである。もし、全面積をせずに回路パタ
ーンをなぞるように露光部のみをすれば多少のスループ
ット向上は得られるが、その効果は大きくはなく、ステ
ージ制御が非常に煩雑になることを考慮すれば問題の根
本的解決にはならない。
【００２１】図１７はこのようなプローブ露光装置のプ
ローブ部をマルチ化してスループットの向上を目指した
例である。例えばN 本のプローブ171 〜175 にマルチ化
することによって、スループットもN 倍に向上させるこ
とができる。これを発展させて図１８のように2 次元上
に多数のプローブ181 を配置することにより一括露光を
行えば、従来の投影露光装置と同様に広い露光面積を得
られ、スループットが向上することが予想される。さら
に2 次元配列に対してプローブを斜めにすればより解像
度が向上する。
ローブ部をマルチ化してスループットの向上を目指した
例である。例えばN 本のプローブ171 〜175 にマルチ化
することによって、スループットもN 倍に向上させるこ
とができる。これを発展させて図１８のように2 次元上
に多数のプローブ181 を配置することにより一括露光を
行えば、従来の投影露光装置と同様に広い露光面積を得
られ、スループットが向上することが予想される。さら
に2 次元配列に対してプローブを斜めにすればより解像
度が向上する。
【００２２】図１９はファイバプロ−ブ以外を用いたマ
ルチプロ−ブの一例である。この例では面発光レ−ザ19
5 と微小開口およびカンチレバ−191 を用いている。
ルチプロ−ブの一例である。この例では面発光レ−ザ19
5 と微小開口およびカンチレバ−191 を用いている。
【００２３】しかしながら現実には、プローブ間隔を微
細化し、高密度かつ高精度に実装することは非常に困難
であるため、大画面に2 次元的に高密度にしきつめたプ
ローブ露光装置を実現することは難しい。そのため、上
述したような1 次元の周期パタ−ン以外の任意の回路パ
タ−ンを大画面に渡って形成することは困難である。
細化し、高密度かつ高精度に実装することは非常に困難
であるため、大画面に2 次元的に高密度にしきつめたプ
ローブ露光装置を実現することは難しい。そのため、上
述したような1 次元の周期パタ−ン以外の任意の回路パ
タ−ンを大画面に渡って形成することは困難である。
【００２４】このようにプローブ露光では線幅100nm以
下の高解像度は達成できるものの、実回路の持つ多様な
パタ−ンを形成し、実素子を作成するためには不十分で
あった。
下の高解像度は達成できるものの、実回路の持つ多様な
パタ−ンを形成し、実素子を作成するためには不十分で
あった。
【００２５】本発明は、プローブによる周期パターン露
光と通常露光を融合した露光方法を用いることにより、
線幅100nm以下のパタ−ン形成を実現可能とする露光方
法およびそれを用いた線幅100nm以下の実回路パタ−ン
露光が可能な露光装置の提供を目的とする。
光と通常露光を融合した露光方法を用いることにより、
線幅100nm以下のパタ−ン形成を実現可能とする露光方
法およびそれを用いた線幅100nm以下の実回路パタ−ン
露光が可能な露光装置の提供を目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の露光方
法は、感光性の基板にプローブを用いて周期パターンを
露光するプローブ露光工程と、前記周期パターンに比べ
て解像度の低いパターンを露光する通常露光工程を有
し、前記プローブ露光は、露光に可視光線、紫外線など
の近接場光またはトンネル電流を用い、前記プローブ露
光および前記通常露光の各々の露光量の和によって、前
記感光性の基板の感光感度および／または前記感光性の
基板の現像感度に依存してパタ−ン像を形成することを
特徴としている。
法は、感光性の基板にプローブを用いて周期パターンを
露光するプローブ露光工程と、前記周期パターンに比べ
て解像度の低いパターンを露光する通常露光工程を有
し、前記プローブ露光は、露光に可視光線、紫外線など
の近接場光またはトンネル電流を用い、前記プローブ露
光および前記通常露光の各々の露光量の和によって、前
記感光性の基板の感光感度および／または前記感光性の
基板の現像感度に依存してパタ−ン像を形成することを
特徴としている。
【００２７】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記通常露光は、多値露光であることを特徴としてい
る。
前記通常露光は、多値露光であることを特徴としてい
る。
【００２８】請求項３の発明は請求項１の発明において
前記プローブ露光は、多値露光であることを特徴として
いる。
前記プローブ露光は、多値露光であることを特徴として
いる。
【００２９】請求項４の発明は請求項１の発明において
前記通常露光は、多重露光より成ることを特徴としてい
る。
前記通常露光は、多重露光より成ることを特徴としてい
る。
【００３０】請求項５の発明は請求項１の発明において
前記プローブ露光は、多重露光より成ることを特徴とし
ている。
前記プローブ露光は、多重露光より成ることを特徴とし
ている。
【００３１】請求項６の発明は請求項４又は５の発明に
おいて前記多重露光は、異なる露光に対して異なる露光
量で露光を行うことを特徴としている。
おいて前記多重露光は、異なる露光に対して異なる露光
量で露光を行うことを特徴としている。
【００３２】請求項７の発明は請求項１の発明において
前記解像度の低いパターンは、複数の透過率のパタ−ン
領域を備えるマスクを用いて露光することを特徴として
いる。
前記解像度の低いパターンは、複数の透過率のパタ−ン
領域を備えるマスクを用いて露光することを特徴として
いる。
【００３３】請求項８の発明は請求項１の発明において
前記通常露光は、露光に紫外線、Ｘ線、電子ビームのう
ちのいずれかを用いることを特徴としている。
前記通常露光は、露光に紫外線、Ｘ線、電子ビームのう
ちのいずれかを用いることを特徴としている。
【００３４】請求項９の発明は請求項１から８のいずれ
か１項の発明において前記周期パターンに対して位置合
