JP3230014B2 - Projection exposure method and method of manufacturing semiconductor device using the exposure method - Google Patents

Projection exposure method and method of manufacturing semiconductor device using the exposure method

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JP3230014B2 JP18291392A JP18291392A JP3230014B2 JP 3230014 B2 JP3230014 B2 JP 3230014B2 JP 18291392 A JP18291392 A JP 18291392A JP 18291392 A JP18291392 A JP 18291392A JP 3230014 B2 JP3230014 B2 JP 3230014B2
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

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  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置等
における微細パターンを形成するリソグラフィ技術に要
求される投影露光法及びその露光法を用いた半導体装置
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure method required for a lithography technique for forming a fine pattern in a semiconductor integrated circuit device and the like, and a method of manufacturing a semiconductor device using the exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体集積回路装置等の電子装置
の高速化、高集積化に伴い、微細なパターンを形成する
ことが要求されている。この要求に応えるものとして、
位相シフトマスクを用いるリソグラフィ技術が注目され
ており、位相シフトマスクの位相シフタの段部(露光光
の位相を180°変える段差)で生じる急峻な光強度の
低下を伴う未露光部(パターン)を用いたパターンの形
成方法が有効な技術として報告されている。
2. Description of the Related Art With the recent increase in speed and integration of electronic devices such as semiconductor integrated circuit devices, it is required to form fine patterns. In response to this demand,
A lithography technique using a phase shift mask has attracted attention. Unexposed portions (patterns) accompanied by a sharp decrease in light intensity caused by a step portion of a phase shifter (a step for changing the phase of exposure light by 180 °) are attracting attention. The pattern forming method used is reported as an effective technique.

【0003】しかし、この技術によってパターンを形成
すると、位相シフタの全ての段部において未露光部(パ
ターン)が形成されるため、多くの適用分野において
は、不必要な位相シフタの段部において生じる未露光部
によるパターンの形成を抑制する工程を施すことが必要
になる。
However, when a pattern is formed by this technique, an unexposed portion (pattern) is formed in all steps of the phase shifter, and therefore, in many applications, the pattern is generated at unnecessary steps of the phase shifter. It is necessary to perform a step of suppressing the formation of a pattern by the unexposed portion.

【0004】そこで、従来から、不必要な未露光部を他
の露光マスクを用いて重ねて露光(二重露光)する方法
や、パターンを形成することが不必要な位相シフタの段
部に、階段状に多段シフタ(90°段差等)を設けるこ
とにより急峻な光強度の低下を緩和する技術が提案され
ていた。
Therefore, conventionally, an unnecessary unexposed portion is overlapped and exposed (double exposure) using another exposure mask, or a step portion of a phase shifter which does not need to form a pattern is used. A technique has been proposed in which a steep drop in light intensity is mitigated by providing a multi-stage shifter (e.g., a 90-degree step) in a stepwise manner.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されていた、不必要な未露光部を除去する方法のう
ち、二重露光法には、マスクを複数枚製造して多重露光
を行う必要があるため、マスクを製造する工程が増え、
他方、二重露光のアラインメントを確保することが必要
であるため、スループット(処理能力)が低下するとい
う問題がある。
However, of the methods proposed to remove unnecessary unexposed portions, which have been conventionally proposed, the double exposure method requires that a plurality of masks be manufactured and multiple exposures be performed. Because of this, the process of manufacturing the mask increases,
On the other hand, since it is necessary to ensure the alignment of the double exposure, there is a problem that the throughput (processing capacity) is reduced.

【0006】また、多段シフタを用いる場合は、光学的
に正確な形状の多段シフタを形成するための複雑で困難
なプロセス技術が必要になり、製造した位相シフトマス
クの検査方法や、修正技術が大きな問題となる。
When a multi-stage shifter is used, a complicated and difficult process technology for forming a multi-stage shifter having an optically accurate shape is required, and a method of inspecting and correcting a manufactured phase shift mask is required. It is a big problem.

【0007】したがって、本発明は、位相シフタの段部
で生じる急峻な光強度の低下を伴う未露光部を用いてパ
ターンを形成する場合、前記の多重露光法や、多段シフ
タを有する位相シフトマスクを用いる技術によらない
で、不要な未露光部を容易に除去する方法を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention provides a method for forming a pattern using an unexposed portion accompanied by a steep decrease in light intensity generated at a step portion of a phase shifter. It is an object of the present invention to provide a method for easily removing unnecessary unexposed portions without depending on a technique using the method.

【0008】本発明に依る投影露光法に於いては、断面
内で主たる方向に延びる光強度分布を有する露光光を露
光用位相シフトマスクに照射し、該露光用位相シフトマ
スクを透過した光を被露光面に投影して、該露光用位相
シフトマスクのパターンの、露光光の光強度分布の主た
る方向にほぼ平行な方向と、該露光光の光強度分布の主
たる方向に平行しない方向とで異なる露光特性を用いて
露光することを特徴とする。
[0008] In the projection exposure method according to the present invention, the cross-section
Exposure light with a light intensity distribution extending in the main direction
The phase shift mask for light is irradiated to the phase shift mask for light.
The light transmitted through the disk is projected onto the surface to be exposed, and the exposure phase
The main light intensity distribution of the exposure light of the shift mask pattern
And the main direction of the light intensity distribution of the exposure light.
Using different exposure characteristics for directions that are not parallel to the barrel direction
It is characterized by exposing .

【0009】また、断面内で主たる方向に延びる光強度
分布を有する露光光を露光用位相シフトマスクに照射
し、該露光用位相シフトマスクを透過した光を被露光面
に投影して、露光用位相シフトマスクの位相シフタの端
部付近に発生する急峻な光強度の低下を伴う未露光部が
形成される方向と、該未露光部が形成されない方向が存
在する非対称な露光特性を用いて露光することを特徴と
する。
Further, the exposure phase shift mask is irradiated with exposure light having a light intensity distribution extending in the main direction in the cross section, and the light transmitted through the exposure phase shift mask is projected onto a surface to be exposed, thereby forming an exposure light. Phase shifter edge of phase shift mask
The unexposed part with the sharp decrease in light intensity generated near the part
There is a direction in which the unexposed portion is not formed and a direction in which the unexposed portion is formed.
Exposure using the existing asymmetric exposure characteristics
I do.

