JP2003178966A - 多重可干渉性最適化露出および高透過率減衰ｐｓｍを利用する、改良したリソグラフィパターニングのための方法 - Google Patents

多重可干渉性最適化露出および高透過率減衰ｐｓｍを利用する、改良したリソグラフィパターニングのための方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リソグラフィ投影装置で集積回路に対応する
リソグラフィパターンを位相シフトマスクを利用して半
導体基板上に光学的に伝達するための方法に於いて、従
来の多重露出法の問題を無くしながら、ピッチ解像力の
改善を可能にする方法を提供すること。 【解決手段】 この方法は、このリソグラフィパターン
１１に対応する回折パターンを生成し、その中に含まれ
る複数の空間周波数成分のうち、このリソグラフィパタ
ーンを正確に再現するためにどれをこの装置のレンズ１
５によって捕える必要があるかを決め、それらの空間周
波数成分を捕えるために必要な一組の照明条件１３を決
め、およびこの組の照明条件で基板を多重露出する。必
要な空間周波数成分だけを捕えるのでピッチ解像力が向
上し、単一パターンしか使わないのでパターン配置誤差
のような問題が無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改良したフォトリ
ソグラフィ法に関し、更に詳しくは、多重可干渉性最適
化露出および高透過率減衰位相シフトマスク（ＰＳＭ）
を利用する、ピッチが露出波長よりかなり小さく且つピ
ッチ比（即ち、ライン対スペース比）が１：１に近い形
態のプリントを可能にする方法に関する。本発明は、リ
ソグラフィ投影装置であって、一般的に、 - 放射線の投影ビームを供給するための放射線システ
ム、 - 所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化
するのに役立つパターニング手段（例えば、マスク）を
支持するための支持構造体、 - 基板を保持するるための基板テーブル、および - このパターン化したビームをこの基板の目標部分上に
投影するための投影システムを含む投影装置でのこの方
法の使用法にも関する。
【０００２】
【発明の背景】リソグラフィ投影装置は、例えば、集積
回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場
合、このリソグラフィ法で利用するマスクは、このＩＣ
の個々の層に対応する回路パターンを含んでもよく、こ
のパターンを、放射線感応性材料（レジスト）の層で塗
被した基板（シリコンウエハ）の目標部分（例えば、一
つ以上のダイを含む）上に結像することができる。一般
的に、単一ウエハが隣接する目標部分の全ネットワーク
を含み、それらをこの投影システムを介して、一度に一
つずつ、順次照射する。一つの種類のリソグラフィ投影
装置では、全マスクパターンをこの目標部分上に一度に
露出することによって各目標部分を照射し、そのような
装置を普通ウエハステッパと呼ぶ。代替装置 ― 普通ス
テップ・アンド・スキャン装置と呼ぶ ― では、このマ
スクパターンを投影ビームの下で与えられた基準方向
（“走査”方向）に順次走査し、一方、一般的に、この
投影システムが倍率Ｍ（一般的に＜１）であり、この基
板テーブルを走査する速度Ｖが、倍率Ｍ掛けるマスクテ
ーブルを走査する速度であるので、この基板テーブルを
この方向に平行または逆平行に同期して走査することに
よって各目標部分を照射する。ここに説明したようなリ
ソグラフィ装置に関する更なる情報は、例えば、米国特
許第６，０４６，７９２号に見られ、それを参考までに
ここに援用する。
【０００３】リソグラフィ投影装置を使う製造プロセス
では、マスクパターンを、少なくとも部分的に放射線感
応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像する。
この結像工程の前に、この基板は、例えば、下塗り、レ
ジスト塗布およびソフトベークのような、種々の処理を
受けるかも知れない。露出後、基板は、例えば、露出後
ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベークおよび結像形態
の測定／検査のような、他の処理を受けるかも知れな
い。この一連の処理は、デバイス、例えばＩＣの個々の
層をパターン化するための基礎として使用する。そのよ
うにパターン化した層は、次に、エッチング、イオン注
入（ドーピング）、金属化処理、酸化処理、化学・機械
的研磨等のような、全て個々の層の仕上げを意図した種
々の処理を受けるかも知れない。もし、幾つかの層が必
要ならば、全処理またはその変形を各新しい層に反復し
なければならないだろう。結局、デバイスのアレイが基
板（ウエハ）上にできる。次に、これらのデバイスをダ
イシングまたは鋸引のような手法によって互いから分離
し、そこから個々のデバイスをキャリヤに取付け、ピン
に接続し等できる。そのようなプロセスに関する更なる
情報は、例えば、参考までにここに援用する、ピータ・
バン・ザントの“マイクロチップの製作：半導体加工の
実用ガイド”、第３版、マグロウヒル出版社、1997年、
ISBN0-07-067250-4という本から得ることができる。
【０００４】簡単のために、この投影システムを、以後
“レンズ”と呼ぶかも知れないが、この用語は、例え
ば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折
性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含す
るように広く解釈すべきである。この放射線システムも
放射線のこの投影ビームを指向し、成形しまたは制御す
るためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部
品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的また
は単独に“レンズ”と呼ぶかも知れない。更に、このリ
ソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／
または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよ
い。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並
列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブ
ルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出に使って
もよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、参考まで
にここに援用する、ＵＳ５，９６９，４４１およびＷＯ
９８／４０７９１に記載してある。
【０００５】勿論、集積回路製作の目標の一つは、ウエ
ハ上に元の設計を（マスクを介して）忠実に再現するこ
とである。半導体製造プロセスで益々小さい形態を結像
する要求が変らぬままであるので、かつて許容された光
リソグラフィの限界が再三超えられた。
【０００６】幾つかの光学的拡張方法が数年に亘って提
案され、最も注目すべきものは、１９８０年代初期に最
初に発表された交互開口位相シフトマスク（交互ＰＳ
Ｍ）である。レチクルを製造する能力、位相不一致、設
計制限、および伝搬電磁場へのレチクル微細構造の影響
のような、交互ＰＳＭへの制限がこの方法を製造で広く
使われるようにしなかった。この種の問題をある程度是
正する、６０−１２０−１８０°多相レチクル、９０−
２７０°位相レチクル、および複式トレンチ処理を含む
この交互開口位相シフトレチクルの変形がある程度使わ
れ、ウエハリソグラフィプロセスで限られた用途が認め
