JP2003233165A - マスク、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細なホール径を持ち、コンタクトホール列
のパターン、あるいは孤立コンタクトホールとコンタク
トホール列とが混在するパターンを、マスクを交換せず
に、高解像度で露光可能な露光方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明の基板に転写すべきパターンを有
するマスクは、第１の所望のコンタクトホールパターン
と、第１の所望のコンタクトホールパターンの周辺に配
列され、第１の所望のコンタクトホールパターンのホー
ル径よりも小さなホール径を持つ第１のダミーのコンタ
クトホールパターンと、第１の所望のコンタクトホール
パターンとホール径が異なる第２の所望のコンタクトホ
ールパターンと、第２の所望のコンタクトホールパター
ンの周辺に配列され、第２の所望のコンタクトホールパ
ターンのホール径よりも小さなホール径を持つ第２のダ
ミーのコンタクトホールパターンと、を有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ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、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種
デバイスの製造に用いられる露光装置用のマスクに係
り、特に微細コンタクトホールパターンを露光する際に
用いられるマスク及び露光方法及びそのマスクを使った
デバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ技術を用いて製造する際に、マスクパター
ンを投影光学系を介して感光材が塗布された基板（ウエ
ハ又はガラス基板等）上に露光する投影露光装置が使用
されている。以下、投影露光装置による露光方法につい
て説明する。図７は投影露光装置の概要を模式的に表し
た図である。図７において、７１は原版としてのマスク
（レチクル）であり、露光光を遮光する遮光部と露光光
を透過させる透過部からなり回路パターン等が描かれて
いる。７４は照明系であり、光源からの露光光でマスク
を照明する。７２は投影光学系であり、複数枚のレンズ
若しくはミラーで構成されている。７３は基板であり、
露光光の波長や露光パターンに応じたレジストが感光材
として塗布されている。以上の構成により、この投影露
光装置は、マスク７１を照明系７４により露光光で照射
し、マスク７１の透光部を抜けた回折光を投影光学系７
２で集光し、マスク７１上の所定のパターンを光学像と
して基板７３上に露光する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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
類のコンタクトパターンを混在させる必要が生じてき
た。しかし、従来の位相シフトマスク技術だけではコン
タクトホール列と孤立コンタクトが混在したコンタクト
ホールパターンを同時に解像度良く露光できなかった。
これに対して、２枚のマスクを用いて異なる種類のパタ
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、従来の二重露光は、２枚のマ
スクを必要とするのでコストアップを招き、２回の露光
のためにスループットが低下し、マスク交換２回の露光
の高い重ね合わせ精度を必要とするため実用上解決すべ
き問題が多い。

【０００４】そこで、微細な（例えば、０．１５μｍ以
下の）ホール径を持ち、コンタクトホール列のパター
ン、あるいは孤立コンタクトホールとコンタクトホール
列とが混在するパターンを、スループットの低下を招か
ずに、高解像度で露光可能なマスク及び露光方法及び該
マスクを用いたデバイス製造方法を提供することを本発
明の例示的目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の基板に
転写すべきパターンを有するマスクは、第１の所望のコ
ンタクトホールパターンと、前記第１の所望のコンタク
トホールパターンの周辺に配列され、前記第１の所望の
コンタクトホールパターンのホール径よりも小さなホー
ル径を持つ第１のダミーのコンタクトホールパターン
と、前記第１の所望のコンタクトホールパターンとホー
ル径が異なる第２の所望のコンタクトホールパターン
と、前記第２の所望のコンタクトホールパターンの周辺
に配列され、前記第２の所望のコンタクトホールパター
ンのホール径よりも小さなホール径を持つ第２のダミー
のコンタクトホールパターンと、を有することを特徴と
する。

【０００６】請求項２の発明のマスクは、請求項１記載
のマスクであって、前記第１の所望のコンタクトホール
パターンと前記第２の所望のコンタクトホールパターン
とがほぼ等しい露光量で前記基板に転写されるように前
記第１及び第２のダミーのコンタクトホールパターンの
数及び／又はホール径の大きさを調節したことを特徴と
する。

