JP2003234285A - 露光方法及び装置 - 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（即ち、コンタクトホール列については位
相シフトマスクを用いたＬ＆Ｓパターンと同等の解像
度）で露光可能な露光方法及び装置を提供する。 【解決手段】 コンタクトホールのパターンと、当該パ
ターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたマス
クを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且
つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるよう
に、複数種の光で照明することにより前記マスクを投影
光学系を介して被露光体に投影することを特徴とする露
光方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、露光に
関し、特に、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、ＣＣ
Ｄなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカ
ニクスで用いる微細コンタクトホールパターンの製造に
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、高度な機能を持ったミクロ
ン単位の機械システムやそれを作る技術をいう。

【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。

【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。

【０００４】マスクパターンは、近接した周期的なライ
ンアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターン、近接及び周期的
な（即ち、ホール径と同レベルの間隔で並べた）コンタ
クトホール列、近接せずに孤立した孤立コンタクトホー
ルその他の孤立パターン等を含むが、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。

【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。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、ｋ_１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_１は約０．５
〜０．７である。

【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、パターン
を経た回折光の中で二光束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_１を実質的に０．２５にすること
ができるので、解像度Ｒを改善してウェハに０．１５μ
ｍ以下のパターンを形成することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような限
界解像に近い微細なコンタクトホールの場合は隣り合う
位相を１８０度変えると回折光が瞳面上では４５度の方
向で、光軸から大きな角度で回折される為、投影系の瞳
から外へ飛び出してしまい、投影レンズの瞳を通ること
が出来ず、解像されない。解像できるのは、Ｌ＆Ｓの限
界線幅の√２倍の微細パターンまでである。従って、Ｌ
＆Ｓパターンの解像度と同等のコンタクトホール列の解
像度を得る需要が存在している。

【００１０】また、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。

【００１１】そこで、微細な（例えば、０．１５μｍ以
下の）ホール径を持ち、コンタクトホールあるいは孤立
コンタクトホールからコンタクトホール列までが混在す
るコンタクトホールパターンを、マスクを交換せずに、
高解像度（即ち、コンタクトホール列については位相シ
フトマスクを用いたＬ＆Ｓパターンと同等の解像度）で
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。

【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、コンタクトホ
ールのパターンと、当該パターンよりも寸法が小さなパ
ターンとが配列されたマスクを、前記コンタクトホール
のパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパター
ンの解像が抑制されるように、複数種の光で照明するこ
とにより前記マスクを投影光学系を介して被露光体に投
影することを特徴とする。かかる露光方法によれば、複
数種の照明光（例えば、通常の輪帯照明とは異なる照
明）を同時に又は順次利用して、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、現像後、所望
のコンタクトホールパターンを被露光面に形成する。マ
スク及びデバイス製造方法も本発明の別の側面を構成す
る。

【００１３】前記マスク上のコンタクトホールの寸法は
前記被露光体に形成すべき本来のコンタクトホールの寸
法とは異なっていてもよい。前記複数種の光は光軸近傍
に強度分布のピークを有する照明光と軸外に強度分布の
ピークを有する照明光であってもよい。前記複数種の光
は前記マスクに大σの照明を行う光と小σの照明を行な
う光であってもよい。前記複数種の光は前記所望のコン
タクトホールのパターンの配列から生じる２つの回折光
が前記投影光学系の瞳面上に入射するような第１の照明
光と前記２つの回折光を直線的に結んで表される瞳面上
の領域には回折光が入射しないような第２の照明光であ
ってもよい。

【００１４】前記第２の照明光は前記瞳面上で少なくと
も一つの回折光が瞳に入射する部分を含むように設定さ
れてもよい。前記複数種の照明光はσが０．９より大き
い部分を有する有効光源を形成するものであってもよ
い。前記マスクを、前記コンタクトホールパターンが市
松状に位相が０度と１８０度に設定された位相シフトマ
スクに構成してもよい。前記小さなパターンとしての補
助パターンを複数種有し、当該複数種の補助パターンの
うち前記所望のコンタクトホールのパターンに隣接する
前記補助パターンの寸法を残りの前記補助パターンの寸
法より小さくしてもよい。前記マスクを照明する複数種
の光は、外径のσが０．９より大きい実質的に輪帯状の
有効光源を形成する光と四重極状の光源を形成する光を
有してもよい。

【００１５】また、本発明の別の側面としての露光方法
は、コンタクトホールのパターンと、当該パターンより
も寸法が小さなパターンとが配列されたマスクを用い、
前記コンタクトホールのパターンが解像され且つ前記小
さなパターンの解像が抑制されるように、中央部に非円
形の暗い部分を有する有効光源を形成する光で前記マス
クを照明することにより前記マスクを投影光学系を介し
て被露光体に投影することを特徴とする。非円形の暗い
部分は、例えば、十字形状を有する。上述のマスク及び
その製造方法も本発明の一側面を構成する。

【００１６】前記小σの照明光は、σが０．３以下の円
形の有効光源を形成する光であってもよい。前記大σの
照明光は、十字に配置された４つの図形の有効光源を形
成してもよい。前記大σの照明光は、輪帯の有効光源を
形成してもよい。前記４つの図形の各照明光は等しいσ
を有してもよい。前記大σの照明光は、照明光の中心位
置のσが０．６以上であってもよい。前記第１の照明光
は、十字に配置された４つの有効光源を形成してもよ
い。前記マスクは位相シフトマスクを用い、前記第２の
照明光は、矩形、円形、又は略菱形の中抜けを有する矩
形の有効光源を有してもよい。前記マスクはバイナリー
又はハーフトーンマスクを用い、前記第２の照明光は、
十字に配置された４つの扇型の有効光源形状を有しても
よい。前記マスクは位相シフトマスクを用い、前記有効
光源は様々な形状を有してもよい。前記有効光源はσが
０．９より大きい外径を有し、前記有効光源は円形の光
源の中央部に前記非円形の暗い部分を形成してもよい。
前記有効光源の前記外径はσが１より小さくてもよい。
前記被露光体と前記パターン像の前記投影光学系の光軸
方向に関する位置関係を変更しながら前記露光を複数回
行ってもよい。前記所望のコンタクトホールのパターン
の複数と補助パターンの複数とが行と列を成すように２
次元的に配置してあってもよい。前記補助パターンの形
状は前記コンタクトホールのパターンと相似であっても
よい。

【００１７】本発明の一側面としての露光装置は、上述
の露光方法を行う露光モードを有することを特徴とす
る。これらの露光装置も上述の露光方法の作用を奏する
ことができる。開口絞りを有する照明光学系を更に有
し、前記開口絞りは第１及び第２の光透過部と遮光部と
を有し、前記第１の光透過部は前記第２のパターンの解
像に寄与し、前記第２の光透過部は前記第２のパターン
の光強度分布を強調し、前記第１及び第２の光透過部の
面積比は０．０６乃至１．３０であってもよい。開口絞
りを有する照明光学系を更に有し、前記開口絞りは光透
過部と可変の遮光部とを有してもよい。

【００１８】本発明の一側面としての露光装置は、コン
タクトホール列の縦横の軸に相当する十字に配置された
４つの図形からなる有効光源をもつ第１の照明とそれ以
外の形状からなる有効光源をもつ第２の照明との照明光
量比を調整する手段をもつことを特徴とする。

【００１９】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ＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、
磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。

【００２０】本発明の別の側面としてのマスクは、所望
のコンタクトホールのパターンと、当該パターンよりも
寸法が小さな補助パターンとが２次元的に配列されたマ
スクであって、前記補助パターンを複数種有し、当該複
数種の補助パターンのうち前記所望のコンタクトホール
のパターンに隣接する補助パターンの寸法が残りの補助
パターンの寸法より小さいことを特徴とする。前記補助
パターンは前記所望のパターンのホール径の約５５％乃
至約９０％に相当する大きさを有してもよい。本発明の
別の側面としてのマスクは、複数のコンタクトホールの
パターンと、当該パターンよりも寸法が小さな複数の補
助パターンとが２次元的に配列されたマスクであって、
前記コンタクトホールパターンは市松状に位相が０度と
１８０度に設定された位相シフトマスクからなることを
特徴とする。

【００２１】本発明の別の側面としての露光方法は、コ
ンタクトホールのパターンと当該パターンよりも寸法が
小さなパターンとが配列されたマスクに対して前記コン
タクトホールのパターンが解像できる第1の照明と該第1
の照明によって前記小さなパターンに関連して生じる偽
解像を抑制する第２の照明を行って投影露光を行うこと
を特徴とする。

【００２２】なお、本願でσと記載しているものは、投
影光学系の開口絞りの開口（瞳）の直径に対する照明用
絞りの開口像（有効光源）の如き対象の大きさや位置を
示す。

【００２３】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。

【００２４】

【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、本発明の露光装置の概略ブロック図である。図１に
示すように、露光装置は、照明装置１００と、マスク２
００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。

【００２５】本実施形態の露光装置は、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のあるショットに露光すると
共に、この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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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_２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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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、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。

【００３２】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。

【００３３】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。露
光量調節部１３２は、前記所望のコンタクトホールのパ
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。本実施形態の露光量調整部１３２は、軸外に強度
分布を有する照明光（大σ照明）の前記ピーク位置を調
節する機能も有する。

【００３４】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、本実施形態で
は、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。但し、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。