【0010】また、これらの場合、光軸となす角をθと
するとき、光軸から、θ=sin-1(0.4〜1.0)
×(NA)×1/m(ただし、NA:投影レンズの開口
数、1/m:縮小投影倍率)の範囲に含まれる断面内で
主たる方向に延びる光強度分布を有する露光光を用いる
ことができる。
In these cases, when an angle between the optical axis and the optical axis is represented by θ, the angle θ = sin −1 (0.4 to 1.0) from the optical axis.
It is possible to use exposure light having a light intensity distribution extending in the main direction within a section included in a range of × (NA) × 1 / m (where NA: numerical aperture of the projection lens, 1 / m: reduced projection magnification). it can.

【0011】そしてまた、この場合、位相シフタの段部
に、幅が0.2×(λ/NA)×m(λ:露光光波長、
NA:投影レンズの開口数)以下の線状遮光部が存在し
ても本発明の作用効果を奏する。
In this case, a width of 0.2 × (λ / NA) × m ( λ: exposure light wavelength,
(NA: numerical aperture of the projection lens) Even if there is a linear light-shielding portion equal to or less than the numerical value, the effects of the present invention can be obtained.

【0012】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
いては、断面内で主たる方向に延びる光強度分布を有す
る露光光を露光用位相シフトマスクに照射し、該露光用
位相シフトマスクを透過した光を被露光面に投影して、
露光用位相シフトマスクの位相シフタの端部付近に発生
する急峻な光強度の低下を伴う未露光部が形成される方
向と、該未露光部が形成されない方向が存在する非対称
な露光特性を用い、ネガプロセスによりコンタクトホー
ル等の開口部を、ポジプロセスによりゲート電極あるい
は配線層となる孤立ライン部を形成する工程を採用し
た。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the exposure phase shift mask is irradiated with exposure light having a light intensity distribution extending in the main direction in the cross section, and the light transmitted through the exposure phase shift mask is irradiated. Projected onto the surface to be exposed,
Using an asymmetric exposure characteristic in which there is a direction in which an unexposed portion is formed with a sharp drop in light intensity occurring near the end of the phase shifter of the exposure phase shift mask, and a direction in which the unexposed portion is not formed And a step of forming an opening such as a contact hole by a negative process and forming an isolated line portion to be a gate electrode or a wiring layer by a positive process.

【0013】[0013]

【作用】図1は、本発明の投影露光法に用いる投影露光
装置の構成説明図である。この図において、1は円板状
光源、2は光軸、3は絞り、4は開口、5は位相シフト
マスク、6は位相シフタ、7は投影レンズ系、8は被露
光面である。この投影露光装置においては、円板状光源
1の下に光軸2から離れた複数の開口4を有する絞り3
を用いることによって主たる方向を有する光強度分布を
有する露光光を形成する。
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a projection exposure apparatus used in the projection exposure method of the present invention. In this figure, 1 is a disk light source, 2 is an optical axis, 3 is an aperture, 4 is an aperture, 5 is a phase shift mask, 6 is a phase shifter, 7 is a projection lens system, and 8 is a surface to be exposed. In this projection exposure apparatus, a stop 3 having a plurality of apertures 4 distant from an optical axis 2 below a disk-shaped light source 1
Is used to form exposure light having a light intensity distribution having a main direction.

【0014】そして、絞り3の開口4を透過した露光光
を位相シフトマスク(露光用マスク)5の上に照射し、
位相シフトマスク5を透過した露光光を投影レンズ系7
によって収束して被露光面8に縮小投影する。本発明の
投影露光法においては、その露光光の断面上の光強度分
布の形状に特徴を有する。
Then, the exposure light transmitted through the opening 4 of the stop 3 is irradiated onto a phase shift mask (exposure mask) 5,
The exposure light transmitted through the phase shift mask 5 is transmitted to the projection lens system 7.
Converges on the surface 8 to be exposed. The projection exposure method of the present invention is characterized by the shape of the light intensity distribution on the cross section of the exposure light.

【0015】図2(A),(B)は、本発明の投影露光
法に用いる投影露光装置の絞りの構成説明図である。こ
の図における符号は図1において使用したものと同様で
ある。図2(A)に示された絞り3は、光軸の両側に一
つの円の弦と弧によって形成された開口4が設けられた
例であり、図2(B)に示された絞り3は、円形の開口
4が光軸の両側に対称的に設けられた例である。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views of the configuration of the stop of the projection exposure apparatus used in the projection exposure method of the present invention. The reference numerals in this figure are the same as those used in FIG. The stop 3 shown in FIG. 2A is an example in which an opening 4 formed by a chord and an arc of one circle is provided on both sides of the optical axis, and the stop 3 shown in FIG. Is an example in which circular openings 4 are provided symmetrically on both sides of the optical axis.

【0016】これらの開口4を有する絞り3を透過した
光の断面の光強度分布の形状は、X方向(主たる方向)
に広く、Y方向(主たる方向に直交する方向)には狭い
光軸を通過するパターンを有する。ここに本発明の投影
露光装置の絞りの例として図2(A),(B)を挙げた
が、開口を透過する露光光の断面の光強度分布がX方向
(主たる方向)とY方向で異なれば本発明の目的を達成
できるから、前記の開口をスリット状の開口に代え、あ
るいは開口を複数個設ける等適宜の手段を用いることが
でき、前記の主たる方向を適宜の角度をもたせて複数個
設けることもできる。
The shape of the light intensity distribution of the cross section of the light transmitted through the stop 3 having these openings 4 is in the X direction (main direction).
It has a pattern that passes through a narrow optical axis in the Y direction (the direction orthogonal to the main direction). FIGS. 2A and 2B show examples of the aperture of the projection exposure apparatus of the present invention. The light intensity distribution of the cross section of the exposure light passing through the opening is changed in the X direction (main direction) and the Y direction. Since the object of the present invention can be achieved if different, appropriate means such as replacing the opening with a slit-shaped opening or providing a plurality of openings can be used. It can also be provided individually.

【0017】このように、断面の光強度分布がX方向
(主たる方向)とY方向で異なる露光光を180°位相
シフタを有する位相シフトマスクに照射すると、この位
相シフタのX方向とY方向の段部近傍を透過して投影レ
ンズ系によって収束され、被露光面上に投影されるパタ
ーンの露光特性に非対称性を生じる。
As described above, when the phase shift mask having the 180 ° phase shifter is irradiated with the exposure light having the light intensity distribution of the cross section different in the X direction (main direction) and the Y direction, the phase shifter is moved in the X direction and the Y direction. The light passes through the vicinity of the step and is converged by the projection lens system, causing asymmetry in the exposure characteristic of the pattern projected on the surface to be exposed.