【０００７】請求項３の発明の基板に転写すべきパター
ンを有するマスクは、第１の周期で配列された第１の所
望のコンタクトホールパターンと、前記第１の所望のコ
ンタクトホールの周辺に前記第１の周期で配列され、前
記第１の所望のコンタクトホールパターンのホール径よ
りも小さなホール径を持つ第１のダミーのコンタクトホ
ールパターンと、前記第１の周期と異なる第２の周期で
配列された第２の所望のコンタクトホールパターンと、
前記第２の所望のコンタクトホールの周辺に前記第２の
周期で配列され、前記第２の所望のコンタクトホールパ
ターンのホール径よりも小さなホール径を持つ第２のダ
ミーのコンタクトホールパターンと、を有することを特
徴とする。

【０００８】請求項４の発明の基板に転写すべきパター
ンを有するマスクは、第１の周期で配列された第１の所
望のコンタクトホールパターンと、前記第１の所望のコ
ンタクトホールの周辺に前記第１の周期で配列され、前
記第１の所望のコンタクトホールパターンのホール径よ
りも小さなホール径を持つ第１のダミーのコンタクトホ
ールパターンと、前記第１の所望のコンタクトホールパ
ターンとホール径が異なり、第２の周期で配列された第
２の所望のコンタクトホールパターンと、前記第２の所
望のコンタクトホールの周辺に前記第２の周期で配列さ
れ、前記第２の所望のコンタクトホールパターンのホー
ル径よりも小さなホール径を持つ第２のダミーのコンタ
クトホールパターンと、を有することを特徴とする。

【０００９】請求項５の発明のマスクは、請求項３又は
４記載のマスクにであって、前記第１の所望のコンタク
トホールパターンと前記第２の所望のコンタクトホール
パターンとがほぼ等しい露光量で前記基板に転写される
ように前記第１及び第２のダミーのコンタクトホールパ
ターンの数及び／又はホール径の大きさを調節したこと
を特徴とする。

【００１０】請求項６の発明のマスクは、請求項１〜５
のいずれか１項記載のマスクであって、位相シフトマス
クであることを特徴とする。

【００１１】請求項７の発明のマスクは、請求項１〜５
のいずれか１項記載のマスクであって、ハーフトーンマ
スクであることを特徴とする。

【００１２】請求項１〜７のいずれか１項記載のマスク
を準備し、請求項８の発明の露光方法は、前記第１、第
２の所望のコンタクトホールのパターンが解像され且つ
該第１、第２の所望のコンタクトホールのパターン以外
の解像が抑制されるように前記マスクを照明して前記マ
スクを経た光を被露光体に投影光学系を介して投影する
ことによって、前記第１、第２の所望のコンタクトホー
ルのパターンで前記被露光体を露光することを特徴とす
る。

【００１３】請求項９の発明のデバイス製造方法は、請
求項１〜７のいずれか１項記載のマスクを準備する段階
と、露光装置を用いて該マスクのパターンを基板に転写
する段階と、該転写された基板を現像する段階と、を有
することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に用いた例示的な露光装置について説明する。

【００１５】ここで、図１０は、本発明の露光装置１０
の概略ブロック図である。図１０に示すように、露光装
置１０は、照明装置１００と、マスク２００と、投影光
学系３００と、基板４００と、ステージ４５０と、結像
位置調節装置５００とを有する。

【００１６】露光装置１０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基板４
００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。

【００１７】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１１０と照明光
学系１２０とを有する。

【００１８】光源１１０としては、波長約１９３ｎｍの
ＡｒＦ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Ｆ２エキシマレー
ザーなどを使用することができる。

【００１９】照明光学系１２０は、マスク２００を照明
する光学系であり、ここでは、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１５０
と、コンデンサーレンズ１６０とを含む。

