JP3262074B2 - Exposure method and exposure apparatus - Google Patents

Exposure method and exposure apparatus

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JP3262074B2
JP3262074B2 JP20134298A JP20134298A JP3262074B2 JP 3262074 B2 JP3262074 B2 JP 3262074B2 JP 20134298 A JP20134298 A JP 20134298A JP 20134298 A JP20134298 A JP 20134298A JP 3262074 B2 JP3262074 B2 JP 3262074B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法及び露光
装置に関し、特に微細な回路パターンで感光基板上を露
光し、例えばIC,LSI等の半導体チップ、液晶パネ
ル等の表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、CCD等の
撮像素子といった各種デバイスの製造に用いられる際に
好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposing method and an exposing apparatus, and more particularly, to exposing a photosensitive substrate with a fine circuit pattern, for example, a semiconductor chip such as an IC or LSI, a display element such as a liquid crystal panel, a magnetic head, and the like. It is suitable for use in the manufacture of various devices such as a detection device and an imaging device such as a CCD.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、IC、LSI、液晶パネル等
のデバイスをフォトリソグラフィー技術を用いて製造す
るときには、フォトマスク又はレチクル等(以下、「マ
スク」と記す。)の面上に形成した回路パターンを投影
光学系によってフォトレジスト等が塗布されたシリコン
ウエハ又はガラスプレート等(以下、「ウエハ」と記
す。)の感光基板上に投影し、そこに転写する(露光す
る)投影露光方法及び投影露光装置が使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when devices such as ICs, LSIs, and liquid crystal panels are manufactured using photolithography technology, circuits formed on the surface of a photomask or reticle (hereinafter, referred to as "mask"). A projection exposure method and projection in which a pattern is projected onto a photosensitive substrate such as a silicon wafer or a glass plate (hereinafter, referred to as a “wafer”) coated with a photoresist or the like by a projection optical system, and transferred (exposed) there. An exposure apparatus is used.

【0003】近年、上記デバイスの高集積化に対応し
て、ウエハに転写するパターンの微細化、即ち高解像度
化とウエハにおける1チップの大面積化とが要求されて
いる。従ってウエハに対する微細加工技術の中心を成す
上記投影露光方法及び投影露光装置においても、現在、
0.5/μm以下の寸法(線幅)の像(回路パターン
像)を広範囲に形成するべく、解像度の向上と露光面積
の拡大が計られている。
In recent years, in response to the higher integration of the above devices, there has been a demand for miniaturization of a pattern to be transferred to a wafer, that is, higher resolution and larger area of one chip on the wafer. Therefore, even in the above-described projection exposure method and projection exposure apparatus that form the center of microfabrication technology for wafers,
In order to form an image (circuit pattern image) having a dimension (line width) of 0.5 / μm or less over a wide range, improvement in resolution and enlargement of an exposure area have been attempted.

【0004】従来の投影露光装置の摸式図を図22に示
す。図22中、191は遠紫外線露光用の光源であるエ
キシマーレーザ、192は照明光学系、193は照明光
学系192から照射される照明光、194はマスク、1
95はマスク194から出て光学系(投影光学系)19
6に入射する物体側露光光、196は縮小型の投影光学
系、197は投影光学系196から出て基板198に入
射する像側露光光、198は感光基板であるウエハ、1
99は感光基板を保持する基板ステージを、示す。
FIG. 22 shows a schematic view of a conventional projection exposure apparatus. In FIG. 22 , reference numeral 191 denotes an excimer laser as a light source for exposure to far ultraviolet rays, 192 denotes an illumination optical system, 193 denotes illumination light emitted from the illumination optical system 192, 194 denotes a mask,
Reference numeral 95 denotes an optical system (projection optical system) 19 which exits from the mask 194.
Reference numeral 196 denotes an object-side exposure light, reference numeral 196 denotes a reduction type projection optical system, reference numeral 197 denotes an image-side exposure light which exits from the projection optical system 196 and enters a substrate 198, reference numeral 198 denotes a wafer which is a photosensitive substrate,
Reference numeral 99 denotes a substrate stage for holding a photosensitive substrate.

【0005】エキシマレーザ191から出射したレーザ
光は、引き回し光学系(190a,190b)によって
照明光学系192に導光され、照明光学系192により
所定の光強度分布、配光分布、開き角(関口数NA)等
を持つ照明光193となるように調整され、マスク19
4を照明する。マスク194にはウエハ198上に形成
する微細パターンを投影光学系196の投影倍率の逆数
倍(例えば2倍や4倍や5倍)した寸法のパターンがク
ロム等によって石英基板上に形成されており、照明光1
93はマスク194の微細パターンによって透過回折さ
れ、物体側露光光195となる。
[0005] The laser light emitted from the excimer laser 191 is guided to the illumination optical system 192 by the routing optical systems (190a, 190b), and the illumination optical system 192 provides a predetermined light intensity distribution, light distribution, and opening angle (Sekiguchi). The mask 19 is adjusted so as to have the illumination light 193 having several NA) or the like.
Light 4 On the mask 194, a pattern having a size obtained by reciprocally multiplying (for example, 2 times, 4 times, or 5 times) the fine pattern formed on the wafer 198 by a projection magnification of the projection optical system 196 is formed on a quartz substrate by chrome or the like. And illumination light 1
93 is transmitted and diffracted by the fine pattern of the mask 194, and becomes the object side exposure light 195.

【0006】投影光学系196は、物体側露光光195
を、マスク194の微細パターンを上記投影倍率で且つ
充分小さな収差でウエハ198上に結像する像側露光光
197に変換する。像側露光光197は図22の下部の
拡大図に示されるように、所定の開口数NA(=Sin
(θ))でウエハ198上に収束し,ウエハ198上に
微細パターンの像を結ぶ。基板ステージ199は、ウエ
ハ198の互いに異なる複数の領域(ショット領域:1
個又は複数のチップとなる領域)に順次、微細パターン
を形成する場合に、投影光学系の像平面に沿ってステッ
プ移動することによりウエハ198の投影光学系196
に対する位置を変えている。
[0006] The projection optical system 196 includes an object side exposure light 195.
Is converted into image-side exposure light 197 that forms a fine pattern on the mask 194 on the wafer 198 at the above-mentioned projection magnification and with a sufficiently small aberration. As shown in the enlarged view at the bottom of FIG. 22 , the image-side exposure light 197 has a predetermined numerical aperture NA (= Sin
(Θ)) converges on the wafer 198 to form an image of a fine pattern on the wafer 198. The substrate stage 199 includes a plurality of different areas (shot areas: 1) on the wafer 198.
In the case where a fine pattern is sequentially formed on an area which becomes one or a plurality of chips, the projection optical system 196 of the wafer 198 is moved stepwise along the image plane of the projection optical system.
Has changed its position with respect to

【0007】現在主流となりつつある上記のエキシマレ
ーザを光源とする投影露光装置は高い投影解像力を有し
ているが、例えば0.15μm以下のパターン像を形成
することが技術的に困難である。
Although the above-described projection exposure apparatus using an excimer laser as a light source has a high projection resolution, it is technically difficult to form a pattern image of, for example, 0.15 μm or less.

【0008】投影光学系196は、露光(に用いる)波
長に起因する光学的な解像度と焦点深度との間のトレー
ドオフによる解像度の限界がある。投影露光装置による
解像パターンの解像度Rと焦点深度DOFは,次の
(1)式と(2)式の如きレーリーの式によって表され
る。
[0008] The projection optical system 196 has a resolution limit due to a trade-off between the optical resolution due to (exposure) wavelength and the depth of focus. The resolution R of the resolution pattern and the depth of focus DOF by the projection exposure apparatus are expressed by the following Rayleigh formulas (1) and (2).

【0009】R=k1 (λ/NA) ‥‥‥(1) DOF=k2(λ/NA2 ) ‥‥‥(2)ここで、
λは露光波長、NAは投影光学系196の明るさを表す
像側の開口数、k1 ,k2 はウエハ198の現像プ
ロセス特性等によって決まる定数であり、通常0.5〜
0.7程度の値である。この(1)式と(2)式から、
解像度Rを小さい値とする高解像度化には開口数NAを
大きくする「高NA化」がある。しかしながら、実際の
露光では投影光学系196の焦点深度DOFをある程度
以上の値にする必要があるため、高NA化をある程度以
上に進めることが難しいこと、この為、高解像度化には
結局、露光波長λを小さくする「短波長化」が必要とな
ることとが分かる。
R = k1 (λ / NA) ‥‥‥ (1) DOF = k2 (λ / NA2) ‥‥‥ (2) where:
λ is the exposure wavelength, NA is the image-side numerical aperture representing the brightness of the projection optical system 196, and k1 and k2 are constants determined by the development process characteristics of the wafer 198, and are usually 0.5 to
It is a value of about 0.7. From equations (1) and (2),
One of the ways to increase the resolution to reduce the resolution R is to increase the numerical aperture NA. However, in actual exposure, the depth of focus DOF of the projection optical system 196 needs to be set to a certain value or more, so that it is difficult to increase the NA to a certain value or more. It is understood that "short wavelength" for reducing the wavelength λ is required.

【0010】ところが露光波長の短波長化を進めていく
と重大な問題が発生してくる。それは投影光学系196
を構成するレンズの硝材がなくなってしまうことであ
る。殆どの硝材の透過率は遠紫外線領域では0に近く、
特別な製造方法を用いて露光装置用(露光波長約248
nm)に製造された硝材として溶融石英が現存するが、
この溶融石英の透過率も波長193nm以下の露光波長
に対しては急激に低下するし線幅0.15μm以下の
微細パターンに対応する露光波長150nm以下の領域
では実用的な硝材の開発は非常に困難である。また遠紫
外線領域で使用される硝材は、透過率以外にも、耐久
牲,屈折率均一性,光学的歪み,加工性等の複数条件を
満たす必要があり、この事から、実用的な硝材の存在が
危ぶまれている。
However, as the exposure wavelength is shortened, a serious problem arises. It is the projection optical system 196
Is that the glass material of the lens that constitutes is lost. The transmittance of most glass materials is close to 0 in the deep ultraviolet region,
Using a special manufacturing method for exposure equipment (exposure wavelength about 248
nm), fused quartz exists as a glass material.
The transmittance of this fused quartz also sharply decreases with respect to the exposure wavelength of 193 nm or less, and practical glass material development is extremely difficult in the region of 150 nm or less corresponding to fine patterns with a line width of 0.15 μm or less. Difficult. In addition, the glass material used in the deep ultraviolet region must satisfy various conditions such as durability, uniformity of refractive index, optical distortion, workability, etc. in addition to transmittance. Existence is at stake.

【0011】このように従来の投影露光方法及び投影露
光鼓置では、ウエハ上に線幅0.15μm以下のパター
ンを形成する為には150nm程度以下まで露光波長の
短波長化が必要である。これに対し、現在のところ、こ
の波長領域では実用的な硝材が存在しないので、ウエハ
に線幅0.15μm以下のパターンを形成することがで
きなかった。
As described above, in the conventional projection exposure method and projection exposure apparatus, it is necessary to shorten the exposure wavelength to about 150 nm or less in order to form a pattern having a line width of 0.15 μm or less on a wafer. On the other hand, at present, there is no practical glass material in this wavelength region, so that a pattern having a line width of 0.15 μm or less cannot be formed on the wafer.

【0012】米国特許第5415835号公報は2光束
干渉露光によって敏細パターンを形成する技術を開示し
ており、この2光束干渉露光によれば、ウエハに線幅
0.15μm以下のパターンを形成することができる。
US Pat. No. 5,415,835 discloses a technique for forming a fine pattern by two-beam interference exposure. According to the two-beam interference exposure, a pattern having a line width of 0.15 μm or less is formed on a wafer. be able to.

【0013】2光束干渉露光の原理を図18を用いて説
明する。2光束干渉露光は、レーザ151からの可干渉
牲を有し且つ平行光線束であるレーザ光L151をハー
フミラー152によってレーザ光L151a,L151
abの2光束に分割し、分割した2光束を夫々平面ミラ
ー153a,153bによって反射することにより2個
のレーザ光(可干渉性の平行光線束)を0より大きく9
0度末満のある角度を成してウエハ154面上で交差さ
せることにより交差部分に干渉縞を形成している。この
干渉縞(の光強度分布)によってウエハ154を露光し
て感光させることで干渉縞の光強度分布に応じた微細な
周期パターンをウエハ154に形成するものである。
[0013] The principle of two-beam interference exposure is described with reference to FIG. 18. In the two-beam interference exposure, a laser beam L151 having coherence from a laser 151 and being a parallel beam is converted into laser beams L151a and L151 by a half mirror 152.
The two laser light beams (coherent parallel light beams) are divided from larger than 0 to 9 by being split into two light beams of ab and reflecting the split two light beams by the plane mirrors 153a and 153b, respectively.
An interference fringe is formed at the intersection by intersecting at an angle of less than 0 degree on the surface of the wafer 154. By exposing and exposing the wafer 154 with (the light intensity distribution of) the interference fringes, a fine periodic pattern corresponding to the light intensity distribution of the interference fringes is formed on the wafer 154.

【0014】2光束L151a,L151bがウエハ1
54面の立てた垂線に対して互いに逆方向に同じ角度だ
け傾いた状態でウエハ面で交差する場合、この2光束干
渉露光における解像度Rは次の(3)式で表される。
The two light beams L151a and L151b are
In the case where the wafer intersects with the perpendiculars formed on the 54 surfaces in a state inclined at the same angle in the opposite directions to each other on the wafer surface, the resolution R in the two-beam interference exposure is expressed by the following equation (3).

【0015】 R=λ/(4sinθ) =λ/4NA =0.25(λ/NA) ‥‥‥(3) ここで、RはL&S(ライン・アンド・スペース)の夫
々の幅、即ち干渉縞の明部と暗部の夫々の幅を示してい
る。又βは2光束の夫々の像面に対する入射角度(絶対
値)を表し、NA=Sinθである。
R = λ / (4 sin θ) = λ / 4NA = 0.25 (λ / NA) (3) where R is the width of each L & S (line and space), ie, interference fringes. The width of each of the light and dark portions is shown. Β represents the incident angle (absolute value) of the two light beams with respect to each image plane, and NA = Sin θ.

【0016】通常の投影露光における解像度の式である
(l)式と2光束干渉露光における解像度の式である
(3)式とを比較すると、2光束干渉露光の解像度Rは
(1)式においてk1 =0.25とした場合に相当する
から、2光束干渉露光ではk1=0.5〜0.7である
通常の投影露光の解像度より2倍以上の解像度を得るこ
とが可能である。
Comparing equation (1), which is the equation for resolution in normal projection exposure, and equation (3), which is the equation for resolution in two-beam interference exposure, the resolution R of two-beam interference exposure is expressed by equation (1). Since this corresponds to the case where k 1 = 0.25, it is possible to obtain a resolution twice or more as high as that of a normal projection exposure in which k 1 = 0.5 to 0.7 in two-beam interference exposure. .

【0017】上記米国特許には開示されていないが、例
えばλ=0.248nm(KrFエキシマ)でNA=
0.6の時は、R=0.10μmが得られる。
Although not disclosed in the above US patent, for example, when λ = 0.248 nm (KrF excimer) and NA =
At 0.6, R = 0.10 μm is obtained.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】2光束干渉露光は、基
本的に干渉縞の光強度分(露光量分布)に相当する単純
な縞パターンしか得られないので、所望の形状の回路パ
ターンをウエハに形成することが難しい。
In the two-beam interference exposure, basically, only a simple fringe pattern corresponding to the light intensity of the interference fringes (exposure amount distribution) can be obtained. Difficult to form.