わせを行うアライメント工程を有することを特徴として
いる。
か１項の発明において前記周期パターンに対して位置合
わせを行うアライメント工程を有することを特徴として
いる。
【００３５】請求項１０の発明は請求項１から９のいず
れか１項の露光方法によって基板を露光することができ
ることを特徴としている。
れか１項の露光方法によって基板を露光することができ
ることを特徴としている。
【００３６】請求項１１の発明のデバイスの製造方法は
請求項１から９のいずれか１項の露光方法によってパタ
ーンを基板に露光する工程と、該露光された基板を現像
する工程を有することを特徴としている。
請求項１から９のいずれか１項の露光方法によってパタ
ーンを基板に露光する工程と、該露光された基板を現像
する工程を有することを特徴としている。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【発明の実施の形態】まず、図１から図９を用いて本発
明の露光方法の原理を説明する。
明の露光方法の原理を説明する。
【００４２】図１は本発明の露光方法の基本的なフロ−
チャ−トを表す図である。図中には本発明の露光方法を
構成する、プローブ露光、通常露光（投影露光）、現像
とその流れが示してある。プローブ露光と通常露光はこ
の図の順でなくともよく、通常露光が先でもよく、ま
た、複数回露光する場合は交互に行うことも可能であ
る。また、各露光間にはアライメント等を適宜挿入して
像形成精度を上げることも可能であり、本発明はこの図
により、その構成を何ら限定されるものではない。
チャ−トを表す図である。図中には本発明の露光方法を
構成する、プローブ露光、通常露光（投影露光）、現像
とその流れが示してある。プローブ露光と通常露光はこ
の図の順でなくともよく、通常露光が先でもよく、ま
た、複数回露光する場合は交互に行うことも可能であ
る。また、各露光間にはアライメント等を適宜挿入して
像形成精度を上げることも可能であり、本発明はこの図
により、その構成を何ら限定されるものではない。
【００４３】次に本発明の効果がいかに実現されるかに
ついてその原理を説明する。
ついてその原理を説明する。
【００４４】図１のフロ−を用いた場合、まずプローブ
近接場光露光により感光基板上に連続的又は断続的な周
期パタ−ンを露光する。図２はこの周期パタ−ンを示す
摸式図である。図中の数字は露光量を表したものであ
り、即ち、斜線部は露光量1 、白色部は露光量0 であ
る。
近接場光露光により感光基板上に連続的又は断続的な周
期パタ−ンを露光する。図２はこの周期パタ−ンを示す
摸式図である。図中の数字は露光量を表したものであ
り、即ち、斜線部は露光量1 、白色部は露光量0 であ
る。
【００４５】このような周期パターンのみを現像する場
合、通常は感光基板の露光しきい値は0 と1 の間に設定
する。
合、通常は感光基板の露光しきい値は0 と1 の間に設定
する。
【００４６】図３にこの場合の感光基板のレジスト部分
に関して現像後膜厚の露光量依存性、および露光しきい
値Eth をポジ型およびネガ型について示した。ポジ型の
場合は露光しきい値Eth 以上、ネガ型の場合は露光しき
い値Eth 以下の場合に現像後の膜厚d が0 となる。
に関して現像後膜厚の露光量依存性、および露光しきい
値Eth をポジ型およびネガ型について示した。ポジ型の
場合は露光しきい値Eth 以上、ネガ型の場合は露光しき
い値Eth 以下の場合に現像後の膜厚d が0 となる。
【００４７】図４はこのような露光を行った場合の現
像、エッチングプロセスを経てリソグラフィ−パタ−ン
が形成される様子を示した摸式図である。
像、エッチングプロセスを経てリソグラフィ−パタ−ン
が形成される様子を示した摸式図である。
【００４８】本発明においては、このような通常の露光
感度設定と異なり、プローブ露光での最大露光量を１と
したとき、レジストの露光しきい値を1 よりも大きく設
定する。
感度設定と異なり、プローブ露光での最大露光量を１と
したとき、レジストの露光しきい値を1 よりも大きく設
定する。
【００４９】このような感光基板では図２に示すように
プローブ露光のみ行った露光パタ−ンを現像した場合に
は露光量が不足し、多少の膜厚変動はあるものの、膜厚
が0となる部分は生じず、パタ−ンは形成されない。こ
れは即ちプローブ露光パタ−ンの消失と見做すことがで
きる。（なお、ここではネガ型を用いた場合の例を用い
て説明を行うが、明らかなように、本発明の本質はネガ
型かポジ型かに依存するものではなく、両者に共通であ
り、他の要求により任意にこれを選ぶことができる）。
本発明の原理は上述したようにプローブ露光のみでは一
見消失する高解像度のパタ−ンを通常露光によるパタ−
ンと融合して、その融合効果により選択的に復活させ、
再現し、リソグラフィ−パタ−ンを形成できるところに
ある。
プローブ露光のみ行った露光パタ−ンを現像した場合に
は露光量が不足し、多少の膜厚変動はあるものの、膜厚
が0となる部分は生じず、パタ−ンは形成されない。こ
れは即ちプローブ露光パタ−ンの消失と見做すことがで
きる。（なお、ここではネガ型を用いた場合の例を用い
て説明を行うが、明らかなように、本発明の本質はネガ
型かポジ型かに依存するものではなく、両者に共通であ
り、他の要求により任意にこれを選ぶことができる）。
本発明の原理は上述したようにプローブ露光のみでは一
見消失する高解像度のパタ−ンを通常露光によるパタ−
ンと融合して、その融合効果により選択的に復活させ、
再現し、リソグラフィ−パタ−ンを形成できるところに
ある。
【００５０】次に、本発明の実施形態１のパターン形成
法の一例について通常露光を加えて説明する。
法の一例について通常露光を加えて説明する。
【００５１】図２の周期パタ−ンを露光するために本実
施形態では図１９のマルチ近接場プローブ露光ヘッドで
2 次元に配列したものを用いている。
施形態では図１９のマルチ近接場プローブ露光ヘッドで
2 次元に配列したものを用いている。