【0018】図3は、露光光がその主たる方向に平行な
位相シフタ段部を透過した後の光強度分布図である。こ
の図の横軸は位相シフトマスクの位相シフタの段部から
の距離を示し、縦軸は位相シフトマスクを透過した後の
露光光の光強度を示している。
FIG. 3 is a light intensity distribution diagram after the exposure light has passed through a phase shifter step parallel to the main direction. The horizontal axis of this figure indicates the distance from the step of the phase shifter of the phase shift mask, and the vertical axis indicates the light intensity of the exposure light after passing through the phase shift mask.

【0019】この図には、露光光の波長が365nm、
開口数(NA)が0.54である場合のシミュレーショ
ンによる計算結果が示され、実線がジャストフォーカス
した場合、破線が0.75μmデフォーカスした場合を
示している。この場合、絞りの開口を通して位相シフト
マスクに入射する円板状光源からの光の入射角を、θ=
sin-1(0.6〜1.0×(NA)/m)とした。た
だし、NAは投影レンズの開口数、1/mは縮小投影倍
率である。
In this figure, the wavelength of the exposure light is 365 nm,
The calculation results obtained by the simulation when the numerical aperture (NA) is 0.54 are shown. The solid line indicates the case where the focus is just-focused, and the broken line indicates the case where the focus is 0.75 μm. In this case, the incident angle of light from the disc-shaped light source that enters the phase shift mask through the aperture of the stop is represented by θ =
sin −1 (0.6 to 1.0 × (NA) / m). Here, NA is the numerical aperture of the projection lens, and 1 / m is the reduced projection magnification.

【0020】この図によると、ジャストフォーカスした
場合も0.75μmデフォーカスした場合も、位相シフ
トマスクの位相シフタの段部近傍を透過した露光光に急
峻に光強度が低下する部分が生じ、通常用いられる厚さ
1μm程度のフォトレジスト膜の全厚にわたって微細な
幅を有する急峻な線状の未露光部が形成されることがわ
かる。
According to this figure, both in the case of just-focusing and in the case of defocusing of 0.75 μm, the exposure light transmitted through the vicinity of the step portion of the phase shifter of the phase shift mask has a portion where the light intensity is sharply reduced. It can be seen that a steep linear unexposed portion having a fine width is formed over the entire thickness of the used photoresist film having a thickness of about 1 μm.

【0021】したがって、ポジ型フォトレジスト膜を用
いると微細なライン状のレジストパターンを形成するこ
とができ、このライン状のレジストパターンをマスクに
してその下の膜をエッチング除去することによって微細
なライン状の膜を形成することができる。
Therefore, if a positive photoresist film is used, a fine line-shaped resist pattern can be formed. By using this line-shaped resist pattern as a mask and removing the underlying film by etching, fine lines can be formed. Can be formed.

【0022】逆にネガ型フォトレジスト膜を用いると線
状スペースを有するレジストパターンを形成することが
でき、この線状スペースを有するレジストパターンをマ
スクにして下の膜をエッチング除去することによって微
細な線状スペースを有する膜を形成することができる。
Conversely, if a negative photoresist film is used, a resist pattern having a linear space can be formed. By using the resist pattern having the linear space as a mask, the underlying film is removed by etching. A film having a linear space can be formed.

【0023】図4は、露光光がその主たる方向に直交す
る位相シフタ段部を透過した後の光強度分布図である。
この図の横軸と縦軸は図3と同様であり、露光条件も図
3の露光条件と同様である。
FIG. 4 is a light intensity distribution diagram after the exposure light has passed through the phase shifter step perpendicular to the main direction.
The horizontal axis and the vertical axis in this figure are the same as in FIG. 3, and the exposure conditions are also the same as those in FIG.

【0024】この図によると、ジャストフォーカスした
場合、位相シフトマスクの位相シフタの段部近傍に図3
のような光強度の急峻な低下がなく、0.75μmデフ
ォーカスした場合は、光強度がほぼ1.0まで上昇して
いるが、全体的にほぼ平坦化した光強度分布が得られ、
特に線状の未露光部が形成されないことがわかる。
According to this figure, when just-focused, the phase shift mask is located near the step of the phase shifter in FIG.
When there is no sharp decrease in light intensity as described above and the light intensity is defocused by 0.75 μm, the light intensity rises to almost 1.0, but a light intensity distribution that is almost flat overall is obtained,
In particular, it is understood that a linear unexposed portion is not formed.

【0025】したがって、ポジ型フォトレジスト膜を用
いると現像後レジストパターンは残らないから、図3に
ついて説明したようにエッチングするとその下の膜はエ
ッチング除去される。逆にネガ型フォトレジスト膜を用
いると開口を有しないレジストパターンが形成され、下
の膜がエッチングされるのを阻止することができる。
Therefore, if a positive photoresist film is used, the resist pattern does not remain after development. Therefore, when etching is performed as described with reference to FIG. 3, the film thereunder is removed by etching. Conversely, when a negative photoresist film is used, a resist pattern having no opening is formed, and the underlying film can be prevented from being etched.

【0026】図3と図4から、本発明によると、ジャス
トフォーカス特性も、レジスト膜の厚さ方向の光強度分
布を表すデフォーカス特性も、本発明の効果が強く現れ
る理想的な状態に近く、露光光の主たる方向に直交する
位相シフタ段部を透過した後の露光光の干渉が妨げられ
ていることがわかる。
From FIGS. 3 and 4, according to the present invention, both the just focus characteristic and the defocus characteristic representing the light intensity distribution in the thickness direction of the resist film are close to the ideal state where the effect of the present invention is strongly exhibited. It can be seen that the interference of the exposure light after passing through the phase shifter step perpendicular to the main direction of the exposure light is prevented.

【0027】以上説明したように、露光光の断面形状を
変えるだけで、多段端部等の特殊な構造を有しない一枚
の位相シフトマスクを用いて、1回の露光によって、位
相シフタ段部に生じる不要な未露光部を除去することが
できる。
As described above, only by changing the cross-sectional shape of the exposure light, a single exposure using a single phase shift mask having no special structure such as a multi-step end allows the phase shifter step to be performed. Unnecessary unexposed portions generated in the above can be removed.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0029】(第1実施例)図5(A),(B)は、第
1実施例の投影露光法の説明図である。図5(A)は第
1実施例の投影露光法で用いる露光用位相シフトマスク
(レチクル)を示し、図5(B)は第1実施例の投影露
光法によって形成されるパターンを示している。この図
において、11は遮光膜、12は180°位相シフタ、
13はX方向の段部、14はY方向の段部、15は露光
光、16は線状のパターン、17はパッドである。
(First Embodiment) FIGS. 5A and 5B are explanatory views of the projection exposure method of the first embodiment. FIG. 5A shows an exposure phase shift mask (reticle) used in the projection exposure method of the first embodiment, and FIG. 5B shows a pattern formed by the projection exposure method of the first embodiment. . In this figure, 11 is a light shielding film, 12 is a 180 ° phase shifter,
13 is a step in the X direction, 14 is a step in the Y direction, 15 is exposure light, 16 is a linear pattern, and 17 is a pad.

