JPH1197334A - Pattern formation method - Google Patents
Pattern formation methodInfo
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- JPH1197334A JPH1197334A JP9259590A JP25959097A JPH1197334A JP H1197334 A JPH1197334 A JP H1197334A JP 9259590 A JP9259590 A JP 9259590A JP 25959097 A JP25959097 A JP 25959097A JP H1197334 A JPH1197334 A JP H1197334A
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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
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体集積回路等の製造に用いられる微細な素
子パターンの形成を効率よく短時間で処理する実用的な
方法および装置を提供する。
【解決手段】復調用光源20からの光を干渉させて、第
2の格子縞26を作成することによりレジスト27中に
パターンを転写することにより1/4波長のパターンを
光露光し、より微細なパターンを電子線描画する。
(57) Abstract: Provided is a practical method and apparatus for efficiently processing a fine element pattern used for manufacturing a semiconductor integrated circuit or the like in a short time. A pattern of a quarter wavelength is exposed to light by transferring a pattern in a resist (27) by interfering light from a light source for demodulation (20) to form a second grid pattern (26). The pattern is drawn by electron beam.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、試料基板上に半導
体集積回路や液晶素子等のパターンを転写する方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for transferring a pattern of a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal element or the like onto a sample substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路や液晶素子等のパターン
の形成には、リソグラフィー技術と呼ばれているマスク
上に描かれたパターンを試料基板上に転写する方法が広
く採用されている。このパターン転写を行うために、一
般には、マスク上のパターンを縮小して転写する縮小投
影型の投影露光装置が用いられる。特に位相シフト法は
露光波長の1/2の微細パターンまで解像できるという
特徴がある。2. Description of the Related Art A method of transferring a pattern drawn on a mask onto a sample substrate, which is called a lithography technique, is widely used for forming a pattern of a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal element. In order to perform this pattern transfer, a reduced-projection type projection exposure apparatus for reducing and transferring a pattern on a mask is generally used. In particular, the phase shift method is characterized in that it can resolve a fine pattern of half the exposure wavelength.
【0003】更に小さな微細パターンの形成には電子線
描画を用いる方法がある。電子光学系により容易に波長
以下の直径の微細電子線に絞り込むことが出来るため
に、電子線描画は高い解像性を有し、微細パターンの形
成には好適である。しかし、パターン描画には長時間を
要するために大量生産は不向きである。この欠点を補う
ために特開平4−155812 号では、同一レジストに大きな
パターンと、微細なパターンを同時に形成する方法とし
て、レジスト膜形成後に、前者の大きなパターンを位相
シフト法で露光し、後者のパターンを電子線で描画し、
現像することにより、2種類のパターンを同一基板内に
形成する方法を開示している。この方法の目的は上述し
たように、大きなパターンは位相シフト法で、微細パタ
ーンは電子線描画を用いて、能率良くパターン形成する
ことにある。[0003] There is a method using electron beam lithography to form a smaller fine pattern. Since electron beams can be easily narrowed down to a fine electron beam having a diameter equal to or smaller than the wavelength by an electron optical system, electron beam drawing has high resolution and is suitable for forming a fine pattern. However, pattern drawing requires a long time, and is not suitable for mass production. To compensate for this drawback, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-155812 discloses a method of simultaneously forming a large pattern and a fine pattern on the same resist, by forming a resist film and then exposing the former large pattern by a phase shift method. Draw a pattern with an electron beam,
A method of forming two types of patterns in the same substrate by developing is disclosed. As described above, the purpose of this method is to efficiently form a large pattern by a phase shift method and a fine pattern by electron beam lithography.
