JP3064966B2 - Pattern exposure method - Google Patents
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Classifications
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- 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
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Landscapes
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置作製用のリ
ソグラフィ技術の中でも、特に、ホログラム化されたパ
ターンの再生像を半導体基板上のレジストに露光する技
術として有効なパターン露光方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithography technique for fabricating a semiconductor device, and more particularly to a pattern exposure method effective as a technique for exposing a reproduced image of a holographic pattern to a resist on a semiconductor substrate. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】光露光によるレジストのパターニングで
は、マスク(レチクル)上のパターンを光照射し、五分
の一、あるいは、四分の一にマスク上のパターンを縮
小、ないしは等倍で、レジスト上に所望のパターンを形
成していた。2. Description of the Related Art In patterning a resist by light exposure, a pattern on a mask (reticle) is irradiated with light, and the pattern on the mask is reduced to one-fifth or one-fourth, or the resist is reduced by a factor of one. A desired pattern was formed thereon.
【0003】しかしながら、等倍露光では、1μm以下
の微細パターンの形成が難しいこと、マスクパターンの
縮小露光では、1μm以下の微細パターンの形成が容易
ではあるが、デバイスの集積度の向上に伴い、マスク上
のゴミが、レジストパターンの変形や消失の発生による
歩留まり低下の大きな原因となって来るようになってき
た。[0005] However, it is difficult to form a fine pattern of 1 μm or less in the 1 × exposure, and it is easy to form a fine pattern of 1 μm or less in the reduced exposure of the mask pattern. Dust on the mask has come to be a major cause of a reduction in yield due to deformation or disappearance of the resist pattern.
【0004】このような問題を解決するために、月刊セ
ミコンダクターワールド1995年6月号(月刊Semico
nductor World 1995.6)123ページ記載のホ
ログラムをマスクに用いる方法が知られている。In order to solve such a problem, a monthly Semiconductor World June 1995 issue (Monthly Semico
A method using a hologram described on page 123 as a mask is known.
【0005】この方法では、図8に示すように、プリズ
ム41上にホログラム乾版42を置き、そこから、数m
m離れた位置に転写すべき透過型マスク43を置く。次
いで、参照光44を左側から、そして、参照光44に可
干渉なオブジェクト光45を透過型マスク43後方から
照射して、オブジェクト光45と参照光44の干渉パタ
ーンをホログラム乾版42上に形成し、ホログラムパタ
ーン46を形成する。In this method, a hologram dry plate 42 is placed on a prism 41 as shown in FIG.
A transmissive mask 43 to be transferred is placed at a distance of m. Next, the reference light 44 is irradiated from the left side, and the object light 45 coherent to the reference light 44 is irradiated from behind the transmission mask 43 to form an interference pattern between the object light 45 and the reference light 44 on the hologram dry plate 42. Then, a hologram pattern 46 is formed.
【0006】次いで、図9に示すように、透過型マスク
43のあった位置に、レジスト47を塗布したウエハ4
8をレジスト47側をホログラム乾版42に向けて置
き、右側から、参照光44と同一波長のイルミネーショ
ン光48を照射し、レジスト47上にホログラムパター
ン46の再生像を形成する。このようにして作製したホ
ログラムパターン46上にゴミが存在しても、ホログラ
ムの性質上、その影響は、ほとんど受けないようになっ
ていた。[0009] Next, as shown in FIG.
The resist 8 is placed with the resist 47 facing the hologram dry plate 42, and illumination light 48 having the same wavelength as the reference light 44 is irradiated from the right side to form a reproduced image of the hologram pattern 46 on the resist 47. Even if dust is present on the hologram pattern 46 produced in this manner, the dust is hardly affected by the properties of the hologram.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、ホログ
ラムを用いた露光によるレジストパターン形成は、ゴミ
の影響を受けにくいという特徴を有するが、先に述べた
ように、ホログラム作製および像再生に平行光を用いる
ために、等倍露光しかできず、微細パターンの形成が困
難であった。また、等倍露光では、ホログラムパターン
作製時にマスク上に存在したゴミ等の欠陥が、そのまま
転写されてしまうため、微細パターンでの欠陥基準が厳
しくなるという問題があった。As described above, the formation of a resist pattern by exposure using a hologram is characterized by being less susceptible to dust. Since parallel light is used, only equal-magnification exposure can be performed, and it is difficult to form a fine pattern. Further, in the equal-magnification exposure, defects such as dust existing on the mask at the time of producing the hologram pattern are transferred as they are, so that there is a problem that a defect standard in a fine pattern becomes strict.
