JP3937903B2 - Exposure method and apparatus - Google Patents

Exposure method and apparatus

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JP3937903B2
JP3937903B2 JP2002123268A JP2002123268A JP3937903B2 JP 3937903 B2 JP3937903 B2 JP 3937903B2 JP 2002123268 A JP2002123268 A JP 2002123268A JP 2002123268 A JP2002123268 A JP 2002123268A JP 3937903 B2 JP3937903 B2 JP 3937903B2
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賢治 山添
謙治 斉藤
章義 鈴木
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キヤノン株式会社
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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、一般には、露光に関し、特に、IC、LSIなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、CCDなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細コンタクトホールパターンの製造に用いられる露光装置及び方法、デバイス製造方法、及び、前記被処理体から製造されるデバイスに関する。 The present invention relates generally to exposure, in particular, IC, semiconductor chips such as LSI, display devices such as liquid crystal panels, sensing devices such as magnetic heads, various devices such as image pickup device such as CCD, fine contact hole used in micromechanics exposure apparatus and method used for producing the pattern, a device manufacturing method, and a device fabricated from said workpiece. ここで、マイクロメカニクスは半導体集積回路製造技術を微細構造体の製作に応用し、高度な機能を持ったミクロン単位の機械システムやそれを作る技術をいう。 Here, the micromechanics is technology for applying the semiconductor integrated circuit fabrication techniques in the manufacture of the microstructure refers to the art of making it mechanical system and micron having advanced features.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
フォトリソグラフィ工程は、マスクパターンをシリコンウェハ、ガラスプレート等(以下、単に「ウェハ」という。)に塗布した感光性物質(レジスト)に露光装置を使用して転写する工程であり、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の工程を含む。 Photolithography process, the silicon wafer a mask pattern or a glass plate (hereinafter, simply "wafer" hereinafter.) Is a step of transferring by using the exposure apparatus in the applied photosensitive material (resist), the resist coating, exposure , including development, etching, the process of resist removal. このうち露光では、解像度、重ね合わせ精度、スループットの3つのパラメータが重要である。 In these exposure, resolution, overlay accuracy, three parameters throughput are important. 解像度は正確に転写できる最小寸法、重ね合わせ精度はウェハにパターンを幾つか重ね合わせる際の精度、スループットは単位時間当たり処理される枚数である。 Resolution minimum size, overlay accuracy can be accurately transferred is number accuracy, throughput to be processed per unit time at the time of superimposing several patterns on the wafer.
【0003】 [0003]
フォトリソグラフィ技術を用いてデバイスを製造する際に、マスク又はレチクル(本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する)に描画されたパターンを投影光学系によってウェハに投影してパターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。 When manufacturing a device using a photolithographic technique, a mask or reticle projected to transfer the pattern by projecting onto the wafer a pattern drawn on the (present application interchangeably uses these terms in) the projection optical system exposure apparatus has conventionally been employed. 投影光学系はパターンからの回折光をウェハ上に干渉及び結像させ、通常の露光ではパターンからの0次及び±1次の回折光(即ち、三光束)を干渉させる。 The projection optical system of the diffracted light from the pattern to interfere and focused on a wafer, a normal exposure 0th and ± 1-order diffracted light from the pattern (i.e., Sankotaba) causing interference.
【0004】 [0004]
マスクパターンは、近接した周期的なラインアンドスペース(L&S)パターン、近接及び周期的な(即ち、ホール径と同レベルの間隔で並べた)コンタクトホール列、近接せずに孤立した孤立コンタクトホールその他の孤立パターン等を含むが、高解像度でパターンを転写するためには、パターンの種類に応じて最適な露光条件(照明条件や露光量など)を選択する必要がある。 Mask pattern, adjacent periodic line and space (L & S) pattern, proximity and periodic (i.e., arranged at intervals of hole diameter and the same level) the contact hole line, the isolated without close isolated contact hole Others including isolated pattern such as to transfer the pattern with high resolution, it is necessary to select the optimal exposure conditions (such as illumination conditions, exposure amount) depending on the type of pattern.
【0005】 [0005]
投影露光装置の解像度Rは、光源の波長λと投影光学系の開口数(NA)を用いて以下のレーリーの式で与えられる。 Resolution R of a projection exposure apparatus is given by the following equation of Rayleigh using wavelength λ and the numerical aperture of the projection optical system of the light source a (NA).
【0006】 [0006]
【数1】 [Number 1]
【0007】 [0007]
ここで、k は現像プロセスなどによって定まる定数であり、通常露光の場合にはk は約0.5〜0.7である。 Here, k 1 is a constant determined by such developing process, in the case of normal exposure is k 1 is about 0.5 to 0.7.
【0008】 [0008]
近年のデバイスの高集積化に対応して、転写されるパターンの微細化、即ち、高解像度化が益々要求されている。 In response to high integration of recent devices, miniaturization of a pattern to be transferred, i.e., high resolution is increasingly required. 高解像力を得るには、上式から開口数NAを大きくすること、及び、波長λを小さくすることが有効であるが、これらの改善は現段階では限界に達しており、通常露光の場合にウェハに0.15μm以下のパターンを形成することは困難である。 To obtain high resolution, by increasing the numerical aperture NA from the above equation, and, although it is effective to reduce the wavelength lambda, these improvements has reached its limit at this stage, in the case of normal exposure it is difficult to form the following pattern 0.15μm on the wafer. そこで、パターンを経た回折光の中で二光束を干渉及び結像させる位相シフトマスク技術が従来から提案されている。 Therefore, the phase shift mask technology to interference and imaging two-beam in the diffracted light passing through the pattern have been proposed. 位相シフトマスクは、マスクの隣接する光透過部分の位相を180°反転することによって0次回折光を相殺し、2つの±1次回折光を干渉させて結像するものである。 Phase shift mask is one in which 0 to offset-order diffracted light by 180 ° inverting the phase of adjacent light transmissive portions of the mask, by interfering two ± 1-order diffracted light is imaged. かかる技術によれば、上式のk を実質的に0.25にすることができるので、解像度Rを改善してウェハに0.15μm以下のパターンを形成することができる。 According to this technique, it is possible to a k 1 of the above equation substantially 0.25, it is possible to form the following pattern 0.15μm onto a wafer by improving the resolution R.
【0009】 [0009]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、このような限界解像に近い微細なコンタクトホールの場合は隣り合う位相を180度変えると回折光が瞳面上では45度の方向で、光軸から大きな角度で回折される為、投影系の瞳から外へ飛び出してしまい、投影レンズの瞳を通ることが出来ず、解像されない。 However, in the direction of 45 degrees in the diffracted light pupil plane and changing 180 degrees phase adjacent the case of fine contact holes near such maximum resolution, since diffracted at a large angle from the optical axis, the projection would jump out to the outside from the pupil of the system, can not pass through the pupil of the projection lens, not resolved. 解像できるのは、L&Sの限界線幅の√2倍の微細パターンまでである。 Can resolution is up to √2 times the fine pattern limit line width L & S. 従って、L&Sパターンの解像度と同等のコンタクトホール列の解像度を得る需要が存在している。 Thus, the demand of obtaining a resolution of the resolution equivalent to the contact hole column of the L & S pattern is present.
【0010】 [0010]
また、近年の半導体産業は、より高付加価値な、多種多様なパターンが混在するシステムチップに生産が移行しつつあり、マスクにも複数種類のコンタクトパターンを混在させる必要が生じてきた。 Moreover, the recent semiconductor industry, more high-value, is moving production system chip diverse patterns are mixed, needed to mix a plurality of types of contact pattern in the mask has arisen. しかし、従来の位相シフトマスク技術だけではコンタクトホール列と孤立コンタクトが混在したコンタクトホールパターンを同時に解像度良く露光できなかった。 However, only conventional phase shift mask technology could not be simultaneously resolution better expose a contact hole pattern in which the contact hole line and an isolated contact are mixed. これに対して、2枚のマスクを用いて異なる種類のパターンを別々に露光する二重露光(又は多重露光)を使用することが考えられるが、従来の二重露光は、2枚のマスクを必要とするのでコストアップを招き、2回の露光のためにスループットが低下し、マスク交換2回の露光の高い重ね合わせ精度を必要とするため実用上解決すべき問題が多い。 In contrast, although the use of double exposure for exposing separately different types of patterns by using two masks (or multiple exposure) is considered, a conventional double exposure, two masks because it requires leads to cost, throughput decreases because of two exposure, many problems to be practically solved because it requires overlay accuracy high exposure mask two changes.
【0011】 [0011]
そこで、微細な(例えば、0.15μm以下の)ホール径を持ち、コンタクトホールあるいは孤立コンタクトホールからコンタクトホール列までが混在するコンタクトホールパターンを、マスクを交換せずに、高解像度(即ち、コンタクトホール列については位相シフトマスクを用いたL&Sパターンと同等の解像度)で露光可能な露光方法及び装置を提供することを本発明の例示的目的とする。 Therefore, fine (e.g., below 0.15 [mu] m) having a hole diameter, the contact hole pattern from the contact hole or isolated contact hole to a contact hole column are mixed, without exchanging a mask, a high resolution (i.e., the contact for hole line is an exemplary object of the present invention to provide an exposure possible exposure method and apparatus in L & S pattern equivalent resolution) using a phase shift mask.