【0004】最近、現状の投影露光装置を用いて、従来
の解像限界を超える微細パターンを転写する試みがなさ
れている。マスクパターンのフーリエ変換パターンが形
成される面上においてフーリエ変換パターンの位置を所
定量シフトさせて空間周波数を変える変調工程と、ウエ
ハ基板上において、変調工程における変調量と関連づけ
て空間周波数のシフトによマスクパターンを再現する復
調工程とを有するパターン形成方法、いわゆるモアレ法
により、従来の解像性能を超える解像力を与えることが
特開平7−326573 号公報に開示されている。この方法に
よれば露光波長の1/4の非常に微細なパターンまで光
露光によりパターン露光できる。Recently, attempts have been made to transfer a fine pattern exceeding the conventional resolution limit using the current projection exposure apparatus. A modulation step of shifting the spatial frequency by shifting the position of the Fourier transform pattern by a predetermined amount on the surface on which the Fourier transform pattern of the mask pattern is formed; and, on the wafer substrate, the spatial frequency shift in relation to the modulation amount in the modulation step. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-326573 discloses that a pattern forming method having a demodulation step of reproducing a mask pattern, that is, a so-called moire method, is used to provide a resolution exceeding the conventional resolution performance. According to this method, it is possible to perform pattern exposure by light exposure up to a very fine pattern of 1/4 of the exposure wavelength.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平4−155812 号公
報では、量産性を上げるために、位相シフト法と電子線
描画法を組み合わせて微細パターンを形成する技術が開
示されており、光露光の高効率と電子線描画の高解像性
を利用して微細パターンを高スループットで作製してい
る。しかし、半導体集積回路等のパターンの微細化が更
に進むにしたがって、素子を構成するパターンのほとん
どが微細パターンの場合、位相シフト法では解像出来ず
に、微細パターンのほとんどを電子線を用いて描画する
こととなり、時間短縮の効果は望めない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-155812 discloses a technique for forming a fine pattern by combining a phase shift method and an electron beam drawing method in order to improve mass productivity. Utilizing the high efficiency and high resolution of electron beam lithography, fine patterns are produced at high throughput. However, as the pattern miniaturization of semiconductor integrated circuits and the like progresses further, if most of the patterns constituting the element are fine patterns, the phase shift method cannot resolve them, and most of the fine patterns are formed using electron beams. Since the drawing is performed, the effect of shortening the time cannot be expected.
【0006】本発明の課題は、微細な素子パターンの形
成を効率よく短時間で処理する実用的なパターン形成方
法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a practical pattern forming method for efficiently forming a fine element pattern in a short time.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題は、素子の製造
過程における、あるパターン層の形成のためのリソグラ
フィー工程において、同一のレジストに対するパターン
転写を、マスク基板上に描かれているマスクパターンの
フーリエ変換パターンが形成される面上において該フー
リエ変換パターンの位置を所定量シフトさせて空間周波
数を変える変調工程と、前記レジスト中に、前記変調工
程における変調量と関連づけて空間周波数のシフトによ
り前記マスクパターンを再現する復調工程とを有する投
影光学系を介して前記レジスト中に投影しパターンを形
成する光露光と、電子線露光を用いて行うことにより達
成される。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a lithography process for forming a certain pattern layer in the process of manufacturing an element, in which a pattern transfer to the same resist is performed on a mask pattern drawn on a mask substrate. A modulation step of shifting the spatial frequency by shifting the position of the Fourier transform pattern by a predetermined amount on the surface on which the Fourier transform pattern is formed; and, in the resist, by shifting the spatial frequency in association with the modulation amount in the modulation step. This is achieved by performing light exposure for projecting into the resist through a projection optical system having a demodulation step of reproducing a mask pattern to form a pattern, and electron beam exposure.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について述
べる。これらの実施例は本願の一例に過ぎず、これらに
限定されるものではない。Embodiments of the present invention will be described below. These embodiments are merely examples of the present application, and the present invention is not limited to these embodiments.