【0008】本発明は、ホログラムマスクにおいて、縮
小露光を可能とする技術を提供するものである。[0008] The present invention provides a technique that enables a reduction exposure in a hologram mask.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明の
要旨は、ホログラム化されたパターンの再生像を半導体
基板上のレジストに露光するパターン露光方法におい
て、前記再生像の倍率を変えることで前記半導体基板の
伸縮を補正して露光することを特徴とするパターン露光
方法に存する。また、請求項2に記載の発明の要旨は、
前記ホログラム化されたパターンに照射する照明光の波
長を変えることによって前記再生像の倍率を変えること
を特徴とする請求項1に記載のパターン露光方法に存す
る。また、請求項3に記載の発明の要旨は、前記ホログ
ラム化されたパターンの面と前記半導体基板上のレジス
トの面との距離を変えることによって前記再生像の倍率
を変えることを特徴とする請求項1記載のパターン露光
方法に存する。また、請求項4に記載の発明の要旨は、
前記ホログラム化されたパターンに照射する照明光の波
長と、前記ホログラム化されたパターンの面と前記半導
体基板上のレジストの面との距離の双方を変えることに
よって前記再生像の倍率を変えることを特徴とする請求
項1記載のパターン露光方法に存する。また、請求項5
に記載の発明の要旨は、前記ホログラム化されたパター
ンに照射する照明光はチューナブルレーザであることを
特徴とする請求項2または4に記載のパターン露光方法
に存する。本発明では、ホログラム化されたパターンの
再生像を半導体基板上のレジストに露光する方法におい
て、ホログラム化されたパターンの再生像を縮小して、
半導体基板上のレジストに露光する方法とした。その場
合、像の再生光源を有限距離の位置に設定し、その再生
光源からの光を発散光とする手段を用いることもでき
る。また、発散光とする手段にビームエクスパンダーを
用いることもできる。また、再生光源とホログラム化さ
れたパターンとの相対位置を変化させることにより、再
生像の縮小率を変化させることもできる。また、像の再
生光源として、レーザ光線やエックス線を用いることも
できる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided:
The point is that the reproduced image of the hologram
In pattern exposure method that exposes resist on substrate
By changing the magnification of the reproduced image,
Pattern exposure characterized by exposure by correcting expansion and contraction
Be in the way. The gist of the invention described in claim 2 is that
Wave of illumination light irradiating the holographic pattern
Changing the magnification of the reproduced image by changing the length
The pattern exposure method according to claim 1, wherein
You. The gist of the invention described in claim 3 is that the hologram
The surface of the ramified pattern and the resist on the semiconductor substrate
The magnification of the reproduced image by changing the distance from the
2. The pattern exposure according to claim 1, wherein
Be in the way. The gist of the invention described in claim 4 is that
Wave of illumination light irradiating the holographic pattern
The length, the surface of the holographic pattern and the semiconductor
To change both the distance to the resist surface on the body substrate
Therefore, the magnification of the reproduced image is changed.
Item 1 is a pattern exposure method. Claim 5
The gist of the invention described in the above is that the holographic pattern
The illumination light that irradiates the tunable laser
The pattern exposure method according to claim 2 or 4, wherein
Exists. In the present invention, in a method of exposing a reproduction image of a hologram-formed pattern to a resist on a semiconductor substrate, the reproduction image of the hologram-formed pattern is reduced,
A method of exposing a resist on a semiconductor substrate was used. On the spot
In this case, set the image reproduction light source to a finite distance
It is also possible to use a means to diverge light from the light source.
You. In addition, a beam expander is used as a means to generate divergent light.
It can also be used. In addition, the reproduction light source and the hologram
By changing the relative position with respect to the
The reduction ratio of the raw image can also be changed. Also, the image
Laser light and X-rays can be used as raw light sources.
it can.