【0030】図1、図2で説明したように、円板状光源
1に開口4を有する絞り3を設けることによって、断面
内で主たる方向(X方向)に延びる光強度分布を有する
露光光を位相シフトマスク5に照射し、この位相シフト
マスク5を透過した光を投影レンズ系7によって集束し
て被露光面8に投影してこの面に塗布されているフォト
レジスト膜を露光する。
As described with reference to FIGS. 1 and 2, the provision of the stop 3 having the opening 4 in the disc-shaped light source 1 allows exposure light having a light intensity distribution extending in the main direction (X direction) in the cross section. The phase shift mask 5 is irradiated, and the light transmitted through the phase shift mask 5 is converged by a projection lens system 7 and projected on a surface 8 to be exposed to expose a photoresist film applied to the surface.

【0031】第1実施例の投影露光法において用いる位
相シフトマスク(図5(A))は、透明な基板の上に、
パッドに相当する遮光膜11と露光光15の主たる方向
(X方向)に平行なX方向の段部13と、それに直交
るY方向の段部14によって形成される矩形の位相シフ
タ12が形成されている。
A phase shift mask (FIG. 5A) used in the projection exposure method of the first embodiment is formed on a transparent substrate.
A rectangular phase formed by a step 13 in the X direction parallel to the main direction (X direction) of the light-shielding film 11 corresponding to the pad and the exposure light 15 and a step 14 in the Y direction orthogonal to the direction. A shifter 12 is formed.

【0032】図5(A)に示された露光光15と位相シ
フトマスクを用いた第1実施例の投影露光法によって形
成されたパターン(図5(B))は、位相シフタ12の
X方向の段部13によって微細な幅の線状のパターン1
6が形成され、位相シフタ12のY方向の段部14を透
過した光は、露光光15の主たる方向に直行するため、
この点を透過する露光光の位相が一致せず、180°の
位相シフトが生じないから未露光部は形成されず、線状
のパターンは生じていない。
The pattern (FIG. 5B) formed by the projection exposure method of the first embodiment using the exposure light 15 and the phase shift mask shown in FIG. Linear pattern 1 of fine width by step 13
6 is formed, and the light transmitted through the step portion 14 in the Y direction of the phase shifter 12 is orthogonal to the main direction of the exposure light 15,
Since the phases of the exposure light passing through this point do not match, and no phase shift of 180 ° occurs, no unexposed portion is formed and no linear pattern occurs.

【0033】この実施例は、線状のパターン16を導電
性被膜によって形成し、ポジプロセスを採用することに
よって、MOSFETを用いた集積回路装置等の微細な
ゲート電極となる孤立ライン部を形成する場合に適用す
ることができ、また、ネガプロセスを採用することによ
って、コンタクトホール等の開口部を形成する場合に適
用することができる。
In this embodiment, an isolated line portion serving as a fine gate electrode of an integrated circuit device using a MOSFET is formed by forming a linear pattern 16 with a conductive film and employing a positive process. The present invention can be applied to a case where an opening such as a contact hole is formed by adopting a negative process.

【0034】図6(A),(B)は、第1実施例の効果
を説明するパターンの顕微鏡写真である。この図6
(A)は従来の円板状光源を用いて形成したパターンの
先端部(図5(A)の左端部)のSEM写真であり、図
6(B)はこの実施例により形成したパターンの先端部
のSEM写真である。これらの写真のパターンを形成す
るときに用いたエッチングレジストの厚さは約1μmで
あり、そのパターンレジストの幅は約0.15μmであ
ったが、位相シフタの段部の全て(X方向、Y方向)に
微細な線状パターンが形成されていることがわかる。
FIGS. 6A and 6B are micrographs of a pattern for explaining the effect of the first embodiment. This figure 6
(A) is a SEM photograph of the tip (left end in FIG. 5 (A)) of the pattern formed using the conventional disk-shaped light source, and FIG. 6 (B) is the tip of the pattern formed by this embodiment. 5 is an SEM photograph of a part. The thickness of the etching resist used for forming the patterns of these photographs was about 1 μm, and the width of the pattern resist was about 0.15 μm, but all the steps of the phase shifter (X direction, Y direction) It can be seen that a fine linear pattern is formed in (direction).

【0035】そして、図6(B)は、この実施例のよう
に、X方向に主たる方向をもつ露光光によって露光した
場合で、X方向には急峻な未露光部によるパターンが形
成されているが、Y方向ではパターンが形成されていな
いことがわかる。これらの写真は、ポジプロセス(レジ
ストのラインパターンとなるプロセス)の例を示してい
るが、ネガプロセスで行えば、スペースパターンとなる
ことは説明を要しない。
FIG. 6B shows a case where exposure is performed by exposure light having a main direction in the X direction as in this embodiment, and a pattern is formed by a steep unexposed portion in the X direction. However, it can be seen that no pattern is formed in the Y direction. These photographs show an example of a positive process (a process for forming a resist line pattern). However, if a negative process is performed, it is not necessary to explain that a space pattern is formed.

【0036】この実施例においては、露光光15の主た
る方向(X方向)を基準にして、X方向の段部13と、
それに直交するY方向の段部14によって形成された矩
形状の位相シフタについて説明したが、位相シフタの段
部は必ずしも直交する必要はなく、例えば、45°の角
度で交差した位相シフタの段部においても未露光部を消
去する効果は十分に得られた。
In this embodiment, with respect to the main direction (X direction) of the exposure light 15, a step 13 in the X direction and
Although the rectangular phase shifter formed by the Y-direction steps 14 perpendicular to the phase shifters has been described, the steps of the phase shifters need not necessarily be perpendicular to each other, for example, the steps of the phase shifters crossing at an angle of 45 °. The effect of erasing the unexposed portions was sufficiently obtained also in the above.