【００２０】集光光学系１３０は、それに入射した光束
をオプティカルインテグレータ１４０へ効率よく導入す
るためのものである。

【００２１】オプティカルインテグレータ１４０はマス
ク２００に照明される照明光を均一化し、入射光の角度
分布を位置分布に変換して出射するハエの目レンズとし
て構成される。ハエの目レンズは、その入射面１４０ａ
と出射面１４０ｂとがフーリエ変換の関係に維持されて
いる。

【００２２】ハエの目レンズの出射面１４０ｂ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。この
際、その多数の点光源（有効光源）の形成される面と投
影光学系３００の瞳面は光学的にほぼ共役な位置関係に
なっており、ケーラー照明の条件が満たされている。

【００２３】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。開口絞り１５０は投影光学
系３００の瞳面３２０とほぼ共役な位置に設けられてお
り、開口絞り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。

【００２４】照明されたマスク２００から射出した回路
パターン情報を有する光束は、開口絞り３２０を有する
投影光学系３００により露光に最適な倍率で感光剤が塗
布された基板４００に投影結像され、これにより基板４
００に回路パターンが転写される。基板４００は、ステ
ージ４５０に固定されており、その位置はレーザー干渉
計５００等により制御されている。そして、投影光学系
３００の倍率をＭとすると、例えばマスク２００を速度
ｖで走査すると同時に、基板４００を速度ｖ・Ｍにて同
期走査することで基板４００の露光が行われる。

【００２５】マスク２００として、図３（ｂ）のような
所望のコンタクトホールパターンが所定の周期で配置さ
れ、その周辺にダミーのコンタクトホールパターンが配
置されたものを使うことができる。ここで、図３（ｂ）
は所望のコンタクトホールパターン及びダミーのコンタ
クトホールパターンを形成したバイナリーマスクの概略
図である。図３（ｂ）のマスクは、透過率１の透光部で
ある所望のコンタクトホールパターン３１及び基板にダ
ミーのコンタクトホールパターン３２と、透過率０の遮
光部３３とから構成されている。なお、各光透過部の位
相は等しい。両コンタクトホールパターン３１及び３２
は、ホール径をＰとすると縦横方向にピッチＰ_０＝２Ｐ
で整列して、コンタクトホール列を２次元的に形成す
る。

【００２６】また、開口絞り１５０として、コンタクト
ホールを解像するための十字斜入射照明と、その十字斜
入射照明によって生じる偽解像を抑制する（即ち、偽解
像パターンに対応する露光量は抑え（露光量の増加
小）、所望のコンタクトホールパターンの露光量を強調
する（露光量の増加大））ような照明とを利用してマス
ク２００を照明するための開口形状を有する開口絞りを
使うことができる。

【００２７】例えば、図４及び図８の開口絞りである。
なお、図４及び図８は開口絞り１５０の一例である。図
４は、中心が十字形状に遮光された有効光源分布を有す
る変形照明用絞りとして構成された開口絞りの概略図で
ある。この開口絞りは、０度、９０度、１８０度及び２
７０度（即ち、十字形状に）に配置されて半径方向と直
交する方向に長手に形成された４つの十字斜入射照明部
４１ａと、その十字斜入射照明部４１ａから４５度傾い
て０度、９０度、１８０度及び２７０度（即ち、十字形
状に）に配置され、扇型である偽解像抑制部４１ｂとを
有する。白抜き部４１が透光部を表し、斜線部４２は遮
光部を表す。図８は、白抜き部８２が透光部を表し、斜
線部８１は遮光部を表す。図８の開口絞りのほうは、図
４の絞りに比べて十字型の遮光部が全体的に拡大し、そ
の十字の角が削れた形状をしており、図４の絞りと同様
の構成となっている。