【0010】本発明では、ホログラム形成および像再生
において、乾版から有限距離離れた光源からのレーザ光
を用いることにより、縮小露光を可能にするものであ
る。その原理については、例えば図7に示すように、ホ
ログラム乾版M上の光強度Iは、物体Bから乾版Mまで
の距離をS、照射光源sから乾版Mまでの距離をRとす
ることにより、物体Bによって反射した光aexpik
Sと光源sから出た光expikRの干渉パターンで表
わされる。 I=|expikR+aexpikS|2 =1+a+aexpik(S−R)+aexp(−ik)(S−R) …(1式) このホログラムを距離R1離れた光源Lから、異なる波
長で、再生すると、乾版を通過する光の複素振幅Uは、
U=(1+a)2expik1R1+aex pik(S−R)・expik 1R1+aexp(−ik)(S−R)・expik1R1 …(2式) で与えられることが知られている。従って、再生像の位
置に関し、近似的に次のような式が成立する。 1/λ′/(z1)−1/λ(yB)=1/λ′/(R1)+1/λ/R …(3式) y1/yB=z1/zB(λ′/λ) …(4式) x1=0 …(5式) 上式より、波長比λ′/λおよび光源距離比R1/Rの
設定により、再生像が、元の物体に対して倍率m倍にな
るようにすることができ、ホログラムにおける縮小露光
が可能となる。倍率については、次のように考えること
ができる。 ホログラムパターンとすべきマスクパター
ンを点Bの位置におき、また、点Oの位置に、レーザ光
に感光するレジストを塗布した乾版Mを置く。ついで、
波長λの参照光を距離Rの位置から乾版Mへ照射し、同
時に参照光の一部(オブジェクト光)を点Bにあるマス
クパターンに照射し、透過したオブジェクト光を乾版M
上で参照光と干渉させ、ホログラムパターンをレジスト
上に形成する。感光した乾版M上のレジストを現像し、
乾版M上にホログラムパターンを形成する。ついで、ホ
ログラムパターン乾版M′から距離R′の位置におい
て、参照光と異なる波長λ′の再生光によりホログラム
乾版M′を照射して、m倍となった再生像を形成するた
めには、(4式)より、 m = y1/yB=z1/zB(λ′/λ) …(6式) で与えられるから、λ′/λ=nとすれば、(3式)よ
り、 R′/R=mzB/mnzB−nR(1−m) …(7式) となるように、倍率mの再生像を光源位置R′によって
z1の位置に形成することができる。In the present invention, in hologram formation and image reproduction, reduced exposure is made possible by using a laser beam from a light source finite distance from the printing plate. As for the principle, for example, as shown in FIG. 7, the light intensity I on the hologram dry plate M is S, the distance from the object B to the dry plate M is R, and the distance from the irradiation light source s to the dry plate M is R. The light aexpik reflected by the object B
It is represented by an interference pattern between S and the light expikR emitted from the light source s. I = | expikR + aexpikS | 2 = 1 + 1 + a + aexpik (SR) + aexp (-ik) (SR) (1 formula) When this hologram is reproduced from a light source L at a distance R1 at a different wavelength, the hologram passes through the dry plate. The complex amplitude U of the light
It is known that U = (1 + a) 2expik1R1 + aexpik (SR) .expik1R1 + aexp (-ik) (SR) expik1R1 (Equation 2). Therefore, the following equation approximately holds for the position of the reproduced image. 1 / λ ′ / (z1) −1 / λ (yB) = 1 / λ ′ / (R1) + 1 / λ / R (3) y1 / yB = z1 / zB (λ ′ / λ) (4) (Expression) x1 = 0 (Equation 5) From the above expression, setting the wavelength ratio λ '/ λ and the light source distance ratio R1 / R so that the reproduced image has a magnification of m times the original object. And a reduced exposure on the hologram is made possible. The magnification can be considered as follows. A mask pattern to be a hologram pattern is placed at the point B, and a dry plate M coated with a resist sensitive to laser light is placed at the point O. Then
A reference light having a wavelength λ is irradiated onto the plate M from the position of the distance R, and at the same time, a part of the reference light (object light) is irradiated onto the mask pattern at the point B.
A hologram pattern is formed on the resist by causing interference with the reference light. Develop the exposed resist on the dry plate M,
A hologram pattern is formed on the dried plate M. Then, at a position at a distance R 'from the hologram pattern dry plate M', to irradiate the hologram dry plate M 'with reproduction light having a wavelength λ' different from the reference light to form a m-fold reproduction image. , (4), m = y1 / yB = z1 / zB (λ ′ / λ) (6). If λ ′ / λ = n, then R ′ is obtained from (3). / R = mzB / mnzB-nR (1-m) (7) The reproduced image at the magnification m is determined by the light source position R 'so that
It can be formed at the position of z1.
【0011】[0011]
【実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態につい
て、図1〜図6を参照しながら説明する。図1及び図2
は実施の形態1に係るレーザ光源によりホログラムの縮
小露光を行う方法を示す説明図、図3及び図5は実施の
形態2に係る軟X線源によりホログラムの縮小露光を行
う方法を示す説明図、図5及び図6は実施の形態3に係
るレーザ光源によりホログラムを作製し、軟X線源によ
りホログラムの縮小露光を行う方法の説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams illustrating a method of performing a hologram reduction exposure using a laser light source according to the first embodiment. FIGS. 3 and 5 are diagrams illustrating a method of performing a hologram reduction exposure using a soft X-ray source according to the second embodiment. 5, FIG. 5 and FIG. 6 are views for explaining a method of producing a hologram by the laser light source according to the third embodiment and performing a reduced exposure of the hologram by the soft X-ray source.
