JP2003173956A - Method and device for exposure - Google Patents

Method and device for exposure

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JP2003173956A
JP2003173956A JP2001371981A JP2001371981A JP2003173956A JP 2003173956 A JP2003173956 A JP 2003173956A JP 2001371981 A JP2001371981 A JP 2001371981A JP 2001371981 A JP2001371981 A JP 2001371981A JP 2003173956 A JP2003173956 A JP 2003173956A
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JP
Japan
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pattern
mask
peak
light
exposure
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Application number
JP2001371981A
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Japanese (ja)
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Miyoko Kawashima
美代子 川島
Kenji Saito
謙治 斎藤
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for exposure, which enables exposure of good resolution mask patterns which are intermixture of L and S patterns, and isolated and complicated patterns, with fine line breadth (of not more than 0.15 μm, for instance), without changing mask. <P>SOLUTION: A phase shift mask having a phase value of three or more is formed with a desired pattern and a dummy pattern of periodicity which is superposed on the desired pattern. The phase shift mask is lit up utilizing lighting that has a peak in the vicinity of optical axis and lighting that has a peak outside the optical axis. The light that has passed through the phase shift mask is projected to a surface to be exposed by way of a projection optical system, whereby the desired pattern is transferred to the surface to be exposed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、露光に
関し、特に、IC、L&SIなどの半導体チップ、液晶
パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、C
CDなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメ
カニクスで用いる広域なパターン、の製造に用いられる
露光装置及び方法、デバイス製造方法、及び、前記被処
理体から製造されるデバイスに関する。ここで、マイク
ロメカニクスは半導体集積回路製造技術を微細構造体の
製作に応用し、ミクロン単位の高度な機能を持った機械
システムを作る技術をいう。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to exposure, and in particular, semiconductor chips such as IC and L & SI, display elements such as liquid crystal panels, detection elements such as magnetic heads, C
The present invention relates to an exposure apparatus and method used for manufacturing various devices such as an image pickup device such as a CD, a wide range pattern used in micromechanics, a device manufacturing method, and a device manufactured from the object to be processed. Here, micromechanics refers to a technology for applying a semiconductor integrated circuit manufacturing technology to the manufacture of a fine structure to create a mechanical system having advanced functions in the micron unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトリソグラフィ工程は、マスクパタ
ーンをシリコンウェハ、ガラスプレート等(以下、単に
「ウェハ」という。)に塗布した感光性物質(レジス
ト)に露光装置を使用して転写する工程であり、レジス
ト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の工程
を含む。このうち露光では、解像度、重ね合わせ精度、
スループットの3つのパラメータが重要である。解像度
は正確に転写できる最小寸法、重ね合わせ精度はウェハ
にパターンを幾つか重ね合わせる際の精度、スループッ
トは単位時間当たり処理される枚数である。
2. Description of the Related Art A photolithography process is a process of transferring a mask pattern onto a photosensitive substance (resist) applied to a silicon wafer, a glass plate or the like (hereinafter simply referred to as "wafer") by using an exposure device. , Resist coating, exposure, development, etching, and resist removal processes. Of these, in exposure, resolution, overlay accuracy,
Three parameters of throughput are important. The resolution is the minimum size that can be accurately transferred, the overlay accuracy is the accuracy when overlaying several patterns on the wafer, and the throughput is the number of sheets processed per unit time.

【0003】フォトリソグラフィ技術を用いてデバイス
を製造する際に、マスク又はレチクル(本出願ではこれ
らの用語を交換可能に使用する)に描画されたパターン
を投影光学系によってウェハに投影してパターンを転写
する投影露光装置が従来から使用されている。投影光学
系はパターンからの回折光をウェハ上に干渉及び結像さ
せ、通常の露光ではパターンからの0次及び±1次の回
折光(即ち、三光束)を干渉させる。
When manufacturing a device using photolithography, a pattern written on a mask or a reticle (which terms are used interchangeably in this application) is projected onto a wafer by a projection optical system to form a pattern. Conventionally, a projection exposure apparatus for transfer is used. The projection optical system causes the diffracted light from the pattern to interfere and form an image on the wafer, and the normal exposure causes the 0th and ± 1st order diffracted lights (that is, three light fluxes) from the pattern to interfere with each other.

【0004】マスクパターンは、ラインとラインが近接
した周期的なラインアンドスペース(L&S)パター
ン、ホールとホールが近接した周期的なコンタクトホー
ルパターン、ライン同士やホール同士が近接せずに孤立
した孤立パターンを含むが、高解像度でパターンを転写
するためには、パターンの種類に応じて最適な露光条件
(照明条件や露光量など)を選択する必要がある。
The mask pattern includes a periodic line-and-space (L & S) pattern in which lines are close to each other, a periodic contact hole pattern in which holes are close to each other, and lines or holes are isolated from each other without being close to each other. Although including a pattern, in order to transfer the pattern with high resolution, it is necessary to select the optimum exposure condition (illumination condition, exposure amount, etc.) according to the type of the pattern.

【0005】投影露光装置の解像度Rは、光源の波長λ
と投影光学系の開口数(NA)を用いて以下のレーリー
の式で与えられる。
The resolution R of the projection exposure apparatus is the wavelength λ of the light source.
And the numerical aperture (NA) of the projection optical system are given by the following Rayleigh equation.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】ここで、kは現像プロセスなどによって
定まる定数であり、通常露光の場合にはkは約0.5
〜0.7である。
Here, k 1 is a constant determined by the developing process and the like, and in the case of normal exposure, k 1 is about 0.5.
~ 0.7.

【0008】近年のデバイスの高集積化に対応して、転
写されるパターンの微細化、即ち、高解像度化が益々要
求されている。高解像力を得るには、上式から開口数N
Aを大きくすること、及び、波長λを小さくすることが
有効であるが、これらの改善は現段階では限界に達して
おり、通常露光の場合にウェハに0.15μm以下のパ
ターンを形成することは困難である。そこで、マスクパ
ターンからの±1次回折光を干渉及び結像させる位相シ
フトマスク技術が従来から提案されている。位相シフト
マスクは、マスクの隣接する光透過部分の位相を180
°反転することによって0次回折光を相殺し、2つの±
1次回折光を干渉させて結像するものである。かかる技
術によれば、上式のkを実質的に0.25にするでき
るので、解像度Rを改善してウェハに0.15μm以下
のパターンを形成することができる。
In response to the recent high integration of devices, there is an increasing demand for finer patterns to be transferred, that is, higher resolution. To obtain high resolution, the numerical aperture N
Increasing A and decreasing the wavelength λ are effective, but these improvements have reached their limits at this stage, and a pattern of 0.15 μm or less is formed on the wafer in the case of normal exposure. It is difficult. Therefore, conventionally, a phase shift mask technique has been proposed in which the ± 1st order diffracted light from the mask pattern is caused to interfere and form an image. The phase shift mask provides a 180 degree phase shift for adjacent light transmitting portions of the mask.
By inversion, the 0th order diffracted light is canceled out and the two ±
The first-order diffracted light is caused to interfere with each other to form an image. According to this technique, k 1 in the above equation can be substantially 0.25, so that the resolution R can be improved and a pattern of 0.15 μm or less can be formed on the wafer.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の位相シ
フトマスク技術は、周期的なL&Sパターンのような単
純なパターンには効果的であるが、孤立パターンや任意
の複雑なパターンを露光性能(即ち、解像度、重ね合わ
せ精度及びスループット)良く露光することは困難であ
った。特に、近年の半導体産業は、より高付加価値な、
多種多様なパターンが混在するシステムチップに生産が
移行しつつあり、マスクにも複数種類のパターンを混在
させる必要が生じてきている。
However, the conventional phase shift mask technique is effective for a simple pattern such as a periodic L & S pattern, but the exposure performance of an isolated pattern or an arbitrary complicated pattern ( That is, it was difficult to expose with good resolution, overlay accuracy and throughput. In particular, the semiconductor industry in recent years is
Since production is shifting to system chips in which a wide variety of patterns are mixed, it is necessary to mix a plurality of types of patterns in a mask.

【0010】これに対して、公開特許平成11年第14
3085号公報にあるように、異なる種類のパターンを
別々に露光する二重露光(又は多重露光)を使用するこ
とが考えられるが、この二重露光は、2枚のマスクを必
要とするのでコストアップを招き、2枚のマスクを交換
して2回の露光するためにスループットが低下してい
た。
On the other hand, published patent No. 14 of 1999
As disclosed in Japanese Patent No. 3085, it is conceivable to use double exposure (or multiple exposure) in which different types of patterns are separately exposed. However, this double exposure requires two masks, and therefore costs are low. As a result, the throughput was lowered because the two masks were exchanged and the exposure was performed twice.

【0011】そこで、微細な(例えば、0.15μm以
下の)線幅を持つマスクパターンを、マスクを交換せず
に、解像度良く露光可能な露光方法及び装置を提供する
ことを本発明の例示的目的とする。
Therefore, it is an exemplary embodiment of the present invention to provide an exposure method and apparatus capable of exposing a mask pattern having a fine line width (for example, 0.15 μm or less) with good resolution without changing the mask. To aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一側面としての露光方法は、所望のパター
ンと、当該パターンに重ねられた周期性のあるダミーの
パターンと、三以上の位相値数とを有する位相シフトマ
スクを形成し、瞳面で光軸近傍に強度のピークを有する
照明光と該瞳面で軸外に強度のピークを有する照明光と
を利用して前記位相シフトマスクを照明し、前記位相シ
フトマスクを経た光を被露光面に投影光学系を介して投
影することによって、前記所望のパターンを前記被露光
面に転写することを特徴とする。また、本発明の別の側
面としての露光方法は、マスクのパターンの像を被露光
面上に投影する段階を含む露光方法において、前記パタ
ーン像は、所定のパターン像とダミーパターン像とを有
し、前記所定パターンの像は前記パターン像の強度分布
のピーク位置にあり、前記ダミーパターン像は、周辺強
度と、該周辺強度と前記ピーク位置の強度の中間値と
が、交互に繰り返される強度分布を有することを特徴と
する。また、本発明の別の側面としての露光装置は、上
述の露光方法に対応する露光モードを有し、マスクのパ
ターンを投影光学系により投影することを特徴とする。
更に、上述のマスク自体も本発明の別の側面を構成す
る。
In order to achieve the above object, an exposure method according to one aspect of the present invention comprises a desired pattern, a dummy pattern having a periodicity superimposed on the pattern, and three or more. A phase shift mask having a number of phase values of, and using the illumination light having an intensity peak near the optical axis on the pupil plane and the illumination light having an intensity peak off-axis on the pupil plane The desired pattern is transferred to the exposed surface by illuminating a shift mask and projecting the light passing through the phase shift mask onto the exposed surface through a projection optical system. An exposure method as another aspect of the present invention is an exposure method including a step of projecting an image of a mask pattern on a surface to be exposed, wherein the pattern image includes a predetermined pattern image and a dummy pattern image. However, the image of the predetermined pattern is located at the peak position of the intensity distribution of the pattern image, and the dummy pattern image has an intensity in which a peripheral intensity and an intermediate value between the peripheral intensity and the intensity of the peak position are alternately repeated. It is characterized by having a distribution. An exposure apparatus as another aspect of the present invention is characterized by having an exposure mode corresponding to the above-mentioned exposure method and projecting a mask pattern by a projection optical system.
Further, the above-mentioned mask itself constitutes another aspect of the present invention.

【0013】光軸近傍にピークを有する照明光は、例え
ば、有効光源形状が円形又はσ(コヒーレンシー)が
0.3以下であり、0次回折光と±1次回折光の干渉を
もたらす。また、軸外にピークを有する照明光は、例え
ば、前記ピークの位置が前記瞳の半径を1として0.6
以上であり、0次回折光と+1次又は−1次回折光から
なる二光束の干渉をもたらす。有効光源形状は輪帯でも
四重極でもよく、四重極の照明光は互いに等しいσ(コ
ヒーレンシー)を有してもよい。これらの照明は、照明
装置の投影光学系の瞳面と共役な位置に配置されて前記
有効光源形状を開口として有する絞りにより達成するこ
とができる。かかる露光方法及び装置は、(1)マスク
パターンの位相の数を三以上とし、プレート上に形成さ
れる光強度分布の強度値の数を増やし、(2)光軸付近
にピークを有する照明光によりマスクパターンを微細に
露光し、(3)軸外にピークを有する照明光によりマス
クを粗く露光し、(4)被露光面の(レジストの)閾値
を適当に選択することによって所望のパターンを被露光
面に形成する。
Illumination light having a peak in the vicinity of the optical axis has, for example, an effective light source shape of circular or σ (coherency) of 0.3 or less, and causes interference between 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light. The illumination light having an off-axis peak has, for example, a position of the peak of 0.6 with the radius of the pupil being 1.
The above is the interference of the two light fluxes of the 0th-order diffracted light and the + 1st-order or -1st-order diffracted light. The effective light source shape may be a ring zone or a quadrupole, and the illumination lights of the quadrupole may have the same σ (coherency). These illuminations can be achieved by a diaphragm disposed at a position conjugate with the pupil plane of the projection optical system of the illumination device and having the effective light source shape as an aperture. Such an exposure method and apparatus are (1) the number of phases of the mask pattern is three or more, the number of intensity values of the light intensity distribution formed on the plate is increased, and (2) the illumination light having a peak near the optical axis. To finely expose the mask pattern by (3) coarsely expose the mask with illumination light having a peak outside the axis, and (4) by appropriately selecting the (resist) threshold value of the exposed surface to obtain a desired pattern. It is formed on the exposed surface.

【0014】本発明の更に別の側面としてのデバイス製
造方法は、上述の露光装置を用いて前記被処理体を投影
露光するステップと、前記投影露光された前記被処理体
に所定のプロセスを行うステップとを有する。上述の露
光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の
請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にも
その効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、例えば、L
&SIやVL&SIなどの半導体チップ、CCD、LC
D、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method in which the object to be processed is projected and exposed by using the above-mentioned exposure apparatus, and a predetermined process is performed on the object to be processed which has been projected and exposed. And steps. The claims of the device manufacturing method having the same operation as the above-described operation of the exposure apparatus extend to the devices themselves which are intermediate and final products. Further, such a device is, for example, L
& SI and VL & SI semiconductor chips, CCD, LC
D, a magnetic sensor, a thin film magnetic head, and the like.

【0015】本発明の別の側面としてのマスク製造方法
は、マスクに所望のパターンを形成し、当該パターンに
周期性のあるダミーのパターンを重ね合わせ、三以上の
位相値数を形成することによって前記マスクを位相シフ
トマスクとして製造することを特徴とする。本方法によ
って製造されたマスクは上述の作用を奏する。
A mask manufacturing method according to another aspect of the present invention is to form a desired pattern on a mask, superimpose a dummy pattern having periodicity on the pattern, and form three or more phase value numbers. The mask is manufactured as a phase shift mask. The mask manufactured by this method has the above-mentioned effects.

【0016】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。
Further objects or other features of the present invention are as follows:
It will be apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の例示的な露光装置について説明する。ここで、図1
は、本発明の露光装置1の概略ブロック図である。図1
に示すように、露光装置1は、照明装置100と、マス
ク200と、投影光学系300と、プレート400と、
ステージ450と、結像位置調節装置500とを有す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An exemplary exposure apparatus of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, FIG.
FIG. 3 is a schematic block diagram of the exposure apparatus 1 of the present invention. Figure 1
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 1 includes an illumination device 100, a mask 200, a projection optical system 300, a plate 400,
It has a stage 450 and an imaging position adjusting device 500.

