JP2000019711A - マスク及びそれを用いた露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周期パターンの露光と通常のパターン露光の
２重露光によって任意形状の高解像度のパターンが得ら
れるマスク及びそれを用いた露光方法を得ること。 【解決手段】 基板上にパターンを形成したマスクであ
って、該パターンは入射光の位相をそろえた状態で通過
又は反射させる領域に不均一の透過率分布又は反射率分
布を持つこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクおよびそれ
を用いた露光方法に関し、特に微細な回路パターンで感
光基板上を露光し、例えばＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル等の表示素子、磁気ヘッド等の検出素
子、ＣＣＤ等の撮像素子といった各種デバイスの製造に
用いられる際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、ＬＳＩ、液晶パネル等
のデバイスをフォトリソグラフィー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等（以下、「マ
スク」と記す。）の面上に形成した回路パターンを投影
光学系によってフォトレジスト等が塗布されたシリコン
ウエハ又はガラスプレート等（以下、「ウエハ」と記
す。）の感光基板上に投影し、そこに転写する（露光す
る）投影露光方法及び投影露光装置が使用されている。

【０００３】近年、上記デバイスの高集積化に対応し
て、ウエハに転写するパターンの微細化、即ち高解像度
化とウエハにおける１チップの大面積化とが要求されて
いる。従ってウエハに対する微細加工技術の中心を成す
上記投影露光方法及び投影露光装置においても、現在、
０．５／μｍ以下の寸法（線幅）の像（回路パターン
像）を広範囲に形成するべく、解像度の向上と露光面積
の拡大が計られている。

【０００４】従来の投影露光装置の摸式図を図２６に示
す。図２６中、１９１は遠紫外線露光用の光源であるエ
キシマーレーザ、１９２は照明光学系、１９３は照明光
学系１９２から照射される照明光、１９４はマスク、１
９５はマスク１９４から出て光学系（投影光学系）１９
６に入射する物体側露光光、１９６は縮小型の投影光学
系、１９７は投影光学系１９６から出て基板１９８に入
射する像側露光光、１９８は感光基板であるウエハ、１
９９は感光基板を保持する基板ステージを、示す。

【０００５】エキシマレーザ１９１から出射したレーザ
光は、引き回し光学系（１９０ａ，１９０ｂ）によって
照明光学系１９２に導光され、照明光学系１９２により
所定の光強度分布、配光分布、開き角（関口数ＮＡ）等
を持つ照明光１９３となるように調整され、マスク１９
４を照明する。マスク１９４にはウエハ１９８上に形成
する微細パターンを投影光学系１９６の投影倍率の逆数
倍（例えば２倍や４倍や５倍）した寸法のパターンがク
ロム等によって石英基板上に形成されており、照明光１
９３はマスク１９４の微細パターンによって透過回折さ
れ、物体側露光光１９５となる。投影光学系１９６は、
物体側露光光１９５を、マスク１９４の微細パターンを
上記投影倍率で且つ充分小さな収差でウエハ１９８上に
結像する像側露光光１９７に変換する。像側露光光１９
７は図２６の下部の拡大図に示されるように、所定の開
口数ＮＡ（＝Ｓｉｎ（θ））でウエハ１９８上に収束
し，ウエハ１９８上に微細パターンの像を結ぶ。基板ス
テージ１９９は、ウエハ１９８の互いに異なる複数の領
域（ショット領域：１個又は複数のチップとなる領域）
に順次、微細パターンを形成する場合に、投影光学系の
像平面に沿ってステップ移動することによりウエハ１９
８の投影光学系１９６に対する位置を変えている。

【０００６】現在主流となりつつある上記のエキシマレ
ーザを光源とする投影露光装置は高い投影解像力を有し
ているが、例えば０．１５μｍ以下のパターン像を形成
することが技術的に困難である。

【０００７】投影光学系１９６は、露光（に用いる）波
長に起因する光学的な解像度と焦点深度との間のトレー
ドオフによる解像度の限界がある。投影露光装置による
解像パターンの解像度Ｒと焦点深度ＤＯＦは，次の
（１）式と（２）式の如きレーリーの式によって表され
る。

【０００８】 Ｒ＝ｋ_１ ＝（λ／ＮＡ） ‥‥‥（１） ＤＯＦ＝ｋ_２ ＝（λ／ＮＡ^２ ） ‥‥‥（２） ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系１９６の明る
さを表す像側の開口数、ｋ_１ ，ｋ_２ はウエハ１９８
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程度の値である。この（１）式と（２）
式から、解像度Ｒを小さい値とする高解像度化には開口
数ＮＡを大きくする「高ＮＡ化」がある。しかしなが
ら、実際の露光では投影光学系１９６の焦点深度ＤＯＦ
をある程度以上の値にする必要があるため、高ＮＡ化を
ある程度以上に進めることが難しいこと、この為、高解
像度化には結局、露光波長λを小さくする「短波長化」
が必要となることとが分かる。

【０００９】ところが露光波長の短波長化を進めていく
と重大な問題が発生してくる。それは投影光学系１９６
を構成するレンズの硝材がなくなってしまうことであ
る。殆どの硝材の透過率は遠紫外線領域では０に近く、
特別な製造方法を用いて露光装置用（露光波長約２４８
ｎｍ）に製造された硝材として溶融石英が現存するが、
この溶融石英の透過率も波長１９３ｎｍ以下の露光波長
に対しては急激に低下するし。線幅０．１５μｍ以下の
微細パターンに対応する露光波長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。また遠紫
外線領域で使用される硝材は、透過率以外にも、耐久
牲，屈折率均一性，光学的歪み，加工性等の複数条件を
満たす必要があり、この事から、実用的な硝材の存在が
危ぶまれている。

【００１０】このように従来の投影露光方法及び投影露
光鼓置では、ウエハ上に線幅０．１５μｍ以下のパター
ンを形成する為には１５０ｎｍ程度以下まで露光波長の
短波長化が必要である。これに対し、現在のところ、こ
の波長領域では実用的な硝材が存在しないので、ウエハ
に線幅０．１５μｍ以下のパターンを形成することがで
きなかった。

【００１１】米国特許夢５４１５８３５号公報は２光束
干渉露光によって敏細パターンを形成する技術を開示し
ており、この２光束干渉露光によれば、ウエハに線幅
０．１５μｍ以下のパターンを形成することができる。