【0012】(実施の形態1) まず、図1に示すように、ホログラム乾版を作製するた
めに、レジスト10(例えば、東京応化製レジストTD
UR−P007)を塗布した乾版(例えば、レジスト下
の面がクロムコートされた石英板)11を、ホログラム
位置Oに置き、次いで、転写したいパターン121の形
成されたマスク12を乾版位置OからzB離した位置
(例えば−30cm)に置き、さらに、乾版11から距
離Rだけ離れた位置(例えば100cm)のレーザ光源
13からの光(例えば、波長248nmのふっ化クリプ
トン(KrF)レーザ光)を、発散光(ビームエクスパ
ンダー)131とハーフミラー14を介して、乾版11
とマスク12に同時に照射して、乾版11上のレジスト
10にマスク12のホログラムパターンの潜像を形成す
る。(Embodiment 1) First, as shown in FIG. 1, a resist 10 (for example, a resist TD manufactured by Tokyo Ohka Chemical Co., Ltd.)
UR-P007) is placed on a hologram position O (for example, a quartz plate whose surface under the resist is chrome-coated), and then the mask 12 on which the pattern 121 to be transferred is formed is placed on the lithographic position O (For example, −30 cm), and a light (for example, krypton fluoride (KrF) laser light having a wavelength of 248 nm) from the laser light source 13 at a position (for example, 100 cm) that is separated from the dry plate 11 by a distance R (for example, 100 cm). ) Through the divergent light (beam expander) 131 and the half mirror 14
And the mask 12 are simultaneously irradiated to form a latent image of the hologram pattern of the mask 12 on the resist 10 on the dry plate 11.
【0013】次いで、乾版11を現像し、ホログラムの
レジストパターンを形成し、レジストをマスクにクロム
をドライエッチングして石英面を露呈させた後、レジス
トを剥離し、クロム金属によるホログラムパターン15
を形成する。Next, the dry plate 11 is developed to form a hologram resist pattern, and chromium is dry-etched using the resist as a mask to expose the quartz surface.
To form
【0014】次いで、図2に示すように、ホログラムパ
ターン15の形成された乾版11′を位置Oに置き、レ
ジスト16(例えば、日本合成ゴム製レジストKRF−
L2G)が被加工体層17上に形成された半導体基板1
8をレジスト16面を乾版11′に向けて、乾版11′
からz1の位置(例えば−7.5cm)に置き、次い
で、乾版11′から距離R′離れた位置(例えば9.0
9cm)のレーザ光源19からの光(例えば、波長24
8nmのKrFレーザ光)をビームエクスパンダー19
1を介して照射することにより、(7式)によりパター
ン121の4分の1縮小パターン122が半導体基板1
8上のレジスト16に潜像として形成される。Next, as shown in FIG. 2, the dry plate 11 'on which the hologram pattern 15 has been formed is placed at a position O, and a resist 16 (for example, a resist KRF-
L2G) Semiconductor substrate 1 formed on workpiece layer 17
8 with the resist 16 facing the dry plate 11 '
To z1 (e.g., -7.5 cm), and then at a distance R 'from the plate 11' (e.g., 9.0).
9 cm) from the laser light source 19 (for example, wavelength 24
8 nm KrF laser beam) to beam expander 19
Irradiating through the semiconductor substrate 1 by the equation (7)
The resist 16 is formed on the resist 8 as a latent image.
【0015】次いで、レジスト16を現像し、レジスト
16をマスクに被加工体層17をエッチングにより加工
し、残余のレジスト16を剥離することにより、縮小さ
れた所望のパターン122を半導体基板18上に形成す
ることができる。また、本実施例では、パターンの縮小
倍率は、0.25であったが、0.2の縮小倍率とする
には、(7式)より、n=1として、再生像用レーザ距
離R′=6.97(cm)、再生像位置z1=−6(c
m)とすれば良い。Next, the resist 16 is developed, the object layer 17 is processed by etching using the resist 16 as a mask, and the remaining resist 16 is peeled off to form a desired reduced pattern 122 on the semiconductor substrate 18. Can be formed. Further, in the present embodiment, the pattern reduction magnification is 0.25. However, in order to obtain a reduction magnification of 0.2, from equation (7), set n = 1 and set the reproduction image laser distance R ′. = 6.97 (cm), reproduced image position z1 = -6 (c
m).
【0016】(実施の形態2) 光源を波長10〜40nmの軟エックス線とした場合の
実施の形態を図3及び図4を参照しながら説明する。(Embodiment 2) An embodiment in which a light source is a soft X-ray having a wavelength of 10 to 40 nm will be described with reference to FIGS.