【0018】本実施形態の露光装置1は、ステップアン
ドスキャン方式でマスク200に形成された回路パター
ンをプレート400に露光する投影露光装置であるが、
本発明はステップアンドリピート方式その他の露光方式
を適用することができる。ここで、ステップアンドスキ
ャン方式は、マスクに対してウェハを連続的にスキャン
してマスクパターンをウェハに露光すると共に、1ショ
ットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショ
ットの露光領域に移動する露光法である。また、ステッ
プアンドリピート方式は、ウェハのショットの一括露光
ごとにウェハをステップ移動して次のショットを露光領
域に移動する露光法である。
The exposure apparatus 1 of this embodiment is a projection exposure apparatus that exposes the circuit pattern formed on the mask 200 on the plate 400 by the step-and-scan method.
The present invention can apply a step-and-repeat method and other exposure methods. Here, in the step-and-scan method, the wafer is continuously scanned with respect to the mask to expose the mask pattern on the wafer, and after the exposure of one shot is completed, the wafer is step-moved to the exposure area of the next shot. This is a moving exposure method. The step-and-repeat method is an exposure method in which the wafer is moved stepwise for each batch exposure of a shot of the wafer to move the next shot to the exposure area.

【0019】照明装置100は転写用の回路パターンが
形成されたマスク200を照明し、光源部110と照明
光学系120とを有する。
The illuminating device 100 illuminates the mask 200 on which a circuit pattern for transfer is formed, and has a light source section 110 and an illumination optical system 120.

【0020】光源部110は、光源としてのレーザー1
12と、ビーム整形系114とを含む。
The light source section 110 is a laser 1 as a light source.
12 and a beam shaping system 114.

【0021】レーザー112は、波長約193nmのA
rFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキ
シマレーザー、波長約157nmのFエキシマレーザ
ーなどのパルスレーザーからの光を使用することができ
る。レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、
例えば、YAGレーザーを使用してもよいし、そのレー
ザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する2
個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー相互間のコ
ヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックル
はかなり低減する。さらにスペックルを低減するために
光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、
光源部110に使用可能な光源はレーザー112に限定
されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノ
ンランプなどのランプも使用可能である。
The laser 112 has an A wavelength of about 193 nm.
Light from a pulsed laser such as an rF excimer laser, a KrF excimer laser with a wavelength of about 248 nm, an F 2 excimer laser with a wavelength of about 157 nm can be used. The type of laser is not limited to excimer lasers,
For example, a YAG laser may be used and the number of lasers is not limited. For example, 2 operating independently
If one solid-state laser is used, there is no coherence between the solid-state lasers, and speckle due to the coherence is significantly reduced. Further, in order to further reduce speckle, the optical system may be swung linearly or rotationally. Also,
The light source that can be used for the light source unit 110 is not limited to the laser 112, and one or a plurality of lamps such as a mercury lamp and a xenon lamp can also be used.

【0022】ビーム整形系114は、例えば、複数のシ
リンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使
用することができ、レーザー112からの平行光の断面
形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換する(例えば、
断面形状を長方形から正方形にするなど)ことによりビ
ーム形状を所望のものに成形する。ビーム成形系114
は、後述するオプティカルインテグレータ140を照明
するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。
As the beam shaping system 114, for example, a beam expander having a plurality of cylindrical lenses or the like can be used, and the aspect ratio of the dimension of the cross-sectional shape of the parallel light from the laser 112 is converted to a desired value ( For example,
The beam shape is formed into a desired shape by changing the cross-sectional shape from rectangular to square. Beam shaping system 114
Form a light beam having a size and a divergence angle necessary for illuminating the optical integrator 140 described later.

【0023】また、図1には示されていないが、光源部
110は、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレ
ント化するインコヒーレント化光学系を使用することが
好ましい。インコヒーレント化光学系は、例えば、公開
特許平成3年第215930号公報の図1に開示されて
いるような、入射光束を光分割面で少なくとも2つの光
束(例えば、p偏光とs偏光)に分岐した後で一方の光
束を光学部材を介して他方の光束に対してレーザー光の
コヒーレンス長以上の光路長差を与えてから分割面に再
誘導して他方の光束と重ね合わせて射出されるようにし
た折り返し系を少なくとも一つ備える光学系を用いるこ
とができる。
Although not shown in FIG. 1, the light source unit 110 preferably uses an incoherent optical system for making a coherent laser light beam incoherent. The incoherent optical system converts an incident light flux into at least two light fluxes (for example, p-polarized light and s-polarized light) on a light splitting surface as disclosed in FIG. 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 1935930. After branching, one light flux is given to the other light flux through the optical member by an optical path length difference equal to or longer than the coherence length of the laser light, and then re-directed to the split surface to be superposed on the other light flux and emitted. It is possible to use an optical system including at least one folding system as described above.

【0024】照明光学系120は、マスク200を照明
する光学系であり、本実施形態では、集光光学系130
と、オプティカルインテグレータ140と、開口絞り1
50と、コンデンサーレンズ160とを含む。照明光学
系120は、軸上光、軸外光を問わず使用することがで
きる。なお、本実施形態の照明光学系120は、プレー
ト400上の転写領域の寸法を変更するためのマスキン
グブレードやスキャンブレードを有してもよい。本実施
形態の照明光学系120は、複数のレンズ及び必要なミ
ラーを有し、入射側及び射出側でテレセントリックとな
るアフォーカル系を構成している。
The illumination optical system 120 is an optical system for illuminating the mask 200, and in this embodiment, the condensing optical system 130.
, Optical integrator 140, and aperture stop 1
50 and a condenser lens 160. The illumination optical system 120 can be used for both on-axis light and off-axis light. The illumination optical system 120 of this embodiment may include a masking blade or a scan blade for changing the size of the transfer area on the plate 400. The illumination optical system 120 of this embodiment has a plurality of lenses and necessary mirrors, and constitutes an afocal system that is telecentric on the incident side and the exit side.

【0025】集光光学系130は、まず、必要な折り曲
げミラーやレンズ等を含み、それを通過した光束をオプ
ティカルインテグレータ140に効率よく導入する。例
えば、集光光学系130は、ビーム成形系114の出射
面と後述するハエの目レンズとして構成されたオプティ
カルインテグレータ140の入射面とが光学的に物体面
と瞳面(又は瞳面と像面)の関係(かかる関係を本出願
ではフーリエ変換の関係と呼ぶ場合がある)になるよう
に配置されたコンデンサーレンズを含み、それを通過し
た光束の主光線をオプティカルインテグレータ140の
中心及び周辺のどのレンズ素子142に対しても平行に
維持する。
First, the condensing optical system 130 includes necessary bending mirrors, lenses, and the like, and efficiently introduces the light flux that has passed therethrough into the optical integrator 140. For example, in the condensing optical system 130, the exit surface of the beam shaping system 114 and the entrance surface of an optical integrator 140 configured as a fly-eye lens described below are optically the object plane and the pupil plane (or the pupil plane and the image plane). ) (The relationship may be referred to as a Fourier transform relationship in the present application), and the principal ray of the light flux passing through the condenser lens is positioned at the center and the periphery of the optical integrator 140. It is also kept parallel to the lens element 142.

【0026】集光光学系130は、マスク200への照
明光の露光量を照明毎に変更可能な露光量調整部132
を更に含む。露光量調整部132は、アフォーカル系の
各倍率を変えることにより入射光束のビーム断面形状を
変化させることができる。代替的に、露光量調整部13
2はズームレンズ等からなり、レンズを光軸方向に移動
させ角倍率を変えられるようにしてもよい。必要があれ
ば、露光量調整部132は、入射光束をハーフミラーに
より分割してセンサにより光量を検出してかかる検出結
果に基づいてレーザー112の出力及び/又は光学系の
一部を調整することができる。露光量調整部132は、
光学素子(例えば、光量調整(ND)フィルター)を入
れ替えたり、及び/又は、ズームレンズにより結像倍率
を変えたりすることにより、後述する開口絞り150の
中央部と周辺部との光量比を調整することもできる。後
述するように、露光量調節部132は、後述するよう
に、前記所望のパターン及び/又は前記プレート400
において求められるコントラストに基づいて、露光量を
調節することができる。例えば、パターン形状を重視す
るものであれば光軸にピークを有する照明光の露光量の
比を相対的に大きくすればよいし、コントラストを重視
するものであれば軸外にピークを有する照明光の露光量
の比を相対的に大きくすればよい。
The condensing optical system 130 is capable of changing the exposure amount of the illumination light to the mask 200 for each illumination, and an exposure amount adjusting section 132.
Is further included. The exposure amount adjusting unit 132 can change the beam cross-sectional shape of the incident light beam by changing each magnification of the afocal system. Alternatively, the exposure amount adjusting unit 13
Reference numeral 2 may be a zoom lens or the like, and the lens may be moved in the optical axis direction to change the angular magnification. If necessary, the exposure amount adjusting unit 132 adjusts the output of the laser 112 and / or a part of the optical system based on the detection result obtained by dividing the incident light flux by the half mirror and detecting the light amount by the sensor. You can The exposure adjustment unit 132
The light amount ratio between the central portion and the peripheral portion of the aperture stop 150, which will be described later, is adjusted by replacing the optical element (for example, a light amount adjustment (ND) filter) and / or changing the image forming magnification with a zoom lens. You can also do it. As will be described later, the exposure amount adjusting unit 132 may include the desired pattern and / or the plate 400, as described later.
The exposure amount can be adjusted on the basis of the contrast required in the above. For example, if the pattern shape is important, the ratio of the exposure amount of the illumination light having the peak on the optical axis may be relatively increased, and if the contrast is important, the illumination light having the off-axis peak may be used. The exposure dose ratio may be relatively increased.

【0027】例えば、露光調整部132は、図2に示す
ような中央部が周辺部よりも光強度の高い照明光を作成
することによって、後述する開口絞り150が図3
(F)に示すような円形開口絞り150Fを使用するこ
とを可能にする。ここで、図2は中央部が周辺部よりも
光強度の高い照明光の光強度分布である。図3(F)は
円形開口絞り150Fの概略平面図である。なお、本出
願では、「光軸付近にピークを有する照明光と軸外にピ
ークを有する照明光が合成された照明光」は図2に示す
ような照明光を含むものとする。開口絞り150Fは、
透過率1の円形光透過部155と透過率0の輪帯状の遮
光部152Fから構成される。
For example, the exposure adjusting unit 132 creates illumination light whose intensity is higher in the central portion than in the peripheral portion as shown in FIG.
It makes it possible to use a circular aperture stop 150F as shown in (F). Here, FIG. 2 is a light intensity distribution of the illumination light in which the central portion has a higher light intensity than the peripheral portion. FIG. 3F is a schematic plan view of the circular aperture stop 150F. In the present application, “illumination light obtained by combining illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak” includes the illumination light as shown in FIG. The aperture stop 150F is
It is composed of a circular light transmitting portion 155 having a transmittance of 1 and an annular light shielding portion 152F having a transmittance of 0.

【0028】オプティカルインテグレータ140はマス
ク10に照明される照明光を均一化する。オプティカル
インテグレータ140の光出射面又はその外側に2次光
源を形成する。後述するように、本発明が使用可能なオ
プティカルインテグレータ140はハエの目レンズに限
定されるものではない。
The optical integrator 140 uniformizes the illumination light with which the mask 10 is illuminated. A secondary light source is formed on the light emitting surface of the optical integrator 140 or on the outside thereof. As will be described later, the optical integrator 140 that can be used in the present invention is not limited to the fly-eye lens.

【0029】ハエの目レンズは互いの焦点位置がそれと
異なるもう一方の面にあるレンズ(レンズ素子)を複数
個並べたものか、光源側の面の焦点位置がレチクル側の
面の外部にくるレンズを並べたものである。
The fly's-eye lens is formed by arranging a plurality of lenses (lens elements) on the other surface whose focal positions are different from each other, or the focal position of the surface on the light source side is outside the surface on the reticle side. It is an array of lenses.

【0030】ハエの目レンズは、本実施形態ではマスク
200の形状に合わせて正方形断面のレンズ素子を多数
組み合わせて構成されているが、本発明は、断面円形、
長方形、六角形その他の断面形状を有するレンズ素子を
排除するものではない。ハエの目レンズの出射面140
b又はその近傍に形成された複数の点光源(有効光源)
からの各光束をコンデンサーレンズ160によりマスク
200に重畳している。これにより、多数の点光源(有
効光源)によりマスク200全体が均一に照明される。
In the present embodiment, the fly-eye lens is constructed by combining a large number of lens elements each having a square cross section according to the shape of the mask 200.
It does not exclude lens elements having a rectangular, hexagonal or other cross-sectional shape. Exit face 140 of fly-eye lens
b or multiple point light sources (effective light sources) formed in the vicinity thereof
The respective luminous fluxes from the above are superposed on the mask 200 by the condenser lens 160. As a result, the entire mask 200 is uniformly illuminated by a large number of point light sources (effective light sources).

【0031】本発明で適用可能なオプティカルインテグ
レータ140はハエの目レンズに限定されず、例えば、
図27に示すオプティカルインテグレータ140Aに置
換されてもよい。ここで、図27は、オプティカルイン
テグレータ140Aの拡大斜視図である。オプティカル
インテグレータ140Aは2組のシリンドリカルレンズ
アレイ(又はレンチキュラーレンズ)板144及び14
6を重ねることによって構成される。1枚目と4枚目の
組のシリンドリカルレンズアレイ板144a及び144
bはそれぞれ焦点距離f1を有し、2枚目と3枚目の組
のシリンドリカルレンズアレイ板146a及び146b
はf1とは異なる焦点距離f2を有する。同一組のシリ
ンドリカルレンズアレイ板は相手の焦点位置に配置され
る。2組のシリンドリカルレンズアレイ板144及び1
46は直角に配置され、直交方向でFナンバー(即ち、
レンズの焦点距離/有効口径)の異なる光束を作る。な
お、オプティカルインテグレータ140Aの組数が2に
限定されないことはいうまでもない。
The optical integrator 140 applicable in the present invention is not limited to a fly-eye lens, and for example,
It may be replaced with the optical integrator 140A shown in FIG. Here, FIG. 27 is an enlarged perspective view of the optical integrator 140A. The optical integrator 140A includes two sets of cylindrical lens array (or lenticular lens) plates 144 and 14.
It is constructed by stacking six. The first and fourth sets of cylindrical lens array plates 144a and 144
b has a focal length f1 respectively, and the second and third sets of cylindrical lens array plates 146a and 146b
Has a focal length f2 different from f1. The same set of cylindrical lens array plates is arranged at the focal position of the other party. Two sets of cylindrical lens array plates 144 and 1
46 are arranged at right angles, and F-numbers (that is,
Create light fluxes with different lens focal lengths / effective apertures. Needless to say, the number of sets of the optical integrator 140A is not limited to two.

【0032】ハエの目レンズ140は光学ロッドに置換
される場合もある。光学ロッドは、入射面で不均一であ
った照度分布を出射面で均一にし、ロッド軸と垂直な断
面形状が照明領域とほぼ同一な縦横比を有する矩形断面
を有する。なお、光学ロッドはロッド軸と垂直な断面形
状にパワーがあると出射面での照度が均一にならないの
で、そのロッド軸に垂直な断面形状は直線のみで形成さ
れる多角形である。その他、ハエの目レンズ130は、
拡散作用をもった回折素子に置換されてもよい。
The fly-eye lens 140 may be replaced with an optical rod. The optical rod has a rectangular cross section in which the illuminance distribution that was non-uniform on the entrance surface is made uniform on the exit surface, and the cross-sectional shape perpendicular to the rod axis has an aspect ratio substantially the same as that of the illumination region. If the optical rod has a power in a sectional shape perpendicular to the rod axis, the illuminance on the emission surface is not uniform, and therefore the sectional shape perpendicular to the rod axis is a polygon formed by only straight lines. In addition, the fly-eye lens 130
It may be replaced with a diffractive element having a diffusing action.