【0012】 [0012]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明の一側面としての露光方法は、コンタクトホールのパターンと当該パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたマスクを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるように複数種の光で照明し、前記コンタクトホールのパターンを投影光学系で被露光体に投影することにより、当該被露光体を露光する露光方法において、前記複数種の光は、前記パターンの配列から生じる2つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第1の照明光と、前記パターンの配列から生じる1つの回折光のみが前記投影光学系の瞳面に入射するような第2の照明光とを含み、前記第1の照明光は、十字に配置された4つの有効光源を形成することを特徴とする。 Exposure method according to one aspect of the present invention, the mask dimensions are arranged with a small pattern than the pattern and the pattern of the contact hole pattern of the contact hole is resolved, and the size of the small pattern illuminating a plurality of kinds of light so resolution is suppressed, by projecting the pattern of the contact hole in the object to be exposed by the projection optical system, an exposure method for exposing the object to be exposed, the more light is first illumination light as two diffracted lights generated from the sequence of the pattern is incident on the pupil plane of the projection optical system, only one diffraction light generated from the array of the pattern of the projection optical system and a second illumination light as incident on the pupil plane, the first illumination light, and forming a four effective light source arranged in a cross.
【0013】 [0013]
本発明の別の側面としての露光方法は、コンタクトホールのパターンと当該パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列された位相シフトマスクを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるように複数種の光で照明し、前記コンタクトホールのパターンを投影光学系で被露光体に投影することにより、当該被露光体を露光する露光方法において、前記複数種の光は、前記パターンの配列から生じる2つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第1の照明光と、前記パターンの配列から生じる少なくとも1つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第2の照明光とを含み、前記第2の照明光は、矩形、円形、又は略菱形の中抜けを有する矩形の有効光源を形成 Another exposure method as aspects of the present invention, a phase shift mask dimensions are arranged with a small pattern than the pattern and the pattern of the contact hole pattern of the contact hole is resolved, and the dimension illuminating a plurality of kinds of light as resolution of small patterns can be suppressed, by projecting the object to be exposed with the pattern of the contact hole in the projection optical system, an exposure method for exposing the object to be exposed, the of light more, first illumination light as two diffracted lights generated from the sequence of the pattern is incident on the pupil plane of the projection optical system, at least one diffracted light said projection resulting from the arrangement of the pattern and a second illumination light as incident on the pupil plane of the optical system, forming the second illumination light, rectangular, circular, or rectangular effective light source having an exit substantially in a rhombic ることを特徴とする。 And wherein the Rukoto.
【0014】 [0014]
本発明の更に別の側面としての露光方法は、コンタクトホールのパターンと当該パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたバイナリー又はハーフトーンマスクを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるように複数種の光で照明し、前記コンタクトホールのパターンを投影光学系で被露光体に投影することにより、当該被露光体を露光する露光方法において、前記複数種の光は、前記パターンの配列から生じる2つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第1の照明光と、前記パターンの配列から生じる少なくとも1つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第2の照明光とを含み、前記第2の照明光は、十字に配置された4つの扇型の有効光源を Further exposure method according to another aspect of the present invention, a binary or halftone mask dimension are arranged a small pattern than the pattern and the pattern of the contact hole pattern of the contact hole is resolved, and, by the dimensions it is illuminated by a plurality of kinds of light as resolution of small patterns can be suppressed, to project the object to be exposed with the pattern of the contact hole in the projection optical system, an exposure method for exposing the object to be exposed in the plurality of kinds of light, the first illumination light as two diffracted lights generated from the sequence of the pattern is incident on the pupil plane of the projection optical system, at least one diffracted light generated from the sequence of the pattern There and a second illumination light as incident on the pupil plane of the projection optical system, the second illumination light, four fan-shaped effective light source arranged in a cross 成することを特徴とする。 Characterized in that it formed.
【0015】 [0015]
本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の露光方法を行うことができる露光モードを有することを特徴とする。 An exposure apparatus according to still another aspect of the present invention is characterized by having an exposure mode capable of performing exposure method described above.
【0016】 [0016]
本発明の更に別の側面としての露光装置は、コンタクトホール列の縦横の軸に相当する十字に配置された4つの図形からなる有効光源を形成する第1の照明とそれ以外の形状からなる有効光源を形成する第2の照明との照明光量比を調整する手段をもつことを特徴とする。 An exposure apparatus according to still another aspect of the present invention is effective comprising the first illumination and the other shape that forms an effective light source of four figures arranged in a cross, which corresponds to a vertical and horizontal axes of the contact hole array It characterized by having means for adjusting the illumination light amount ratio between the second illumination forming the light source.
【0017】 [0017]
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、前記露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有する。 Further a device manufacturing method according to another aspect of the present invention includes the steps of exposing an object using the above exposure apparatus, and performing a predetermined process to the object to be processed to said exposed.
【0023】 [0023]
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。 Other objects and further features of the invention will be made clear by the preferred embodiments described below referring to the accompanying drawings.
【0024】 [0024]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、添付図面を参照して本発明の例示的な露光装置について説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of an exemplary exposure apparatus of the present invention will be described.
ここで、図1は、本発明の露光装置の概略ブロック図である。 Here, FIG. 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus of the present invention. 図1に示すように、露光装置は、照明装置100と、マスク200と、投影光学系300と、プレート400と、ステージ450と、結像位置調節装置500とを有する。 As shown in FIG. 1, the exposure apparatus includes an illumination apparatus 100, a mask 200, a projection optical system 300, a plate 400, a stage 450, and an imaging position adjustment device 500.
【0025】 [0025]
本実施形態の露光装置は、ステップアンドスキャン方式でマスク200に形成された回路パターンをプレート400に露光する投影露光装置であるが、本発明はステップアンドリピート方式その他の露光方式を適用することができる。 Exposure apparatus of the present embodiment, it is a projection exposure apparatus that exposes a circuit pattern created on the mask 200 in a step-and-scan manner to the plate 400, the present invention is to apply a step-and-repeat manner and other exposure methods it can. ここで、ステップアンドスキャン方式は、マスクに対してウェハを連続的にスキャンしてマスクパターンをウェハのあるショットに露光すると共に、このショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショットの露光領域に移動する露光法である。 Here, the step-and-scan method, while exposing a mask pattern onto the shot with a wafer by continuously scanning the wafer relative to the mask, the exposure is completed after the wafer of the shot moving step, the next shot an exposure method that moves the exposure area. また、ステップアンドリピート方式は、ウェハのショットの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットを露光領域に移動する露光法である。 Further, step-and-repeat manner is another mode of exposure method that a wafer for each batch exposure shots of the wafer by moving the step to move the next shot exposure region.
【0026】 [0026]
照明装置100は転写用の回路パターンが形成されたマスク200を照明し、光源部110と照明光学系120とを有する。 Illumination apparatus 110 illuminates the mask 200 on which a circuit pattern to be transferred is formed, and includes a light source unit 110 and illumination optical system 120.
【0027】 [0027]
光源部110は、光源としてのレーザー112と、ビーム整形系114とを含む。 The light source unit 110 includes a laser 112 as a light source and a beam shaping system 114.
【0028】 [0028]
レーザー112は、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザー、波長約157nmのF エキシマレーザーなどのパルスレーザーからの光を使用することができる。 Laser 112 may be an ArF excimer laser with a wavelength of about 193 nm, KrF excimer laser with a wavelength of about 248 nm, the light from a pulsed laser such as F 2 excimer laser having a wavelength of about 157 nm. レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、YAGレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。 The type of laser is not limited to an excimer laser, for example, use may be made of a YAG laser, but are not limited the number of the laser. 例えば、独立に動作する2個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー相互間のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。 For example, rather than coherence between the solid laser mutual Using two solid laser operating independently speckles resulting from the coherence is reduced considerably. さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。 It may be linearly or rotationally to oscillate the optical system for reducing speckle. また、光源部110に使用可能な光源はレーザー112に限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。 A light source applicable to the light source unit 110 is not limited to the laser 112 can also be used one or more lamps such as a mercury lamp and a xenon lamp.
【0029】 [0029]
ビーム整形系114は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使用することができ、レーザー112からの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換する(例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど)ことによりビーム形状を所望のものに成形する。 The beam shaping system 114, for example, can use a beam expander having a plurality of cylindrical lenses to convert the aspect ratio of the size of the sectional shape of collimated light from the laser 112 into a desired value (e.g., cross-section shaping the beam shape to a desired one by, etc.) in a square shape from a rectangle. ビーム成形系114は、後述するオプティカルインテグレータ140を照明するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。 The beam shaping system 114 forms a beam that has a size and divergent angle necessary for illuminating an optical integrator 140 described later.