られた。しかし、このプロセスを製造で実行可能にする
ために、二つのレチクルの相補交互ＰＳＭが採用され、
現在実際の生産で交互ＰＳＭを実施するための最も普通
の方法である。
【０００７】そのような相補交互ＰＳＭ方法では、重要
ゲート幾何形状（即ち、プリントすべき最小形態サイ
ズ）を設計から抽出し、それらをこれらのゲート層パタ
ーンの残りと別に結像できるようにする。これらのゲー
トパターンは、各ゲートの両側にウインドウ切欠きを有
し且つこれらのウインドウの一つが他に対して１８０°
位相シフトしていて、それによってこのゲート幾何形状
全域に所望の交互開口位相シフトを与える“暗視野”Ｐ
ＳＭレチクルを使って結像する。ゲートをパターン化す
る領域に保護ブロックを含む第２の二値レチクルを使っ
て非重要幾何形状および第１露出で露出しなかったフィ
ールド領域を露出する。しかし、そのような二つの露出
方法を使うことは、この第１および第２露出の境界に起
る結像歪みは勿論、スループット、複式レチクル、ステ
ッパ整列およびレチクル配置誤差によって生ずる第１お
よび第２露出オーバレイ誤差を犠牲にする結果となる。
【０００８】波長未満の形態をプリントするために必要
な解像度向上を得るためにこの相補交互ＰＳＭ方法に関
連するそのような犠牲が仮令許容されても、分解できる
最小ピッチを減少する限り非常にわずかの利益しか得ら
れない。特に、ゲートパターンの両側の位相差から生ず
る最高の解像度向上を得るためには、より可干渉性の照
明（σ＜＝０．３）を使うのが好ましい。もしそうな
ら、これは、非常に激しい角の丸まり、または１：１に
近いピッチから単独の形態までの迅速で急峻なＣＤ変化
のような、非常に強い近接効果を誘発することがある。
両方が既に困難な設計難題に付加的な厄介な問題を持込
み、実際の導入を更に制限する。
【０００９】交互ＰＳＭを除く、他の種類のフォトマス
クに対しては、最小ゲートピッチが結像システムの波長
（λ）割るレンズの開口数（ＮＡ）またはｋpitch 約
０．５に制限される。このピッチ制限を克服するための
一つの方法は、第１露出で形態を一つおきにプリントし
てピッチを事実上２倍にし、次にこの第１露出で露出し
た形態の間の形態を第２露出でプリントすることであ
る。所望のパターンを更に複雑な方法で分解することも
可能で、それは、最小ピッチが解像される点まで向上し
て順々に積重ねたパターンの結像の結果が最終的な所望
のパターンである、二つ以上のパターンになる。このパ
ターン分解戦略は、二値レチクルを使って実行できる。
しかし、そのような分解法は、位相シフトから生ずる解
像度向上が何もない。更に、この分解法は、スループッ
ト、複式レチクル、露出オーバレイ精度、および露出間
境界を含む、他の多重露出方法と同じ欠点を有する。
【００１０】それで、現在の光学技術手法は、特定の波
長を使ってプリントできる最小ピッチに制限されたまま
である。ｋpitch と呼ぶこのピッチは次のように定義す
る：ｋpitch ＝（ピッチ／２）＊（ＮＡ／λ）但し、Ｎ
Ａは露出システムの開口数であり、λは露出波長であ
る。実際、光リソグラフィの現在の方法は、Ｋpitch が
約０．５０に制限されている。
【００１１】それで、現在利用できるフォトリソグラフ
ィ装置のピッチ解像能力の改善（即ち、ｋpitch の減
少）を可能にし、現在の既知の技術に関連する欠点を克
服するフォトリソグラフィ法に対する要求がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、現在利用できるフォトリソグラフィ装置のピッチ解
像能力の改善（即ち、ｋpitch の減少）を可能にし、現
在の既知の技術に関連する欠点を克服するフォトリソグ
ラフィプロセスを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】更に具体的には、本発明
は、集積回路に対応するリソグラフィパターンを高透過
率減衰位相シフトマスクを利用して半導体基板上に光学
露出装置を使って光学的に伝達するための方法に関す
る。この方法は、このリソグラフィパターンに対応する
回折パターンを生成する、この回折パターンがこのリソ
グラフィパターンに対応する複数の空間周波数成分を示
す工程、このリソグラフィパターンを正確に再現するた
めに、これらの空間周波数成分のどれをこの光学露出装
置のレンズによって捕える必要があるかを決める工程、
この光学露出装置がこのリソグラフィパターンを正確に
再現するために必要なこれらの空間周波数成分を捕える
ために必要な一組の照明条件を決める工程、およびこの
組の照明条件でこの高透過率減衰位相シフトマスクを照
明する工程を含む。
【００１４】以下に更に詳しく説明するように、本発明
は、従来技術より顕著な利益を提供する。最も重要なこ
とに、本発明の新奇な方法は、ピッチ解像能力を向上す
るように、非常に高い透過率の減衰ＰＳＭ、新奇な照
明、革新的露出法、および回折パターンの設計を使用し
て光学的拡張をもたらす。本発明の方法は、ピッチが露
出波長より遙かに小さく、１：１に近いピッチ比を有す
る形態のプリントを可能にし、ｋpitch を０．３０にす
る。その上、本発明の方法は、結像プロセスで異なるレ
チクルを使う必要がある多重露出法に関連する問題も無
くする。以下に更に詳しく説明するように、本発明の方
法は、単一レチクルを使用し、それによって、例えば、
レチクル配置誤差のような問題を無くする。
【００１５】本発明の付加的利点は、本発明の実施例の
以下の詳細な説明から当業者に明白となろう。
【００１６】この本文では、ＩＣの製造に於けるリソグ
ラフィ装置およびマスクの使用を具体的に参照してもよ
いが、そのような装置およびマスクは、他の多くの可能
な用途があることを明確に理解すべきである。例えば、
それらを集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パタ
ーン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製
造に使ってもよい。当業者は、そのような代替用途の関
係で、この本文で使う“レチクル”、“ウエハ”または
“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な
用語“マスク”、“基板”および“目標部分”で置換え
られると考えるべきであることが分るだろう。
【００１７】本文書では、“放射線”および“ビーム”
という用語を紫外放射線（例えば、３６５、２４８、１
９３、１５７または１２６ｎｍの波長の）およびＥＵＢ
（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する超紫外放
射線）を含むあらゆる種類の電磁放射線を包含するため
に使用する。
【００１８】この本文で使用するマスクという用語は、
入射放射線ビームに、基板の目標部分に生成すべきパタ
ーンに対応する、パターン化した断面を与えるために使
うことができる一般的パターニング手段を指すと広く解
釈してもよく、“光バルブ”という用語もこのような関
係で使うことができる。古典的マスク（透過性または反
射性；二値、位相シフト、ハイブリッド等）の外に、そ
のようなパターニング手段の他の例には次のようなもの
がある：・プログラム可能ミラーアレイ。そのような装
置の一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリ
ックスアドレス可能面である。そのような装置の背後の
基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領
域が入射光を回折光として反射し、一方アドレス指定さ
れない領域が入射光を未回折光として反射するというこ
とである。適当なフィルタを使って、上記未回折光を反
射ビームから濾過して取除き、回折光だけを後に残すこ
とができ、この様にして、このビームがマトリックスア
ドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン
化されるようになる。必要なマトリックスアドレス指定
は、適当な電子手段を使って行える。そのようなミラー
アレイについての更なる情報は、例えば、米国特許第
５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号か
ら集めることができ、それらを参考までにここに援用す
る。・プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の
例は、米国特許第５，２２９，８７２号で与えられ、そ
れを参考までにここに援用する。
【００１９】この発明それ自体は、更なる目的および利
点と共に、以下の詳細な説明および添付の概略図を参照
することによってより良く理解できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を議論する前に、本
発明の新奇な方法の理解を容易にするために、関係する
技術の簡単な議論を提供する。特定のパターン形態の結
像は、物体面で像によって、通過する波面として、回折
される光を捕える結像システムのレンズの結果である。
この物体によって出来た回折パターンは、ライン／スペ
ースパターンの無限連続の場合のように比較的単純なこ
とがあり、または完全にランダムなパターンの場合は極
端に複雑である。この回折光の各部分は、この像につい
ての情報を含み、像面で像の形成の役割を演ずる。この
結像レンズが回折光の一部を捕えないとき、情報（その
光に含まれるパターンの要素）が失われ、像の品質が低
下する。この結果は、結像レンズが光リソグラフィで低
域通過空間周波数フィルタとして作用することである。
【００２１】パターンの特定の空間周波数成分の最善の
結像は、その成分の空間周波数に整合する特別な可干渉
性で行われるので、結像すべき所望のパターンに対して
最適化される方法で照明条件を制御することが望まし
い。しかし、所望のパターンの各成分を結像するために
必要な可干渉性条件が相互に排他的である場合が多く、
従って単一露出で達成することは不可能である。この理
想的可干渉性条件を達成するために照明強度を制御する
特別な照明器が提案されている。しかし、この特注照明
の概念は、可干渉性強度しか制御せず、レンズが捕え
る、与えられた可干渉性条件の回折次数を制御するため
の手段は提供しない。
【００２２】パターンを光の可干渉性ビームで照明する
とき、それは回折パターンを生成し、この光を回折する
角度は、このパターンの空間周波数成分によって決る。
この簡単な例は、無限ライン／スペースパターンで、そ
れはこのライン／スペースパターンのピッチ（Ｐx）に
よって定義される単一空間周波数を有する。この可干渉
性光は、次の式によって定義される角度（または回折次
数ｎ）でこのライン／スペースパターンに垂直に回折さ
れる： θ＝ｓｉｎ-1｛（ｎ＊λ）／Ｐx｝ ［１］
【００２３】理想的結像レンズは、全ての回折光を捕
え、それを再結合して元のライン／スペースパターンの
完全な像を形成する。実際には、対物レンズが回折ビー
ムを捕えられる角度は有限であり、この角度を超える回
折光は失われる。これは、像面での像の再構成の品質低
下に繋がり、またはレンズが回折光を全く捕えない場合
は、全く結像しない。レンズが光を捕えられる角度は、
レンズの直径を定義する開口数、またはＮＡによって決
る。
【００２４】それで、図１Ａおよび図１Ｂに示すよう
に、もしライン／スペースパターン１１を結像システム
の光軸に沿って光の可干渉性ビーム１３で照明するなら
ば、＋／−１次回折をまだレンズ１５によって捕えられ
るようにする最小ピッチ（Ｐmi n）は、次の式によって
表せる： Ｐmin＝λ／ＮＡ ［２］ 大きなピッチのパターン１１を例示する図１Ａ、および
小さなピッチのパターンを例示する図１Ｂに示すよう
に、ピッチが減少すると、レンズ１５が＋／−１次回折
のどちらかを捕えることが最早不可能である。
【００２５】しかし、図１Ｃおよび図１Ｄを参照して、
もしこの可干渉性ビーム１３をこの結像システムの縁か
ら外へ光軸から離して動かすと（軸外照明またはＯＡ
Ｉ）、この＋１次回折が、図１Ｃおよび図１Ｄに示すよ
うに、光軸上に有り得る。この場合、σが１．０の値に
近付き、但しσは、照明レンズのＮＡと対物（結像）レ
ンズのＮＡの比を指す： σ＝ＮＡill／ＮＡobj ［３］
【００２６】しかし、この条件では、−１次回折が今度
は結像システムの外部にあり、レンズ１５によって捕え
られないだろう。この二ビーム結像は、図１Ｄに示すよ
うに、＋１次回折の位置がこのレンズの限界に戻るまで
更にピッチを減少可能にする。この場合、σをσouter
と定義し、式［２］を次のように再定義する： Ｐmin＝λ／｛ＮＡ＊（１＋σouter）｝ ［４］ この限界を超えると、０と１（＋１と−１のどちらか）
次回折の両方を捕えることが不可能であるので、結像が
起らない。
【００２７】本発明に戻ると、以下に詳しく説明するよ
うに、ここに開示する新奇な方法は、回折パターンの所
望の像に確実に貢献する部分だけを選択的に結像するよ
うに、回折パターンの一部だけを対物レンズが捕えるこ
とに関する前記の現象を利用する。
【００２８】更に具体的には、フォトマスクパターンが
このパターンの空間周波数成分に基づいて特有の回折パ
ターンを生成すると、このパターンの空間周波数成分に
対応する回折パターンの要素をレンズシステムが集め、
独立且つ選択的に像面に結像できる。更に、本発明の方
法によれば、異なるが共通の回折要素を含むパターン
を、特別な可干渉性条件を使って、回折パターンの両パ
ターンに共通の部分だけを選択するように結像する。そ
れで、像面に本質的に同じ像を創る異なるパターン（レ
チクルパターン）を物面に置くことが可能である。
【００２９】従って、本発明の方法は、非常に高透過率
減衰のＰＳＭと組合わせた異なる露出および可干渉性条
件を伴う多重露出を利用し、所望のウエハ像の最善の結
像をもたらす（またはこのパターンを最も良く形成す
る）回折パターンの要素を選び出し且つ各露出に含まれ
るパターン成分に最適化した露出エネルギーで独立に露
出できるようにする。各露出中に可干渉性条件を適正に
設定することにより、回折パターンの望まない部分を大
きく減少しまたは除去できる。更に、多重露出を組合わ
せることにより、所望のパターンをプリントするために
最適化した複合照明により、およびフォトレジストパタ
ーン形成の非線形性挙動を利用することにより、完全な
像を形成する。その結果、本発明の方法は、ピッチが露
出波長λ未満である場合に、１：１ピッチ（例えば、ラ
イン対スペース比）近くで結像を可能にする。重要なこ
とに、本発明の方法が単一フォトマスクだけを利用し、
異なる可干渉性露出設定を使ってそれを２回以上露出す
る。それで、本発明の方法は、ダイポールおよび相補相
互ＰＳＭのような、複数のフォトマスクを使うことを要
する技術に関連する問題を無くする。
【００３０】その結果、所望のウエハ像とは違うが、適
正な可干渉性条件で照明するとき、所望の像を形成する
結果となる所望のパターンの要素（付加的な望まないパ
ターン情報は勿論）を含む異なるパターンを有するパタ
ーンを創ることが可能である。このレチクルパターンを
適切に設計することによって、単一レチクルだけで、ダ
イポールのような非常に強力な軸外照明技術を使うこと
ができる。所望の像の獲得は、複合回折次数のどれを結
像レンズで捕えるかを制御する方法で、この照明器（こ
の可干渉性を制御する）を適正に配置することによって
達成する。次に、本発明の方法を二つの例示パターンの
結像に関連して詳細に説明する。
【００３１】
【実施例】本発明を利用して結像すべき第１例示パター
ンは、図２Ａに示すような“煉瓦壁”パターンである。
図２Ａを参照して、このパターンは、以後“煉瓦”と呼
ぶ形態１７並びにこれらの煉瓦の間のスペース１８およ