【0033】オプティカルインテグレータ140の出射
面140bの直後には、形状及び径が固定された開口絞
り150が設けられている。本実施形態の開口絞り15
0は、光軸付近にピークを有する照明光と軸外にピーク
を有する照明光を利用して(即ち、これらを順次投射す
るか合成した状態で投射することによって)マスク20
0を照明するための開口形状を有する。このように、本
発明は、光軸付近にピークを有する照明光をもたらす開
口絞りと、軸外にピークを有する照明光をもたらす開口
絞りを用意して、そのうちの一方を先にマスク200に
投射して、その後、他方をマスク200に投射する場合
も含む。本発明の特徴の一つはマスク200の交換に伴
う諸問題を解決することであり、マスク200が交換さ
れない限り、開口絞り150の交換は問題ではないから
である。開口絞り150は投影光学系300の瞳面32
0と共役な位置に設けられており、開口絞りの150の
開口形状は投影光学系300の瞳面320の有効光源形
状に相当する。
Immediately after the emission surface 140b of the optical integrator 140, an aperture stop 150 having a fixed shape and diameter is provided. Aperture stop 15 of this embodiment
0 is the mask 20 using illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak (that is, by projecting these sequentially or in a combined state).
It has an opening shape for illuminating 0. As described above, according to the present invention, an aperture stop that provides illumination light having a peak near the optical axis and an aperture stop that provides illumination light having an off-axis peak are prepared, and one of them is projected onto the mask 200 first. Then, thereafter, the case of projecting the other on the mask 200 is also included. One of the features of the present invention is to solve the problems associated with the replacement of the mask 200, since the replacement of the aperture stop 150 is not a problem unless the mask 200 is replaced. The aperture stop 150 is the pupil plane 32 of the projection optical system 300.
The aperture shape of the aperture stop 150, which is provided at a position conjugate with 0, corresponds to the effective light source shape of the pupil plane 320 of the projection optical system 300.

【0034】光軸近傍にピークを有する照明光はコヒー
レンシーσが0.3以下であり、0次回折光と±1次回
折光の干渉をもたらす。また、軸外にピークを有する照
明光はそのピーク位置が瞳の半径を1とすると0.6以
上であり、0次回折光と+1次又は−1次回折光からな
る二光束の干渉をもたらす。ここで、コヒーレンシーσ
は投影光学系300のマスク200側の開口数(NA)
に対する照明光学系120のマスク200側のNAであ
る。光軸近傍にピークを有する照明は、コヒーレンシー
σの小さな照明、通常の照明などと呼ばれる場合もあ
る。軸外にピークを有する照明は、コヒーレンシーσの
大きな照明、斜入射照明、変形照明などと呼ばれる場合
もある。
The illumination light having a peak in the vicinity of the optical axis has a coherency σ of 0.3 or less, which causes interference between the 0th-order diffracted light and the ± 1st-order diffracted light. The peak position of the illumination light having an off-axis peak is 0.6 or more when the radius of the pupil is 1, and causes the interference of two light fluxes of the 0th-order diffracted light and the + 1st-order or -1st-order diffracted light. Where coherency σ
Is the numerical aperture (NA) of the projection optical system 300 on the mask 200 side.
Is the NA of the illumination optical system 120 on the mask 200 side. Illumination having a peak in the vicinity of the optical axis may be referred to as low-coherency σ illumination, normal illumination, or the like. Illumination having a peak off-axis may be called illumination with large coherency σ, oblique incidence illumination, modified illumination, or the like.

【0035】図3乃至図6を参照して、開口絞り150
に適用可能な例示的な形状を説明する。ここで、図3乃
至図6は、開口絞り150の例示的形状の概略平面図で
ある。図3(A)は、光軸近傍にピークを有する照明光
をもたらすための、比較的半径の小さな円形開口151
を有する開口絞り150Aの概略平面図である。開口絞
り150Aは、円151から構成される透過率1の光透
過部と遮光部152Aとを有する。
Referring to FIGS. 3 to 6, the aperture stop 150.
A description will be given of an exemplary shape applicable to. 3 to 6 are schematic plan views of exemplary shapes of the aperture stop 150. FIG. 3A shows a circular opening 151 having a relatively small radius for providing illumination light having a peak near the optical axis.
It is a schematic plan view of an aperture stop 150A having a. The aperture stop 150A has a light transmitting portion having a transmittance of 1 and formed of a circle 151, and a light shielding portion 152A.

【0036】図3(B)は、軸外にピークを有する照明
光をもたらすための、四重極の円153からなる透過率
1の光透過部と遮光部152Bとを有する開口絞り15
0Bの概略平面図である。円形開口153は、コヒーレ
ンシーσ=1以下の照明光をもたらし、それぞれ、±4
5度と±135度に配置されている。好ましくは、各円
153がもたらす照明光のコヒーレンシーσは互いに等
しい。
FIG. 3B shows an aperture stop 15 having a light transmitting portion having a transmittance of 1 formed of a quadrupole circle 153 and a light shielding portion 152B for providing illumination light having a peak off-axis.
It is a schematic plan view of OB. The circular aperture 153 provides illumination light with coherency σ = 1 or less, and ± 4 for each.
It is arranged at 5 degrees and ± 135 degrees. Preferably, the coherencies σ of the illumination lights provided by the circles 153 are equal to each other.

【0037】図3(C)は、軸外にピークを有する照明
光をもたらすための、輪帯開口154からなる透過率1
の光透過部と遮光部152Cとを有する開口絞り150
Cの概略平面図である。
FIG. 3C shows a transmittance of 1 consisting of an annular aperture 154 for providing illumination light having an off-axis peak.
Aperture stop 150 having a light transmitting portion and a light shielding portion 152C
It is a schematic plan view of C.

【0038】図3(D)は、図3(A)に示す円形開口
151と図3(B)に示す円形開口153とを有する5
重極照明用絞りとして構成された開口絞り150Dの概
略平面図である。開口絞り150Dは、従って、光軸近
傍にピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明
光とが合成された照明光をもたらす。開口絞り150D
の円151及び153は同一の大きさを有する。開口絞
り150Dは、円151及び153からなる透過率1の
光透過部と、透過率0の遮光部152Dとを有する。
FIG. 3D has a circular opening 151 shown in FIG. 3A and a circular opening 153 shown in FIG. 3B.
It is a schematic plan view of an aperture stop 150D configured as a stop for dipole illumination. Therefore, the aperture stop 150D provides illumination light in which illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak are combined. Aperture stop 150D
The circles 151 and 153 have the same size. The aperture stop 150D includes a light transmitting portion having a transmittance of 1 and formed of circles 151 and 153, and a light shielding portion 152D having a transmittance of 0.

【0039】図3(E)は、図3(A)に示す円形開口
151と図3(C)に示す輪帯開口153とを有する開
口絞り150Eの概略平面図である。従って、開口絞り
150Eも、光軸近傍にピークを有する照明光と軸外に
ピークを有する照明光とが合成された照明光をもたら
す。開口絞り150Eは、円151及び154からなる
透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部152Dとを
有する。
FIG. 3E is a schematic plan view of an aperture stop 150E having a circular aperture 151 shown in FIG. 3A and an annular aperture 153 shown in FIG. 3C. Therefore, the aperture stop 150E also provides illumination light in which illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak are combined. The aperture stop 150E has a light transmitting portion having a transmittance of 1 and formed of circles 151 and 154, and a light shielding portion 152D having a transmittance of 0.

【0040】また、開口151及び153の形状は、四
角形その他の多角形、扇形の一部など種々の変更が可能
である。また、コヒーレンシーσが1を超えてもよい。
かかる変形例を図4及び図5を参照して説明する。ここ
で、図4(A)及び(B)は図3(D)に示す開口絞り
150Dの変形例である開口絞り150G及び150H
の概略平面図である。図4(C)は図3(E)に示す開
口絞り150Eの変形例である開口絞り150Iの概略
平面図である。
Further, the shapes of the openings 151 and 153 can be variously changed, such as a quadrangle or other polygon, or a part of a fan shape. Further, the coherency σ may exceed 1.
Such a modified example will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, FIGS. 4A and 4B are aperture stops 150G and 150H which are modified examples of the aperture stop 150D shown in FIG. 3D.
2 is a schematic plan view of FIG. FIG. 4C is a schematic plan view of an aperture stop 150I which is a modification of the aperture stop 150E shown in FIG.

【0041】開口絞り150Gは、円形開口151より
も幾分大きな円形開口151Aとコヒーレンシーσが1
を部分的に超えた矩形開口153Aからなる透過率1の
光透過部と、透過率0の遮光部152Gとを有する。本
発明者はコヒーレンシーσが1を部分的に超えた照明光
を利用するとプレート400に形成されるパターン像が
明確になることを発見した。開口絞り150Hは、開口
絞り150Cは、コヒーレンシーσが1以下の円形開口
151と扇形開口153Bからなる透過率1の光透過部
と、透過率0の遮光部152Hとを有する。扇形開口1
53Bの寸法は任意に調節することができる。開口絞り
150Iは、円形開口151とコヒーレンシーσ=1を
部分的に超えた輪帯(又は矩形帯)154Aからなる透
過率1の光透過部と、透過率0の遮光部152Iとを有
する。開口絞り150G乃至Iの機能は上述の開口絞り
150D等と同一であるので、ここでは詳しい説明は省
略する。
The aperture stop 150G has a coherency σ of 1 with a circular aperture 151A somewhat larger than the circular aperture 151.
And a light-shielding portion 152G having a transmittance of 0 and having a rectangular opening 153A partially exceeding the light transmittance. The present inventor has found that the pattern image formed on the plate 400 becomes clear when the illumination light whose coherency σ partially exceeds 1 is used. The aperture stop 150H has a light-transmitting portion having a transmittance of 1 and a light-shielding portion 152H having a transmittance of 0, which includes a circular opening 151 having a coherency σ of 1 or less and a fan-shaped opening 153B. Fan-shaped opening 1
The size of 53B can be adjusted arbitrarily. The aperture stop 150I has a circular aperture 151 and a light-transmitting portion having a transmittance of 1 formed of an annular zone (or a rectangular zone) 154A partially exceeding the coherency σ = 1, and a light-shielding portion 152I having a transmittance of 0. The functions of the aperture diaphragms 150G to I are the same as those of the above-mentioned aperture diaphragm 150D and the like, and therefore detailed description thereof is omitted here.

【0042】図5に、開口絞り150に適用可能な別の
変形例としての九重極照明用絞りとして構成された開口
絞り150Jの概略平面図を示す。開口絞り150J
は、円形開口151よりも幾分大きな円形開口151B
と、コヒーレンシーσが1以下の円形開口153Cと、
コヒーレンシーσが1を部分的に超えて円形開口151
Bと同一の大きさを有する円形開口153Dからなる透
過率1の光透過部と、透過率0の遮光部152Jとを有
する。円形開口153Cは、0度、90度、180度及
び270度の位置に、円形開口153Dは、±45度及
び±135度の位置に設けられている。開口絞り150
Jの機能も上述の開口絞り150D等と同一であるの
で、ここでは詳しい説明は省略する。
FIG. 5 shows a schematic plan view of an aperture stop 150J configured as a nine-pole illumination stop as another modification applicable to the aperture stop 150. Aperture stop 150J
Is a circular opening 151B that is slightly larger than the circular opening 151.
And a circular opening 153C having a coherency σ of 1 or less,
Circular aperture 151 with coherency σ partially exceeding 1
It has a light-transmitting portion having a transmittance of 1 and a light-shielding portion 152J having a transmittance of 0, which includes a circular opening 153D having the same size as B. The circular openings 153C are provided at positions of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees, and the circular openings 153D are provided at positions of ± 45 degrees and ± 135 degrees. Aperture stop 150
Since the function of J is also the same as that of the aperture stop 150D and the like described above, detailed description thereof will be omitted here.

【0043】複数種類の開口絞り150の中から所望の
開口絞り150を選択するためには、開口絞り150A
乃至150Jを、例えば、図示しない円盤状ターレット
に配置して切り替えの際にターレットを回転させればよ
い。これにより、照明装置120は、まず、光軸にピー
クを有する照明光及び軸外にピークを有する照明光のう
ちの一方によりマスク200を照明し、その後、他方に
よりマスク200を照明することができる。また、光軸
にピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明光
とが合成された照明光において、上述の露光量調整部1
32は、それぞれの露光量比を変化させることができ
る。
To select a desired aperture stop 150 from a plurality of types of aperture stops 150, the aperture stop 150A is used.
To 150J may be arranged in, for example, a disc-shaped turret (not shown) and the turret may be rotated when switching. Accordingly, the illumination device 120 can first illuminate the mask 200 with one of the illumination light having a peak on the optical axis and the illumination light having an off-axis peak, and then can illuminate the mask 200 with the other. . Further, in the illumination light in which the illumination light having the peak on the optical axis and the illumination light having the peak on the off-axis are combined, the above-mentioned exposure amount adjusting unit 1
32 can change the respective exposure dose ratios.

【0044】コンデンサーレンズ160はハエの目レン
ズ140から出た光をできるだけ多く集めて主光線が平
行、すなわちテレセントリックになるようにマスク20
0をケーラー照明する。マスク200とハエの目レンズ
140の出射面140bとはフーリエ変換の関係に配置
されている。
The condenser lens 160 collects as much light as possible from the fly-eye lens 140 as much as possible so that the principal rays are parallel, that is, telecentric.
0 is Koehler illumination. The mask 200 and the exit surface 140b of the fly-eye lens 140 are arranged in a Fourier transform relationship.

【0045】露光装置1は、必要があれば、照度ムラ制
御用の幅可変スリットや走査中の露光領域制限用のマス
キングブレード(絞り又はスリット)等を有する。マス
キングブレードが設けられる場合には マスキングブレ
ードとハエの目レンズ140の出射面140bとはフー
リエ変換の関係に配置され、マスク200面と工学的に
略共役な位置に設けられる。マスキングブレードの開口
部を透過した光束をマスク200の照明光として使用す
る。マスキングブレードは開口幅を自動可変できる絞り
であり、後述するプレート400の(開口スリットの)
転写領域を縦方向で変更可能にする。また、露光装置
は、プレート400の(1ショットのスキャン露光領域
としての)転写領域の横方向を変更可能にする、上述の
マスキングブレードと類似した構造のスキャンブレード
を更に有してもよい。スキャンブレードも開口幅が自動
可変できる絞りであり、マスク200面と光学的にほぼ
共役な位置に設けられる。これにより露光装置1は、こ
れら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行
うショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定する
ことができる。
If necessary, the exposure apparatus 1 has a variable width slit for controlling illuminance unevenness, a masking blade (aperture or slit) for limiting an exposure area during scanning, and the like. When the masking blade is provided, the masking blade and the exit surface 140b of the fly-eye lens 140 are arranged in a Fourier transform relationship, and are provided at a position that is technically substantially conjugate with the mask 200 surface. The light flux transmitted through the opening of the masking blade is used as the illumination light of the mask 200. The masking blade is a diaphragm that can automatically change the opening width, and is used for the plate 400 (of the opening slit) described later.
The transfer area can be changed vertically. Further, the exposure apparatus may further include a scan blade having a structure similar to the above-mentioned masking blade, which makes it possible to change the lateral direction of the transfer area (as a one-shot scan exposure area) of the plate 400. The scan blade is also a diaphragm whose opening width can be automatically changed, and is provided at a position which is substantially conjugate with the surface of the mask 200. Thus, the exposure apparatus 1 can set the size of the transfer area according to the size of the shot to be exposed by using these two variable blades.

【0046】マスク200は、例えば、石英製で、その
上には転写されるべき回路パターンが形成され、図示し
ないマスクステージに支持及び駆動される。マスク20
0から発せられた回折光は投影光学系300を通りプレ
ート400上に投影される。プレート400は、被処理
体でありレジストが塗布されている。マスク200とプ
レート400とは光学的に共役の関係に配置される。本
実施形態の露光装置1はステップアンドスキャン方式の
露光装置(即ち、スキャナー)であるため、マスク20
0とプレート400を走査することによりマスク200
のパターンをプレート400上に転写する。なお、ステ
ップアンドリピート方式の露光装置(即ち、「ステッパ
ー」)であれば、マスク200とプレート400とを静
止させた状態で露光を行う。
The mask 200 is made of, for example, quartz, on which a circuit pattern to be transferred is formed, and is supported and driven by a mask stage (not shown). Mask 20
The diffracted light emitted from 0 passes through the projection optical system 300 and is projected onto the plate 400. The plate 400 is an object to be processed and is coated with a resist. The mask 200 and the plate 400 are arranged in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 1 of this embodiment is a step-and-scan type exposure apparatus (that is, a scanner), the mask 20
0 and plate 400 to scan mask 200
Pattern is transferred onto the plate 400. In the case of a step-and-repeat type exposure apparatus (that is, a “stepper”), the exposure is performed with the mask 200 and the plate 400 kept stationary.

