JP2006080454A - パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 露光における焦点深度を大きく確保して露光を行う。
【解決手段】 フォトマスクに形成されたマスクパターンについて、露光装置の投影系のコマ収差と球面収差とを変化させて、感光材に転写されたパターンの焦点深度を測定するシミュレーション行う。そして、シミュレーションの結果から、焦点深度が最も大きくなる、コマ収差の値と球面収差の値との組み合わせを決定する。露光においては、露光装置の投影系の収差を、組み合わせにおけるコマ収差の値と球面収差の値とに調整した状態で、マスクパターンを、感光材に転写する。
【選択図】 図６

Description

この発明は、パターン形成方法に関するものである。更に、具体的には、感光材に、リソグラフィ技術によりパターンを転写する場合に用いられるパターン形成方法に関するものである。

近年、半導体装置等の高度集積化、微細化に伴い、その製造工程において形成される各パターンの微細化が進められている。一般に、感光材にパターンを転写する場合、光リソグラフィによるレジストの露光と、現像処理とを用いる。従って、レジストパターンのより一層の微細化のため、光リソグラフィにおいて用いる露光装置の解像度の向上が望まれている。

ここで、光リソグラフィにおいて、解像できる限界のパターン寸法である限界解像度Ｒは、次式（２）で表される。
Ｒ＝ｋ_１・λ／（ＮＡ） ・・・・（２）
なお、ここで、ｋ_１は、結像条件と、レジスト条件とに依存する定数であり、λ（nm）は、露光光の波長、ＮＡは、投影レンズの開口数を表す。
従って、解像力を向上させるためには、露光光源の波長λを短くするか、あるいは、レンズの開口数を大きくすればよい。

しかし、開口数の増加に伴い、焦点深度は減少する。焦点深度が減少することにより、露光における焦点の整合条件が極めて厳しくなり、露光の裕度は小さくなる。一方、要求されるパターンが微細化するにつれて、投影レンズの収差の影響により、パターンの変形、位置のズレが生じる。従って、焦点深度の減少や投影レンズの収差の影響は、半導体装置等の製造における歩留まりを、低下させるため問題となる。

これに対応するため、無収差の理想的なレンズ形成を目指した露光装置の製作が進められている。一方、露光装置を組み立てた後でも、収差の値を変化させる機能を備えて、レンズに残存する収差を、ゼロに近づける提案もなされている。
具体的には、例えば、コマ収差可変装置を備えた露光装置による露光技術（例えば、特許文献１参照）や、球面収差可変装置を備えた露光装置による露光技術（例えば、特許文献２参照）等が考えられている。

特開平１１−１２１３２２号公報 特開２００１−２８３２９号公報

上述したように、パターンの微細化に伴い、更なる露光光の短波長化、開口数増加に伴い、焦点深度の減少は進む。そして、焦点深度の減少により、露光における裕度が小さくなる。従って、半導体装置等の歩留まり向上のためには、露光装置の基板を駆動するステージに高い位置精度が要求され、また、基板表面の段差を小さく、あるいはなくすことを要求する。従って、焦点深度を、より大きくすることができる対策が必要となる。

従って、この発明は、露光における焦点深度を大きくして、パターンの転写を行うことができるように改良したパターン形成方法を提供するものである。

この発明のパターン形成方法は、フォトマスクに形成されたマスクパターンについて、露光装置の投影系のコマ収差と球面収差とを変化させて、感光材に転写されたパターンの焦点深度を測定するシミュレーションを行うシミュレーション工程と、前記シミュレーションの結果から、前記焦点深度が最も大きくなる、前記コマ収差の値と前記球面収差の値との組み合わせを決定する収差決定工程と、前記露光装置の投影系の収差を、前記組み合わせにおける前記コマ収差の値と前記球面収差の値とに調整して、前記マスクパターンを、前記感光材に転写するパターン転写工程と、を備えるものである。