【0009】投影露光方法では、変調工程として、マス
クパターンに第1の格子縞を重ねることによって空間周
波数の異なるパターンすなわちモアレ縞を構成する回折
光が投影レンズを通過することによってパターン情報を
ウエハ上に伝達する。そして、基板上のレジスト中で復
調することによりパターン転写を行う。この復調工程と
しては、レジストの表面にごく短い時間だけ光に応答し
て透過率や屈折率が変化する材料を塗布しておく。In the projection exposure method, as a modulation step, a pattern having a different spatial frequency, that is, diffracted light constituting a moiré fringe passes through a projection lens by superimposing a first lattice fringe on a mask pattern, so that pattern information is written on a wafer. introduce. Then, pattern transfer is performed by demodulation in a resist on the substrate. In the demodulation step, a material whose transmittance or refractive index changes in response to light for a very short time is applied to the surface of the resist.
【0010】この復調用薄膜に2方向から光を照射し上
記薄膜中に二光束干渉の縞を形成する。この干渉縞がパ
ターン転写を行う露光用の光に対して第2の干渉縞とし
て作用する。このようにして露光波長の1/4の微細パ
ターン転写を行うことができる。これは位相シフト法の
理論的限界である露光波長の1/2よりも高い解像性を
有する利点がある。もちろん、このモアレ法は、1/2
波長のパターンサイズにおいても、位相シフト法よりも
良好な露光形状を提供できることは言うまでもない。The demodulation thin film is irradiated with light from two directions to form two-beam interference fringes in the thin film. This interference fringe acts as a second interference fringe for light for exposure for pattern transfer. In this way, it is possible to transfer a fine pattern of 1 / of the exposure wavelength. This has the advantage that the resolution is higher than half the exposure wavelength, which is the theoretical limit of the phase shift method. Of course, this moiré method is 1/2
It goes without saying that even in the pattern size of the wavelength, a better exposure shape can be provided than in the phase shift method.
【0011】このモアレ法のパターン転写で第2の復調
格子は必ずしも光学密度が変化した明暗格子でなくても
よく、屈折率が変化した位相シフト格子でも使用でき
る。位相シフト格子の場合には、復調膜に露光光のエネ
ルギーが吸収されないので、露光時間が明暗格子よりも
短時間にできる利点がある。In the pattern transfer by the moiré method, the second demodulation grating is not necessarily a light and dark grating having a changed optical density, but may be a phase shift grating having a changed refractive index. In the case of the phase shift grating, since the energy of the exposure light is not absorbed by the demodulation film, there is an advantage that the exposure time can be shorter than that of the light and dark grating.
【0012】復調作用を大きくするには、明暗格子のモ
アレ縞を作る場合、復調膜の吸光度変化が1以上である
ことが望ましい。位相格子のモアレ縞を作る場合、復調
膜の位相の変化が1/2波長以上であることが望まし
い。In order to increase the demodulation effect, it is desirable that the change in the absorbance of the demodulation film be 1 or more when forming moire fringes of a light and dark lattice. When forming moiré fringes of a phase grating, it is desirable that the change in the phase of the demodulation film be equal to or more than 波長 wavelength.
【0013】復調層用膜中に二光束干渉と共にウエハ面
の法線方向から光を入射する三光束干渉を用いることに
より復調格子を作製しても良い。この場合には復調膜の
厚さに制限が無いので、復調膜に多くの材料が使用でき
るようになる。例えば、復調格子作製用の光に対して、
単位長さ当たりの光学密度の変化が小さい材料でも、復
調膜の厚さを大きくすれば、膜全体としての光学密度が
大きくなるので使用できるようになる。逆に言えば、復
調材料の光学密度の変化が小さくてもよいのであるか
ら、復調用光の強度を弱くして復調材料の光劣化を抑制
できる利点がある。更に、三光束干渉による縞は一種の
回折格子として見なせば、その回折効率は厚さ方向全体
の体積で効くので100%にすることができ、完全な復
調効果が達成できる利点がある。A demodulation grating may be manufactured by using two-beam interference and three-beam interference in which light is incident from the normal direction of the wafer surface in the demodulation layer film. In this case, since there is no limit on the thickness of the demodulation film, many materials can be used for the demodulation film. For example, for light for producing a demodulation grating,
Even for a material having a small change in optical density per unit length, if the thickness of the demodulation film is increased, the optical density of the entire film is increased, so that the material can be used. Conversely, since the change in the optical density of the demodulation material may be small, there is an advantage that the intensity of the light for demodulation can be weakened and the optical deterioration of the demodulation material can be suppressed. Furthermore, if the fringes due to the three-beam interference are regarded as a kind of diffraction grating, the diffraction efficiency is effective for the entire volume in the thickness direction, so that it can be made 100%, and there is an advantage that a complete demodulation effect can be achieved.