【0030】 [0030]
また、図1には示されていないが、光源部110は、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。 Further, although not shown in FIG. 1, the light source unit 110, it is preferable to use an incoherent optical system for incoherent the coherent laser beam. インコヒーレント化光学系は、例えば、公開特許平成3年第215930号公報の図1に開示されているような、入射光束を光分割面で少なくとも2つの光束(例えば、p偏光とs偏光)に分岐した後で一方の光束を光学部材を介して他方の光束に対してレーザー光のコヒーレンス長以上の光路長差を与えてから分割面に再誘導して他方の光束と重ね合わせて射出されるようにした折り返し系を少なくとも一つ備える光学系を用いることができる。 Incoherent optical system, for example, as disclosed in Figure 1 of Patent Publication 1991 No. 215,930 Publication at least two light beams incident light beam by the light splitting surface (e.g., p-polarized light and s-polarized light) emitted by overlapping with the other light beam to redirect the dividing surface from giving an optical path length difference more than the coherence length of the laser beam with respect to one of the light beams after branching via an optical member other light beam as to the wrapping system can be used at least one comprises an optical system.
【0031】 [0031]
照明光学系120は、マスク200を照明する光学系であり、本実施形態では、集光光学系130と、オプティカルインテグレータ140と、開口絞り150と、コンデンサーレンズ160とを含む。 The illumination optical system 120 is an optical system that illuminates the mask 200, in this embodiment, includes a condenser optical system 130, the optical integrator 140, an aperture stop 150, a condenser lens 160. 照明光学系120は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。 The illumination optical system 120 can be used both on-axis light, an off-axis light. なお、本実施形態の照明光学系120は、プレート400上の転写領域の寸法を変更するためのマスキングブレードやスキャンブレードを有してもよい。 The illumination optical system 120 of the present embodiment may have a masking blade or scanning blade for changing the size of the transfer area on the plate 400. 本実施形態の照明光学系120は、複数のレンズ及び必要なミラーを有し、射出側でテレセントリックとなるアフォーカル系を構成している。 The illumination optical system 120 of this embodiment has a plurality of lenses and the necessary mirrors constitute an afocal system comprising a telecentric on the exit side.
【0032】 [0032]
集光光学系130は、まず、必要な折り曲げミラーやレンズ等を含み、それを通過した光束をオプティカルインテグレータ140に効率よく導入する。 Condensing optical system 130, first, it includes the necessary folding mirrors and lenses and the like, and efficiently introduces a beam having passed through it into the optical integrator 140. 例えば、集光光学系130は、ビーム成形系114の出射面と後述するハエの目レンズとして構成されたオプティカルインテグレータ140の入射面とが光学的に物体面と瞳面(又は瞳面と像面)の関係(かかる関係を本出願ではフーリエ変換の関係と呼ぶ場合がある)になるように配置されたコンデンサーレンズを含み、それを通過した光束の主光線をオプティカルインテグレータ140の中心及び周辺のどのレンズ素子142に対しても平行に維持する。 For example, the condensing optical system 130 includes an incident surface and is optically object plane and the pupil plane of the optical integrator 140 that is configured as eye lens to be described later and the exit surface of the beam shaping system 114 (or a pupil plane and an image plane It includes a condenser lens that relationship (in such a relationship in this application are arranged so that there may be referred to as a Fourier transformation relationship) of) which the center and the periphery of the optical integrator 140 principal ray of a light flux passing through it maintaining parallel even for the lens element 142.
【0033】 [0033]
集光光学系130は、マスク200への照明光の露光量を照明毎に変更可能な露光量調整部132を更に含む。 Condensing optical system 130 further includes an exposure adjustment unit 132 can be changed for each illuminating an exposure amount of illumination light to the mask 200. 露光量調整部132は、アフォーカル系の倍率を変えることにより入射光束のビーム断面形状を変化させることができる。 Exposure adjustment unit 132 can alter the beam cross-sectional shape of the incident light beam by changing the angular magnification of the afocal system. 代替的に、露光量調整部132はズームレンズ等からなり、レンズを光軸方向に移動させ角倍率を変えられるようにしてもよい。 Alternatively, exposure adjustment section 132 is made of a zoom lens, a lens may be changed to move the allowed angle magnification in the optical axis direction. 必要があれば、露光量調整部132は、入射光束をハーフミラーにより分割してセンサにより光量を検出してかかる検出結果に基づいてレーザー112の出力及び/又は光学系の一部を調整することができる。 If necessary, the exposure amount adjusting unit 132 to adjust a portion of the output and / or an optical system of the laser 112 based on the incident light beam to detect and such detection result the amount of light by dividing the sensor by a half mirror can. 露光量調整部132は、光学素子(例えば、光量調整(ND)フィルター)を入れ替えたり、及び/又は、ズームレンズにより結像倍率を変えたりすることにより、後述する開口絞り150の中央部と周辺部との光量比を調整することもできる。 Exposure adjustment section 132, an optical element (e.g., light quantity adjustment (ND) filter) or swapped, and / or by changing the imaging magnification by the zoom lens, the central portion and surrounding the aperture stop 150 to be described later it is also possible to adjust the light quantity ratio between parts. 露光量調節部132は、前記所望のコンタクトホールのパターン及び/又は前記プレート400において求められるコントラストに基づいて、露光量を調節することができる。 Exposure adjustment unit 132, based on the contrast obtained in the pattern and / or the plate 400 of the desired contact hole, it is possible to adjust the amount of exposure. 本実施形態の露光量調整部132は、軸外に強度分布を有する照明光(大σ照明)の前記ピーク位置を調節する機能も有する。 Exposure adjustment section 132 of the present embodiment has a function of adjusting the peak position of the illumination light having an intensity distribution outside the shaft (large σ illumination).
【0034】 [0034]
オプティカルインテグレータ140はマスク200に照明される照明光を均一化し、本実施形態では、入射光の角度分布を位置分布に変換して出射するハエの目レンズとして構成される。 The optical integrator 140 equalizes the illumination light that illuminates the mask 200, in the present embodiment, configured as eye lens that emits by converting the angular distribution of the incident light into a positional distribution. ハエの目レンズは、その入射面140aと出射面140bとがフーリエ変換の関係に維持されている。 The fly-eye lens, an exit surface 140b is maintained in the Fourier transformation relationship between the incident surface 140a. 但し、後述するように、本発明が使用可能なオプティカルインテグレータ140はハエの目レンズに限定されるものではない。 However, as described later, the present invention is usable optical integrator 140 is not limited to the fly-eye lens.
【0035】 [0035]
ハエの目レンズ140は互いの焦点位置がそれと異なるもう一方の面にあるレンズ(レンズ素子)142を複数個並べたものである。 Fly-eye lens 140 is obtained by arranging a plurality of lenses (lens elements) 142 on the other side of the focal position of each other is different from that. また、ハエの目レンズを構成する各レンズ素子の断面形状は、各レンズ素子のレンズ面が球面である場合、照明装置の照明領域と略相似である方が照明光の利用効率が高い。 The sectional shape of each lens element constituting the fly-eye lens, if the lens surface of each lens element is spherical, it is substantially similar to the illumination area of ​​the illumination device is high utilization efficiency of the illumination light. これは、ハエの目レンズの光入射面と照明領域が物体と像の関係(共役関係)であるからである。 This illuminated area and the light incident surface of the fly-eye lens is because the relationship of the object and the image (conjugate relation).
【0036】 [0036]
ハエの目レンズは、本実施形態ではマスク200の形状に合わせて正方形断面のレンズ素子を多数組み合わせて構成されているが、本発明は、断面円形、長方形、六角形その他の断面形状を有するレンズ素子を排除するものではない。 The fly-eye lens, in the present embodiment is constructed by combining a large number of lens elements of square cross-section to match the shape of the mask 200, the present invention is a circular cross section, rectangular, lenses having hexagonal other cross-sectional shapes It does not exclude the element. ハエの目レンズの出射面140b又はその近傍に形成された複数の点光源(有効光源)からの各光束をコンデンサーレンズ160によりマスク200に重畳している。 Superimposed on the mask 200 to the light fluxes from the exit surface 140b or plurality of point light sources formed in the vicinity of the fly-eye lens (effective light source) by the condenser lens 160. これにより、多数の点光源(有効光源)によりマスク200全体が均一に照明される。 Thus, the entire mask 200 is uniformly illuminated by a number of point light sources (effective light source).
【0037】 [0037]
ハエの目レンズ140は光学ロッドに置換される場合もある。 Fly-eye lens 140 may be replaced with an optical rod. 光学ロッドは、入射面で不均一であった照度分布を出射面で均一にし、ロッド軸と垂直な断面形状が照明領域とほぼ同一な縦横比を有する矩形断面を有する。 Optical rod is an illuminance distribution was nonuniform incident surface is uniform at the exit surface has a rectangular cross-section perpendicular to the cross-sectional shape and a rod axis having substantially the same aspect ratio as the illumination region. なお、光学ロッドはロッド軸と垂直な断面形状にパワーがあると出射面での照度が均一にならないので、そのロッド軸に垂直な断面形状は直線のみで形成される多角形である。 The optical rod since the illuminance at the exit surface has a power in the vertical cross-sectional shape and the rod axis is not uniform, the cross-sectional shape perpendicular to the rod axis is polygon formed only in a straight line. その他、ハエの目レンズ130は、拡散作用をもった回折素子に置換されてもよい。 Other, fly-eye lens 130 may be replaced by a diffraction element having a diffusing action.