あるいは、この発明のパターン形成方法は、前記フォトマスクが、ラインパターンを有するものである。

あるいは、この発明のパターン形成方法は、第１フォトマスクと第２フォトマスクとに形成されたマスクパターンを、それぞれ、基板に転写する２重露光を用いて、基板に設計パターンを形成するパターン形成方法において、第１フォトマスクに重ね合わせることにより、前記設計パターンに対応するパターンとなるようなマスクパターンを有する第２フォトマスクを、少なくとも２以上設計する第２のフォトマスク設計工程と、前記２以上の第２フォトマスクについて、それぞれ、露光装置の投影系のコマ収差と球面収差とを変化させて、感光材に転写されるパターンの焦点深度を測定するシミュレーションを行うシミュレーション工程と、前記シミュレーションの結果から、前記焦点深度が最も大きくなる、前記第２フォトマスクのうち、１の第２フォトマスクと、前記コマ収差と、前記球面収差との組み合わせを決定する収差決定工程と、前記投影系の収差を、前記組み合わせにおける前記コマ収差の値と前記球面収差の値とに調整し、前記複数の第２フォトマスクのうち、前記組み合わせにおける第２フォトマスクのマスクパターンを、前記感光材に転写する第２マスクパターン転写工程と、通常の投影系の収差で、前記第１フォトマスクのマスクパターンを転写する第１マスクパターン転写工程と、を備えるものである。

あるいは、この発明のパターン形成方法は、前記第２フォトマスクが、ラインパターンを有するものである。

あるいは、この発明のパターン形成方法は、前記シミュレーション形成工程は、前記感光材の情報、あるいは、前記露光装置における照明条件に関する情報を用いて行うものである。

この発明においては、フォトマスクについてのシミュレーション結果から、露光装置を、焦点深度が最も大きくなる、コマ収差と球面収差との値に調整した状態で露光を行う。これにより、焦点深度をより大きくすることができ、露光における裕度を大きすることができる。従って、パターン形成における歩留まりを向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略化する。
また、以下の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及する場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
なお、簡略化のため、この実施の形態において、フォトマスクや形成されるパターンについては、図１における上下方向を「長さ」と称し、左右方向を「幅」と称することとする。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるフォトマスクを説明するための上面図である。また、図２は、この発明の実施の形態１において形成するパターンを説明するための上面図である。

この発明の実施の形態１においては、図１（ａ）に示すフォトマスク１１０と、図１（ｂ）に示すフォトマスク１２０との２つのフォトマスクを用いて２重露光を行い、感光材に、図２に示すような、細いラインパターン１２を形成する。

フォトマスク１１０は、レベンソン型位相シフトマスクである。図１（ａ）に示すように、フォトマスク１１０は、遮光部２と、位相πの開口部４と、位相ゼロの開口部６とを含んで構成される。図１（ａ）に示す上面において、遮光部２は、幅４０nm×長さ５８０nmのライン２ａと、ライン２ａの両端に接続しフォトマスクの外周部を取り囲む外周部２ａとからなる。また、位相πの開口部４は、幅５８０nm×長さ５８０nmの正方形であり、ライン２ａの横に、長さ方向を揃えて配置されている。また、位相ゼロの開口部６は、幅１８０nm×長さ５８０nmの矩形であり、ライン２ａを挟んで、開口部４とは反対側に、ライン２ａと長さを揃えて配置されている。
フォトマスク１１０は、中央に形成された微細なライン２ａを転写するため、位相シフト型のマスクとしている。

フォトマスク１２０は、クロム遮光マスクである。図１（ｂ）に示すように、フォトマスク１２０は、露光光を透過する基板からなる開口部８に、クロム遮光膜により遮光部１０が設けられて構成されている。遮光部１０は、幅１５０nm×長さ５８０nmの矩形状となっている。
フォトマスク１２０は、フォトマスク１１０に形成されたライン２ａを、外周部２ｂから切り離すためのマスクである。従って、パターン転写において、フォトマスク１１０の転写の場合ほど高い精度を要求しないため、通常のクロム遮光マスクにより形成されている。