【００３５】ハエの目レンズ１４０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）
１４２を複数個並べたものである。また、ハエの目レン
ズを構成する各レンズ素子の断面形状は、各レンズ素子
のレンズ面が球面である場合、照明装置の照明領域と略
相似である方が照明光の利用効率が高い。これは、ハエ
の目レンズの光入射面と照明領域が物体と像の関係（共
役関係）であるからである。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。本発明の開口絞り１５０
は、コンタクトホール２１０を解像するための十字斜入
射照明と、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１５０は投影光学系３００の瞳面３２０
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。

【００３９】本実施形態の例示的な一形態としての開口
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２００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。

【００４０】光軸近傍にピークを有する照明光は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σが
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、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光は小σ照明、通常の照明
と呼ばれる場合もある。軸外にピークを有する照明光は
大σ照明、斜入射照明、変形照明などと呼ばれる場合も
ある。

【００４１】図２乃至図７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２乃
至図７は、開口絞り１５０の例示的形状の概略平面図で
ある。図２は、５重極照明用絞りとして構成された開口
絞り１５０Ａの概略平面図である。開口絞り１５０Ａ
は、中心に１つの円１５１と、σ＝１以下の０度、９０
度、１８０度及び２７０度（即ち、十字形状に）に配置
された４つの円１５２Ａとを有する。開口絞り１５０Ａ
は、円１５１及び１５２Ａからなる透過率１の光透過部
と、透過率０の遮光部１５３Ａとを有する。ここで、図
中のσ＝１の円は、投影光学系３００の開口絞り１５０
を各照明絞り上に逆投影したときの絞り１５０の開口の
像の縁（円）に対応する。従って、本願の各図面で示す
絞りの開口は、投影光学系の開口絞りの開口（σ＝１）
上に投影される有効光源と言える。

【００４２】円１５１は光軸付近にピークを有する円形
照明光をもたらす。一方、円１５２Ａは、軸外にピーク
を有する四重極照明光をもたらす。好ましくは、各円１
５２Ａがもたらす照明光のσは等しい。開口絞り１５０
Ａの円１５１及び１５２Ａは同一の大きさを有する。

【００４３】軸外にピークを有する照明は、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
り、様々な変形例を有する。例えば、４つの円１５２Ａ
は他の任意の図形に置換されても良い。

【００４４】例えば、円１５２Ａは、図３に示す矩形１
５２Ｂや図４に示す扇形１５２Ｃに置換されてもよい。
ここで、図３及び図４は、開口絞り１５０Ａの変形例と
しての、５重極照明用絞りとして構成された開口絞り１
５０Ｂ及びＣの概略平面図である。開口絞り１５０Ｂ
は、円１５１と矩形１５２Ｂからなる透過率１の光透過
部と、透過率０の遮光部１５３Ｂとを有する。矩形１５
２Ｂは、例示的に、一辺の長さが円１５１の直径と等し
い正方形である。開口絞り１５０Ｃは、円１５１と扇形
１５２Ｃからなる透過率１の光透過部と、透過率０の遮
光部１５３Ｃとを有する。扇形１５２Ｃの寸法は任意に
調節することができる。開口絞り１５０Ｂ及びＣの機能
は開口絞り１５０Ａと同一であるので、ここでは詳しい
説明は省略する。

【００４５】また、開口絞り１５０は、図５に示す開口
絞り１５０Ｄを使用してもよい。開口絞り１５０Ｄは、
四重極の代わりに輪帯開口１５４Ａを有している。ここ
で、図５は、輪帯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、円
１５１と輪帯１５４Ａからなる透過率１の光透過部と、
透過率０の遮光部１５３Ｄとを有するが、それらの機能
については開口絞り１５０Ａと同一であるので詳しい説
明は省略する。

【００４６】更に、開口絞り１５０は、図６及び図７に
示す開口絞り１５０Ｅ及び１５０Ｆを使用してもよい。
開口絞り１５０Ｅ及び１５０Ｆはσが１を部分的に超え
た光透過部１５４Ｂ及び１５２Ｄを有する。本発明者は
σが１を部分的に超えた照明光を利用するとプレート４
００に形成されるパターン像が明確になることを発見し
た。ここで、図６及び図７は、輪帯照明用絞りとして構
成された開口絞り１５０Ｅ及び四重極照明用絞りとして
構成された開口絞り１５０Ｆの平面図である。開口絞り
１５０Ｅは、円１５１とσ＝１を部分的に超えた輪帯
（又は矩形帯）１５４Ｂからなる透過率１の光透過部
と、透過率０の遮光部１５３Ｅとを有し、開口絞り１５
０Ｆは、円１５１とσ＝１を部分的に超えた矩形１５２
Ｄとからなる透過率１の光透過部と、透過率０の遮光部
１５３Ｆとを有するが、それらの機能については開口絞
り１５０Ａと同一であるので詳しい説明は省略する。

【００４７】また、本実施形態の別な例示的な一形態と
しての開口絞り１５０は、マスク２００によって生じる
回折光のうち２つの回折光が投影光学系３００の瞳面３
２０に入射するような照明光（この照明光を便宜的に第
１の照明光とする。）と、投影光学系３００の瞳面３２
０であって第１の照明光を邪魔しないような領域（瞳面
３２０上で２つの回折光位置を直線的に結んで表させる
領域を除く領域）に少なくとも一つの回折光が入射する
ような照明光とを利用して（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、２つの回折光が投影光学系３００の瞳面３２０
に入射するような照明光をもたらす開口絞りと、投影光
学系３００の瞳面３２０であって且つかかる照明光を邪
魔しないような領域にどれか一つの回折光が入射するよ
うな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。

【００４８】２つの回折光が投影光学系３００の瞳面３
２０に入射するような有効光源に対応する（第１の）照
明光は、図９に示し後述される位相シフトマスク２００
Ａにおいては±１次回折光の二光束の干渉、図８に示し
後述する（バイナリー）マスク２００においては０次回
折光と＋１次回折光又は−１次回折光との二光束の干渉
をもたらす。一方、第１の照明光を邪魔しないような領
域に少なくとも一つの回折光が瞳面３２０上に入射する
ような有効光源に対応する照明光は、第１の照明光によ
って生じるプレート４００面上でコンタクトホール２１
０に相当するコンタクトホールパターンの露光量を強調
する。

【００４９】図２１乃至図２４を参照して、開口絞り１
５０に適用可能な例示的な形状を説明する。ここで、図
２１乃至図２４は、開口絞り１５０の例示的形状の概略
平面図である。図２１は、図９に示し後述される位相シ
フトマスク２００Ａに適用されて、十字型の照明で中心
部が矩形の有効光源を有する変形照明用絞りとして構成
された開口絞り１５０Ｇの概略平面図である。開口絞り
１５０Ｇは、０度、９０度、１８０度及び２７０度（即
ち、十字形状に）に配置されて半径方向に長手に形成さ
れた４つの矩形１５５と、中心に１つの矩形１５６とを
有する。開口絞り１５０Ｇは、矩形１５５及び１５６か
らなる透過率１の光透過部と、透過率０の遮光部１５３
Ｇとを有する。ここで、図中のσ＝１の円は、投影光学
系３００の開口絞り１５０を各照明絞り上に逆投影した
ときの絞り１５０の開口の像の縁（円）に対応する。従
って、本願の各図面で示す絞りの開口は、投影光学系の
開口絞りの開口（σ＝１）上に投影される有効光源と言
える。

【００５０】矩形１５５は、４つの矩形１５５のそれぞ
れにより斜入射照明が行われるように位置を設定するこ
とで、２つの回折光（±１次回折光）が投影光学系３０
０の瞳面３２０に入射する照明光をもたらし、プレート
４００面上で干渉縞を形成する。一方、矩形１５６は、
投影光学系３００の瞳面３２０であって且つ第１の照明
光を邪魔しないような領域に少なくとも一つの回折光が
入射する照明光をもたらし、偽解像パターンを抑制しコ
ンタクトホールパターンを強調する。

【００５１】投影光学系３００の瞳面３２０であって且
つ第１の照明光を邪魔しないような領域に少なくとも一
つの回折光が入射する照明は、様々な変形例を有する。
例えば、矩形１５６は他の任意の図形に置換されても良
い。

【００５２】例えば、矩形１５６は、図２２に示す中央
に遮光部１５３Ｈ_２を有する矩形１５６Ａや図２３に示
す円形１５７に置換されてもよい。ここで、図２２及び
図２３は、開口絞り１５０Ｇの変形例としての、開口絞
り１５０Ｈ及びＩを示す概略平面図である。開口絞り１
５０Ｈは、上述した４つの矩形１５５と中央に遮光部１
５３Ｈ_２を有する矩形１５６Ａからなる透過率１の光透
過部と、透過率０の遮光部１５３Ｈ_１及び１５３Ｈ_２と
を有する。矩形１５６Ａは、一つの回折光のみが瞳面３
２０に入射する領域を厳密に画定するために、矩形１５
６の中心部に略菱形の遮光部１５３Ｈ_２を有する。開口
絞り１５０Ｉは、上述した４つの矩形１５５と円形１５
７からなる透過率１の光透過部と、透過率０の遮光部１
５３Ｉとを有する。開口絞り１５０Ｉは、一つの回折光
のみが瞳面３２０に入射する領域を簡単な有効光源とす
るため、矩形１５６に内接するような円形１５７形状を
有している。開口絞り１５０Ｈ及び１５０Ｉの機能は開
口絞り１５０Ｇと同一であるので、ここでは詳しい説明
は省略する。