【0047】マスクステージは、マスク200を支持し
て図示しない移動機構に接続されている。マスクステー
ジ及び投影光学系300は、例えば、床等に載置された
ベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ
鏡筒定盤上に設けられる。マスクステージは、当業界周
知のいかなる構成をも適用できる。図示しない移動機構
はリニアモータなどで構成され、XY方向にマスクステ
ージを駆動することでマスク200を移動することがで
きる。露光装置1は、マスク200とプレート400を
図示しない制御機構によって同期した状態で走査する。
The mask stage supports the mask 200 and is connected to a moving mechanism (not shown). The mask stage and the projection optical system 300 are provided on, for example, a stage barrel surface plate supported by a base frame placed on a floor or the like via a damper or the like. The mask stage may have any configuration known in the art. The moving mechanism (not shown) is composed of a linear motor or the like, and the mask 200 can be moved by driving the mask stage in the XY directions. The exposure apparatus 1 scans the mask 200 and the plate 400 in a synchronized state by a control mechanism (not shown).

【0048】本発明の一側面としてのマスク200は、
所望のパターンと、当該パターンに重ねられた周期性の
あるダミーのパターンが形成されて三以上の位相値数を
有する位相シフトマスクとして形成されている。当該マ
スクは、例えば、所望のパターンを形成し、当該パター
ンに周期性のあるダミーのパターンを重ね合わせ、位相
値数を3以上にすることによって位相シフトマスクとし
て製造される。後述するように、位相値数を三以上にす
るのは所望のパターンとダミーのパターンとの露光量に
差を設けるためである。
The mask 200 according to one aspect of the present invention is
A desired pattern and a dummy pattern with periodicity superimposed on the pattern are formed to form a phase shift mask having a phase value number of 3 or more. The mask is manufactured, for example, as a phase shift mask by forming a desired pattern, superimposing a dummy pattern having periodicity on the pattern, and setting the number of phase values to 3 or more. As will be described later, the reason why the number of phase values is three or more is to provide a difference in the exposure amount between the desired pattern and the dummy pattern.

【0049】本発明のマスク200のパターン構成を説
明するために、まず、所望のパターンの一例を説明す
る。ここで、所望のパターンを、例えば、図6に示すよ
うなゲートパターン20とする。ここで、図6は、ゲー
トパターン20の概略平面図である。なお、図16及び
図20を参照して後述されるように、本発明が適用可能
な所望のパターンはゲートパターン20に限定されるも
のではない。
In order to describe the pattern structure of the mask 200 of the present invention, first, an example of a desired pattern will be described. Here, the desired pattern is, for example, a gate pattern 20 as shown in FIG. Here, FIG. 6 is a schematic plan view of the gate pattern 20. As will be described later with reference to FIGS. 16 and 20, the desired pattern to which the present invention is applicable is not limited to the gate pattern 20.

【0050】ゲートパターン20は、溝26を介して平
行に整列している一対のパターン部21a及び21b
(特に断らない限り、参照番号21は両者を総括す
る。)から構成され、各パターン部21は、B断面を通
る微細なゲート部22と、A断面を通る2つのコンタク
ト部24とから構成される。ゲートパターン20は、例
えば、クロムなどによって構成される。なお、コンタク
ト部とは、コンタクトホールの穴を空けて上下の層を互
いに電気的に接合可能にした部分である。
The gate pattern 20 has a pair of pattern portions 21a and 21b which are aligned in parallel through the groove 26.
(Unless otherwise specified, the reference numeral 21 collectively refers to both.), And each pattern portion 21 is composed of a fine gate portion 22 passing through the B cross section and two contact portions 24 passing through the A cross section. It The gate pattern 20 is made of, for example, chrome. The contact portion is a portion in which upper and lower layers can be electrically joined to each other by forming a contact hole.

【0051】図6に示すように、両ゲート部22は、そ
れぞれ微細な線幅Lを有する長方形であり、微細な間隔
Lで平行に整列している。換言すれば、ゲート部22は
L&Sパターンを部分的に構成している。本実施形態で
はLはウエハ側換算で0.12μmであるコンタクト部
24は、それぞれ例示的に線幅3Lを有する長方形であ
り、二対のコンタクト部24は微細な間隔Lを介して平
行に整列している。また、各パターン部21には2つの
コンタクト部24がゲート部22の両端に設けられてい
る。本発明は、このように微細な線幅と間隔がLに等し
いゲート部22と微細な間隔Lを隔てて(ゲート部22
の)最小線幅Lに比べて大きい線幅(即ち、3L)が並
んだコンタクト部24を同時に解像することを目的とし
ている。
As shown in FIG. 6, both gate portions 22 are rectangles each having a fine line width L, and are aligned in parallel at a fine interval L. In other words, the gate portion 22 partially constitutes the L & S pattern. In the present embodiment, L is 0.12 μm in terms of the wafer side. The contact portions 24 are, for example, rectangles each having a line width of 3 L, and the two pairs of contact portions 24 are aligned in parallel with each other with a fine interval L. is doing. Further, in each pattern portion 21, two contact portions 24 are provided at both ends of the gate portion 22. According to the present invention, the gate portion 22 having such a fine line width and the same spacing as L and the fine spacing L (gate portion 22) are provided.
The objective is to simultaneously resolve the contact portions 24 in which a line width (that is, 3L) larger than the minimum line width L is arranged.

【0052】まず2つのゲート部22を解像するため
に、ゲート部22と同一ピッチ2Lを有する微細線と微
細間隔の周期的なダミーのパターンを2つのゲート部2
2の両側に複数形成して周期的な構造を有するパターン
を形成する。ダミーのパターンを付加して周期的な構造
を形成することによって、解像性能の向上と線幅の精度
良い制御が可能になる。この周期的なパターンは位相シ
フトマスクによって極限の解像力を得る。この場合、
(図3(A)に示す開口絞り150Aがもたらす照明光
のように)照明光として光軸近傍にピークを有する照明
光を使用し、ダミーパターンの透過率を変化させるなど
すれば、ゲート部22をダミーパターンから区別するよ
うにレジストの閾値を選択することが可能である。
First, in order to resolve the two gate portions 22, a fine dummy line having the same pitch 2L as the gate portion 22 and a periodic dummy pattern with a fine interval are formed between the two gate portions 2.
A plurality of patterns are formed on both sides of 2 to form a pattern having a periodic structure. By adding a dummy pattern to form a periodic structure, the resolution performance can be improved and the line width can be controlled accurately. This periodic pattern obtains the ultimate resolution by the phase shift mask. in this case,
If the illumination light having a peak near the optical axis is used as the illumination light (such as the illumination light provided by the aperture stop 150A shown in FIG. 3A) and the transmittance of the dummy pattern is changed, the gate portion 22 It is possible to choose the threshold of the resist so as to distinguish from the dummy pattern.

【0053】かかる露光方法はダミーパターンをコンタ
クト部24に部分的に重ねることを必要とし、プレート
400に線幅Lの微細パターンを転写する。従って、か
かる露光方法はゲート部22を解像できるものの、コン
タクト部24には重ねられたダミーパターンが転写時に
残ってしまう。この結果、コンタクト部24は線幅3L
のパターンとしてプレート400に転写されずに線幅L
の周期パターンとしてプレート400に転写されてしま
う。換言すれば、かかる露光方法は、線幅がLよりも2
倍以上太いパターンの形状を転写時に維持することがで
きない。
Such an exposure method requires a dummy pattern to partially overlap the contact portion 24, and a fine pattern having a line width L is transferred to the plate 400. Therefore, although such an exposure method can resolve the gate portion 22, the dummy pattern superimposed on the contact portion 24 remains at the time of transfer. As a result, the contact portion 24 has a line width of 3L.
Pattern is not transferred to the plate 400 and the line width L
Will be transferred to the plate 400 as a periodic pattern. In other words, such an exposure method has a line width of 2
It is not possible to maintain the shape of a pattern thicker than twice during transfer.

【0054】そこで、本実施形態は、位相シフトマスク
の位相値数を三以上にすることによって所望のパターン
20とダミーパターンとの露光量に差をつけて、所望の
パターン20がプレート400に解像されるようにし
た。このときの位相シフトマスクが本発明の一側面とし
てのマスク200である。以下、図7を参照して、本発
明の位相シフトマスク200を説明する。ここで、図7
(A)は、位相シフトマスク200Aの透過率分布を表
す概略平面図である。図7(B)は位相シフトマスク2
00Aの位相分布を表す概略平面図である。特徴的に、
本発明の位相シフトマスク200は、図7(B)に示す
ように、三以上の位相値数を有する。図7に示すよう
に、位相シフトマスク200は、所望のパターン210
と、ダミーパターン240とから構成されるマスクパタ
ーン260を有する。
Therefore, in the present embodiment, the exposure amount of the desired pattern 20 and the dummy pattern is made different by setting the number of phase values of the phase shift mask to three or more, and the desired pattern 20 is resolved on the plate 400. I was made to be imaged. The phase shift mask at this time is the mask 200 according to one aspect of the present invention. Hereinafter, the phase shift mask 200 of the present invention will be described with reference to FIG. 7. Here, FIG.
(A) is a schematic plan view showing a transmittance distribution of the phase shift mask 200A. FIG. 7B shows the phase shift mask 2
It is a schematic plan view showing the phase distribution of 00A. Characteristically,
As shown in FIG. 7B, the phase shift mask 200 of the present invention has three or more phase value numbers. As shown in FIG. 7, the phase shift mask 200 has a desired pattern 210.
And a mask pattern 260 including a dummy pattern 240.

【0055】所望のパターン210はゲートパターン2
0に対応するがコンタクト部210の光透過部234の
透過率が0%から50%の間(本実施形態では25%)
に設定されている。但し、本実施形態はプレート400
上にはゲートパターン20が転写されることを目的とし
ている。所望のパターン210は、溝(光透過部)21
4を介して平行に整列された一対のパターン部212a
及び212b(特に断らない限り、参照番号212は両
者を総括する。)から構成され、各パターン部212
は、B断面を通る微細なゲート部220と、A断面を通
る2つのコンタクト部230とから構成される。光透過
部214は位相0度、透過率100%に設定されている
両ゲート部220は、それぞれ微細な線幅Lを有する長
方形であり、微細な間隔Lで平行に整列している。本実
施形態ではLは0.12μmである。ゲート部220は
光透過率0であり、例えば、クロムなどによって形成さ
れる。
The desired pattern 210 is the gate pattern 2
Although it corresponds to 0, the transmittance of the light transmitting portion 234 of the contact portion 210 is between 0% and 50% (25% in this embodiment).
Is set to. However, in this embodiment, the plate 400
The purpose is to transfer the gate pattern 20 onto the top. The desired pattern 210 is a groove (light transmitting portion) 21.
A pair of pattern portions 212a aligned in parallel with each other
And 212b (unless otherwise specified, the reference numeral 212 collectively refers to both), and each pattern portion 212
Is composed of a fine gate portion 220 passing through the B section and two contact portions 230 passing through the A section. The light transmitting portion 214 is set to have a phase of 0 degree and the transmittance is set to 100%. Both gate portions 220 are rectangles having a fine line width L, and are aligned in parallel at a fine interval L. In this embodiment, L is 0.12 μm. The gate portion 220 has a light transmittance of 0 and is formed of, for example, chrome.

【0056】一方、コンタクト部230は、それぞれ例
示的に線幅3Lを有する長方形であり、二対のコンタク
ト部が微細な間隔Lを介して平行に整列している。各パ
ターン部212には2つのコンタクト部230がゲート
部220の両端に設けられている。本発明は、微細な線
幅と間隔がLに等しいゲート部220と微細な間隔Lを
隔てて(ゲート部220の)最小線幅Lに比べて大きい
線幅(即ち、3L)が並んだコンタクト部230とを同
時に解像することを目的とする。
On the other hand, each of the contact portions 230 is, for example, a rectangle having a line width of 3 L, and two pairs of contact portions are aligned in parallel with each other with a fine interval L. In each pattern portion 212, two contact portions 230 are provided at both ends of the gate portion 220. The present invention provides a contact in which a gate portion 220 having a fine line width and a spacing equal to L and a line width (that is, 3L) larger than the minimum line width L (of the gate portion 220) are arranged at a fine spacing L. The purpose is to simultaneously resolve the unit 230.

【0057】ダミーパターン240は、2つのゲート部
220を解像するために、2つのゲート部220の両側
に複数形成され、同一ピッチ2Lを有する微細線幅Lと
微細間隔Lの周期的な構造を有する。ダミーパターン2
40を所望のパターン210に付加して周期的な構造を
形成することによって、解像性能の向上と線幅の精度良
い制御が可能になる。この周期的なパターンは位相シフ
トマスクによって極限の解像力を得る。
In order to resolve the two gate portions 220, a plurality of dummy patterns 240 are formed on both sides of the two gate portions 220 and have a periodic structure having a fine line width L and a fine interval L having the same pitch 2L. Have. Dummy pattern 2
By adding 40 to the desired pattern 210 to form a periodic structure, it is possible to improve the resolution performance and control the line width with high accuracy. This periodic pattern obtains the ultimate resolution by the phase shift mask.

【0058】ダミーパターン240は、縁(光透過部)
241と、互いに平行な光透過部242及び244とを
有する。光透過部241は、位相0、透過率50%に設
定されている。なお、図8に示すように、光透過部24
1は、位相0、透過率100%に設定されてもよい。透
過率50%の光透過部241は、例えば、MoSi系の
半透明な薄膜から構成される。ここで、図8は、マスク
200の変形例としてのマスク200Aの透過率分布を
表す概略平面図である。マスク200Aは、所望のパタ
ーン210とダミーパターン240Aから構成されたマ
スクパターン260Aを有する。マスク200Aは、光
透過部241Aの透過率を除けば図7のマスク200と
構成及び位相分布が同様なので、詳しい説明は省略す
る。
The dummy pattern 240 has an edge (light transmitting portion).
241 and light transmission parts 242 and 244 which are parallel to each other. The light transmission part 241 is set to have a phase of 0 and a transmittance of 50%. In addition, as shown in FIG.
1 may be set to phase 0 and transmittance 100%. The light transmission part 241 having a transmittance of 50% is made of, for example, a MoSi-based semitransparent thin film. Here, FIG. 8 is a schematic plan view showing the transmittance distribution of a mask 200A as a modified example of the mask 200. The mask 200A has a mask pattern 260A composed of a desired pattern 210 and a dummy pattern 240A. The mask 200A has the same configuration and phase distribution as the mask 200 of FIG. 7 except for the transmittance of the light transmitting portion 241A, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0059】光透過部242及び244のそれぞれのY
方向の幅はL(本実施形態では0.12μm)に等し
い。光透過部242と244はY方向に交互に整列し、
それぞれ、透過率100%と50%を有する。透過率5
0%の光透過部244は、例えば、MoSi系の半透明
な薄膜から構成される。
Each Y of the light transmitting portions 242 and 244
The width in the direction is equal to L (0.12 μm in this embodiment). The light transmitting portions 242 and 244 are alternately arranged in the Y direction,
It has a transmittance of 100% and 50%, respectively. Transmittance 5
The 0% light transmitting portion 244 is composed of, for example, a MoSi-based semitransparent thin film.