【0038】 [0038]
オプティカルインテグレータ140の出射面140bの直後には、形状及び径が固定された開口絞り150が設けられている。 Immediately after the exit surface 140b of the optical integrator 140, aperture stop 150 is provided which shape and size are fixed. 本発明の開口絞り150は、コンタクトホール210を解像するための十字斜入射照明と、十字斜入射照明によって生じる偽解像を抑制する(即ち、偽解像パターンに対応する露光量は抑え(露光量の増加小)、所望のコンタクトホールパターンの露光量を強調する(露光量の増加大))ような照明とを利用してマスク200を照明するための開口形状を有する。 The aperture stop 150 of the present invention, a cross-axis illumination for resolving the contact hole 210, to suppress the spurious resolution caused by cross oblique illumination (i.e., exposure amount corresponding to the spurious resolution patterns suppressed ( exposure increase is small), having an opening shape for illuminating the mask 200 using the desired emphasize exposure of contact hole patterns (exposure amount of increase is large)) such lighting. 開口絞り150は投影光学系300の瞳面320と共役な位置に設けられており、開口絞りの150の開口形状は投影光学系300の瞳面320の有効光源形状に相当する。 The aperture stop 150 is provided on the pupil plane 320 at a position conjugate of the projection optical system 300, the aperture shape of the 150 of the aperture stop corresponds to the effective light source shape in the pupil plane 320 of the projection optical system 300.
【0039】 [0039]
本実施形態の例示的な一形態としての開口絞り150は、光軸付近にピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明光を利用して(即ち、これらを順次投射するか合成した状態で投射することによって)マスク200を照明するための開口形状を有する。 Condition aperture stop 150 as an exemplary embodiment of the present embodiment, by using the illumination light having a peak in the illumination light off-axis having a peak near the optical axis (i.e., synthesized or they sequentially projected in by projecting) having an opening shape for illuminating the mask 200. このように、本発明は、光軸付近にピークを有する照明光をもたらす開口絞りと、軸外にピークを有する照明光をもたらす開口絞りを用意して、そのうちの一方を先にマスク200に投射して、その後、他方をマスク200に投射する場合も含む。 Thus, the present invention, an aperture stop results in an illumination light having a peak near the optical axis, to prepare an aperture stop that provides illumination light having a peak off-axis, projected on the mask 200 to one of the above and, then, it includes the case of projecting the other to mask 200. 本発明の特徴の一つはマスク200の交換に伴う諸問題を解決することであり、マスク200が交換されない限り、開口絞り150の交換は問題ではないからである。 One feature of the present invention is to solve the problems associated with the replacement of the mask 200, as long as the mask 200 is not replaced, the exchange of the aperture stop 150 is not a problem.
【0040】 [0040]
光軸近傍にピークを有する照明光はσが0.3以下であり、0次回折光と±1次回折光の干渉をもたらす。 Illumination light having a peak in the vicinity of the optical axis σ is 0.3 or less, 0 results in interference of the diffracted light and ± 1-order diffracted light. また、軸外にピークを有する照明光はσが0.6以上であり、0次回折光と+1次又は−1次回折光からなる二光束の干渉をもたらす。 Further, illumination light having a peak off the axis is a σ of 0.6 or more, 0 results in interference of two beams consisting of-order diffracted light and + 1st order or -1 order diffraction light. ここで、σは投影光学系300のマスク200側の開口数(NA)に対する照明光学系120のマスク200側のNAである。 Here, sigma is the NA of the mask 200 side of the illumination optical system 120 for the numerical aperture of the mask 200 side of the projection optical system 300 (NA). 光軸近傍にピークを有する照明光は小σ照明、通常の照明と呼ばれる場合もある。 Illumination light small σ illumination having a peak near the optical axis may also be referred to as normal illumination. 軸外にピークを有する照明光は大σ照明、斜入射照明、変形照明などと呼ばれる場合もある。 Illumination light large σ illumination having a peak off the axis, oblique illumination, sometimes referred to as modified illumination.
【0041】 [0041]
図2乃至図7を参照して、開口絞り150に適用可能な例示的な形状を説明する。 Referring to FIGS. 2-7, illustrating the applicable exemplary shape aperture stop 150. ここで、図2乃至図7は、開口絞り150の例示的形状の概略平面図である。 Here, FIGS. 2 to 7 are schematic plan view of an exemplary shape of the aperture stop 150. 図2は、5重極照明用絞りとして構成された開口絞り150Aの概略平面図である。 Figure 2 is a schematic plan view of the configured aperture stop 150A as 5-pole illumination stop. 開口絞り150Aは、中心に1つの円151と、σ=1以下の0度、90度、180度及び270度(即ち、十字形状に)に配置された4つの円152Aとを有する。 The aperture stop 150A has a single circle 151 in the center, sigma = 1 following 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees (i.e., a cross shape) and four circles 152A disposed. 開口絞り150Aは、円151及び152Aからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Aとを有する。 The aperture stop 150A includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a circular 151 and 152A, and a light shielding portion 153A of the transmittance 0. ここで、図中のσ=1の円は、投影光学系300の開口絞り150を各照明絞り上に逆投影したときの絞り150の開口の像の縁(円)に対応する。 Here, the circle of sigma = 1 in the figure correspond to the aperture stop 150 of the projection optical system 300 to the edge (circle) of the image of the aperture of the stop 150 when the backprojection onto stop each illumination. 従って、本願の各図面で示す絞りの開口は、投影光学系の開口絞りの開口(σ=1)上に投影される有効光源と言える。 Therefore, the aperture of the diaphragm shown in the figures of the present application, it can be said that the effective light source is projected onto the projection optical system aperture stop opening (σ = 1).
【0042】 [0042]
円151は光軸付近にピークを有する円形照明光をもたらす。 Circle 151 results in circular illumination light having a peak near the optical axis. 一方、円152Aは、軸外にピークを有する四重極照明光をもたらす。 On the other hand, the circle 152A results in a quadrupole illumination light having a peak off the axis. 好ましくは、各円152Aがもたらす照明光のσは等しい。 Preferably, sigma of the illumination light each circle 152A brings equal. 開口絞り150Aの円151及び152Aは同一の大きさを有する。 Circle 151 and 152A of the aperture stop 150A have the same size.
【0043】 [0043]
軸外にピークを有する照明は、σの大きな照明、斜入射照明、変形照明などと呼ばれる場合もあり、様々な変形例を有する。 Lighting having a peak off the axis, the large illumination sigma, oblique illumination, sometimes referred to as modified illumination, having various modifications. 例えば、4つの円152Aは他の任意の図形に置換されても良い。 For example, four circles 152A may be substituted by any other figure.
【0044】 [0044]
例えば、円152Aは、図3に示す矩形152Bや図4に示す扇形152Cに置換されてもよい。 For example, a circle 152A may be replaced with a sector 152C shown in rectangular 152B and 4 shown in FIG. ここで、図3及び図4は、開口絞り150Aの変形例としての、5重極照明用絞りとして構成された開口絞り150B及びCの概略平面図である。 Here, FIGS. 3 and 4, as a variation of the aperture stop 150A, it is a schematic plan view of the configured aperture 150B and C as 5-pole illumination stop. 開口絞り150Bは、円151と矩形152Bからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Bとを有する。 Aperture stop 150B includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a circular 151 and the rectangular 152B, and a light shielding portion 153B of the transmittance 0. 矩形152Bは、例示的に、一辺の長さが円151の直径と等しい正方形である。 Rectangular 152B is illustratively a square with a side length of equal to the diameter of the circle 151. 開口絞り150Cは、円151と扇形152Cからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Cとを有する。 Aperture stop 150C includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a circular 151 and sector 152C, and a light shielding portion 153C of the transmittance 0. 扇形152Cの寸法は任意に調節することができる。 Dimensions of the sector 152C can be adjusted arbitrarily. 開口絞り150B及びCの機能は開口絞り150Aと同一であるので、ここでは詳しい説明は省略する。 Since the aperture diaphragm 150B and C functions are the same as the aperture stop 150A, a detailed description thereof will be omitted.
【0045】 [0045]
また、開口絞り150は、図5に示す開口絞り150Dを使用してもよい。 The aperture stop 150 may use the aperture stop 150D shown in FIG. 開口絞り150Dは、四重極の代わりに輪帯開口154Aを有している。 The aperture stop 150D has an annular opening 154A in place of the quadrupole. ここで、図5は、輪帯照明用絞りとして構成された開口絞り150Dの概略平面図である。 Here, FIG. 5 is a schematic plan view of an aperture stop 150D that is configured as a throttle for annular illumination. 開口絞り150Dは、円151と輪帯154Aからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Dとを有するが、それらの機能については開口絞り150Aと同一であるので詳しい説明は省略する。 The aperture stop 150D includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a circular 151 and annular 154A, has a light shielding portion 153D of the transmittance 0, the detailed description will for their function is the same as the aperture stop 150A omitted.