【0017】まず、図3に示すように、ホログラム乾版
を作製するために、レジスト20(例えば、ポリメチル
メタアクリレート:polymethylmethacrylate:PMM
A)を塗布した乾版(例えば、レジスト下の面が金コー
トされた窒化ケイ素(SiN)と酸化ケイ素の層構造を
有するシリコン(Si)基板)21をホログラム位置O
に置き、次いで、転写したいパターン221の形成され
たマスク22を乾版位置OからzB離した位置(例えば
−30cm)に置き、さらに、乾版21から距離Rだけ
離れた位置(例えば100cm)の軟エックス線源23
からの光(例えば、波長13nmのキセノン(Xe)レ
ーザプラズマ励起光)を、ビームエクスパンダー231
とハーフミラー24を介して、乾版21とマスク22に
同時に照射して、乾版21上のレジスト20にマスク2
2のホログラムパターンの潜像を形成する。First, as shown in FIG. 3, a resist 20 (for example, polymethylmethacrylate: PMM)
A) is applied to a dry plate (for example, a silicon (Si) substrate having a layer structure of silicon nitride (SiN) and silicon oxide coated with gold on the lower surface of the resist) 21 at a hologram position O.
Then, the mask 22 on which the pattern 221 to be transferred is formed is placed at a position (for example, −30 cm) away from the printing plate position O by zB, and further, at a position (for example, 100 cm) that is separated from the printing plate 21 by a distance R. Soft X-ray source 23
(For example, xenon (Xe) laser plasma excitation light having a wavelength of 13 nm) from the beam expander 231
And the mask 22 are irradiated simultaneously through the half-mirror 24 and the dry plate 21 and the mask 22.
A latent image of the second hologram pattern is formed.
【0018】次いで、乾版21を現像し、ホログラムの
レジストパターンを形成し、レジストをマスクに金をミ
リングエッチングしてシリコン面を露呈させた後、レジ
ストを剥離し、金金属によるホログラムパターン25を
形成する。Next, the dry plate 21 is developed to form a hologram resist pattern, gold is milled and etched using the resist as a mask to expose the silicon surface, the resist is peeled off, and a hologram pattern 25 of gold metal is formed. Form.
【0019】次いで、図4に示すように、ホログラムパ
ターン25の形成された乾版21′を位置Oに置き、レ
ジスト26(例えば、PMMA)が被加工体層27上に
形成された半導体基板28をレジスト26面を乾版2
1′に向けて、乾版21′からz1の位置(例えば−
7.5cm)に置き、次いで、乾版21′から距離R′
離れた位置(例えば9.09cm)の軟エックス線源2
9の光(例えば、波長13nmのキセノン(Xe)のレ
ーザプラズマ励起光)をビームエクスパンダー291を
介して照射することにより、(7式)によりパターン2
21の4分の1縮小パターン222が半導体基板28上
のレジスト26に潜像として形成される。Next, as shown in FIG. 4, the dry plate 21 'on which the hologram pattern 25 is formed is placed at a position O, and a resist 26 (for example, PMMA) is formed on a semiconductor substrate 28 on which a work layer 27 is formed. 26 resists on the dry plate 2
1 ′, the position of z1 from the dry plate 21 ′ (for example, −
7.5 cm) and then a distance R 'from the plate 21'.
Soft X-ray source 2 at a remote position (for example, 9.09 cm)
9 (for example, laser plasma excitation light of xenon (Xe) having a wavelength of 13 nm) through the beam expander 291 to obtain the pattern 2 by the equation (7).
A quarter reduced pattern 222 of 21 is formed as a latent image on the resist 26 on the semiconductor substrate 28.
【0020】次いで、レジスト26を現像し、レジスト
26をマスクに被加工体層27をエッチングにより加工
し、残余のレジスト26を剥離することにより、縮小さ
れた所望のパターン222を半導体基板28上に形成す
ることができる。Next, the resist 26 is developed, the object layer 27 is processed by etching using the resist 26 as a mask, and the remaining resist 26 is peeled off to form a desired reduced pattern 222 on the semiconductor substrate 28. Can be formed.
【0021】また、本実施例では、パターンの縮小倍率
は、0.25であったが、0.2の縮小倍率とするに
は、(7式)より、n=1として、再生像用レーザ距離
R′=6.97(cm)、再生像位置z1=−6(c
m)とすれば良い。In this embodiment, the pattern reduction magnification is 0.25. However, in order to obtain a reduction magnification of 0.2, from equation (7), set n = 1 and set the reproduction image laser. Distance R '= 6.97 (cm), Reconstructed image position z1 = -6 (c
m).