【００１２】２光束干渉露光の原理を図１３を用いて説
明する。２光束干渉露光は、レーザ１５１からの可干渉
牲を有し且つ平行光線束であるレーザ光Ｌ１５１をハー
フミラー１５２によってレーザ光Ｌ１５１ａ，Ｌ１５１
ａｂの２光束に分割し、分割した２光束を夫々平面ミラ
ー１５３ａ，１５３ｂによって反射することにより２個
のレーザ光（可干渉性の平行光線束）を０より大きく９
０度末満のある角度を成してウエハ１５４面上で交差さ
せることにより交差部分に干渉縞を形成している。この
干渉縞（の光強度分布）によってウエハ１５４を露光し
て感光させることで干渉縞の光強度分布に応じた微細な
周期パターンをウエハ１５４に形成するものである。

【００１３】２光束Ｌ１５１ａ，Ｌ１５１ｂがウエハ１
５４面の立てた垂線に対して互いに逆方向に同じ角度だ
け傾いた状態でウエハ面で交差する場合、この２光束干
渉露光における解像度Ｒは次の（３）式で表される。

【００１４】 Ｒ＝λ／（４ｓｉｎθ） ＝λ／４ＮＡ ＝０．２５（λ／ＮＡ） ‥‥‥（３） ここで、ＲはＬ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）の夫
々の幅、即ち干渉縞の明部と暗部の夫々の幅を示してい
る。又βは２光束の夫々の像面に対する入射角度（絶対
値）を表し、ＮＡ＝Ｓｉｎθである。

【００１５】通常の投影露光における解像度の式である
（ｌ）式と２光束干渉露光における解像度の式である
（３）式とを比較すると、２光束干渉露光の解像度Ｒは
（１）式においてｋ_１ ＝０．２５とした場合に相当す
るから、２光束干渉露光ではｋ_１ ＝０．５〜０．７で
ある通常の投影露光の解像度より２倍以上の解像度を得
ることが可能である。

【００１６】上記米国特許には開示されていないが、例
えばλ＝０．２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマ）でＮＡ＝
０．６の時は、Ｒ＝０．１０μｍが得られる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】２光束干渉露光は、基
本的に干渉縞の光強度分（露光量分布）に相当する単純
な縞パターンしか得られないので、所望の形状の回路パ
ターンをウエハに形成することが難しい。

【００１８】そこで上記米国特許第５４１５８３５号公
報は、２光束干渉露光によって単純な縞パターン（周期
パターン）即ち２値的な露光量分布をウエハ（のレジス
ト）に与えた後、露光装置の分解能の範囲内の大きさの
ある開口が形成されたマスクを用いて通常リソグラフィ
ー（露光）を行なって更に別の２値的な露光量分布をウ
エハに与えることにより、孤立の線（パターン）を得る
ことを提案している。

【００１９】しかしながら上記米国特許第５４１５８３
５号公報の露光方法は、２光束干渉露光と通常露光の２
つの露光法の夫々において通常の２値的な露光量分布し
か形成していないので、より複雑な形状の回路パターン
を得ることが難しい。

【００２０】また、上記米国特許第５４１５８３５号公
報は２光束干渉露光と通常露光の２つの露光法を組み合
わせることは開示しているが、このような組み合せを達
成する露光装置を具体的に示してはいない。

【００２１】一方、２重露光ではレジスト面上への露光
量が過大又は過小のときに最終的にレジストパターンの
膜減りが不均一となり良好なるパターンが形成されない
場合がある。

【００２２】本発明は、マスクのパターンが入射光の位
相をそろえた状態で通過又は反射させる領域に不均一の
透過率分布又は反射率分布を持つようにして良好なるパ
ターン像が容易に得られるマスク及びそれを用いた露光
方法の提供を目的としている。

【００２３】又、本発明の更なる目的は、２光束干渉露
光に代表される周期パターン露光と周期パターンを含ま
ない通常パターン露光（通常露光）の２つの露光方法を
用いることにより、複雑な形状の回路パターンをウエハ
に形成することが可能な露光方法及び露光装置の提供に
ある。

【００２４】また本発明の他の目的は線幅０．１５μｍ
以下の部分を備える回路パターンを容易に得ることが可
能な露光方法及び露光装置の提供にある。

【００２５】また本発明の他の目的は周期パターン露光
と通常露光の２つの露光法が実施できる露光装置を提供
することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のマスクは、 （１−１）基板上にパターンを形成したマスクであっ
て、該パターンは入射光の位相をそろえた状態で通過又
は反射させる領域に不均一の透過率分布又は反射率分布
を持つことを特徴としている。

【００２７】（１−２）投影露光装置で感光基板上にパ
ターン像を投影露光するときの該パターンが形成された
マスクであって、該マスクは入射光の位相をそろえた状
態で通過又は反射させる領域に不均一の透過率分布又は
反射率分布を持つことを特徴としている。

【００２８】特に構成（１−１）又は（１−２）におい
て、 （１−２−１）前記一部のパターンは前記投影露光装置
の解像限界以下の線パターンであること。

【００２９】（１−２−２）前記マスクは感光基板上の
同一領域を互いに異なったパターンマスクを複数用いて
多重露光するときの１つのマスクであること。

【００３０】（１−２−３）前記マスクは周期的パター
ンと多重露光するためのパターンを有していること。

【００３１】（１−２−４）前記一部のパターンの線パ
ターンの線幅は前記周期的パターンの線幅と略等しいこ
と。等を特徴としている。

【００３２】本発明の露光方法は、 （２−１）構成（１−１）又は（１−２）のマスクを用
いて感光基板にパターン像を転写していることを特徴と
している。

【００３３】（２−２）構成（１−１）又は（１−２）
のマスクのパターンと周期パターンが感光基板を多重露
光していることを特徴としている。

【００３４】本発明の露光装置は、 （３−１）構成（１−１）又は（１−２）のマスクを用
いて感光基板上にパターン像を露光転写することを特徴
としている。

【００３５】（３−２）構成（１−１）又は（１−２）
のマスクのパターンと周期パターンで感光基板を多重露
光していることを特徴としている。

【００３６】（３−３）構成（２−１）又は（２−２）
の露光方法を用いていることを特徴としている。

【００３７】本発明のデバイスの製造方法は、 （４−１）構成（２−１）又は（２−２）の露光方法を
用いて感光性の基板にマスク上のパターンを転写してい
ることを特徴としている。