【００２８】図４の開口絞りと図３（ｂ）のマスクを使
用することでコンタクトホールの解像力が良くなる。以
下その詳細について説明する。

【００２９】コンタクトホールのピッチが小さいと図３
（ｂ）のマスクを用いて少σ照明をした場合には、投影
光学系３００の瞳面３２０上における回折光は、０次回
折光を除き他の回折光は瞳外へ外れてしまう。図１４に
示すように、０次回折光１０が生じ、他の回折次数の回
折光は瞳面上において、回折光１１乃至１８のようにな
る。よって、０次以外の回折光は投影レンズの瞳の外へ
出てしまい、このような条件のもとではパターンが形成
されない。ここで、図１４は、図３（ｂ）に示すマスク
に小σ照明したときの瞳面３２０上の回折光の位置と、
斜入射照明をしたときの回折光の移動する位置を示した
模式図である。

【００３０】そこで、これらの回折光１１乃至１８が瞳
に入るような照明をする必要がある。例えば、２つの回
折光１０及び１５を例にとって、かかる回折光が図１４
に示す瞳面３２０の斜線領域に来るようにするには、図
１５で示される有効光源面において、暗い矩形の領域ａ
で示されるように斜入射照明を設定する。１０’及び１
５’で示される回折光はクロス及び斜線で示す矩形領域
ｂ１及びｂ２にそれぞれ移動し、投影光学系３００の瞳
両端に入射することになる。一つの矩形で示される有効
光源で２つの回折光が瞳に入射し、両者の干渉により基
板４００に等ピッチの直線状の干渉縞が形成される。同
様に、２つの回折光１０及び１７においても１０及び１
５で説明した斜入射照明を設定することができる。この
ような矩形の有効光源領域を図１６に示すように４つ組
み合わせることにより、基板４００には縦と横の等ピッ
チ直線状の干渉縞が形成され、光強度の重なった交点に
強度が大きい部分と小さい部分が２次元周期的に現れ
る。このときの有効光源形状を図１９（ａ）に示すよう
に、十字に配置された瞳の半径方向に直交する方向に長
手を有する４つの矩形となる。

【００３１】図３（ｂ）に示すマスクでは、所望のコン
タクトホールパターンのホール径の大きさが、ダミーの
コンタクトホールパターンより大きくしてあるので、そ
の部分のみ周辺より強度が大きく、所望のコンタクトホ
ールパターンが基板４００に形成されることになる。し
かしながら、単に十字型の斜入射照明をしただけでは、
基板４００には、図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように
偽解像パターンが生じてしまい、所望のコンタクトホー
ルパターン以外にも不必要なパターンが生まれてしまう
（ここで、図１７は右側の開口絞りの開口形状に対応し
た基板４００での解像パターンのシミュレーションを示
した図である）。

【００３２】つまり、露光量で考えると、図１３に示す
細い実線で描かれた波線のようになり、所望径露光量レ
ベル（レジストの閾値）においては、所望パターンＰ_１
の間に偽解像パターンＰ_２が生じてしまっているのであ
る（ここで、図１３は十字斜入射照明及び本発明の変形
照明における露光量及び当該露光量に対応する基板４０
０での像を示した図である）。

【００３３】そこで、図１４に示すように、瞳面３２０
上で２つの回折光位置を直線的に結んで表される領域ｃ
を除き、少なくとも１つの回折光のみ瞳面３２０に入射
する有効光源分布を加える。この場合は一つの回折光と
しては０次光とするのが斜入射角を小さくできるので都
合が良い。図１８に有効光源分布の一例を示す。このよ
うな照明を行うためには、例えば、１つの回折光１０’
が瞳面３２０において暗い扇型の領域ａとして示される
ように照明を設定すればよい。これにより、１０’で示
される回折光は明るい扇型として示される領域ｂにそれ
ぞれ移動し、回折光が瞳面３２０に入射することにな
る。このような条件に相当するものは合計４つ存在し、
結局図１９（ｂ）に示すような形の有効光源となる。

【００３４】このように、照明系は、２つの回折光が瞳
に入射する有効光源分布（図１９（ａ）参照）と、１つ
の回折光が瞳に入射する有効光源分布（図１９（ｂ）参
照）を足し合わせた、図１９（ｃ）に示されるような中
央が十字状に抜けた有効光源を持つ変形照明を行うこと
ができる。このような有効光源分布を有する変形照明を
行うことで、基板４００面上では、図１７（ｃ）に示す
ように偽解像が消滅して所望のパターンのみを得られる
ことが理解される。