【0019】そこで上記米国特許第5415835号公
報は、2光束干渉露光によって単純な縞パターン(周期
パターン)即ち2値的な露光量分布をウエハ(のレジス
ト)に与えた後、露光装置の分解能の範囲内の大きさの
ある開口が形成されたマスクを用いて通常リソグラフィ
ー(露光)を行なって更に別の2値的な露光量分布をウ
エハに与えることにより、孤立の線(パターン)を得る
ことを提案している。
The above-mentioned US Pat. No. 5,415,835 discloses that a simple fringe pattern (periodic pattern), that is, a binary exposure amount distribution is given to a wafer (resist) by two-beam interference exposure, and then the resolution of the exposure apparatus is increased. Obtaining an isolated line (pattern) by performing normal lithography (exposure) using a mask in which an opening having a size within the range is formed and giving another binary exposure distribution to the wafer Has been proposed.

【0020】しかしながら、上記米国特許第54158
35号公報の多重露光の方法は、2光束干渉露光用の露
光装置にウエハを設置して露光した後で、別の通常露光
用の露光装置にウエハを設置し直して露光を行うので、
時間がかかるという問題があった。
However, the above-mentioned US Pat.
In the multiple exposure method disclosed in Japanese Patent Publication No. 35, after a wafer is placed in an exposure apparatus for two-beam interference exposure and exposed, the wafer is placed back in another exposure apparatus for normal exposure and exposure is performed.
There was a problem that it took time.

【0021】本発明の目的は、比較的短い時間で多重露
光が行える露光方法及び露光装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an exposure method and an exposure apparatus capable of performing multiple exposures in a relatively short time.

【0022】本発明は、2光束干渉露光に代表される周
期パターン露光と周期パターンを含まない通常パターン
露光(通常露光)の2つの露光方法を用いることによ
り、複雑な形状の回路パターンをウエハに形成すること
が可能な露光方法及び露光装置の提供を目的とする。
According to the present invention, a circuit pattern having a complicated shape is formed on a wafer by using two exposure methods: periodic pattern exposure represented by two-beam interference exposure and normal pattern exposure (normal exposure) not including a periodic pattern. An object is to provide an exposure method and an exposure apparatus which can be formed.

【0023】また本発明の他の目的は線幅0.15μm
以下の部分を備える回路パターンを容易に得ることが可
能な露光方法及び露光装置の提供にある。
Another object of the present invention is to provide a line width of 0.15 μm.
An exposure method and an exposure apparatus capable of easily obtaining a circuit pattern including the following parts are provided.

【0024】また本発明の他の目的は周期パターン露光
と通常露光の2つの露光法が実施できる露光装置を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of performing two exposure methods, periodic pattern exposure and normal exposure.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は (1−1) 光源からの光で互いに異なる複数のマスク
パターンを照明する照明光学系と、前記マスクパターン
からの光を被露光領域に投影する投影光学系とを有する
露光装置であって、前記露光装置は多重露光を行う露光
モードを有し、前記複数のマスクパターンを共通のマス
クステージで保持し、前記複数のマスクパターンを互い
に異なる照明条件で同時に照明することを特徴としてい
る。
According to the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising: (1-1) an illumination optical system for illuminating a plurality of different mask patterns with light from a light source; and light from the mask pattern to a region to be exposed. An exposure apparatus having a projection optical system for projecting, wherein the exposure apparatus has an exposure mode for performing multiple exposure, holds the plurality of mask patterns on a common mask stage, and sets the plurality of mask patterns different from each other. It is characterized by simultaneous lighting under lighting conditions.

【0026】ここで、前記互いに異なる照明条件は、部
分的コヒーレント照明とコヒーレント照明を含むように
しても良く、さらに、前記複数のマスクパターンは通常
パターンと周期パターンとを含み、前記部分的コヒーレ
ント照明で前記通常パターンを照明し、前記コヒーレン
ト照明で前記周期パターンを照明するようにしても良
い。
Here, the different illumination conditions may include a partial coherent illumination and a coherent illumination, and the plurality of mask patterns include a normal pattern and a periodic pattern, and the partial coherent illumination includes A normal pattern may be illuminated, and the periodic pattern may be illuminated by the coherent illumination.

【0027】さらに、前記互いに異なる照明条件は、互
いにσ(シグマ)が異なるようにしても良いし、互いに
NA(開口数)が異なるようにしても良いし、互いに照
明光の入射角度が異なるようにしても良い。
Further, the different illumination conditions may have different σ (sigma), different NA (numerical aperture), and different incident angles of the illumination light. You may do it.

【0028】また、前記照明光学系は、中央領域の複数
のフライアイレンズからの光束の出射角度と周辺領域の
複数のフライアイレンズからの光束の出射角度とが互い
に異なるようなオプティカルインテグレータを有し、前
記中央領域の複数のフライアイレンズからの光束による
前記複数のマスクパターンのうちの第1のマスクパター
ンへの照明と前記周辺領域の複数のフライアイレンズか
らの光束による前記複数のマスクパターンのうちの第2
のマスクパターンへの照明とを同時に行うようにしても
良い。
Further, the illumination optical system has an optical integrator in which the exit angles of the light beams from the plurality of fly-eye lenses in the central region and the exit angles of the light beams from the plurality of fly-eye lenses in the peripheral region are different from each other. And illuminating a first mask pattern of the plurality of mask patterns with light beams from the plurality of fly-eye lenses in the central region, and the plurality of mask patterns using light beams from a plurality of fly-eye lenses in the peripheral region. The second of
The illumination of the mask pattern may be performed simultaneously.

【0029】ここで、前記第1のマスクパターンが周期
パターンであり、前記第2のマスクパターンが通常パタ
ーンであるようにしても良い。
Here, the first mask pattern may be a periodic pattern, and the second mask pattern may be a normal pattern.

【0030】また、前記互いに異なるマスクパターン
は、それぞれ別個の基板に形成してあるようにしても良
い。
The different mask patterns may be formed on separate substrates.

【0031】前記互いに異なるマスクパターンは共通の
基板に形成してあるようにしても良い。
The different mask patterns may be formed on a common substrate.

【0032】前記基板は透明であることが好ましい。Preferably, the substrate is transparent.

【0033】前記互いに異なるマスクパターンのうちの
一つはラインアンドスペースパターンであり、前記ライ
ンアンドスペースパターンは、レベンソン型の位相シフ
トマスク又は、遮光部の無いシフタエッジ型の位相シフ
トマスクであるのが好ましい。
One of the different mask patterns is a line-and-space pattern, and the line-and-space pattern is a Levenson type phase shift mask or a shifter edge type phase shift mask without a light shielding portion. preferable.

【0034】KrFエキシマレーザー、ArFエキシマ
レーザー又はF2エキシマレーザーからの光で前記複数
のマスクパターンを照明するのが良い。
Preferably, the plurality of mask patterns are illuminated with light from a KrF excimer laser, an ArF excimer laser or an F2 excimer laser.

【0035】また、反射系より成る投影光学系によって
前記マスクパターンを投影することが好ましい。
Preferably, the mask pattern is projected by a projection optical system comprising a reflection system.

【0036】本発明の露光方法は、マスクのラインアン
ドスペースパターンで被露光基板を露光する露光方法に
おいて、前記ラインアンドスペースパターンをそのライ
ンとスペースの繰り返し方向に関して長い長方形の領域
に形成しておき、前記マスクを固定したままで前記被露
光基板を前記繰り返し方向と直交する方向に走査するこ
とを特徴としている。
According to the exposure method of the present invention, in the exposure method for exposing a substrate to be exposed with a line and space pattern of a mask, the line and space pattern is formed in a rectangular area long in a repetition direction of the line and space. Scanning the substrate to be exposed in a direction orthogonal to the repetition direction while the mask is fixed.

【0037】ここで、前記ラインアンドスペースパター
ンは、レベンソン型の位相シフトマスク又は、遮光部の
無いシフタエッジ型の位相シフトマスクであるのが好ま
しい。
Here, the line and space pattern is preferably a Levenson type phase shift mask or a shifter edge type phase shift mask having no light shielding portion.

【0038】ここで、KrFエキシマレーザー、ArF
エキシマレーザー又はF2エキシマレーザーからの光で
前記パターンを照明するのが好ましく、さらに反射系よ
り成る投影光学系によって前記パターンを投影するのが
好ましい。
Here, KrF excimer laser, ArF
The pattern is preferably illuminated with light from an excimer laser or an F2 excimer laser, and the pattern is preferably projected by a projection optical system comprising a reflection system.

【0039】ここで、前記露光装置がステップアンドリ
ピート縮小投影型の露光装置であっても良い。また、前
記露光装置がステップアンドスキャン縮小投影型の露光
装置であっても良い。
Here, the exposure apparatus may be a step-and-repeat reduction projection type exposure apparatus. Further, the exposure apparatus may be a step-and-scan reduction projection type exposure apparatus.

【0040】本発明のデバイスの製造方法は、前記の露
光装置を用いてデバイスパターンでウエハを露光する段
階と、露光した前記ウエハを現像する段階とを有するこ
とを特徴としている。
A method of manufacturing a device according to the present invention is characterized in that the method includes a step of exposing a wafer to a device pattern using the exposure apparatus, and a step of developing the exposed wafer.

【0041】[0041]

【0042】[0042]

【0043】[0043]

【0044】[0044]

【0045】[0045]

【0046】尚、本発明において「多重露光」とは「感
光基板上の同一領域を互いに異なる光パターンで途中に
現像処理工程を介さずに露光すること」を言う。
In the present invention, "multiple exposure" means "exposure of the same area on the photosensitive substrate to light patterns different from each other without passing through a developing process".

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】図1は本発明の露光装置の実施形
態の模式図である。図1において、RSはレチクルステ
ージ(マスクステージ)であり、任意形状の通常パター
ンを形成した任意パターンレチクル( レチクルR) と周
期的パターンを形成したL&Sパターンプレート(プレ
ート)Mを裁置している。PLは投影光学系であり、レ
チクルRの通常のパターンを一括又は走査露光し、プレ
ートMの周期的パターンをウエハW上に投影走査露光し
ている。
FIG. 1 is a schematic view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral RS denotes a reticle stage (mask stage) in which an arbitrary pattern reticle (reticle R) having an ordinary pattern of an arbitrary shape and an L & S pattern plate (plate) M having a periodic pattern are arranged. . Reference numeral PL denotes a projection optical system, which collectively or scan-exposes the normal pattern of the reticle R, and projects and scans the periodic pattern of the plate M onto the wafer W.

【0048】図2は図1のレチクルステージRSを上方
から見たときの概略図である。プレートMは最小線幅の
周期的パターンMPとプレートアライメントマークM
a,Mbとを有している。尚、パターンMPをウエハW
上に投影露光するときはウエハステージWSを矢印Xa
方向に移動している。レチクルRは種々な形状の回路パ
ターン(通常パターン)とレチクルアライメントマーク
Ra,Rbとを有している。
FIG. 2 is a schematic diagram when reticle stage RS of FIG. 1 is viewed from above. The plate M has a periodic pattern MP having a minimum line width and a plate alignment mark M
a and Mb. Note that the pattern MP is
When performing projection exposure on the wafer, the wafer stage WS is pointed by the arrow Xa.
Moving in the direction. The reticle R has various shapes of circuit patterns (normal patterns) and reticle alignment marks Ra and Rb.

【0049】本実施形態では周期的パターンをウエハ上
に投影走査露光するようにして周期的パターンMPを有
するプレートMの寸法を小さくしてレチクルRの側部に
設けている。又プレートMの寸法を小さくしてプレート
Mの製作を容易にしている。
In this embodiment, the plate M having the periodic pattern MP is provided on the side of the reticle R such that the periodic pattern is projected onto the wafer by scanning and exposing. Further, the size of the plate M is reduced to facilitate manufacture of the plate M.

【0050】図1に示すように、本実施形態では周期的
パターンをウエハ(感光基板)に投影露光するときには
周期的パターンを有したプレートMが投影光学系PLの
光軸上に位置するようにしている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, when a periodic pattern is projected and exposed on a wafer (photosensitive substrate), the plate M having the periodic pattern is positioned on the optical axis of the projection optical system PL. ing.

【0051】そしてレチクルステージRSに裁置したプ
レートMの周期的パターンをウエハW上に投影する。こ
のとき、レチクルステージRSを固定とし、ウエハステ
ージWSを周期的パターンMPのパターン配列方向と直
交する方向(矢印Xa方向)に走査して、ウエハW上の
1ショット内に周期的パターンを投影走査露光してい
る。
Then, the periodic pattern of the plate M placed on the reticle stage RS is projected onto the wafer W. At this time, the reticle stage RS is fixed, and the wafer stage WS is scanned in a direction (arrow Xa direction) orthogonal to the pattern arrangement direction of the periodic pattern MP to project and scan the periodic pattern within one shot on the wafer W. Exposure.

【0052】尚、このときの周期的パターンの走査露光
が終了したら、次にレチクルステージRSを駆動させて
レチクルRの通常パターンをウエハW上に一括投影露光
し、又は双方を周期させて走査させて投影走査露光し、
これによって多重露光を行っている。
When the scanning exposure of the periodic pattern is completed at this time, the reticle stage RS is driven to project and expose the normal pattern of the reticle R onto the wafer W at a time, or to scan both at regular intervals. Projection scanning exposure,
Thus, multiple exposure is performed.

【0053】尚、本実施形態においてプレートMの周期
的パターンを投影するときウエハステージWSを固定と
し、レチクルステージRSを矢印Xa方向に移動させ
て、ウエハW上に周期的パターンを走査露光しても良
い。
In this embodiment, when projecting the periodic pattern on the plate M, the wafer stage WS is fixed, the reticle stage RS is moved in the direction of the arrow Xa, and the periodic pattern is scanned and exposed on the wafer W. Is also good.

【0054】図3は、本発明に係る多重露光用の周期的
パターンと通常パターンの説明図である。図3は基板上
の各領域に通常パターン(パターン領域)SPと、ライ
ンアンドスペース(L&S)の最小線幅の周期的パター
ンMP、そしてレチクルアライメントマークRa,Rb
を設けたものである。
FIG. 3 is an explanatory view of a periodic pattern for multiple exposure and a normal pattern according to the present invention. FIG. 3 shows a normal pattern (pattern area) SP, a periodic pattern MP having a minimum line width of line and space (L & S), and reticle alignment marks Ra and Rb in each area on the substrate.
Is provided.

【0055】同図に示すように、周期パターンMPはウ
エハ面上の1ショット内に投影される寸法よりも一方向
で小さな寸法より構成している。
As shown in the figure, the periodic pattern MP has a smaller dimension in one direction than a dimension projected in one shot on the wafer surface.

【0056】このように1つの基板上に多重露光用の2
つのマスクのパターンを形成して、又アライメントマー
クも形成してアライメント精度を向上させつつ、装置全
体の簡素化を図っている。
As described above, two exposures for multiple exposure are formed on one substrate.
One mask pattern is formed and an alignment mark is also formed to improve the alignment accuracy, while simplifying the entire apparatus.