【0060】光透過部242と244は、図7(B)に
示す位相に設定されている。光透過部242の位相は右
側のゲート部220の隣から242d、c、b、aと右
に行くに従って0、180、0、90、0、90度にな
っている。光透過部244は位相の境界を含み、右側の
ゲート部220の右となり244Lは、180度と90
度の両方とその境界から成る。その右となり244b
は、90度と0度との境界、その右隣244aは0度と
90度の境界からなる。
The light transmission parts 242 and 244 are set to the phase shown in FIG. 7 (B). The phase of the light transmission part 242 becomes 0, 180, 0, 90, 0, 90 degrees from the side of the gate part 220 on the right side to 242d, c, b, a toward the right. The light transmitting portion 244 includes the phase boundary, and is located to the right of the gate portion 220 on the right side, and 244L is 180 degrees and 90 degrees.
It consists of both degrees and their boundaries. To the right of it, 244b
Is a boundary between 90 degrees and 0 degrees, and the right adjacent 244a is a boundary between 0 degrees and 90 degrees.

【0061】より具体的には、図7(A)の両端の光透
過部242(即ち、242a)とそれに隣接する部分の
光透過部244(即ち、244a)は位相90度(π/
2)に設定され、光透過部244aの内側の242bに
接した部分と光透過部242bと該242bに接した2
44bの位相は0度に設定されている。光透過部244
bの内側の光透過部242cに接した部分と242cの
位相は90度(又はπ/2)に設定されている。光透過
部242cの内側の光透過部244cの位相は、外側半
分が90度(π/2)に設定され、内側半分が180度
(π)に設定されている。最も内側の一対の光透過部2
42dの位相は180度(π)に設定されている。
More specifically, the light transmitting portions 242 (ie, 242a) at both ends of FIG. 7 (A) and the light transmitting portions 244 (ie, 244a) adjacent to the light transmitting portions 242 (ie, 244a) have a phase of 90 degrees (π /
2), which is in contact with the inner side 242b of the light transmitting portion 244a, the light transmitting portion 242b, and 2 which are in contact with the 242b.
The phase of 44b is set to 0 degree. Light transmission part 244
The phase of the portion in contact with the light transmitting portion 242c on the inside of b and 242c is set to 90 degrees (or π / 2). Regarding the phase of the light transmitting portion 244c inside the light transmitting portion 242c, the outer half is set to 90 degrees (π / 2) and the inner half is set to 180 degrees (π). Innermost pair of light transmitting parts 2
The phase of 42d is set to 180 degrees (π).

【0062】位相の設定は、例えば、MoSi系半透膜
の厚さと濃度を設定したり、ガラス等のマスクを構成す
る基板の厚さを変化させたりすることにより行われる。
位相差は一周期分変化しても同じであるので、本実施形
態の位相は、整数n×360度がプラスされたものであ
ってもよい。
The phase is set by, for example, setting the thickness and concentration of the MoSi-based semi-permeable film or changing the thickness of the substrate that constitutes the mask such as glass.
Since the phase difference is the same even if it changes by one cycle, the phase of this embodiment may be the one with the integer n × 360 degrees added.

【0063】各コンタクト部230は、遮光部232及
び236と、光透過部242(242d)が重ねられた
光透過部234とを有する。遮光部232及び236
は、例えば、クロムなどによって形成される。領域23
4はダミーパターン240が重ねられたことによって遮
光部から光透過部に変化している。
Each contact portion 230 has light-shielding portions 232 and 236 and a light-transmitting portion 234 on which the light-transmitting portion 242 (242d) is superposed. Shading portions 232 and 236
Are formed of, for example, chrome. Area 23
Reference numeral 4 changes from the light-shielding portion to the light-transmitting portion due to the overlapping of the dummy patterns 240.

【0064】ダミーパターンの数は、特に制限はない
が、望ましくは周期の多い方が好ましいが、1周期以上
あれば十分である。但し、形状が対称なパターンは、そ
の対称性を保つためにそのパターンの左右に配置する周
期パターンの周期数を互いに同じにする。また、ダミー
パターンの周期数は、ダミーパターンではない所望のパ
ターンとその隣に配置されるパターンとの間に配置し得
る数であればいい。図18に示す実施例のゲートパター
ンと二本線のL&Sパターンとの間では、例えば、図1
9に示すように配置され得る最大の周期数のダミーパタ
ーンを配置した。この場合、対称的なパターンではない
ので、ゲートパターンの左右のダミーパターンの周期数
は特に同じにしていない(同じでもいい)。
The number of dummy patterns is not particularly limited, but it is preferable that the number of cycles is long, but one cycle or more is sufficient. However, in a pattern having a symmetrical shape, the number of cycles of the periodic patterns arranged on the left and right of the pattern is the same in order to maintain the symmetry. The number of cycles of the dummy pattern may be any number that can be arranged between the desired pattern that is not the dummy pattern and the pattern arranged next to it. Between the gate pattern of the embodiment shown in FIG. 18 and the double-line L & S pattern, for example, as shown in FIG.
The dummy patterns having the maximum number of cycles that can be arranged are arranged as shown in FIG. In this case, since the patterns are not symmetrical, the numbers of periods of the dummy patterns on the left and right of the gate pattern are not particularly the same (they may be the same).

【0065】次に、(例えば、図3(A)に示す開口絞
り150Aがもたらす照明光のような)光軸付近にピー
クを有する照明光を使用する照明と、(例えば、図3
(B)に示す開口絞り150Bがもたらす照明光のよう
な)軸外にピークを有する照明光との和として生じる多
重照明光(例えば、図3(D)に示す開口絞り150D
がもたらす照明光)利用して位相シフトマスク200を
露光した。このとき、後述するプレート400上に生じ
る光強度分布の結果を図9に示す。プレート400上の
強度分布はプレート400のレジストの露光量分布と解
釈できる。
Next, illumination using illumination light having a peak near the optical axis (such as the illumination light provided by the aperture stop 150A shown in FIG. 3A) (for example, FIG. 3).
Multiple illumination light generated as a sum of illumination light having an off-axis peak (such as the illumination light provided by the aperture stop 150B shown in (B)) (for example, the aperture stop 150D shown in FIG. 3D).
The phase shift mask 200 was exposed using the illumination light. FIG. 9 shows the result of the light intensity distribution generated on the plate 400, which will be described later. The intensity distribution on the plate 400 can be interpreted as the exposure amount distribution of the resist on the plate 400.

【0066】図9(A)の上図は光軸付近にピークを有
する照明光でマスク200を照明した場合のプレート4
00上に形成される、A断面に関する光強度分布であ
る。A断面においては、微細な間隔Lを隔ててゲート部
220の最小線幅Lに比べて大きい線幅3Lの一対のコ
ンタクト部230がY方向に並んでいるが、上述したよ
うに、コンタクト部230にも間隔及び線幅がLのダミ
ーパターンが形成されている。
The upper diagram of FIG. 9A shows the plate 4 when the mask 200 is illuminated with illumination light having a peak near the optical axis.
00 is a light intensity distribution on a cross section A formed on the surface A00. In the A cross section, a pair of contact portions 230 having a line width 3L larger than the minimum line width L of the gate portion 220 are arranged in the Y direction with a minute gap L therebetween. Also, a dummy pattern having an interval and a line width of L is formed.

【0067】コンタクト部230は、部分P乃至P
に対応するが、光透過部232と236の透過率は0で
光透過率234の透過率は25%であるので、ピッチ2
Lの周期パターンとなっている。部分P乃至P
は、強度ピーク値(強度I1)と中間強度(強度I2)
の周期パターンが形成される。部分Pに対応する光透
過部214は透過率100%と位相0度を有するので部
分Pにおいて光強度I3を有する。光透過部214と
234とは位相が180度反転しているのでコントラス
トの強調に効果的である。
The contact portion 230 includes portions P 5 to P 7
However, since the light transmittances 232 and 236 have a transmittance of 0 and the light transmittance 234 has a transmittance of 25%, the pitch 2
It has a periodic pattern of L. The portion P 5 to P 7, the intensity peak value (intensity I1) and intermediate strength (intensity I2)
Is formed. The light transmitting portion 214 corresponding to the portion P 3 has the transmittance of 100% and the phase of 0 degree, and thus has the light intensity I3 in the portion P 3 . Since the phases of the light transmitting portions 214 and 234 are inverted by 180 degrees, it is effective for enhancing the contrast.

【0068】ダミーパターン240は、コンタクト部2
30の両側に中間強度I2と周辺強度に近い強度I3を
有するピッチ2Lの周期的な分布となる。即ち、部分P
の隣から外側に向けて開始する部分Pに対応する光
透過部232は、透過率100%を有するので、光透過
部214と同様に、光強度I3を有する。部分Pの隣
の部分Pに対応する光透過部244の隣との位相差は
90度(π/2)なので、部分Pにおいて光強度I2
を有する。
The dummy pattern 240 has a contact portion 2
The pitch 2L has a periodic distribution having an intermediate intensity I2 and an intensity I3 close to the peripheral intensity on both sides of 30. That is, part P
The light transmitting portion 232 corresponding to the portion P 2 starting from the side next to 7 toward the outside has the transmittance of 100%, and thus has the light intensity I3 similarly to the light transmitting portion 214. The phase difference between the adjacent light transmitting portion 244 corresponding to the next portion P 4 parts P 2 is 90 ° (π / 2) Since the light intensity in a portion P 4 I2
Have.

【0069】図9(A)の中図は、軸外にピークを有す
る照明光でマスク200を照明した場合のプレート40
0上に形成される、A断面の光強度分布である。軸外に
ピークを有する照明光でマスク200を照明すると微細
なパターンは解像せず(即ち、図9に示すパターン24
4は解像せずに)、ダミーパターン240に相当する部
分P及びPは強度I2’として結像し、2つのコン
タクト部230は長さが3Lで互いに間隔Lだけ離間し
ているのでピッチが4Lとなり、コントラストが低いが
強度ピーク値(強度I1’)と中間強度(強度I2’)
となって解像する。
The middle diagram of FIG. 9A shows the plate 40 when the mask 200 is illuminated with illumination light having an off-axis peak.
It is the light intensity distribution of the A cross section formed on 0. When the mask 200 is illuminated with illumination light having an off-axis peak, a fine pattern is not resolved (that is, the pattern 24 shown in FIG.
4 is not resolved), the portions P 2 and P 4 corresponding to the dummy pattern 240 are imaged as the intensity I2 ′, and the two contact portions 230 are 3 L in length and are separated from each other by the distance L. The pitch is 4L, and the contrast is low, but the intensity peak value (intensity I1 ') and the intermediate intensity (intensity I2')
And resolve.

【0070】図9(A)の下図は、光軸付近にピークを
有する照明光と軸外にピークを有する照明光とが足し合
わされた照明光によってマスク200を照明した場合に
プレート400上に形成される光強度分布である。即
ち、図9(A)の下図は同図の上図と中図の足し合わせ
である。このように、2種類の照明光によりマスク20
0を照明するとプレート400上には5値の光強度分布
が形成される。コンタクト部230を解像するために
は、強度T1=I2+I1’から強度T2=I2+I
2’の間の強度値をレジストの閾値に設定すればよいこ
とが理解される。
The lower part of FIG. 9 (A) is formed on the plate 400 when the mask 200 is illuminated by illumination light obtained by adding illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak. It is a light intensity distribution. That is, the lower diagram of FIG. 9A is the addition of the upper diagram and the middle diagram of FIG. In this way, the mask 20 is illuminated by two types of illumination light.
When 0 is illuminated, a five-valued light intensity distribution is formed on the plate 400. In order to resolve the contact portion 230, the intensity T1 = I2 + I1 ′ to the intensity T2 = I2 + I
It will be appreciated that intensity values between 2'may be set to the resist threshold.

【0071】一方、図9(B)の上図は光軸付近にピー
クを有する照明光でマスク200を照明した場合のプレ
ート400上に形成される、B断面に関する光強度分布
である。B断面においては、微細な間隔Lを隔てて一対
のゲート部220がY方向に並んでいる。光透過部21
4及び242は透過率100%を有するから、B断面に
関してそれらは光強度I3を有する。光透過部244は
隣との位相差が90度(π/2)を有していて光強度I
2を有する。この結果、ダミーパターン240は、中間
強度I2と周辺強度I3がゲート部220と同一のピッ
チ2Lで繰り返す周期パターンとなる。更に、パターン
部21のゲート部22は隣との位相差が180度(π)
を有していて光強度I1を有する。
On the other hand, the upper part of FIG. 9B shows the light intensity distribution on the B section, which is formed on the plate 400 when the mask 200 is illuminated with illumination light having a peak near the optical axis. In the B cross section, a pair of gate portions 220 are arranged in the Y direction with a minute gap L therebetween. Light transmission part 21
Since 4 and 242 have 100% transmission, they have a light intensity I3 for the B section. The light transmitting portion 244 has a phase difference of 90 degrees (π / 2) with the adjacent light transmitting portion 244, and the light intensity I
Have two. As a result, the dummy pattern 240 becomes a periodic pattern in which the intermediate intensity I2 and the peripheral intensity I3 are repeated at the same pitch 2L as the gate portion 220. Further, the gate portion 22 of the pattern portion 21 has a phase difference of 180 degrees (π) from the adjacent one.
And has a light intensity I1.

【0072】図9(B)の中図は、軸外にピークを有す
る照明光でマスク200を照明した場合のプレート40
0上に形成される、B断面の光強度分布である。軸外に
ピークを有する照明光でマスク200を照明すると微細
な位相シフトパターンは解像せず(即ち、図7に示すパ
ターン244は解像せずに)、ダミーパターン240に
相当する部分P及びPは強度I2’として結像し、
2つのゲート部220は長さLで互いに間隔Lだけ離間
しているのでピッチが2Lとなるが、孤立パターンとし
て働き、コントラストが低いが強度ピーク値(強度I
1’)と中間強度(強度I2’)して解像する。
The middle part of FIG. 9B shows the plate 40 when the mask 200 is illuminated with illumination light having an off-axis peak.
It is a light intensity distribution of B section formed on 0. When the mask 200 is illuminated with illumination light having an off-axis peak, the fine phase shift pattern is not resolved (that is, the pattern 244 shown in FIG. 7 is not resolved), and a portion P 2 corresponding to the dummy pattern 240 is obtained. And P 4 are imaged as intensity I2 ′,
Since the two gate portions 220 have a length L and are separated from each other by an interval L, the pitch is 2L. However, the two gate portions 220 act as an isolated pattern and have a low contrast but an intensity peak value (intensity I).
1 ') and an intermediate intensity (intensity I2') to resolve.

【0073】図9(A)の下図は、光軸付近にピークを
有する照明光と軸外にピークを有する照明光とが足し合
わされた照明光によってマスク200を照明した場合に
プレート400上に形成される光強度分布である。即
ち、図9(B)の下図は同図の上図と中図の足し合わせ
である。このように、2種類の照明光によりマスク20
0を照明するとプレート400上には5値の光強度分布
が形成される。コンタクト部230を解像するために
は、強度T1=I2+I1’から強度T2=I2+I
2’の間の強度値をレジストの閾値に設定すればよいこ
とが理解される。
The lower part of FIG. 9 (A) is formed on the plate 400 when the mask 200 is illuminated by illumination light obtained by adding illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak. It is a light intensity distribution. That is, the lower diagram of FIG. 9B is the addition of the upper diagram and the middle diagram of FIG. In this way, the mask 20 is illuminated by two types of illumination light.
When 0 is illuminated, a five-valued light intensity distribution is formed on the plate 400. In order to resolve the contact portion 230, the intensity T1 = I2 + I1 ′ to the intensity T2 = I2 + I
It will be appreciated that intensity values between 2'may be set to the resist threshold.

【0074】この結果、所望のパターン210をプレー
ト400にマスク200を交換せずに解像するために
は、プレート400のレジストの閾値をT1とT2の間
に設定すればよい。
As a result, in order to resolve the desired pattern 210 on the plate 400 without exchanging the mask 200, the threshold value of the resist of the plate 400 may be set between T1 and T2.