【００３５】つまり、基板４００での露光量は図１３に
示す太い実線で描かれた波線のようになり、所望径露光
量レベル（レジストの閾値）において、マスクの所望の
パターンに相当する部分の露光量のみが増加され、偽解
像パターンが消失した所望パターンＰ_３のみを得ること
ができるのである。

【００３６】以上、図１３、図１４乃至図１９を参照し
て説明したような変形照明は上述した図４の開口絞りを
用いることで可能となり、この開口絞りと図３（ｂ）の
マスクを使用することで、コンタクトホールパターンの
解像力が良くなる。

【００３７】＜参考実施例＞以下、上記の露光装置１０
を用いた参考実施例１について述べる。

【００３８】光源としてＫｒＦエキシマレーザー光源を
用い、投影光学系の縮小倍率が１／４である露光装置１
０において、マスク２００として図３（a）において模
式的に示したバイナリーマスクを用いて露光実験を行っ
た。

【００３９】ここで、図３（ａ）は、所望のコンタクト
ホールパターンを形成したバイナリーマスクの概略図で
ある。図３（ａ）のマスクは、透過率１の透光部３１と
透過率０の遮光部３３とから構成されて、各光透過部
（所望のコンタクトホールパターン）３１の位相は等し
い。コンタクトホール３１は、ホール径をＰとすると横
方向にピッチＰ_０＝２Ｐで整列し、縦方向にピッチＰ_１
＝４Ｐで整列して、コンタクトホール列を２次元的に形
成する。なお、開口絞り１５０としては通常の２／３輪
帯照明用のものを用いた。

【００４０】所望のパターン３１のホール径が４４０nm
の場合と所望のパターン３１のホール径が４８０nmの場
合とで、そのパターンを基板に転写させた（基板上での
ハーフピッチはそれぞれ１１０nm、１２０nmとなる）。

【００４１】図９（ａ）は今回の露光により得られた解
像パターンである（所望のパターン３１のホール径が４
４０nmの場合のもの）。図９（ａ）を見ても明らかなよ
うに解像度良く露光できなかった。

【００４２】その際、所望のパターン３１のホール径が
４４０nmの場合においてなるべく精度良くそのパターン
を基板に転写するのに適した露光量は７８５Ｊ／ｍ^２で
あり、ホール径が４８０nmの場合においてなるべく精度
良くそのパターンを基板に転写するのに適した露光量は
６００Ｊ／ｍ^２であった。（なお、レジストの材料とし
てはＴＯＫのＤＰ−７４６ＨＣを使用し、レジスト膜厚
は３５０nmとした）。

【００４３】従って、この結果より、所望のパターン３
１のホール径が４４０ｎｍの場合の図３（ａ）マスクの
パターンと、所望のパターン３１のホール径が４８０ｎ
ｍの場合の図３（ａ）マスクのパターンとでは、そのパ
ターンに適した露光量に１８５Ｊ／ｍ^２もの差があり、
同じ露光量で、なるべく精度良くそれらのパターンを同
時に基板に転写できないことがわかる。

【００４４】＜実施例＞以下、上記の露光装置１０を用
いた実施例について述べる。

【００４５】光源としてＫｒＦエキシマレーザー光源
（波長λ＝２４８nm）を用い、投影光学系３００の倍率
が１／４である露光装置１０において、マスク２００と
して図３（ｂ）において模式的に示したバイナリーマス
クを用いて露光実験を行った。なお、開口絞り１５０と
しては図４の開口絞りを用いた。

【００４６】所望のパターン３１のホール径が４４０nm
の場合（ダミーのパターン３２のホール径は３６０nm）
と所望のパターン３１のホール径が４８０nmの場合（ダ
ミーのパターン３２のホール径は４００nm）とで、その
パターンを基板に転写させた（基板上でのハーフピッチ
はそれぞれ１１０nm、１２０nmとなる）。