【0046】 [0046]
更に、開口絞り150は、図6及び図7に示す開口絞り150E及び150Fを使用してもよい。 Further, aperture stop 150 may use an aperture stop 150E and 150F shown in FIGS. 開口絞り150E及び150Fはσが1を部分的に超えた光透過部154B及び152Dを有する。 Aperture stop 150E and 150F have a light transmission portion 154B and 152D that σ exceeds 1 partially. 本発明者はσが1を部分的に超えた照明光を利用するとプレート400に形成されるパターン像が明確になることを発見した。 The present inventors have discovered that the pattern image σ is formed in the plate 400 when utilizing the illumination light exceeds one partially becomes clear. ここで、図6及び図7は、輪帯照明用絞りとして構成された開口絞り150E及び四重極照明用絞りとして構成された開口絞り150Fの平面図である。 Here, FIG. 6 and FIG. 7 is a plan view of an aperture stop 150F configured as the configured aperture 150E and quadrupole illumination aperture as a throttle for annular illumination. 開口絞り150Eは、円151とσ=1を部分的に超えた輪帯(又は矩形帯)154Bからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Eとを有し、開口絞り150Fは、円151とσ=1を部分的に超えた矩形152Dとからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Fとを有するが、それらの機能については開口絞り150Aと同一であるので詳しい説明は省略する。 Aperture stop 150E includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a circularly 151 sigma = 1 from partially exceeded annular (or rectangular band) 154B, and a light shielding portion 153E of the transmittance 0, aperture stop 150F includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a circularly 151 sigma = 1 and a partially beyond rectangle 152D, has a light shielding portion 153F of the transmittance 0, and the aperture stop 150A for their function because it is the same detailed description thereof will be omitted.
【0047】 [0047]
また、本実施形態の別な例示的な一形態としての開口絞り150は、マスク200によって生じる回折光のうち2つの回折光が投影光学系300の瞳面320に入射するような照明光(この照明光を便宜的に第1の照明光とする。)と、投影光学系300の瞳面320であって第1の照明光を邪魔しないような領域(瞳面320上で2つの回折光位置を直線的に結んで表させる領域を除く領域)に少なくとも一つの回折光が入射するような照明光とを利用して(即ち、これらを順次投射するか合成した状態で投射することによって)マスク200を照明するための開口形状を有する。 The aperture stop 150 as another exemplary embodiment of the present embodiment, the illumination light as the two diffracted light among diffracted light generated by the mask 200 is incident on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 (this the illumination light for convenience as the first illumination light.) and the two diffracted lights located on region (pupil plane 320 so as not to disturb the first illumination light to a pupil plane 320 of the projection optical system 300 the utilizing illumination light such as at least one diffracted light is incident on the area) excluding the area for linearly connecting in formula (i.e., by projecting on whether these sequentially projecting synthesized state) mask having an opening shape for illuminating the 200. このように、本発明は、2つの回折光が投影光学系300の瞳面320に入射するような照明光をもたらす開口絞りと、投影光学系300の瞳面320であって且つかかる照明光を邪魔しないような領域にどれか一つの回折光が入射するような照明光をもたらす開口絞りを用意して、そのうちの一方を先にマスク200に投射して、その後、他方をマスク200に投射する場合も含む。 Thus, the present invention includes an aperture stop of two diffracted light results in illumination light as incident on the pupil plane 320 of the projection optical system 300, the illumination light according and a pupil plane 320 of the projection optical system 300 and is any one of the diffracted light in the region which does not disturb prepare an aperture stop that provides illumination light as incident, by projecting a mask 200 one of them first, then projects the other to mask 200 If also be included. 本発明の特徴の一つはマスク200の交換に伴う諸問題を解決することであり、マスク200が交換されない限り、開口絞り150の交換は問題ではないからである。 One feature of the present invention is to solve the problems associated with the replacement of the mask 200, as long as the mask 200 is not replaced, the exchange of the aperture stop 150 is not a problem.
【0048】 [0048]
2つの回折光が投影光学系300の瞳面320に入射するような有効光源に対応する(第1の)照明光は、図9に示し後述される位相シフトマスク200Aにおいては±1次回折光の二光束の干渉、図8に示し後述する(バイナリー)マスク200においては0次回折光と+1次回折光又は−1次回折光との二光束の干渉をもたらす。 Two diffracted light corresponding to the effective light source such as incident on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 (first) illumination light, the phase shift mask 200A, which will be described later shown in FIG. 9 ± 1-order diffracted light interference two beams, resulting in interference of two beams of 0-order diffracted light and the + 1st-order diffracted light or -1 order diffracted light in the later-described (binary) mask 200 shown in FIG. 一方、第1の照明光を邪魔しないような領域に少なくとも一つの回折光が瞳面320上に入射するような有効光源に対応する照明光は、第1の照明光によって生じるプレート400面上でコンタクトホール210に相当するコンタクトホールパターンの露光量を強調する。 On the other hand, illumination light corresponding to the effective light source such that at least one of the diffracted light in a region that does not interfere with the first illumination light is incident on the pupil plane 320, on the plate 400 surface caused by the first illumination light It emphasizes the exposure of the contact hole pattern corresponding to the contact hole 210.
【0049】 [0049]
図21乃至図24を参照して、開口絞り150に適用可能な例示的な形状を説明する。 Referring to FIGS. 21 to 24, describing the applicable exemplary shape aperture stop 150. ここで、図21乃至図24は、開口絞り150の例示的形状の概略平面図である。 Here, FIGS. 21 to 24 is a schematic plan view of an exemplary shape of the aperture stop 150. 図21は、図9に示し後述される位相シフトマスク200Aに適用されて、十字型の照明で中心部が矩形の有効光源を有する変形照明用絞りとして構成された開口絞り150Gの概略平面図である。 Figure 21 is applied to the phase shift mask 200A, which will be described later shown in FIG. 9, a schematic plan view of an aperture stop 150G configured as a modified illumination diaphragm center by cross lighting has a rectangular effective light source is there. 開口絞り150Gは、0度、90度、180度及び270度(即ち、十字形状に)に配置されて半径方向に長手に形成された4つの矩形155と、中心に1つの矩形156とを有する。 Aperture stop 150G is 0 degrees, with 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees (i.e., a cross shape) and four rectangular 155 formed longitudinally in the radial direction is disposed, and one rectangle 156 at the center . 開口絞り150Gは、矩形155及び156からなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Gとを有する。 Aperture stop 150G includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a rectangular 155 and 156, and a light shielding portion 153G of the transmittance 0. ここで、図中のσ=1の円は、投影光学系300の開口絞り150を各照明絞り上に逆投影したときの絞り150の開口の像の縁(円)に対応する。 Here, the circle of sigma = 1 in the figure correspond to the aperture stop 150 of the projection optical system 300 to the edge (circle) of the image of the aperture of the stop 150 when the backprojection onto stop each illumination. 従って、本願の各図面で示す絞りの開口は、投影光学系の開口絞りの開口(σ=1)上に投影される有効光源と言える。 Therefore, the aperture of the diaphragm shown in the figures of the present application, it can be said that the effective light source is projected onto the projection optical system aperture stop opening (σ = 1).
【0050】 [0050]
矩形155は、4つの矩形155のそれぞれにより斜入射照明が行われるように位置を設定することで、2つの回折光(±1次回折光)が投影光学系300の瞳面320に入射する照明光をもたらし、プレート400面上で干渉縞を形成する。 Rectangle 155, by each of the four rectangular 155 by setting the position as oblique incidence illumination is performed, illumination light two diffracted lights (± 1 order diffracted light) is incident on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 the lead, forming interference fringes on the plate 400 surface. 一方、矩形156は、投影光学系300の瞳面320であって且つ第1の照明光を邪魔しないような領域に少なくとも一つの回折光が入射する照明光をもたらし、偽解像パターンを抑制しコンタクトホールパターンを強調する。 On the other hand, the rectangular 156, at least result in the illumination light one of the diffracted light is incident, to suppress the spurious resolution pattern in a region that does not interfere with a pupil plane 320 of the projection optical system 300 and the first illuminating light emphasize the contact hole patterns.
【0051】 [0051]
投影光学系300の瞳面320であって且つ第1の照明光を邪魔しないような領域に少なくとも一つの回折光が入射する照明は、様々な変形例を有する。 At least lighting one diffracted light is incident on the area which does not interfere with a pupil plane 320 of the projection optical system 300 and the first illumination light has various modifications. 例えば、矩形156は他の任意の図形に置換されても良い。 For example, the rectangular 156 can be substituted with any other shape.