【0057】図4〜図12は本発明の露光方法の実施形
態1の説明図である。図4は本発明の露光方法を示すフ
ローチャートである。図4には本発明の露光方法を構成
する周期パターン露光ステップ、投影露光ステップ(通
常パターン露光ステップ)、現像ステップの各ブロック
とその流れが示してある。同図において周期パターン露
光ステップと投影露光ステップの順序は、逆でもいい
し、どちらか一方のステップが複数回の露光段階を含む
場合は各ステップを交互に行うことも可能である。ま
た、各露光ステップ間には.精密な位置合わせを行なう
ステップ等があるが、ここでは図示を略した。
FIGS. 4 to 12 are explanatory diagrams of the exposure method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing the exposure method of the present invention. FIG. 4 shows each block of the periodic pattern exposure step, the projection exposure step (normal pattern exposure step), and the development step, which constitute the exposure method of the present invention, and their flow. In the figure, the order of the periodic pattern exposure step and the projection exposure step may be reversed, and when one of the steps includes a plurality of exposure steps, each step may be performed alternately. Also, between each exposure step. Although there is a step of performing precise alignment, the illustration is omitted here.

【0058】本発明の露光方法及び露光装置は、被露光
基板(感光基板)に対して走査による周期パターン露光
と通常の露光の二重露光(多重露光)を行うことを特徴
としている。
The exposure method and the exposure apparatus according to the present invention are characterized in that double exposure (multiple exposure) of a periodic pattern exposure by scanning and a normal exposure is performed on a substrate to be exposed (photosensitive substrate).

【0059】ここで通常パターン露光とは周期パターン
露光より解像度が低いが任意のパターンで露光が行える
露光であり、図1に示した投影光学系によってマスクの
パターンを投影する投影露光があげられる。
Here, the normal pattern exposure is an exposure in which the resolution is lower than that of the periodic pattern exposure, but the exposure can be performed in an arbitrary pattern, and includes a projection exposure for projecting a mask pattern by the projection optical system shown in FIG.

【0060】通常パターン露光によって露光されるパタ
ーン(通常パターン)は解像度以下の微細なパターンを
含み、周期パターン露光はこの微細なパターンと略同線
幅の周期パターンを形成するようにする。通常パターン
露光の解像度以上の大きなパターンは、周期パターン露
光の線幅に限定されないが整数倍が効果的である。
The pattern (normal pattern) exposed by the normal pattern exposure includes a fine pattern having a resolution lower than the resolution, and the periodic pattern exposure forms a periodic pattern having substantially the same line width as the fine pattern. A large pattern having a resolution equal to or larger than the resolution of the normal pattern exposure is not limited to the line width of the periodic pattern exposure, but an integer multiple is effective.

【0061】通常パターン露光は任意の形状をしている
のでいろいろな方向を向いていてもよい。一般にICパ
ターンでは、方向がある方向とそれに直行する方向の2
方向を向いている場合が多く、最も微細なパターンはあ
る特定の1方向のみに限定される場合が多い。
Normally, the pattern exposure has an arbitrary shape and may be oriented in various directions. Generally, an IC pattern has two directions, one direction and the direction perpendicular to the other.
In many cases, it is oriented in a direction, and the finest pattern is often limited to only one specific direction.

【0062】二重露光で周期パターン露光をする際、そ
の通常パターンの最も微細なパターンの方向に、周期パ
ターンの方向を合致させることが重要である。
When performing periodic pattern exposure by double exposure, it is important that the direction of the periodic pattern matches the direction of the finest pattern of the normal pattern.

【0063】また、周期パターンのピークの中心は、通
常パターンにおける解像度以下の微細なパターンの中心
に合致するように露光する。
Further, the exposure is performed so that the center of the peak of the periodic pattern coincides with the center of a fine pattern having a resolution lower than that of the normal pattern.

【0064】本発明における二重露光とは周期パターン
露光と通常パターン露光の二重露光という意味であっ
て、周期パターン露光は、通常パターン露光の最も微細
なパターンの方向に平行にして何回繰り返して走査露光
しても良い。
The double exposure in the present invention means a double exposure of a periodic pattern exposure and a normal pattern exposure. The periodic pattern exposure is repeated several times in parallel with the direction of the finest pattern of the normal pattern exposure. Scanning exposure.

【0065】本発明の露光方法及び露光装置の周期パタ
ーン露光と通常パターン露光のそれぞれは、1回また
は、複数回の露光段階よりなり、複数回の露光段階を取
る場合は、各露光階ごとに異なる露光量分布を感光基板
に与えている。
Each of the periodic pattern exposure and the normal pattern exposure of the exposure method and the exposure apparatus of the present invention comprises one or a plurality of exposure steps. Different exposure dose distributions are given to the photosensitive substrate.

【0066】図4のフローに従って露光を行なう場合、
まず周期パターンによりウエハ(感光基板)を図5に示
すような周期パターンを走査露光する。図5中の数字は
露光量を表しており、図5(A)の斜線部は露光量1
(実際は任意)で白色部は露光量0である。
When exposure is performed according to the flow of FIG.
First, the wafer (photosensitive substrate) is scanned and exposed in a periodic pattern as shown in FIG. The numbers in FIG. 5 represent the exposure amounts, and the hatched portions in FIG.
(Actually arbitrary) and the exposure amount is 0 in the white portion.

【0067】このような周期パターンのみを露光後現像
する場合、通常,感光基板のレジストの露光しきい値E
thは図5(B)の下部のグラフに示す通り露光量0と
1の間に設定する。尚、図5(B)の上部は最終的に得
られるリソグラフィーパターン(凹凸パターン)を示し
ている。
When developing only such a periodic pattern after exposure, usually, the exposure threshold value E of the resist on the photosensitive substrate is used.
th is set between the exposure amounts 0 and 1 as shown in the lower graph of FIG. The upper part of FIG. 5B shows a lithography pattern (concavo-convex pattern) finally obtained.

【0068】図6に、この場合の感光基板のレジストに
関して、現像後の膜厚の露光量依存性と露光しきい値と
をポジ型レジスト(以下、「ポジ型」と記す。)とネガ
型レジスト(以下、「ネガ型」配す。)の各々について
示す。ポジ型の場合は露光しきい値Eth以上の場合
に、ネガ型の場合は露光しきい値Eth以下の場合に、
現像後の膜厚が0となる。
FIG. 6 shows the relationship between the exposure value and the exposure threshold of the film thickness after development of the resist on the photosensitive substrate in this case. The resist is referred to as a positive resist (hereinafter referred to as "positive") and a negative resist. Each of the resists (hereinafter referred to as “negative type”) is shown. In the case of the positive type, when the exposure threshold value Eth or more, and in the case of the negative type, the exposure threshold value Eth or less,
The film thickness after development becomes zero.

【0069】図7はこのような露光を行った場合の現像
とエッチングプロセスを経てリソグラフィーパターンが
形成される様子を、ネガ型とポジ型の場合に関して示し
た摸式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which a lithography pattern is formed through the development and etching processes in the case of performing such exposure, for a negative type and a positive type.

【0070】本実施形態においては、この通常の露光感
度設定とは異なり、図8(図5(A)と同じ)及び図9
に示す通り、周期パターン露光での中心露光量を1とし
たとき、露光基板のレジストの露光しきい値Ethを1
よりも大きく設定している。この感光基板は図5に示す
下地パターン露光のみ行った露光パターン(露光量分
布)を現像した場合は露光量が不足するので、多少の膜
厚変動はあるものの現像によって膜厚が0となる部分は
生じず、エッチングによってリソグラフィーパターンは
形成されない。これは即ち周期パターンの消失と見做す
ことができる(尚、ここではネガ型を用いた場合の例を
用いて本発明の説明を行うが、本発明はポジ型の場合も
実施できる。)。
In the present embodiment, different from the normal exposure sensitivity setting, FIG. 8 (same as FIG. 5A) and FIG.
As shown in the figure, when the central exposure amount in the periodic pattern exposure is 1, the exposure threshold value Eth of the resist on the exposed substrate is 1
It is set larger than. When the exposure pattern (exposure amount distribution) obtained by performing only the base pattern exposure shown in FIG. 5 is developed, the exposure amount of the photosensitive substrate becomes insufficient. Does not occur, and no lithography pattern is formed by etching. This can be regarded as the disappearance of the periodic pattern (note that the present invention will be described using an example using a negative type, but the present invention can also be applied to a positive type). .

【0071】尚、図9において、上部はリソグラフィー
パターンを示し(何もできない)、下部のグラフは露光
量分布と露光しきい値の関係を示す。尚、下部に記載の
1は周期パターン露光における露光量を、E2 は通常
の投影露光における露光量を表している。
In FIG. 9, the upper part shows a lithography pattern (nothing can be done), and the lower part shows the relationship between the exposure amount distribution and the exposure threshold. Incidentally, E 1 according to bottom the exposure amount in the periodic pattern exposure, E 2 represents an exposure amount in the conventional projection exposure.

【0072】本実施形態の特徴は、周期パターン露光の
みでは一見消失する高解像度の露光パターンを通常の投
影露光による露光装置の分解能以下の大きさのパターン
を含む任意の形状の露光パターンと融合して所望の領域
のみ選択的にレジストの露光しきい値以上の露光をし、
最終的に所望のリソグラフィーパターンを形成できると
ころにある。
The feature of the present embodiment is that a high-resolution exposure pattern, which is apparently lost only by periodic pattern exposure, is fused with an exposure pattern of an arbitrary shape including a pattern having a size equal to or smaller than the resolution of an exposure apparatus by ordinary projection exposure. And selectively exposing only the desired area to the exposure threshold or more of the resist,
Finally, a desired lithography pattern can be formed.

【0073】図10(A)は通常の投影露光(通常パタ
ーン露光)による露光パターンであり、微細なパターン
である為、解像できずに被露光物体上での強度分布はぼ
けて広がっている。本実施形態では通常の投影露光の解
像度の約半分の紙幅の微細パターンとしている。
FIG. 10A shows an exposure pattern obtained by normal projection exposure (normal pattern exposure). Since the pattern is a fine pattern, it cannot be resolved and the intensity distribution on the object to be exposed is blurred and spread. . In the present embodiment, a fine pattern having a paper width of about half the resolution of normal projection exposure is used.

【0074】図10(A)の露光パターンを作る投影露
光を、図8の周期パターン露光の後に、現像工程なし
で、同一レジストの同一領域に重ねて行ったとすると、
このレジスト面上への合計の露光量分布は図10(B)
の下部のグラフのようになる。尚、ここでは周期パター
ン露光の露光量E1 と投影露光の露光量E2 の比が1:
1、レジストの露光しきい値Ethが露光量E1 (=
1)と露光量E1 と投影露光の露光量E2 の和(=2)
の間に設定されている為、図10(B)の上部に示した
リソグラフィーパターンが形成される。
Assume that the projection exposure for forming the exposure pattern of FIG. 10A is performed on the same region of the same resist without the development step after the periodic pattern exposure of FIG.
FIG. 10B shows the total exposure distribution on the resist surface.
It looks like the graph below. Here, the ratio of the exposure amount E 2 of the exposure amount E 1 and the projection exposure of the periodic pattern exposure is 1:
1. The exposure threshold value Eth of the resist is equal to the exposure amount E 1 (=
1) The sum of the exposure amount E 1 and the exposure amount E 2 of the projection exposure (= 2)
Therefore, the lithography pattern shown in the upper part of FIG. 10B is formed.

【0075】その際、通常パターンの中心が周期パター
ンのピークと合致させておく。又、通常パターンの方向
と周期パターンの方向とを合致させている。
At this time, the center of the normal pattern is matched with the peak of the periodic pattern. Also, the direction of the normal pattern and the direction of the periodic pattern are matched.

【0076】図10(B)の上部に示す孤立線パターン
は、解像度が周期パターン露光のものであり且つ単純な
周期パターンもない。従って通常の投影露光で実現でき
る解像度以上の高解像度のパターンが得られたことにな
る。
The isolated line pattern shown in the upper part of FIG. 10 (B) has a resolution of periodic pattern exposure and has no simple periodic pattern. Therefore, a high-resolution pattern higher than the resolution that can be realized by ordinary projection exposure is obtained.

【0077】ここで仮に、図11の露光パターンを作る
投影露光(図8の露光パターンの2倍の線幅で露光しき
い値以上(ここではしきい値の2倍の露光量)の投影露
光)を、図8の周期パターン露光の後に、現像工程なし
で、同一レジストの同一領域に重ねる。この際、通常パ
ターンの中心が周期パターン露光のピーク位置と合致さ
せることで重ね合わせたパターンの対称性が良く、良好
なるパターン像が得られる。
Here, suppose that the projection exposure for forming the exposure pattern shown in FIG. 11 (projection exposure with a line width twice as large as the exposure pattern shown in FIG. 8 and an exposure threshold or more (here, an exposure amount twice as large as the threshold)) 8) is superimposed on the same region of the same resist without the development step after the periodic pattern exposure of FIG. At this time, by making the center of the normal pattern coincide with the peak position of the periodic pattern exposure, the symmetry of the superposed pattern is good, and a good pattern image can be obtained.

【0078】このレジストの合計の露光量分布は図11
(B)のようになり、2光束干渉走査露光(周期パター
ン露光)の露光パターンは消失して最終的に投影露光に
よるリソグラフィーパターンのみが形成される。
The total exposure distribution of this resist is shown in FIG.
(B), the exposure pattern of the two-beam interference scanning exposure (periodic pattern exposure) disappears, and only a lithography pattern by projection exposure is finally formed.

【0079】また、図12に示すように、図8の露光パ
ターンの3倍の線幅で行う場合も理屈は同様であり、4
倍以上の線幅の露光パターンでは、基本的に2倍の線幅
の露光パターンと3倍の線幅の露光パターンの組み合わ
せから、最終的に得られるリソグラフィーパターンの線
幅は自明でであり、投影露光で実現できるリソグラフィ
ーパターンは全て、本実施形態でも、形成可能である。
Also, as shown in FIG. 12, the principle is the same when the exposure is performed with a line width three times the exposure pattern of FIG.
In an exposure pattern with a line width of twice or more, basically, a line width of a finally obtained lithography pattern is obvious from a combination of an exposure pattern with a double line width and an exposure pattern with a triple line width, All lithography patterns that can be realized by projection exposure can be formed in this embodiment as well.

【0080】以上簡潔に説明した周期パターン露光と投
影露光の夫々による露光量分布(絶対値及び分布)と感
光基板のレジストのしきい値の調整を行うことにより、
図9,図10(B),図11(B),及び図12(B)
で示したような多種のパターンの組み合わせより成り且
つ最小線幅が周期パターン露光の解像度(図10(B)
のパターンとなる回路パターンを形成することができ
る。
By adjusting the exposure amount distribution (absolute value and distribution) and the threshold value of the resist on the photosensitive substrate by each of the periodic pattern exposure and the projection exposure briefly described above,
9, 10 (B), 11 (B), and 12 (B)
And the minimum line width is the resolution of the periodic pattern exposure (FIG. 10B).
Can be formed.

【0081】以上の露光方法の原理をまとめると、 (ア-1) 投影露光(通常パターン露光)をしないパターン
領域即ちレジストの露光しきい値以下の周期露光パター
ンは現像により消失する。
The principles of the above-described exposure methods can be summarized as follows: (A-1) A pattern area not subjected to projection exposure (normal pattern exposure), that is, a periodic exposure pattern equal to or less than the exposure threshold of a resist disappears by development.

