JP2007123333A - 露光方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】行列状パターンと千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを軸上を除いた斜入射の有効光源で照明し、被露光体に投影する露光方法であって、前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がaiで等しく、列方向からの角度がαi、π−αi、π+αi、2π−αiの方向に位置し、また、前記瞳の中心からの距離がajで等しく、列方向からの角度がαj、π−αj、π+αj、2π−αjの方向に位置する光を含み、前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法を提供する。
【選択図】図2
Description
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする。
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする。
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする。
ウェハ170は、別の実施形態では液晶基板その他の被露光体に置換される。ウェハ170ではフォトレジスト172が基板174上に塗布されている。
したがってパターンMP21の解像のために4光束を干渉させるには、4重極照明が好適である。この場合、図12(a)に示すように、4重極のある1つの有効光源からの光がパターンによって回折して行列状の回折パターンが形成され、0次回折光Aと1次回折光B,C,Dの4光束が瞳内を通過及び干渉する。4重極照明は、4重極の全光源がこのような4光束干渉を行うので、パターンMP21の解像に適している。
4重極照明の各光源の方向は上記のようにすると対称性がよいパターンとなる。4光束が瞳に入射する最小半径は次式で与えられる。
パターンMP21のハーフピッチはPx1/2とPy1/2であったが、パターンMP22のハーフピッチはPx2/2とPy2/2とする。
NAの最大値は3光束が瞳に入射する条件から次式のようになる。
パターンMP21のハーフピッチはPx1/2とPy1/2、パターンMP22のハーフピッチはPx2/2とPy2/2である。
以下、図11(a)及び図11(b)を参照して、パターンMP22を3光束干渉させる条件でパターンMP21を照明すると図11(b)のように回折光A,B,E,Dの4光束干渉となる。図11(b)は、パターンMP21を4光束干渉させる瞳と回折光との関係を示す平面図である。図11(a)は、パターンMP22を3光束干渉させる瞳と回折光との関係を示す平面図である。図11(a)と図11(b)において、長さa、角度αは共通のため等しい。まず、次式、数式28及び29が成立する。
軸上の光源ではAとGの2光束干渉、又は、AとGとEとFの4光束干渉となるが、AとGの干渉性が悪く、EとFの干渉はY方向の周期のコントラストには貢献するがX方向の周期のコントラストには貢献しない。
αi、aiについては数式52,53,54の3つの不等式を成立させる。
αj、ajについては数式55,56,57の3つの不等式を成立させる。
この不等式を満足できないような広い範囲のパターンピッチであるようなときは、後で述べるように補助パターンを入れて、不等式を成立させるようなピッチの範囲にすればよい。後で述べる例では、最小ピッチの1.5倍や2倍のピッチがあるようなとき、補助パターンを入れることによって、所望のパターンと補助パターンとのピッチがその半分になる。
図24(a)に示す密集パターンと図24(b)に示す中央の補助パターンを入れた4角形の格子からなる密集パターンでは、Pxo/Pyo=dと定義すると数式61が成立し、最適露光条件は次式で与えられる。
まず、偏光方向によりコントラストがどのように変化するかを調べた。
マスクはハーフトーンマスクを用い、コンタクトホールの大きさは60nm、Px=Py=120nm、補助パターンの幅は60*0.8=48(nm)とした。今までと同じ露光条件、波長ArF(193nm)、NA=1.35の液浸露光装置で、露光する。
X,Y方向のハーフピッチPx/2=Py/2=60nmをk1であらわすとk1=0.42、すなわちPxo/2=Pyo/2=0.42、Pxo/Pyo=d=1となる。
120 開口絞り
130 マスク
170 被露光体
Claims (13)
- 複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの1列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを、軸上を除いた斜入射の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、
前記行列状パターンのピッチがni個あり、i番目の前記コンタクトホール間の列方向のピッチをPxi、行方向のピッチをPyi、前記千鳥格子状パターンのピッチがnj個あり、j番目の前記コンタクトホール間の列方向のピッチをPxj、行方向のピッチをPyj、前記投影光学系の開口数をNA、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、
Pxoi/2=(Pxi/2)NA/λ、1≦i≦ni、
Pyoi/2=(Pyi/2)NA/λ、1≦i≦ni、
Pxoj/2=(Pxj/2)NA/λ、1≦j≦nj、
Pyoj/2=(Pyj/2)NA/λ、1≦j≦nj、
αi=tan−1(Pxoi/Pyoi)、1≦i≦ni、
αj=2tan−1(Pxoj/(2Pyoj))、1≦j≦nj、
ai=1/(4(Pyoi/2))/sin(αi)、1≦i≦ni、
aj=1/(4(Pyoj/2))/sin(αj)、1≦j≦nj、
前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がaiで等しく、列方向からの角度がαi、π−αi、π+αi、2π−αiの方向に位置し、また、前記瞳の中心からの距離がajで等しく、列方向からの角度がαj、π−αj、π+αj、2π−αjの方向に位置する光を含み、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法。 - 複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの1列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを4重極照明の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、