【0052】 [0052]
例えば、矩形156は、図22に示す中央に遮光部153H を有する矩形156Aや図23に示す円形157に置換されてもよい。 For example, rectangle 156 may be replaced with a circular 157 shown in rectangular 156A and 23 having a light shielding portion 153H 2 in the center of FIG. 22. ここで、図22及び図23は、開口絞り150Gの変形例としての、開口絞り150H及びIを示す概略平面図である。 Here, FIGS. 22 and 23, as a variation of the aperture stop 150G, a schematic plan view of an aperture stop 150H and I. 開口絞り150Hは、上述した4つの矩形155と中央に遮光部153H を有する矩形156Aからなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153H 及び153H とを有する。 Aperture stop 150H includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a rectangular 156A having a light shielding portion 153H 2 in the center and four rectangular 155 described above, and a light shielding portion 153H 1 and 153H 2 transmissivity 0. 矩形156Aは、一つの回折光のみが瞳面320に入射する領域を厳密に画定するために、矩形156の中心部に略菱形の遮光部153H を有する。 Rectangle 156A, in order to strictly define the region where only one of the diffracted light is incident on the pupil plane 320, a light-blocking portion 153H 2 of substantially rhombic in the center of the rectangular 156. 開口絞り150Iは、上述した4つの矩形155と円形157からなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部153Iとを有する。 Aperture stop 150I includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising four rectangular 155 and circular 157 described above, and a light shielding portion 153I of the transmittance 0. 開口絞り150Iは、一つの回折光のみが瞳面320に入射する領域を簡単な有効光源とするため、矩形156に内接するような円形157形状を有している。 Aperture stop 150I is for an area where only one diffracted light enters the pupil plane 320 a simple effective light source has a circular 157 shaped as inscribed in rectangle 156. 開口絞り150H及び150Iの機能は開口絞り150Gと同一であるので、ここでは詳しい説明は省略する。 Since the function of the aperture stop 150H and 150I are the same as the aperture stop 150G, a detailed description thereof will be omitted.
【0053】 [0053]
また、図24は、図8に示し後述されるバイナリーマスク200に適用されて、中心が非円形状であるところの十字形状に遮光された有効光源分布を与える変形照明用絞りとして構成された開口絞り150Jの概略平面図である。 Further, FIG. 24 is applied to a binary mask 200 which will be described later shown in FIG. 8, the center is configured as a modified illumination aperture giving been effective light source distribution shading a cross shape where a non-circular opening it is a schematic plan view of the diaphragm 150 J. 図24Aにおいて開口絞り150Jは、0度、90度、180度及び270度(即ち、十字形状に)に配置されて半径方向と直交する方向に長手に形成された4つの矩形158と、当該矩形158から45度傾いて0度、90度、180度及び270度(即ち、十字形状に)に配置された扇型159とを有する。 Aperture stop 150J in FIG. 24A, 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees (i.e., a cross shape) and four rectangular 158 formed longitudinally in the direction orthogonal to the radial direction are arranged, the rectangular with 158 from 45 degrees inclined 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° (i.e., a cross shape) and a fan-shaped 159 which is disposed. 開口絞り150Gは、矩形158及び扇型159からなる透過率1の光透過部と、透過率0の外周に位置する遮光部153J 及び中心に十字形状を有する遮光部153J とを有する。 Aperture stop 150G includes a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a rectangular 158 and fan-shaped 159, and a light shielding portion 153J 2 having a cross-shaped light-shielding portion 153J 1 and center located on the outer periphery of the transmittance 0. なお、ここでは光透過部を矩形158と扇形159とを独立して記載したが、通常これらは連続する一つの光透過部として構成される。 Here, it has been described in the light transmitting portion independently a rectangle 158 and the fan 159 is generally configured as a light transmitting portion of one of these continuous. その一例としての本発明に係る絞りの好ましい形態の一例が図24Bに示してある。 An example of a preferred embodiment of the diaphragm according to the present invention as an example is shown in Figure 24B.
【0054】 [0054]
矩形158は、4つの矩形158のそれぞれが斜入射照明を行うように位置を設定することで、2つの回折光(0次回折光と+1次回折光又は−1次回折光)が投影光学系300の瞳面320に入射する有効光源分布を有する照明光をもたらし、プレート400面上で干渉縞を形成する。 Rectangle 158, by each of the four rectangular 158 sets the position to perform oblique illumination, two diffracted beams (0-order diffracted light and the + 1st-order diffracted light or the -1st-order diffracted light) pupil of the projection optical system 300 It brings illumination light having an effective light source distribution incident on the surface 320, forming interference fringes on the plate 400 surface. 一方、扇形159は、投影光学系300の瞳面320であって且つ第1の照明光を邪魔しないような領域に少なくとも一つの回折光が入射する有効光源分布を有する照明光をもたらし、偽解像パターンを抑制しコンタクトホールパターンを強調する。 On the other hand, sector 159, results in an illumination light having at least an effective light source distribution one diffracted light is incident on a region that does not interfere with a pupil plane 320 and a first illumination light of the projection optical system 300, the false solutions emphasizing the contact hole pattern to suppress the image pattern.
【0055】 [0055]
以上説明した照明用開口絞り150A〜150Jは、σ=1に達する有効光源を作り出していることに特徴があり、我々の検討によればσ>0.9の位置に有効光源の最も外側(軸外)の部分があるのが好ましい。 The above-described 150A~150J illumination diaphragm aperture that is characterized by that it produced an effective light source reaching the sigma = 1, the outermost (the axis of our effective light source at the position of The sigma> 0.9 according to the study there is preferably part of the outer). 例えば図24Bの絞りにおける有効光源は外側の円の直径がσ=0.92の担当する大きさをもつ。 For example, an effective light source in the diaphragm of FIG. 24B has a size that the diameter of the outer circle in charge of sigma = 0.92. この外側の円の直径は0.9<σ<1が好ましい。 The diameter of the outer circle 0.9 <σ <1 is preferred.
【0056】 [0056]
複数種類の開口絞り150の中から所望の開口絞り150を選択するためには、開口絞り150A乃至150F及び150G乃至150Jを、例えば、図示しない円盤状ターレットに配置して切り替えの際にターレットを回転させればよい。 To select a desired aperture stop 150 from among a plurality of types of aperture stops 150, rotating the aperture stop 150A through 150F and 150G to 150 J, for example, the turret when switching arranged in a disk shape turret (not shown) it is sufficient to. なお、かかるターレットには光軸にピークを有する照明光のみを与える円形開口を有する開口絞りや軸外にピークを有する照明光のみを与える(図18に示すような)開口絞りを搭載することができる。 Incidentally, be mounted (as shown in Figure 18) an aperture stop to provide only illumination light having a peak out of the aperture stop and the shaft having a circular opening to provide only illumination light having a peak in the optical axis in such a turret it can. これにより、照明装置120は、まず、光軸にピークを有する照明光及び軸外にピークを有する照明光のうちの一方によりマスク200を照明し、その後、他方によりマスク200を照明することができる。 Accordingly, the lighting device 120, first, illuminates the mask 200 by one of the illumination light having an illumination light and a peak in the off-axis has a peak at the optical axis, then it is possible to illuminate the mask 200 by the other . 光軸にピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明光とが合成された照明光において、上述の露光量調整部132は、それぞれの露光量比を変化させることができる。 In the illumination light and the illumination light is synthesized with peaks at off-axis illumination light having a peak at the optical axis, an exposure amount adjustment unit 132 described above can be varied each exposure amount ratio.
【0057】 [0057]
また、同様に、かかるターレットには2つの回折光が投影光学系300の瞳面320に入射するような照明光のみを与える十字に配された4つの矩形155又は矩形158が形成された開口を有する開口絞りや、一つの回折光が入射するような照明光のみを与える矩形156(又は、矩形156A、円形157)又は4つの扇型159が形成された開口を有する開口絞りを搭載することができる。 Similarly, the four openings rectangle 155 or rectangle 158 is formed such arranged in a cross to provide only illumination light as in accordance turret two diffracted light enters the pupil plane 320 of the projection optical system 300 an aperture stop and has a rectangular 156 a diffracted light only provide illumination light as incident (or, the rectangular 156A, circular 157) to be mounted on an aperture stop having an opening or four fan-159 is formed it can. これにより、照明装置120は、まず、2つの回折光が投影光学系300の瞳面320に入射するような照明光及び一つの回折光が入射するような照明光のうちの一方によりマスク200を照明し、その後、他方によりマスク200を照明することができる。 Thus, the lighting apparatus 120, first, a mask 200 by one of the illumination light as the illumination light and a diffracted light as the two diffracted light enters the pupil plane 320 of the projection optical system 300 is incident illuminated, then it is possible to illuminate the mask 200 by the other. 両者の照明光とが合成された照明光において、上述の露光量調整部132は、それぞれの露光量比を変化させることができる。 In the illumination light and both the illumination light is synthesized, exposure adjustment section 132 described above, it is possible to change the respective exposure amount ratio.
【0058】 [0058]
コンデンサーレンズ160はハエの目レンズ140から出た光をできるだけ多く集めて主光線が平行、すなわちテレセントリックになるようにマスク200をケーラー照明する。 The condenser lens 160 is often collected chief ray as possible light emitted from the fly-eye lens 140 is parallel, i.e. Koehler-illuminates the mask 200 so that the telecentric. マスク200とハエの目レンズ140の出射面140bとはフーリエ変換の関係に配置されている。 They are arranged in a relationship of the Fourier transform and the exit surface 140b of the mask 200 and fly-eye lens 140.