【００４７】図９（ｂ）が今回の露光により得られた解
像パターン（所望のパターン３１のホール径が４４０nm
の場合のもの）である。得られた解像パターンは参考例
１で得られた解像パターン（図９（ａ））よりも精度の
良いものであった。

【００４８】その際、所望のパターン３１のホール径が
４４０nmの場合においてなるべく精度良くそのパターン
を基板に転写するのに適した露光量は４６０Ｊ／ｍ^２で
あり、ホール径が４８０nmの場合においてなるべく精度
良くそのパターンを基板に転写するのに適した露光量は
４００Ｊ／ｍ^２であった（なお、レジストの材料として
はＴＯＫのＤＰ−７４６ＨＣを使用し、レジスト膜厚は
３５０nmとした）。

【００４９】以上より、所望のパターンの周辺に、ダミ
ーのパターンを配置することで、所望のパターンがより
精度良く基板に転写されるとともに、ホール径及びピッ
チの異なるパターンのそれぞれをなるべく精度良く転写
するのに適した露光量の差も６０Ｊ／ｍ^２に低減されて
おり、両者をほぼ同じ露光量で同時に転写することも可
能であることがわかる。

【００５０】なお、本実施例では図４の開口絞りを用い
たが、図８の開口絞りを用いると前記所望のパターンの
解像力がさらに良くなる。

【００５１】今度は、マスク２００として本発明のマス
クの一実施例である図１のマスクを用いた。

【００５２】図１において、白抜き部１１ａ、１１ｂ、
１２ａ、１２ｂがマスク透光部を表し、斜線部１３が遮
光部を表す。１１ａ及び１１ｂは所望のパターンであ
り、それぞれ所定のピッチで図３（ｂ）のマスクと同様
に周期的に並べられている。さらに、所望のパターン１
１ａ及び１１ｂより小さいホール径を持つ１２ａ、１２
ｂは所望のパターンではないダミーのパターンであり、
こちらも図３（ｂ）のマスクと同様に周期的に並べられ
ている。

【００５３】マスクの所望のパターン１１ｂのハーフピ
ッチ及びホール径は４８０nm、ダミーのパターン１２ｂ
のホール径は４００nm、マスクの所望のパターン１１ａ
のハーフピッチ及びホール径は４４０nm、ダミーのパタ
ーン１２ａのホール径は３２０nm（先ほどよりも４０nm
小さくした）である。計２４２個のホールパターンを配
置してある。

【００５４】このマスクを用いて露光を行ったところ、
所望のパターン１１ａ，１１ｂの両者は一回の露光で精
度良く基板に転写された（なお、レジストの材料として
はＴＯＫのＤＰ−７４６ＨＣを使用し、レジスト膜厚は
３５０nmとした）。これは、先ほど図３（ｂ）のマスク
を使った時のダミーのパターンのホール径を３６０nmか
ら３２０nmに小さくしたため、所望のパターン１１ａと
１１ｂのそれぞれのパターンをなるべく精度良く基板に
転写するのに適した露光量が等しくなったためである。

【００５５】以上の実施例ではダミーのパターンのホー
ル径の大きさを調節することでマスクの所望のパターン
のそれぞれをほぼ等しい露光量で基板に精度良く同時に
転写させることを行ったが、この他、ダミーのパターン
の数を調節することで、同様の効果を得ることができ
る。

【００５６】また、以上の実施例では所望のコンタクト
ホールパターンのホール径とそれを配列する際のハーフ
ピッチとを等しく設定したが、それらは異なっていても
良い。

【００５７】また、本実施例において図５もしくは図６
に模式的に示したマスクを用いても同様の効果が得るこ
とができる。以下に、図５及び図６のマスクについて説
明する（以下、わかり易く説明するために１種類のハー
フピッチよりなるマスクで説明する）。