フォトマスク１１０とフォトマスク１２０とを用いた２重露光を行うことにより、図２に示すような、ラインパターン１２が形成される。このラインパターン１２は、フォトマスク１１０の遮光部２のライン２ａに対応するパターンであり、幅３０nm×長さ５８０nmのパターンである。なお、フォトマスク１１０のライン２ａの幅４０nmは、マスク補正による寸法差を含むものであり、このライン２ａが転写されたパターンの幅は、３０nmとなっている。

図３は、実施の形態１において露光の際に使用する投影露光装置を説明するための概念図である。
図３に示すように、投影露光装置において、露光光源２０から発振された露光光の光路には、コンデンサレンズ２２、マスクステージ２４、投影レンズ２６、収差可変装置２８、ウェハステージ３０が、順に配置されている。収差可変装置２８には、シミュレータ３２が接続されている。また、露光の際には、マスクステージ２４には、フォトマスク１１０、１２０等の転写するパターンが形成されたフォトマスクが載置され、ウェハステージ３０には、感光材を塗布したウェハ３４が載置される。

このような露光装置において、露光光源２０としては、波長１５７.６nmの、Ｆ_２エキシマレーザを用いる。また、投影レンズ２６のレンズ開口数Ｎ．Ａは、０.８５であり、いわゆるシグマσは、０．３のものを用いる。

図４は、この露光装置の投影レンズが理想レンズと仮定し、フォトマスク１１０を用いて転写されるラインの焦点位置を変化させた場合の、ライン寸法の変化を示すグラフである。図４において、横軸は、焦点位置（μm）即ち、原点をベストフォーカス位置とした場合のベストフォーカスからの距離（μm）を示し、縦軸は、転写されたパターンのライン寸法（nm）を示す。
この実施の形態１においては、ラインパターンの寸法精度を±３nmとする。この場合、図４より、無収差レンズを使用した場合の焦点深度は、０.１３μmとなる。

図５は、この発明の実施の形態１におけるパターン形成方法について説明するためのフロー図である。
実施の形態１においては、図１に示すフォトマスク１１０、１２０、及び、図３に示す露光装置を用いて露光を行う。以下、具体的にパターンの形成方法について説明する。

まず、フォトマスク１１０を搬送し、マスクステージ２４にこれを載置する（ステップＳ２）。

次に、光学シミュレーションを行う(ステップＳ４)。光学シミュレーションにおいては、フォトマスク１１０を用いた場合に、最も焦点深度が大きくなる場合の、コマ収差と球面収差との組み合わせを決定する。
レンズの収差は、Ｆｏｕｒｉｅｒ光学で予測される理想的波面と、レンズから実際に発生する波面との光路差Ｗとして表される。光路差Ｗは、極座標で表されることが多く、ここでは、次式（１）に示す、Ｆｒｉｎｇｅ Ｚｅｒｎｉｋｅの多項式を用いる。

式（１）において用いられる係数Ｚ_ｉは、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数と言われるものであり、例えば、Ｚ_６、Ｚ_７、Ｚ_１３、Ｚ_１４等はコマ収差を表し、Ｚ_８、Ｚ_１５、Ｚ_２４等は、球面収差を表す項である。実施の形態１においては、この係数Ｚ_ｉのうち、３次のコマ収差の係数であるＺ_６と、３次の球面収差の係数であるＺ_８とを変化させて、その場合にフォトマスク１１０により形成されるラインの焦点深度を光学シミュレーションにより求める。

図６は、このようにして行った光学シミュレーションの結果を表すグラフである。図６において、Ｘ方向の軸は、３次のコマ収差のＺｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_６を表し、Ｙ方向の軸は、３次の球面収差のＺｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_８を表し、Ｚ方向の軸は、焦点深度（μm）を表す。