【0014】明暗型の縞である場合で考えると、原理
上、明暗のコントラストが高いほど復調効果が大きくな
る。高いコントラストを得るためには、第2の格子縞を
形成するための光の強度が高いことが望ましい。しか
し、高い強度で定常的に露光すると、復調材料に蓄積さ
れるエネルギーが大きくなり、復調材料が熱的な損傷を
起こし問題となる。そのために、光源としては、強度は
強いが短時間だけ露光するパルス励起が望ましい。Considering the case of light and dark fringes, in principle, the higher the contrast between light and dark, the greater the demodulation effect. In order to obtain high contrast, it is desirable that the intensity of light for forming the second lattice fringes be high. However, when the exposure is constantly performed at a high intensity, the energy stored in the demodulation material increases, and the demodulation material is thermally damaged, which is a problem. Therefore, as the light source, it is desirable to use pulse excitation in which the intensity is high but the exposure is performed for a short time.
【0015】パルス励起で第2の格子縞を形成すると、
復調材料中の形成される縞は短時間に消えて元の透明な
状態に戻る。これは上下の格子縞を同期走査するため
に、第1の格子縞は機械的に走査できるが、下の第2の
格子縞は、光学的に干渉縞を走査させるのであるから、
干渉縞を形成する光が走査されて、光が当たらなくなっ
たら直ぐに元の透明な状態に戻らねばならないという測
定原理から望まれる特性である。復調材料にパターン露
光光が定常的にウエハ上に照射されると、格子縞が消え
た後も露光されるために、復調効果が低減する。第2の
格子縞は縞が形成された直後が一番鮮明な縞になってい
るので、縞形成直後だけをパターン露光することが、復
調効果を最大にする方法である。従って、パターン露光
の光もパルス化し、第2の格子縞を形成するパルス光と
同期をとり、第2の格子縞が形成された直後だけにパタ
ーン露光するのが望ましい。When a second lattice fringe is formed by pulse excitation,
The fringes formed in the demodulation material disappear in a short time and return to the original transparent state. This is because the first grid pattern can be mechanically scanned because the upper and lower grid patterns are synchronously scanned, but the lower second grid pattern is optically scanned with interference fringes.
This is a characteristic desired from the measurement principle that the light forming the interference fringes is scanned, and the light should return to the original transparent state as soon as the light stops being irradiated. When the pattern exposure light is constantly irradiated onto the wafer on the demodulation material, the material is exposed even after the lattice fringes have disappeared, so that the demodulation effect is reduced. Since the second lattice fringe is the sharpest immediately after the fringe is formed, pattern exposure only immediately after the fringe formation is a method for maximizing the demodulation effect. Therefore, it is desirable that the light for pattern exposure is also pulsed, synchronized with the pulse light for forming the second grid pattern, and the pattern exposure is performed only immediately after the second grid pattern is formed.
【0016】パルス光源としては、連続光源を機械的シ
ャッタでパルス化しても良いし、チタン・サファイア・
レーザ,ヤグ・レーザ,エキシマー・レーザなどのよう
にはじめからパルス発振するレーザを用いてもよい。特
に、チタン・サファイア・レーザやオプト・パラメトリ
ック現象を利用したレーザなどは発振波長を連続的に所
望の値に設定できるので、特に適している。As the pulsed light source, a continuous light source may be pulsed by a mechanical shutter, or a titanium sapphire
A laser that oscillates from the beginning, such as a laser, a yag laser, and an excimer laser, may be used. In particular, a titanium sapphire laser, a laser utilizing an opto-parametric phenomenon, or the like is particularly suitable because the oscillation wavelength can be continuously set to a desired value.