び１９を含む。煉瓦１７の端の間のスペース１８は、こ
れらのスペース１８に対応する空間周波数の結像を最適
化するための可干渉性条件設定によって最高に結像でき
る周期的パターンの１種類を表す。煉瓦の上端と下端の
間のスペース１９は、ｙ方向にこの煉瓦パターンの高空
間周波数成分の結像を最適化するための異なる可干渉性
条件設定で最高に結像できる。これら二つの照明条件を
二つの別々の露出に分けることによって、結像に貢献し
ない光を最少にする。それは、グレースケール特注照明
器と同じ効果を与えながら、異なる照明条件に対して異
なる露出エネルギーを使うことも可能にする。
【００３２】図２Ａに示す“煉瓦壁”パターンは、半導
体製作プロセスで、主としてメモリ装置を作るために、
普通に使われている典型的パターンである。図２Ａに示
すように、この煉瓦壁パターンは、矩形１７の千鳥状列
から成り、それはこの矩形の寸法、列に沿う矩形間の距
離（即ち、ｘピッチ）、および矩形の列間の距離（即
ち、ｙピッチ）によって特性を表すことができる。矩形
の寸法が８０ｎｍ×６３０ｎｍである図２Ａに示す例示
パターンでは、ｘピッチが８３０ｎｍであり、ｙピッチ
が１８０ｎｍである。このパターンを２４８ｎｍＫｒＦ
露出波長で結像することがこの露出波長より遙かに小さ
いピッチの１：１に近いパターンのプリントの例を示
す。図２のパターンで、Ｙ方向に検討するとき、形態間
の垂直距離が形態の垂直高さに等しいので、１：１のラ
イン対スペース比があることを注記する。
【００３３】更に具体的には、図２Ａの煉瓦壁パターン
をＮＡ＝０．８０の結像レンズの光軸に沿ってλ＝２４
８ｎｍの電磁エネルギーの可干渉性ビームで照明すると
き、それは図３に示すような回折パターンを生ずる。図
３の回折パターンは、ステッパの０．８０ＮＡのレンズ
がこの煉瓦壁パターンの三つの空間周波数成分を捕捉す
ることを示す。ｘ軸に沿う二つの次数の回折は、図２Ｂ
にベクトル１として示す、４１５ｎｍ（１列おきの千鳥
のために８３０ｎｍ割る２）のｘ軸空間周波数の＋／−
１次に相当する。レンズの上部の二つの次数の回折およ
びレンズの下部の二つの次数の回折は、図２Ｂの対応す
るベクトル２ａおよび２ｂに沿って起る３３０ｎｍの二
つの空間周波数の＋／−１次回折に相当し、それらはベ
クトル＜４１５，１８０＞および＜４１５，−１８０＞
に垂直である。式［４］から計算したこの条件（σ
outerがほぼ０で）に対するＰminが３１０ｎｍであるこ
とを注記する。しかし、このパターンはｙ方向に１８０
ｎｍの空間周波数成分も有し、それを図２Ｂにベクトル
３として示す。このパターンを結像するために十分な次
数の回折を図３に示す回折パターンで捕捉したと見える
かも知れないが、捕捉した次数の回折は、このパターン
の１８０ｎｍｙピッチ成分（ベクトル３）に対する結像
情報を欠く。また、種々の次数の回折の強度が異なるこ
とを注記する。
【００３４】図２Ａの煉瓦壁が生成する回折パターンの
広い展望を得るために、このシミュレーションで利用す
る可干渉性ビームの波長を１２６ｎｍまたは約λ／２に
変えた。そのような露出光源の波長の減少は、全ての回
折角を半分だけ減少し、出来た回折パターンを図４に示
す。重要なことに、この回折パターンを調べることによ
って、特定の次数の回折を捕捉する結果となる可干渉性
ビームに対するσ値を確認できる。図４の三つの円２
１、２２および２３は、０．８０ＮＡのレンズおよび２
４８ｎｍ波長の回折捕捉能力を表す。σouterがほぼ０
に、この可干渉性ビームをレンズの中心に置くとき、中
央の六つの次数の強い回折が、丁度図３に示すように、
集められる。しかし、σouter＝０．９０であるよう
に、この可干渉性ビームを垂直方向にレンズの下縁近く
に置くとき（即ち、円２３）、１８０ｎｍピッチ空間周
波数パターンの１次回折を捕えることが可能である。し
かし、この条件では、レンズがｘ軸に沿う回折次数のど
れももう捕えない。同様に、このビームをレンズの上縁
近くに置くとき（即ち、円２１）、同じことが起り、今
度は＋１ではなく−１次回折を捕えるだけである。
【００３５】この様に、前記から明白なように、特定の
可干渉性ビームが照明器内のどこから出るかによって
（σouterおよび光軸に対する角度）、その点で何れか
の次数の回折が生ずるなら、このレンズがどれを集める
かが決るだろう。以下に更に詳しく説明するように、本
発明の方法は、所望の像を忠実にプリントするために必
要な次数の回折を捕えるための最適露出および照明設定
を決めるために回折パターンを利用する。
【００３６】図５は、σが１．０に等しく且つ露出波長
が２４８ｎｍの従来の光源の瞳充満強度を示す。図４に
示すシミュレートした回折パターンおよび図５の瞳充満
強度図は、ＡＳＭＬ ＭａｓｋＴｏｏｌｓが創った“リ
ソクルーザ”と呼ばれるソフトウェアプログラムを利用
して生成できることを注記する。図５の瞳充満強度図
は、照明器のどの領域が結像プロセスに大きく貢献する
かおよびどれがしないかの識別を可能にする。特に、高
強度領域は、比較的大量の回折したエネルギーを結像シ
ステムが捕え、従ってこの捕えた回折エネルギーに含ま
れるパターンのこれらの空間周波数成分を結像面へ伝達
する可干渉性条件に対応する。
【００３７】例えば、ｘ軸に沿う瞳フィールドの縁で
は、このパターンに高ｘ軸空間周波数成分がない（最小
ピッチ、または最高空間周波数が４１５ｎｍである）の
で、瞳充満強度が比較的低い。それで、この領域の可干
渉性点から出る光は、この煉瓦壁パターンの全体の像形
成に大きくは貢献しない。この照明の中心近くの可干渉
性点は、このパターンの４１５ｎｍｘ軸空間周波数成分
の＋１および−１次回折の両方がこのレンズによって捕
えられるので、像形成により大きく貢献する。ｘ方向に
縁の方へ外に動かすと、１次回折が失われ、得るべき追
加の１次回折がもうない。逆に、ｙ方向に縁の方へ外に
動かすと、これらの点が縁に近くなるので非常に重要な
１次回折を捕える結果となる。この様に、この瞳充満強
度は、この瞳フィールドの上縁および下縁に沿って比較
的強い。それで、この回折パターンおよび瞳充満強度図
を見直すことによって、照明パターンを特注／最適化し
てそれが所望のプリント像の瞳充満パターンと整合する
ようにすることが可能である。
【００３８】煉瓦壁パターンに対応する回折パターンお
よび瞳充満強度図の解析に基づく現在の例では、図６Ａ
に示すように、２４８ｎｍの露出波長に対して、σ
outer０．９５、σinner０．７５、および角度２０°の
設定でのｙダイポール照明が波長未満の、１８０ｎｍｙ
ピッチ水平構造体をプリントするために有効であること
が決定した。しかし、図６Ａの照明設定を使うことは、
このレンズがｘ軸方向に回折される光を全く捕えられな
いので、このパターンのｘ軸空間周波数成分を全て失う
結果となる。図６Ｂは、図６Ａに示す照明条件および３
２ｍＪの露出線量および０．８０ＮＡを使って図２Ａの
煉瓦壁パターンをプリントすることから生じた、シミュ
レートした空中像を示す。図６Ｂに示すように、高ｙ軸
空間周波数を有する構造体の輪郭（即ち、水平ラインお
よびスペース）がはっきりしている。しかし、ｘ軸空間
周波数成分を有する、矩形形態の端の間の領域の結像が
何もなかった。
【００３９】このパターンの低空間周波数成分を結像す
るために、この回折パターンおよび瞳充満強度図から最
適可干渉性条件は、非常に小さいσ（この例ではσ＝
０．２０）の従来の照明であろうと決めた。利用したこ
の特定の照明設定を図７Ａに示す。図７Ｂは、図７Ａに
示す照明条件を使い、１０ｍＪの露出線量および０．８
０ＮＡで図２Ａの煉瓦壁パターンをプリントすることか
ら生じた、シミュレートした空中像を示す。図７Ｂに示
すように、この選択した照明設定は、矩形形態の端の間
の領域を結像する結果となる。密でない構造体をプリン
トする光学的効率が高いため、露出エネルギーを３２ｍ
Ｊに維持できず、１０ｍＪに減少すべきであることを注