【００３８】（４−２）構成（３−１）又は（３−２）
又は（３−３）の露光方法を用いてマスク面上のパター
ンをウエハ面上に露光した後、該ウエハを現像処理工程
を介してデバイスを製造していることを特徴としてい
る。

【００３９】尚、本発明において「多重露光」とは「感
光基板上の同一領域を互いに異なる光パターンで途中に
現像処理工程を介さずに露光すること」を言う。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明のマスクの構成の特徴を説
明する前に本発明のマスクは主に多重露光をするときに
使用している為にまず多重露光、特に２重露光の露光方
法の原理について説明する。

【００４１】図１〜図９は本発明の露光方法の実施形態
１の説明図である。図１は本発明の露光方法を示すフロ
ーチャートである。図１には本発明の露光方法を構成す
る周期パターン露光ステップ、投影露光ステップ（通常
パターン露光ステップ）、現像ステップの各ブロックと
その流れが示してある。同図において周期パターン露光
ステップと投影露光ステップの順序は、逆でもいいし、
どちらか一方のステップが複数回の露光段階を含む場合
は各ステップを交互に行うことも可能である。また、各
露光ステップ間には．精密な位置合わせを行なうステッ
プ等があるが、ここでは図示を略した。

【００４２】本発明の露光方法及び露光装置は、被露光
基板（感光基板）に対して周期パターン露光と本発明の
マスクを用いて通常の露光の二重露光を行うことを特徴
としている。

【００４３】ここで通常パターン露光とは周期パターン
露光より解像度が低いが任意のパターンで露光が行える
露光であり、投影光学系によってマスクのパターンを投
影する投影露光があげられる。

【００４４】通常パターン露光によって露光されるパタ
ーン（通常パターン）は解像度以下の微細なパターンを
含み、周期パターン露光はこの微細なパターンと略同線
幅の周期パターンを形成するようにする。通常パターン
露光の解像度以上の大きなパターンは、周期パターン露
光の線幅に限定されないが整数倍が効果的である。

【００４５】通常パターン露光は任意の形状をしている
のでいろいろな方向を向いていてもよい。一般にＩＣパ
ターンでは、方向がある方向とそれに直行する方向の２
方向を向いている場合が多く、最も微細なパターンはあ
る特定の１方向のみに限定される場合が多い。

【００４６】二重露光で周期パターン露光をする際、そ
の通常パターンの最も微細なパターンの方向に、周期パ
ターンの方向を合致させることが重要である。

【００４７】また、周期パターンのピークの中心は、通
常パターンにおける解像度以下の微細なパターンの中心
に合致するように露光する。

【００４８】本発明における二重露光とは周期パターン
露光と通常パターン露光の二重露光という意味であっ
て、周期パターン露光は、通常パターン露光の最も微細
なパターンの方向に平行にして何回繰り返して露光して
も良い。

【００４９】本発明の露光方法及び露光装置の周期パタ
ーン露光と通常パターン露光のそれぞれは、１回また
は、複数回の露光段階よりなり、複数回の露光段階を取
る場合は、各露光階ごとに異なる露光量分布を感光基板
に与えている。

【００５０】図１のフローに従って露光を行なう場合、
まず周期パターンによりウエハ（感光基板）を図２に示
すような周期パターンで露光する。図２中の数字は露光
量を表しており、図２（Ａ）の斜線部は露光量１（実際
は任意）で白色部は露光量０である。

【００５１】このような周期パターンのみを露光後現像
する場合、通常，感光基板のレジストの露光しきい値Ｅ
ｔｈは図２（Ｂ）の下部のグラフに示す通り露光量０と
１の間に設定する。尚、図２（Ｂ）の上部は最終的に得
られるリソグラフィーパターン（凹凸パターン）を示し
ている。

【００５２】図３に、この場合の感光基板のレジストに
関して、現像後の膜厚の露光量依存性と露光しきい値と
をポジ型レジスト（以下、「ポジ型」と記す。）とネガ
型レジスト（以下、「ネガ型」配す。）の各々について
示す。ポジ型の場合は露光しきい値Ｅｔｈ以上の場合
に、ネガ型の場合は露光しきい値Ｅｔｈ以下の場合に、
現像後の膜厚が０となる。

【００５３】図４はこのような露光を行った場合の現像
とエッチングプロセスを経てリソグラフィーパターンが
形成される様子を、ネガ型とポジ型の場合に関して示し
た摸式図である。

【００５４】本実施形態においては、この通常の露光感
度設定とは異なり、図５（図２（Ａ）と同じ）及び図６
に示す通り、周期パターン露光での中心露光量を１とし
たとき、露光基板のレジストの露光しきい値Ｅｔｈを１
よりも大きく設定している。この感光基板は図２に示す
下地パターン露光のみ行った露光パターン（露光量分
布）を現像した場合は露光量が不足するので、多少の膜
厚変動はあるものの現像によって膜厚が０となる部分は
生じず、エッチングによってリソグラフィーパターンは
形成されない。これは即ち周期パターンの消失と見做す
ことができる（尚、ここではネガ型を用いた場合の例を
用いて本発明の説明を行うが、本発明はポジ型の場合も
実施できる。） 尚、図６において、上部はリソグラフィーパターンを示
し（何もできない）、下部のグラフは露光量分布と露光
しきい値の関係を示す。尚、下部に記載のＥ_１は周期パ
ターン露光における露光量を、Ｅ_２は通常の投影露光に
おける露光量を表している。

【００５５】本実施形態の特徴は、周期パターン露光の
みでは一見消失する高解像度の露光パターンを通常の投
影露光による露光装置の分解能以下の大きさのパターン
を含む任意の形状の露光パターンと融合して所望の領域
のみ選択的にレジストの露光しきい値以上の露光をし、
最終的に所望のリソグラフィーパターンを形成できると
ころにある。

【００５６】図７（Ａ）は通常の投影露光（通常パター
ン露光）による露光パターンであり、微細なパターンで
ある為、解像できずに被露光物体上での強度分布はぼけ
て広がっている。本実施形態では通常の投影露光の解像
度の約半分の紙幅の微細パターンとしている。