【0082】(ア-2) レジストの露光しきい値以下の露光
量で行った投影露光のパターン領域に関しては投影露光
と周期パターン露光のパターンの組み合わせにより決ま
る周期パターン露光の解像度を持つ露光パターンが形成
される。
(A-2) Regarding the pattern area of the projection exposure performed with the exposure amount equal to or less than the exposure threshold value of the resist, the exposure pattern having the resolution of the periodic pattern exposure determined by the combination of the projection exposure and the periodic pattern exposure is used. It is formed.

【0083】(ア-3) 露光しきい値以上の露光量で行った
投影露光のパターン領域は投影露光のみでは解像しなか
った微細パターンも同様に(マスクに対応する)形成す
る。ということになる。更に露光方法の利点として、最
も解像力の高い周期パターン露光を2光束干渉走査露光
で行えば、通常の露光に比してはるかに大きい焦点深度
が得られることが挙げられる。
(A-3) In the pattern area of the projection exposure performed with the exposure amount equal to or more than the exposure threshold value, a fine pattern (corresponding to a mask) which is not resolved only by the projection exposure is similarly formed. It turns out that. Further, as an advantage of the exposure method, if the periodic pattern exposure having the highest resolution is performed by two-beam interference scanning exposure, a much larger depth of focus can be obtained as compared with the normal exposure.

【0084】以上の説明では周期パターン露光と投影露
光の順番は周期パターン露光を先としたが、この順番に
限定されない。
In the above description, the order of the periodic pattern exposure and the projection exposure is the order of the periodic pattern exposure, but is not limited to this order.

【0085】次に本発明の実施形態2を説明する。本実
施形態は露光により得られる回路パターン(リソグラフ
ィーパターン)として、図13に示す所謂ゲート型のパ
ターンを対象としている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is directed to a so-called gate type pattern shown in FIG. 13 as a circuit pattern (lithography pattern) obtained by exposure.

【0086】図13のゲートパターンは横方向の即ち図
中A−A’方向の最小線幅が0.1μmであるのに対し
て、縦方向では0.2μm以上である。本発明によれ
ば、このような1次元方向のみ高解像度を求められる2
次元パターンに対しては2光束干渉走査露光(周期パタ
ーン露光)をかかる高解像度の必要な1次元方向のみで
行えばいい。
The gate pattern in FIG. 13 has a minimum line width of 0.1 μm in the horizontal direction, that is, the direction of AA ′ in the figure, whereas it has a minimum line width of 0.2 μm or more in the vertical direction. According to the present invention, it is possible to obtain a high resolution only in such a one-dimensional direction.
For a dimensional pattern, two-beam interference scanning exposure (periodic pattern exposure) may be performed only in the one-dimensional direction that requires such high resolution.

【0087】次に図14を用いて1次元方向のみの2光
束干渉走査露光と通常の投影露光の組み合わせの一例を
示す。
Next, an example of a combination of two-beam interference scanning exposure in one-dimensional direction and ordinary projection exposure will be described with reference to FIG.

【0088】図14において、図14(A)は1次元方
向のみの2光束干渉走査露光による周期的な露光パター
ンを示す。この露光パターンの周期は0.2μmであ
り、この露光パターンは線幅0.1μmL&Sパターン
に相当する。図14の下部における数値は露光量を表す
ものである。
FIG. 14A shows a periodic exposure pattern by two-beam interference scanning exposure only in one-dimensional direction. The period of this exposure pattern is 0.2 μm, and this exposure pattern corresponds to a line width of 0.1 μmL & S pattern. Numerical values in the lower part of FIG. 14 represent exposure amounts.

【0089】このような2光束干渉走査露光を実現する
露光装置としては、図1や図19で示すような、投影露
光装置においてマスクと照明方法を図20又は図21の
ように構成した装置がある。
As an exposure apparatus for realizing such two-beam interference scanning exposure, an apparatus in which a mask and an illumination method are configured as shown in FIG. 20 or FIG. 21 in a projection exposure apparatus as shown in FIG. 1 or FIG. is there.

【0090】図19の露光装置は、例えば通常のステッ
プアンドリピート方式又はステップアンドスキャン方式
の縮小投影光学系(多数枚のレンズより成る)を用いた
投影露光装置であり、現状で露光波長248nmに対し
てNA0.6以上のものが存在する。
The exposure apparatus shown in FIG. 19 is, for example, a projection exposure apparatus using a normal step-and-repeat type or step-and-scan type reduction projection optical system (comprising a large number of lenses), and currently has an exposure wavelength of 248 nm. On the other hand, there are those having NA of 0.6 or more.

【0091】図19中、161はマスク、162はマス
ク161から出て光学系163に入射する物体側露光
光、163は投影光学系、164は開口絞り、165は
投影光学系163から出てウエハ166に入射する像側
露光光、166は感光基板であるウエハを示し、167
は絞り164の円形開口に相当する瞳面での光束の位置
を一対の黒点で示した説明図である。図19は2光束干
渉走査露光を行っている状態の摸式図であり、物体側露
光光162と像側露光光165は双方とも、図22の通
常の投影露光とは異なり、2つの平行光線束だけから成
っている。
In FIG. 19, reference numeral 161 denotes a mask; 162, an object-side exposure light exiting from the mask 161 and entering the optical system 163; 163, a projection optical system; 164, an aperture stop; 165, a wafer exiting from the projection optical system 163; Image-side exposure light 166 incident on the wafer 166 indicates a wafer serving as a photosensitive substrate.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the position of a light beam on the pupil plane corresponding to the circular opening of the stop 164 by a pair of black dots. FIG. 19 is a schematic view showing a state in which two-beam interference scanning exposure is performed. Both the object-side exposure light 162 and the image-side exposure light 165 are different from the normal projection exposure in FIG. It consists only of bunch.

【0092】そしてマスク161とウエハ166を相対
的に走査している。周期パターンの走査露光のときはマ
スク161は図2に示すプレートMを用いている。
Then, the mask 161 and the wafer 166 are relatively scanned. At the time of scanning exposure of a periodic pattern, the mask 161 uses the plate M shown in FIG.

【0093】図19に示すような通常の投影露光装置に
おいて2光束干渉走査露光(周期パターン露光)を行う
為には、マスク161とその照明方法を図20又は図2
1のように設定すれば良い。以下これら3種の例につい
て説明する。
In order to perform two-beam interference scanning exposure (periodic pattern exposure) in a normal projection exposure apparatus as shown in FIG. 19, the mask 161 and its illumination method are shown in FIG.
It should just be set like 1. Hereinafter, these three examples will be described.

【0094】図20(A)はレベンソン型の位相シフト
マスク173を示しており、クロムより成る遮光部17
1のピッチPOが(4)式で、位相シフタ172のピッ
チPOSが(5)式で表されるマスクである。
FIG. 20A shows a Levenson-type phase shift mask 173, in which the light shielding portion 17 made of chrome is used.
The pitch PO of 1 is a mask represented by the formula (4), and the pitch POS of the phase shifter 172 is represented by the formula (5).

【0095】 P0 =MP=2MR=Mλ/(2NA) ‥‥‥(4) POS=2P0 =Mλ/(NA) ‥‥‥(5) ここで、Mは投影光学系163の投影倍率、λは露光波
長、NAは投影光学系163の像側の開口数を示す。
はウエハ面上でのL&S(ライン・アンド・スペース)
のピッチ、Rはウエハ面上でのL&Sの各々の幅(干渉
縞の明部と暗部の各々の幅)である。ここでP=2Rで
ある。
P 0 = MP = 2MR = Mλ / (2NA) ‥‥‥ (4) P OS = 2P 0 = Mλ / (NA) ‥‥‥ (5) where M is the projection magnification of the projection optical system 163. , Λ indicates the exposure wavelength, and NA indicates the numerical aperture of the projection optical system 163 on the image side. P
Is L & S (line and space) on the wafer surface
Is the width of each of the L & S on the wafer surface (interference
(The width of each of the bright and dark portions of the stripe). Where P = 2R
is there.

【0096】一方、図20(B)が示すマスク174は
クロムより成る遮光部のないシフタエッジ型の位相シフ
トマスクであり、レベンソン型と同様に位相シフタ17
5のピッチPOSを上記(5)式を満たすように構成し
たものである。
On the other hand, the mask 174 shown in FIG. 20B is a shifter edge type phase shift mask made of chrome without a light-shielding portion, and is the same as the Levenson type.
The pitch POS of No. 5 is configured to satisfy the above equation (5).

【0097】図20(A),(B)の夫々の位相シフト
マスクを用いて2光束干渉走査露光を行うには、これら
のマスクをσ=0(又は0に近い値)所謂コヒーレント
照明を行う。具体的には図20に示すようにマスク面1
70に対して垂直な方向(光軸に平行な方向)から平行
光線束をマスク170に照射する。
To perform two-beam interference scanning exposure using the phase shift masks of FIGS. 20A and 20B, these masks are subjected to so-called coherent illumination with σ = 0 (or a value close to 0). . Specifically, as shown in FIG.
The mask 170 is irradiated with a parallel light beam from a direction perpendicular to 70 (a direction parallel to the optical axis).

【0098】ここで、σ=照明光学系の開口数/投影光
学系の開口数である。このような照明を行うと、マスク
170から上記垂直な方向に出る0次透過回折光に関し
ては、位相シフタ172(175)により隣り合う透過
光の位相差がπとなって打ち消し合い存在しなくなり、
±1次の透過回折光の2平行光線束はマスク170から
投影光学系163の光軸に対して対称に発生し、図19
の2個の物体側露光165がウエハ166上で干渉す
る。また2次以上の高次の回折光は投影光学系163の
開口絞り164の開口に入射しないので結像には寄与し
ない。
Here, σ = numerical aperture of the illumination optical system / numerical aperture of the projection optical system. When such illumination is performed, with respect to the zero-order transmitted diffracted light emitted from the mask 170 in the above-described vertical direction, the phase difference between adjacent transmitted lights becomes π by the phase shifter 172 (175), and the lights do not cancel each other.
The two parallel ray bundles of ± 1st-order transmitted diffracted light are generated from the mask 170 symmetrically with respect to the optical axis of the projection optical system 163.
The two object-side exposures 165 interfere on the wafer 166. Further, second-order or higher-order diffracted light does not enter the aperture of the aperture stop 164 of the projection optical system 163 and does not contribute to image formation.

【0099】図21に示したマスク180は、クロムよ
り成る遮光部181のピッチPOが(4)式と同様の
(6)式で表されるマスクである。
The mask 180 shown in FIG. 21 is a mask in which the pitch PO of the light shielding portion 181 made of chromium is expressed by the equation (6) similar to the equation (4).

【0100】 P0 =MP=2MR=Mλ/(2NA) ‥‥‥(6) ここで、Mは投影光学系163の投影倍率、λは露光波
長、NAは投影光学系163の像側の開口数を示す。
P 0 = MP = 2MR = Mλ / (2NA) ‥‥‥ (6) where M is the projection magnification of the projection optical system 163, λ is the exposure wavelength, and NA is the aperture on the image side of the projection optical system 163. Indicates a number.

【0101】図21の位相シフタを有していないマスク
には、1個又は2個の平行光線束による斜入射照明とす
る。この場合の平行光線束のマスク180への入射角θ
0 は(7)式を満たすように設定される。2個の平行光
線束を用いる場合が、光軸を基準にして互いに逆方向に
θ0 傾いた平行光線束によりマスクを照明する。
The mask without the phase shifter shown in FIG. 21 is subjected to oblique illumination using one or two parallel light beams. In this case, the incident angle θ of the parallel light beam to the mask 180
0 is set to satisfy Expression (7). When two parallel light fluxes are used, the mask is illuminated with parallel light fluxes inclined by θ 0 in opposite directions with respect to the optical axis.

【0102】sinθ0 =M/NA ‥‥‥(7) ここでも、Mは投影光学系163の投影倍率、NAは投
影光学系163の像側の開口数を示す。
Sin θ 0 = M / NA ‥‥‥ (7) Here, M is the projection magnification of the projection optical system 163, and NA is the image-side numerical aperture of the projection optical system 163.

【0103】図21が示す位相シフタを有していないマ
スクを上記(7)式を満たす平行光線束により斜入射照
明を行うと、マスク180からは、光軸に対して角度θ
0 で直進する0次透過回折光とこの0次透過回折光の光
路と投影光学系の光軸に関して対称な光路に沿って進む
(光軸に対して角度−θ0 で進む)−1次透過回折光の
2光束が図16の2個の物体側露光光162として生
じ、この2光束が投影光学系163の開口絞り164の
開口部に入射し、結像が行われる。
When obliquely illuminating a mask having no phase shifter shown in FIG. 21 with a parallel light beam satisfying the above equation (7), the mask 180 outputs an angle θ with respect to the optical axis.
0- order transmitted diffracted light that travels straight at 0, and travels along an optical path symmetrical with respect to the optical path of the 0-order transmitted diffracted light and the optical axis of the projection optical system (travels at an angle -θ 0 with respect to the optical axis) —first-order transmission Two light beams of the diffracted light are generated as two object-side exposure light beams 162 in FIG. 16, and these two light beams enter the opening of the aperture stop 164 of the projection optical system 163 to form an image.

【0104】尚、本発明においてはこのような1個又は
2個の平行光線束による斜入射照明も「コヒーレント照
明」として取り扱う。
In the present invention, such oblique incidence illumination using one or two parallel light beams is also treated as "coherent illumination".

【0105】以上が通常の投影露光装置を用いて2光束
干渉走査露光を行う技術であり、図22に示したような
通常の投影露光装置の照明光学系は部分的コヒーレント
照明を行うように構成してあるので、図22の照明光学
系の0<σ<1に対応する不図示の開口絞りをσ≒0に
対応する特殊開口絞りに交換可能にする等して、投影露
光装置において実質的にコヒーレント照明を行うよう構
成することができる。
The technique for performing two-beam interference scanning exposure using a normal projection exposure apparatus has been described above. The illumination optical system of the normal projection exposure apparatus as shown in FIG. 22 is configured to perform partial coherent illumination. Since the aperture stop (not shown) corresponding to 0 <σ <1 of the illumination optical system in FIG. 22 can be replaced with a special aperture stop corresponding to σ ≒ 0, the projection exposure apparatus is substantially used. Can be configured to perform coherent illumination.

【0106】図13及び図14が示す実施形態2の説明
に戻る。本実施形態では前述した2光束干渉走査露光
(周期パターン露光)の次に行う通常の投影露光(通常
パターン露光)(例えば図21の装置でマスクに対して
部分的コヒーレント照明を行うもの)によって図14
(B)が示すゲートパターンの露光を行う。図14
(C)の上部には2光束干渉走査露光による露光パター
ンとの相対的位置関係と通常の投影露光の露光パターン
の領域での露光量を示し、同図の下部は、通常の投影露
光によるウエハのレジストに対する露光量を縦横を最小
線幅のピッチの分解能でマップ化したものである。
Returning to the description of the second embodiment shown in FIGS. In the present embodiment, the projection is performed by normal projection exposure (normal pattern exposure) (for example, the apparatus shown in FIG. 21 in which partial coherent illumination is performed on a mask) after the two-beam interference scanning exposure (periodic pattern exposure) described above. 14
Exposure is performed on the gate pattern shown in FIG. FIG.
The upper part of (C) shows the relative positional relationship with the exposure pattern by the two-beam interference scanning exposure and the exposure amount in the area of the exposure pattern of the normal projection exposure, and the lower part of the figure shows the wafer by the normal projection exposure. The exposure amount of the resist is mapped in the vertical and horizontal directions with the resolution of the minimum line width pitch.