記する。
【００４０】前記の事項は、与えられた例では、回折次
数によって回折強度が異なるので、所望のパターンを再
構成するために必要な次数の回折を全て捕える結果とな
る単一可干渉性条件を選択し、且つ単一露出でそれらを
露出することが不可能であることを明確にする。しか
し、本発明に従って可干渉性条件を複数の露出に分離す
ることによって、全ての回折光を集める理想的結像条件
をより厳密に近似する、異なる露出エネルギーを使うこ
とができる。図８は、図６Ａと図７Ａの二つの露出条件
を多重露出法で組合わせたときのシミュレーション結果
を示す。特に、ウエハを、図６Ａの照明条件を使って最
初に露出し、その後、同じレチクルを使って、このウエ
ハを図７Ａの照明条件で露出する。図８のシミュレーシ
ョン結果から分るように、本発明の多重露出法は、所望
の煉瓦壁パターンをウエハ上に結像する結果となる。
【００４１】従って、本発明の前記の方法は、ピッチが
露出波長より遙かに小さく且つピッチ比が１：１に近い
形態のプリントを可能にし、それによってｋpitch を
０．３０に発展させる。本発明は、非常に高い透過率減
衰ＰＳＭ（例えば、クロムレスＰＳＭ）に関連する強い
近接効果のために、そのようなＰＳＭに使うのに特に適
することを注記する。更に、本発明の方法は、同じレチ
クルの多重露出を可能にし、それによって複数のレチク
ルを使うことを要する多重露出法に関連する問題を無く
する。
【００４２】本発明の主な利点の一つは、それを、接触
孔をプリントする場合のように、暗視野結像に適用でき
ることである。本発明より前は、接触孔をプリントする
ために交互開口法が使われていた。しかし、そのような
交互開口法で設計に位相シフトを適用する性質がそれを
接触ピッチの非常に狭い範囲にしか有効にしない。交互
ＰＳＭは、小さい暗線に適用する解像度向上法で、もし
接触子間のこの“暗線”が十分に小さければ、解像度が
改善する。しかし、接触子間の距離が比較的大きくなる
と、接触子間の領域に起る干渉の量が無視できる程にな
り、解像度向上が失われる。この方法は、相反する位相
割当ての問題もある。以下に説明するように、本発明
は、接触孔をプリントするために暗視野結像を利用する
ときに解像度向上をもたらす。
【００４３】図９Ａは、プリントすべき暗視野接触孔パ
ターンの例を示す。この例は、非常に高い透過率減衰位
相シフトリソグラフィでの二つの問題を示す。最初は、
暗いことを意図する大きい領域が、このフィールド領域
の高透過率のために暗くないことである。第２は、１：
１に近いピッチ比が暗格子効果を生じ、所望の明接触孔
のプリントにならないことである。
【００４４】図１０は、２４８ｎｍの可干渉性ビームお
よび０．８０ＮＡのレンズによって捕えた次数の回折で
照明したときに、図９Ａのパターンによって生成する回
折パターンを示す。上に“煉瓦壁”の例で詳述したのと
同じ方法論に従って、回折パターンの広い展望を得るよ
うに、図１０に示す回折パターンを作るためのシミュレ
ーションで利用した波長を１２６ｎｍに減少した。図１
１は、１２６ｎｍの可干渉性ビームおよび０．８０ＮＡ
のレンズで生成した回折パターンを示す。図１１から明
らかなように、この接触孔パターンの回折パターンは、
煉瓦壁の先の例より遙かに複雑であり、その結果、この
パターンの特定の空間周波数成分を識別することがより
困難である。しかし、調べてみると、図９Ｂに示すよう
に、中心に最も近い六つの次数の回折が空間周波数１ａ
（６００ｎｍ）、１ｂ（５３６ｎｍ）および１ｃ（５３
６ｎｍ）に対応することが分る。ｘ軸およびｙ軸に沿
い、この０．８０ＮＡのレンズのすぐ外にある四つの次
数の回折が、図９Ｂに示すように、空間周波数２ａ（３
００ｎｍ）および２ｂ（３００ｎｍ）に対応する。ｘ軸
から約＋／−３０°でこの０．８０ＮＡのレンズのすぐ
内にある四つの次数の回折が、図９Ｂに示すように、空
間周波数３ａ（３３３ｎｍ）および３ｂ（３３３ｎｍ）
に対応する。図１２は、σが１．０に等しく且つ露出波
長が２４８ｎｍに等しい従来の照明設定の照明器から生
ずる、図１０の回折パターンに対応する瞳充満パターン
を示す。
【００４５】次に、この回折パターンおよび瞳充満パタ
ーンを、例えば、実験的方法によって解析し、このパタ
ーンの特定の要素の結像を最適化する可干渉性条件を示
す。例えば、もし、レンズが図９Ｂのベクトル１ａ、１
ｂおよび１ｃに関連する次数の回折だけを捕えるように
このレンズのＮＡを減少させると、この像のどの成分が
それらに含まれるかが観察できる。図１３Ａは、このＮ
Ａを２４８ｎｍの露出で０．６０に設定すると、このレ
ンズがこの可干渉性ビームの中央の六つの次数の回折だ
けを捕えることを示す。図１３Ｂは、図１３Ａの可干渉
性条件、および透過率１００％のクロムレス位相シフト
パターンに対する結果空中像シミュレーションを示す。
このシミュレーションから、暗領域としての１：１に近
い形態のプリントおよび暗ではなく明領域としての比較
的大フィールド領域像の問題の両方が起ることが分る。
従って、この解析によって、技術者は、全体の回折パタ
ーンのこの部分が望ましくない要素を結像、即ち、必要
な接触孔パターンではなく、実際の接触孔によって囲ま
れた大きいフィールド領域の光強度を集中することに貢
献させると結論付けることができる。これは、望ましく
ない状態であり、クロムレス位相シフトレチクルで大フ
ィールド領域および１：１に近いピッチ比の適正な結像
を可能にするようにレチクルパターンを変えることによ
ってこの回折パターンを修正する必要を示す。
【００４６】回折パターンのこの部分がウエハ面で像形
成に貢献するのを防ぐためには、少なくとも二つの可能
な方法がある。一つは、この領域でレチクルを通して伝
達される露出エネルギーを阻止するために、この領域に
クロムパターンを使うことである。第２のものは、この
例で使い、回折パターンのこの部分をすっかり設計する
ような方法でこのレチクルパターンを修正することであ
る。回折パターンのそのような修正は、例えば、実験的
方法を使って行うことができる。図１４は、複合回折パ
ターンの一部として、図９の接触孔像を創るために必要
な回折要素を有するパターンの例を示す。図１５は、図
１４のパターンによって生成した、２４８ｎｍの可干渉
性ビームに対する回折パターンを示す。図１５から明ら
かなように、このパターンの望ましくない回折要素は除
かれ、一方同時に特定の可干渉性条件からこの接触孔パ
ターンを構成するために必要な外側次数の回折を維持す
る。
【００４７】上に説明したのと同様な方法で、所望の接
触パターンを結像するために必要な露出のための可干渉
性条件を適切に選択するために、回折パターンの広い展
望を得るように、図１５に示す回折パターンを作るため
のシミュレーションで利用した波長を１２６ｎｍに減少
した。図１６は、この１２６ｎｍの可干渉性ビームおよ
び０．８０ＮＡレンズで生成した回折パターンを示す。
図１６を吟味すると、このパターンの各成分に対してど
れが最適可干渉性条件かを決められる。例えば、図１８
Ａに示すように、照明源がσ０．８０およびｘ軸から＋
／−４５°の角度（クエーザの照明に相当）で中心に置
くように可干渉性条件を設定することによって、図１７
に示すように、高空間周波数回折次数をこの結像システ
ムで捕えることができる。この特別の可干渉性設定を使
って、そのような設定では悪くしか結像しない低空間周
波数矩形接触子を犠牲にして、小さく密に接近した接触
子の列の結像を向上する。図１８Ｂは、９０／６０／３
０、０．８０のＮＡ、および１７ｍＪの露出線量の設定
（即ち、図１８Ａの照明設定）でクエーザ照明を使うシ
ミュレーション結果を示す。
【００４８】矩形接触孔を結像するために、図２０Ａに
示すように、照明領域がｘ軸およびｙ軸上に中心を置く
ように４５°だけ回転したクエーザの照明を使って、こ
れらの形態の結像に大きく貢献する次数の回折を最も良
く捕えることを決めた。特に、この可干渉性条件は、図