【００５８】図５はいわゆるハーフトーンマスクで、５
１は所望のパターンに対応する透光部で５２はダミーの
パターンに対応する透光部である。斜線部５３はいわゆ
るハーフトーンで、斜線部５３を透過した光は、透光部
と位相差を１８０度に保つようにできており、その透過
率は数パーセントにするのが一般的である。

【００５９】図６はいわゆる位相シフトマスクで、上下
左右に隣り合う開口部の位相差が１８０度になるように
設計されているものである。図６（ａ）において、６１
は所望のパターンに対応する透光部を表し、６２はダミ
ーのパターンに対応する透光部である。斜線部６３は遮
光部である。透光部の位相分布は、例えば図６（ｂ）に
示したように、斜線部と白抜き部で位相差が１８０度に
なるようにすればよい。

【００６０】さらに、マスクに、必要に応じて近接光学
補正を入れてもよい。

【００６１】次に、図１１及び図１２を参照して、上述
の露光装置１０を利用したデバイスの製造方法の実施例
を説明する。図１１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ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。

【００６２】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
エハ製造）ではシリコンなどの材料を用いてウエハを製
造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ば
れ、マスクとウエハを用いて本発明のリソグラフィ技術
によってウエハ上に実際の回路を形成する。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
成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。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。

【００６３】図１２は、ステップ４のウエハプロセスの
詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）で
はウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）
では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３
（電極形成）では、ウエ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）ではウエハ
にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）で
はウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）で
は、露光装置１０によってマスクの回路パターンをウエ
ハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウ
エハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現
像したレジスト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
うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成さ
れる。

【００６４】

【発明の効果】以上の実施例のような、所望のコンタク
トホールパターンだけでなく、ダミーのコンタクトホー
ルパターンを有するマスクを露光装置に用いることによ
り、所定の周期を持つコンタクトホール列を複数種類有
するパターンが描かれているマスクの、そのパターンを
一括して同時に基板に転写することが可能となり、さら
に所望のコンタクトホールパターンだけを配置したマス
クよりも解像力が良くなり、より精度のよいパターン像
を転写することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマスクの概略を示す図である。

【図２】位相シフトマスクとバイナリーマスクの概略を
示す図である。

【図３】マスクの概略を示す図である。

【図４】実施例に用いられた開口絞りの図である。

【図５】ハーフトーンマスクの概略を示す図である。

【図６】位相シフトマスクの概略を示す図である。

【図７】半導体露光装置の原理を示す図である。

【図８】実施例に用いられた開口絞りの図である。

【図９】露光により得られた解像パターンの図である。

【図１０】露光装置の概略ブロック図である。

【図１１】本発明の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。

【図１２】図１１に示すステップ４の詳細なフローチャ
ートである。

【図１３】図１１に示すステップ４の詳細なフローチャ
ートである。

【図１４】図３（ｂ）に示すバイナリーマスクに小σ照
明したときの瞳面上の回折光の位置と、斜入射照明をし
たときの回折光の移動する位置を示した模式図である。

【図１５】有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図１６】有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図１７】パターン面上での解像パターンのシミュレー
ションを示した図である。