光学シミュレーションの結果から、焦点深度が最も大きくなるＺ_６とＺ_８との組み合わせを選択し、これによりコマ収差の値と球面収差の値との組み合わせを決定する。実施の形態１において、フォトマスク１１０を図３に示す露光装置で用いる場合には、図６から、Ｚ_６、Ｚ_８共に、０．２とする組み合わせにおいて、焦点深度が最も大きく、約０.１９μmとなることがわかる。この値は、図４に示す理想レンズの場合と比較しても、約１.５倍拡大した値であり、コマ収差と球面収差との両方を、適切な値に調節することが効果的であることがわかる。

次に、決定したＺ_６及びＺ_８から、コマ収差及び球面収差を算出し、このコマ収差及び球面収差の値を、収差可変装置２８に送信する（ステップＳ６）。収差可変装置２８は、投影レンズ２６の下方に配置され、指定された値に応じて、投影レンズ２６の収差を強制的に調整する。

また、ウェハステージ３０には、シミュレーションにおいて入力したのと同様の感光材を塗布したウェハ３４を載置する（ステップＳ８）。その後、ウェハ３４の位置あわせが正確に行われる。

次に、露光光源２０から、Ｆ_２エキシマレーザ光を発振し、ウェハ３４上に塗布された感光材を感光させて、フォトマスク１１０のマスクパターンを、これに転写する（ステップＳ１０）。

次に、フォトマスク１１０に代えて、フォトマスク１２０を搬送し、マスクステージ２４に載置する（ステップＳ１２）。その後、露光光源２０からＦ_２エキシマレーザ光を発振し、感光材を感光させて、フォトマスク１２０のパターンを転写する。上述したが、フォトマスク１２０は、フォトマスク１１０のライン２ａに対応するパターンを、外周部分から切り離すために用いられるものであるから、転写パターンに高い精度を要求しない。従って、ここでは、フォトマスク１１０を用いた場合とは異なり、光学シミュレーションを行わず、また、収差の調整は行わず、通常の状態に戻して露光を行えばよい。

その後、ＰＥＢ（Post Exposure Bake）、現像処理等を行うことにより、感光材に図２に示すようなラインパターン１２が転写される。その後、必要に応じて、感光材をマスクとして、所定の膜をエッチングする等して、半導体装置等の製造を行う。

以上説明したように、この実施の形態１においては、フォトマスク１１０に形成されたパターンに対して、最も焦点深度が大きくなるように、３次のコマ収差のＺｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_６及び３次の球面収差のＺｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_８をシミュレーションにより導き出す。そして、これによって算出されるコマ収差及び球面収差の値に露光装置の収差を調整した後、露光を行う。従って、焦点深度が拡大した状態で露光を行うことができ、露光における裕度を大きくすることができる。これにより、露光技術を用いて形成するパターンを正確に形成することができ、このパターン形成方法を用いた半導体素子等の製造における歩留まりを向上させることができる。

なお、この実施の形態１において説明したフォトマスク１１０の構造は、この発明を限定するものではない。この発明におけるフォトマスクは、レベンソン型に限らず、ハーフトーン型位相シフトマスクや、あるいは、クロム遮光マスクを用いた場合でもよい。また、露光方法についても、２重露光に限るものではない。１のフォトマスクでパターンを転写できる場合には、１のフォトマスクを用いればよい。また、２つのフォトマスクが、共に微細なマスクパターンを有し、かつ、精度の高い露光が要求されるような場合においては、両方のフォトマスクについて、光学シミュレーションを行い、それぞれのフォトマスクにあわせた収差の組み合わせを決定して、それぞれ露光を行えばよい。

また、この発明において、コマ収差、球面収差の値、即ち、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_６、Ｚ_８は、ここで決定した値に限るものではない。これらの値は、フォトマスクのパターン形状の他に、露光光の波長、レンズの開口数（Ｎ．Ａ．）、シグマσ、フォトマスクの照明条件等といった露光装置の条件や、感光材の種類等の条件によっても影響を受ける。従って、光学シミュレーションは、フォトマスクのパターンの情報とともに、露光装置の条件や感光材の種類等の情報を加えて行うことにより、より高精度に、適切な収差を決定し、より正確な露光を行うことができる。