【0037】(第2実施例)図7(A),(B)は、第
2実施例の投影露光法の説明図である。図7(A)は第
2実施例の投影露光法で用いる位相シフトマスクの説明
図であり、図7(B)は第2実施例の投影露光法によっ
て形成されるパターンの説明図である。この図におい
て、21は遮光膜、22は180°位相シフタ、23は
X方向の段部、24,25はX方向と45°傾いた段
部、26はY軸方向の段部、27は露光光、28は線状
のパターン、29はパッドである。
(Second Embodiment) FIGS. 7A and 7B are explanatory views of a projection exposure method according to a second embodiment. FIG. 7A is an explanatory diagram of a phase shift mask used in the projection exposure method of the second embodiment, and FIG. 7B is an explanatory diagram of a pattern formed by the projection exposure method of the second embodiment. In this figure, 21 is a light shielding film, 22 is a 180 ° phase shifter, 23 is a step in the X direction, 24 and 25 are steps inclined at 45 ° with respect to the X direction, 26 is a step in the Y axis direction, and 27 is exposure Reference numeral 28 denotes a linear pattern, and reference numeral 29 denotes a pad.

【0038】この実施例においても、図1、図2で説明
した露光装置により、位相シフトマスクを用いてフォト
レジスト膜を露光する。
Also in this embodiment, the photoresist film is exposed using the phase shift mask by the exposure apparatus described with reference to FIGS.

【0039】図7(A)は、第2実施例の投影露光法に
おいて用いる位相シフトマスク(レチクル)の一部を示
しており、透明な基板の上にパッドに相当する遮光膜2
1と、露光光27の主たる方向であるX方向の段部23
と、Y方向の段部26と、Y方向の段部26の上端から
45°傾く2つの段部24,25によって形成される五
角形の位相シフタ22が形成されている。
FIG. 7A shows a part of a phase shift mask (reticle) used in the projection exposure method of the second embodiment, and a light shielding film 2 corresponding to a pad is formed on a transparent substrate.
1 and a step 23 in the X direction which is the main direction of the exposure light 27
And a pentagonal phase shifter 22 formed by a step 26 in the Y direction and two steps 24 and 25 inclined 45 ° from the upper end of the step 26 in the Y direction.

【0040】図7(B)は、図7(A)に示された露光
光27と位相シフトマスクを用いた第2実施例の投影露
光法によって形成されるパターンを示したもので、位相
シフタ22のX方向の段部23によって微細な線状のパ
ターン28が形成され、位相シフタ22のX方向の段部
23と45°傾く2つの段部24,25に相当する光お
よびY方向の段部26の光は、露光光の主たる方向(X
方向)と45°および90°で交わっているため、18
0°位相シフトすることなく、線状のパターンは生じて
いない。
FIG. 7B shows a pattern formed by the projection exposure method of the second embodiment using the exposure light 27 and the phase shift mask shown in FIG. A fine linear pattern 28 is formed by an X-direction step 23 of the phase shifter 22, and light and Y-direction steps corresponding to the X-direction step 23 of the phase shifter 22 and two steps 24 and 25 inclined by 45 °. The light of the portion 26 is emitted in the main direction (X
Direction) at 45 ° and 90 °,
There is no linear pattern without a phase shift of 0 °.

【0041】この実施例によると、第1実施例と同様
に、ポジプロセスによりMOSFETにおけるゲート電
極を形成する場合に適用することができる。また、ゲー
ト電極を形成する場合に用いた位相シフタを用いたネガ
プロセスによりソース領域、ドレイン領域へのコンタク
トをとる開口部を形成することもできる。
According to this embodiment, as in the first embodiment, the present invention can be applied to a case where a gate electrode of a MOSFET is formed by a positive process. Further, an opening for making contact with a source region and a drain region can be formed by a negative process using a phase shifter used for forming a gate electrode.

【0042】ここで、上記の各実施例において用いた露
光光の、露光マスクへの入射方向と光軸となす角度につ
いて検討する。原理上当然であるが、露光光の露光マス
クへの入射方向と光軸となす角θが小さいと位相シフタ
の段部に生じる不必要な段部の未露光部を消去する効果
が少なくなり、θが大きいと不必要な段部の露光パター
ンを消去する効果が大きい。しかし、θを大きくする
と、露光パターンの解像度が劣化する。
Here, the angle between the incident direction of the exposure light used in each of the above embodiments and the optical axis and the optical axis will be examined. As a matter of course, in principle, if the angle θ between the incident direction of the exposure light to the exposure mask and the optical axis is small, the effect of erasing unnecessary unexposed portions of unnecessary steps generated in the steps of the phase shifter is reduced, If θ is large, the effect of erasing unnecessary exposure patterns in the step portion is large. However, when θ is increased, the resolution of the exposure pattern deteriorates.

【0043】発明者らの実験によると、光軸となす角を
θとするとき、θ=sin-1(0.4〜1.0×(N
A)×1/m(ただし、NA:投影レンズの開口数、1
/m:縮小投影倍率)の範囲に含まれる方向に主たる方
向を有する光強度分布を有する露光光を用いた場合に、
フォトレジスト膜の厚さが厚くても、露光量が少なくて
も、解像度を良好な範囲に保ちながら、位相シフタの段
部に生じる不必要な未露光部を消去する効果が生じるこ
とが確かめられた。
According to the experiments by the inventors, when the angle formed with the optical axis is θ, θ = sin −1 (0.4 to 1.0 × (N
A) × 1 / m (where NA: numerical aperture of projection lens, 1
/ M: reduced projection magnification) when using exposure light having a light intensity distribution having a main direction in a direction included in a range included in a range including:
It has been confirmed that the effect of eliminating unnecessary unexposed portions generated at the step portion of the phase shifter can be maintained even when the photoresist film thickness is large and the exposure amount is small, while maintaining the resolution in a good range. Was.

【0044】この角度θは、投影レンズの開口数NAを
0.54、縮小投影倍率mを5と仮定すると、sin-1
0.43〜sin-10.11、すなわち、大凡2°〜6
°となる。
Assuming that the numerical aperture NA of the projection lens is 0.54 and the reduced projection magnification m is 5, sin -1
0.43 to sin -1 0.11, that is, approximately 2 ° to 6
°.

【0045】(第3実施例)上記の各実施例において
は、位相シフタの段部によって微細な線状パターン、例
えばゲート電極を形成する場合を説明した。しかし、透
明基板の上にクローム薄膜等の遮光膜によってパッド等
に相当する遮光パターンを形成した後に位相シフタを形
成して位相シフトマスク(レチクル)を製造する場合、
先に形成した遮光パターンと後に形成した位相シフタの
間に合わせずれが生じるおそれがある。
Third Embodiment In each of the above embodiments, the case where a fine linear pattern, for example, a gate electrode is formed by the step portion of the phase shifter has been described. However, when manufacturing a phase shift mask (reticle) by forming a phase shifter after forming a light shielding pattern corresponding to a pad or the like with a light shielding film such as a chrome thin film on a transparent substrate,
There is a possibility that misalignment may occur between the previously formed light-shielding pattern and the later formed phase shifter.