【００５７】図７（Ａ）の露光パターンを作る投影露光
を、図５の周期パターン露光の後に、現像工程なしで、
同一レジストの同一領域に重ねて行ったとすると、この
レジスト面上への合計の露光量分布は図７（Ｂ）の下部
のグラフのようになる。尚、ここでは周期パターン露光
の露光量Ｅ_１と投影露光の露光量Ｅ_２の比が１：１、レ
ジストの露光しきい値Ｅｔｈが露光量Ｅ_１（＝１）と露
光量Ｅ_１と投影露光の露光量Ｅ_２の和（＝２）の間に設
定されている為、図７（Ｂ）の上部に示したリソグラフ
ィーパターンが形成される。

【００５８】その際、通常パターンの中心が周期パター
ンのピークと合致させておく。又、通常パターンの方向
と周期パターンの方向とを合致させている。

【００５９】図７（Ｂ）の上部に示す孤立線パターン
は、解像度が周期パターン露光のものであり且つ単純な
周期パターンもない。従って通常の投影露光で実現でき
る解像度以上の高解像度のパターンが得られたことにな
る。

【００６０】ここで仮に、図８の露光パターンを作る投
影露光（図５の露光パターンの２倍の線幅で露光しきい
値以上（ここではしきい値の２倍の露光量）の投影露
光）を、図５の周期パターン露光の後に、現像工程なし
で、同一レジストの同一領域に重ねる。この際、通常パ
ターンの中心が周期パターン露光のピーク位置と合致さ
せることで重ね合わせたパターンの対称性が良く、良好
なるパターン像が得られる。

【００６１】このレジストの合計の露光量分布は図８
（Ｂ）のようになり、２光束干渉露光（周期パターン露
光）の露光パターンは消失して最終的に投影露光による
リソグラフィーパターンのみが形成される。

【００６２】また、図９に示すように、図５の露光パタ
ーンの３倍の線幅で行う場合も理屈は同様であり、４倍
以上の線幅の露光パターンでは、基本的に２倍の線幅の
露光パターンと３倍の線幅の露光パターンの組み合わせ
から、最終的に得られるリソグラフィーパターンの線幅
は自明でであり、投影露光で実現できるリソグラフィー
パターンは全て、本実施形態でも、形成可能である。

【００６３】以上簡潔に説明した周期パターン露光と投
影露光の夫々による露光量分布（絶対値及び分布）と感
光基板のレジストのしきい値の調整を行うことにより、
図６，図７（Ｂ），図８（Ｂ），及び図９（Ｂ）で示し
たような多種のパターンの組み合わせより成り且つ最小
線幅が周期パターン露光の解像度（図７（Ｂ）のパター
ンとなる回路パターンを形成することができる。

【００６４】以上の露光方法の原理をまとめると、 （ア−１）投影露光（通常パターン露光）をしないパタ
ーン領域即ちレジストの露光しきい値以下の周期露光パ
ターンは現像により消失する。

【００６５】（ア−２）レジストの露光しきい値以下の
露光量で行った投影露光のパターン領域に関しては投影
露光と周期パターン露光のパターンの組み合わせにより
決まる周期パターン露光の解像度を持つ露光パターンが
形成される。

【００６６】（ア−３）露光しきい値以上の露光量で行
った投影露光のパターン領域は投影露光のみでは解像し
なかった微細パターンも同様に（マスクに対応する）形
成する。ということになる。更に露光方法の利点とし
て、最も解像力の高い周期パターン露光を２光束干渉露
光で行えば、通常の露光に比してはるかに大きい焦点深
度が得られることが挙げられる。

【００６７】以上の説明では周期パターン露光と投影露
光の順番は周期パターン露光を先としたが、この順番に
限定されない。

【００６８】次に本発明のマスクを用いた露光方法を説
明する。

【００６９】本実施形態は露光により得られる回路パタ
ーン（リソグラフィーパターン）として、図１０に示す
所謂ゲート型のパターンＧＰを対象としている。

【００７０】図１０のゲートパターンＧＰは横方向の即
ち図中Ａ−Ａ’方向の最小線幅が０．１μｍであるのに
対して、縦方向では０．２μｍ以上である。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
２次元パターンに対しては２光束干渉露光（周期パター
ン露光）をかかる高解像度の必要な１次元方向のみで行
えばいい。

【００７１】本実施形態では、図１１を用いて１次元方
向のみの２光束干渉露光と通常の投影露光の組み合わせ
の一例を示す。

【００７２】図１１において、図１１（Ａ）は１次元方
向のみの２光束干渉露光による周期的な露光パターンを
示す。この露光パターンの周期は０．２μｍであり、こ
の露光パターンは線幅０．１μｍＬ＆Ｓパターンに相当
する。図１１の下部における数値は露光量を表すもので
ある。

【００７３】このような２光束干渉露光を実現する露光
装置としては、図１３で示すような、レーザ１５１，ハ
ーフミラー１５２，平面ミラー１５３による干渉計型の
分波合波光学系を備えるものや、図１４で示すような、
投影露光装置においてマスクと照明方法を図１５又は図
１６のように構成した装置がある。

【００７４】図１３の露光装置について説明を行う。

【００７５】図１３の露光装置では前述した通り合波す
る２光束の夫々が角度θでウエハ１５４に斜入射し、ウ
エハ１５４に形成できる干渉縞パターン（露光パター
ン）の線幅は前記（３）式で表される。角度θと分波合
波光学系の像面側のＮＡとの関係はＮＡ＝ｓｉｎθであ
る。角度θは一対の平面ミラー１５３（１５３ａ，１５
３ｂ）の夫々の角度を変えることにより任意に調整、設
定可能で、一対の平面ミラーで角度θの値を大きく設定
すれば干渉縞パターンの夫々の縞の線幅は小さくなる。
例えば２光束の波長が２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマ）の
場合、θ＝３８度でも各縞の線幅は約０．１μｍの干渉
縞パターンが形成できる。尚、この時のＮＡ＝ｓｉｎθ
＝０．６２である。角度θを３８度よりも大きく設定す
れば、より高い解像度が得られるということは言うまで
もない。

【００７６】次に図１４乃至図１６の露光装置に関して
説明する。

【００７７】図１４の露光装置は、例えば通常のステッ
プアンドリピート方式又はステップアンドスキャン方式
の縮小投影光学系（多数枚のレンズより成る）を用いた
投影露光装置であり、現状で露光波長２４８ｎｍに対し
てＮＡ０．６以上のものが存在する。