また、この発明において、コマ収差、球面収差の決定のためのシミュレーションにおいて変化させる値は、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_６、Ｚ_８に限られるものではない。例えば、コマ収差は、Ｘ方向成分とＹ方向成分とに分けられる（例えば、Ｚ_６、Ｚ_１３、Ｚ_２２等はＸ方向成分のコマ収差、Ｚ_７、Ｚ_１４、Ｚ_２３等はＹ方向成分のコマ収差）。そして、この実施の形態１では、Ｘ方向に伸びた、ラインパターンを想定しているため、Ｘ方向成分のコマ収差Ｚ６をパラメータとして選択した。このように、どのＺｅｒｎｉｋｅ係数を変化させると効果的であるかは、そのパターンの形状によって変わってくるものであるため、変化させる係数は、そのパターン等を考慮して決定すればよい。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２において、形成が要求されるパターンについて説明するための模式図である。
実施の形態１においては、予め準備された２つのフォトマスク１１０、１２０を用いて、２重露光を行う場合について説明した。しかし、実施の形態２では、図７に示すパターンを形成するために必要な、フォトマスクの複数のバリエーションと、そのそれぞれに対する、コマ収差と、球面収差との組み合わせを求める。

具体的に、実施の形態２において、形成が要求される転写パターン４０は、図７に示すように、幅１６０nm×長さ５８０nmの矩形のパターン４０ａと、このパターン４０ａと１８５nmの間隔を空けて（図７においては、右側に）配置された、幅３０nm×長さ５８０nmのラインパターン４０ｂと、更に、このラインパターン４０ｂと７８５nmの間隔を空けて（図７においては、右側に）配置された、幅１６０nm×長さ５８０nmのパターン４０ｃとを含む。

図８は、このパターンを形成するために考え得る、それぞれ、異なる４つのマスクパターンを有するフォトマスクを表した上面図である。また、図９は、図８に示すフォトマスクのいずれかと組み合わせて２重露光を行うための、もう１つのフォトマスクを説明するための上面図である。

図８（ａ）〜８（ｄ）に示すフォトマスク２１０〜２４０は、それぞれ、遮光部４２に、位相ゼロの開口部４４と、位相πの開口部４６とを設けることにより構成されている。フォトマスク２１０〜２４０において、開口部４４は、幅１８０nm×長さ５８０nmの矩形であり、フォトマスクの図８における左辺側から、１６０nmの間隔を空けて配置されている。また、開口部４６は、開口部４４から約４０nmの間隔を空けて配置されている。

開口部４６の大きさは、各フォトマスク２１０〜２４０において、異なっている。開口部４６は、フォトマスク２１０においては、幅１８０nm×長さ５８０nmであり、フォトマスク２２０においては、幅３８０nm×長さ５８０nmであり、フォトマスク２３０においては、幅５８０nm×長さ５８０nmであり、フォトマスク２４０においては、幅７８０nm×長さ５８０nmである。即ち、各フォトマスク２１０〜２４０は、それぞれ、位相πの開口部４６の大きさのみが異なるものである。

各フォトマスク２１０〜２４０において、開口部４４と開口部４６とに挟まれた、遮光部４２のライン４２ａが、図７に示すラインパターン４０ｂに対応する部分であり、この微細なラインパターンの形成において、高い精度の露光が要求されるため、この部分の露光について光学シミュレーションを行って、収差を決定することになる。