１９の回折パターンに示すように、低空間周波数矩形接
触孔の結像に貢献しない次数の回折を結像システムが捕
えないように、０．４５のσに中心を置いた。図２０Ｂ
は、６０／３０／３０、０．８０のＮＡ、および１４ｍ
Ｊの露出線量の設定（即ち、図２０Ａの照明設定）で回
転したクエーザ照明を使うシミュレーション結果を示
す。
【００４９】最後に、図２１は、二つの照明設定（即
ち、図１８Ａと図２０Ａの照明設定）を組合わせたとき
のシミュレーション結果を示す。分るように、所望の接
触孔パターンが忠実に再現されている。
【００５０】前記の事項から明らかなように、本発明
は、従来技術より顕著な利益を提供する。最も重要なこ
とに、本発明の新奇な方法は、ピッチ解像能力を向上す
るように、非常に高い透過率の減衰ＰＳＭ、新奇な照
明、革新的露出法、および回折パターンの設計を使用し
て光学的拡張をもたらす。本発明の方法は、ピッチが露
出波長より遙かに小さく、１：１に近いピッチ比を有す
る形態のプリントを可能にし、ｋpitch を０．３０にす
る。その上、本発明の方法は、結像プロセスで異なるレ
チクルを使う必要がある多重露出法に関連する問題も無
くする。以下に更に詳しく説明するように、本発明の方
法は、単一レチクルを使用し、それによって、例えば、
レチクル配置誤差のような問題を無くする。
【００５１】図２２は、この発明の方法に使うために適
したリソグラフィ投影装置を概略的に描く。この装置
は： - 放射線の投影ビームＰＢを供給するための、放射線シ
ステムＥｘ、ＩＬ。この特別の場合、この放射線システ
ムは、放射線源ＬＡも含む、； - マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマ
スクホルダを備え、およびこのマスクを部材ＰＬに関し
て正確に位置決めするために第１位置決め手段に結合さ
れた第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ； - 基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウエ
ハ）を保持するための基板ホルダを備え、およびこの基
板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位
置決め手段に結合された第２物体テーブル（基板テーブ
ル）ＷＴ； - マスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例え
ば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための投影シ
ステム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、屈折性、反射性ま
たは反射屈折性の光学システム）を含む。
【００５２】ここに描くように、この装置は、透過型で
ある（即ち、透過性のマスクを有する）。しかし、一般
的に、それは、例えば、（反射性のマスクを備える）反
射型でもよい。その代りに、この装置は、マスクを使う
代替案としてのもう１種類のパターニング手段を使って
もよく；その例にはプログラム可能ミラーアレイまたは
ＬＣＤマトリックスがある。
【００５３】この線源ＬＡ（例えば、水銀灯またはエキ
シマレーザ）は、放射線のビームを作る。このビームを
直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのような、
状態調節手段を通してから、照明システム（照明器）Ｉ
Ｌの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの強度分
布の外側および／または内側半径方向範囲（普通、それ
ぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を設定する
ための調整手段ＡＭを含んでもよい。その上、それは、
一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、
種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入
射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強
度分布を有する。
【００５４】図２２に関して、線源ＬＡは、（この線源
ＬＡが、例えば、水銀灯である場合によくあることだ
が）このリソグラフィ投影装置のハウジング内にあって
もよいが、このリソグラフィ投影装置から遠く離れてい
て、それが作った放射線ビームをこの装置に（例えば、
適当な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注目す
べきで；この後者のシナリオは、線源ＬＡがエキシマレ
ーザ（例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ2レージングに
基づく）である場合によくあることである。本発明は、
これらのシナリオの両方を包含する。
【００５５】ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ
上に保持されたマスクＭＡを横切る。マスクＭＡを横断
してから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それが
このビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位
置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）を使って、基
板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分Ｃをビーム
ＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができ
る。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリか
ら機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決
め手段を使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して
正確に配置することができる。一般的に、物体テーブル
ＭＴ、ＷＴの移動は、図２０にはっきりは示さないが、
長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロ
ークモジュール（微細位置決め）を使って実現する。し
かし、ウエハステッパの場合は（ステップアンドスキャ
ン装置と違って）、マスクテーブルＭＴを短ストローク
アクチュエータに結合するだけでもよく、または固定し
てもよい。
【００５６】図示する装置は、二つの異なるモードで使
うことができる： - ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的に
固定して保持し、全マスク像を目標部分Ｃ上に一度に
（即ち、単一“フラッシュ”で）投影する。次に基板テ
ーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動して異なる
目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする； - 走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フラ
ッシュ”では露出しないことを除いて、本質的に同じシ
ナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルＭＴが
与えられた方向（所謂“走査方向”、例えば、ｙ方向）
に速度νで動き得て、それで投影ビームＰＢがマスク像