【0107】図14の下部に示す露光量分布は、マスク
から入射される光強度を1としてウエハに露光される強
度分布を示したものである。
The exposure amount distribution shown in the lower part of FIG. 14 shows an intensity distribution for exposing the wafer with the light intensity incident from the mask as 1.

【0108】図14(A)の周期パターンの露光による
露光量分布は、理想的には1と0の矩形波であるはずだ
が、2光束干渉走査露光の解像限界付近の線幅を用いて
いるので、0次光と1次光のみで形成されるsin 波とな
っている。そのsin 波の最大値をIo、最小値をI1とあら
わす。このとき、照明条件のσによって、I0とI1の値が
定まる。
Although the exposure amount distribution due to the exposure of the periodic pattern in FIG. 14A should ideally be a rectangular wave of 1 and 0, the line width near the resolution limit of the two-beam interference scanning exposure is used. Therefore, it is a sine wave formed by only the zero-order light and the first-order light. Io the maximum value of the sin wave, a minimum value represented as I 1. At this time, the values of I 0 and I 1 are determined by σ of the illumination condition.

【0109】図14(B) の通常の投影露光による露光量
分布は、各部分での代表的な値を示している。この投影
露光による露光パターンの最小線幅の部分は、解像せず
ぼけて広がり、光強度の各店の値は下がる。露光量は、
大まかにパターン中心部をb,両サイドをd,両側から
のぼけ像がくる中心部をcとする。最小線幅の2倍の線
幅は、b,c,d の値よりも大きいが、投影露光の解像限界
付近の線幅であるため、少しぼけてa の値をとる。これ
ら、a,b,c,d の値は、照明条件によって変化する。
The distribution of the exposure amount by the normal projection exposure shown in FIG. 14B shows a typical value in each portion. The portion of the minimum line width of the exposure pattern by this projection exposure is blurred and widened without resolution, and the value of the light intensity at each store decreases. The exposure is
Generally, the center of the pattern is denoted by b, both sides are denoted by d, and the center of the blurred image from both sides is denoted by c. The line width twice as large as the minimum line width is larger than the values of b, c, and d. However, since the line width is near the resolution limit of the projection exposure, the value of a is slightly blurred. These values of a, b, c, d change depending on the lighting conditions.

【0110】図14(C) の露光量分布は、図14(A) の
露光パターンと図14(B) の露光パターンの露光量の加
算した結果生じたものである。
The exposure amount distribution shown in FIG. 14C is obtained as a result of adding the exposure amounts of the exposure pattern shown in FIG. 14A and the exposure pattern shown in FIG. 14B.

【0111】2光束干渉走査露光と投影露光の各露光で
の光量比は、それぞれの露光の照明条件により異なる。
加算における各露光での光量比は、照明系の照度比とし
て、 2光束干渉走査露光:投影露光=1:k とし、kの値は次のようにして求める。
The light amount ratio in each of the two-beam interference scanning exposure and the projection exposure differs depending on the illumination conditions of each exposure.
The light quantity ratio in each exposure in the addition is set as two-beam interference scanning exposure: projection exposure = 1: k as the illuminance ratio of the illumination system, and the value of k is obtained as follows.

【0112】図14(C) の露光量分布は、上記の露光量
分布、光量比を用いて、以下の式で表せる。
The exposure distribution shown in FIG. 14C can be expressed by the following equation using the above-described exposure distribution and light amount ratio.

【0113】a' = k×a + I0 a" = k×a + I1 b' = k ×b + I0 c' = k×c+ I1 d' = k×d + I1 所望のゲートパターンを得るためには、レジストの感光
のしきい値Icとの関係式を得る。たとえば、レジストが
ネガ型の場合、以下のようになる。
A ′ = k × a + I 0 a ″ = k × a + I 1 b ′ = k × b + I 0 c ′ = k × c + I 1 d ′ = k × d + I 1 desired gate In order to obtain the pattern, a relational expression with the threshold value Ic of exposure of the resist is obtained, for example, when the resist is a negative type,

【0114】a' >IC a" >IC b' >IC c' <IC d' <IC a',a",b'は差が小さい方が望ましく、c'と特にb'との差
がある方が望ましい。これらの式を解くことにより、各
照明条件での最適光量比が求められる。特に微細パター
ンの関係する以下の2式は重要である。 レジストがネガ型の場合、 k×b+I0>IC k×c+I1<IC レジストがポジ型の場合、 k×b+I1<IC k×c+I0>IC レジストがポジ型の場合、露光量分布の大小関係が反転
し、レジストしきい値Icとの不等号が逆になるが、同様
に最適光量比が求められる。
[0114] a '> I C a "> I C b'> I C c '<I C d'<I C a ', a", b' is it is desirable difference is less, c 'and particularly b' It is desirable to have a difference with By solving these equations, the optimum light amount ratio under each illumination condition can be obtained. Particularly, the following two equations related to the fine pattern are important. When the resist is negative type, k × b + I 0 > I C k × c + I 1 <I C resist is positive type, k × b + I 1 <I C k × c + I 0 > I C resist is positive type. Although the magnitude relationship of the amount distribution is inverted and the inequality sign is inverted with respect to the resist threshold value Ic, the optimum light amount ratio is similarly obtained.

【0115】以上説明した2光束干渉走査露光と通常の
投影露光の照明方法の異なった2つを組み合わせによっ
て図15の微細回路パターンが形成される様子について
述べる。本実施形態においては2光束干渉走査露光と通
常の投影露光の間には現像過程はない。従って各露光の
露光パターンが重なる領域での露光量は加算され、加算
後の露光量(分布)により新たな露光パターンが生じる
ことと成る。
The manner in which the fine circuit pattern shown in FIG. 15 is formed by combining two different illumination methods of the two-beam interference scanning exposure and the ordinary projection exposure described above will be described. In this embodiment, there is no development process between the two-beam interference scanning exposure and the normal projection exposure. Therefore, the exposure amount in the region where the exposure pattern of each exposure overlaps is added, and a new exposure pattern is generated by the added exposure amount (distribution).

【0116】図15,図16,図17は波長248nm のK
rFエキシマステッパーを用いたときの具体的な実施例
である。
FIGS. 15, 16 and 17 show K at a wavelength of 248 nm.
This is a specific example using an rF excimer stepper.

【0117】図15に示すような、最小線幅0.12μmの
ゲートパターンを通常露光し、重ねてレベンソンタイプ
の位相シフトマスクで、その最小線幅と重なるように周
期パターンを露光したものである。
As shown in FIG. 15, a gate pattern having a minimum line width of 0.12 μm is usually exposed, and a periodic pattern is overlapped with a Levenson-type phase shift mask so as to overlap the minimum line width.

【0118】投影レンズのNAは0.6 、照明系のσは、レ
ベンソンマスクによる露光では、0.3 とした。通常マス
ク露光時では、σ=0.3,0.6,0.8,輪帯照明とした。
The NA of the projection lens was 0.6, and the σ of the illumination system was 0.3 for exposure using a Levenson mask. At the time of normal mask exposure, σ = 0.3, 0.6, 0.8 and annular illumination.

【0119】位相シフトマスクなどの2光束干渉により
周期パターンを露光する場合の、コヒーレント照明はσ
の値がゼロまたは、それに近い値であるが、あまり小さ
くすると単位時間当たりの露光量が小さくなり、露光に
要する時間が長くなるので実際的でない。
When exposing a periodic pattern by two-beam interference such as a phase shift mask, coherent illumination is σ
Is zero or a value close to it, but if it is too small, the amount of exposure per unit time will be small and the time required for exposure will be long, which is not practical.

【0120】周期パターン露光のときはσが0.3 以下で
あることが望ましく、レベンソンマスクによる露光では
その最大であるσ=0.3 とした。
In the case of periodic pattern exposure, σ is desirably 0.3 or less, and in exposure using a Levenson mask, σ, which is the maximum, is set to 0.3.

【0121】通常露光では、一般的に部分的コヒーレン
ト照明にするが、σを大きくすると複雑な形状の再現性
はよくなり、かつ深度は広がる。照度分布が外側に比べ
て内側が低いいわゆる輪帯照明では、この傾向は顕著に
なるが、コントラストは落ちるという欠点がある。
In normal exposure, partial coherent illumination is generally used. However, when σ is increased, reproducibility of a complicated shape is improved and depth is increased. In so-called annular illumination in which the illuminance distribution is lower on the inside than on the outside, this tendency is remarkable, but there is a disadvantage that the contrast is reduced.

【0122】図16(A)に示すように、通常露光のσ
を周期パターン露光のσと同じ0.3にして同じ照明条件
で二重露光を行うと、ゲートパターンがデフォーカス0
±0.2 μmの範囲で解像されるが、線パターンの部分が
うねっており、くびれた部分が断線の原因となるため好
ましくない。
As shown in FIG. 16A, the σ of the normal exposure
Is set to 0.3 which is the same as σ of the periodic pattern exposure, and the double exposure is performed under the same illumination condition, the gate pattern is defocused to 0.
Although the resolution is within the range of ± 0.2 μm, the line pattern is undulating, and the narrowed portion causes disconnection, which is not preferable.

【0123】又、通常パターン露光のときはσ=0.6
以上にするのが良い。図16(B)に示すように、通常
露光のσを0.6 にするとデフォーカス0±0.4 μmの範
囲でゲートパターンが解像されるようになり、線パター
ンの部分がうねりは解消されている。通常露光と周期パ
ターン露光の露光量比を 通常露光:周期パターン露光=
1.5 :1とした。
In the case of normal pattern exposure, σ = 0.6
It is better to do above. As shown in FIG. 16B, when σ of the normal exposure is set to 0.6, the gate pattern can be resolved within the range of defocus 0 ± 0.4 μm, and the undulation of the line pattern is eliminated. Set the exposure amount ratio between normal exposure and periodic pattern exposure to normal exposure: periodic pattern exposure =
1.5: 1.

【0124】図17(A)に示すように、通常露光のσ
が0.8 と大きくなると、複雑な形状の再現性は若干よく
なる。通常露光と周期パターン露光の露光量比を通常パ
ターン露光:周期パターン露光=2 :1とした。通常パ
ターン露光のときは周期パターン露光に比べて2倍以上
の露光量とするのが良い。
As shown in FIG. 17A, the σ of the normal exposure
When is increased to 0.8, the reproducibility of a complicated shape is slightly improved. The exposure amount ratio between normal exposure and periodic pattern exposure was set to normal pattern exposure: periodic pattern exposure = 2: 1. In the case of the normal pattern exposure, it is preferable to set the exposure amount to twice or more as compared with the periodic pattern exposure.

【0125】図17(B)では、通常露光を輪帯照明と
し、リング内側の0.6 から外側の0.8 までの照度を1、
リング内側の0.6 以下を照度0とした場合の二次元強度
分布である。通常露光と周期パターン露光の露光量比を
通常露光:周期パターン露光=2.5:1とした。
In FIG. 17 (B), the normal exposure is the annular illumination, and the illuminance from 0.6 inside the ring to 0.8 outside the ring is 1, and
This is a two-dimensional intensity distribution in the case where the illuminance is set to 0 or less on the inner side of the ring. The exposure amount ratio between normal exposure and periodic pattern exposure was set to normal exposure: periodic pattern exposure = 2.5: 1.

【0126】輪帯照明では、σが0.8 の時よりも、複雑
な形状の再現性はよくなり、かつ深度は広がる。デフォ
ーカス±0.4 μm以下で良好な像が得られた。
In the annular illumination, the reproducibility of a complicated shape is improved and the depth is increased as compared with when σ is 0.8. A good image was obtained with a defocus of ± 0.4 μm or less.

【0127】このように微細な回路パターンは、周期パ
ターン露光との二重露光によって形成される。通常露光
パターンの微細なパターンは光強度が低くコントラスト
も低いので、通常は解像されないが、コントラストが高
い周期パターン露光と二重に露光し重ね合わせることに
よって、微細なパターンはコントラストが増強され解像
されるようになる。
The fine circuit pattern is formed by double exposure with periodic pattern exposure. Normally, the fine pattern of the exposure pattern is not resolved because the light intensity is low and the contrast is low, but it is not resolved normally. Become imaged.

【0128】一方、通常露光パターンの解像度以上の大
きなパターンも、周期パターン露光の強度と重ね合わさ
れコントラストが増強されるので、周期パターン露光の
線幅の整数倍にするとエッジがシャープな像となる。本
発明の露光方法によって、0.12μmといった微細な線幅
を有する回路パターンが、例えばσや照度の光量比を可
変とする照明条件の切り替え可能な照明光学系を有する
投影露光装置を用いて形成可能としている。
On the other hand, even a large pattern having a resolution equal to or higher than the resolution of the normal exposure pattern is superimposed on the intensity of the periodic pattern exposure and the contrast is enhanced. According to the exposure method of the present invention, a circuit pattern having a fine line width of 0.12 μm can be formed by using a projection exposure apparatus having an illumination optical system capable of switching illumination conditions such as changing σ or a light amount ratio of illuminance. And

【0129】周期パターン露光と通常パターン露光の光
量比は、照明条件の組み合わせによる最適値を前述の計
算式によって求めた。
The optimum value of the light amount ratio between the periodic pattern exposure and the normal pattern exposure was determined by the above-mentioned formula based on the combination of the illumination conditions.

【0130】照明条件1 周期パターンの露光はσ=0.
3、通常パターン露光はσ=0.3 図14(A) の下部に示した周期パターンの露光による露
光量分布と、図14(B)の下部に示した通常の投影露光
による露光量分布(ベストフォーカス)を以下に示す。
Illumination condition 1 Periodic pattern exposure is σ = 0.
3. For normal pattern exposure, σ = 0.3 Exposure amount distribution by periodic pattern exposure shown in the lower part of FIG. 14A and exposure amount distribution by normal projection exposure shown in the lower part of FIG. ) Are shown below.

【0131】I0 = 0.80 I1 = 0.23 a = 1.31 b = 0.34 c = 0.61 d = 0.09 k = 1.0 のとき最適であり、 a' = 2.11 a" = 1.54 b'= 1.21 c'= 0.89 d'= 0.32 となり、後の比較のため、最大値のa'を1で規格化する
と次のようになる。
I 0 = 0.80 I 1 = 0.23 a = 1.31 b = 0.34 c = 0.61 d = 0.09 k = 1.0 Optimum, a '= 2.11 a "= 1.54 b' = 1.21 c '= 0.89 d' = 0.32. For the later comparison, the maximum value a 'is normalized by 1 as follows.

【0132】a' = 1.0 a" = 0.73 b'= 0.57 c'= 0.42
d'= 0.15 I0 = 0.38 照明条件2 周期パターンの露光はσ=0.3、通常パター
ン露光はσ=0.6 I0 = 0.80 I1 = 0.23 a = 1.25 b = 0.44 c = 0.53 d = 0.13 k = 1.5 のとき最適であり、 a' = 2.68 a" = 2.11 b'= 1.46 c'= 1.03 d'= 0.43 となり、後の比較のため、最大値のa'を1で規格化する
と次のようになる。
A '= 1.0 a "= 0.73 b' = 0.57 c '= 0.42
d '= 0.15 I 0 = 0.38 Illumination condition 2 σ = 0.3 for periodic pattern exposure, σ = 0.6 I 0 = 0.80 I 1 = 0.23 a = 1.25 b = 0.44 c = 0.53 d = 0.13 k = 1.5 for normal pattern exposure Is optimal, and a '= 2.68 a "= 2.11 b' = 1.46 c '= 1.03 d' = 0.43. For later comparison, when the maximum value a 'is normalized by 1, the following is obtained. .