【0059】 [0059]
露光装置は、必要があれば、照度ムラ制御用の幅可変スリットや走査中の露光領域制限用のマスキングブレード(絞り又はスリット)等を有する。 Exposure apparatus, if necessary, have a fixed-width variable slit and the scanning in of the masking blade for exposure area limiting for controlling illuminance unevenness (aperture or slit). マスキングブレードが設けられる場合にはマスキングブレードとハエの目レンズ140の出射面140bとはフーリエ変換の関係に配置され、マスク200面と光学的に略共役な位置に設けられる。 The exit surface 140b of the masking blade and the fly-eye lens 140 when the masking blade is provided arranged in a relationship of the Fourier transform, provided on the mask 200 surface and optically substantially conjugate position. マスキングブレードの開口部を透過した光束をマスク200の照明光として使用する。 Using the light beam transmitted through the aperture of the masking blade as the illumination light of the mask 200. マスキングブレードは開口幅を自動可変できる絞りであり、後述するプレート400の(開口スリットの)転写領域を縦方向で変更可能にする。 Masking blade is a stop that can automatically variable opening width, to allow changes to be described later plates 400 (the opening slit) transfer area in the longitudinal direction. また、露光装置は、プレート400の(1ショットのスキャン露光領域としての)転写領域の横方向を変更可能にする、上述のマスキングブレードと類似した構造のスキャンブレードを更に有してもよい。 The exposure apparatus can change the lateral (as one shot scan exposure area) transfer area of ​​the plate 400 may further include a scan blade, with a structure similar to the above masking blade. スキャンブレードも開口幅が自動可変できる絞りであり、マスク200面と光学的にほぼ共役な位置に設けられる。 The scan blade is also a stop having an automatically variable opening width, it is provided on the mask 200 surface and optically approximately conjugate position. これにより露光装置は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行うショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定することができる。 Thus exposure apparatus, it is possible to set the dimensions of the transfer area in accordance with the dimensions of an exposure shot using these two variable blades.
【0060】 [0060]
マスク200は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン(又は像)が形成され、図示しないマスクステージに支持及び駆動される。 Mask 200 may, for example, of quartz, the circuit pattern to be transferred onto (or an image) to be formed, and is supported and driven by a mask stage (not shown). マスク200から発せられた回折光は投影光学系300を通りプレート400上に投影される。 Diffracted light emitted from the mask 200 is projected onto the plate 400 a projection optical system 300. プレート400は、被処理体でありレジストが塗布されている。 Plate 400 is coated with a resist and an object to be processed. マスク200とプレート400とは光学的に共役の関係に配置される。 The mask 200 and the plate 400 are located in an optically conjugate relationship. 本実施形態の露光装置はステップアンドスキャン方式の露光装置(即ち、スキャナー)であるため、マスク200とプレート400を走査することによりマスク200のパターンをプレート400上に転写する。 The exposure apparatus of the present embodiment step-and-scan exposure apparatus (i.e., a scanner) because it is, the pattern of the mask 200 is transferred onto the plate 400 by scanning the mask 200 and the plate 400. なお、ステップアンドリピート方式の露光装置(即ち、「ステッパー」)であれば、マスク200とプレート400とを静止させた状態で露光を行う。 Incidentally, a step-and-repeat exposure apparatus (i.e., "a stepper") If, perform exposure are kept stationary and the mask 200 and the plate 400.
【0061】 [0061]
マスクステージは、マスク200を支持して図示しない移動機構に接続されている。 The mask stage is connected to a moving mechanism (not shown) supports the mask 200. マスクステージ及び投影光学系300は、例えば、床等に載置されたベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ鏡筒定盤上に設けられる。 The mask stage and the projection optical system 300 is provided, for example, on a stage barrel stool supported on a base frame placed on the floor or the like through a damper or the like. マスクステージは、当業界周知のいかなる構成をも適用できる。 The mask stage may use any structure known in the art. 図示しない移動機構はリニアモータなどで構成され、XY方向にマスクステージを駆動することでマスク200を移動することができる。 Moving mechanism (not shown) is constituted by a linear motor, thus moving the mask 200 by driving the mask stage in the XY direction. 露光装置は、マスク200とプレート400を図示しない制御機構によって同期した状態で走査する。 Exposure device scans in sync by a control mechanism (not shown) of the mask 200 and the plate 400.
【0062】 [0062]
本発明の一側面としてのマスク200は、その上に2次元に配列されたコンタクトホールパターンが形成され、所望の位置のコンタクトホール径を他のコンタクトホール径よりも大きくされている。 Mask 200 according to one aspect of the present invention, the contact hole patterns arranged two-dimensionally on are formed, is larger than the other diameter of the contact hole contact hole diameter of the desired position.
【0063】 [0063]
本発明のマスク200のパターン構成を説明するために、まず、所望のコンタクトホールのパターンを説明する。 To illustrate the pattern configuration of the mask 200 of the present invention, it will be described first desired pattern of contact holes. ここで、所望のコンタクトホールのパターンを、例えば、図14に示すようなパターンとする。 Here, the pattern of the desired contact hole, e.g., a pattern as shown in FIG. 14. ここで、図14は、所望のコンタクトホールのパターンを形成したバイナリーマスク20Aの概略平面図である。 Here, FIG. 14 is a schematic plan view of a binary mask 20A forming a desired pattern of contact holes. バイナリーマスク20Aは、透過率1の光透過部22と透過率0の遮光部24Aとから構成されて、各光透過部22の位相は等しい。 Binary mask 20A is formed of a light transmitting portion 22 of the transmission 1 and the light shielding portion 24A of the transmittance 0, the phase of the light transmitting portion 22 are equal. コンタクトホール22は、ホール径をPとすると横方向(X方向)にピッチPx=2Pで整列し、縦方向(Y方向)にピッチPy=4Pで整列して、コンタクトホール列を2次元的に形成する。 Contact holes 22 are aligned at a pitch Px = 2P in the transverse direction (X-direction) when the hole diameter is P, in the longitudinal direction (Y direction) aligned with a pitch Py = 4P, the contact hole array the two-dimensional Form. ここで、コンタクトホール22のホール径は約0.15μm以下、例えば、0.12μmとする。 The hole diameter of the contact hole 22 is about 0.15μm or less, for example, to 0.12 .mu.m. 後述する投影光学系300はKrF(波長248nm)でNAを0.60とする。 Described below projection optical system 300 is set to 0.60 NA with KrF (wavelength 248 nm). この場合、数式1に示すk ファクターは0.29である。 In this case, k 1 factor shown in Equation 1 is 0.29.
【0064】 [0064]
図15は、開口絞り150が円形開口151のみを有する絞りを使用して(即ち、垂直入射する小σ照明を使用して)マスク20Aを照明した場合に後述する投影光学系300の瞳面320上に現れる回折光の分布を示す概略平面図である。 15, the aperture stop 150 using a diaphragm having only circular opening 151 (i.e., using a small σ illumination for vertical incidence) pupil plane of the projection optical system 300 described later when illuminating a mask 20A 320 it is a schematic plan view showing the distribution of diffracted light appearing above. バイナリーマスク20Aを小σ照明で垂直に照明すると、上述したように、0次回折光と±1次回折光とが生じる。 When illuminated perpendicularly small σ illumination binary mask 20A, as described above, 0-order diffracted light and ± 1-order diffracted light is generated. コンタクトホール22のホール径が微小であり、X方向にホール径Pの2倍のピッチPxで整列しているため、図15のX方向には0次回折光だけが瞳320上に入射して±1次回折光は瞳320からはずれてしまい、被露光面(プレート400)上にはパターンができない。 Diameter of the contact hole 22 is minute, since the X-direction are aligned at twice the pitch Px of hole diameter P, only zero-order diffracted light in the X direction in FIG. 15 is incident on the pupil 320 ± 1-order diffracted light deviates from the pupil 320, it can not be patterned on top exposed surface (plate 400). 一方、コンタクトホール22はY方向にホール径Pの4倍のピッチPyで整列しているため、このピッチPyに相当する±1次回折光は瞳320に入射するが、ホール径Pに相当する回折光は瞳320の外側にはみ出し、所望のパターンにはならない。 On the other hand, the contact hole 22 is because it is aligned at four times the pitch Py of the hole diameter P in the Y direction, ± 1-order diffracted light corresponding to this pitch Py is incident on the pupil 320, corresponding to the hole diameter P diffraction light caught outside the pupil 320, not in the desired pattern. 照明光を軸外にピークを有する照明光として、回折光を投影光学系の瞳の内側に入れることによりある程度は解像することは可能であるが、それだけでは、ホール像の形状が悪く、焦点深度内での結像特性も悪い。 As illumination light having a peak illumination light to off-axis, but to some extent by placing the diffracted light on the inside of the pupil of the projection optical system it is possible to resolve, it alone has poor shape of the hole image, focus imaging properties in the depths bad.
【0065】 [0065]
そこで、所望のコンタクトホール22と同一のホール径のダミーのコンタクトホール26を図14に示す所望のコンタクトホール22に加えることによって、所望のコンタクトホール22のパターンとダミーのコンタクトホール26のパターンとが2次元的に配列されたコンタクトホールパターンを有するバイナリーマスク20Bを、図16に示すように、作成した。 Therefore, by adding a dummy contact hole 26 of the same hole diameter and the desired contact hole 22 to a desired contact hole 22 shown in FIG. 14, and the pattern of the contact hole 26 of the pattern and the dummy desired contact hole 22 the binary mask 20B having a two-dimensional arrayed contact hole pattern, as shown in FIG. 16 was prepared. ここで、図16はマスク20Bの概略平面図である。 Here, FIG. 16 is a schematic plan view of the mask 20B. バイナリーマスク20Bはコンタクトホール22及び26からなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部24Bとを有する。 Binary mask 20B has a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a contact hole 22 and 26, and a light shielding portion 24B of the transmittance 0. また、各光透過部の位相は全て等しく0度に設定されている。 The phase of the light transmitting portion are all set to equal 0 degrees.
