JPS60117735A - パタ−ン転写方法 - Google Patents
パタ−ン転写方法Info
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- JPS60117735A JPS60117735A JP58227459A JP22745983A JPS60117735A JP S60117735 A JPS60117735 A JP S60117735A JP 58227459 A JP58227459 A JP 58227459A JP 22745983 A JP22745983 A JP 22745983A JP S60117735 A JPS60117735 A JP S60117735A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- laser beam
- exposed
- wavelength
- optical system
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
-
- 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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
- G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
- G03F7/2006—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light using coherent light; using polarised light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）１発明の技術分野
本発明は、パターン転写方法に係り、特にレーザー光線
と過飽和吸収体との組み合わせによる高解像度パターン
転写に関する。
と過飽和吸収体との組み合わせによる高解像度パターン
転写に関する。
（ｂ）、技術の背景
近年、半導体ウェハーをはしめ、微細で緻密なバターニ
ングが必要とされる技術分野が拡大している。
ングが必要とされる技術分野が拡大している。
一般にパターン転写方法として、光レジスト膜が塗布さ
れた被転写体に、紫外線で露光する方法が採用されてい
るが、光の回折現象による散乱のため、微細で緻密なパ
ターンを転写する場合には解像度に限界が有り、より高
解像度のパターン転写方法が要望されている。
れた被転写体に、紫外線で露光する方法が採用されてい
るが、光の回折現象による散乱のため、微細で緻密なパ
ターンを転写する場合には解像度に限界が有り、より高
解像度のパターン転写方法が要望されている。
（Ｃ）、従来技術と問題点
一般に従来からパターン転写方式として、光レジスト膜
で被覆された基板を、予めバターニングしたマスクを用
いて光学的に露光する、所謂ホトリソグラフィーの技術
が採用されている。
で被覆された基板を、予めバターニングしたマスクを用
いて光学的に露光する、所謂ホトリソグラフィーの技術
が採用されている。
このホトリソグラフィーは、半導体や金属の基板面に予
め光レジスト膜を塗布し、その上にバターニングされた
マスクを通して紫外線を照射する方法である。
め光レジスト膜を塗布し、その上にバターニングされた
マスクを通して紫外線を照射する方法である。
例えばネガ型レジスト膜の場合を例にとると、光レジス
ト膜の紫外線で照射された部分のみが感光して高分子化
されて、この部分が現像液に熔解せずに残り、反対に露
光されない光レジスト膜の部分は現像液に溶けて、現像
後の基板上に必要なパターンを転写することができる。
ト膜の紫外線で照射された部分のみが感光して高分子化
されて、この部分が現像液に熔解せずに残り、反対に露
光されない光レジスト膜の部分は現像液に溶けて、現像
後の基板上に必要なパターンを転写することができる。
然しなから、このホトリソグラフィーについては露光光
線の回折現象のため、光が拡散し解像度の点で限界があ
る。
線の回折現象のため、光が拡散し解像度の点で限界があ
る。
Ｒａｉｌｅｊｇｈ氏の理論によれば、解像度の限界は次
のように表現できる。
のように表現できる。
０．６１λ／ＮＡ （１１
λ；光の波長 間；開口数
（１）式で判るように、解像度を小にするためには、開
口数ＮＡを大きくして、光の波長λを小にすればよい。
口数ＮＡを大きくして、光の波長λを小にすればよい。
普通行われる紫外線の露光の場合は、開口数ＮＡ＝０．
３程度であり、又露先の光波長は紫外線であるからλ−
０，４μｍとなり、解像度の限界は約１μ汀１に制限さ
れることになる。
３程度であり、又露先の光波長は紫外線であるからλ−
０，４μｍとなり、解像度の限界は約１μ汀１に制限さ
れることになる。
従ってこの解像度の限界ｉ解決するためには、他の新し
い転写する方法が必要である。
い転写する方法が必要である。
一方、ホトリソグラフィーの技術の欠点を改善する新し
い方法として、電子線による露光技術が実用化されてい
る。
い方法として、電子線による露光技術が実用化されてい
る。
電子線によるレジスト膜の露光技術は電子レンズ系で電
子ビームを細く絞ることができ、焦点深度も深いという
特徴があるが、電子ビームが電子レンズの収差の影響を
敏感に受けるため、比較的大きな面積を走査するとパタ
ーンが歪むことになり、高精度のパターンを得るには小
面積に限定される欠点がある。
子ビームを細く絞ることができ、焦点深度も深いという
特徴があるが、電子ビームが電子レンズの収差の影響を
敏感に受けるため、比較的大きな面積を走査するとパタ
ーンが歪むことになり、高精度のパターンを得るには小
面積に限定される欠点がある。
（ｄ）０発明の目的
本発明は、上記従来の欠点に鑑み、レーザー光線と可飽
和吸収体を用いることによって、高解像度のパターン転
写方法を提供することを目的とする。
和吸収体を用いることによって、高解像度のパターン転
写方法を提供することを目的とする。
（ｅ）９発明の構成
この目的は、本発明によれば、パターンを転写すべき基
板に対し、所定パターンのマスクを含む結像光学系から