前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がaで等しく、列方向からの角度αがα、π−α、π+α、2π−αの方向に位置し、前記行列状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをPx1、行方向のピッチをPy1、前記千鳥格子状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをPx2、行方向のピッチをPy2、前記投影光学系の開口数をNA、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、
Pxo1/2=(Px1/2)NA/λ、
Pyo1/2=(Py1/2)NA/λ、
Pxo2/2=(Px2/2)NA/λ、
Pyo2/2=(Py2/2)NA/λ、
α1=tan−1(Pxo1/Pyo1)、
α2=2tan−1(Pxo2/(2Pyo2))、
a1=1/(4(Pyo1/2))/sin(α1)、
a2=1/(4(Pyo2/2))/sin(α2)、
αはα1、α2を含み、aはa1、a2を含み、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法。 - 複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの1列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを8重極照明の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、
前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がa1で等しく、列方向からの角度α1がα1、π−α1、π+α1、2π−α1の方向に位置し、前記瞳の中心からの距離がa2で等しく、列方向からの角度α2がα2、π−α2、π+α2、2π−α2の方向に位置し、前記行列状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをPx1、行方向のピッチをPy1、前記千鳥格子状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをPx2、行方向のピッチをPy2、前記投影光学系の開口数をNA、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、
Pxo1/2=(Px1/2)NA/λ、
Pyo1/2=(Py1/2)NA/λ、
Pxo2/2=(Px2/2)NA/λ、
Pyo2/2=(Py2/2)NA/λ、
α1=tan−1(Pxo1/Pyo1)、
α2=2tan−1(Pxo2/(2Pyo2))、
a1=1/(4(Pyo1/2))/sin(α1)、
a2=1/(4(Pyo2/2))/sin(α2)、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち3光束又は4光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法。 - 前記マスクはハーフトーン位相シフトマスクであり、前記照明はラジアル偏光照明であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の露光方法。
- 前記マスクはバイナリーマスクであり、前記照明は無偏光照明であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の露光方法。
- ai、αi、Pxoi、Pxoi、Pxoj、Pxojが、
1/(4(Pyoi/2))/sin(αi)<1、1≦i≦niと、
1/(2(Pyoi/2)/sin(αi+βi)/cos(βi)>1、
βi=tan−1(2Pxoi/Pyoi)−αi、1≦i≦niと、
1/(2(Pyoj/2))/(sin(tan−1(1/Pyoj/ej)))>1、
ej=1/(2(Pxoj/2))−aicos(αi)、1≦j≦njの3つの不等式を成立させることを特徴とする請求項1記載の露光方法。 - aj、αj、Pxoi、Pxoi、Pxoj、Pxojが、
1/(4(Pyoj/2))/sin(αj)<1、1≦j≦njと、
1/(2(Pyoj/2)/(sin(tan−1(1/(2(Pyoj/2))/aj)>1、1≦j≦njと、
1/(4(Pyoi/2))/(sin(tan−1(1/(4(Pyoi/2)/ci)))>1、
ci=1/(2(Pxoi/2))−ajcos(αj)、1≦i≦ni
の3つの不等式を成立させることを特徴とする請求項1記載の露光方法。 - a1、α1、Pxo1、Pxo1、Pxo2、Pxo2が、
1/(4(Pyo1/2))/sin(α1)<1と、
1/(2(Pyo1/2)/sin(α1+β1)/cos(β1)>1、
β1=tan−1(2Pxo1/Pyo1)−α1と、
1/(2(Pyo2/2))/(sin(tan−1(1/(2(Pyo2/2))/e2)))>1、
e2=1/(2(Pxo2/2))−a1cos(α1)
の3つの不等式を成立させることを特徴とする請求項2又は3記載の露光方法。 - a2、α2、Pxo1、Pxo1、Pxo2、Pxo2が、
1/(4(Pyo2/2))/sin(α2)<1と、
1/(2(Pyo2/2)/(sin(tan−1(1/(2(Pyo2/2))/a2)>1と
1/(4(Pyo1/2))/(sin(tan−1(1/(4(Pyo1/2))/c1)))>1、
c1=1/(2(Pxo1/2))−a2cos(α2)
の3つの不等式を成立させることを特徴とする請求項2又は3記載の露光方法。 - 前記行列状パターンはX方向のピッチPxとY方向のピッチPyを有し、前記千鳥格子状パターンはピッチPxb、Pybを有し、次式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の露光方法。
Px/Py=Pxb/Pyb=d
C=(−1+√(1+d2))/d
Pyb/Py=Pxb/Px=c(4+d2)/2d/(1+c2) - 前記コンタクトホールパターンは、所望のパターンと、当該所望のパターンよりも寸法の小さな補助パターンを含み、
前記露光方法は、前記所望のパターンが解像され、かつ、前記補助パターンの解像が抑制することを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか一項記載の露光方法。 - 請求項1乃至11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。
- 請求項12記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有するデバイス製造方法。
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