【００７８】図１４中、１６１はマスク、１６２はマス
ク１６１から出て光学系１６３に入射する物体側露光
光、１６３は投影光学系、１６４は開口絞り、１６５は
投影光学系１６３から出てウエハ１６６に入射する像側
露光光、１６６は感光基板であるウエハを示し、１６７
は絞り１６４の円形開口に相当する瞳面での光束の位置
を一対の黒点で示した説明図である。図１４は２光束干
渉露光を行っている状態の摸式図であり、物体側露光光
１６２と像側露光光１６５は双方とも、通常の投影露光
とは異なり、２つの平行光線束だけから成っている。

【００７９】図１４に示すような通常の投影露光装置に
おいて２光束干渉露光（周期パターン露光）を行う為に
は、マスク１６１とその照明方法を図１５又は図１６の
ように設定すれば良い。以下これら３種の例について説
明する。

【００８０】図１５（Ａ）はレベンソン型の位相シフト
マスク１７３を示しており、クロムより成る遮光部１７
１のピッチＰＯが（４）式で０、位相シフタ１７２のピ
ッチＰＯＳが（５）式で表されるマスクである。

【００８１】 Ｐ_０ ＝ＭＰ＝２ＭＲ＝Ｍλ／（２ＮＡ） ‥‥‥（４） Ｐ_ＯＳ＝２Ｐ_０ ＝Ｍλ／（ＮＡ） ‥‥‥（５） ここで、Ｍは投影光学系１６３の投影倍率、λは露光波
長、ＮＡは投影光学系１６３の像側の開口数を示す。

【００８２】一方、図１５（Ｂ）が示すマスク１７４は
クロムより成る遮光部のないシフタエッジ型の位相シフ
トマスクであり、レベンソン型と同様に位相シフタ１７
５のピッチＰＯＳを上記（５）式を満たすように構成し
たものである。

【００８３】図１５（Ａ），（Ｂ）の夫々の位相シフト
マスクを用いて２光束干渉露光を行うには、これらのマ
スクをσ＝０（又は０に近い値）所謂コヒーレント照明
を行う。具体的には図１５に示すようにマスク面１７０
に対して垂直な方向（光軸に平行な方向）から平行光線
束をマスク１７０に照射する。

【００８４】ここで、σ＝照明光学系の開口数／投影光
学系の開口数である。

【００８５】このような照明を行うと、マスク１７０か
ら上記垂直な方向に出る０次透過回折光に関しては、位
相シフタ１７２（１７５）により隣り合う透過光の位相
差がπとなって打ち消し合い存在しなくなり、±１次の
透過回折光の２平行光線束はマスク１７０から投影光学
系１６３の光軸に対して対称に発生し、図１４の２個の
物体側露光１６５がウエハ１６６上で干渉する。また２
次以上の高次の回折光は投影光学系１６３の開口絞り１
６４の開口に入射しないので結像には寄与しない。

【００８６】図１６に示したマスク１８０は、クロムよ
り成る遮光部１８１のピッチＰＯが（４）式と同様の
（６）式で表されるマスクである。

【００８７】 Ｐ_０ ＝ＭＰ＝２ＭＲ＝Ｍλ／（２ＮＡ） ‥‥‥（６） ここで、Ｍは投影光学系１６３の投影倍率、λは露光波
長、ＮＡは投影光学系１６３の像側の開口数を示す。

【００８８】図１６の位相シフタを有していないマスク
には、１個又は２個の平行光線束による斜入射照明とす
る。この場合の平行光線束のマスク１８０への入射角θ
_０は（７）式を満たすように設定される。２個の平行光
線束を用いる場合が、光軸を基準にして互いに逆方向に
θ_０傾いた平行光線束によりマスクを照明する。

【００８９】ｓｉｎθ_０ ＝Ｍ／ＮＡ ‥‥‥（７） ここでも、Ｍは投影光学系１６３の投影倍率、ＮＡは投
影光学系１６３の像側の開口数を示す。

【００９０】図１６が示す位相シフタを有していないマ
スクを上記（７）式を満たす平行光線束により斜入射照
明を行うと、マスク１８０からは、光軸に対して角度θ
_０で直進する０次透過回折光とこの０次透過回折光の光
路と投影光学系の光軸に関して対称な光路に沿って進む
（光軸に対して角度−θ_０で進む）−１次透過回折光の
２光束が図１４の２個の物体側露光光１６２として生
じ、この２光束が投影光学系１６３の開口絞り１６４の
開口部に入射し、結像が行われる。

【００９１】尚、本発明においてはこのような１個又は
２個の平行光線束による斜入射照明も「コヒーレント照
明」として取り扱う。

【００９２】以上が通常の投影露光装置を用いて２光束
干渉露光を行う技術であり、通常の投影露光装置の照明
光学系は部分的コヒーレント照明を行うように構成して
あるので、照明光学系の０＜σ＜１に対応する不図示の
開口絞りをσ≒０に対応する特殊開口絞りに交換可能に
する等して、投影露光装置において実質的にコヒーレン
ト照明を行うよう構成することができる。

【００９３】図１０及び図１１が示す実施形態の説明に
戻る。本実施形態では前述した２光束干渉露光（周期パ
ターン露光）の次に行う通常の投影露光（通常パターン
露光）（例えばマスクに対して部分的コヒーレント照明
を行うもの）によって図１１（Ｂ）が示すゲートパター
ンの露光を行う。図１１（Ｃ）の上部には２光束干渉露
光による露光パターンとの相対的位置関係と通常の投影
露光の露光パターンの領域での露光量を示し、同図の下
部は、通常の投影露光によるウエハのレジストに対する
露光量を縦横を最小線幅のピッチの分解能でマップ化し
たものである。

【００９４】図１１の下部に示す露光量分布は、マスク
から入射される光強度を１としてウエハに露光される強
度分布を示したものである。

【００９５】図１１（Ａ）の周期パターンの露光による
露光量分布は、理想的には１と０の矩形波であるはずだ
が、２光束干渉露光の解像限界付近の線幅を用いている
ので、０次光と１次光のみで形成されるｓｉｎ波となっ
ている。そのｓｉｎ波の最大値をＩｏ、最小値をＩ_１と
あらわす。このとき、照明条件のσによって、Ｉ_０とＩ
_１の値が定まる。