の上を走査させられ；同時に、基板テーブルＷＴがそれ
と共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで動かされ、
このＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、Ｍ＝１／４ま
たは１／５）である。この様にして、比較的大きい目標
部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露出でき
る。
【００５７】本発明のある特定の実施例を開示したが、
本発明はその精神または本質的特性から逸脱することな
く、他の形で実施してもよいことに注目すべきである。
従って、本実施例は、全ての点で例示であり、限定と考
えるべきでなく、この発明の範囲は、前記請求項によっ
て示し、従って、これらの均等物の意味および範囲内に
入る全ての変更は、それに包含する意図である。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】軸外照明法の利用がリソグラフィシステムに
よって結像できる最小ピッチを減少可能にする方法を示
す。
【図１Ｂ】軸外照明法の利用がリソグラフィシステムに
よって結像できる最小ピッチを減少可能にする方法を示
す。
【図１Ｃ】軸外照明法の利用がリソグラフィシステムに
よって結像できる最小ピッチを減少可能にする方法を示
す。
【図１Ｄ】軸外照明法の利用がリソグラフィシステムに
よって結像できる最小ピッチを減少可能にする方法を示
す。
【図２Ａ】本発明の方法を利用して結像すべき例示的
“煉瓦壁”パターンを示す。
【図２Ｂ】図２Ａの“煉瓦壁”パターンの四つの空間周
波数成分を示す。
【図３】図２Ａの“煉瓦壁”パターンによって生成した
回折パターンを示す。
【図４】図３に示す回折パターンを生成するために利用
した露出波長の約１／２の波長を利用して、図２Ａの
“煉瓦壁”パターンによって生成した回折パターンを示
す。
【図５】σが１．０に等しく且つ露出波長が２４８ｎｍ
に等しい従来の照明に設定した照明器から生ずる、図３
の回折パターンに対応する瞳充満図を示す。
【図６Ａ】図２Ａの“煉瓦壁”パターンの水平形態をパ
ターン化するために最適化したＹダイポール露出設定を
示す。
【図６Ｂ】図６ＡのＹダイポール露出設定を利用する、
“煉瓦壁”パターンのシミュレートした空中像を示す。
【図７Ａ】図２Ａの“煉瓦壁”パターンの垂直形態をパ
ターン化するために最適化した従来の照明設定を示す。
【図７Ｂ】図７Ａの従来の照明設定を利用する、“煉瓦
壁”パターンのシミュレートした空中像を示す。
【図８】図６Ａと図７Ａの最適化した露出の両方を利用
する、“煉瓦壁”パターンの結果空中像を示す。
【図９Ａ】本発明の方法を利用して結像すべき暗視野接
触孔パターンの例を示す。
【図９Ｂ】図９Ａの接触孔パターンの七つの空間周波数
成分を示す。
【図１０】図９Ａの接触孔パターンによって生成した回
折パターンを示す。
【図１１】図１０に示す回折パターンを生成するために
利用した露出波長の約１／２の波長を利用して、図９Ａ
の接触孔パターンによって生成した回折パターンを示
す。
【図１２】σが１．０に等しく且つ露出波長が２４８ｎ
ｍに等しい従来の照明に設定した照明器から生ずる、図
１０の回折パターンに対応する瞳充満図を示す。
【図１３Ａ】２４８ｎｍ波長、ＮＡ＝０．６０によって
捕えた、図９Ａの接触孔パターンの複数次回折を示す。
【図１３Ｂ】図９Ａの接触孔パターンの六つの次数の回
折を捕えることによって生ずる、この接触孔パターンの
空中像を示す。
【図１４】図９Ａの接触孔パターンを適正に結像するた
めに必要な回折要素を含む修正したパターンを示す。
【図１５】図１４のパターンによって生成した回折パタ
ーンを示す。
【図１６】図１５に示す回折パターンを生成するために
利用した露出波長の約１／２の波長を利用して、図１４
のパターンによって生成した回折パターンを示す。
【図１７】σ＝０．８５および＋／−４５°の角度の可
干渉性設定によって捕えた、図１４のパターンの複数次
回折を示す。
【図１８Ａ】図１９Ａの小さく密な接触孔の列のパター
ンを結像するために最適化したクエーザ照明設定を示
す。
【図１８Ｂ】設定が９０／６０／３０、０．８０のＮ
Ａ、および１７ｍＪである、クエーザ照明設定を利用す
る接触孔パターンのシミュレートした空中像を示す。
【図１９】ｘ軸およびｙ軸の両方に沿うσ＝０．４５の
可干渉性設定によって捕えた、図１４のパターンの複数
次回折を示す。
【図２０Ａ】図９Ａの大きく、密でない接触孔パターン
を結像するために最適化したクエーザ照明設定を示す。
【図２０Ｂ】設定が６０／３０／３０、０．８０のＮ
Ａ、および１４ｍＪである、図２０Ａのクエーザ照明設
定を利用する接触孔パターンのシミュレートした空中像
を示す。
【図２１】図１８Ａと図２０Ａの最適化した露出の両方
を利用する、接触孔パターンの結果空中像を示す。
【図２２】この発明に使うために適したリソグラフィ投
影装置を概略的に描く。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン シュー アメリカ合衆国 カリフォルニア、フレモ ント、 アンバー プレイス 40658 (72)発明者 トーマス レイディグ アメリカ合衆国 カリフォルニア、ポイン ト リッチモンド、 コティッジ アヴェ ニュー 201 (72)発明者 ダグラス ヴァン デン ブローク アメリカ合衆国 カリフォルニア、サニー ヴェイル、 モッキンバード レイン 917 (72)発明者 ジャン ファン チェン アメリカ合衆国 カリフォルニア、キュー パーティーノ、 パイン ブルック レイ ン 11752

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路に対応するリソグラフィパター
    ンを高透過率減衰位相シフトマスクを利用して半導体基
    板上に光学露出装置を使って光学的に伝達するための方
    法であって、 前記リソグラフィパターンに対応する回折パターンを生
    成し、上記回折パターンが前記リソグラフィパターンに
    対応する複数の空間周波数成分を示す工程、 前記リソグラフィパターンを正確に再現するために、前
    記空間周波数成分のどれを前記光学露出装置のレンズに
    よって捕える必要があるかを決める工程、 前記光学露出装置が前記リソグラフィパターンを正確に
    再現するために必要な前記空間周波数成分を捕えるため
    に必要な一組の照明条件を決める工程、および前記照明
    条件の前記組で前記高透過率減衰位相シフトマスクを照
    明する工程を含む方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法に於いて、前記高透
    過率減衰位相シフトマスクが１００％透過率減衰位相シ
    フトマスクである方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法に於いて、前記照明
    条件の組が複数の異なる照明条件を含み、前記高透過率
    減衰位相シフトマスクを異なる照明条件の各々で照明す
    る方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法に於いて、前記照明
    条件の各々が異なる可干渉性露出設定を含む方法。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法に於いて、前記光学
    露出装置が軸外照明を利用する方法。
  6. 【請求項６】 請求項２に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法であって、更に、 前記半導体基板上に伝達したリソグラフィパターンの精
    度を損う空間周波数成分を識別するように前記回折パタ