【0017】本発明に用いるレジストは通常のポジ型お
よびネガ型レジストを用いることが出来る。特に、化学
増幅系レジストはその感度が高いので、より好ましい。
化学増幅系レジストの場合には、復調層が、レジストの
劣化を防ぐ保護膜となるので、露光後の引き置き時間依
存性がなくなり、安定なリソグラフィー工程となる利点
がある。As the resist used in the present invention, ordinary positive type and negative type resists can be used. Particularly, a chemically amplified resist is more preferable because of its high sensitivity.
In the case of a chemically amplified resist, the demodulation layer serves as a protective film for preventing the resist from deteriorating. Therefore, there is an advantage in that there is no dependence on the storage time after exposure and a stable lithography process can be performed.
【0018】また、多層レジスト法を用いることによ
り、焦点深度が浅い条件下でも微細パターンを良好に形
成することができる。Further, by using the multilayer resist method, a fine pattern can be favorably formed even under a condition where the depth of focus is shallow.
【0019】(実施例1)まず、図1を用いて本発明の
パターン形成方法を実現する投影露光装置の構成例の概
要を説明する。露光に用いる光(波長:365nm)は
第1のチタン・サファイア・レーザ1の第2高調波パル
ス光を用いた。このチタン・サファイア・レーザ光源1
から発する光はビーム・エキスパンダ2で所望の均一な
光強度の断面積のビームに変換され、マスク基板3を照
明する。以下ではマスク基板3をレティクル3と称す
る。レティクル3上に描かれたパターン4は倍率1/5
の投影レンズ5を介してウエハ6上に投影される。な
お、レティクル3はレティクル位置制御手段7で制御さ
れたステージ8上に載置され、その中心と投影レンズ5
の光軸とが正確に位置合わせされている。First Embodiment First, an outline of a configuration example of a projection exposure apparatus for realizing a pattern forming method of the present invention will be described with reference to FIG. The second harmonic pulse light of the first titanium-sapphire laser 1 was used as light (wavelength: 365 nm) for exposure. This titanium sapphire laser light source 1
Is converted by the beam expander 2 into a beam having a desired uniform light intensity in cross section, and illuminates the mask substrate 3. Hereinafter, the mask substrate 3 is referred to as a reticle 3. Pattern 4 drawn on reticle 3 is 1/5 magnification
Is projected on the wafer 6 through the projection lens 5 of the above. The reticle 3 is placed on a stage 8 controlled by a reticle position control means 7, and its center and projection lens 5
Is accurately aligned with the optical axis.
【0020】ウエハ6は、投影レンズ5の光軸方向すな
わちz方向に移動可能なZステージ9上に載置されてい
る。Zステージ9およびXYステージ10は、主制御系
11からの制御命令に応じてそれぞれの駆動手段12,
13によって駆動されているので、投影露光装置のベー
ス14に対して所望の露光位置に移動可能である。その
位置はZステージ9に固定されたミラー15の位置とし
て、レーザ測長器16で正確にモニターされている。ま
た、ウエハ6の表面位置は、投影露光装置の通常の焦点
位置計測手段により計測される。計測結果に応じてZス
テージ9を駆動させることにより、ウエハ6の表面は常
に投影レンズ5の結像面と一致させることが出来る。The wafer 6 is placed on a Z stage 9 which can move in the direction of the optical axis of the projection lens 5, that is, in the z direction. The Z stage 9 and the XY stage 10 are provided with respective driving units 12,
Since it is driven by 13, it can be moved to a desired exposure position with respect to the base 14 of the projection exposure apparatus. The position is accurately monitored by a laser length measuring device 16 as a position of a mirror 15 fixed to the Z stage 9. The surface position of the wafer 6 is measured by a normal focus position measuring means of the projection exposure apparatus. By driving the Z stage 9 according to the measurement result, the surface of the wafer 6 can always be made to coincide with the image forming plane of the projection lens 5.