【００５３】また、図２４は、図８に示し後述されるバ
イナリーマスク２００に適用されて、中心が非円形状で
あるところの十字形状に遮光された有効光源分布を与え
る変形照明用絞りとして構成された開口絞り１５０Ｊの
概略平面図である。図２４Ａにおいて開口絞り１５０Ｊ
は、０度、９０度、１８０度及び２７０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つの矩形１５８と、当該矩形１５８から４
５度傾いて０度、９０度、１８０度及び２７０度（即
ち、十字形状に）に配置された扇型１５９とを有する。
開口絞り１５０Ｇは、矩形１５８及び扇型１５９からな
る透過率１の光透過部と、透過率０の外周に位置する遮
光部１５３Ｊ_１及び中心に十字形状を有する遮光部１５
３Ｊ_２とを有する。なお、ここでは光透過部を矩形１５
８と扇形１５９とを独立して記載したが、通常これらは
連続する一つの光透過部として構成される。その一例と
しての本発明に係る絞りの好ましい形態の一例が図２４
Ｂに示してある。

【００５４】矩形１５８は、４つの矩形１５８のそれぞ
れが斜入射照明を行うように位置を設定することで、２
つの回折光（０次回折光と＋１次回折光又は−１次回折
光）が投影光学系３００の瞳面３２０に入射する有効光
源分布を有する照明光をもたらし、プレート４００面上
で干渉縞を形成する。一方、扇形１５９は、投影光学系
３００の瞳面３２０であって且つ第１の照明光を邪魔し
ないような領域に少なくとも一つの回折光が入射する有
効光源分布を有する照明光をもたらし、偽解像パターン
を抑制しコンタクトホールパターンを強調する。

【００５５】以上説明した照明用開口絞り１５０Ａ〜１
５０Ｊは、σ＝１に達する有効光源を作り出しているこ
とに特徴があり、我々の検討によればσ＞０．９の位置
に有効光源の最も外側（軸外）の部分があるのが好まし
い。例えば図２４Ｂの絞りにおける有効光源は外側の円
の直径がσ＝０．９２の担当する大きさをもつ。この外
側の円の直径は０．９＜σ＜１が好ましい。

【００５６】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１５０Ｆ及び１５０Ｇ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。なお、かかるターレット
には光軸にピークを有する照明光のみを与える円形開口
を有する開口絞りや軸外にピークを有する照明光のみを
与える（図１８に示すような）開口絞りを搭載すること
ができる。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。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。

【００５７】また、同様に、かかるターレットには２つ
の回折光が投影光学系３００の瞳面３２０に入射するよ
うな照明光のみを与える十字に配された４つの矩形１５
５又は矩形１５８が形成された開口を有する開口絞り
や、一つの回折光が入射するような照明光のみを与える
矩形１５６（又は、矩形１５６Ａ、円形１５７）又は４
つの扇型１５９が形成された開口を有する開口絞りを搭
載することができる。これにより、照明装置１２０は、
まず、２つの回折光が投影光学系３００の瞳面３２０に
入射するような照明光及び一つの回折光が入射するよう
な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。両者の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１３２は、それぞれの露光量比を変化さ
せることができる。

【００５８】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。

【００５９】露光装置は、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面と光学的に略共
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。

【００６０】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（又は像）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２００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２００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４
００とを静止させた状態で露光を行う。

【００６１】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。

【００６２】本発明の一側面としてのマスク２００は、
その上に２次元に配列されたコンタクトホールパターン
が形成され、所望の位置のコンタクトホール径を他のコ
ンタクトホール径よりも大きくされている。

【００６３】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、所望のコンタクトホールのパター
ンを説明する。ここで、所望のコンタクトホールのパタ
ーンを、例えば、図１４に示すようなパターンとする。
ここで、図１４は、所望のコンタクトホールのパターン
を形成したバイナリーマスク２０Ａの概略平面図であ
る。バイナリーマスク２０Ａは、透過率１の光透過部２
２と透過率０の遮光部２４Ａとから構成されて、各光透
過部２２の位相は等しい。コンタクトホール２２は、ホ
ール径をＰとすると横方向（Ｘ方向）にピッチＰｘ＝２
Ｐで整列し、縦方向（Ｙ方向）にピッチＰｙ＝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。こ
こで、コンタクトホール２２のホール径は約０．１５μ
ｍ以下、例えば、０．１２μｍとする。後述する投影光
学系３００はＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）でＮＡを０．６
０とする。この場合、数式１に示すｋ_１ファクターは
０．２９である。

【００６４】図１５は、開口絞り１５０が円形開口１５
１のみを有する絞りを使用して（即ち、垂直入射する小
σ照明を使用して）マスク２０Ａを照明した場合に後述
する投影光学系３００の瞳面３２０上に現れる回折光の
分布を示す概略平面図である。バイナリーマスク２０Ａ
を小σ照明で垂直に照明すると、上述したように、０次
回折光と±１次回折光とが生じる。コンタクトホール２
２のホール径が微小であり、Ｘ方向にホール径Ｐの２倍
のピッチＰｘで整列しているため、図１５のＸ方向には
０次回折光だけが瞳３２０上に入射して±１次回折光は
瞳３２０からはずれてしまい、被露光面（プレート４０
０）上にはパターンができない。一方、コンタクトホー
ル２２はＹ方向にホール径Ｐの４倍のピッチＰｙで整列
しているため、このピッチＰｙに相当する±１次回折光
は瞳３２０に入射するが、ホール径Ｐに相当する回折光
は瞳３２０の外側にはみ出し、所望のパターンにはなら
ない。照明光を軸外にピークを有する照明光として、回
折光を投影光学系の瞳の内側に入れることによりある程
度は解像することは可能であるが、それだけでは、ホー
ル像の形状が悪く、焦点深度内での結像特性も悪い。

【００６５】そこで、所望のコンタクトホール２２と同
一のホール径のダミーのコンタクトホール２６を図１４
に示す所望のコンタクトホール２２に加えることによっ
て、所望のコンタクトホール２２のパターンとダミーの
コンタクトホール２６のパターンとが２次元的に配列さ
れたコンタクトホールパターンを有するバイナリーマス
ク２０Ｂを、図１６に示すように、作成した。ここで、
図１６はマスク２０Ｂの概略平面図である。バイナリー
マスク２０Ｂはコンタクトホール２２及び２６からなる
透過率１の光透過部と、透過率０の遮光部２４Ｂとを有
する。また、各光透過部の位相は全て等しく０度に設定
されている。

【００６６】図１７（ａ）は、開口絞り１５０に４つの
円形開口３２を有する図１８に示す十字（四重極）照明
絞り１５を使用して（即ち、斜めに入射する軸外にピー
クを有する照明光を使用して）マスク２０Ｂを照明した
場合に後述する投影光学系３００の瞳面３２０上に現れ
る回折光の分布を説明するための概略平面図である。こ
こで、図１８は、十字（四重極）照明絞り３０の概略平
面図である。絞り３０は、絞り１５０Ａから中心円１５
１が除去された絞りに相当し、４つの円１５２と同一の
４つの円３２からなる透過率１の光透過部と、透過率０
の遮光部３４とを有する。

【００６７】図１７（ａ）及び（ｂ）は、垂直照明光を
十字照明光に変更すると図１５に示す状態から図３５に
示す状態に変化することを示している。これは、図１５
において、例えば、右側（Ｘ方向）の＋１次回折光は斜
入射照明により左側に移動して０次回折光が瞳面３２０
の左側に＋１次回折光が瞳面３２０の右側に入射するこ
とから理解されるであろう（図１７（ａ）に示す３２０
ｃに相当）。

【００６８】バイナリーマスク２０Ｂを小さなσの照明
光で垂直に照明すると、上述したように、０次回折光と
＋１次又は−１次回折光とが生じる。４つの開口１５２
を介して４方向から各々斜入射することにより、瞳面３
２０ａ乃至ｄには０次回折光と＋１次又は−１次回折光
とが入射し、図１７（ｂ）は、これが構成されて瞳面３
２０の光強度分布が形成されることを示している。これ
より、図１６に示す微細なコンタクトホールパターン
は、軸外にピークを有する照明光によって露光できる
が、このままでは所望のコンタクトホール２２のパター
ンだけでなくダミーのコンタクトホール２６のパターン
もプレート４００に転写してしまうことが理解される。

【００６９】以下、図８を参照して本実施形態のマスク
２００を説明する。ここで、図８はマスク２００の概略
平面図である。マスク２００は、マスク２０Ｂにおいて
所望のコンタクトホール２２のみのホール径を拡大する
ことによって構成されている。マスク２００には、図８
に示すように、所望のコンタクトホール２１０のパター
ンと、ダミーのコンタクトホール２２０のパターンとが
２次元的に配列されたコンタクトパターンが形成されて
いる。マスク２００は、コンタクトホール２１０及び２
２０からなる透過率１の光透過部と、透過率０の遮光部
２３０とを有するバイナリーマスクである。また、各光
透過部の位相は全て等しく０度に設定されている。所望
のコンタクトホール２１０は、ダミーのコンタクトホー
ル２２０よりもホール径が約２５％大きいので露光量が
増加する。