図９に示すフォトマスク２５０は、上述したが、フォトマスク２１０〜２４０のいずれかのフォトマスクと組み合わせて、図７に示したパターンに対応するパターンを形成するものである。具体的に図９に示すフォトマスク２５０は、光を透過する基板である位相ゼロの開口部４８に、クロム膜からなる遮光部５０が配置されて形成されている。遮光部５０は、幅１６０×長さ５８０nmの矩形のパターンと、このパターンとは、１２５nmの間隔を空けて配置された、幅１５０nm×長さ５８０nmの矩形のパターンと、このパターンとは７２５nmの間隔を空けて配置された幅１６０nm×長さ５８０nmの矩形のパターンと、からなる。

フォトマスク２５０は、図８に示すフォトマスク２１０〜２４０に対して、上下に配置された遮光部４２の外周部４２ｂを切り離すためのものであり、特に高い精度を要求しないものである。従って、実施の形態１と同様、ここでは、光学シミュレーションの対象とせず、通常の収差の状態で、露光を行う。

図１０は、図８に示す各フォトマスク２１０〜２４０を用いて、それぞれ、光学シミュレーションを行った結果を示すグラフである。図１０(ａ)、１０（ｂ）、１０（ｃ）、１０（ｄ）に示すグラフは、それぞれ、フォトマスク２１０、２２０、２３０、２４０を用いた場合のシミュレーション結果を示す。また、図１０（ａ）〜（ｄ）において、それぞれ、Ｘ方向の軸は、３次のコマ収差のＺｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_６を示し、Ｙ方向の軸は、３次の球面収差のＺｅｒｎｉｋｅ係数Ｚ_８を示し、Ｚ方向の軸は、焦点深度（μm）を示す。

ここでの光学シミュレーションは、実施の形態１において説明したのと同様の方法により行う。即ち、式（１）に示す、Ｚｅｒｎｉｋｅの式の、Ｚ_６、Ｚ_８の項を変化させて、光学シミュレーションを行う。この結果、図１０（ｃ）に示すように、フォトマスク２３０を用いて、Ｚ_６を０.２０、Ｚ_８を０.２０とする場合に、最も焦点深度が大きく、０.１９５以上となることが判る。

パターン形成においては、実施の形態２においては、図５に示す、ステップＳ４の光学シミュレーションを、先に行い、用いるフォトマスクを決定する。その後、実施の形態１と同様、ステップＳ２において、フォトマスク２３０を搬送し、露光装置の収差を、Ｚ_６を０.２０、Ｚ_８を０.２０とした場合のコマ収差の値、球面収差の値となるように、調整する（ステップＳ６）。更に、ウェハ搬送、露光を行い（ステップＳ８、Ｓ１０）、続けて、フォトマスク２５０に変更して、再び露光を行う（ステップＳ１２、Ｓ１４）ことにより、パターンの形成が行われる。

以上説明したように、実施の形態２においては、要求されるパターンに対して、考え得る複数のフォトマスクパターンをあげて、これらのマスクパターンのそれぞれに対して光学シミュレーションを行うことにより、コマ収差、球面収差の値を決定し、最も大きな焦点深度となるフォトマスクと、コマ収差と、球面収差との組み合わせにおいて露光を行う。従って、露光において、より大きな焦点深度を確保することができ、より裕度の大きな状態で露光を行うことができる。

なお、実施の形態１に説明したのと同様に、この発明において転写されるパターンは、実施の形態２において説明したパターンに限るものではなく、従って、フォトマスクのパターンも、実施の形態２において説明したものに限るものではない。これらは、転写の要求されるパターンに応じて、適宜選択することができる。また、マスクの種類も、そのパターンに応じて、適切なものを選択すればよい。

なお、例えば、実施の形態１において、ステップＳ４を実行することにより、この発明の「シミュレーション工程」及び「収差決定工程」が実行され、ステップＳ６及びＳ８を実行することにより、「パターン転写工程」が実行される。
また、例えば、実施の形態２におけるフォトマスク２１０〜２４０は、この発明の「第２フォトマスク」に該当し、フォトマスク２５０は、この発明の「第１フォトマスク」に該当する。