【0075】もし、光軸近傍にピークを有する照明光の
みを使用すれば、図9(B)の上図から、レジストの閾
値をI1とI2の間に設定すればダミーパターン240
を転写せずにゲート部220のみを転写することができ
る。一方、図9(A)の上図からは、レジストの閾値を
I2とI3の間に設定すればダミーパターン240を転
写せずにコンタクト部230のみを転写することができ
るが、閾値をI1とI2の間に設定すればコンタクト部
230の領域234にダミーパターンが残ってしまって
コンタクト部230が正しくプレート400に転写され
ないことになってしまう。本実施形態はかかる問題を解
決している。
If only the illumination light having a peak in the vicinity of the optical axis is used, the dummy pattern 240 can be obtained by setting the resist threshold value between I1 and I2 from the upper diagram of FIG. 9B.
It is possible to transfer only the gate portion 220 without transferring. On the other hand, from the upper diagram of FIG. 9A, if the threshold value of the resist is set between I2 and I3, only the contact portion 230 can be transferred without transferring the dummy pattern 240, but the threshold value is I1. If set between I2, the dummy pattern remains in the region 234 of the contact part 230, and the contact part 230 is not correctly transferred to the plate 400. The present embodiment solves this problem.

【0076】マスク200は位相が3つの値からなるピ
ッチ2Lの周期構造を有するため、光軸付近にピークを
有する照明光によってプレート400上の光強度分布は
3値の周期構造になる。即ち、光強度は、位相差がπの
境界では強度ピーク値I1となり、位相差がπ/2の境
界では中間強度I2 となり、境界以外では強度I3と
なる強度3値をもつピッチ2Lの周期的な分布となる。
Since the mask 200 has a periodic structure with a pitch of 2 L and three phases, the light intensity distribution on the plate 400 has a ternary periodic structure due to the illumination light having a peak near the optical axis. That is, the light intensity has the intensity peak value I1 at the boundary where the phase difference is π, the intermediate intensity I2 at the boundary where the phase difference is π / 2, and the periodicity of the pitch 2L having the intensity three values that becomes the intensity I3 at other boundaries. It has a wide distribution.

【0077】微細な部分を解像しないで擬似的な周期構
造を持たないようにするために、本実施形態はマスク2
00を軸外にピークを有する照明光で照明する。軸外に
ピークを有する照明光は、限界解像以下のピッチ2Lの
周期的位相シフトパターンは解像せずに平坦な光強度分
布を形成するが、透過率分布によって3値の光強度分布
をプレート400上に形成する。透過率分布はピッチ2
Lの限界解像以下の周期的分布を形成し、軸外にピーク
を有する照明光に対しては周期パターンが解像されない
ようにし、光軸付近にピークを有する照明光に対しては
周期パターンが解像されるようにする。即ち、透過率0
%のクロム膜等に覆われた部分Pは強度ピーク値I
1’ となるが、線幅Lは解像しないのでぼけて間隔L
を隔てた隣の線とは分離せず、図9(A)及び(B)の
中図に示すように、線幅3Lの線となる。
In order to prevent the fine portion from being resolved and not having a pseudo periodic structure, this embodiment uses the mask 2.
00 is illuminated with illumination light having an off-axis peak. The illumination light having a peak off-axis forms a flat light intensity distribution without resolving the periodic phase shift pattern with a pitch of 2 L or less, which is equal to or less than the limit resolution, but has a ternary light intensity distribution due to the transmittance distribution. It is formed on the plate 400. The transmittance distribution is pitch 2
Form a periodic distribution equal to or less than the limit resolution of L so that the periodic pattern is not resolved for illumination light having an off-axis peak, and the periodic pattern for illumination light having a peak near the optical axis. To be resolved. That is, the transmittance is 0
% Of a portion covered by the chromium film or the like P 5 is the intensity peak value I
However, since the line width L is not resolved, it is blurred and the interval L
The line is not separated from the adjacent line and has a line width of 3L as shown in the middle diagrams of FIGS. 9A and 9B.

【0078】透過率50%の半透膜に覆われた部分は中
間強度値I2’ となるが、線幅Lは解像しないのでぼ
けて間隔Lを隔てた隣の線とは分離せず平坦な強度分
布、ごく緩やかな周期的分布となる。透過率25%の半
透膜に覆われた部分234は、透過率0%にすると垂直
照明の時の周期構造が途切れるので半透膜にしている。
ここでも線幅Lは解像しないのでぼけて、間隔Lをあけ
たとなりの線とは分離せず、両隣の透過率0%の強度ピ
ーク値I1’に近い平坦な強度分布となる。
The portion covered with the semi-permeable membrane having the transmittance of 50% has the intermediate intensity value I2 ', but the line width L is not resolved, so that the line is blurred and is not separated from the adjacent line and is flat. Intensity distribution, and a very gentle periodic distribution. The portion 234 covered with a semi-permeable film having a transmittance of 25% is made a semi-permeable film because the periodic structure at the time of vertical illumination is interrupted when the transmittance is 0%.
In this case as well, the line width L is not resolved, so that the line is blurred and is not separated from the line next to the line having the interval L, and a flat intensity distribution close to the intensity peak value I1 ′ at the transmittance of 0% on both sides is obtained.

【0079】以上より、周期構造をもつ強度3値の強度
分布と、大きな部分のみを解像する強度分布の足し合わ
せは、図7及び図8のような透過率分布と位相分布を持
つマスク200及び200Aを、光軸近傍にピークを有
する照明光と軸外にピークを有する照明光を(順次又は
同時に)両方含む多重照明によって実現される。
From the above, the addition of the ternary intensity distribution having a periodic structure and the intensity distribution resolving only a large portion is performed by the mask 200 having the transmittance distribution and the phase distribution as shown in FIGS. And 200A are realized by multiple illumination including both illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak (sequentially or simultaneously).

【0080】投影光学系300は、マスク200に形成
されたマスクパターン260を経た回折光をプレート4
00上に結像するための開口絞り320を有する。投影
光学系300は、複数のレンズ素子のみからなる光学
系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有
する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレ
ンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光
学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用
することができる。色収差の補正が必要な場合には、互
いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数
のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子
と逆方向の分散が生じるように構成したりする。上述し
たように、投影光学系300の瞳面320に形成される
有効光源の形状は図3乃至図5に示す形状と同様であ
る。
The projection optical system 300 transmits the diffracted light that has passed through the mask pattern 260 formed on the mask 200 to the plate 4.
00 has an aperture stop 320 for forming an image. The projection optical system 300 includes an optical system including only a plurality of lens elements, an optical system including a plurality of lens elements and at least one concave mirror (catadioptric optical system), a plurality of lens elements and at least one kinoform. An optical system having a diffractive optical element such as, an all-mirror type optical system, or the like can be used. When correction of chromatic aberration is required, a plurality of lens elements made of glass materials having different dispersion values (Abbe values) may be used, or the diffractive optical element may be configured to generate dispersion in the direction opposite to the lens element. To do. As described above, the shape of the effective light source formed on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 is the same as the shape shown in FIGS.

【0081】プレート400は、本実施形態ではウェハ
であるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。プレ
ート400にはフォトレジストが塗布されている。フォ
トレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処
理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを
含む。前処理は洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗
布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるた
めの表面改質(即ち、界面活性剤塗布による疎水性化)
処理であり、HMDS(Hexamethyl−dis
ilazane)などの有機膜をコート又は蒸気処理す
る。プリベークはベーキング(焼成)工程であるが現像
後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
The plate 400, which is a wafer in this embodiment, includes a wide range of liquid crystal substrates and other objects to be processed. Photoresist is applied to the plate 400. The photoresist coating process includes a pretreatment, an adhesion improver coating treatment, a photoresist coating treatment, and a prebake treatment. Pretreatment includes washing, drying and the like. The adhesion improver coating process is surface modification to increase the adhesion between the photoresist and the base (that is, hydrophobicity by applying a surfactant).
HMDS (Hexamethyl-dis)
coating or steaming an organic film such as ilazane). Pre-baking is a baking (baking) process, but it is softer than that after development and removes the solvent.

【0082】プレート400はウェハステージ450に
支持される。ステージ450は、当業界で周知のいかな
る構成をも適用することができるので、ここでは詳しい
構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ45
0はリニアモータを利用してXY方向にプレート400
を移動する。マスク200とプレート400は、例え
ば、同期して走査され、図示しないマスクステージとウ
ェハステージ450の位置は、例えば、レーザー干渉計
などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動され
る。ステージ450は、例えば、ダンパを介して床等の
上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステ
ージ及び投影光学系300は、例えば、鏡筒定盤は床等
に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持
される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
The plate 400 is supported by the wafer stage 450. Since the stage 450 may have any configuration known in the art, detailed description of its structure and operation will be omitted here. For example, stage 45
0 is a plate 400 in the XY directions using a linear motor.
To move. The mask 200 and the plate 400 are, for example, synchronously scanned, and the positions of a mask stage and a wafer stage 450 (not shown) are monitored by, for example, a laser interferometer, and both are driven at a constant speed ratio. The stage 450 is provided, for example, on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, and the mask stage and the projection optical system 300 are, for example, a base on which the lens barrel surface plate is placed on the floor or the like. It is provided on a lens barrel surface plate (not shown) supported on the frame via a damper or the like.

【0083】結像位置調節装置500は、ステージ45
0に接続されてステージ450と共にプレート400を
焦点深度の範囲内で図1に示すZ方向に移動させ、プレ
ート400の結像位置を調節する。露光装置1は、必要
があれば、Z方向において異なる位置に配置されたプレ
ート400に対して露光を複数回行うことにより、焦点
深度内における結像性能のばらつきをなくすこともでき
る。結像位置調節装置500は、Z方向に伸びる図示し
ないラックと、ステージ450に接続されてラック上を
移動可能な図示しないピニオンと、ピニオンを回転させ
る手段など、当業界で周知のいかなる技術をも適用する
ことができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
The image forming position adjusting device 500 includes the stage 45.
It is connected to 0 and moves the plate 400 together with the stage 450 in the Z direction shown in FIG. 1 within the range of the depth of focus to adjust the image forming position of the plate 400. If necessary, the exposure apparatus 1 can eliminate variations in the imaging performance within the depth of focus by performing the exposure multiple times on the plates 400 arranged at different positions in the Z direction. The image-position adjusting device 500 may use any technique known in the art, such as a rack (not shown) extending in the Z direction, a pinion (not shown) connected to the stage 450 and movable on the rack, and a means for rotating the pinion. Since it can be applied, detailed description is omitted here.

【0084】露光において、レーザー112から発せら
れた光束は、ビーム成形系114によりそのビーム形状
が所望のものに成形された後で、照明光学系120に入
射する。集光光学系130は、それを通過した光束をオ
プティカルインテグレータ140に効率よく導入する。
その際、露光量調節部132が照明光の露光量を調節す
る。オプティカルインテグレータ140は照明光を均一
化し、開口絞り150は、光軸付近にピークを有する照
明光と軸外にピークを有する照明光とが合成された照明
光を形成する。かかる照明光はコンデンサーレンズ16
0を介して位相シフトマスク200を最適な照明条件で
照明する。
In exposure, the light beam emitted from the laser 112 is incident on the illumination optical system 120 after the beam shaping system 114 shapes the beam into a desired beam shape. The condensing optical system 130 efficiently introduces the light flux that has passed through it into the optical integrator 140.
At that time, the exposure amount adjusting unit 132 adjusts the exposure amount of the illumination light. The optical integrator 140 makes the illumination light uniform, and the aperture stop 150 forms illumination light in which illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak are combined. The illumination light is condensed by the condenser lens 16
The phase shift mask 200 is illuminated through 0 through the optimal illumination condition.

【0085】マスク200には、所望のパターン210
と、パターン210に重ねられたダミーパターン240
とから構成されて、三以上の位相値数を有するマスクパ
ターン260が形成されている。ゲート部220は、ダ
ミーパターン240に重ねられてL&Sパターンをダミ
ーパターン240と共に形成し、位相シフトマスクによ
り解像性能が高められている。
A desired pattern 210 is formed on the mask 200.
And a dummy pattern 240 superimposed on the pattern 210
And a mask pattern 260 having a phase value number of 3 or more is formed. The gate part 220 is overlapped with the dummy pattern 240 to form an L & S pattern together with the dummy pattern 240, and the resolution performance is enhanced by the phase shift mask.

【0086】マスク200を通過した光束は投影光学系
300の結像作用によって、プレート400上に所定倍
率で縮小投影される。ステップアンドスキャン方式の露
光装置1であれば、光源部110と投影光学系300は
固定して、マスク200とプレート400の同期走査し
てショット全体を露光する。更に、プレート400のス
テージ450をステップして、次のショットに移り、プ
レート400上に多数のショットを露光転写する。な
お、露光装置1がステップアンドリピート方式であれ
ば、マスク200とプレート400を静止させた状態で
露光を行う。
The light flux passing through the mask 200 is reduced and projected on the plate 400 at a predetermined magnification by the image forming action of the projection optical system 300. In the case of the step-and-scan exposure apparatus 1, the light source unit 110 and the projection optical system 300 are fixed, and the mask 200 and the plate 400 are synchronously scanned to expose the entire shot. Further, the stage 450 of the plate 400 is stepped to move to the next shot, and a large number of shots are exposed and transferred onto the plate 400. If the exposure apparatus 1 is the step-and-repeat method, the exposure is performed with the mask 200 and the plate 400 stationary.

【0087】光軸付近にピークを有する照明光は位相シ
フトマスク200を照明して微細な周期パターンの強度
分布をプレート400上に形成する。軸外にピークを有
する照明光はマスク200を照明して粗く露光する。位
相シフトマスクに割り当てられた三以上の位相値はプレ
ート400上に、光軸近傍にピークを有する照明光と軸
外にピークを有する照明光のそれぞれが3値の光強度分
布を形成することを可能にし、それらの足し合わせの照
明光は5値の光強度分布を形成することを可能にする。
この結果、プレート400のレジストの閾値を適当に選
択することによって所望のパターン210をプレート4
00上に形成することができる。これにより、露光装置
1はレジストへのパターン転写を高精度に行って高品位
なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CC
Dなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができ
る。
The illumination light having a peak near the optical axis illuminates the phase shift mask 200 to form a fine periodic pattern intensity distribution on the plate 400. Illumination light having an off-axis peak illuminates the mask 200 to roughly expose it. The three or more phase values assigned to the phase shift mask are such that the illumination light having a peak near the optical axis and the illumination light having an off-axis peak form a ternary light intensity distribution on the plate 400. And their combined illumination light makes it possible to form a five-valued light intensity distribution.
As a result, the desired pattern 210 is formed on the plate 4 by appropriately selecting the resist threshold value of the plate 400.
00 can be formed. As a result, the exposure apparatus 1 transfers the pattern to the resist with high accuracy to obtain a high quality device (semiconductor element, LCD element, image pickup element (CC
D) and thin film magnetic heads).

【0088】次に、図28及び図29を参照して、上述
の露光装置1を利用したデバイスの製造方法の実施例を
説明する。図28は、デバイス(ICやL&SIなどの
半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するた
めのフローチャートである。ここでは、半導体チップの
製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)ではデバ
イスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。ステップ3(ウェハ製造)ではシリコンなどの材料
を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセ
ス)は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明
のリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形
成する。ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ス
テップ4によって作成されたウェ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。ステップ6(検査)では、ステップ5で
作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テ
ストなどの検査を行う。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。
Next, with reference to FIGS. 28 and 29, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus 1 will be described. FIG. 28 is a flow chart for explaining the manufacture of devices (semiconductor chips such as IC and L & SI, LCDs, CCDs, etc.). Here, manufacturing of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), the device circuit is designed. In step 2 (mask manufacturing), a mask having the designed circuit pattern is manufactured. In step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and a mask and a wafer are used to form an actual circuit on the wafer by the lithography technique of the present invention. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer prepared in Step 4, and an assembly process (dicing,
Bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. are included. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0089】図29は、ステップ4のウェハプロセスの
詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)で
はウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)
では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13
(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって
形成する。ステップ14(イオン打ち込み)ではウェハ
にイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)で
はウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)で
は、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハ
に露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像
したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19
(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となっ
たレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行
うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成さ
れる。
FIG. 29 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step 12 (CVD)
Then, an insulating film is formed on the surface of the wafer. Step 13
In (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition or the like. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the exposure apparatus 1 exposes the circuit pattern of the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are removed. Step 19
In (resist stripping), the resist that has become unnecessary after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0090】[0090]

【実施例1】実施例1では図7に示す位相シフトマスク
200と、レーザー112にKrFエキシマレーザー
(波長248nm)と、NA0.60の投影光学系30
0とを露光装置1に使用した。
EXAMPLE 1 In Example 1, the phase shift mask 200 shown in FIG. 7, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) as the laser 112, and a projection optical system 30 with NA of 0.60 are used.
0 and 0 were used for the exposure apparatus 1.