【0133】a' = 1.0 a" = 0.79 b'= 0.55 c'= 0.38
d'= 0.16 I0 = 0.30 照明条件3 周期パターンの露光はσ=0.3、通常パター
ン露光はσ=0. 8 I0 = 0.80 I1 = 0.23 a = 1.20 b = 0.48 c = 0.47 d = 0.16 k = 2.0 のとき最適であり、 a' = 3.20 a" = 2.63 b'= 1.76 c'= 1.17 d'= 0.55 となり、最大値のa'を1で規格化すると次のようにな
る。
A '= 1.0 a "= 0.79 b' = 0.55 c '= 0.38
d '= 0.16 I 0 = 0.30 Illumination condition 3 σ = 0.3 for periodic pattern exposure, σ = 0.8 for normal pattern exposure I 0 = 0.80 I 1 = 0.23 a = 1.20 b = 0.48 c = 0.47 d = 0.16 k = 2.0 is optimal, and a '= 3.20 a "= 2.63 b' = 1.76 c '= 1.17 d' = 0.55. Normalizing the maximum value a 'to 1 gives the following.

【0134】a' = 1.0 a" = 0.82 b'= 0.55 c'= 0.37
d'= 0.17 I0 = 0.25 照明条件4 周期パターンの露光はσ=0.3、通常パター
ン露光はσ=0. 8で輪帯照明とし、内側(輪帯内側)σ
0.6以下の照度分布をゼロとした。
A '= 1.0 a "= 0.82 b' = 0.55 c '= 0.37
d '= 0.17 I 0 = 0.25 Illumination condition 4 Periodic pattern exposure is σ = 0.3, normal pattern exposure is σ = 0.8, annular illumination, inner (inner zone) σ
Illuminance distribution of 0.6 or less was set to zero.

【0135】I0 = 0.80 I1 = 0.23 a = 1.10 b = 0.47 c = 0.36 d = 0.19 k = 2.5 のとき最適であり、 a' = 3.55 a" = 2.98 b'= 1.98 c'= 1.13 d'=0.71 となり、最大値のa'を1で規格化すると次のようにな
る。
I 0 = 0.80 I 1 = 0.23 a = 1.10 b = 0.47 c = 0.36 d = 0.19 k = 2.5 It is optimal when a = 3.55 a ″ = 2.98 b ′ = 1.98 c ′ = 1.13 d ′ = 0.71 and the maximum value a ′ is normalized by 1 as follows.

【0136】a' = 1.0 a" = 0.84 b'= 0.56 c'= 0.32
d'=0.20 I0 = 0.23 今までの議論で、レジストしきい値は、最大露光量3の
とき1.5 だったので、最大露光量で規格化するとレジス
トしきい値は0.5 となる。この規格化された露光量分布
を見ると、a',a",b'は規格化されたレジストしきい値0.
5 より大きく、c',d',I0 はしきい値より小さい。
A '= 1.0 a "= 0.84 b' = 0.56 c '= 0.32
d '= 0.20 I 0 = 0.23 In the discussion so far, the resist threshold value was 1.5 when the maximum exposure amount was 3, so if normalized with the maximum exposure amount, the resist threshold value would be 0.5. Looking at this normalized exposure distribution, a ', a ", b' are normalized resist threshold values of 0.
It is larger than 5 and c ', d', I 0 is smaller than the threshold.

【0137】現像によって露光量がレジストしきい値よ
り大きい部分がのこるから、露光量がa',a",b'のみパタ
ーンとして現像後残ることになる。従って、図14(C)
の下部で灰色に示された部分が、現像後の形状である。
Since a portion where the exposure amount is larger than the resist threshold value by the development is exposed, only the exposure amount a ′, a ″, and b ′ remains as a pattern after the development, so that FIG.
The part shown in gray below is the shape after development.

【0138】一般に、通常露光パターンを露光するとき
は、周期パターンを露光するときの約2倍の露光量が適
切で、通常露光パターンを露光するときの照明条件と、
周期パターンを露光するときの照明条件の組合わせによ
って最適な露光量比があり、前述の計算式で求められ
る。
In general, when exposing a normal exposure pattern, an exposure amount that is about twice as large as that for exposing a periodic pattern is appropriate.
There is an optimum exposure amount ratio depending on a combination of illumination conditions when exposing the periodic pattern, and it can be obtained by the above-described formula.

【0139】前述の計算式から、種々の照明条件の組合
わせを計算した結果、次のことが示された。周期パター
ン露光のときσ=0.3で通常パターン露光の照明条件
σが0.8 より小さいときは、通常パターンを露光すると
きの露光量を周期パターンを露光するときの露光量より
2倍以下にするとよい。
As a result of calculation of various combinations of illumination conditions from the above-described formula, the following was shown. When σ = 0.3 at the time of periodic pattern exposure and the illumination condition σ of the normal pattern exposure is smaller than 0.8, the exposure amount at the time of exposing the normal pattern is set to be twice or less than the exposure amount at the time of exposing the periodic pattern. Good.

【0140】周期パターンのときσ=0.3で通常パタ
ーンを露光するときの照明条件が輪帯照明のときは、輪
帯の巾が小さいときは、通常パターンを露光する露光量
が周期パターンを露光するときの露光量より2倍以上に
するとよい。
In the case of a periodic pattern, when σ = 0.3 and the illumination condition for exposing the normal pattern is annular illumination, when the width of the annular zone is small, the exposure amount for exposing the normal pattern is equal to the periodic pattern. It is preferable that the exposure amount is twice or more than the exposure amount at the time of exposure.

【0141】周期パターンを露光するときの照明条件σ
が0.3 より小さいときは、通常パターンを露光する露光
量は、周期パターンを露光するときの露光量より2倍以
上にするとよい。
Illumination condition σ when exposing periodic pattern
Is smaller than 0.3, the exposure amount for exposing the normal pattern should be at least twice the exposure amount for exposing the periodic pattern.

【0142】図23は本発明の2光束干渉用露光と通常
の投影露光の双方が行える高解像度の露光装置を示す概
略図である。
FIG. 23 is a schematic view showing a high-resolution exposure apparatus capable of performing both two-beam interference exposure and normal projection exposure according to the present invention.

【0143】図22において、221はKrF又はAr
Fエキシマレーザー、222は照明光学系、223はマ
スク(レチクル)、224はマスクステージ、227は
マスク223の回路パターンをウエハ228上に縮小投
影する投影光学系、225はマスク(レチクル)チェン
ジャであり、ステージ224に、通常のレチクルと前述
したレベンソン位相シフトマスク(レチクル)又はエッ
ジシフタ型のマスク(レチクル)又は位相シフタを有し
ていない周期パターンマスク(レチクル)の一方を選択
的に供給する為に設けてある。
In FIG. 22, reference numeral 221 denotes KrF or Ar
F excimer laser; 222, an illumination optical system; 223, a mask (reticle); 224, a mask stage; To selectively supply the stage 224 with a normal reticle and one of the aforementioned Levenson phase shift mask (reticle), edge shifter type mask (reticle), or periodic pattern mask (reticle) having no phase shifter. It is provided.

【0144】また、マスクステージは微細パターンの方
向と周期パターンの方向と平行にする為に、予めマスク
にバーコード等に描かれてある情報をもとにマスクを回
転させる機能を持たせてある。
The mask stage has a function of rotating the mask based on information previously drawn on a bar code or the like in order to make the direction of the fine pattern parallel to the direction of the periodic pattern. .

【0145】図23の229は2光束干渉走査露光と投
影露光で共用される1つのXYZステージであり、この
ステージ229は、光学系227の光軸に直交する平面
及びこの光軸方向に移動可能で、レーザー干渉計等を用
いてそのXY方向の位置が正確に制御される。尚、走査
露光するときは前述したようにマスクステージ224と
ステージ229を相対的に走査して露光して周期的パタ
ーンを形成している。
In FIG. 23, reference numeral 229 denotes one XYZ stage shared by the two-beam interference scanning exposure and the projection exposure. Thus, the position in the XY directions is accurately controlled using a laser interferometer or the like. When performing scanning exposure, the mask stage 224 and the stage 229 are relatively scanned and exposed as described above to form a periodic pattern.

【0146】また、図23の装置は、不図示のレチクル
位置合わせ光学系、ウエハ位置合わせ光学系(オフアク
シス位置合わせ光学系とTTL位置合わせ光学系とTT
R位置合わせ光学系)とを備える。
The apparatus shown in FIG. 23 includes a reticle positioning optical system (not shown) and a wafer positioning optical system (off-axis positioning optical system, TTL positioning optical system, and TT
R positioning optical system).

【0147】図23の露光装置の照明光学系222は部
分的コヒーレント照明とコヒーレント照明とを切換え可
能に構成してあり、コヒーレント照明の場合には、ブロ
ック230内の図示した前述した(1a)又は(1b)
の照明光を、前述したレベンソン型位相シフトレチクル
又はエッジシフタ型レチクル又は位相シフタを有してい
ない周期パターンレチクルの1つに供給し、部分的コヒ
ーレント照明の場合にはブロック230内に図示した
(2a)の照明光を所望のレチクルに供給する。部分的
コヒーレント照明からコヒーレント照明とを切換えは、
通常光学系222のフライアイレンズの直後に置かれる
開口絞りを、この絞りに比して開口径が十分に小さいコ
ヒーレント照明用絞りと交換すればいい。
The illumination optical system 222 of the exposure apparatus shown in FIG. 23 is configured so as to be able to switch between partially coherent illumination and coherent illumination. (1b)
Is supplied to one of the above-described Levenson-type phase shift reticles or edge shifter-type reticles or one of the periodic pattern reticles having no phase shifter. ) Is supplied to a desired reticle. Switching from partially coherent lighting to coherent lighting
The aperture stop usually placed immediately after the fly-eye lens of the optical system 222 may be replaced with a coherent illumination stop whose aperture diameter is sufficiently smaller than this stop.

【0148】本発明の露光方法及び露光装置における2
重露光における前記第1露光と前記第2露光の露光波長
は、第2露光が投影露光の場合、双方とも400nm以
下であり、好ましくは250nm以下である。250n
m以下の露光波長の光を得るにはKJrFエキシマレー
ザ(約248nm)やArFエキシマレーザ(約193
nm)を用いる。
The exposure method and exposure apparatus of the present invention
When the second exposure is a projection exposure, the exposure wavelength of the first exposure and the second exposure in the double exposure is both 400 nm or less, and preferably 250 nm or less. 250n
In order to obtain light having an exposure wavelength of less than m, a KJrF excimer laser (about 248 nm) or an ArF excimer laser (about 193 nm) is used.
nm).

【0149】尚、本発明において「投影露光」というの
は、マスクに形成された任意のパターンからの3個以上
の平行光線束が互いに異なる様々な角度で像面に入射し
て露光が行なわれるものである。
In the present invention, the term “projection exposure” refers to an exposure in which three or more parallel light beams from an arbitrary pattern formed on a mask are incident on an image plane at various angles different from each other. Things.

【0150】本発明の露光装置はマスクのパターンをウ
エハに投影する投影光学系と、部分的コヒーレント照明
とコヒーレント照明の双方の照明が可能なマスク照明光
学系とを有し、部分的コヒーレント照明によって通常の
露光を行い、コヒーレント照明によって2光束干渉走査
露光を行うことにより、周期パターン露光を特徴とす
る。「部分的コヒーレント照明」とはσ=(照明光学系
の開口数/投影光学系の開口数)の値がゼロより大きく
1より小さい照明であり、「コヒーレント照明」とは、
σの値がゼロまたはそれに近い値であり、部分的コヒー
レント照明のσに比べて相当小さい値である。
The exposure apparatus of the present invention has a projection optical system for projecting a mask pattern onto a wafer, and a mask illumination optical system capable of performing both partial coherent illumination and coherent illumination. By performing normal exposure and performing two-beam interference scanning exposure by coherent illumination, it is characterized by periodic pattern exposure. “Partial coherent illumination” is illumination in which the value of σ = (numerical aperture of the illumination optical system / numerical aperture of the projection optical system) is greater than zero and less than 1, and “coherent illumination” is
The value of σ is zero or a value close to it, and is considerably smaller than σ of the partially coherent illumination.

【0151】周期パターン露光でのコヒーレント照明で
はσを0.3以下にする。通常露光を行う際の部分的コ
ヒーレント照明はσを0.6以上にする。σ=0.8が
望ましい。さらに照度分布が外側に比べて内側が低い輪
帯照明にすると、なお効果的である。
In coherent illumination in periodic pattern exposure, σ is set to 0.3 or less. Partial coherent illumination during normal exposure makes σ 0.6 or more. σ = 0.8 is desirable. Furthermore, it is still more effective to use annular illumination in which the illuminance distribution is lower on the inside than on the outside.

【0152】この露光装置の露光波長は、400nm以
下であり、好ましくは250nm以下である。250n
m以下の露光波長の光を得るにはKrFエキシマレーザ
(約248nm)やArFエキシマレーザ(約193n
m)を用いる。
The exposure wavelength of this exposure apparatus is 400 nm or less, preferably 250 nm or less. 250n
In order to obtain light having an exposure wavelength of less than m, a KrF excimer laser (about 248 nm) or an ArF excimer laser (about 193
m).

【0153】発明の実施形態においては、マスク照明光
学系として部分的コヒーレント照明とコヒーレント照明
とが切換え可能な光学系を開示している。
In the embodiments of the present invention, an optical system capable of switching between partially coherent illumination and coherent illumination is disclosed as a mask illumination optical system.

【0154】この露光装置の露光波長も、400nm以
下であり、好ましくは250nm以下である。250n
m以下の露光波長の光を得るにはKrFエキシマレーザ
(約248nm)やArFエキシマレーザ(約193n
m)を用いている。
The exposure wavelength of this exposure apparatus is also 400 nm or less, preferably 250 nm or less. 250n
In order to obtain light having an exposure wavelength of less than m, a KrF excimer laser (about 248 nm) or an ArF excimer laser (about 193
m).

【0155】次に本発明の実施形態3について説明す
る。本実施形態で用いる露光装置は図23で示した構成
と同じである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The exposure apparatus used in this embodiment has the same configuration as that shown in FIG.

【0156】図24は本実施形態のマスク(M)の説明
図である。本実施形態のマスク223はFMマスクとR
Mマスクの2つのマスクを同一基板223a上又は同一
平面上に設けている。FMマスクは通常の投影露光では
解像できない程度の微細なパターンを周期的に配列した
周期的パターンFMPより成っている。RMマスクは投
影露光で解像できる線幅より成る通常の回路パターン
(例えばゲートパターン等)RMPより成っている。同
図の最下図は断面を示しており、FMパターンは位相型
パターンより成る場合を示している。
FIG. 24 is an explanatory diagram of the mask (M) according to the present embodiment. In this embodiment, the mask 223 is an FM mask and R
Two masks of the M mask are provided on the same substrate 223a or on the same plane. FM mask can be used with normal projection exposure
It is composed of a periodic pattern FMP in which fine patterns that cannot be resolved are periodically arranged. The RM mask is formed of a normal circuit pattern (for example, a gate pattern) RMP having a line width that can be resolved by projection exposure. The bottom view of the figure shows a cross section, and shows a case where the FM pattern is a phase type pattern.