【００９６】図１１（Ｂ）の通常の投影露光による露光
量分布は、各部分での代表的な値を示している。この投
影露光による露光パターンの最小線幅の部分は、解像せ
ずぼけて広がり、光強度の各店の値は下がる。露光量
は、大まかにパターン中心部をｂ，両サイドをｄ，両側
からのぼけ像がくる中心部をｃとする。最小線幅の２倍
の線幅は、ｂ，ｃ，ｄの値よりも大きいが、投影露光の
解像限界付近の線幅であるため、少しぼけてａの値をと
る。これら、ａ，ｂ，ｃ，ｄの値は、照明条件によって
変化する。

【００９７】図１１（Ｃ）の露光量分布は、図１１
（Ａ）の露光パターンと図１１（Ｂ）の露光パターンの
露光量の加算した結果生じたものである。

【００９８】２光束干渉による周期パターン露光と通常
パターン露光の２重露光を行い、現像処理後の線パター
ン部のレジストパターンの断面形状を調べてみると線パ
ターン部のうちトータル露光量が過大（ポジレジストの
とき）又は過小（ネガレジストのとき）の領域ではレジ
ストパターンの断面形状が部分的に異なってくる。

【００９９】例えば図１７のゲートパターンＧＰの線パ
ターン部ＧＰＬのうちパターン中央部のＡ−Ａ′断面内
のレジスト残膜は図１８（Ａ）の実線で示すような凸形
状となってくる。このレジスト残膜の断面形状はパター
ン中央部と周辺部（Ｂ−Ｂ′断面）とで異なってくる。

【０１００】尚、図１８（Ｂ）は線パターンＧＰＬのレ
ジスト残膜の理想的な断面形状を示している。

【０１０１】図１９はゲートパターンＧＰの多重露光に
よって得たレジスト残膜の３次元形状をシミュレーショ
ンした模式図である。露光条件は 露光光：ＫｒＦエキシマレーザ：波長２４８ｎｍ ＮＡ：０．６ 通常パターン露光：周期パターン露光＝ 通常パターン露光：σ＝０．２ 周期パターン露光：σ＝−０．２ ゲートパターン寸法：Ｌ＝０．１３μｍ レジスト：ＴＤＵＲ−Ｐ００９（株式会社東京応化） ０．７０μｍ厚 ポジレジスト である。

【０１０２】図１９に示すようにゲートパターンのうち
露光装置の解像限界付近又はそれ以下の線パターンＧＰ
Ｌは場所によってレジスト残膜の形状が異なってくる。

【０１０３】このような線パターンＧＰＬの位置によっ
てレジスト残膜の断面形状が異なってくると続くデバイ
ス処理工程において好ましくない。

【０１０４】そこで本実施形態ではゲートパターンＧＰ
のうち同一開口で同一位相の線幅の狭い線パターン部の
光透過率分布が異なるようにしている。これによって線
パターン部のレジスト残膜の形状が図１８（Ｂ）の理想
形に近くなるようにしている。

【０１０５】図２０は本発明の通常露光で用いるマスク
に形成したゲートパターンＧＰの実施形態の説明図であ
る。同図はゲートパターン印のうち通常露光の解像限界
以下の本実施形態のマスクのパターンは入射光の位相を
そろえた状態で通過させる開口を不均一な透過率分布と
している。即ち同図の線パターン部（最細線部）ＧＰＬ
において、部分的に不均一な透過率分布としている。

【０１０６】図２０（Ａ）のゲートパターンは線パター
ン部ＧＰＬの中央の長さＬ１の中央領域ＬＣを他の領域
に比べて透過率を変えている。

【０１０７】図２０（Ｂ）のゲートパターンは線パター
ン部ＧＰＬを中央部から周辺部におけて連続的に透過率
を変えている。

【０１０８】図２０（Ｃ）のゲートパターンは線パター
ン部ＧＰＬを中央部から周辺部にかけて複数の領域に分
割し、各領域の透過率を段階的に変えている。

【０１０９】図２０（Ｄ）は図１１（Ｂ）のゲートパタ
ーンのパターン部の透過率を各領域毎に断続的に図２０
（Ｃ）と同様に変えている。

【０１１０】尚、本実施形態におけるマスクのパターン
は図２０に示すゲートパターンに限らず、どのような形
状のパターンであっても良い。

【０１１１】図２１は本実施形態において線パターン部
の透過率を変える方法の説明図である。図２１（Ａ）は
市松模様（ドット状）の透過、不透過の領域の数を制御
して透過率を変えている。同図は５０％の場合を示して
いる。黒いドットの数を増加すれば透過率は減少する。

【０１１２】図２１（Ｂ）はスリット模様（ラインパタ
ーン）の透過・不透過の領域の数や幅などを制御して透
過率を変えている。

【０１１３】図２１（Ｃ）は基板上に遮光部とクロム等
の金属やその酸化膜等の吸収体（制御部）を設け、制御
部の厚さを制御して透過率を変えている。

【０１１４】本実施形態はこの他、透過率を制御するこ
とができる構成であれば、どのような構成であっても適
用可能である。

【０１１５】又、本発明に係るマスクは透過型マスクに
ついて述べたが、反射型マスクであっても良い。このと
き入射光の位相をそろえた状態で反射させる領域を不均
一の反射率分布とすれば良い。

【０１１６】図２２は本発明の２光束干渉用露光装置と
通常の投影露光装置より成る高解像度の露光装置を示す
概略図である。

【０１１７】図２２において、２１２は図２０の光学系
２０１、装置２０５を備える２光束干渉露光装置であ
り、２１３は、不図示の照明光学系とレチクル位置合わ
せ光学系２１４、ウエハ位置合わせ光学系（オフアクシ
ス位置合わせ光学系）２１７とマスク２１５の回路パタ
ーンをウエハ２１８上に縮小投影する投影光学系２１６
とを備える通常の投影露光装置である。

【０１１８】ここでマスク２１５のパターンは図２０で
示した透過率分布を有している。

【０１１９】レチクル位置合わせ光学系２１４はマスク
２１５上の位置合わせマークを観察し、その位置を検出
する。ウエハ位置合わせ光学系２１７はウエハ２０６上
の投影露光用又は２光束干渉と兼用の位置合わせマーク
を観察し、その位置を検出する。光学系２１４，２１
６，２１７の構成や機能は周知なので、具体的な説明は
略す。