【００７０】また、本発明の一の形態は、上述した開口
絞り１５０（１５０Ａ乃至１５０Ｆ）を利用してマスク
２００を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によって露光を
行う。軸外にピークを有する照明光によりマスク２００
を照明するとコントラストが強調された周期性のあるコ
ンタクトホールパターンの強度分布をプレート４００上
で得ることができる。光軸付近にピークを有する照明光
によりマスク２００を照明すると所望のコンタクトホー
ル２２のパターンが強調された、周期性のないパターン
の強度分布をプレート４００上で得ることができる。ま
た、本発明の別の形態は、上述した開口絞り１５０Ｇ乃
至１５０Ｊを利用してマスク２００を、当該マスク２０
０によって生じる回折光のうち２つの回折光が投影光学
系３００の瞳面３２０に入射するような照明光（この照
明光を便宜的に第１の照明光とする。）と投影光学系３
００の瞳面３２０であって第１の照明光を邪魔しないよ
うな領域に少なくとも一つの回折光が入射するような照
明光とが合成された照明光によって露光を行う。２つの
回折光を瞳面３２０に入れることにより二光束の干渉縞
をもたらし、コントラストが強調された周期性のあるコ
ンタクトホールパターンの強度分布をプレート４００上
で得ることができる。一つの回折光を瞳面３２０上で第
１の照明光を邪魔しないような領域に入れることによ
り、第１の照明光によって生じる偽解像パターンが抑制
されコンタクトホールパターンが強調される強度分布を
プレート４００上で得ることができる。

【００７１】この結果、これら２つの照明光を合成する
と共に、後述するプレート４００レジストの閾値を適当
に選択することによって、１回の露光で所望のコンタク
トホール２１０のパターンをプレート４００のレジスト
に、高品質に（即ち、所望のコンタクトホール２１０の
形状をそろえて、かつ、焦点深度内で変動しても結像性
能良く）転写することができる。

【００７２】マスク２００は、図９に示すマスク２００
Ａに置換されてもよい。ここで、図９（Ａ）はマスク２
００Ａの概略平面図であり、図９（Ｂ）はマスク２００
Ａの光透過部の位相状態を説明するための概略平面図で
ある。マスク２００Ａは、図９（Ａ）に示すように、か
つ、マスク２００と同様に、所望のコンタクトホール２
１０のパターンとダミーのコンタクトホール２２０のパ
ターンとが２次元的に配列されたコンタクトホールパタ
ーンが形成されている。しかし、マスク２００Ａは位相
シフトマスクである点でマスク２００と相違する。即
ち、マスク２００Ａは、図９（Ｂ）に示すように、コン
タクトホールパターンが隣接するコンタクトホール２４
０及び２５０が市松状に位相が０度と１８０度に設定さ
れている。位相シフトマスクを使用すると、隣接する光
透過部を通過する０次回折光が打ち消されるので、±１
次回折光が結像に使用される。±１次回折光は光強度が
等しいので、０次回折光と＋１次又は−１次回折光を使
用する場合に比べて、干渉縞として得られるパターンの
コントラストは大きくなり、プレート４００上に良好な
パターンが得られることになる。

【００７３】位相シフトマスク２００Ａを使用した場合
の回折について図１２を参照してより詳しく説明する。
ここで、図１２は、位相シフトマスク２００Ａを開口絞
り１５０Ａを使用して照明した場合に軸外にピークを有
する照明光によって瞳面３２０に現れる回折光の分布で
ある。

【００７４】一方、十字垂直入射の場合には図１２に示
すように全ての回折光が瞳面３２０からはずれて結像し
ないが、照明光を十字斜入射とすると各回折光の瞳面３
２０上の位置は矢印で示す方向にずれ、黒丸で示す位置
に移動する。瞳面３２０上の縦方向２つの回折光の干渉
縞による横線状の強度分布と、横方向２つの干渉縞によ
る縦線状の強度分布がプレート４００面上では重なり、
交点に所望のコンタクトホール２１０のパターンが形成
される。所望のコンタクトホール２１０のホール径を大
きくしてあるので、所望のコンタクトホールのみ強度が
大きく、レジストの閾値をこの部分が像となるように設
定してやることにより、所望のパターンを得ることがで
きる。

【００７５】一方、光軸付近にピークを有する照明光は
所望のコンタクトホール形状を他の軸外のピークを持つ
照明と合わせて良くする効果を示す。

【００７６】図１２に示す状態は、当初４５度の位置に
あった回折光が１の位置に移動しているために解像度は
（１／√２）となる。換言すれば、位相シフトマスク２
００Ｂと軸外にピークを有する照明光を組み合わせるこ
とにより、従来はＬ＆Ｓパターンの解像線幅の√２倍ま
でがコンタクトホールパターンの限界解像に近い解像度
であったものが、Ｌ＆Ｓパターンの解像線幅と同様の解
像度を得られるようになっている。

【００７７】また、コンタクトホールのピッチが小さい
と位相シフトマスク２００Ａ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
光は瞳から外れてしまう。このように、コンタクトホー
ルのピッチが小さいと回折光は、図２５に示すように黒
丸で示す１乃至４の位置に回折され、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２５は、
図９に示す位相シフトマスク２００Ａ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。

【００７８】そこで、これらの回折光が瞳に入るような
照明をする必要がある。例えば、２つの回折光２及び４
が図２５に実線の矩形で示されるような瞳面３２０上の
領域に入射するようにするには、図２６（ａ）で示され
る有効光源面において暗い矩形として示される領域ａに
斜入射照明を設定すればよい。これにより、２’、４’
で示される回折光は明るい矩形として示される領域ｂに
それぞれ移動し、図２５に実線で示す矩形領域に回折光
２及び４が入射して瞳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
者の干渉によりプレート４００面上に等ピッチの直線状
の干渉縞が形成される。このような矩形の有効光源領域
ａを図２６（ｂ）に示すように４つ組み合わせることに
より、プレート４００面上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
きの有効光源分布は図２６（ｃ）に示すような半径方向
に長手を有する十字の矩形となる分布を有する。ここ
で、図２６は有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【００７９】位相シフトマスク２００Ａのように、マス
ク上のパターンとして所望の部分のみコンタクトホール
のホール径の大きさを大きくしておけば、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が形成
されることになる。しかしながら、十字斜入射照明（即
ち、２つの回折光が瞳に入射するような照明）のままで
はプレート４００面上での露光量は図２７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が生じてしまう。ここで、図２７
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パターン４００上での像を示
した図である。

【００８０】そこで、偽解像を抑制するための方法を本
発明者が鋭意検討した結果、図２８に示すように、瞳面
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、１つの回折光のみ瞳面３２０に入射するような
有効光源分布を加えることでパターン４００上の偽解像
をなくすことができることを発見した。ここで、図２８
は、瞳面３２０上の回折光の入射位置を示した模式図で
ある。このような照明を行うためには、例えば、１つの
回折光２又は４が図２８に黒色の扇型で示されるような
瞳面３２０に入射するようにすればよく、図２９（ａ）
で示される有効光源面において暗い円形の領域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、
２’又は４’で示される回折光は明るい矩形として示さ
れる領域ｂにそれぞれ移動し、図２８に示す黒色の扇型
を含む実線で示す矩形領域に回折光２又は４が入射する
ので、回折光が瞳面３２０に入射することになる。この
ような円形の有効光源領域ａを図２９（ｂ）に示すよう
に４つ組み合わせることにより、このときの有効光源分
布は図２９（ｃ）に示すような円形の有効光源となる。
ここで、図２９は有効光源分布を説明するための模式図
である。

【００８１】このように、２つの回折光が瞳に入射する
有効光源分布（図２６（ｃ）参照）と１つの回折光が瞳
に入射する有効光源分布（図２９（ｃ）参照）を足し合
わせた図３０に示されるような十字型の照明で中心部が
矩形の有効光源を持つ変形照明となる。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、プレート４０
０面上での露光量は図２７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２００Ａ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。ここ
で、図３０は有効光源形状を示した図である。

【００８２】なお、１つの回折光のみ瞳面３２０に入射
するようにするためには、上述したように、例えば、１
つの回折光２又は４が図２８に黒色の扇型で示されるよ
うな瞳面３２０に入射するように照明すればよく、図３
１（ａ）で示される有効光源面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してもよい。これに
より、２’又は４’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、図２８に示す黒色
の扇型領域に回折光２又は４が入射して瞳面３２０に入
射することになる。このような扇型の有効光源領域ａを
図３１（ｂ）に示すように４つ組み合わせることによ
り、このときの有効光源分布は図３１（ｃ）に示すよう
な中心に略菱形の中抜けを有する矩形の有効光源とな
る。ここで、図３１は有効光源分布を説明するための模
式図である。

【００８３】このように、２つの回折光が瞳に入射する
有効光源分布（図２６（ｃ）参照）と１つの回折光が瞳
に入射する有効光源分布（図３１（ｃ）参照）を足し合
わせた図３２に示されるような十字型の照明で中心部が
矩形で、かつ矩形の中心部が略菱形の中抜けの有効光源
を持つ変形照明となる。かかる有効光源によれば、１つ
の回折光のみが瞳に入射する領域が厳密に画定されてお
り、無駄な領域に光を入れないのでその分効率的であ
る。ここで、図３２は有効光源形状を示した図である。