【0046】そこで、微細な線状遮光パターンを他の遮
光パターンと同時に形成し、この微細な線状遮光パター
ンの上に段部がくるように位相シフタを形成して、微細
な線状遮光パターンによって急峻ではないが正確な位置
に未露光パターンを形成し、位相シフタの段部によって
急峻な未露光部を形成して、両者の未露光部によって正
確な位置に急峻な未露光部を形成することが考えられ
る。
Therefore, a fine linear light-shielding pattern is formed at the same time as other light-shielding patterns, and a phase shifter is formed so that a step portion comes on the fine linear light-shielding pattern. An unexposed pattern is formed at a precise but not steep position, a steep unexposed portion is formed by a step portion of the phase shifter, and a steep unexposed portion is formed at a precise position by both unexposed portions. It is possible.

【0047】図8は、第3実施例の投影露光法の説明図
である。この図は露光マスク(レチクル)の一部を示し
ており、31はパッドに相当する遮光パターン、32は
微細な線状遮光パターン、33は位相シフタ、34はX
方向の段部、35はY方向の段部である。
FIG. 8 is an explanatory view of the projection exposure method of the third embodiment. This figure shows a part of an exposure mask (reticle), 31 is a light shielding pattern corresponding to a pad, 32 is a fine linear light shielding pattern, 33 is a phase shifter, and 34 is X
The step portion 35 in the direction is a step portion in the Y direction.

【0048】この実施例においては、透明基板の上に、
パッドに相当する遮光パターン31と微細な線状遮光パ
ターン32がクローム等の蒸着膜によって形成され、そ
の上に、X方向の段部34が微細な線状遮光パターン3
2の上にくるように位相シフタ33が形成されている。
In this embodiment, on a transparent substrate,
A light-shielding pattern 31 corresponding to a pad and a fine linear light-shielding pattern 32 are formed by a vapor-deposited film such as chrome, and a step 34 in the X direction is provided thereon with a fine linear light-shielding pattern 3.
2, a phase shifter 33 is formed.

【0049】この実施例によると、位相シフタのX方向
の段部34にマスク上の寸法として0.2×(λ/N
A)×m(λ:露光光波長、NA:投影レンズの開口
)程度の線状遮光パターン32が存在していても、位
相シフタ33のX方向の段部34による急峻な未露光部
の発生には特に支障がないため、位相シフタ33を形成
する時の位置ずれが前記の範囲で許容される。
According to this embodiment, the step portion 34 in the X direction of the phase shifter has a size on the mask of 0.2 × (λ / N
A) × m ( λ: wavelength of exposure light, NA: aperture of projection lens
Even if the linear light-shielding pattern 32 of ( number ) exists, generation of a steep unexposed portion due to the step portion 34 in the X direction of the phase shifter 33 is not particularly hindered. A displacement is allowed in the above range.

【0050】(第4実施例)本発明の投影露光法におい
て、円板状の光源の下に設けられる開口付き絞りを適宜
回転して露光光の主たる方向を変えることによって、さ
らに別の態様が考えられる。
(Fourth Embodiment) In the projection exposure method according to the present invention, a further mode is achieved by changing the main direction of the exposure light by appropriately rotating the aperture stop provided below the disk-shaped light source. Conceivable.

【0051】図9(A)〜(C)は、第4実施例の投影
露光法の説明図である。図9(A)は矩形の位相シフタ
を有する位相シフトマスクを示し、図9(B)は露光光
の主たる方向がX方向(図においては横方向)にある場
合の線状の露光パターン、図9(C)は露光光の主たる
方向がX方向と直交する場合の線状の露光パターンを示
している。この図において、41は位相シフタ、42は
X方向の露光パターン、43はY方向の露光パターンで
ある。
FIGS. 9A to 9C are explanatory views of the projection exposure method of the fourth embodiment. FIG. 9A shows a phase shift mask having a rectangular phase shifter, and FIG. 9B shows a linear exposure pattern when the main direction of the exposure light is in the X direction (horizontal direction in the figure). 9 (C) shows a linear exposure pattern when the main direction of the exposure light is orthogonal to the X direction. In this figure, 41 is a phase shifter, 42 is an exposure pattern in the X direction, and 43 is an exposure pattern in the Y direction.

【0052】この実施例においては、複数の矩形の位相
シフタ41を有する位相シフトマスクに、まず、主たる
方向がX方向にある露光光を照射して被露光面に、位相
シフタのX方向の段部によって急峻な未露光部からなる
X方向の多数の線状パターンを形成する。その後、露光
光の主たる方向を90°回転して、この位相シフトマス
クを用いて、他の被露光面を露光することによって、位
相シフタのY方向の段部によって、Y方向の複数の線状
未露光パターンを形成する。
In this embodiment, first, a phase shift mask having a plurality of rectangular phase shifters 41 is irradiated with exposure light whose main direction is in the X direction, so that the surface to be exposed is stepped in the X direction of the phase shifter. A large number of linear patterns in the X direction are formed by steep unexposed portions. Thereafter, the main direction of the exposure light is rotated by 90 °, and the other surface to be exposed is exposed using this phase shift mask, so that a plurality of linear portions in the Y direction are formed by the step portion in the Y direction of the phase shifter. An unexposed pattern is formed.

【0053】この実施例によると、位相シフタを有する
1枚の位相シフトマスクを用いることによって、位相シ
フタの直交する各方向の段部の形状に相当する未露光部
のパターンを形成することができる。
According to this embodiment, by using a single phase shift mask having a phase shifter, it is possible to form a pattern of an unexposed portion corresponding to the shape of a step in each direction orthogonal to the phase shifter. .

【0054】この実施例においては、直交する段部を有
する矩形の位相シフタについて説明したが、位相シフタ
を任意の角度を有する多角形、あるいは、緩やかな曲率
をもつ曲線で囲まれた位相シフタを形成し、露光光を位
相シフタの段部の形状に応じた角度だけ回転することに
よって、この実施例による効果と同様の効果を挙げるこ
とができる。
In this embodiment, a rectangular phase shifter having orthogonal steps has been described. However, the phase shifter may be a polygon having an arbitrary angle or a phase shifter surrounded by a curve having a gentle curvature. By forming and rotating the exposure light by an angle corresponding to the shape of the step of the phase shifter, the same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0055】なお、上記の各実施例の説明は、位相シフ
トマスクを用いる場合に限られていたが、本発明の原理
は、位相シフタを有しない遮光膜により形成した露光マ
スクにも適用することができる。
Although the description of each of the above embodiments has been limited to the case where a phase shift mask is used, the principle of the present invention can be applied to an exposure mask formed of a light shielding film having no phase shifter. Can be.