パルス波出方のレーザー光線を照射するに際し、前記レ
ーザー光線を可飽和吸収体を通して照射するようにした
ことをり・ヲ徴とするパターン転写方法を提供すること
によって達成できる。
板に対し、所定パターンのマスクを含む結像光学系から
パルス波出方のレーザー光線を照射するに際し、前記レ
ーザー光線を可飽和吸収体を通して照射するようにした
ことをり・ヲ徴とするパターン転写方法を提供すること
によって達成できる。
（ｆ）８発明の実施例
以下、本発明の実施例を第１図について説明す第１図は
本発明を説明する模式図である。
本発明を説明する模式図である。
図で、パルス波のレーザー光を発振するレーザー光源１
と、発射されたレーザー光線を最適に結像する結像光学
系２と、可飽和吸収体３及び光レジストで塗布された被
露光体４とで構成されている。
と、発射されたレーザー光線を最適に結像する結像光学
系２と、可飽和吸収体３及び光レジストで塗布された被
露光体４とで構成されている。
レーザー光源１はレーザーの種類で異なるが波長が約３
００ＯＡから５０００Δ程度のレーザー光を発振し、こ
のレーザー光は波長に適合した結像光学系２を通過する
。
００ＯＡから５０００Δ程度のレーザー光を発振し、こ
のレーザー光は波長に適合した結像光学系２を通過する
。
結像光学系２の内には、バターニングされたマスクがあ
り、このマスクの全面がレーザー光線で走査される。
り、このマスクの全面がレーザー光線で走査される。
可飽和吸収体３は、シアニン系の色素であって、可飽和
吸収体に入射する光の特定波長に対してのみ透過率が尖
鋭に変化して透過をよくする特性や、又第２図に示すよ
うに可飽和吸収体に入射する光強度に対しては、光強度
の成る限界値（しきい値）で急激に透過率が変化して透
過が良くなるという二種類の性質を有する物質である。
吸収体に入射する光の特定波長に対してのみ透過率が尖
鋭に変化して透過をよくする特性や、又第２図に示すよ
うに可飽和吸収体に入射する光強度に対しては、光強度
の成る限界値（しきい値）で急激に透過率が変化して透
過が良くなるという二種類の性質を有する物質である。
このような可飽和吸収体の上記の特徴は、その理由とし
て可飽和吸収体の光励振によってエネルギーレベルが励
起され、無放射遷移過程を経て、或いは叉全く別種の波
長の光エネルギーに変換されたエネルギーとして放散さ
れるもので、可飽和吸収体の重要な特性である。
て可飽和吸収体の光励振によってエネルギーレベルが励
起され、無放射遷移過程を経て、或いは叉全く別種の波
長の光エネルギーに変換されたエネルギーとして放散さ
れるもので、可飽和吸収体の重要な特性である。
レジスト膜４は光波長が４０００Ａ程度で感光するよう
な特性になっている。
な特性になっている。
一般にレーザー光線による露光の照射帯域幅は、第３図
に示すように光回折のために広い帯域幅の照射パターン
になる。
に示すように光回折のために広い帯域幅の照射パターン
になる。
本発明は、パルス状のレーザー光線が強力な出力を有す
るため、結像光学系２と被露光体４との間に、可飽和吸
収体３を設置することにより、本来は第３図に示すよう
な光回折によって広帯域幅になるレーザー光線の照射パ
ターンを、可飽和吸収体をその光路に挿入することによ
り、可飽和吸収体は第３図の光強度ａ−ａ以下のレーザ
ー光線に対しては不透明となり、ａ−３以上のレーザー
光線に対しては透明となる選択透過の性質を利用して、
第４図に示すように広帯域幅のピークの波形ａ−ａ上の
尖鋭な光ビームで被露光体４を露光するものである。
るため、結像光学系２と被露光体４との間に、可飽和吸
収体３を設置することにより、本来は第３図に示すよう
な光回折によって広帯域幅になるレーザー光線の照射パ
ターンを、可飽和吸収体をその光路に挿入することによ
り、可飽和吸収体は第３図の光強度ａ−ａ以下のレーザ
ー光線に対しては不透明となり、ａ−３以上のレーザー
光線に対しては透明となる選択透過の性質を利用して、
第４図に示すように広帯域幅のピークの波形ａ−ａ上の
尖鋭な光ビームで被露光体４を露光するものである。
ここで具体的な動作を説明すると、レーザー光源として
キセノン（Ｘｅ）塩素（Ｃ１）などのエキシマ、レーザ
ー（Ｅｘｃｉｍｅｒ １．ａｓｅｒ） 、ヘリウム、カ
ドミウム（ｌｉｅ−Ｃｄ ）レーザー、アルゴン（八ｒ
）イオン、レーザー、又は色素、レーザー（Ｄｙｅ Ｌ
ａ５ｅｒ）等が使用され、レーザーの波長は略４０００
Ａ程度である。
キセノン（Ｘｅ）塩素（Ｃ１）などのエキシマ、レーザ
ー（Ｅｘｃｉｍｅｒ １．ａｓｅｒ） 、ヘリウム、カ
ドミウム（ｌｉｅ−Ｃｄ ）レーザー、アルゴン（八ｒ
）イオン、レーザー、又は色素、レーザー（Ｄｙｅ Ｌ
ａ５ｅｒ）等が使用され、レーザーの波長は略４０００
Ａ程度である。
又、可飽和吸収体３には、多くの可飽和吸収体の種類が
あり、それらの種類によって、光の吸収、変換波長とエ
ネルギー効率等が異なるが、上記のシアニン系色素など
は最も使用される一例である。
あり、それらの種類によって、光の吸収、変換波長とエ
ネルギー効率等が異なるが、上記のシアニン系色素など
は最も使用される一例である。
いずれにしても、可飽和吸収体を選択する基準として、
可飽和吸収体に照射される光エネルギーの内、可飽和吸
収体の限界値（しきい値）以下の光エネルギーについて
は、その変換される光エネルギーの波長が、光レジスト
膜に感光しないような光波長を有していることが必要で
あって、一般に光レジスト膜が感光する光波長４０００
Ａ程度よりも遥かに長波長である黄（波長５５００Ｍ
）から赤く波長７０００Ａ ）の発光スペクトルを有す
るような可飽和吸収体であることが条件である。
可飽和吸収体に照射される光エネルギーの内、可飽和吸
収体の限界値（しきい値）以下の光エネルギーについて
は、その変換される光エネルギーの波長が、光レジスト
膜に感光しないような光波長を有していることが必要で
あって、一般に光レジスト膜が感光する光波長４０００
Ａ程度よりも遥かに長波長である黄（波長５５００Ｍ
）から赤く波長７０００Ａ ）の発光スペクトルを有す
るような可飽和吸収体であることが条件である。
このようにレーザー光線の波長によって、可飽和吸収体
が或限界（しきい値）を有する透過性の性質を利用して