【０１２０】図２２の２１９は２光束干渉用露光装置２
１２と投影露光装置２１３で共用される１つのＸＹＺス
テージであり、このステージ２１９は、装置２１２、２
１３の各光軸に直交する平面及びこの光軸方向に移動可
能で、レーザー干渉計等を用いてそのＸＹ方向の位置が
正確に制御される。

【０１２１】ウエハ２１８を保持したステージ２１９
は、図２２の位置（１）に送り込まれてその位置が正確
に測定され、測定結果に基づいて位置（２）で示す装置
２１２の露光位置に送り込まれてウエハ２１８へ２光束
干渉露光が行われ、その後、位置（３）に送り込まれて
その位置が正確に測定され位置（４）で示す装置２１３
の露光位置に送り込まれてウエハ２１８へ投影露光が行
われる。

【０１２２】装置２１３においては、オフアクシスの位
置合わせ光学系２１７の代わりに、投影光学系２１６を
介してウエハ２１８の位置合わせマークを観察し、その
位置を検出する不図示のＴＴＬの位置合わせ光学系や、
投影光学系２１６とマスク（レチクル）２１５とを介し
てウエハ２１８上の位置合わせマークを観察し、その位
置を検出する不図示のＴＴＲの位置合わせ光学系も使用
できる。

【０１２３】図２３は本発明の２光束干渉用露光と通常
の投影露光の双方が行える高解像度の露光装置を示す概
略図である。

【０１２４】図２３において、２２１はＫｒＦ又はＡｒ
Ｆエキシマレーザー、２２２は照明光学系、２２３はマ
スク（レチクル）、２２４はマスクステージ、２２７は
マスク２２３の回路パターンをウエハ２２８上に縮小投
影する投影光学系、２２５はマスク（レチクル）チェン
ジャであり、ステージ２２４に、通常のレチクルと前述
したレベンソン位相シフトマスク（レチクル）又はエッ
ジシフタ型のマスク（レチクル）又は位相シフタを有し
ていない周期パターンマスク（レチクル）の一方を選択
的に供給する為に設けてある。

【０１２５】ここでマスクチェンジャ２２５には図２０
で示したマスクが設けられている。また、マスクステー
ジは微細パターンの方向と周期パターンの方向と平行に
する為に、予めマスクにバーコード等に描かれてある情
報をもとにマスクを回転させる機能を持たせてある。

【０１２６】図２３の２２９は２光束干渉露光と投影露
光で共用される１つのＸＹＺステージであり、このステ
ージ２２９は、光学系２２７の光軸に直交する平面及び
この光軸方向に移動可能で、レーザー干渉計等を用いて
そのＸＹ方向の位置が正確に制御される。

【０１２７】また、図２３の装置は、不図示のレチクル
位置合わせ光学系、ウエハ位置合わせ光学系（図２２で
説明したオフアクシス位置合わせ光学系とＴＴＬ位置合
わせ光学系とＴＴＲ位置合わせ光学系）とを備える。

【０１２８】図２３の露光装置の照明光学系２２２は部
分的コヒーレント照明とコヒーレント照明とを切換え可
能に構成してあり、コヒーレント照明の場合には、ブロ
ック２３０内の図示した前述した（１ａ）又は（１ｂ）
の照明光を、前述したレベンソン型位相シフトレチクル
又はエッジシフタ型レチクル又は位相シフタを有してい
ない周期パターンレチクルの１つに供給し、部分的コヒ
ーレント照明の場合にはブロック２３０内に図示した
（２ａ）の照明光を所望のレチクルに供給する。部分的
コヒーレント照明からコヒーレント照明とを切換えは、
通常光学系２２２のフライアイレンズの直後に置かれる
開口絞りを、この絞りに比して開口径が十分に小さいコ
ヒーレント照明用絞りと交換すればいい。

【０１２９】本発明の露光方法及び露光装置における２
重露光における前記第１露光と前記第２露光の露光波長
は、第２露光が投影露光の場合、双方とも４００ｎｍ以
下であり、好ましくは２５０ｎｍ以下である。２５０ｎ
ｍ以下の露光波長の光を得るにはＫＪｒＦエキシマレー
ザ（約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（約１９３
ｎｍ）を用いる。

【０１３０】尚、本発明において「投影露光」というの
は、マスクに形成された任意のパターンからの３個以上
の平行光線束が互いに異なる様々な角度で像面に入射し
て露光が行なわれるものである。

【０１３１】本発明の露光装置はマスクのパターンをウ
エハに投影する投影光学系と、部分的コヒーレント照明
とコヒーレント照明の双方の照明が可能なマスク照明光
学系とを有し、部分的コヒーレント照明によって通常の
露光を行い、コヒーレント照明によって２光束干渉露光
を行うことにより、周期パターン露光を特徴とする。
「部分的コヒーレント照明」とはσ＝（照明光学系の開
口数／投影光学系の開口数）の値がゼロより大きく１よ
り小さい照明であり、「コヒーレント照明」とは、σの
値がゼロまたはそれに近い値であり、部分的コヒーレン
ト照明のσに比べて相当小さい値である。

【０１３２】周期パターン露光でのコヒーレント照明で
はσを０．３以下にする。通常露光を行う際の部分的コ
ヒーレント照明はσを０．６以上にする。σ＝０．８が
望ましい。さらに照度分布が外側に比べて内側が低い輪
帯照明にすると、なお効果的である。

【０１３３】この露光装置の露光波長は、４００ｎｍ以
下であり、好ましくは２５０ｎｍ以下である。２５０ｎ
ｍ以下の露光波長の光を得るにはＫｒＦエキシマレーザ
（約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（約１９３ｎ
ｍ）を用いる。

【０１３４】発明の実施形態においては、マスク照明光
学系として部分的コヒーレント照明とコヒーレント照明
とが切換え可能な光学系を開示している。

【０１３５】本発明の露光装置は２光束干渉露光装置と
通常（投影）露光装置を両装置で共用される被露光基板
（感光基板）を保持する移動ステージとを有している。

【０１３６】この露光装置の露光波長も、４００ｎｍ以
下であり、好ましくは２５０ｎｍ以下である。２５０ｎ
ｍ以下の露光波長の光を得るにはＫｒＦエキシマレーザ
（約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（約１９３ｎ
ｍ）を用いている。

【０１３７】以上説明した露光方法及び露光装置を用い
てＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル等の表示
素子、磁気ヘッド等の検出素子、ＣＣＤ等の撮像素子と
いった各種デバイスの製造が可能である。