【００５２】マルチ化された開口と面発光レーザの組み
合わせによりマルチな露光プローブとなっている。プロ
ーブ間の基本周期は10μm である。このような近接場マ
ルチヘッドを用いて100nm 以下の周期で露光を行うため
に本実施形態では、図１８に示すように、2 次元のマル
チ近接場プローブ露光ヘッド180 を方向に対して微小に
傾斜して用いることにより、実現している。
合わせによりマルチな露光プローブとなっている。プロ
ーブ間の基本周期は10μm である。このような近接場マ
ルチヘッドを用いて100nm 以下の周期で露光を行うため
に本実施形態では、図１８に示すように、2 次元のマル
チ近接場プローブ露光ヘッド180 を方向に対して微小に
傾斜して用いることにより、実現している。
【００５３】図７-(A)は通常露光での露光パタ−ンであ
る。本実施形態では近接場プローブ露光によって形成す
る周期パターンは50nmL&S 、通常露光での露光パタ−ン
の解像度はプローブ露光パタ−ンの半分の100nm とし、
通常露光によってプローブ露光の2 倍の線幅パタ−ンが
形成された様子を示した。なお、このような線幅100nm
の解像度で通常露光を行うことのできる露光装置として
はArF エキシマレーザや位相シフトマスクなどの超解像
技術を用いた露光装置等を挙げることができる。
る。本実施形態では近接場プローブ露光によって形成す
る周期パターンは50nmL&S 、通常露光での露光パタ−ン
の解像度はプローブ露光パタ−ンの半分の100nm とし、
通常露光によってプローブ露光の2 倍の線幅パタ−ンが
形成された様子を示した。なお、このような線幅100nm
の解像度で通常露光を行うことのできる露光装置として
はArF エキシマレーザや位相シフトマスクなどの超解像
技術を用いた露光装置等を挙げることができる。
【００５４】このパタ−ンの露光を図５のプローブ露光
の後に現像工程なしで重ねて行ったとすると露光量の合
計の分布は図５と図７(A) との和の図７-(B)下となる。
ここでプローブ露光と通常露光の露光量比は1:1 として
いる。露光しきい値Eth は図６のパタ−ン消失時と同様
に露光量1 と露光量2 との間に設定されているため、図
７-(B)上に示したパタ−ンが形成される。このパタ−ン
は解像度がプローブ露光のものであり、かつ、周期パタ
−ンでない。本実施形態ではこれにより選択的に、通常
露光で実現できる解像度以上の、高解像度のパタ−ンを
得ている。
の後に現像工程なしで重ねて行ったとすると露光量の合
計の分布は図５と図７(A) との和の図７-(B)下となる。
ここでプローブ露光と通常露光の露光量比は1:1 として
いる。露光しきい値Eth は図６のパタ−ン消失時と同様
に露光量1 と露光量2 との間に設定されているため、図
７-(B)上に示したパタ−ンが形成される。このパタ−ン
は解像度がプローブ露光のものであり、かつ、周期パタ
−ンでない。本実施形態ではこれにより選択的に、通常
露光で実現できる解像度以上の、高解像度のパタ−ンを
得ている。
【００５５】さらに図８-(A)に示すように2 倍の線幅で
露光しきい値以上（ここでは2 倍の露光量) で通常露光
を行うと、図８-(B)に示したように、プローブ露光のパ
タ−ンは消失し、通常露光パタ−ンのみが形成される。
露光しきい値以上（ここでは2 倍の露光量) で通常露光
を行うと、図８-(B)に示したように、プローブ露光のパ
タ−ンは消失し、通常露光パタ−ンのみが形成される。
【００５６】これは図９に示すように3 倍の線幅で通常
露光を行っても同様であり、それ以上の線幅では基本的
に2 倍線幅と3 倍線幅の組み合わせ等を考えれば、通常
露光で実現できるパタ−ンに関してその全てが形成可能
であることが明らかである。
露光を行っても同様であり、それ以上の線幅では基本的
に2 倍線幅と3 倍線幅の組み合わせ等を考えれば、通常
露光で実現できるパタ−ンに関してその全てが形成可能
であることが明らかである。
【００５７】以上示したようにプローブ露光と通常露光
を組み合わせて行い、感光基板のしきい値と各露光での
露光量の調整を行うことにより、図６、図７-(B)、図８
-(B)、図９-(B)のような多種でかつ最小線幅がプローブ
の解像度となるようなパタ−ンをスループットを大幅に
低下することなく形成することができる。
を組み合わせて行い、感光基板のしきい値と各露光での
露光量の調整を行うことにより、図６、図７-(B)、図８
-(B)、図９-(B)のような多種でかつ最小線幅がプローブ
の解像度となるようなパタ−ンをスループットを大幅に
低下することなく形成することができる。
【００５８】以上が本発明の露光方法の原理であり、ま
とめれば、 (ア-1) 通常露光をしていないパタ−ン領域、即ち、露光
しきい値以下のプローブ露光パタ−ンは現像により消失
する。
とめれば、 (ア-1) 通常露光をしていないパタ−ン領域、即ち、露光
しきい値以下のプローブ露光パタ−ンは現像により消失
する。
【００５９】(ア-2) 露光しきい値以下の露光量で行った
通常露光のパタ−ン領域に関しては通常露光とプローブ
露光のパタ−ンの組み合わせにより決まるプローブ露光
の解像度を持つ露光パタ−ンが形成される。
通常露光のパタ−ン領域に関しては通常露光とプローブ
露光のパタ−ンの組み合わせにより決まるプローブ露光
の解像度を持つ露光パタ−ンが形成される。
【００６０】(ア-3) 露光しきい値以上の露光量で行っ
た通常露光のパタ−ン領域は、通常露光のみと同様に任
意のパタ−ンを形成する。ということになる。
た通常露光のパタ−ン領域は、通常露光のみと同様に任
意のパタ−ンを形成する。ということになる。
【００６１】なお、本発明ではプローブ露光と通常露光
の順番はプローブ露光を先としたが、本発明はこの順番
に限定されるものではない。
の順番はプローブ露光を先としたが、本発明はこの順番
に限定されるものではない。
【００６２】次に、このような本発明の露光方法を用い
たパタ−ン形成の実施形態２について説明する。
たパタ−ン形成の実施形態２について説明する。