【0022】本実施の形態においてもエックス線の場合
においても、複雑なレンズ系あるいは反射ミラー系等の
光学系を作ることなく縮小露光が可能となる。In this embodiment as well as in the case of X-rays, reduction exposure can be performed without making an optical system such as a complicated lens system or a reflection mirror system.
【0023】(実施の形態3) また、ホログラム作製
光源と像再生光源が異なる場合の実施の形態を図5及び
図6を参照して説明する。(Embodiment 3) An embodiment in which a hologram producing light source and an image reproducing light source are different will be described with reference to FIGS.
【0024】まず、図5に示すように、ホログラム乾版
を作製するために、レジスト30(例えば、東京応化製
レジストTDUR−P009)を塗布した乾版(例え
ば、レジスト下の面がタングステン(W)コートされた
石英板)31をホログラム位置Oに置き、ついで、転写
したいパターン321の形成されたマスク32を乾版位
置OからzB離した位置(例えば−30cm)に置き、
さらに、乾版31から距離Rだけ離れた位置(例えば1
00cm)のレーザ光源33からの光(例えば、波長2
48nmのふっ化クリプトン(KrF)のレーザ光)
を、ビームエクスパンダー331とハーフミラー34を
介して、乾版31とマスク32に同時に照射して、乾版
31上のレジスト30にマスク32のホログラムパター
ンの潜像を形成する。First, as shown in FIG. 5, in order to produce a hologram dry plate, a dry plate coated with a resist 30 (for example, a resist TDUR-P009 manufactured by Tokyo Ohka) (for example, the surface under the resist is made of tungsten (W ) Coated quartz plate) 31 is placed at the hologram position O, and then the mask 32 on which the pattern 321 to be transferred is formed is placed at a position zB away from the plate position O (for example, -30 cm).
Further, a position (for example, 1
00 cm) from the laser light source 33 (for example, wavelength 2
48 nm krypton fluoride (KrF) laser light)
Is simultaneously irradiated on the dry plate 31 and the mask 32 via the beam expander 331 and the half mirror 34 to form a latent image of the hologram pattern of the mask 32 on the resist 30 on the dry plate 31.
【0025】次いで、乾版31を現像し、ホログラムの
レジストパターンを形成し、レジストをマスクにタング
ステン(W)をドライエッチングして石英面を露呈させ
た後、レジストを剥離し、W金属によるホログラムパタ
ーン35を形成する。Next, the dry plate 31 is developed to form a hologram resist pattern. Tungsten (W) is dry-etched using the resist as a mask to expose the quartz surface. A pattern 35 is formed.
【0026】次いで、図6に示すように、ホログラムパ
ターン35の形成された乾版31′を位置Oに置き、レ
ジスト36(例えば、PMMA)が被加工体層37上に
形成された半導体基板38をレジスト36面を乾版3
1′に向けて、乾版31′からz1の位置(例えば−1
43cm)に置き、次いで、乾版31′から距離R′離
れた位置(例えば173cm)の軟エックス線源39か
らの光(例えば、波長13nmのキセノン(Xe)のレ
ーザプラズマ励起光)をビームエクスパンダー391を
介して乾版31′に照射することにより、(7式)によ
りパターン321の4分の1縮小パターン322が半導
体基板38上のレジスト36に潜像として形成される。Next, as shown in FIG. 6, the dry plate 31 ′ on which the hologram pattern 35 is formed is placed at a position O, and a resist 36 (for example, PMMA) is formed on the semiconductor substrate 38 on the work layer 37. The resist 36 surface dry printing 3
1 ′, the position of z1 from the printing plate 31 ′ (for example, −1
43 cm), and then apply light (for example, xenon (Xe) laser plasma excitation light having a wavelength of 13 nm) from the soft X-ray source 39 at a position (for example, 173 cm) away from the printing plate 31 'by a distance R'. By irradiating the dry plate 31 ′ via 391, a quarter reduced pattern 322 of the pattern 321 is formed as a latent image on the resist 36 on the semiconductor substrate 38 by (Equation 7).
【0027】次いで、レジスト36を現像し、レジスト
36をマスクに被加工体層37をエッチングにより加工
し、残余のレジスト36を剥離することにより、縮小さ
れた所望のパターン322を半導体基板38上に形成す
ることができる。Next, the resist 36 is developed, the object layer 37 is processed by etching using the resist 36 as a mask, and the remaining resist 36 is peeled off, so that a reduced desired pattern 322 is formed on the semiconductor substrate 38. Can be formed.