【0056】(第5実施例)図10は、第5実施例の投
影露光法の説明図である。図10は第5実施例の投影露
光法で用いる露光マスクの説明図である。この図におい
て、51はX方向のラインアンドスペース遮光パター
ン、52はY方向のラインアンドスペース遮光パター
ン、53は露光光である。この実施例においても、図
1、図2で説明した露光装置により、露光マスクを用い
てフォトレジスト膜を露光する。
(Fifth Embodiment) FIG. 10 is an explanatory diagram of a projection exposure method according to a fifth embodiment. FIG. 10 is an explanatory view of an exposure mask used in the projection exposure method of the fifth embodiment. In this figure, 51 is a line and space light shielding pattern in the X direction, 52 is a line and space light shielding pattern in the Y direction, and 53 is exposure light. Also in this embodiment, the photoresist film is exposed using the exposure mask described above with reference to FIGS.

【0057】図10は、第5実施例の投影露光法におい
て用いる露光マスク(レチクル)の一部を示しており、
透明な基板の上に、露光光53の主たる方向をX方向と
する場合、X方向のラインアンドスペース遮光パターン
51と、このX方向に直交するY方向のラインアンドス
ペース遮光パターン52が形成されている。
FIG. 10 shows a part of an exposure mask (reticle) used in the projection exposure method of the fifth embodiment.
When the main direction of the exposure light 53 is the X direction on the transparent substrate, a line and space light shielding pattern 51 in the X direction and a line and space light shielding pattern 52 in the Y direction orthogonal to the X direction are formed. I have.

【0058】この実施例の投影露光法によると、被露光
面上に、X方向のラインアンドスペース遮光パターン5
1によって分解能が高いラインアンドスペース状の露光
パターンが形成されるが、X方向に直交するY方向のラ
インアンドスペース遮光パターン52によるパターンは
分解能が劣り、全体的に露光光を半ば遮蔽するパターン
を生じる。したがって、露光量と現像の進行を調節する
ことによって、X方向のラインアンドスペース状のフォ
トレジストパターンだけを形成することができる。
According to the projection exposure method of this embodiment, the line and space light-shielding pattern 5 in the X direction is formed on the surface to be exposed.
1, a line-and-space exposure pattern having a high resolution is formed. However, the pattern formed by the line-and-space light-shielding pattern 52 in the Y direction orthogonal to the X direction is inferior in resolution. Occurs. Therefore, by adjusting the amount of exposure and the progress of development, only a line-and-space photoresist pattern in the X direction can be formed.

【0059】この説明とは逆に、露光光の主たる方向が
Y方向であるとすると、Y方向のラインアンドスペース
状のフォトレジストパターンだけを形成することができ
ることになる。
Contrary to this description, assuming that the main direction of the exposure light is the Y direction, only the line and space photoresist pattern in the Y direction can be formed.

【0060】すなわち、図1、図2に示された光源1の
下に設けられた開口4を有する絞り3を90°回転する
ことによって、1枚の露光マスクを用いて、2種類の露
光パターンを選択的に形成することができる。
That is, by rotating the stop 3 having an opening 4 provided below the light source 1 shown in FIGS. 1 and 2 by 90 °, two types of exposure patterns can be obtained using one exposure mask. Can be selectively formed.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
位相シフタの不要な方向の端部によって生じる露光パタ
ーンを、複数のマスクを使用したり、多段シフタを使用
することなく除去することが可能になり、微細なパター
ンをもつ高集積半導体装置等の製造が容易になる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to remove an exposure pattern generated by an end in an unnecessary direction of a phase shifter without using a plurality of masks or a multi-stage shifter, thereby manufacturing a highly integrated semiconductor device having a fine pattern. Becomes easier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の投影露光法に用いる投影露光装置の構
成説明図である。
FIG. 1 is a configuration explanatory view of a projection exposure apparatus used for a projection exposure method of the present invention.

【図2】(A),(B)は本発明の投影露光法に用いる
投影露光装置の絞りの構成説明図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating the configuration of a diaphragm of a projection exposure apparatus used in the projection exposure method of the present invention.

【図3】露光光がその主たる方向に平行な位相シフタ段
部を透過した後の光強度分布図である。
FIG. 3 is a light intensity distribution diagram after the exposure light has passed through a phase shifter step parallel to the main direction.

【図4】露光光がその主たる方向に直交する位相シフタ
段部を透過した後の光強度分布図である。
FIG. 4 is a light intensity distribution diagram after the exposure light has passed through a phase shifter step perpendicular to the main direction.

【図5】(A),(B)は第1実施例の投影露光法の説
明図である。
FIGS. 5A and 5B are explanatory views of the projection exposure method of the first embodiment.

【図6】(A),(B)は第1実施例の効果を示すパタ
ーンの顕微鏡写真である。
FIGS. 6A and 6B are micrographs of patterns showing the effect of the first embodiment.

【図7】(A),(B)は第2実施例の投影露光法の説
明図である。
FIGS. 7A and 7B are explanatory views of a projection exposure method according to a second embodiment.

【図8】第3実施例の投影露光法の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a projection exposure method according to a third embodiment.

【図9】(A)〜(C)は第4実施例の投影露光法の説
明図である。
FIGS. 9A to 9C are explanatory views of a projection exposure method according to a fourth embodiment.