【0157】図25はウエハ228面上におけるマスク
223のFMマスクとRMマスクのパターンF,Mの露
光状態の説明図である。
FIG. 25 is an explanatory view of the exposure state of the patterns F and M of the FM mask and the RM mask of the mask 223 on the surface of the wafer 228.

【0158】同図はマスク基板MP上のFMマスクの投
影パターン像FとRMマスクの投影パターン像Rが感光
基板( ウエハ) W面上に矢印方向にステップ露光されて
いる状態を示している。
The figure shows a state in which the projected pattern image F of the FM mask and the projected pattern image R of the RM mask on the mask substrate MP are stepwise exposed on the surface of the photosensitive substrate (wafer) W in the direction of the arrow.

【0159】同図は1ショット領域SPが1チップに相
当している。1ショット領域SP内にFMマスクとRM
マスクのパターン像を矢印方向(ステップ方向)STに
順次、ステップ露光し、次に逆方向に1ショット分だけ
ずらして露光し、これにより同一のショット領域を多重
露光(2重露光)している。
In the figure, one shot area SP corresponds to one chip. FM mask and RM in one shot area SP
The pattern image of the mask is sequentially exposed stepwise in the direction of the arrow (step direction) ST, and then exposed in the opposite direction with a shift of one shot, thereby performing multiple exposure (double exposure) on the same shot area. .

【0160】尚、マスク223はステップ方向STと垂
直方向にFMマスクとRMマスクとを配置し、互いに異
なったショット領域SPに各々の同時にパターン像を投
影している。
The mask 223 has an FM mask and an RM mask arranged in a direction perpendicular to the step direction ST, and simultaneously projects pattern images on different shot areas SP.

【0161】本実施形態ではマスクMは通常の大きさの
2倍となっている。このようなステップ露光を繰り返し
て同一ショットSP内を異なったパターンで高いスルー
プットで多重露光(二重露光)している。
In this embodiment, the size of the mask M is twice the normal size. By repeating such step exposure, multiple exposures (double exposures) are performed in the same shot SP with different patterns at high throughput.

【0162】図30は従来のマスクMのパターンをウエ
ハ面上に投影露光するときの投影パターン像とウエハ面
上のショット領域を示す説明図である。従来の方法で多
重露光をしようとすると同図に示すように1ショット領
域内を1つのマスクパターンでステップ露光し、それが
終了したら次の新たなマスクを用いて同様にステップ露
光するようになる。
FIG. 30 is an explanatory view showing a projected pattern image when a pattern of a conventional mask M is projected and exposed on a wafer surface and a shot area on the wafer surface. When multiple exposure is to be performed by the conventional method, one shot area is step-exposed with one mask pattern as shown in the figure, and after that, step exposure is similarly performed using the next new mask. .

【0163】これに対して本実施形態では図25に示す
ような露光方法を用いることにより高いスループットで
多重露光を行うことができる。
On the other hand, in this embodiment, multiple exposure can be performed at high throughput by using the exposure method as shown in FIG.

【0164】図26は本実施形態における他の実施形態
のウエハ面上におけるRMマスクとRRマスクのパター
ンF,Mの露光状態の説明図である。
FIG. 26 is an explanatory diagram of an exposure state of the RM mask and the patterns F and M of the RR mask on the wafer surface in another embodiment of the present embodiment.

【0165】本実施形態は図25の実施形態に比べてマ
スクM面上のFMマスクとRMマスクのステップ方向と
垂直方向の大きさを1/2とし、マスクM全体としての
大きさを通常のマスクと同じ大きさにしている点が異な
っている。
In the present embodiment, the size of the FM mask and the RM mask on the surface of the mask M in the step direction and the vertical direction is halved compared to the embodiment of FIG. The difference is that they are the same size as the mask.

【0166】1ショット領域SPに2つのチップ領域C
Pを設けている。FMマスクのパターン像FとRMマス
クによるパターン像Rを1ショットSP内の各チップ領
域CPに同時に投影露光し、これを図25と同様に矢印
方向にステップ露光し、次いで逆方向に1チップ領域だ
けずらしてステップ露光して同一のチップ領域を異なっ
たパターンF, Mで多重露光している。
Two chip areas C are included in one shot area SP.
P is provided. The pattern image F of the FM mask and the pattern image R of the RM mask are simultaneously projected and exposed on each chip area CP in one shot SP, and this is step-exposed in the direction of the arrow as in FIG. The same chip area is subjected to multiple exposures with different patterns F and M by performing step exposure with only a shift.

【0167】本実施形態では1チップ領域がスクライブ
ラインも含めて隣り合うショット内のチップと等間隔と
なるようにしている。
In the present embodiment, one chip area is arranged at regular intervals with chips in adjacent shots including scribe lines.

【0168】図23の露光装置の照明光学系222は後
述するように部分的コヒーレント照明とがコヒーレント
照明とが同時に行えるように構成してあり、コヒーレン
ト照明は、ブロック230内の図示した前述した(1
a)又は(1b)の照明光を、レベンソン型位相シフト
レチクル又はエッジシフタ型レチクル又は位相シフタを
有していない周期パターンレチクル等の一方のマスクに
供給し、部分的コヒーレント照明はブロック230内に
図示した(2a)の照明光を他の通常パターンのマスク
に供給する。部分的コヒーレント照明とコヒーレント照
明の同時照明は、後述するように、光学系222が有す
る複数のフライアイレンズのうち、中央領域の複数のフ
ライアイレンズと周辺領域の複数のフライアイレンズの
配置角度や形状などを調整して、それから出射する光束
の出射角度を変えて行っている。
The illumination optical system 222 of the exposure apparatus in FIG. 23 is configured so that partial coherent illumination and coherent illumination can be performed at the same time, as will be described later. 1
The illumination light of a) or (1b) is supplied to one mask such as a Levenson type phase shift reticle, an edge shifter type reticle, or a periodic pattern reticle having no phase shifter, and a partially coherent illumination is shown in a block 230. The illumination light of (2a) is supplied to another mask having a normal pattern. Simultaneous illumination of the partial coherent illumination and the coherent illumination is, as described later, among a plurality of fly-eye lenses included in the optical system 222, an arrangement angle of a plurality of fly-eye lenses in a central region and a plurality of fly-eye lenses in a peripheral region. The shape and the shape are adjusted, and the emission angle of the light beam emitted therefrom is changed.

【0169】本発明の露光方法及び露光装置における2
重露光における露光波長は400nm以下であり、好ま
しくは250nm以下である。250nm以下の露光波
長の光を得るにはKrFエキシマレーザ(約248n
m)やArFエキシマレーザ(約193nm)を用い
る。
The exposure method and exposure apparatus of the present invention
The exposure wavelength in the double exposure is 400 nm or less, preferably 250 nm or less. To obtain light having an exposure wavelength of 250 nm or less, use a KrF excimer laser (about 248 nm).
m) or an ArF excimer laser (about 193 nm).

【0170】尚、本発明において「投影露光」というの
は、マスクに形成された任意のパターンからの3個以上
の平行光線束が互いに異なる様々な角度で像面に入射し
て露光が行なわれるものである。
In the present invention, the term "projection exposure" refers to exposure in which three or more parallel light beams from an arbitrary pattern formed on a mask are incident on an image plane at various angles different from each other. Things.

【0171】本発明の露光装置はマスクのパターンをウ
エハに投影する投影光学系と、部分的コヒーレント照明
とコヒーレント照明の双方の同時照明が可能なマスク照
明光学系222とを有し、部分的コヒーレント照明によ
ってFMマスクの通常パターンの露光を行い、コヒーレ
ント照明によって2光束干渉露光を行うことにより、R
Mマスクの周期パターン露光を同時に行うことを特徴と
している。「部分的コヒーレント照明」とはσ=(照明
光学系の開口数/投影光学系の開口数)の値がゼロより
大きく1より小さい照明であり、「コヒーレント照明」
とは、σの値がゼロまたはそれに近い値であり、部分的
コヒーレント照明のσに比べて相当小さい値である。
The exposure apparatus of the present invention has a projection optical system for projecting a mask pattern onto a wafer, and a mask illumination optical system 222 capable of simultaneously performing both partial coherent illumination and coherent illumination. Exposure of the normal pattern of the FM mask is performed by illumination, and two-beam interference exposure is performed by coherent illumination.
It is characterized in that the periodic pattern exposure of the M mask is performed simultaneously. “Partial coherent illumination” is illumination in which the value of σ = (numerical aperture of the illumination optical system / numerical aperture of the projection optical system) is greater than zero and less than 1, and is “coherent illumination”.
Means that the value of σ is zero or a value close to it, and is considerably smaller than σ of the partially coherent illumination.

【0172】周期パターン露光でのコヒーレント照明で
はσを0.3以下にする。通常露光を行う際の部分的コ
ヒーレント照明はσを0.6以上にする。σ=0.8が
望ましい。さらに照度分布が外側に比べて内側が低い輪
帯照明にすると、なお効果的である。
In coherent illumination in periodic pattern exposure, σ is set to 0.3 or less. Partial coherent illumination during normal exposure makes σ 0.6 or more. σ = 0.8 is desirable. Furthermore, it is still more effective to use annular illumination in which the illuminance distribution is lower on the inside than on the outside.

【0173】図27,図28は本発明の実施形態におけ
る、マスク照明光学系222として部分的コヒーレント
照明とコヒーレント照明とを同時に行える光学系の説明
図である。
FIGS. 27 and 28 are explanatory diagrams of an optical system capable of simultaneously performing partial coherent illumination and coherent illumination as the mask illumination optical system 222 in the embodiment of the present invention.

【0174】同図において、51はフライアイレンズ
(オプティカルインテグレータ)であり、出射面に複数
の2次光源を形成している。フライアイレンズ51は中
央領域の複数のフライアイレンズ51aからの光束の出
射角度と、周辺領域の複数のフライアイレンズ51bか
らの光束の出射角度が互いに異なるようにフライアイレ
ンズ51aと51bの傾き、形状などを設定している。
フライアイレンズ51a( 51b) の出射面の2次光源
からの光束は絞り52を通過し、コンデンサーレンズ5
3によって絞り54面上の一方の面54a(54b)を
重ね合わせるようにしている。
In the figure, reference numeral 51 denotes a fly-eye lens (optical integrator), on which a plurality of secondary light sources are formed on the exit surface. The fly-eye lens 51 is tilted so that the exit angle of the light beam from the plurality of fly-eye lenses 51a in the central region and the exit angle of the light beam from the plurality of fly-eye lenses 51b in the peripheral region are different from each other. , Shape, etc. are set.
The luminous flux from the secondary light source on the exit surface of the fly-eye lens 51a (51b) passes through the stop 52,
3, one surface 54a (54b) on the stop 54 surface is overlapped.

【0175】55は集光レンズであり、絞り54の開口
54a(54b)を通過した光束でマスクMのFMマス
ク( RMマスク) を照明している。ここで図27の小σ
照明系を構成し、図28は大σ(輪帯)照明系を構成し
ている。
A condenser lens 55 illuminates the FM mask (RM mask) of the mask M with a light beam having passed through the openings 54a (54b) of the diaphragm 54. Here, the small σ in FIG.
FIG. 28 shows a large σ (ring zone) illumination system.

【0176】尚、図27,図28の光学系においてはF
MマスクとRMマスクの照明強度を調整する為の光量調
整手段( NDフィルター等) を一方の光路中に設けるの
が良い。
In the optical systems shown in FIGS. 27 and 28, F
It is preferable to provide light amount adjusting means (such as an ND filter) for adjusting the illumination intensity of the M mask and the RM mask in one optical path.

【0177】図29は図27,図28の照明系における
有効光源とマスクとの関係を示す説明図である。図29
(A)は図27の小σ照明系の場合を示し、図29(
B) は図28の大σ照明系の場合を示している。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing the relationship between the effective light source and the mask in the illumination systems of FIGS. 27 and 28. FIG.
FIG. 29A shows the case of the small σ illumination system of FIG.
B) shows the case of the large σ illumination system of FIG.

【0178】図27の照明系によって照明されたFMマ
スクのパターンの投影状態は前述した図19〜図21と
同様である。
The projected state of the pattern of the FM mask illuminated by the illumination system of FIG. 27 is the same as in FIGS. 19 to 21 described above.

【0179】以上説明した露光方法及び露光装置を用い
てIC,LSI等の半導体チップ、液晶パネル等の表示
素子、磁気ヘッド等の検出素子、CCD等の撮像素子と
いった各種デバイスの製造が可能である。
Using the above-described exposure method and exposure apparatus, various devices such as semiconductor chips such as ICs and LSIs, display elements such as liquid crystal panels, detection elements such as magnetic heads, and image pickup elements such as CCDs can be manufactured. .

【0180】本発明は以上説明した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て種々に変更することが可能である。特に2光束干渉露
光及び通常露光の各ステップでの露光回数や露光量の段
数は適宜選択することが可能であり、更に露光の重ね合
わせもずらして行なう等適宜調整することが可能であ
る。このような調整を行うことで形成可能な回路パター
ンにバリエーションが増える。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention. In particular, the number of exposures and the number of exposure steps in each step of the two-beam interference exposure and the normal exposure can be appropriately selected, and the exposure can be appropriately adjusted, for example, by shifting the overlapping of the exposures. By performing such an adjustment, variations in circuit patterns that can be formed increase.

【0181】尚、本発明において (a)照明光学系の照明方法としては、KrFエキシマ
レーザー、ArFエキシマレーザー又はF2エキシマレ
ーザーから光でマスクパターンを照明することが適用可
能である。
In the present invention, (a) as an illumination method of an illumination optical system, it is applicable to illuminate a mask pattern with light from a KrF excimer laser, an ArF excimer laser or an F2 excimer laser.

【0182】(b)露光装置においては屈折系、反射−
屈折系、又は反射系のいずれかより成る投影光学系によ
って前記マスクパターンを投影することが適用可能であ
る。
(B) In an exposure apparatus, a refracting system and a reflecting system
It is applicable to project the mask pattern by a projection optical system composed of either a refraction system or a reflection system.

【0183】(c)露光装置としては本発明の露光方法
を露光モードとして有するステップアンドリピート型縮
小投影露光装置や本発明の露光方法を露光モードとして
有するステップアンドスキャン型縮小投影露光装置等が
適用可能である。
(C) As the exposure apparatus, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus having the exposure method of the present invention as an exposure mode, a step-and-scan type reduction projection exposure apparatus having the exposure method of the present invention as an exposure mode, etc. are applied. It is possible.

【0184】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described projection exposure apparatus will be described.

【0185】図31は半導体デバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやCCD等)の製造
のフローを示す。
FIG. 31 shows a flow of manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD).

【0186】ステップ1(回路設計)では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。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。
In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design.

【0187】一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4
(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4
The (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.

【0188】次のステップ5(組立)は後工程と呼ば
れ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシ
ング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like.

【0189】ステップ6(検査)ではステップ5で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。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。
In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0190】図32は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
FIG. 32 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface.

【0191】ステップ13(電極形成)ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打
込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer.

【0192】ステップ17(現像)では露光したウエハ
を現像する。ステップ18(エッチング)では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ19(レジス
ト剥離)ではエッチングがす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なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0193】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to easily manufacture a highly integrated semiconductor device which has conventionally been difficult to manufacture.

【0194】[0194]

【発明の効果】本発明は以上のように、 (イ-1) 比較的短い時間で多重露光が行える露光方法及び
露光装置が得られる。
As described above, the present invention provides (a-1) an exposure method and an exposure apparatus capable of performing multiple exposures in a relatively short time.