【0028】また、本実施例では、パターンの縮小倍率
は、0.25であったが、0.2の縮小倍率とするに
は、(7式)より、n=13/248=0.0524と
して、再生像用レーザ距離R′=133(cm)、再生
像位置z1=−114.5(cm)とすれば良い。In this embodiment, the reduction ratio of the pattern is 0.25. However, in order to obtain a reduction ratio of 0.2, according to the equation (7), n = 13/248 = 0.0524. It is sufficient that the reproduced image laser distance R '= 133 (cm) and the reproduced image position z1 = -114.5 (cm).
【0029】このように、ホログラム作製光源と像再生
光源の波長を異なるものとすることにより、像再生位置
を任意に調整することができる。As described above, by setting the wavelengths of the hologram producing light source and the image reproducing light source to be different from each other, the image reproducing position can be arbitrarily adjusted.
【0030】また、以上の実施の形態によれば、従来の
ステッパなどによる縮小露光に比べるとはるかに大きな
縮小をかけることができるだけでなく、短波長を用いる
ことで、精度の良いパターンを形成することができる。Further, according to the above-described embodiment, it is possible not only to perform a much larger reduction compared to the reduction exposure using a conventional stepper or the like, but also to form a highly accurate pattern by using a short wavelength. be able to.
【0031】また、像再生時に、例えばチューナブルレ
ーザ(波長可変)を用いることにより、倍率を自由に変
えることができるため、半導体基板(ウエハ)の伸縮に
よるチップ倍率の補正をレーザ波長を変えることで行う
こともできる。その場合、相対距離を変えるのを単独に
あるいは併用して行うことも可能になる。Further, at the time of image reproduction, for example, by using a tunable laser (variable wavelength), the magnification can be freely changed. Therefore, the correction of the chip magnification due to expansion and contraction of the semiconductor substrate (wafer) is performed by changing the laser wavelength. Can also be done. In this case, the relative distance can be changed independently or in combination.
【0032】なお、以上の実施の形態では、ホログラム
パターンを実際のマスクパターを作製していたが、コン
ピュータ計算によって作製されたホログラムパターン
(コンピューターエイディッドホログラム:CAH)を
ホログラム乾版上に作製した乾版を再生像形成用に用い
てもよい。また、縮小倍率も、0.25と0.2の例を
示したが、このほかの縮小倍率を選ぶことも可能である
し、拡大も可能である。In the above-described embodiment, an actual mask putter is formed for a hologram pattern. However, a hologram pattern (computer-added hologram: CAH) formed by computer calculation is formed on a hologram dry plate. A dry plate may be used for forming a reproduced image. Also, examples of the reduction ratios of 0.25 and 0.2 have been described, but other reduction ratios can be selected and enlargement is possible.
【0033】[0033]
【発明の効果】ホログラム形成および像再生において、
乾版から有限距離離れた光源からの発散レーザ光を用い
ることにより、ホログラム再生像の縮小像が半導体基板
上のレジストに露光されることが可能になり、マスクパ
ターンを所望の露光パターンの拡大したものとすること
ができるため、作製精度、欠陥サイズに対する要求が厳
しくなく、マスク作製が容易となる。In the hologram formation and image reproduction,
By using divergent laser light from a light source finite distance from the plate, a reduced image of the hologram reproduction image can be exposed on the resist on the semiconductor substrate, and the mask pattern can be enlarged to a desired exposure pattern. Therefore, the requirements for the manufacturing accuracy and the defect size are not strict, and the mask can be easily manufactured.
【0034】また、エックス線露光においてもハーフミ
ラー以外のレンズ系やミラー系の複雑な光学系を必要と
することなく、縮小露光が可能である。Also, in the case of X-ray exposure, reduced exposure is possible without requiring a complicated optical system such as a lens system and a mirror system other than a half mirror.
【図1】本発明の実施の形態1に係るレーザ光源により
ホログラムの縮小露光を行う方法の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for performing a hologram reduction exposure using a laser light source according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1に係るレーザ光源により
ホログラムの縮小露光を行う方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for performing holographic reduction exposure using a laser light source according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態2に係る軟X線源によりホ
ログラムの縮小露光を行う方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for performing a hologram reduction exposure using a soft X-ray source according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態2に係る軟X線源によりホ
ログラムの縮小露光を行う方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for performing a reduced exposure of a hologram using a soft X-ray source according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態3に係るレーザ光源により
ホログラムを作製し、軟X線源によりホログラムの縮小
露光を行う方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for producing a hologram with a laser light source according to Embodiment 3 of the present invention and performing a reduced exposure of the hologram with a soft X-ray source.
【図6】本発明の実施の形態3に係るレーザ光源により
ホログラムを作製し、軟X線源によりホログラムの縮小
露光を行う方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for producing a hologram using a laser light source according to Embodiment 3 of the present invention and performing a reduced exposure of the hologram using a soft X-ray source.