【００６３】本実施形態では露光により得られる回路パ
タ−ンとして、図１０に示す所謂ゲート型のパタ−ンを
用いている。このパタ−ンは、横方向の即ちA-A'方向の
線幅が50nmであるのに対して、縦方向では100nm 以上で
あるという特徴を持つ。本発明によれば、このような1
次元方向のみ高解像度を求められるパタ−ンに対して
は、プローブ露光での露光をかかる高解像度の必要な1
次元方向のみで行うことができる。本実施形態ではこの
1 次元状のプローブ露光と通常露光の組み合わせの例を
示す。
タ−ンとして、図１０に示す所謂ゲート型のパタ−ンを
用いている。このパタ−ンは、横方向の即ちA-A'方向の
線幅が50nmであるのに対して、縦方向では100nm 以上で
あるという特徴を持つ。本発明によれば、このような1
次元方向のみ高解像度を求められるパタ−ンに対して
は、プローブ露光での露光をかかる高解像度の必要な1
次元方向のみで行うことができる。本実施形態ではこの
1 次元状のプローブ露光と通常露光の組み合わせの例を
示す。
【００６４】図１１において図１１-(A)は1 次元方向の
プローブ露光による周期的な露光パタ−ンを示す。周期
は100nm であり、これは50nmL&S に相当する。下図にお
ける数値は露光量を表すものである。
プローブ露光による周期的な露光パタ−ンを示す。周期
は100nm であり、これは50nmL&S に相当する。下図にお
ける数値は露光量を表すものである。
【００６５】本実施形態ではプローブ露光の次の通常露
光として図１１-(B)のパタ−ンの露光を行う。図１１-
(B)の上図にはプローブ露光との相対的な位置と、本の
各領域での露光量を示した。下図はこの露光量を50nmピ
ッチの分解能でマップしたものである。
光として図１１-(B)のパタ−ンの露光を行う。図１１-
(B)の上図にはプローブ露光との相対的な位置と、本の
各領域での露光量を示した。下図はこの露光量を50nmピ
ッチの分解能でマップしたものである。
【００６６】この通常露光によるパタ−ンの線幅はプロ
ーブ露光の2 倍の100nmであることが分かる。
ーブ露光の2 倍の100nmであることが分かる。
【００６７】また、このような領域によって露光量が異
なる通常露光を行う方法としては、図中1 で示した領域
に対応するマスク部に透過率T%、2 で示した領域に対応
するマスク部に透過率2T% を構成した複数段透過率を持
つマスクを用いる方法があり、この方法では通常露光を
一回の露光で完了することができる。この場合の各での
露光量比は感光基板上で、プローブ露光: 透過率T:透過
率2T=1:1:2 である。
なる通常露光を行う方法としては、図中1 で示した領域
に対応するマスク部に透過率T%、2 で示した領域に対応
するマスク部に透過率2T% を構成した複数段透過率を持
つマスクを用いる方法があり、この方法では通常露光を
一回の露光で完了することができる。この場合の各での
露光量比は感光基板上で、プローブ露光: 透過率T:透過
率2T=1:1:2 である。
【００６８】さらに、別の方法としては図11-(D)に示す
ような露光量で2 回露光することも可能である。この場
合には露光量は一段で良いため、マスクの透過率も1 段
で済む。この場合の露光量比は感光基板上で、プローブ
露光: 第1 回通常露光: 第2回通常露光=1:1:1である。
ような露光量で2 回露光することも可能である。この場
合には露光量は一段で良いため、マスクの透過率も1 段
で済む。この場合の露光量比は感光基板上で、プローブ
露光: 第1 回通常露光: 第2回通常露光=1:1:1である。
【００６９】次にプローブ露光と通常露光の組み合わせ
によるパタ−ン形成について述べる。
によるパタ−ン形成について述べる。
【００７０】本発明においてはプローブ露光と通常露光
の間には現像はない。そのため、それぞれの露光量は加
算される。そして加算後の露光量により新たな組み合わ
せ露光パタ−ンとなる。
の間には現像はない。そのため、それぞれの露光量は加
算される。そして加算後の露光量により新たな組み合わ
せ露光パタ−ンとなる。
【００７１】図１１-(C)は本実施形態の2 の露光量の加
算結果を表す図である。そして、下図はこの露光パタ−
ンに対して現像を行った結果のパタ−ンを灰色で示した
ものである。なお、本実施形態では感光基板としては露
光しきい値が1 以上2 未満であるものを用いた。
算結果を表す図である。そして、下図はこの露光パタ−
ンに対して現像を行った結果のパタ−ンを灰色で示した
ものである。なお、本実施形態では感光基板としては露
光しきい値が1 以上2 未満であるものを用いた。
【００７２】灰色で示したパタ−ンは図１０に示した所
望のパタ−ンと一致し、本発明の露光方法によりこのパ
タ−ン形成が可能となった。
望のパタ−ンと一致し、本発明の露光方法によりこのパ
タ−ン形成が可能となった。
【００７３】以下、本発明の実施形態３につき図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００７４】本実施形態は2 次元的にプローブ露光のパ
タ−ンを露光する。図１２はこの2次元的なプローブ露
光を行った場合の露光パタ−ンを露光量のマップとして
表した摸式図である。本実施形態では最終的に得られる
露光パタ−ンのバリエ−ションを増やすために、プロー
ブ露光の2 つの方向（X 方向、Y 方向）の露光量を異な
る値(2倍) とした。この2 つの露光量は同一でもよく、
これは本実施形態によって限定されるものではない。
タ−ンを露光する。図１２はこの2次元的なプローブ露
光を行った場合の露光パタ−ンを露光量のマップとして
表した摸式図である。本実施形態では最終的に得られる
露光パタ−ンのバリエ−ションを増やすために、プロー
ブ露光の2 つの方向（X 方向、Y 方向）の露光量を異な
る値(2倍) とした。この2 つの露光量は同一でもよく、
これは本実施形態によって限定されるものではない。
【００７５】図１２の露光パタ−ンでは2 つのプローブ
露光の結果、露光量は0 から3 までの4 段階となってい