【０１３８】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
て種々に変更することが可能である。特に２光束干渉露
光及び通常露光の各ステップで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、更に露光の重ね合
わせもずらして行な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ー
ンにバリエーションが増える。

【０１３９】尚、本発明において （ａ）照明光学系の照明方法としては、ＫｒＦエキシマ
レーザー、ＡｒＦエキシマレーザー又はＦ２エキシマレ
ーザーから光でマスクパターンを照明することが適用可
能である。

【０１４０】（ｂ）露光装置においては屈折系、反射−
屈折系、又は反射系のいずれかより成る投影光学系によ
って前記マスクパターンを投影することが適用可能であ
る。

【０１４１】（ｃ）露光装置としては本発明の露光方法
を露光モードとして有するステップアンドリピート型縮
小投影露光装置や本発明の露光方法を露光モードとして
有するステップアンドスキャン型縮小投影露光装置等が
適用可能である。

【０１４２】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。

【０１４３】図２４は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。

【０１４４】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。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。

【０１４５】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）は前工程と呼ばれ、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。

【０１４６】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
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。

【０１４７】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。

【０１４８】図２５は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。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。

【０１４９】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。

【０１５０】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）ではエッチングがす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。

【０１５１】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。

【０１５２】

【発明の効果】本発明は以上のように、 （イ−１）マスクのパターンを適切に設定することによ
り、良好なるパターン像が容易に得られるマスク及びそ
れを用いた露光方法としている。

【０１５３】（イ−２）２光束干渉露光に代表される周
期パターン露光と周期パターンを含まない通常パターン
露光（通常露光）の２つの露光方法を用いることによ
り、回路パターンをウエハに形成することが可能な露光
方法及び露光装置。

【０１５４】（イ−３）線幅０．１５μｍ以下の部分を
備える回路パターンを容易に得ることが可能な露光方法
及び露光装置。

【０１５５】（イ−４）周期パターン露光と通常露光の
２つの露光法が実施できる露光装置。を、達成すること
ができる。

【０１５６】特に、本発明によれば、 （イ−５）２光束干渉露光と通常の露光を融合して例え
ば０．１５μｍ以下の微細な線幅を有する複雑なパター
ンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光方法のフローチャート

【図２】２光束干渉露光による露光パターンを示す説明
図

【図３】レジストの露光感度特性を示す説明図

【図４】現像によるパターン形成を示す説明図

【図５】通常の２光束干渉露光による露光パターンを示
す説明図

【図６】本発明における２光束干渉露光による露光パタ
ーンを示す説明図

【図７】本発明の実施形態において形成できる露光パタ
ーン（リソグラフィーパターン）の一例を示す説明図

【図８】本発明の実施形態において形成できる露光パタ
ーン（リソグラフィーパターン）の他の一例を示す説明
図

【図９】本発明の実施形態において形成できる露光パタ
ーン（リソグラフィーパターン）の他の一例を示す説明
図

【図１０】本発明の実施形態に係るゲートパターンを示
す説明図

【図１１】本発明の実施形態を示す説明図

【図１２】ゲートパターンを説明する図

【図１３】２光束干渉用露光装置の一例を示す概略図

【図１４】２光束干渉露光を行なう投影露光装置の一例
を示す概略図

【図１５】図１４の装置に使用するマスク及び照明方法
の１例を示す説明図

【図１６】図１４の装置に使用するマスク及び照明方法
の他の１例を示す説明図

【図１７】本発明に係るマスクのパターンの説明図

【図１８】レジストパターンの断面形状の説明図

【図１９】レジストパターンの３次元形状の説明図

【図２０】本発明のマスクの説明図

【図２１】本発明のマスクに関する透過率制御の説明図

【図２２】本発明の高解像度の露光装置の一例を示す概
略図

【図２３】本発明の高解像度の露光装置の一例を示す概
略図

【図２４】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【図２５】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【図２６】従来の投影露光装置の説明図

【符号の説明】

２２１ エキシマレーザ ２２２ 照明光学系 ２２３ マスク（レチクル） ２２４ マスク（レチクル）ステージ ２２５ ２光束干渉用マスクと通常投影露光用のマス
ク ２２６ マスク（レチクル）チェンジャ ２２７ 投影光学系 ２２８ ウエハ ２２９ ＸＹＺステージ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にパターンを形成したマスクであ
   って、該パターンは入射光の位相をそろえた状態で通過
   又は反射させる領域に不均一の透過率分布又は反射率分
   布を持つことを特徴とするマスク。
2. 【請求項２】 投影露光装置で感光基板上にパターン像
   を投影露光するときの該パターンが形成されたマスクで
   あって、該マスクは入射光の位相をそろえた状態で通過
   又は反射させる領域に不均一の透過率分布又は反射率分
   布を持つことを特徴とするマスク。
3. 【請求項３】 前記一部のパターンは前記投影露光装置
   の解像限界以下の線パターンであることを特徴とする請
   求項２のマスク。
4. 【請求項４】 前記マスクは感光基板上の同一領域を互
   いに異なったパターンマスクを複数用いて多重露光する
   ときの１つのマスクであることを特徴とする請求項１，
   ２又は３のマスク。
5. 【請求項５】 前記マスクは周期的パターンと多重露光
   するためのパターンを有していることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか１項のマスク。
6. 【請求項６】 前記一部のパターンの線パターンの線幅
   は前記周期的パターンの線幅と略等しいことを特徴とす
   る請求項５のマスク。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項のマスクを
   用いて感光基板にパターン像を転写していることを特徴
   とする露光方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれか１項のマスクの
   パターンと周期パターンが感光基板を多重露光している
   ことを特徴とする露光方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜６のいずれか１項のマスクを
   用いて感光基板上にパターン像を露光転写することを特
   徴とする露光装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜６のいずれか１項のマスク
    のパターンと周期パターンで感光基板を多重露光してい
    ることを特徴とする露光装置。
11. 【請求項１１】 請求項７又は８の露光方法を用いてい
    ることを特徴とする露光装置。
12. 【請求項１２】 請求項７又は８の露光方法を用いて感
    光性の基板にマスク上のパターンを転写していることを
    特徴とする露光装置。
13. 【請求項１３】 請求項９，１０又は１１の露光方法を
    用いてマスク面上のパターンをウエハ面上に露光した
    後、該ウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造し
    ていることを特徴とするデバイスの製造方法。