    ーンを解析する工程、および前記リソグラフィパターン
    の精度を損う空間周波数成分が前記光学露出装置によっ
    て捕えられるのを防ぐために必要な前記照明条件を決定
    する工程を含む方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法であって、更に、前
    記リソグラフィパターンの正確な再現に悪影響する空間
    周波数成分を除去するように、回折パターンを修正する
    工程を含む方法。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載されたリソグラフィパタ
    ーンを光学的に伝達するための方法であって、更に、前
    記空間周波数成分が前記基板に達するのを防ぐように、
    前記リソグラフィパターンの正確な再現に悪影響する少
    なくとも一つの空間周波数成分に関連する露出エネルギ
    ーを阻止する工程を含む方法。
  9. 【請求項９】 コンピュータによって読取り可能な記録
    媒体、集積回路に対応するリソグラフィパターンを高透
    過率減衰位相シフトマスクを利用して半導体基板上に光
    学露出装置を使って光学的に伝達するために、コンピュ
    ータに光学露出装置を制御するように指令するために記
    録媒体上に記録した手段を含むコンピュータを制御する
    ためのコンピュータプログラム製品であって、前記伝達
    方法が、 前記リソグラフィパターンに対応する回折パターンを生
    成し、前記回折パターンが前記リソグラフィパターンに
    対応する複数の空間周波数成分を示す工程、 前記リソグラフィパターンを正確に再現するために、前
    記空間周波数成分のどれを前記光学露出装置のレンズに
    よって捕える必要があるかを決める工程、 前記光学露出装置が前記リソグラフィパターンを正確に
    再現するために必要な前記空間周波数成分を捕えるため
    に必要な一組の照明条件を決める工程、および前記照明
    条件の前記組で前記高透過率減衰位相シフトマスクを照
    明する工程を含む製品。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載されたコンピュータプ
    ログラム製品に於いて、前記高透過率減衰位相シフトマ
    スクが１００％透過率減衰位相シフトマスクである製
    品。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記照明条件の組が複数の異
    なる照明条件を含み、前記高透過率減衰位相シフトマス
    クを異なる照明条件の各々で照明する製品。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記照明条件の各々が異なる
    可干渉性露出設定を含む製品。
  13. 【請求項１３】 請求項１０に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記光学露出装置が軸外照明
    を利用する製品。
  14. 【請求項１４】 請求項１０に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記伝達方法が、更に、 前記半導体基板上に伝達したリソグラフィパターンの精
    度を損う空間周波数成分を識別するように前記回折パタ
    ーンを解析する工程、および前記リソグラフィパターン
    の精度を損う空間周波数成分が前記光学露出装置によっ
    て捕えられるのを防ぐために必要な前記照明条件を決定
    する工程を含む製品。
  15. 【請求項１５】 請求項１０に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記伝達方法が、更に、前記
    リソグラフィパターンの正確な再現に悪影響する空間周
    波数成分を除去するように、回折パターンを修正する工
    程を含む製品。
  16. 【請求項１６】 請求項１０に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記伝達方法が、更に、前記
    空間周波数成分が前記基板に達するのを防ぐように、前
    記リソグラフィパターンの正確な再現に悪影響する少な
    くとも一つの空間周波数成分に関連する露出エネルギー
    を阻止する工程を含む製品。
  17. 【請求項１７】 デバイス製造方法であって、 リソグラフィパターンに対応する回折パターンを生成す
    る工程にして、前記回折パターンが前記リソグラフィパ
    ターンに対応する複数の空間周波数成分を示す工程、 前記リソグラフィパターンを基板上に正確に再現するた
    めに、前記空間周波数成分のどれを光学露出装置のレン
    ズによって捕える必要があるかを決める工程、 前記光学露出装置が前記リソグラフィパターンを正確に
    再現するために必要な前記空間周波数成分を捕えるため
    に必要な一組の照明条件を決める工程、および前記照明
    条件の前記組で高透過率減衰位相シフトマスクを照明す
    る工程を含む方法。
  18. 【請求項１８】 マスクを生成するための方法であっ
    て、前記方法が、 結像すべきリソグラフィパターンに対応する回折パター
    ンを生成する工程にして、前記回折パターンが前記リソ
    グラフィパターンに対応する複数の空間周波数成分を示
    す工程、 前記リソグラフィパターンを正確に再現するために、前
    記空間周波数成分のどれを光学露出装置のレンズによっ
    て捕える必要があるかを決める工程、および前記空間周
    波数成分を基板上に結像するために捕えられるようにす
    るパターンを有するレチクルを作る工程を含む方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載されたマスクを生成
    する方法に於いて、前記レチクルは、前記空間周波数成
    分が前記基板に達するのを防ぐように、前記リソグラフ
    ィパターンの正確な再現に悪影響する少なくとも一つの
    空間周波数成分に関連する露出エネルギーを阻止する方
    法。
  20. 【請求項２０】 コンピュータによって読取り可能な記
    録媒体、このコンピュータに、集積回路に対応するリソ
    グラフィパターンを半導体基板上に光学露出装置を使っ
    て光学的に伝達するプロセスで利用するマスクに対応す
    るファイルを生成するように指令するためにこの記録媒
    体上に記録した手段を含むコンピュータを制御するため
    のコンピュータプログラム製品であって、前記伝達方法
    が、 結像すべきリソグラフィパターンに対応する回折パター
    ンを生成し、前記回折パターンが前記リソグラフィパタ
    ーンに対応する複数の空間周波数成分を示す工程、 前記リソグラフィパターンを正確に再現するために、前
    記空間周波数成分のどれを光学露出装置のレンズによっ
    て捕える必要があるかを決める工程、および前記空間周
    波数成分を基板上に結像するために捕えられるようにす
    るパターンを有するレチクルを作る工程を含む製品。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載されたコンピュータ
    プログラム製品に於いて、前記レチクルは、前記空間周
    波数成分が前記基板に達するのを防ぐように、前記リソ
    グラフィパターンの正確な再現に悪影響する少なくとも
    一つの空間周波数成分に関連する露出エネルギーを阻止
    する製品。
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