る。このようなプローブ露光に対して充分に効果のある
通常露光の露光量段数は5 段以上である。そして感光基
板の露光しきい値はプローブ露光の露光量の最大値であ
る3 より大きく、かつ通常露光の露光量の最大値4 未満
に設定する。
露光の結果、露光量は0 から3 までの4 段階となってい
る。このようなプローブ露光に対して充分に効果のある
通常露光の露光量段数は5 段以上である。そして感光基
板の露光しきい値はプローブ露光の露光量の最大値であ
る3 より大きく、かつ通常露光の露光量の最大値4 未満
に設定する。
【００７６】このような5 段階(0,1,2,3,4) の露光量で
の通常露光を行った結果の露光パタ−ンの各露光量を図
１３に示した。またハッチング部は露光しきい値以上の
場所を表し、これが最終的な露光パタ−ンとなる。
の通常露光を行った結果の露光パタ−ンの各露光量を図
１３に示した。またハッチング部は露光しきい値以上の
場所を表し、これが最終的な露光パタ−ンとなる。
【００７７】なお、図１３は通常露光の解像度をプロー
ブ露光の半分として、2 倍の長さの辺を持つブロックに
関して示したものである。このようなブロック単位で通
常露光の露光量を変化させてより広い面積にパタ−ンを
形成した例を図１４に示す。プローブ露光の解像度を持
ち、周期パタ−ン以外の非常にバリエ−ション豊かなパ
タ−ンが露光できている。
ブ露光の半分として、2 倍の長さの辺を持つブロックに
関して示したものである。このようなブロック単位で通
常露光の露光量を変化させてより広い面積にパタ−ンを
形成した例を図１４に示す。プローブ露光の解像度を持
ち、周期パタ−ン以外の非常にバリエ−ション豊かなパ
タ−ンが露光できている。
【００７８】本実施形態では通常露光はプローブ露光の
線幅の2 倍のブロックを単位として行ったが、本発明は
これに限定されることなく、通常露光の解像度内の任意
のパタ−ンで通常露光を行うことができ、それぞれに応
じてプローブ露光と組み合わさった露光パタ−ンを得る
ことができる。
線幅の2 倍のブロックを単位として行ったが、本発明は
これに限定されることなく、通常露光の解像度内の任意
のパタ−ンで通常露光を行うことができ、それぞれに応
じてプローブ露光と組み合わさった露光パタ−ンを得る
ことができる。
【００７９】また、本実施形態ではプローブ露光の線幅
は2 つの方向で同一として説明したが、これは任意に変
えてよい。さらに2 つの間の角度も任意に選ぶ事ができ
る。
は2 つの方向で同一として説明したが、これは任意に変
えてよい。さらに2 つの間の角度も任意に選ぶ事ができ
る。
【００８０】以下、本発明の実施形態４につき図面を参
照して説明する。本実施形態では周期プローブ露光にお
いて、周期パターンに関して断続的に調整したパターン
形成を行った。
照して説明する。本実施形態では周期プローブ露光にお
いて、周期パターンに関して断続的に調整したパターン
形成を行った。
【００８１】図２１は本実施形態のプローブ露光により
露光された1 次元の断続的周期パターンである。
露光された1 次元の断続的周期パターンである。
【００８２】図２０は本実施形態で用いた露光パターン
である。これは実施形態１で形成した所謂ゲートパター
ンを2 次元的に整列させて配置したものに相当してい
る。
である。これは実施形態１で形成した所謂ゲートパター
ンを2 次元的に整列させて配置したものに相当してい
る。
【００８３】このパターンの特徴としては高解像度が要
求されるのはA-A'方向（紙面横方向) と、B-B'方向（紙
面縦方向) であることと、基本的なゲートパターン同志
の間にある一定間隔が開いていることである。この特徴
から、周期パターン露光においては図２１のような断続
的な周期パターンを形成すればよく、このような断続的
なパターンとすることによって非露光部をより高速にス
テージ移動させてスループットを向上したり、あるいは
露光光のエネルギーについて省力化したりすることが可
能となる。
求されるのはA-A'方向（紙面横方向) と、B-B'方向（紙
面縦方向) であることと、基本的なゲートパターン同志
の間にある一定間隔が開いていることである。この特徴
から、周期パターン露光においては図２１のような断続
的な周期パターンを形成すればよく、このような断続的
なパターンとすることによって非露光部をより高速にス
テージ移動させてスループットを向上したり、あるいは
露光光のエネルギーについて省力化したりすることが可
能となる。
【００８４】さらに、図２２はこのようなゲートパター
ンに混じって配線パターンが混在している場合である
が、このようなパターンに関しては、同様に断続的な周
期パターンである図２３をプローブ露光で露光すること
により、所望のパターン形成を行うことが可能である。
なお、この場合にはマルチプローブの制御において選択
的にプローブの露光ON/OFFを制御することによって実現
することが可能となる。
ンに混じって配線パターンが混在している場合である
が、このようなパターンに関しては、同様に断続的な周
期パターンである図２３をプローブ露光で露光すること
により、所望のパターン形成を行うことが可能である。
なお、この場合にはマルチプローブの制御において選択
的にプローブの露光ON/OFFを制御することによって実現
することが可能となる。
【００８５】図２４は本発明の露光装置の一例の要部概
略図である。この露光装置241 はプロ−ブ露光部242 と
投影露光部243 からなっており、各露光部はそれぞれア
ライメント手段(242a,247)を伴っている。露光の動作は
ステージ249 の移動によって、まず位置（１）でプロ−
ブ露光部242 のアライメント手段242aにより、露光光軸
とアライメント検出器とのベ−スラインを測定してお
き、その情報を元に、所望の位置（２）までステ−ジを
移動してプローブ露光部242 でプロ−ブ露光を行い、そ
の後ステ−ジを投影露光装置の位置（３）のアライメン
ト手段247 に移動してウエハアライメントマーク247aを