【００８４】また、１つの回折光のみ瞳面３２０に入射
するようにするためには、上述したように、例えば、１
つの回折光２又は４が図２８に示される黒色の扇型に内
接する円内に入射するように照明するに足りるものであ
り、図３３（ａ）で示される有効光源面において暗い円
形の領域ａとして示されるように照明を設定してもよ
い。これにより、２’又は４’で示される回折光は領域
ａと重なる円形の領域ｂにそれぞれ移動し、図２８に示
す黒色の扇型に内接する領域に回折光２又は４が入射し
て瞳面３２０に入射することになる。このような円形の
有効光源領域ａを図３３（ｂ）に示すように４つ組み合
わせることにより、このときの有効光源分布は図３３
（ｃ）に示すような円形の有効光源となる。ここで、図
３３は有効光源分布を説明するための模式図である。

【００８５】このように、２つの回折光が瞳に入射する
有効光源分布（図２６（ｃ）参照）と１つの回折光が瞳
に入射する有効光源分布（図３３（ｃ）参照）を足し合
わせた図３４に示されるような十字型の照明で中心部が
円形の有効光源を持つ変形照明となる。かかる有効光源
によれば、一つの回折光のみが瞳に入射する領域を簡単
な有効光源形状として設定することができる。ここで、
図３４は、有効光源形状を示した図である。

【００８６】図２５乃至図３４を参照して位相シフトマ
スク２００の回折光について説明したように、かかる変
形照明は上述した開口絞り１５０Ｇ乃至１５０Ｉを用い
ることで可能となることが理解されるが、かかる開口絞
り１５０Ｇ乃至１５０Ｉの形状や寸法などはこれらの回
折光の特性を考慮した上で決定されなければならないこ
とは言うまでもない。

【００８７】一方、コンタクトホールのピッチが小さい
とマスク２００（又は透過率の異なるハーフトーンマス
ク）を用いて小σ照明をした場合には、投影光学系３０
０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３５に示すよう
に、瞳中心を通る０次回折光１０が生ずる。また、他の
回折次数の回折光は瞳面上において、位相シフトマスク
とは異なる位置へ来る。すなわち、回折光１１乃至１８
のようになる。よって、０次以外の回折光は図３５のよ
うに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３５
は、図９に示すバイナリーマスク２００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。

【００８８】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３５
に示す瞳面３２０の斜線領域に来るようにするには、図
３６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
ｂ_１及びｂ_２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、両者の干渉によりプ
レート４００面上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１
０及び１５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３７に示すよう
に４つ組み合わせることにより、プレート４００面上に
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４０
（ａ）に示すように、十字に配置された瞳の半径方向に
直行する方向に長手を有する４つの矩形となる。

【００８９】マスク２００上のコンタクトホール２１０
として所望の部分のみ大きさを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プレート４００
面上のパターンには、図３８（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３８は十字型開口絞り及び本実施形態
の開口絞りと、当該開口絞りに対して斜入射照明を行っ
たときのパターン４００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。

【００９０】そこで、図３５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３９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’
が有効光源面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４０（ｂ）に示すような形の有効光源となる。

【００９１】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４０（ａ）参照）と、１つ
の回折光が瞳に入射する有効光源分布（図４０（ｂ）参
照）を足し合わせた、図４０（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、プレート４００面上では、図３８（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。

【００９２】図３５乃至図４０を参照して説明したよう
に、かかる変形照明は上述した開口絞り１５０Ｊを用い
ることで可能となることが理解されるが、かかる開口絞
り１５０Ｊの形状や寸法などはこれらの回折光の特性を
考慮した上で決定されなければならないことは言うまで
もない。中抜けとなる十字の最適な長さはパターンのピ
ッチにより異なり、照明系の中央が十字状に抜けた部分
の十字の長手方向はパターンから生じた±１次回折光が
瞳に入射しない大きさを持つ変形照明系であることが好
ましい。

【００９３】また、マスク２００は、図１０に示すマス
ク２００Ｂに置換されてもよい。ここで、図１０はマス
ク２００Ｂの概略平面図である。マスク２００Ｂは、光
透過部の全ての位相は等しいバイナリーマスクである
が、所望のコンタクトホール２１０の周りにあるダミー
の（×印が付された）コンタクトホール２６０は、それ
以外のダミーのコンタクト２２０よりもホール径が小さ
く設定されている点でマスク２００と相違する。コンタ
クトホール２６０のホール径を小さくすることによって
所望のコンタクトホール２１０のパターンをダミーのコ
ンタクトホール２２０からより強調することができる。
なお、マスク２００Ａのようにマスク２００Ｂを位相シ
フトマスクとして構成してよいことはいうまでもない。

【００９４】投影光学系３００は、マスク２００に形成
されたコンタクトホールパターンを経た回折光をプレー
ト４００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２乃至図７に示す形状と同様であ
る。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。露光装置は、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ができる。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。

【００９８】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を介してマスク２００を最適な照明条件で照明する。

【００９９】マスク２００には、所望のコンタクトホー
ル２１０のパターンと、ダミーのコンタクトホール２２
０のパターンとが２次元的に配列されたコンタクトパタ
ーンが形成されている。所望のコンタクトホール２１０
はダミーのコンタクトホール２２０よりもホール径が大
きくされているので露光量が増加する。

【０１００】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。

【０１０１】軸外にピークを有する照明光はマスク２０
０を照明してコントラストが強調された周期性のあるコ
ンタクトホールパターンの強度分布をプレート４００上
に形成する。光軸付近にピークを有する照明光はマスク
２００を照明して所望のコンタクトホール２１０のパタ
ーンが強調された、周期性のないパターンの強度分布を
プレート４００上に形成する。この結果、プレート４０
０のレジストの閾値を適当に選択することによって所望
のコンタクトホール２１０のパターンをプレート４００
上に形成することができる。これにより、露光装置はレ
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（ＣＣＤな
ど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

【０１０２】次に、図１９及び図２０を参照して、上述
の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説
明する。図１９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。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。

【０１０３】図２０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。 （実施例１）実施例１では図８に示すバイナリーマスク
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とを露光装置に使用した。マスク２００では、所望の
コンタクトホール２１０のホール径を１５０ｎｍとし、
ダミーコンタクトホール２２０のホール径１２０ｎｍよ
りも３０ｎｍだけ大きくした。また、開口絞り１５０に
は、図２に示す開口絞り１５０Ａを使用した光軸付近に
ピークを有する（即ち、円１５１によりもたらされる）
照明光のσを０．２、軸外にピークを有する（即ち、４
つの円１５２Ａによってもたらされる）照明光のσを
０．９とした。また、露光量調整部１３２によって小さ
なσの照明光と大きなσの照明光との強度比は０．９対
１に設定した。

【０１０４】この時の露光結果を図１１に示す。同図
は、結像位置調節装置５００によってプレート４００を
Ｚ軸方向に焦点深度の範囲内で−０．４μｍ〜＋０．４
μｍまで移動させて露光した場合の結像特性を示す。所
望のコンタクトホール２１０が焦点からの距離−０．２
μｍ〜＋０．２μｍの領域で良好に得られていることが
理解されるであろう。 （実施例２）実施例２では図９に示す位相シフトマスク
２００Ａを使用した。その他の点（即ち、露光装置の構
成、照明条件及び露光量）については実施例１と同様に
した。このときの結果を図１３に示す。バイナリーマス
ク２００と比較して若干の改善が見られることが理解さ
れるであろう。 （実施例３）実施例３では、図１０に示すマスク２００
Ｂを使用した以外は、実施例１又は実施例２と同様であ
った。本実施例では、所望のコンタクトホール２１０に
隣接するダミーのコンタクトホール２６０のホール径は
残りのダミーのコンタクトホール２３０よりも約２０ｎ
ｍだけ（従って、約１００ｎｍに）小さくした。所望の
コンタクトホール２１０のパターン間のダミーパターン
強度を抑えることにより、露光量裕度の改善が認められ
た。所望のコンタクトホール２１０に隣接するダミーの
コンタクトホール２６０のホール径を自動的に小さくす
ることにより結像性能の向上にかなりの効果があるが、
更に、近接するホールの数と距離により最適化しても良
い。 （実施例４）実施例４では、結像位置調節装置５００を
介して露光時に図１に示すＺ方向に結像位置を変化させ
ながら連続露光した。露光装置の構成、マスク配列等は
実施例１乃至３と基本的に同様である。本実施例では、
露光中にウェハステージ４５０をＺ方向に移動させ、複
数回露光を繰り返すことによって、焦点位置からの異な
る距離で多重露光を行った。このような多重露光によ
り、焦点深度の範囲内での異なる位置における結像特性
の改善が認められた。 （実施例５）実施例５では図９に示す位相シフトマスク
２００Ａ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とを露光装置に使用した。マスク２００では、所望の
コンタクトホール２１０のホール径を１５０ｎｍとし、
ダミーコンタクトホール２２０のホール径１２０ｎｍよ
りも３０ｎｍだけ大きくした。また、開口絞り１５０に
は、図２に示す開口絞り１５０Ｇを使用した２つの回折
光が投影光学系４００の瞳面上に入射するように設定し
た（即ち、４つの矩形１５５によりもたらされる）照明
光、瞳面３２０であって上記の照明光を邪魔しないよう
な領域（瞳面３２０上で２つの回折光位置を直線的に結
んで表させる領域を除く領域、即ち、矩形１５６によっ
てもたらされる）照明光とした。また、露光量調整部１
３２によって前者の照明光と後者の照明光との強度比は
０．９対１に設定した。