この発明の実施の形態１におけるフォトマスクを説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１において形成するパターンを説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１において露光の際に用いる露光装置を説明するための概念図である。 この発明の実施の形態１において用いる露光装置の投影レンズを理想レンズと仮定し、フォトマスクを用いて転写されるラインの焦点位置を変化させた場合の、ライン寸法の変化を示すグラフである。 この発明の実施の形態１におけるパターン形成方法について説明するためのフロー図である。 この発明の実施の形態１における光学シミュレーションの結果を表すグラフである。 この発明の実施の形態２において、形成が要求されるパターンについて説明するための模式図である。 この発明の実施の形態２において要求されるパターンを形成するため用いられる、フォトマスクを説明するための上面図である。 この発明の実施の形態２において、図８に示すフォトマスクのいずれかと組み合わせて２重露光を行うための、もう１つのフォトマスクを説明するための上面図である。 この発明の実施の形態２における、光学シミュレーションの結果を表すグラフである。

符号の説明

１１０、１２０、２１０〜２５０ フォトマスク
２ 遮光部
２ａ ライン
２ｂ 外周部
４ 開口部（位相π）
６ 開口部（位相ゼロ）
８ 開口部（位相ゼロ）
１０ 遮光部
１２ ラインパターン
２０ 露光光源
２２ コンデンサレンズ
２４ マスクステージ
２６ 投影レンズ
２８ 収差可変装置
３０ ウェハステージ
３２ シミュレータ
３４ ウェハ
４０ 転写パターン
４０ａ パターン
４０ｂ ラインパターン
４０ｃ パターン
４２ 遮光部
４２ａ ライン
４２ｂ 外周部
４４ 開口部（位相π）
４６ 開口部（位相ゼロ）
４８ 開口部（位相ゼロ）
５０ 遮光部

Claims (5)

1. フォトマスクに形成されたマスクパターンについて、露光装置の投影系のコマ収差と球面収差とを変化させて、感光材に転写されたパターンの焦点深度を測定するシミュレーションを行うシミュレーション工程と、
   前記シミュレーションの結果から、前記焦点深度が最も大きくなる、前記コマ収差の値と前記球面収差の値との組み合わせを決定する収差決定工程と、
   前記露光装置の投影系の収差を、前記組み合わせにおける前記コマ収差の値と前記球面収差の値とに調整して、前記マスクパターンを、前記感光材に転写するパターン転写工程と、
   を備えることを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記フォトマスクは、ラインパターンを有することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 第１フォトマスクと第２フォトマスクとに形成されたマスクパターンを、それぞれ、基板に転写する２重露光を用いて、基板に設計パターンを形成するパターン形成方法において、
   第１フォトマスクに重ね合わせることにより、前記設計パターンに対応するパターンとなるようなマスクパターンを有する第２フォトマスクを、少なくとも２以上設計する第２のフォトマスク設計工程と、
   前記２以上の第２フォトマスクについて、それぞれ、露光装置の投影系のコマ収差と球面収差とを変化させて、感光材に転写されるパターンの焦点深度を測定するシミュレーションを行うシミュレーション工程と、
   前記シミュレーションの結果から、前記焦点深度が最も大きくなる、前記第２フォトマスクのうち、１の第２フォトマスクと、前記コマ収差と、前記球面収差との組み合わせを決定する収差決定工程と、
   前記投影系の収差を、前記組み合わせにおける前記コマ収差の値と前記球面収差の値とに調整し、前記複数の第２フォトマスクのうち、前記組み合わせにおける第２フォトマスクのマスクパターンを、前記感光材に転写する第２マスクパターン転写工程と、
   通常の投影系の収差で、前記第１フォトマスクのマスクパターンを転写する第１マスクパターン転写工程と、
   を備えることを特徴とするパターン形成方法。
4. 前記第２フォトマスクは、ラインパターンを有することを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
5. 前記シミュレーション形成工程は、前記感光材の情報、あるいは、前記露光装置における照明条件に関する情報を用いて行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパターン形成方法。

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