用いてアライメントを行い、投影露光をプロ−ブ露光に
対して所定の位置になるようアライメント計測後にステ
−ジ移動調整をおこなった後に位置（４）でレチクル24
5 のパターンを投影光学系246 でウエハ248 面上への露
光を行う。244 はレチクル245 の位置合わせを行うアラ
イメント系である。244aはレチクルアライメントマーク
である。
略図である。この露光装置241 はプロ−ブ露光部242 と
投影露光部243 からなっており、各露光部はそれぞれア
ライメント手段(242a,247)を伴っている。露光の動作は
ステージ249 の移動によって、まず位置（１）でプロ−
ブ露光部242 のアライメント手段242aにより、露光光軸
とアライメント検出器とのベ−スラインを測定してお
き、その情報を元に、所望の位置（２）までステ−ジを
移動してプローブ露光部242 でプロ−ブ露光を行い、そ
の後ステ−ジを投影露光装置の位置（３）のアライメン
ト手段247 に移動してウエハアライメントマーク247aを
用いてアライメントを行い、投影露光をプロ−ブ露光に
対して所定の位置になるようアライメント計測後にステ
−ジ移動調整をおこなった後に位置（４）でレチクル24
5 のパターンを投影光学系246 でウエハ248 面上への露
光を行う。244 はレチクル245 の位置合わせを行うアラ
イメント系である。244aはレチクルアライメントマーク
である。
【００８６】なお、この例ではアライメント装置はオフ
アクシスアライメントとしたが、本発明はなんらこれに
制限されることなく、投影光学系のレンズを通したTTL
アライメント、レチクルを通したTTR アライメント等通
常の露光装置で用いられる方法を適宜用いることができ
る。
アクシスアライメントとしたが、本発明はなんらこれに
制限されることなく、投影光学系のレンズを通したTTL
アライメント、レチクルを通したTTR アライメント等通
常の露光装置で用いられる方法を適宜用いることができ
る。
【００８７】また、本実施形態ではプローブ露光を先、
投影露光を後としたが、この順番を逆にすることもでき
る。
投影露光を後としたが、この順番を逆にすることもでき
る。
【００８８】本発明は以上説明した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
てシーケンスの流れなどは種々に変更する事が可能であ
る。本発明におけるプローブ露光ではＳＴＭ、レーザー
ビーム描画、電子線描画等のプローブを用いることが可
能であることはいうまでもない。例えば、ＳＴＭをプロ
ーブ露光に用い、電子ビームブロックパターン露光を通
常露光に用いるなど様々な組み合わせが可能である。
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
てシーケンスの流れなどは種々に変更する事が可能であ
る。本発明におけるプローブ露光ではＳＴＭ、レーザー
ビーム描画、電子線描画等のプローブを用いることが可
能であることはいうまでもない。例えば、ＳＴＭをプロ
ーブ露光に用い、電子ビームブロックパターン露光を通
常露光に用いるなど様々な組み合わせが可能である。
【００８９】また、プローブ露光および通常露光のそれ
ぞれの露光回数や露光量の段数は適宜選択することが可
能であり、さらに露光の重ね合わせもずらして行う等適
宜調整することが可能である。このような調整を行うこ
とで形成可能な回路パタ−ンにバリエ−ションができる
ことも本発明の効果である。
ぞれの露光回数や露光量の段数は適宜選択することが可
能であり、さらに露光の重ね合わせもずらして行う等適
宜調整することが可能である。このような調整を行うこ
とで形成可能な回路パタ−ンにバリエ−ションができる
ことも本発明の効果である。
【００９０】次に上記説明した露光方法又は露光装置を
利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００９１】図２６は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローチャートである。
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローチャートである。
【００９２】本実施例においてステップ１（回路設計）
では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マ
スク製作）では設計した回路パターンを形成したマスク
を製作する。
では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マ
スク製作）では設計した回路パターンを形成したマスク
を製作する。
【００９３】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００９４】次のステップ５（組立）は後行程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００９５】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００９６】図２７は上記ステップ４のウエハプロセス
の詳細なフローチャートである。まず、ステップ１１
（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２
（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
の詳細なフローチャートである。まず、ステップ１１
（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２
（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
【００９７】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００９８】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００９９】尚、本実施例の製造方法を用いれば、高集