【0021】本実施例では、レティクル3のごく近傍に
第1の格子縞として作用する透過型の格子状の光学素子
17を配置した。ここでは位相格子を採用し、位相格子
17のピッチを0.75μm とした。この位相格子17
はステージ18に装着されており、駆動手段19によっ
て面内に走査することが出来る。In this embodiment, a transmissive lattice-like optical element 17 acting as a first lattice fringe is arranged very close to the reticle 3. Here, a phase grating was employed, and the pitch of the phase grating 17 was 0.75 μm. This phase grating 17
Is mounted on a stage 18 and can be scanned in a plane by a driving means 19.
【0022】第2のチタン・サファイア・レーザからの
第2高調波(波長436nm)を復調格子縞を作るため
の光源20とした。ウエハ6の表面には、光源20から
の光をビームスプリッタ21,22,ミラー23,2
4,25を用いて復調用の薄膜28中で三光束干渉さ
せ、ピッチ0.15μm の干渉縞26を形成した。この
ピッチは、第1の格子縞のピッチ(0.75μm)に投影
レンズ5の倍率(1/5)を乗じた値である。The second harmonic (wavelength: 436 nm) from the second titanium-sapphire laser was used as a light source 20 for forming a demodulation lattice fringe. Light from the light source 20 is applied to the surface of the wafer 6 by beam splitters 21 and 22 and mirrors 23 and 2.
The interference fringes 26 having a pitch of 0.15 μm were formed by causing three beams to interfere with each other in the thin film 28 for demodulation using the samples 4 and 25. This pitch is a value obtained by multiplying the pitch of the first grid pattern (0.75 μm) by the magnification (1 /) of the projection lens 5.
【0023】ウエハ6上にはポジ型レジスト27を塗布
し、更にその表面には光化学反応が可逆的に生じる材料
を1μmの厚さで塗布し、復調用薄膜28を形成した。
本実施例では、アクリジン・オレンジとポリビニルピロ
リドンの溶液をレジスト27上に回転塗布し、加熱乾燥
し、復調用薄膜28を作製した。A positive resist 27 was applied on the wafer 6, and a material having a reversible photochemical reaction was applied on the surface thereof to a thickness of 1 μm to form a demodulation thin film 28.
In this embodiment, a solution of acridine orange and polyvinylpyrrolidone was spin-coated on the resist 27 and dried by heating to produce a demodulation thin film 28.
【0024】上記復調用薄膜28は、波長436nmの
光に対してミリ秒以下の時間応答性を有し、かつ可逆的
に反応する。すなわち、436nmのパルス光が照射さ
れた時だけ、複素屈折率が変化し、365nmにおいて
瞬時に屈折率が変化し、復調用の位相シフト型格子縞2
6を形成し、短時間の内にミリ秒以下の寿命で元の屈折
率に戻る。The demodulation thin film 28 has a time response of less than millisecond to light having a wavelength of 436 nm and reacts reversibly. That is, the complex refractive index changes only when the pulse light of 436 nm is irradiated, the refractive index changes instantaneously at 365 nm, and the phase shift type fringe 2 for demodulation is used.
6 and returns to the original refractive index within a short time with a lifetime of less than milliseconds.
【0025】第1のチタン・サファイア・レーザ1と第
2のチタン・サファイア・レーザ20は主制御系11に
より436nmの第2のチタン・サファイア・レーザ2
0が復調用の格子縞26を作成した直後に、パターン露
光用の第1のチタン・サファイア・レーザ1が格子縞2
6を通過するように設定してある。そのため、第1のチ
タン・サファイア・レーザ1の露光光が復調層28を通
過する時には十分なコントラストの格子縞26が形成さ
れているために、復調が効率よく行われる。この第2の
格子縞26は、ミラー24をミラー駆動手段29を用い
て光の位相を連続的に変化させることにより復調用薄膜
28内を移動する。第1の格子17および第2の格子縞
26を同期走査しながらパターン露光を行うことによっ
て、レジスト27に0.15μm の微細パターンを露光
した。The first titanium-sapphire laser 1 and the second titanium-sapphire laser 20 are controlled by the main control system 11 so that the second titanium-sapphire laser 2 of 436 nm is used.