【０１０５】この時の露光結果を図４１に示す。同図
は、結像位置調節装置５００によってプレート４００を
Ｚ軸方向に焦点深度の範囲内で−０．４μｍ〜＋０．４
μｍまで移動させて露光した場合の結像特性を示す。所
望のコンタクトホール２１０が焦点からの距離−０．２
μｍ〜＋０．２μｍの領域で良好に得られていることが
理解されるであろう。 （実施例６）実施例６では図８に示すバイナリーマスク
２００と、開口絞り１５０Ｊを使用した。その他の点
（即ち、露光装置の構成、照明条件及び露光量）につい
ては実施例１と同様にした。このときの結果を図４２に
示す。実施例５と同様、所望のコンタクトホール２１０
が焦点からの距離−０．２μｍ〜＋０．２μｍの領域で
良好に得られていることが理解されるであろう。 （実施例７）実施例７では、図１０に示すマスク２００
Ｂを使用した以外は、実施例５又は実施例６と同様であ
った。本実施例では、所望のコンタクトホール２１０に
隣接するダミーのコンタクトホール２６０のホール径は
残りのダミーのコンタクトホール２３０よりも約２０ｎ
ｍだけ（従って、約１００ｎｍに）小さくした。所望の
コンタクトホール２１０のパターン間のダミーパターン
強度を抑えることにより、露光量裕度の改善が認められ
た。所望のコンタクトホール２１０に隣接するダミーの
コンタクトホール２６０のホール径を自動的に小さくす
ることにより結像性能の向上にかなりの効果があるが、
更に、近接するホールの数と距離により最適化しても良
い。 （実施例８）実施例８では、結像位置調節装置５００を
介して露光時に図１に示すＺ方向に結像位置を変化させ
ながら連続露光した。露光装置の構成、マスク配列等は
実施例５乃至７と基本的に同様である。本実施例では、
露光中にウェハステージ４５０をＺ方向に移動させ、複
数回露光を繰り返すことによって、焦点位置からの異な
る距離で多重露光を行った。このような多重露光によ
り、焦点深度の範囲内での異なる位置における結像特性
の改善が認められた。

【０１０６】本発明によれば、最小線幅が０．０８乃至
０．１５μｍ以下の微細なコンタクトホールパターン
を、マスク２００を交換せずにプレート４００面上に焦
点深度内の異なる位置で結像特性良く転写することがで
きた。本実施例では、ＫｒＦエキシマレーザー、ＮＡ＝
０．６の露光装置で最小線幅と最小間隔がともに０．１
２μｍのコンタクトホールパターンが解像された。な
お、解像線幅をｋ_１で規格化するとｋ_１＝０．２９、ピ
ッチ０．２９×２＝０．５８である。

【０１０７】以下、照明光学系の開口絞りにおける、所
望のパターンの解像に寄与する第１の光透過部と、所望
のパターンの光強度分布を高める第２の光透過部との間
の開口面積比について説明する。

【０１０８】一例として、開口絞り１５０Ｊに着目す
る。図２４Ｂに示す開口絞り１５０Ｊは、図４３に示す
ように、機能的に２つのサブ絞り１５０Ｊ_１及び１５０
Ｊ_２に分けられる。図４３Ａはサブ絞り１５０Ｊ_１の平
面図を示し、図４３Ｂはサブ絞り１５０Ｊ_２の平面図を
示す。開口１５８Ａは第１の光透過部に相当し、開口１
５９Ａは第１の光透過部に相当する。

【０１０９】開口１５８Ａは、効果的に０次回折光と＋
１次又は−１次回折光が投影光学系３００の瞳に入射す
ることを許容し、従って微細パターンの解像に寄与す
る。一方、開口１５９Ａは、０次回折光が瞳に入射する
ことを許容するが、＋１次又は−１次回折光のいずれも
瞳に入射することを許容しない。開口１５９Ａは、一の
回折光のみが瞳に入射することを許容するので所望のパ
ターンは形成されない。

【０１１０】図４４は、シミュレーションの結果を示し
ている。特に、図４４Ａは、サブ絞り１５０Ｊ_１を図８
に示すマスク２００と組み合わせており、所望のコンタ
クトホールは１１０ｎｍｘ１１０ｎｍでハーフピッチは
１１０ｎｍに設定されている。下のパターンは、２つの
光束の干渉の結果得られ、所望のコンタクトホールパタ
ーン２１０とダミーのコンタクトホールパターン２２０
が得られる。一方、図４４Ｂは、サブ絞り１５０Ｊ_２を
図８に示すマスク２００と組み合わせており、所望のコ
ンタクトホールは１１０ｎｍｘ１１０ｎｍでハーフピッ
チは１１０ｎｍに設定されている。下のパターンは、一
の回折光から得られた。図４４Ｂは、所望のコンタクト
ホールパターン２１０の輪郭を強調しているが、所望の
コンタクトホールパターン２１０さえも解像していな
い。

【０１１１】サブ絞り１５０Ｊ_１及び１５０Ｊ_２の組み
合わせ、即ち、図２４Ｂに示す絞り１５０Ｊは、所望の
コンタクトホールパターン２１０のみを成功裡に解像し
ている。図４５は、サブ絞り１５０Ｊがマスク２００と
組み合わされた場合のパターンを示しており、ａ＝０．
７、ｂ＝０．５及び最大σは０．９２である。図４５
は、ダミーのコンタクトホールパターン２２０のない所
望のコンタクトホールパターン２１０を明示している。

【０１１２】本発明者らの検討によれば、第１及び第２
の光透過部の開口面積が大きすぎる場合は所望のパター
ンを解像できず、第１及び第２の光透過部の開口面積が
小さすぎる場合は所望のパターンに加えて望ましくない
パターンの解像をもたらす。 （実施例９）図８を参照して、投影露光装置は波長２４
８ｎｍ、開口数０．７３を有する。所望のコンタクトホ
ールパターン２１０は、プレート４００に換算される
と、横方向に間隔１２０ｎｍ、縦方向に間隔３６０ｎｍ
を有する。各コンタクトホール２１０は、１２０ｎｍ×
１２０ｎｍの大きさを有する。プレート４００に換算さ
れると、これは横方向に周期２４０ｎｍ、縦方向に周期
４８０ｎｍであることを意味する。ダミーコンタクトホ
ールパターン２２０は、プレート４００に換算される
と、縦方向及び横方向それぞれに周期２４０ｎｍを有す
る。各ダミーホール２２０は、９０ｎｍ×９０ｎｍの大
きさを有する。ダミーコンタクトホールパターン２２０
は、所望のパターン２１０の外側に３個広がっている。
本実施例は、開口絞り１５０Ｊを使用しており、ａ＝
０．６、ｂ＝０．５及び最大σは０．９２である。図４
６Ａに示すように良好な実験結果が得られた。

【０１１３】別の実験も図８に示すマスク２００を使用
する。プレート４００に換算されると、所望のコンタク
トホールパターン２１０は、横方向に周期２２０ｎｍ、
縦方向に周期４４０ｎｍを有する。各コンタクトホール
２１０は、１１０ｎｍ×１１０ｎｍの大きさを有する。
ダミーコンタクトホールパターン２２０は、プレート４
００に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期
２２０ｎｍを有する。各ダミーホール２２０は、９０ｎ
ｍ×９０ｎｍの大きさを有する。本実施例は、開口絞り
１５０Ｊを使用しており、ａ＝０．７、ｂ＝０．５及び
最大σは０．９２である。図４６Ｂに示すように良好な
実験結果が得られた。開口１５８Ａと１５９Ａの面積比
は、図２４Ｂにおいて０．２０である。

【０１１４】更に別の実験も図８に示すマスク２００を
使用する。プレート４００に換算されると、所望のコン
タクトホールパターン２１０は、横方向に周期２００ｎ
ｍ、縦方向に周期４００ｎｍを有する。各コンタクトホ
ール２１０は、１００ｎｍ×１００ｎｍの大きさを有す
る。ダミーコンタクトホールパターン２２０は、プレー
ト４００に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに
周期２００ｎｍを有する。各ダミーホール２２０は、８
０ｎｍ×８０ｎｍの大きさを有する。本実施例は、図２
１に示す開口絞り１５０Ｇを使用しており、ａ＝０．
８、ｂ＝０．６及び最大σは０．９２である。図４６Ｃ
に示すように良好な実験結果が得られた。開口１５５と
１５６の面積比は、図２１において約０．０６である。

【０１１５】本実施例では、所望のコンタクトホール２
１０の形状と大きさは調節されている。即ち、孤立コン
タクトホール２１０の大きさは比較的大きくされてい
る。さもないとその光強度は小さくなる。

【０１１６】様々なパターンを調査した結果、本発明者
等は遮光領域の大きさをパターンによって可変にするこ
とが有効であることを発見した。図２４Ｂにおける開口
絞り１５０Ｊは、ａ＝０．８、ｂ＝０．４及び最大σが
０．９０であると開口１５８Ａ及び１５９Ａの面積比は
約１．３０である。ａ＝０．８、ｂ＝０．６及び最大σ
が０．９２であると開口１５８Ａ及び１５９Ａの面積比
は約０．０６である。絞り１５０Ａ乃至１５０Ｃに対し
ては比は約０．２５である。