【0091】かかる露光装置1を、(図3(A)に示す
開口絞り150Aが与える照明光のような)光軸付近に
ピークを有する照明光、(図3(B)に示す開口絞り1
50Bが与える照明光のような)軸外にピークを有する
四重極照明光(図3(D)において各円形開口の中心位
置のコヒーレンシーσを0.5、各辺の大きさのコヒ
ーレンシーσを0.3とする。)、及び、光軸付近に
ピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明光が
合成された、(図3(D)に示す開口絞り150Dが与
える照明光のような)五重極照明光(中心部のコヒーレ
ンシーσは0.3、他は四重極照明光と同じ)でそれぞ
れ露光した。また、露光量調整部132によって五重極
照明光の光軸付近にピークを有する照明光と軸外にピー
クを有する照明光との強度比は2対1に設定した(照明
条件1)。
The exposure apparatus 1 is provided with illumination light having a peak in the vicinity of the optical axis (such as the illumination light provided by the aperture stop 150A shown in FIG. 3A) (aperture stop 1 shown in FIG. 3B).
Quadrature illumination light having an off-axis peak (such as the illumination light provided by 50B) (coherency σ 0 at the center position of each circular aperture in FIG. 3D is 0.5, and coherency σ of the size of each side σ 1 is set to 0.3), and illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having an off-axis peak are combined (illumination light provided by the aperture stop 150D shown in FIG. 3D). Each of them was exposed with a quintuple illuminating light (coherency σ of the central portion was 0.3, and others were the same as the quadrupole illuminating light). Further, the exposure amount adjusting unit 132 sets the intensity ratio of the illumination light having a peak near the optical axis of the quintuple illumination light and the illumination light having an off-axis peak to 2: 1 (illumination condition 1).

【0092】照明条件1における露光結果を図10に示
す。図10(A)を参照するに、光軸付近にピークを有
する照明光を使用した場合には微小周期構造のみが露光
されている。図10(B)を参照するに、四重極照明光
を使用した場合には、大きなパターン部のみが露光され
て微細周期パターンは解像されていない。図10(C)
を参照するに、これらを多重した五重極照明光を使用し
た場合には所望のゲートパターン210全体が解像され
ていることが理解される。
The exposure result under the illumination condition 1 is shown in FIG. Referring to FIG. 10A, when the illumination light having a peak near the optical axis is used, only the minute periodic structure is exposed. Referring to FIG. 10B, when the quadrupole illumination light is used, only the large pattern portion is exposed and the fine periodic pattern is not resolved. FIG. 10 (C)
It is understood that, when the quintuple-pole illumination light obtained by multiplexing these is used, the entire desired gate pattern 210 is resolved.

【0093】また、プレート400上の光強度分布をA
断面に関して図11に、B断面に関して図12に示す。
限界解像では近接効果が強いために図9に示す光強度分
布とは多少異なるものの、ほぼ同様の特徴を有すること
が理解される。多重照明の結果、図10(C)に示すよ
うに微細なパターンの解像性が非常によい0.12μm
のパターンが形成された。数式1における線幅Rを(λ
/NA)で割ってkで規格化すると、k=0.29
のパターンが解像されたことになる。
The light intensity distribution on the plate 400 is A
The cross section is shown in FIG. 11, and the B cross section is shown in FIG.
It is understood that the marginal resolution has almost the same characteristics, although it is slightly different from the light intensity distribution shown in FIG. 9 because the proximity effect is strong. As a result of the multiple illumination, as shown in FIG. 10C, the resolution of a fine pattern is very good.
Pattern was formed. The line width R in Equation 1 is (λ
When / NA), divided by to be normalized by k 1, k 1 = 0.29
The pattern has been resolved.

【0094】次に、照明条件を変更して同様の実験を行
った。ここでは、図7に示す位相シフトマスク200
と、レーザー112にKrFエキシマレーザーと、図3
(E)に示す開口絞り150Eと、NA0.60の投影
光学系300とを露光装置1に使用した。光軸近傍にピ
ークを有する照明光のコヒーレンシーσを0.2に、輪
帯照明光の外側コヒーレンシーσを1.0、内側コヒ
ーレンシーσを0.7とする。また、露光量調整部1
32によって五重極照明光の光軸付近にピークを有する
照明光と軸外にピークを有する照明光との強度比は4対
1に設定した(照明条件2)。かかる照明条件2でも、
図13に示すように良好な結果が得られた。
Next, the same experiment was conducted by changing the illumination conditions. Here, the phase shift mask 200 shown in FIG.
And a KrF excimer laser as the laser 112, as shown in FIG.
The aperture stop 150E shown in (E) and the projection optical system 300 having an NA of 0.60 were used in the exposure apparatus 1. The coherency σ of the illumination light having a peak near the optical axis is 0.2, the outer coherency σ 1 of the annular illumination light is 1.0, and the inner coherency σ 0 is 0.7. In addition, the exposure adjustment unit 1
The intensity ratio between the illumination light having a peak near the optical axis of the quintuple illumination light and the illumination light having an off-axis peak was set to 4: 1 by 32 (illumination condition 2). Even under such lighting condition 2,
Good results were obtained as shown in FIG.

【0095】次に、マスクパターンを変更して同様の実
験を行った。図14に示すようなL字に折れたゲートパ
ターンを所望のパターンとする図15に示すマスク20
0Bを使用した。ここで、図14は所望のパターンの概
略平面図である。図15(A)は、マスク200Bの透
過率分布を表す概略平面図である。図15(B)は、マ
スク200Bの位相分布を表す概略平面図である。上述
の照明条件1に対する露光結果を図16とし、上述の照
明条件2に対する露光結果を図17に示す。図16及び
図17に示すように、所望のパターンが良好にプレート
400に解像されているのが理解される。
Next, the same experiment was conducted by changing the mask pattern. A mask 20 shown in FIG. 15 in which an L-shaped gate pattern as shown in FIG. 14 is used as a desired pattern.
0B was used. Here, FIG. 14 is a schematic plan view of a desired pattern. FIG. 15A is a schematic plan view showing the transmittance distribution of the mask 200B. FIG. 15B is a schematic plan view showing the phase distribution of the mask 200B. The exposure result for the above illumination condition 1 is shown in FIG. 16, and the exposure result for the above illumination condition 2 is shown in FIG. As shown in FIGS. 16 and 17, it can be seen that the desired pattern is well resolved on the plate 400.

【0096】次に、ゲートパターンとL&Sを同時に露
光する例を示す。図18に示すようなゲートパターンと
L&Sパターンが混合するパターンを所望のパターンと
する図19に示すマスク200Cを使用した。ここで、
図18は、所望のパターンの概略平面図である。図19
(A)は、マスク200Cの透過率分布を表す概略平面
図である。図19(B)は、マスク200Cの位相分布
を表す概略平面図である。マスク200Cの位相分布は
0、π/2、π、3π/2の4値となった。位相分布は
パターンとして残したい部分の境界の位相差をπとし
て、パターンとして残したくない部分の位相差をπ/2
とするが、周囲との境界の位相差がπ/2となるような
配置とした。つまり、L&Sの2本線は位相分π/2と
3π/2の境界で形成されるようにし、ゲートパターン
の2本線は0とπの境界で形成されるようにした。これ
以外の中間強度を持つ周期パターンは0とπ/2の境界
で、ゲートパターンの両隣の2本線はπとπ/2の境界
で形成した。
Next, an example of simultaneously exposing the gate pattern and L & S will be described. The mask 200C shown in FIG. 19 having a desired pattern that is a mixture of the gate pattern and the L & S pattern as shown in FIG. 18 was used. here,
FIG. 18 is a schematic plan view of a desired pattern. FIG. 19
(A) is a schematic plan view showing a transmittance distribution of the mask 200C. FIG. 19B is a schematic plan view showing the phase distribution of the mask 200C. The phase distribution of the mask 200C has four values of 0, π / 2, π, and 3π / 2. In the phase distribution, the phase difference at the boundary of the part to be left as a pattern is π, and the phase difference at the part not to be left as a pattern is π / 2.
However, the arrangement is such that the phase difference at the boundary with the surroundings is π / 2. That is, the L & S double line is formed at the boundary between the phase components π / 2 and 3π / 2, and the double line of the gate pattern is formed at the boundary between 0 and π. A periodic pattern having an intermediate intensity other than this was formed at the boundary between 0 and π / 2, and two main lines on both sides of the gate pattern were formed at the boundary between π and π / 2.

【0097】この場合の露光結果を図20に示す。同図
に示すように、露光結果は両方のパターンが良好に解像
され、ゲートパターンとL&S2本線も同じ線幅となり
線幅の再現性も良かった。
The exposure result in this case is shown in FIG. As shown in the figure, in the exposure result, both patterns were well resolved, the gate pattern and the L & S main line had the same line width, and the reproducibility of the line width was also good.

【0098】このように、ゲートパターンの2本線は0
とπの境界で形成されるようにした位相配置は、位相π
の部分と周囲の位相0との境界にパターンがあるため、
不要線が生じないので可能であった。図21に示すよう
に、ゲートパターンの2本線を3π/2とπ/2の境界
で形成したマスク200Dを使用してもよい。ここで、
図21(A)は、マスク200Cの透過率分布を表す概
略平面図である。図21(B)は、マスク200Cの位
相分布を表す概略平面図である。
Thus, the two main lines of the gate pattern are 0
The phase arrangement that is formed by the boundary between
Since there is a pattern at the boundary between the part of and the surrounding phase 0,
It was possible because there were no unnecessary lines. As shown in FIG. 21, a mask 200D in which two main lines of the gate pattern are formed at the boundaries of 3π / 2 and π / 2 may be used. here,
FIG. 21A is a schematic plan view showing the transmittance distribution of the mask 200C. FIG. 21B is a schematic plan view showing the phase distribution of the mask 200C.

【0099】L&Sパターンは1本線でもよい。この場
合、ゲートパターンと1本線のL&Sパターンを所望の
パターンとする図22に示すマスク200Eを使用して
もよい。ここで、図22(A)は、マスク200Eの透
過率分布を表す概略平面図である。図22(B)は、マ
スク200Eの位相分布を表す概略平面図である。1本
線は位相分布π/2と3π/2の境界で形成されるよう
にし、1本線の左隣は境界が残らないように3π/2、
0の位相配置とした。
The L & S pattern may be a single line. In this case, the mask 200E shown in FIG. 22 in which the gate pattern and the single-line L & S pattern are desired patterns may be used. Here, FIG. 22A is a schematic plan view showing the transmittance distribution of the mask 200E. FIG. 22B is a schematic plan view showing the phase distribution of the mask 200E. One line should be formed at the boundary between the phase distributions π / 2 and 3π / 2, and 3π / 2 should be left on the left of the one line so that no boundary remains.
The phase arrangement is 0.

【0100】L&Sパターンは1本線でもよい。この場
合、ゲートパターンと3本線のL&Sパターンを所望の
パターンとする図23に示すマスク200Eを使用して
もよい。ここで、図23(A)は、マスク200Fの透
過率分布を表す概略平面図である。図23(B)は、マ
スク200Fの位相分布を表す概略平面図である。3本
線は位相分布π/2と3π/2の境界で形成されるよう
にし、3本線の左隣は境界が残らないように3π/2、
0の位相配置とした。
The L & S pattern may be a single line. In this case, the mask 200E shown in FIG. 23 in which the gate pattern and the three-line L & S pattern are desired patterns may be used. Here, FIG. 23A is a schematic plan view showing the transmittance distribution of the mask 200F. FIG. 23B is a schematic plan view showing the phase distribution of the mask 200F. The 3 lines are formed at the boundary between the phase distributions π / 2 and 3π / 2, and 3π / 2, so that no boundary remains on the left side of the 3 lines,
The phase arrangement is 0.

【0101】この時注意しなければならないのは、パタ
ーンとして残したい部分の境界の位相差をπとして、パ
ターンとして残したくない部分の位相差をπ/2とする
が、周囲との境界の位相差がπとなるような位相配置と
すると(例えば、図23(B)に示す位相分布を図24
のような位相分布とすると)、周囲との境界の位相差が
πとなる部分(例えば、図24の図中丸をつけた部分)
に不要なパターンが残ることである。
At this time, it should be noted that the phase difference of the boundary of the part to be left as a pattern is π and the phase difference of the part not to be left as a pattern is π / 2, but the position of the boundary with the surroundings is If the phase arrangement is such that the phase difference is π (for example, the phase distribution shown in FIG.
A phase distribution such as), the part where the phase difference at the boundary with the surroundings is π (for example, the part circled in the figure of FIG. 24).
That is, an unnecessary pattern remains.

【0102】図25に示すように、位相配置の順番でL
&Sが0とπの位相の境界になってしまう場合、図22
のような位相配置とする。図25では、L&Sが位相π
/2と3π/2の境界に形成されるようにするため、L
&Sの右隣の線が位相π/2とπ/2の境界となってい
るがパターンとして残らない部分なので問題とはならな
い。ここで、図25(A)は、ゲートパターンと三本線
のL&Sパターンを所望のパターンとするマスク200
Gの透過率分布を表す概略平面図である。図25(B)
は、マスク200Gの位相分布を表す概略平面図であ
る。
As shown in FIG. 25, L is arranged in the order of phase arrangement.
If & S is the boundary between the phases of 0 and π,
The phase arrangement is as follows. In FIG. 25, L & S is the phase π
In order to be formed at the boundary between / 2 and 3π / 2, L
The line to the right of & S is the boundary between the phases π / 2 and π / 2, but there is no problem because it does not remain as a pattern. Here, FIG. 25A shows a mask 200 having a gate pattern and an L & S pattern of three main lines as desired patterns.
It is a schematic plan view showing the transmittance distribution of G. FIG. 25 (B)
[FIG. 7] is a schematic plan view showing a phase distribution of a mask 200G.

【0103】従って、位相配置にこのような矛盾が生じ
た場合、ピッチが一部乱れることになるが、パターンと
して残らない部分なので解像は問題とはならない。さら
に、このような位相の乱れはパターンとして残したい部
分から離れた部分とすると、線幅制御性などの解像性能
にもまったく問題にならない。ピッチの変調を逆に線幅
制御に用いることも可能である。
Therefore, if such a contradiction occurs in the phase arrangement, the pitch will be partly disturbed, but since it is a portion that does not remain as a pattern, resolution does not pose a problem. Further, if such a phase disturbance is separated from the portion desired to be left as a pattern, there is no problem in the resolution performance such as line width controllability. It is also possible to use the pitch modulation in reverse for the line width control.

【0104】図23のような孤立線は、線幅が細くなる
場合がある。このような時は両側のピッチを大きくする
と効果がある。図26は極端な場合であるが、両側の位
相分布のピッチを2倍にしてある。このような場合、線
幅補正をしたいパターン周辺の周期パターンの線幅を微
小に変化させて、ピッチを変えて線幅補正をすることも
可能である。
The isolated line as shown in FIG. 23 may have a narrow line width. In such a case, it is effective to increase the pitch on both sides. Although FIG. 26 shows an extreme case, the pitch of the phase distribution on both sides is doubled. In such a case, it is also possible to slightly change the line width of the periodic pattern around the pattern to be subjected to the line width correction and change the pitch to perform the line width correction.