尖鋭なレーザー光線のビームで露光することにより、従
来の解像度の限界である約１μｍに対し本発明では解像
度が約０．５μｍと向上させることが出来る。
が或限界（しきい値）を有する透過性の性質を利用して
尖鋭なレーザー光線のビームで露光することにより、従
来の解像度の限界である約１μｍに対し本発明では解像
度が約０．５μｍと向上させることが出来る。
（ｇ）３発明の効果
以上詳細に説明したように、本発明のレーザー光線と可
飽和吸収体を組合せて被露光体に照射し、パターン転写
法を行うことにより、光回折の無い高解像度の転写を供
し得るという効果大なるものがある。
飽和吸収体を組合せて被露光体に照射し、パターン転写
法を行うことにより、光回折の無い高解像度の転写を供
し得るという効果大なるものがある。
第１図は本発明の詳細な説明する模式図、第２図は可飽
和吸収体の光特性図、第３図は可飽和吸収体が無い従来
のレーザー光の回折を説明する図、第４図は可飽和吸収
体でレーザー光の回折部分を除去したレーザービームの
ピークを示す図である。 図面において、１はパルスレーザ−の光源、２は結像光
学系、３は可飽和吸収体、４は被露光体である。 第 １図 第３図 支薙度
和吸収体の光特性図、第３図は可飽和吸収体が無い従来
のレーザー光の回折を説明する図、第４図は可飽和吸収
体でレーザー光の回折部分を除去したレーザービームの
ピークを示す図である。 図面において、１はパルスレーザ−の光源、２は結像光
学系、３は可飽和吸収体、４は被露光体である。 第 １図 第３図 支薙度
Claims (1)
- パターンを転写すべき基板に対し、所定パターンのマス
クを含む結像光学系からパルス波出力のレーザー光線を
照射するに際し、前記レーザー光線を可飽和吸収体を通
して照射するようにしたことを特徴とするパターン転写
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58227459A JPS60117735A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | パタ−ン転写方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58227459A JPS60117735A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | パタ−ン転写方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117735A true JPS60117735A (ja) | 1985-06-25 |
Family
ID=16861200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58227459A Pending JPS60117735A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | パタ−ン転写方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117735A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750253A (ja) * | 1984-06-21 | 1995-02-21 | At & T Corp | ディープ紫外線リソグラフィー |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52123890A (en) * | 1976-04-09 | 1977-10-18 | Nec Corp | Equipment for mode synchronizing laser |
| JPS5317873A (en) * | 1976-05-20 | 1978-02-18 | Nissan Motor Co Ltd | Master cylinder |
| JPS5440092A (en) * | 1977-09-05 | 1979-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse laser device |
| JPS5752573A (en) * | 1980-09-17 | 1982-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pulse arc welding device |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58227459A patent/JPS60117735A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52123890A (en) * | 1976-04-09 | 1977-10-18 | Nec Corp | Equipment for mode synchronizing laser |
| JPS5317873A (en) * | 1976-05-20 | 1978-02-18 | Nissan Motor Co Ltd | Master cylinder |
| JPS5440092A (en) * | 1977-09-05 | 1979-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse laser device |
| JPS5752573A (en) * | 1980-09-17 | 1982-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pulse arc welding device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750253A (ja) * | 1984-06-21 | 1995-02-21 | At & T Corp | ディープ紫外線リソグラフィー |
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