【０１１７】この面積比の結果は、ハーフトーンマスク
や図４７に示す絞り１５０Ｋ、１５０Ｌ及び１５０Ｍに
も適用される。これらも絞り１５０Ｋ、１５０Ｌ及び１
５０Ｍは異なる縦横方向の周期を有し、１８０°回転対
象である。 （実施例１０）実施例９ではバイナリーマスクを使用す
るが、本実施例は図９に示す位相シフトマスク２００Ａ
を使用する。投影露光装置は波長２４８ｎｍ、開口数
０．７３を有する。所望のコンタクトホールパターン２
１０は、プレート４００に換算されると、横方向に周期
２００ｎｍ、縦方向に周期４００ｎｍを有する。各コン
タクトホール２１０は、１００ｎｍ×１００ｎｍの大き
さを有する。ダミーコンタクトホールパターン２２０
は、プレート４００に換算されると、縦方向及び横方向
それぞれに周期２００ｎｍを有する。各ダミーホール２
２０は、８０ｎｍ×８０ｎｍの大きさを有する。本実施
例は、図２１の開口絞り１５０Ｇを使用しており、ａ＝
０．２、ｂ＝０．１及び最大σは０．９２である。図４
６Ａに示すように良好な実験結果が得られた。開口１５
５と１５６の面積比は、図２１において約０．２８であ
る。その他の条件は実施例９におけるそれらと同じであ
る。

【０１１８】一般に、殆どの位相シフトマスクに対して
ａ≦０．３、ｂ≦０．２である。最大σは０．９乃至
１．０の範囲内である時、第１及び第２の光透過部間の
開口面積比は０．１３乃至０．７５である。

【０１１９】所望のコンタクトホールパターンを解像す
るためには、実施例９及び１０からは、約０．０６乃至
約０．１３が、照明光学系の開口絞りの所望のパターン
の解像に寄与する第１の光透過部と、所望のパターンの
光強度分布を高める第２の光透過部との間の適当な開口
面積比であることが分かる。上記の様々な開口絞りにお
いて、面積比が容易に制御可能になるために遮光領域を
可変にすることが好ましい。

【０１２０】以下、所望及びダミーのコンタクトホール
間のホール径の関係について説明する。ダミーコンタク
トホールのホール径が大きすぎるか、所望のコンタクト
ホールに近すぎると、ダミーのコンタクトホールパター
ンが不本意にも解像してしまう。一方、ダミーのコンタ
クトホールのホール径が小さすぎると、ダミーのパター
ンが所望のパターンに与える周期性が失われてしまう。
ダミーコンタクトホールのホール径がより大きければ大
きいほど、光利用効率とそれによるスループットが改善
されることは、一般には正しい。従って、所望及びダミ
ーのコンタクトホールのホール径の関係は重要である。 （実施例１１）図８を参照して、投影露光装置は波長２
４８ｎｍ、開口数０．７３を有する。所望のコンタクト
ホールパターン２１０は、プレート４００に換算される
と、横方向に間隔１２０ｎｍ、縦方向に間隔３６０ｎｍ
を有する。各コンタクトホール２１０は、１２０ｎｍ×
１２０ｎｍの大きさを有する。プレート４００に換算さ
れると、これは横方向に周期２４０ｎｍ、縦方向に周期
４８０ｎｍであることを意味する。ダミーコンタクトホ
ールパターン２２０は、プレート４００に換算される
と、縦方向及び横方向それぞれに周期２４０ｎｍを有す
る。各ダミーホール２２０は、コンタクトホール２１０
の大きさの７５％に相当する、９０ｎｍ×９０ｎｍの大
きさを有する。ダミーコンタクトホールパターン２２０
は、所望のパターン２１０の外側に３個広がっている。
本実施例は、開口絞り１５０Ｊを使用しており、ａ＝
０．６、ｂ＝０．５及び最大σは０．９２である。図４
９Ａに示すように良好な実験結果が得られた。本実験
は、ダミーコンタクトホールの大きさを７０ｎｍ乃至１
００ｎｍで変化させ（これはコンタクトホール２１０の
大きさの約５８％乃至約８３％に相当する）、所望のコ
ンタクトホールパターン２１０の良好な解像を確認し
た。

【０１２１】別の実験も図８に示すマスク２００を使用
する。プレート４００に換算されると、所望のコンタク
トホールパターン２１０は、横方向に周期２２０ｎｍ、
縦方向に周期４４０ｎｍを有する。各コンタクトホール
２１０は、１１０ｎｍ×１１０ｎｍの大きさを有する。
ダミーコンタクトホールパターン２２０は、プレート４
００に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期
２２０ｎｍを有する。各ダミーホール２２０は、コンタ
クトホール２１０の大きさの約８２％に相当する、９０
ｎｍ×９０ｎｍの大きさを有する。本実施例は、開口絞
り１５０Ｊを使用しており、図２４Ｂにおいてａ＝０．
７、ｂ＝０．５及び最大σは０．９２である。図４９Ｂ
に示すように良好な実験結果が得られた。本実験は、ダ
ミーコンタクトホールの大きさを７０ｎｍ乃至９０ｎｍ
で変化させ（これはコンタクトホール２１０の大きさの
約６４％乃至約８２％に相当する）、所望のコンタクト
ホールパターン２１０の良好な解像を確認した。

【０１２２】更に別の実験も図８に示すマスク２００を
使用する。プレート４００に換算されると、所望のコン
タクトホールパターン２１０は、横方向に周期２００ｎ
ｍ、縦方向に周期４００ｎｍを有する。各コンタクトホ
ール２１０は、１００ｎｍ×１００ｎｍの大きさを有す
る。ダミーコンタクトホールパターン２２０は、プレー
ト４００に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに
周期２００ｎｍを有する。各ダミーホール２２０は、コ
ンタクトホール２１０の大きさの８０％に相当する８０
ｎｍ×８０ｎｍの大きさを有する。本実施例は、図２４
Ｂに示す開口絞り１５０Ｊを使用しており、ａ＝０．
８、ｂ＝０．６及び最大σは０．９２である。図４９Ｃ
に示すように良好な実験結果が得られた。本実験は、ダ
ミーコンタクトホールの大きさを７０ｎｍ乃至９０ｎｍ
で変化させ（これはコンタクトホール２１０の大きさの
７０％乃至９０％に相当する）、所望のコンタクトホー
ルパターン２１０の良好な解像を確認した。

【０１２３】本実施例では、所望のコンタクトホール２
１０の形状と大きさは調節されている。即ち、孤立コン
タクトホール２１０の大きさは比較的大きくされてい
る。さもないとその光強度は小さくなる。

【０１２４】様々なパターンを調査した結果、本発明者
等はダミーコンタクトホールが所望のコンタクトホール
のホール径の約５５％乃至約９０％を有することが好ま
しいことを発見した。この割合の結果は、ハーフトーン
マスクや位相シフトマスクにも適用される。

【０１２５】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。

【０１２６】

【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）ホール径
を持ち、孤立コンタクトホールからコンタクトホール列
までが混在するコンタクトホールパターンを一度に高解
像度で露光することができる。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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の露光装置の概略ブロック図である。

【図２】 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。

【図３】 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。

【図４】 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。

【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。

【図６】 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。

【図７】 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。

【図８】 図１に示す露光装置のマスクの概略平面図で
ある。

【図９】 図８に示すマスクの変形例の概略図である。

【図１０】 図８に示すマスクの別の変形例の概略平面
図である。

【図１１】 実施例１の露光結果としてプレートに転写
されたパターンである。

【図１２】 図１１に示すマスクを図２に示す開口絞り
で照明した場合に軸外にピークを有する照明光によって
投影光学系の瞳面に現れる回折光の分布を示す概略平面
図である。

【図１３】 実施例２の露光結果としてプレートに転写
されたパターンである。

【図１４】 所望のコンタクトホールのパターンを形成
したバイナリーマスクの平面図である。

【図１５】 図１４に示すマスクを光軸付近にピークを
有する照明光で照明した場合に露光装置の投影光学系の
瞳面上に現れる回折光の分布を示す概略平面図である。

【図１６】 図１４に示すパターンとダミーのコントラ
ストパターンとを２次元的に配列したコンタクトホール
パターンを有するマスクの概略平面図である。

【図１７】 十字（四重極）照明光で図１４に示すマス
クを照明した場合に露光装置の投影光学系の瞳面上に現
れる回折光の分布を説明するための概略図である。

【図１８】 図１６に示すマスクを照明するための十字
（四重極）照明絞りの概略平面図である。

【図１９】 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。

【図２０】 図１９に示すステップ４の詳細なフローチ
ャートである。

【図２１】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図
である。

【図２２】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図
である。

【図２３】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図
である。

【図２４】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図
である。

【図２５】 図９に示す位相シフトマスクに小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２６】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図２７】 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パターン上での像
を示した図である。

【図２８】 瞳面上の回折光の入射位置を示した模式図
である。

【図２９】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図３０】 有効光源形状を示した図である。

【図３１】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図３２】 有効光源形状を示した図である。

【図３３】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図３４】 有効光源形状を示した図である。

【図３５】 図８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３６】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図３７】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図３８】 十字型（四重極）の開口絞り及び本発明の
開口絞りと、当該開口絞りに対して斜入射照明を行った
ときの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３９】 有効光源分布の一例を示す図である。