【0105】本実施例では、図9のようなパターンの最
小ピッチの強度3値からなる周期的強度分布と、大きな
線幅で分布する強度多値の強度分布を、位相分布3から
4値、透過率分布4値のマスクを垂直入射と斜入射の多
重照明の露光方法によって実現しているものであるが、
これに限定するものでなく、図9のような強度分布の重
ねあわせを実現するものであればどのような露光方法で
あってもよい。
In the present embodiment, the periodic intensity distribution consisting of intensity 3-values of the minimum pitch of the pattern as shown in FIG. 9 and the intensity multi-value intensity distribution distributed with a large line width are used for phase distribution 3 to 4 values, A mask having a four-valued transmittance distribution is realized by an exposure method of multiple illumination of vertical incidence and oblique incidence.
The exposure method is not limited to this, and any exposure method may be used as long as it can superimpose the intensity distributions as shown in FIG.

【0106】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はこれらに限定されずにその趣旨の範囲内で
様々な変形や変更が可能である。例えば、上述したよう
に実施例1の光軸近傍にピークを有する照明光と軸外に
ピークを有する照明光の露光量の比は、必要なパターン
形状やコントラストによって変更可能である。例えば、
パターン形状を重視するものであれば斜入射成分からの
露光量の比を相対的に大きくすればよいし、コントラス
トを重視するものであれば垂直入射成分からの露光量の
比を相対的に大きくすればよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made within the scope of the spirit thereof. For example, as described above, the ratio of the exposure amount of the illumination light having a peak in the vicinity of the optical axis and the exposure amount of the illumination light having an off-axis peak in Example 1 can be changed depending on the required pattern shape and contrast. For example,
If the pattern shape is important, the ratio of the exposure amount from the oblique incident component may be relatively increased, and if the contrast is important, the ratio of the exposure amount from the vertical incident component is relatively large. do it.

【0107】[0107]

【発明の効果】本発明のマスク、露光方法及び装置によ
れば、微細な(例えば、0.15μm以下の)線幅を持
ち、L&Sパターンから孤立及び複雑なパターンまでが
混在するマスクパターンを、マスクを交換せずに、高解
像度に露光するのに好適である。また、かかる露光方法
及び装置を使用したデバイス製造方法は高品位なデバイ
スを製造することができる。
According to the mask, exposure method and apparatus of the present invention, a mask pattern having a fine line width (for example, 0.15 μm or less) and a mixture of L & S patterns, isolated patterns and complex patterns can be obtained. It is suitable for high resolution exposure without changing the mask. Further, a device manufacturing method using such an exposure method and apparatus can manufacture a high quality device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の露光装置の概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus of the present invention.

【図2】 図1に示す露光装置の露光量調整部が調整可
能な照明光の一例を示す光強度分布である。
FIG. 2 is a light intensity distribution showing an example of illumination light that can be adjusted by an exposure amount adjusting unit of the exposure apparatus shown in FIG.

【図3】 図1に示す露光装置の開口絞りの例示的形状
の概略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of an exemplary shape of an aperture stop of the exposure apparatus shown in FIG.

【図4】 図1に示す開口絞りの別の例示的形状の概略
平面図である。
4 is a schematic plan view of another exemplary shape of the aperture stop shown in FIG.

【図5】 図1に示す開口絞りの更に別の例示的形状の
概略平面図である。
5 is a schematic plan view of yet another exemplary shape of the aperture stop shown in FIG. 1. FIG.

【図6】 所望のパターンの概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of a desired pattern.

【図7】 本発明の位相シフトマスクの一例の概略平面
図である。
FIG. 7 is a schematic plan view of an example of the phase shift mask of the present invention.

【図8】 図7に示す位相シフトマスクの変形例の概略
平面図である。
8 is a schematic plan view of a modified example of the phase shift mask shown in FIG.

【図9】 光軸近傍にピークを有する照明光と軸外にピ
ークを有する照明光とを利用して図7に示すマスクを照
明した場合に図1に示す露光装置のプレートに現れる光
強度分布である。
9 is a light intensity distribution appearing on the plate of the exposure apparatus shown in FIG. 1 when the mask shown in FIG. 7 is illuminated using illumination light having a peak near the optical axis and illumination light having a peak off-axis. Is.

【図10】 光軸近傍にピークを有する照明光及び/又
は軸外にピークを有する照明光を利用して図7に示すマ
スクを照明した場合にプレートに転写されるパターンを
示す平面図である。
10 is a plan view showing a pattern transferred to a plate when the mask shown in FIG. 7 is illuminated using illumination light having a peak near the optical axis and / or illumination light having a peak off-axis. .

【図11】 光軸近傍にピークを有する照明光及び/又
は軸外にピークを有する照明光を利用して図7に示すマ
スクを照明した場合にプレートに現れる、A断面に関す
る光強度分布である。
FIG. 11 is a light intensity distribution regarding a cross section A which appears on the plate when the mask shown in FIG. 7 is illuminated by using illumination light having a peak near the optical axis and / or illumination light having a peak off-axis. .

【図12】 光軸近傍にピークを有する照明光及び/又
は軸外にピークを有する照明光を利用して図7に示すマ
スクを照明した場合にプレートに現れる、B断面に関す
る光強度分布である。
FIG. 12 is a light intensity distribution regarding a B cross section that appears on the plate when the mask shown in FIG. 7 is illuminated using illumination light having a peak near the optical axis and / or illumination light having a peak off-axis. .

【図13】 図7に示す位相シフトマスクを異なる照明
条件で照明した場合のプレートに転写されたパターンを
示す平面図である。
13 is a plan view showing a pattern transferred to a plate when the phase shift mask shown in FIG. 7 is illuminated under different illumination conditions.

【図14】 別の所望のパターンの概略平面図である。FIG. 14 is a schematic plan view of another desired pattern.

【図15】 図14に示す所望のパターンにダミーのパ
ターンを重ねることによって形成された位相シフトマス
クの一例の概略平面図である。
15 is a schematic plan view of an example of a phase shift mask formed by superimposing a dummy pattern on the desired pattern shown in FIG.

【図16】 図15に示す位相シフトマスクを照明した
場合にプレートに転写される露光パターンの結果であ
る。
16 is a result of an exposure pattern transferred to a plate when the phase shift mask shown in FIG. 15 is illuminated.

【図17】 図15に示す位相シフトマスクを図16の
場合とは異なる照明条件で照明した場合にプレートに転
写される露光パターンの結果である。
17 is a result of an exposure pattern transferred to a plate when the phase shift mask shown in FIG. 15 is illuminated under an illumination condition different from that in FIG.

【図18】 更に別の所望のパターンの概略平面図であ
る。
FIG. 18 is a schematic plan view of still another desired pattern.

【図19】 図18に示す所望のパターンにダミーのパ
ターンを重ねることによって形成された位相シフトマス
クの一例の概略平面図である。
19 is a schematic plan view of an example of a phase shift mask formed by superimposing a dummy pattern on the desired pattern shown in FIG.

【図20】 図15に示す位相シフトマスクを照明した
場合にプレートに転写された露光パターンの結果であ
る。
20 is a result of an exposure pattern transferred to a plate when the phase shift mask shown in FIG. 15 is illuminated.

【図21】 図19に示す位相シフトマスクの変形例の
概略平面図である。
21 is a schematic plan view of a modification of the phase shift mask shown in FIG.

【図22】 別の所望のパターンにダミーのパターンを
重ねることによって形成された位相シフトマスクの一例
の概略平面図である。
FIG. 22 is a schematic plan view of an example of a phase shift mask formed by superimposing a dummy pattern on another desired pattern.

【図23】 更に別の所望のパターンにダミーのパター
ンを重ねることによって形成された位相シフトマスクの
一例の概略平面図である。
FIG. 23 is a schematic plan view of an example of a phase shift mask formed by superimposing a dummy pattern on another desired pattern.

【図24】 図23に示す透過率分布を有する位相シフ
トマスクに適用されるのは好ましくない位相分布を説明
するための概略平面図である。
FIG. 24 is a schematic plan view for explaining a phase distribution which is not preferable to be applied to the phase shift mask having the transmittance distribution shown in FIG. 23.

【図25】 図23に示す位相シフトマスクの変形例の
概略平面図である。
FIG. 25 is a schematic plan view of a modified example of the phase shift mask shown in FIG. 23.

【図26】 図22に示す位相シフトマスクの変形例の
概略平面図である。
FIG. 26 is a schematic plan view of a modified example of the phase shift mask shown in FIG.

【図27】 図1に示す露光装置のオプティカルインテ
グレータの変形例の拡大斜視図である。
27 is an enlarged perspective view of a modified example of the optical integrator of the exposure apparatus shown in FIG.

【図28】 本発明の露光装置を有するデバイス製造方
法を説明するためのフローチャートである。
FIG. 28 is a flowchart for explaining a device manufacturing method having the exposure apparatus of the present invention.

【図29】 図28に示すステップ4の詳細なフローチ
ャートである。
29 is a detailed flowchart of step 4 shown in FIG. 28. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 露光装置 100 照明装置 120 照明光学系 132 露光量調整部 150 開口絞り 200 マスク 210 所望のパターン 240 ダミーのパターン 260 マスクパターン 300 投影光学系 320 瞳 400 プレート 1 Exposure device 100 lighting device 120 Illumination optical system 132 Exposure amount adjustment unit 150 aperture stop 200 mask 210 desired pattern 240 dummy pattern 260 mask pattern 300 Projection optical system 320 pupils 400 plates

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所望のパターンと、当該パターンに重ね
られた周期性のあるダミーのパターンと、三以上の位相
値数とを有する位相シフトマスクを形成し、 瞳面で光軸近傍に強度のピークを有する照明光と該瞳面
で軸外に強度のピークを有する照明光とを利用して前記
位相シフトマスクを照明し、 前記位相シフトマスクを経た光を被露光面に投影光学系
を介して投影することによって、前記所望のパターンを
前記被露光面に転写することを特徴とする露光方法。
1. A phase shift mask having a desired pattern, a dummy pattern having periodicity superimposed on the pattern, and a phase value number of 3 or more is formed, and a phase shift mask is formed near the optical axis on the pupil plane. Illuminating the phase shift mask using illumination light having a peak and illumination light having an off-axis intensity peak at the pupil plane, and passing the light passing through the phase shift mask onto a surface to be exposed through a projection optical system. The desired pattern is transferred onto the surface to be exposed by projecting the image onto the surface to be exposed.
【請求項2】 前記光軸付近にピークを有する照明光
は、円形の有効光源形状を有することを特徴とする請求
項1記載の露光方法。
2. The exposure method according to claim 1, wherein the illumination light having a peak near the optical axis has a circular effective light source shape.
【請求項3】 前記光軸付近にピークを有する照明光
は、σ(コヒーレンシー)が0.3以下であることを特
徴とする請求項1記載の露光方法。
3. The exposure method according to claim 1, wherein the illumination light having a peak near the optical axis has a σ (coherency) of 0.3 or less.
【請求項4】 前記軸外にピークを有する照明光は、四
重極の有効光源形状を有することを特徴とする請求項1
記載の露光方法。
4. The illumination light having the off-axis peak has a quadrupole effective light source shape.
The exposure method described.
【請求項5】 前記軸外にピークを有する照明光は、前
記ピークの位置が前記瞳の半径を1として0.6以上で
あることを特徴とする請求項1記載の露光方法。
5. The exposure method according to claim 1, wherein the illumination light having a peak off-axis has a peak position of 0.6 or more with the radius of the pupil being 1.
【請求項6】 前記四重極の各極の照明光は互いに等し
いσ(コヒーレンシー)を有することを特徴とする請求
項4記載の露光方法。
6. The exposure method according to claim 4, wherein the illumination lights of the respective poles of the quadrupole have the same σ (coherency).
【請求項7】 前記軸外にピークを有する照明光は、輪
帯の有効光源形状を有することを特徴とする請求項1記
載の露光方法。
7. The exposure method according to claim 1, wherein the illumination light having a peak off-axis has an annular effective light source shape.
【請求項8】 請求項1〜7、17、18のいずれか1
項の露光方法に対応する露光モードを有し、マスクのパ
ターンを投影光学系により投影することを特徴とする露
光装置。
8. Any one of claims 1 to 7, 17 and 18
An exposure apparatus, which has an exposure mode corresponding to the exposure method described in the item 1, and projects a mask pattern by a projection optical system.
【請求項9】 前記照明装置は、前記投影光学系の瞳面
と共役な位置に五重極の開口を有する絞りを含むことを
特徴とする請求項8記載の露光装置。
9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the illumination apparatus includes a diaphragm having a quintuple-pole aperture at a position conjugate with the pupil plane of the projection optical system.
【請求項10】 前記軸外にピークを有する照明光は、
前記ピーク位置が前記瞳の半径を1として1よりも大き
いことを特徴とする請求項8記載の露光装置。
10. The illumination light having a peak off-axis is
9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the peak position is larger than 1 when the radius of the pupil is 1.
【請求項11】 前記軸外にピークを有する照明光を形
成するために、前記照明装置は、前記投影光学系の瞳面
と共役な位置に四重極の開口を有する絞りを含み、前記
四重極の各照明光のコヒーレンシーは等しいことを特徴
とする請求項8記載の露光装置。
11. The illumination device includes an aperture having a quadrupole aperture at a position conjugate with a pupil plane of the projection optical system, in order to form illumination light having a peak off-axis. 9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the illumination lights of the double poles have the same coherency.
【請求項12】 前記照明装置は、前記投影光学系の瞳
面と共役な位置に輪帯の開口と当該輪帯の開口の内側の
中心部に設けられた円形の開口を有する絞りを含むこと
を特徴とする請求項8記載の露光装置。
12. The illumination device includes a diaphragm having an aperture of a ring zone at a position conjugate with a pupil plane of the projection optical system and a circular aperture provided in a central portion inside the aperture of the ring zone. 9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein:
【請求項13】 前記照明装置は、前記光軸付近にピー
クを有する照明光と前記軸外にピークを有する照明光の
それぞれの露光量及び/又は位置関係を調整する装置を
有することを特徴とする請求項8記載の露光装置。
13. The illumination device has a device that adjusts an exposure amount and / or a positional relationship between the illumination light having a peak near the optical axis and the illumination light having a peak off the axis. The exposure apparatus according to claim 8.
【請求項14】 請求項8乃至13記載のうちいずれか
一項記載の露光装置を用いて被処理体を投影露光するス
テップと、 前記投影露光された前記被処理体に所定のプロセスを行
うステップとを有するデバイス製造方法。
14. A step of projecting and exposing an object to be processed using the exposure apparatus according to claim 8, and a step of performing a predetermined process on the object to be projected and exposed. And a device manufacturing method having.
【請求項15】 請求項8乃至13記載のうちいずれか
一項記載の露光装置を用いて投影露光された前記被処理
体より製造されるデバイス。
15. A device manufactured from the object to be processed, which has been projected and exposed by using the exposure apparatus according to claim 8.
【請求項16】 所望のパターンと当該パターンに重ね
られた周期性のあるダミーのパターンとが形成され、三
以上の位相値数とを有することを特徴とする位相シフト
マスク。
16. A phase shift mask, wherein a desired pattern and a dummy pattern having periodicity superimposed on the pattern are formed and have a phase value number of 3 or more.
【請求項17】 マスクのパターンの像を被露光面上に
投影する段階を含む露光方法において、前記パターン像
は、所定のパターン像とダミーパターン像とを有し、前
記所定パターンの像は前記パターン像の強度分布のピー
ク位置にあり、前記ダミーパターン像は、周辺強度と、
該周辺強度と前記ピーク位置の強度の中間値とが、交互
に繰り返される強度分布を有することを特徴とする露光
方法。
17. An exposure method including a step of projecting an image of a pattern of a mask onto a surface to be exposed, wherein the pattern image has a predetermined pattern image and a dummy pattern image, and the image of the predetermined pattern is the At the peak position of the intensity distribution of the pattern image, the dummy pattern image is a peripheral intensity,
The exposure method, wherein the peripheral intensity and the intermediate value of the intensity at the peak position have an intensity distribution which is repeated alternately.
【請求項18】 前記被露光面のレジストの感光しきい
値は、前記ピーク位置の強度と前記中間値の間にあるこ
とを特徴とする請求項17記載の露光方法。
18. The exposure method according to claim 17, wherein the exposure threshold of the resist on the exposed surface is between the intensity at the peak position and the intermediate value.
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