積度のデバイスを容易に製造することができる。
積度のデバイスを容易に製造することができる。
【０１００】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプローブ
露光と通常露光を融合した露光方法および露光装置を用
いることにより、線幅100nm 以下の多様なパターンの露
光をスループットを大幅に低下させることなく実現する
ことが可能となる。
露光と通常露光を融合した露光方法および露光装置を用
いることにより、線幅100nm 以下の多様なパターンの露
光をスループットを大幅に低下させることなく実現する
ことが可能となる。
【図１】 本発明の露光方法の原理的なフロ−を示す図
【図２】 プローブ露光による露光パタ−ンを示す摸式
図
図
【図３】 レジストの露光感度特性を示す摸式図
【図４】 現像によるパタ−ン形成を示す摸式図
【図５】 プローブ露光による露光パタ−ンを示す模式
図
図
【図６】 本発明による形成パタ−ンを示す模式図
【図７】 本発明の実施形態１による形成パタ−ンの一
例を示す模式図
例を示す模式図
【図８】 本発明の実施形態１による形成パタ−ンの他
の一例を示す模式図
の一例を示す模式図
【図９】 本発明の実施形態１による形成パタ−ンの他
の一例を示す模式図
の一例を示す模式図
【図１０】 典型的な回路パタ−ンを示す模式図
【図１１】 本発明の実施形態２を説明する摸式図
【図１２】 本発明の実施形態３のプローブ露光パタ−
ンを説明する模式図
ンを説明する模式図
【図１３】 2 次元プロックでの形成パタ−ンを示す模
式図
式図
【図１４】 本発明の実施形態３で形成可能なパタ−ン
の1 例を示す模式図
の1 例を示す模式図
【図１５】 プローブ露光装置の1 例を示す模式図
【図１６】 プローブの1 例を示す模式図
【図１７】 マルチプロ−ブの1 例を示す模式図
【図１８】 2 次元マルチプロ−ブの1 例を示す模式図
【図１９】 マルチ微小開口プロ−ブを示す模式図
【図２０】 回路パタ−ンの一例を示す模式図
【図２１】 周期パタ−ンの一例を示す模式図
【図２２】 回路パタ−ンの一例を示す模式図
【図２３】 周期パタ−ンの一例を示す模式図
【図２４】 本発明の露光装置の一例を示す模式図
【図２５】 従来の投影露光装置を示す模式図
【図２６】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
【図２７】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
251 エキシマレ−ザ光源
252 照明光学系
253 照明光
254 マスク
255 物体側露光光
256 投影光学系
257 像側露光光
258 感光基板
259 基板ステ−ジ
151 露光部
152 レーザ光源
154 光ファイバ伝達部
155 光ファイバプローブ
156 アライメント部
157 ウエハ
158 ウエハステージ
159 ウエハステージ制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｇ
Claims (11)
- 【請求項１】 感光性の基板にプローブを用いて周期パ
ターンを露光するプローブ露光工程と、前記周期パター
ンに比べて解像度の低いパターンを露光する通常露光工
程を有し、 前記プローブ露光は、露光に可視光線、紫外線などの近
接場光またはトンネル電流を用い、 前記プローブ露光および前記通常露光の各々の露光量の
和によって、前記感光性の基板の感光感度および／また
は前記感光性の基板の現像感度に依存してパタ−ン像を
形成する ことを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 前記通常露光は、多値露光であることを
特徴とする請求項１の露光方法。 - 【請求項３】 前記プローブ露光は、多値露光であるこ
とを特徴とする請求項１の露光方法。 - 【請求項４】 前記通常露光は、多重露光より成ること
を特徴とする請求項１の露光方法。 - 【請求項５】 前記プローブ露光は、多重露光より成る
ことを特徴とする請求項１の露光方法。 - 【請求項６】 前記多重露光は、異なる露光に対して異
なる露光量で露光を行うことを特徴とする請求項４又は
５の露光方法。 - 【請求項７】 前記解像度の低いパターンは、複数の透
過率のパタ−ン領域を備えるマスクを用いて露光するこ
とを特徴とする請求項１の露光方法。 - 【請求項８】 前記通常露光は、露光に紫外線、Ｘ線、
電子ビームのうちのいずれかを用いることを特徴とする
請求項１の露光方法。 - 【請求項９】 前記周期パターンに対して位置合わせを
行うアライメント工程を有することを特徴とする請求項
１から８のいずれか１項の露光方法。 - 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか１項の露光
方法によって基板を露光することができることを特徴と
する露光装置。 - 【請求項１１】 請求項１から９のいずれか１項の露光
方法によってパターンを基板に露光する工程と、該露光
された基板を現像する工程を有することを特徴とするデ
バイスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13747698A JP3363787B2 (ja) | 1998-05-02 | 1998-05-02 | 露光方法および露光装置 |