【0195】(イ-2) 2光束干渉走査露光に代表される周
期パターン露光と周期パターンを含まない通常パターン
露光(通常露光)の2つの露光方法を用いることによ
り、複雑な形状の回路パターンをウエハに形成すること
が可能な露光方法及び露光装置。
(B-2) A circuit pattern having a complicated shape can be formed by using two exposure methods, a periodic pattern exposure represented by a two-beam interference scanning exposure and a normal pattern exposure (normal exposure) not including the periodic pattern. An exposure method and an exposure apparatus that can be formed on a wafer.

【0196】(イ-3) 線幅0.15μm以下の部分を備え
る回路パターンを容易に得ることが可能な露光方法及び
露光装置。
(A-3) An exposure method and an exposure apparatus capable of easily obtaining a circuit pattern having a portion having a line width of 0.15 μm or less.

【0197】(イ-4) 周期パターン露光と通常露光の2つ
の露光法が実施できる露光装置。を、達成することがで
きる。
(A-4) An exposure apparatus capable of performing two exposure methods, periodic pattern exposure and normal exposure. Can be achieved.

【0198】特に、本発明によれば、 (イ-5) 2光束干渉露光と通常の露光を融合して例えば
0.15μm以下の微細な線幅を有する複雑なパターン
を得ることができる。
In particular, according to the present invention, (a-5) a complex pattern having a fine line width of, for example, 0.15 μm or less can be obtained by fusing two-beam interference exposure with ordinary exposure.

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

【図1】本発明の露光装置の実施形態の模式図FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an exposure apparatus of the present invention.

【図2】本発明に係るレチクルとプレートの説明図FIG. 2 is an explanatory view of a reticle and a plate according to the present invention.

【図3】本発明に係るレチクルとプレートの説明図FIG. 3 is an explanatory view of a reticle and a plate according to the present invention.

【図4】本発明の露光方法のフローチャートFIG. 4 is a flowchart of an exposure method according to the present invention.

【図5】2光束干渉露光による露光パターンを示す説明
FIG. 5 is an explanatory view showing an exposure pattern by two-beam interference exposure.

【図6】レジストの露光感度特性を示す説明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing exposure sensitivity characteristics of a resist.

【図7】現像によるパターン形成を示す説明図FIG. 7 is an explanatory view showing pattern formation by development.

【図8】通常の2光束干渉露光による露光パターンを示
す説明図
FIG. 8 is an explanatory view showing an exposure pattern by ordinary two-beam interference exposure.

【図9】本発明における2光束干渉露光による露光パタ
ーンを示す説明図
FIG. 9 is an explanatory view showing an exposure pattern by two-beam interference exposure in the present invention.

【図10】本発明の実施形態1において形成できる露光
パターン(リソグラフィーパターン)の一例を示す説明
FIG. 10 is an explanatory view showing an example of an exposure pattern (lithography pattern) that can be formed in the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態1において形成できる露光
パターン(リソグラフィーパターン)の他の一例を示す
説明図
FIG. 11 is an explanatory view showing another example of an exposure pattern (lithography pattern) that can be formed in the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態1において形成できる露光
パターン(リソグラフィーパターン)の他の一例を示す
説明図
FIG. 12 is an explanatory view showing another example of an exposure pattern (lithography pattern) that can be formed in the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施形態2に係るゲートパターンを
示す説明図
FIG. 13 is an explanatory view showing a gate pattern according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施形態2を示す説明図FIG. 14 is an explanatory view showing Embodiment 2 of the present invention.

【図15】ゲートパターンを説明する図FIG. 15 illustrates a gate pattern.

【図16】形成されたゲートパターンの説明図FIG. 16 is an explanatory diagram of a formed gate pattern.

【図17】形成されたゲートパターンの説明図FIG. 17 is an explanatory diagram of a formed gate pattern.

【図18】従来の2光束干渉用露光装置の一例を示す概
略図
FIG. 18 is a schematic view showing an example of a conventional two-beam interference exposure apparatus.

【図19】2光束干渉露光を行なう投影露光装置の一例
を示す概略図
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an example of a projection exposure apparatus that performs two-beam interference exposure.

【図20】図16の装置に使用するマスク及び照明方法
の1例を示す説明図
20 is an explanatory view showing an example of a mask and an illumination method used in the apparatus shown in FIG.

【図21】図16の装置に使用するマスク及び照明方法
の他の1例を示す説明図
21 is an explanatory view showing another example of a mask and an illumination method used in the apparatus of FIG.

【図22】従来の投影露光装置を示す概略図FIG. 22 is a schematic view showing a conventional projection exposure apparatus.

【図23】本発明の2光束干渉露光装置の一例を示す概
略図
FIG. 23 is a schematic view showing an example of a two-beam interference exposure apparatus of the present invention.

【図24】図23のマスクの説明図FIG. 24 is an explanatory view of the mask of FIG. 23;

【図25】図23のウエハ面上の投影マスクパターンの
説明図
FIG. 25 is an explanatory diagram of a projection mask pattern on the wafer surface of FIG. 23;

【図26】図23のウエハ面上の投影マスクパターンの
説明図
FIG. 26 is an explanatory diagram of a projection mask pattern on the wafer surface of FIG. 23;

【図27】図23の照明光学系の説明図FIG. 27 is an explanatory diagram of the illumination optical system of FIG. 23;

【図28】図23の照明光学系の説明図FIG. 28 is an explanatory diagram of the illumination optical system of FIG. 23;

【図29】図23の露光装置の露光条件の説明図FIG. 29 is an explanatory view of exposure conditions of the exposure apparatus of FIG.

【図30】従来の露光シーケンスの説明図FIG. 30 is an explanatory diagram of a conventional exposure sequence.

【図31】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
FIG. 31 is a flowchart of a device manufacturing method of the present invention.

【図32】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
FIG. 32 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

221 エキシマレーザ 222 照明光学系 223 マスク(レチクル) 224 マスク(レチクル)ステージ 225 2光束干渉用マスクと通常投影露光用のマスク 226 マスク(レチクル)チェンジャ 227 投影光学系 228 ウエハ 229 XYZステージ 221 Excimer laser 222 Illumination optical system 223 Mask (reticle) 224 Mask (reticle) stage 225 2 Light beam interference mask and mask for normal projection exposure 226 Mask (reticle) changer 227 Projection optical system 228 Wafer 229 XYZ stage

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−181164(JP,A) 特開 平4−273245(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 521 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-181164 (JP, A) JP-A-4-273245 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21 / 027 G03F 7/20 521

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源からの光で互いに異なる複数のマス
クパターンを照明する照明光学系と、前記マスクパター
ンからの光を被露光領域に投影する投影光学系とを有す
る露光装置であって、 前記露光装置は多重露光を行う露光モードを有し、前記
複数のマスクパターンを共通のマスクステージで保持
し、前記複数のマスクパターンを互いに異なる照明条件
で同時に照明することを特徴とする露光装置。
1. A plurality of masks different from each other by light from a light source.
An illumination optical system for illuminating a mask pattern, and the mask pattern
A projection optical system for projecting light from the
An exposure apparatus, wherein the exposure apparatus has an exposure mode for performing multiple exposure,
Holds multiple mask patterns on a common mask stage
The plurality of mask patterns are provided under different illumination conditions.
Exposure apparatus characterized in that illumination is performed simultaneously by using the same.
【請求項2】 前記互いに異なる照明条件は、部分的コ
ヒーレント照明とコヒーレント照明を含むことを特徴と
する請求項1記載の露光装置。
2. The method according to claim 1, wherein the different illumination conditions include a partial
Features include coherent lighting and coherent lighting
The exposure apparatus according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記複数のマスクパターンは通常パター
ンと周期パターンとを含み、前記部分的コヒーレント照
明で前記通常パターンを照明し、前記コヒーレント照明
で前記周期パターンを照明することを特徴とする請求項
2記載の露光装置。
3. The method according to claim 1, wherein the plurality of mask patterns are
And the periodic coherent illumination.
Illuminating said normal pattern with light, said coherent illumination
Illuminating the periodic pattern with
3. The exposure apparatus according to item 2.
【請求項4】 前記互いに異なる照明条件は、互いにσ
(シグマ)が異なることを特徴とする請求項1に記載の
露光装置。
4. The lighting conditions different from each other are σ
2. The method according to claim 1, wherein (sigma) is different.
Exposure equipment.
【請求項5】 前記互いに異なる照明条件は、互いにN
A(開口数)が異なることを特徴とする請求項1に記載
の露光装置。
5. The lighting conditions different from each other are N
A (numerical aperture) is different, The characteristic of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
Exposure equipment.
【請求項6】 前記互いに異なる照明条件は、互いに照
明光の入射角度が異なることを特徴とする請求項1に記
載の露光装置。
6. The lighting conditions different from each other are different from each other.
2. The method according to claim 1, wherein incident angles of bright light are different.
Exposure equipment.
【請求項7】 前記照明光学系は、中央領域の複数のフ
ライアイレンズからの光束の出射角度と周辺領域の複数
のフライアイレンズからの光束の出射角度とが互いに異
なるようなオプティカルインテグレータを有し、前記中
央領域の複数のフライアイレンズからの光束による前記
複数のマスクパターンのうちの第1のマスクパターンへ
の照明と前記周辺領域の複数のフライアイレンズからの
光束による前記複数のマスクパターンのうちの第2のマ
スクパターンへの照明とを同時に行うことを特徴とする
請求項1記載の露光装置。
7. The illumination optical system according to claim 1, wherein a plurality of lights in a central area are provided.
Emission angle of luminous flux from lie-eye lens and multiple surrounding areas
The exit angle of the light beam from the fly-eye lens
Having an optical integrator such that
The luminous flux from a plurality of fly-eye lenses in the central region
To the first mask pattern of a plurality of mask patterns
Illumination and a plurality of fly-eye lenses in the peripheral area
A second mask of the plurality of mask patterns by a light beam;
It is characterized in that illumination of the mask pattern is performed simultaneously.
The exposure apparatus according to claim 1.
【請求項8】 前記第1のマスクパターンが周期パター
ンであり、前記第2のマスクパターンが通常パターンで
あることを特徴とする請求項7記載の露光装置。
8. The method according to claim 1, wherein the first mask pattern is a periodic pattern.
And the second mask pattern is a normal pattern.
8. The exposure apparatus according to claim 7, wherein the exposure apparatus is provided.
【請求項9】 前記互いに異なるマスクパターンは、そ
れぞれ別個の基板に形成してあることを特徴とする請求
項1乃至8いずれか1項記載の露光装置。
9. The mask pattern different from one another,
Claims characterized in that they are formed on separate substrates.
Item 9. An exposure apparatus according to any one of Items 1 to 8.
【請求項10】 前記互いに異なるマスクパターンは共
通の基板に形成してあることを特徴とする請求項1乃至
8いずれか1項記載の露光装置。
10. The mask patterns different from each other are shared.
4. The method according to claim 1, wherein the substrate is formed on a common substrate.
8. The exposure apparatus according to any one of 8 above.
【請求項11】 前記基板は透明であることを特徴とす
る請求項9又は10に記載の露光装置。
11. The method according to claim 11, wherein the substrate is transparent.
An exposure apparatus according to claim 9.
【請求項12】 前記互いに異なるマスクパターンのう
ちの一つはラインアンドスペースパターンであり、前記
ラインアンドスペースパターンは、レベンソン型の位相
シフトマスク又は、遮光部の無いシフタエッジ型の位相
シフトマスクであることを特徴とする請求項1乃至11
いずれか1項記載の露光装置。
12. A method according to claim 11, wherein said mask patterns are different from each other.
One of them is a line and space pattern,
The line and space pattern is a Levenson-type phase
Shift mask or shifter edge type phase without light shielding
12. A shift mask, comprising: a shift mask.
The exposure apparatus according to claim 1.
【請求項13】 KrFエキシマレーザー、ArFエキ
シマレーザー又はF2エキシマレーザーから光で前記複
数のマスクパターンを照明することを特徴とする請求項
1乃至12いずれか1項記載の露光装置。
13. A KrF excimer laser and an ArF excimer laser.
Use the light from a Shima laser or F2 excimer laser to
Illuminating a number of mask patterns
13. The exposure apparatus according to any one of 1 to 12.
【請求項14】 反射系より成る投影光学系によって前
記マスクパターンを投影することを特徴とする請求項1
乃至13いずれか1項に記載の露光装置。
14. A projection optical system comprising a reflecting system.
2. The method according to claim 1, wherein the mask pattern is projected.
14. The exposure apparatus according to any one of claims 13 to 13.
【請求項15】 マスクのラインアンドスペースパター
ンで被露光基板を露光する露光方法において、前記ライ
ンアンドスペースパターンをそのラインとスペースの繰
り返し方向に関して長い長方形の領域に形成しておき、
前記マスクを固定したままで前記被露光基板を前記繰り
返し方向と直交する方向に走査することを特徴とする露
光方法。
15. A mask line and space pattern.
An exposure method for exposing a substrate to be exposed with
Line and space pattern
Formed in a rectangular area that is long in the return direction,
The substrate is exposed while the mask is fixed.
Scanning in a direction orthogonal to the return direction.
Light method.
【請求項16】 前記ラインアンドスペースパターン
は、レベンソン型の位相シフトマスク又は、遮光部の無
いシフタエッジ型の位相シフトマスクであることを特徴
とする請求項15記載の露光方法。
16. The line and space pattern
Is a Levenson-type phase shift mask or no light-shielding part.
Characteristic shifter edge type phase shift mask
The exposure method according to claim 15, wherein
【請求項17】 KrFエキシマレーザー、ArFエキ
シマレーザー又はF2エキシマレーザーからの光で前記
パターンを照明することを特徴とする請求項15又は1
6に記載の露光方法。
17. KrF excimer laser, ArF excimer laser
The light from a Shima laser or F2 excimer laser
The pattern is illuminated.
7. The exposure method according to 6.
【請求項18】 反射系より成る投影光学系によって前
記パターンを投影することを特徴とする請求項15乃至
17いずれか1項記載の露光方法。
18. A projection optical system comprising a reflecting system.
And projecting said pattern.
18. The exposure method according to any one of 17).
【請求項19】 請求項15から18のいずれか1項の
露光方法を露光モー ドとして有することを特徴とする露
光装置。
19. The method according to claim 15, wherein
Dew, characterized in that it comprises an exposure method as the exposure mode
Light device.
【請求項20】 前記露光装置がステップアンドリピー
ト縮小投影型の露光装置であることを特徴とする請求項
1乃至14いずれか1項記載の露光装置。
20. An exposure apparatus comprising : a step-and-repeat device;
Wherein the exposure apparatus is of a reduced projection type.
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 14.
【請求項21】 前記露光装置がステップアンドスキャ
ン縮小投影型の露光装置であることを特徴とする請求項
1乃至14及び19いずれか1項記載の露光装置。
21. A method according to claim 21, wherein said exposure apparatus is a step-and-scan.
A reduction projection type exposure apparatus.
20. The exposure apparatus according to any one of 1 to 14 and 19.
【請求項22】22. 請求項1乃至14及び19乃至21いClaims 1 to 14 and 19 to 21
ずれか1項記載の露光装置を用いてデバイスパターンでThe device pattern using the exposure apparatus according to any one of the preceding items.
ウエハを露光する段階と、露光した前記ウエハを現像すExposing the wafer; and developing the exposed wafer.
る段階とを有することを特徴とするデバイスの製造方Device manufacturing method comprising the steps of:
法。Law.
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