【図10】第5実施例の投影露光法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a projection exposure method according to a fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 円板状光源 2 光軸 3 絞り 4 開口 5 位相シフトマスク 6 位相シフタ 7 投影レンズ系 8 被露光面 11 遮光膜 12 180°位相シフタ 13 X方向の段部 14 Y方向の段部 15 露光光 16 線状のパターン 17 パッド 21 遮光膜 22 180°位相シフタ 23 X方向の段部 24,25 X方向と45°傾いた段部 26 Y方向の段部 27 露光光 28 線状のパターン 29 パッド 31 パッドに相当する遮光パターン 32 微細な線状遮光パターン 33 位相シフタ 34 X方向の段部 35 Y方向の段部 41 位相シフタ 42 X方向の露光パターン 43 Y方向の露光パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Disc-shaped light source 2 Optical axis 3 Stop 4 Aperture 5 Phase shift mask 6 Phase shifter 7 Projection lens system 8 Exposure surface 11 Light-shielding film 12 180 ° phase shifter 13 Step in X direction 14 Step in Y direction 15 Exposure light Reference Signs List 16 linear pattern 17 pad 21 light shielding film 22 180 ° phase shifter 23 step in X direction 24, 25 step inclined at 45 ° from X direction 26 step in Y direction 27 exposure light 28 linear pattern 29 pad 31 Light-shielding pattern corresponding to pad 32 Fine linear light-shielding pattern 33 Phase shifter 34 Step in X direction 35 Step in Y direction 41 Phase shifter 42 Exposure pattern in X direction 43 Exposure pattern in Y direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 521 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 521

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】断面内で主たる方向に延びる光強度分布を
有する露光光を露光用位相シフトマスクに照射し、該露
光用位相シフトマスクを透過した光を被露光面に投影し
て、該露光用位相シフトマスクのパターンの、露光光の
光強度分布の主たる方向にほぼ平行な方向と、該露光光
の光強度分布の主たる方向に平行しない方向とで異なる
露光特性を用いて露光することを特徴とする投影露光
法。
An exposure light having a light intensity distribution extending in a main direction in a cross section is applied to an exposure phase shift mask, and light transmitted through the exposure phase shift mask is projected onto a surface to be exposed. Phase shift mask pattern , exposure light
A direction substantially parallel to the main direction of the light intensity distribution and the exposure light
In the direction not parallel to the main direction of the light intensity distribution of
A projection exposure method wherein exposure is performed using exposure characteristics .
【請求項2】断面内で主たる方向に延びる光強度分布を
有する露光光を露光用位相シフトマスクに照射し、該露
光用位相シフトマスクを透過した光を被露光面に投影し
て、露光用位相シフトマスクの位相シフタの端部付近に
発生する急峻な光強度の低下を伴う未露光部が形成され
る方向と、該未露光部が形成されない方向が存在する非
対称な露光特性を用いて露光することを特徴とする投影
露光法。
2. An exposure phase shift mask is irradiated with exposure light having a light intensity distribution extending in a main direction in a cross section, and light transmitted through the exposure phase shift mask is projected onto a surface to be exposed. Near the end of the phase shifter of the phase shift mask
Unexposed areas are formed with a sharp decrease in light intensity that occurs.
Direction and the direction where the unexposed portion is not formed exist.
A projection exposure method wherein exposure is performed using symmetric exposure characteristics .
【請求項3】断面内で主たる方向に延びる光強度分布を
有する露光光を露光用位相シフトマスクに照射し、該露
光用位相シフトマスクを透過した光を被露光面に投影し
て、露光用位相シフトマスクの位相シフタの端部付近に
発生する急峻な光強度の低下を伴う未露光部が形成され
る方向と、該未露光部が形成されない方向が存在する非
対称な露光特性を用いて、位相シフタの一方向の段部に
よって第1のパターンを形成し、その後、露光光の主た
る方向を変えて露光することにより、位相シフタの他の
方向の段部によって他の方向の第2のパターンを形成す
ることを特徴とする投影露光法。
3. An exposure phase shift mask is irradiated with exposure light having a light intensity distribution extending in a main direction in a cross section, and the light transmitted through the exposure phase shift mask is projected onto a surface to be exposed. Near the end of the phase shifter of the phase shift mask
Unexposed areas are formed with a sharp decrease in light intensity that occurs.
Direction and the direction where the unexposed portion is not formed exist.
Using a symmetrical exposure characteristic, a step in one direction of the phase shifter
Therefore, a first pattern is formed, and then the main pattern of the exposure light is formed.
Exposure by changing the direction of the phase shifter.
The second step in the other direction is formed by the step in the direction.
Projection exposure method according to claim Rukoto.
【請求項4】光軸となす角をθとするとき、光軸から、
θ=sin -1 (0.4〜1.0)×(NA)×1/m
(ただし、NA:投影レンズの開口数、、1/m:縮小
投影倍率)の範囲に含まれる断面内で主たる方向に延び
る光強度分布を有する露光光を用いることを特徴とする
請求項1乃至請求項3の何れか1記載の投影露光法。
4. When an angle between the optical axis and the optical axis is θ,
θ = sin −1 (0.4 to 1.0) × (NA) × 1 / m
(However, NA: numerical aperture of projection lens, 1 / m: reduction
Extends in the main direction within the section included in the range of (projection magnification)
Characterized by using exposure light having a light intensity distribution
The projection exposure method according to claim 1 .
【請求項5】位相シフタの段部に、幅が0.2×(λ/
NA)×m(λ:露光光波長、NA :投影レンズの開口
数)以下の線状遮光部が存在することを特徴とする請求
項1乃至請求項4の何れか1記載の投影露光法。
5. A phase shifter having a width of 0.2 × (λ /
NA) × m (λ: wavelength of exposure light, NA : aperture of projection lens)
Number) The following linear light shielding portion is present.
The projection exposure method according to any one of claims 1 to 4 .
【請求項6】断面内で主たる方向に延びる光強度分布を
有する露光光を露光用位相シフトマスクに照射し、該露
光用位相シフトマスクを透過した光を被露光面に投影し
て、露光用位相シフトマスクの位相シフタの端部付近に
発生する急峻な光強度の低下を伴う未露光部が形成され
る方向と、該未露光部が形成されない方向が存在する非
対称な露光特性を用いて、ネガプロセスによりコンタク
トホール等の開口部を、ポジプロセスによりゲート電極
あるいは配線層となる孤立ライン部を形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
6. A light intensity distribution extending in a main direction in a cross section.
Irradiating the exposure phase shift mask with
The light transmitted through the optical phase shift mask is projected onto the surface to be exposed.
Near the end of the phase shifter of the phase shift mask for exposure.
Unexposed areas are formed with a sharp decrease in light intensity that occurs.
Direction and the direction where the unexposed portion is not formed exist.
Contact using negative process with symmetrical exposure characteristics
The opening, such as a through hole, is formed in the gate electrode by a positive process.
Alternatively, forming an isolated line portion serving as a wiring layer is
A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項7】位相シフタの段部に、幅が0.2×(λ/
NA)×m(λ:露光光波長、NA:投影レンズの開口
数)以下の線状遮光部が存在することを特徴とする請求
項6記載の半導体装置の製造方法。
7. The width of the step of the phase shifter is 0.2 × (λ /
NA) × m (λ: wavelength of exposure light, NA: aperture of projection lens)
Number) The following linear light shielding portion is present.
Item 7. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 6.
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