【図１８】有効光源分布の一例を示す図である。

【図１９】有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【符号の説明】

１０ 露光装置 １１a 所望のパターン １１b 所望のパターン １２a ダミーのパターン １２b ダミーのパターン １３ 遮光部 ２１ マスク基板 ２２ 遮光部材 ２３ 位相シフタ ３１ 所望のパターン ３２ ダミーのパターン ３３ 遮光部材 ４１ 透光部 ４２ 遮光部 ５１ 所望のパターン ５２ ダミーのパターン ５３ ハーフトーン部材 ６１ 所望のパターン ６２ ダミーのパターン ６３ 遮光部材 ７１ マスク ７２ 投影光学系 ７３ 感光剤が塗布された基板 ７４ 照明系 ８１ 透光部 ８２ 遮光部 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 ３００ 投影光学系 ３２０ 瞳 ４００ 基板 ５００ 解像位置調節装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に転写すべきパターンを有するマス
   クにおいて、 第１の所望のコンタクトホールパターンと、 前記第１の所望のコンタクトホールパターンの周辺に配
   列され、前記第１の所望のコンタクトホールパターンの
   ホール径よりも小さなホール径を持つ第１のダミーのコ
   ンタクトホールパターンと、 前記第１の所望のコンタクトホールパターンとホール径
   が異なる第２の所望のコンタクトホールパターンと、 前記第２の所望のコンタクトホールパターンの周辺に配
   列され、前記第２の所望のコンタクトホールパターンの
   ホール径よりも小さなホール径を持つ第２のダミーのコ
   ンタクトホールパターンと、を有することを特徴とする
   マスク。
2. 【請求項２】 前記第１の所望のコンタクトホールパタ
   ーンと前記第２の所望のコンタクトホールパターンとが
   ほぼ等しい露光量で前記基板に転写されるように前記第
   １及び第２のダミーのコンタクトホールパターンの数及
   び／又はホール径の大きさを調節したことを特徴とする
   請求項１記載のマスク。
3. 【請求項３】 基板に転写すべきパターンを有するマス
   クにおいて、 第１の周期で配列された第１の所望のコンタクトホール
   パターンと、 前記第１の所望のコンタクトホールの周辺に前記第１の
   周期で配列され、前記第１の所望のコンタクトホールパ
   ターンのホール径よりも小さなホール径を持つ第１のダ
   ミーのコンタクトホールパターンと、 前記第１の周期と異なる第２の周期で配列された第２の
   所望のコンタクトホールパターンと、 前記第２の所望のコンタクトホールの周辺に前記第２の
   周期で配列され、前記第２の所望のコンタクトホールパ
   ターンのホール径よりも小さなホール径を持つ第２のダ
   ミーのコンタクトホールパターンと、を有することを特
   徴とするマスク。
4. 【請求項４】 基板に転写すべきパターンを有するマス
   クにおいて、 第１の周期で配列された第１の所望のコンタクトホール
   パターンと、 前記第１の所望のコンタクトホールの周辺に前記第１の
   周期で配列され、前記第１の所望のコンタクトホールパ
   ターンのホール径よりも小さなホール径を持つ第１のダ
   ミーのコンタクトホールパターンと、 前記第１の所望のコンタクトホールパターンとホール径
   が異なり、第２の周期で配列された第２の所望のコンタ
   クトホールパターンと、 前記第２の所望のコンタクトホールの周辺に前記第２の
   周期で配列され、前記第２の所望のコンタクトホールパ
   ターンのホール径よりも小さなホール径を持つ第２のダ
   ミーのコンタクトホールパターンと、を有することを特
   徴とするマスク。
5. 【請求項５】 前記第１の所望のコンタクトホールパタ
   ーンと前記第２の所望のコンタクトホールパターンとが
   ほぼ等しい露光量で前記基板に転写されるように前記第
   １及び第２のダミーのコンタクトホールパターンの数及
   び／又はホール径の大きさを調節したことを特徴とする
   請求項３又は４記載のマスク。
6. 【請求項６】 位相シフトマスクであることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１項記載のマスク。
7. 【請求項７】 ハーフトーンマスクであることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか１項記載のマスク。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項記載のマス
   クを準備し、 前記第１、第２の所望のコンタクトホールのパターンが
   解像され且つ該第１、第２の所望のコンタクトホールの
   パターン以外の解像が抑制されるように前記マスクを照
   明して前記マスクを経た光を被露光体に投影光学系を介
   して投影することによって、前記第１、第２の所望のコ
   ンタクトホールのパターンで前記被露光体を露光するこ
   とを特徴とする露光方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれか１項記載のマス
   クを準備する段階と、露光装置を用いて該マスクのパタ
   ーンを基板に転写する段階と、該転写された基板を現像
   する段階と、を有することを特徴とするデバイス製造方
   法。