0 creates the grid fringes 26 for demodulation immediately after the first titanium sapphire laser 1 for pattern exposure
6 is set. Therefore, when the exposure light of the first titanium sapphire laser 1 passes through the demodulation layer 28, the lattice fringes 26 having a sufficient contrast are formed, so that the demodulation is performed efficiently. The second lattice fringe 26 moves in the demodulation thin film 28 by continuously changing the phase of light using the mirror driving means 29 of the mirror 24. The resist 27 was exposed to a fine pattern of 0.15 μm by performing pattern exposure while synchronously scanning the first grating 17 and the second grating fringe 26.
【0026】続いて、電子線描画により、0.1μm の
微細なパターンを描画した。その後、上記復調用薄膜2
8を除去し、ポジ型レジスト27を現像し、そのパター
ン形状を走査型電子顕微鏡で観察したところ、モアレ法
で0.15μm ピッチの良好な形状の微細パターンが、
電子線描画で0.1μm の良好な形状の微細パターン形
成されていた。この時の復調膜の複素屈折率の変化は
0.5 波長であった。Subsequently, a fine pattern of 0.1 μm was drawn by electron beam drawing. Then, the demodulation thin film 2
8 was removed, the positive resist 27 was developed, and the pattern shape was observed with a scanning electron microscope. As a result, a fine pattern having a good shape with a pitch of 0.15 μm was found by the moire method.
A fine pattern having a good shape of 0.1 μm was formed by electron beam lithography. At this time, the change in the complex refractive index of the demodulation film was 0.5 wavelength.
【0027】上記パルスレーザにYAGレーザを用いて
も同様の効果が得られた。Similar effects were obtained by using a YAG laser as the pulse laser.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明により、位相シフト法の限界を超
える微細パターンの1/4波長のパターンを効率的な光
露光で行い、1/4波長以下の微細パターンは電子線描
画により作製するので、高いスループットを有したま
ま、微細パターンの形成が可能になった。According to the present invention, a pattern of a quarter wavelength of a fine pattern exceeding the limit of the phase shift method is performed by efficient light exposure, and a fine pattern of a quarter wavelength or less is produced by electron beam drawing. Thus, a fine pattern can be formed with high throughput.
【図1】本発明に用いる投影露光装置の構成を示すブロ
ック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus used in the present invention.
1…露光光源、2…ビーム・エキスパンダ、3…レティ
クル、4…レティクル上のパターン、5…投影レンズ、
6…ウエハ、7…レティクル位置制御手段、8…レティ
クル・ステージ、9…Zステージ、10…XYステー
ジ、11…システム主制御系、12…Zステージ駆動手
段、13…XYステージ駆動手段、14…投影露光装置
ベース、15…ミラー、16…レーザ測長器、17…第
1の格子、18…第1の格子用ステージ、19…第1の
格子用ステージ駆動手段、20…復調用のパルス光源、
21,22…ビームスプリッタ、23,24,25…ミ
ラー、26…第2の格子縞、27…レジスト、28…復
調用薄膜層、29…ミラー駆動手段。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure light source, 2 ... Beam expander, 3 ... Reticle, 4 ... Pattern on reticle, 5 ... Projection lens,
Reference numeral 6: wafer, 7: reticle position control means, 8: reticle stage, 9: Z stage, 10: XY stage, 11: system main control system, 12: Z stage drive means, 13: XY stage drive means, 14 ... Projection exposure apparatus base, 15: mirror, 16: laser measuring device, 17: first grating, 18: first grating stage, 19: first grating stage driving means, 20: pulse light source for demodulation ,
Reference numerals 21, 22, beam splitters, 23, 24, 25 mirror, 26 second grid pattern, 27 resist, 28 thin film layer for demodulation, 29 mirror driving means.