【図４０】 有効光源分布を説明するための模式図であ
る。

【図４１】 実施例５の露光結果としてプレートに転写
されたパターンである。

【図４２】 実施例６の露光結果としてプレートに転写
されたパターンである。

【図４３】 図２４から得られる一対のサブ絞りであ
る。

【図４４】 図４３のサブ絞りの機能を説明するための
図である。

【図４５】 図２４のマスクを利用してプレートに転写
されるパターンである。

【図４６】 実施例９の露光結果としてプレートに転写
されたパターンである。

【図４７】 ３つの開口絞りの例示的形状を示す概略平
面図である。

【図４８】 実施例１０の露光結果としてプレートに転
写されたパターンである。

【図４９】 実施例１１の露光結果としてプレートに転
写されたパターンである。

【符号の説明】

１０ 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 所望のコンタクトホール ２２０ ダミーのコンタクトホール ２６０ ダミーのコンタクトホール ３００ 投影光学系 ３２０ 瞳 ４００ プレート ５００ 解像位置調節装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２７ ５０２Ｐ (72)発明者 鈴木 章義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H095 BB02 BB03 5F046 AA25 BA04 BA05 BA08 CA04 CB05 CB12 CB13 CB17 CB23 DA01 DA11

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンタクトホールのパターンと、当該パタ
   ーンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたマスク
   を、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且
   つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるよう
   に、複数種の光で照明することにより前記マスクを投影
   光学系を介して被露光体に投影することを特徴とする露
   光方法。
2. 【請求項２】 前記マスク上のコンタクトホールの寸法
   は前記被露光体に形成すべき本来のコンタクトホールの
   寸法とは異ならせていることを特徴とする請求項１記載
   の露光方法。
3. 【請求項３】 前記複数種の光は光軸近傍に強度分布の
   ピークを有する照明光と軸外に強度分布のピークを有す
   る照明光であることを特徴とする請求項１記載の露光方
   法。
4. 【請求項４】 前記複数種の光は前記マスクに大σの照
   明を行う光と小σの照明を行なう光であることを特徴と
   する請求項１記載の露光方法。
5. 【請求項５】 前記複数種の光は前記所望のコンタクト
   ホールのパターンの配列から生じる２つの回折光が前記
   投影光学系の瞳面上に入射するような第１の照明光と前
   記２つの回折光を直線的に結んで表される瞳面上の領域
   には回折光が入射しないような第２の照明光であること
   を特徴とする請求項１に記載の露光方法。
6. 【請求項６】 前記第２の照明光は前記瞳面上で少なく
   とも一つの回折光が瞳に入射する部分を含むように設定
   される請求項５記載の露光方法。
7. 【請求項７】 前記複数種の照明光はσが０．９より大
   きい部分を有する有効光源を形成するものであることを
   特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の露光方
   法。
8. 【請求項８】 前記マスクを、前記コンタクトホールパ
   ターンが市松状に位相が０度と１８０度に設定された位
   相シフトマスクに構成することを特徴とする請求項３乃
   至７のうちいずれか一項に記載の露光方法。
9. 【請求項９】 前記小さなパターンとしての補助パター
   ンを複数種有し、当該複数種の補助パターンのうち前記
   所望のコンタクトホールのパターンに隣接する前記補助
   パターンの寸法を残りの前記補助パターンの寸法より小
   さくしたことを特徴とする請求項２、４、５、６又は７
   記載の露光方法。
10. 【請求項１０】 前記マスクを照明する複数種の光は、
    外径のσが０．９より大きい実質的に輪帯状の有効光源
    を形成する光と四重極状の光源を形成する光を有するこ
    とを特徴とする請求項１記載の露光方法。
11. 【請求項１１】 コンタクトホールのパターンと、当該
    パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたマ
    スクを用い、前記コンタクトホールのパターンが解像さ
    れ且つ前記小さなパターンの解像が抑制されるように、
    中央部に非円形の暗い部分を有する有効光源を形成する
    光で前記マスクを照明することにより前記マスクを投影
    光学系を介して被露光体に投影することを特徴とする露
    光方法。
12. 【請求項１２】 前記小σの照明光は、σが０．３以下
    の円形の有効光源を形成する光であることを特徴とする
    請求項４記載の露光方法。
13. 【請求項１３】 前記大σの照明光は、十字に配置され
    た４つの図形の有効光源を形状する光であることを特徴
    とする請求項４記載の露光方法。
14. 【請求項１４】 前記大σの照明光は、輪帯の有効光源
    を形状することを特徴とする請求項４記載の露光方法。
15. 【請求項１５】 前記４つの図形の各照明光は等しいσ
    を有することを特徴とする請求項１３記載の露光方法。
16. 【請求項１６】 前記大σの照明光は、照明光の中心位
    置のσが０．６以上であることを特徴とする請求項４記
    載の露光方法。
17. 【請求項１７】 前記第１の照明光は、十字に配置され
    た４つの有効光源を形成する請求項５、６又は７記載の
    露光方法。
18. 【請求項１８】 前記マスクは位相シフトマスクを用
    い、前記第２の照明光は、矩形、円形、又は略菱形の中
    抜けを有する矩形の有効光源形状を有する請求項５、６
    又は７記載の露光方法。
19. 【請求項１９】 前記マスクはバイナリー又はハーフト
    ーンマスクを用い、前記第２の照明光は、十字に配置さ
    れた４つの扇型の有効光源形状を有する請求項５、６又
    は７記載の露光方法。
20. 【請求項２０】 前記マスクは位相シフトマスクを用
    い、前記有効光源は以下に示すような形状を有する請求
    項５、６又は７記載の露光方法。
21. 【請求項２１】 前記マスクはバイナリー又はハーフト
    ーンマスクを用い、前記有効光源は以下に示すような形
    状を有する請求項５、６又は７記載の露光方法。
22. 【請求項２２】 前記有効光源はσが０．９より大きい
    外径を有し、前記有効光源は円形の光源の中央部に前記
    非円形の暗い部分を形成したものであることを特徴とす
    る請求項１１に記載の露光方法。
23. 【請求項２３】 前記有効光源の前記外径はσが１より
    小さいことを特徴とする請求項２２に記載の露光方法。
24. 【請求項２４】 前記被露光体と前記パターン像の前記
    投影光学系の光軸方向に関する位置関係を変更しながら
    前記露光を複数回行うことを特徴とする請求項１乃至２
    ３のうちいずれか一項記載の露光方法。
25. 【請求項２５】 前記所望のコンタクトホールのパター
    ンの複数と補助パターンの複数とが行と列を成すように
    ２次元的に配置してあることを特徴とする請求項１乃至
    ２３のいずれか１項記載の露光方法。
26. 【請求項２６】 前記補助パターンの形状は前記コンタ
    クトホールのパターンと相似であることを特徴とする請
    求項１乃至２５のいずれか1項記載の露光方法。
27. 【請求項２７】 請求項１乃至２３のうちいずれか一項
    記載の露光方法を行うことができる露光モードを有する
    ことを特徴とする露光装置。
28. 【請求項２８】 開口絞りを有する照明光学系を更に有
    し、前記開口絞りは第１及び第２の光透過部と遮光部と
    を有し、前記第１の光透過部は前記第２のパターンの解
    像に寄与し、前記第２の光透過部は前記第２のパターン
    の光強度分布を強調し、前記第１及び第２の光透過部の
    面積比は０．０６乃至１．３０であることを特徴とする
    請求項２７記載の露光装置。
29. 【請求項２９】 開口絞りを有する照明光学系を更に有
    し、前記開口絞りは光透過部と可変の遮光部とを有する
    ことを特徴とする請求項２７記載の露光装置。
30. 【請求項３０】 コンタクトホール列の縦横の軸に相当
    する十字に配置された４つの図形からなる有効光源をも
    つ第１の照明とそれ以外の形状からなる有効光源をもつ
    第２の照明との照明光量比を調整する手段をもつことを
    特徴とする露光装置。
31. 【請求項３１】 請求項２７乃至３０のいずれか一項記
    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。
32. 【請求項３２】 所望のコンタクトホールのパターン
    と、当該パターンよりも寸法が小さな補助パターンとが
    ２次元的に配列されたマスクであって、前記補助パター
    ンを複数種有し、当該複数種の補助パターンのうち前記
    所望のコンタクトホールのパターンに隣接する補助パタ
    ーンの寸法が残りの補助パターンの寸法より小さいこと
    を特徴とするマスク。
33. 【請求項３３】 前記補助パターンは前記所望のパター
    ンのホール径の約５５％乃至約９０％に相当する大きさ
    を有することを特徴とする請求項３２記載のマスク。
34. 【請求項３４】 複数のコンタクトホールのパターン
    と、当該パターンよりも寸法が小さな複数の補助パター
    ンとが２次元的に配列されたマスクであって、前記コン
    タクトホールパターンは市松状に位相が０度と１８０度
    に設定された位相シフトマスクからなることを特徴とす
    るマスク。
35. 【請求項３５】 コンタクトホールのパターンと当該パ
    ターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたマス
    クに対して前記コンタクトホールのパターンが解像でき
    る第1の照明と該第1の照明によって前記小さなパターン
    に関連して生じる偽解像を抑制する第２の照明を行って
    投影露光を行うことを特徴とする露光方法。