【図7】本発明に係るホログラムの縮小露光を説明する
概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating reduction exposure of a hologram according to the present invention.
【図8】従来例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional example.
【図9】従来例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional example.
10 レジスト 11 乾版M 12 マスク 121 パターン 13 レーザ光源λ 122 縮小パターン 131 ビームエキスパンダー 14 ハーフミラー 15 ホログラムパターン 11′ 乾版M′ 16 レジスト 17 被加工体層 18 半導体基板 19 レーザ光源(λ′=λ) 191 ビームエクスパンダー 20 レジスト 21 乾版M 22 マスク 221 パターン 23 軟X線源λ 222 縮小パターン 231 ビームエキスパンダー 24 ハーフミラー 25 ホログラムパターン 21′乾版M′ 26 レジスト 27 被加工体層 28 半導体基板 29 軟X線源(λ′=λ) 291 ビームエクスパンダー 30 レジスト 31 乾版M 32 マスク 321 パターン 33 レーザ光源λ 322 縮小パターン 331 ビームエキスパンダー 34 ハーフミラー 35 ホログラムパターン 31′ 乾版M′ 36 レジスト 37 被加工体層 38 半導体基板 39 軟X線源λ′ 391 ビームエクスパンダー REFERENCE SIGNS LIST 10 resist 11 dry plate M 12 mask 121 pattern 13 laser light source λ 122 reduction pattern 131 beam expander 14 half mirror 15 hologram pattern 11 ′ dry plate M ′ 16 resist 17 workpiece layer 18 semiconductor substrate 19 laser light source (λ ′ = λ ) 191 beam expander 20 resist 21 dry plate M 22 mask 221 pattern 23 soft X-ray source λ 222 reduced pattern 231 beam expander 24 half mirror 25 hologram pattern 21 ′ dry plate M ′ 26 resist 27 workpiece layer 28 semiconductor substrate 29 Soft X-ray source (λ ′ = λ) 291 Beam expander 30 Resist 31 Dry plate M 32 Mask 321 Pattern 33 Laser light source λ 322 Reduction pattern 331 Beam expander 34 Half mirror 3 The hologram pattern 31 'dry plate M' 36 resist 37 to be processed layer 38 semiconductor substrate 39 soft X-ray source lambda '391 beam expander
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/30 529 531 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/30 529 531
Claims (5)
半導体基板上のレジストに露光するパターン露光方法にFor pattern exposure method to expose resist on semiconductor substrate
おいて、And 前記再生像の倍率を変えることで前記半導体基板の伸縮Changing the magnification of the reproduced image expands and contracts the semiconductor substrate.
を補正して露光することを特徴とするパターン露光方Pattern exposure method characterized by correcting and exposing
法。Law.
する照明光の波長を変えることによって前記再生像の倍The reproduction image by changing the wavelength of the illumination light to be reproduced.
率を変えることを特徴とする請求項1に記載のパターン2. The pattern according to claim 1, wherein the rate is changed.
露光方法。Exposure method.
前記半導体基板上のレジストの面との距離を変えることChanging the distance from the surface of the resist on the semiconductor substrate
によって前記再生像の倍率を変えることを特徴とする請The magnification of the reproduced image is changed by
求項1記載のパターン露光方法。The pattern exposure method according to claim 1.
する照明光の波長と、前記ホログラム化されたパターン
の面と前記半導体基板上のレジストの面との距離の双方
を変えることによって前記再生像の倍率を変える ことを
特徴とする請求項1記載のパターン露光方法。 4. Irradiating the hologram-formed pattern
The wavelength of the illumination light to be applied and the holographic pattern
Both the distance between the surface of the resist and the surface of the resist on the semiconductor substrate
2. The pattern exposure method according to claim 1 , wherein the magnification of the reproduced image is changed by changing the magnification .
する照明光はチューナブルレーザであることを特徴とすThe illuminating light is a tunable laser.
る請求項2または4に記載のパターン露光方法。5. The pattern exposure method according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164796A JP3064966B2 (en) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | Pattern exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164796A JP3064966B2 (en) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | Pattern exposure method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116809A JPH1116809A (en) | 1999-01-22 |
| JP3064966B2 true JP3064966B2 (en) | 2000-07-12 |
Family
ID=15800108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164796A Expired - Lifetime JP3064966B2 (en) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | Pattern exposure method |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3064966B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7499149B2 (en) | 2003-06-24 | 2009-03-03 | Asml Netherlands B.V. | Holographic mask for lithographic apparatus and device manufacturing method |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP9164796A patent/JP3064966B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1116809A (en) | 1999-01-22 |
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