| US09/299,591 US6437852B1 (en) | 1998-05-02 | 1999-04-27 | Exposure system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13747698A JP3363787B2 (ja) | 1998-05-02 | 1998-05-02 | 露光方法および露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11317351A JPH11317351A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3363787B2 true JP3363787B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=15199519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13747698A Expired - Fee Related JP3363787B2 (ja) | 1998-05-02 | 1998-05-02 | 露光方法および露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6437852B1 (ja) |
| JP (1) | JP3363787B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2827967B1 (fr) * | 2001-07-26 | 2003-10-24 | Essilor Int | Procede d'impression d'une structure stable photoinduite en champ proche,et pointe de fibre optique pour sa mise en oeuvre |
| WO2003032081A1 (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-17 | Ultratech Stepper, Inc. | Method and apparatus for optically defining an exposure exclusion region on a photosensitive workpiece |
| JP4749682B2 (ja) * | 2003-06-04 | 2011-08-17 | 富士フイルム株式会社 | 露光装置 |
| TWI307677B (en) * | 2006-07-18 | 2009-03-21 | Applied Res Lab | Method and device for fabricating nano-structure with patterned particle beam |
| JP2014229802A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、リソグラフィ方法、リソグラフィシステム、及び物品の製造方法 |
| CN109843853B (zh) * | 2016-10-17 | 2022-09-20 | 东洋合成工业株式会社 | 组合物和使用该组合物的设备的制造方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01106426A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-24 | Canon Inc | 露光装置 |
| EP0440470B1 (en) * | 1990-02-02 | 1996-12-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method |
| JP2862385B2 (ja) * | 1991-03-13 | 1999-03-03 | キヤノン株式会社 | 露光装置 |
| US5272502A (en) * | 1991-07-31 | 1993-12-21 | Minoru Saiki | Double-surface concurrent exposure device |
| JPH05136023A (ja) * | 1991-11-14 | 1993-06-01 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| DE4301716C2 (de) * | 1992-02-04 | 1999-08-12 | Hitachi Ltd | Projektionsbelichtungsgerät und -verfahren |
| JP2852169B2 (ja) * | 1993-02-25 | 1999-01-27 | 日本電気株式会社 | 投影露光方法および装置 |
| JPH08153661A (ja) * | 1994-11-28 | 1996-06-11 | Sony Corp | 投影露光方法 |
| US6239861B1 (en) * | 1996-11-19 | 2001-05-29 | Nikon Corporation | Exposure method and scanning type exposure apparatus |
| US6061119A (en) * | 1997-04-14 | 2000-05-09 | Nikon Corporation | Method of measuring image-forming error of projection optical system, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
-
1998
- 1998-05-02 JP JP13747698A patent/JP3363787B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-04-27 US US09/299,591 patent/US6437852B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020027646A1 (en) | 2002-03-07 |
| JPH11317351A (ja) | 1999-11-16 |
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