Claims (7)
の形成のためのリソグラフィー工程において、同一のレ
ジストに対するパターン転写を、マスク基板上に描かれ
ているマスクパターンのフーリエ変換パターンが形成さ
れる面上において該フーリエ変換パターンの位置を所定
量シフトさせて空間周波数を変える変調工程と、前記レ
ジスト中に、前記変調工程における変調量と関連づけて
空間周波数のシフトにより前記マスクパターンを再現す
る復調工程とを有する投影光学系を介して前記レジスト
中に投影しパターンを形成する光露光と、電子線露光を
用いて行うことを特徴とするパターン形成方法。In a lithography process for forming a certain pattern layer in a manufacturing process of a device, a pattern transfer to the same resist is performed on a surface on which a Fourier transform pattern of a mask pattern drawn on a mask substrate is formed. A modulation step of shifting the position of the Fourier transform pattern by a predetermined amount to change the spatial frequency, and a demodulation step of reproducing the mask pattern by shifting the spatial frequency in the resist in association with the modulation amount in the modulation step. A pattern formation method, wherein the pattern formation method is performed by using light exposure for projecting into the resist through a projection optical system having a pattern to form a pattern, and electron beam exposure.
て、前記復調工程として、レジスト中に三光束干渉の光
を照射することを特徴とするパターン形成方法。2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the resist is irradiated with light of three-beam interference in the resist as the demodulation step.
て、前記投影光源および前記復調工程用光源共に、パル
ス光源を用いることを特徴とするパターン形成方法。3. The pattern forming method according to claim 1, wherein a pulse light source is used as both the projection light source and the light source for the demodulation step.
て、前記復調工程用光源としてパルス光源を用いて、該
パルス光源により励起状態を形成し、該励起状態の寿命
以内に投影パルス光を照射することを特徴とするパター
ン形成方法。4. The pattern forming method according to claim 1, wherein a pulsed light source is used as the light source for the demodulation step, an excited state is formed by the pulsed light source, and projection pulse light is irradiated within the life of the excited state. A pattern forming method.
法において、前記復調工程用光源により励起状態を形成
し、投影光源波長における前記ウエハ基板上に薄膜の吸
光度の変化が1以上あることを特徴とするパターン形成
方法。5. The pattern forming method according to claim 1, wherein an excitation state is formed by the light source for the demodulation step, and the change in absorbance of the thin film on the wafer substrate at the wavelength of the projection light source is one or more. Characteristic pattern formation method.
において、前記復調工程用光源により励起状態を形成
し、投影光源波長における前記ウエハ基板上に薄膜の屈
折率の変化により該薄膜中の光路差が露光波長の0.5
波長以上あることを特徴とするパターン形成方法。6. The pattern forming method according to claim 1, wherein an excitation state is formed by the light source for the demodulation step, and a change in the refractive index of the thin film on the wafer substrate at the wavelength of the projection light source causes the light in the thin film to change. The optical path difference is 0.5 of the exposure wavelength.
A pattern formation method characterized by having a wavelength or more.
において、前記レジストを平坦化層,中間層,上層など
で構成されたいわゆる三層レジスト、あるいは中間層の
無い、いわゆる二層レジストに置き換えたことを特徴と
するパターン形成方法。7. The pattern forming method according to claim 1, wherein the resist is converted into a so-called three-layer resist composed of a flattening layer, an intermediate layer, an upper layer, or the like, or a so-called two-layer resist without an intermediate layer. A pattern forming method characterized by having been replaced.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9259590A JPH1197334A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Pattern formation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9259590A JPH1197334A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Pattern formation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1197334A true JPH1197334A (en) | 1999-04-09 |
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ID=17336229
Family Applications (1)
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JP9259590A Pending JPH1197334A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Pattern formation method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH1197334A (en) |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP9259590A patent/JPH1197334A/en active Pending
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