【0066】 [0066]
図17(a)は、開口絞り150に4つの円形開口32を有する図18に示す十字(四重極)照明絞り15を使用して(即ち、斜めに入射する軸外にピークを有する照明光を使用して)マスク20Bを照明した場合に後述する投影光学系300の瞳面320上に現れる回折光の分布を説明するための概略平面図である。 FIG. 17 (a), using the four-way (quadrupole) illumination diaphragm 15 shown in FIG. 18 with four circular openings 32 in the aperture stop 150 (i.e., illumination light having a peak off the axis that obliquely incident is a schematic plan view for explaining to) distribution of the diffracted light appearing on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 described later when illuminating the mask 20B use. ここで、図18は、十字(四重極)照明絞り30の概略平面図である。 Here, FIG. 18 is a cross (quadrupole) is a schematic plan view of the illumination diaphragm 30. 絞り30は、絞り150Aから中心円151が除去された絞りに相当し、4つの円152と同一の4つの円32からなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部34とを有する。 Diaphragm 30, a diaphragm center ¥ 151 corresponds to aperture removed from 150A, four circles 152 and the light transmitting portion of the transmission 1 of the same four circles 32, and a light shielding portion 34 of the transmittance 0 a.
【0067】 [0067]
図17(a)及び(b)は、垂直照明光を十字照明光に変更すると図15に示す状態から図35に示す状態に変化することを示している。 Figure 17 (a) and (b) shows that the change by changing the vertical illumination light to cross the illumination light from the state shown in FIG. 15 to the state shown in FIG. 35. これは、図15において、例えば、右側(X方向)の+1次回折光は斜入射照明により左側に移動して0次回折光が瞳面320の左側に+1次回折光が瞳面320の右側に入射することから理解されるであろう(図17(a)に示す320cに相当)。 This is because, in FIG. 15, for example, the right side (X direction) of the + 1st-order diffracted light is + 1st order diffracted light is moved to the left side zero-order diffracted light on the left side of the pupil plane 320 by oblique illumination is incident on the right side of the pupil plane 320 it will be understood from (corresponding to 320c shown in FIG. 17 (a)).
【0068】 [0068]
バイナリーマスク20Bを小さなσの照明光で垂直に照明すると、上述したように、0次回折光と+1次又は−1次回折光とが生じる。 When illuminated vertically binary mask 20B with illumination light of a small sigma, as described above, 0-order diffracted light and the +1 order or -1 order diffraction light occurs. 4つの開口152を介して4方向から各々斜入射することにより、瞳面320a乃至dには0次回折光と+1次又は−1次回折光とが入射し、図17(b)は、これが構成されて瞳面320の光強度分布が形成されることを示している。 By each obliquely enters from four directions through the four openings 152, the pupil plane 320a to d 0 and the order diffracted light and the +1 order or -1 order diffraction light is incident, FIG. 17 (b), which is constituted It shows that the light intensity distribution in a pupil plane 320 is formed Te. これより、図16に示す微細なコンタクトホールパターンは、軸外にピークを有する照明光によって露光できるが、このままでは所望のコンタクトホール22のパターンだけでなくダミーのコンタクトホール26のパターンもプレート400に転写してしまうことが理解される。 Than this, fine contact hole pattern shown in FIG. 16, can be exposed by illumination light having a peak off-axis, the patterns plates 400 of the dummy contact hole 26 as well as the pattern of a desired contact hole 22 in this state it is understood that result in transfer.
【0069】 [0069]
以下、図8を参照して本実施形態のマスク200を説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 8 illustrating the mask 200 of the present embodiment. ここで、図8はマスク200の概略平面図である。 Here, FIG. 8 is a schematic plan view of the mask 200. マスク200は、マスク20Bにおいて所望のコンタクトホール22のみのホール径を拡大することによって構成されている。 Mask 200 is constructed by enlarging the hole diameter of only the desired contact hole 22 in the mask 20B. マスク200には、図8に示すように、所望のコンタクトホール210のパターンと、ダミーのコンタクトホール220のパターンとが2次元的に配列されたコンタクトパターンが形成されている。 The mask 200, as shown in FIG. 8, a desired pattern of contact holes 210, the pattern of the dummy contact hole 220 is two-dimensionally arranged contact patterns are formed. マスク200は、コンタクトホール210及び220からなる透過率1の光透過部と、透過率0の遮光部230とを有するバイナリーマスクである。 Mask 200 is a binary mask having a light transmitting portion of the transmission 1 comprising a contact hole 210 and 220, and a light shielding portion 230 of the transmission zero. また、各光透過部の位相は全て等しく0度に設定されている。 The phase of the light transmitting portion are all set to equal 0 degrees. 所望のコンタクトホール210は、ダミーのコンタクトホール220よりもホール径が約25%大きいので露光量が増加する。 Desired contact hole 210, the exposure amount since the hole diameter is about 25% greater than the dummy contact hole 220 is increased.
【0070】 [0070]
また、本発明の一の形態は、上述した開口絞り150(150A乃至150F)を利用してマスク200を光軸付近にピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明光とが合成された照明光によって露光を行う。 Further, one form of the present invention includes an illumination light is synthesized with peaks at off-axis illumination light having a peak near the optical axis of the mask 200 by using the aperture stop 150 described above (150A to 150F) performing exposure by illumination light. 軸外にピークを有する照明光によりマスク200を照明するとコントラストが強調された周期性のあるコンタクトホールパターンの強度分布をプレート400上で得ることができる。 It is possible to obtain an intensity distribution of the contact hole pattern when illuminating the mask 200 contrast with enhanced periodic illumination light having a peak off the axis on the plate 400. 光軸付近にピークを有する照明光によりマスク200を照明すると所望のコンタクトホール22のパターンが強調された、周期性のないパターンの強度分布をプレート400上で得ることができる。 Pattern of the illumination light and illuminates the mask 200 desired contact hole 22 having a peak near the optical axis is emphasized, it is possible to obtain the intensity distribution of the non-periodic pattern on the plate 400. また、本発明の別の形態は、上述した開口絞り150G乃至150Jを利用してマスク200を、当該マスク200によって生じる回折光のうち2つの回折光が投影光学系300の瞳面320に入射するような照明光(この照明光を便宜的に第1の照明光とする。)と投影光学系300の瞳面320であって第1の照明光を邪魔しないような領域に少なくとも一つの回折光が入射するような照明光とが合成された照明光によって露光を行う。 Another aspect of the present invention, the mask 200 by using the aperture stop 150G to 150J described above, the two diffracted light among diffracted light generated by the mask 200 is incident on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 such illumination light (the illumination light and the convenience first illumination light.) and at least one of the diffracted light in a region that does not interfere with the first illumination light to a pupil plane 320 of the projection optical system 300 There performs exposure by illumination light and illumination light are synthesized as incident. 2つの回折光を瞳面320に入れることにより二光束の干渉縞をもたらし、コントラストが強調された周期性のあるコンタクトホールパターンの強度分布をプレート400上で得ることができる。 By placing the two diffracted beams on the pupil plane 320 results in an interference pattern of two beams, it is possible to obtain the intensity distribution of the contact hole pattern of periodic contrast is emphasized on the plate 400. 一つの回折光を瞳面320上で第1の照明光を邪魔しないような領域に入れることにより、第1の照明光によって生じる偽解像パターンが抑制されコンタクトホールパターンが強調される強度分布をプレート400上で得ることができる。 By placing the one of the diffracted light in a region that does not interfere with the first illumination light on the pupil plane 320, the intensity distribution the contact hole pattern is spurious resolution pattern caused by the first illumination light suppression is emphasized it can be obtained on the plate 400.
【0071】 [0071]
この結果、これら2つの照明光を合成すると共に、後述するプレート400レジストの閾値を適当に選択することによって、1回の露光で所望のコンタクトホール210のパターンをプレート400のレジストに、高品質に(即ち、所望のコンタクトホール210の形状をそろえて、かつ、焦点深度内で変動しても結像性能良く)転写することができる。 As a result, the synthesizing these two illumination light, by appropriately selecting the threshold below which the plate 400 resist, a desired pattern of contact holes 210 a single exposure to the resist of the plate 400, the high-quality (i.e., the desired align the shape of the contact hole 210, and may imaging performance even vary within the depth of focus) can be transferred.
【0072】 [0072]
マスク200は、図9に示すマスク200Aに置換されてもよい。 Mask 200 may be replaced with the mask 200A shown in FIG. ここで、図9(A)はマスク200Aの概略平面図であり、図9(B)はマスク200Aの光透過部の位相状態を説明するための概略平面図である。 Here, FIG. 9 (A) is a schematic plan view of the mask 200A, and FIG. 9 (B) is a schematic plan view for illustrating the phase states of the light transmitting portion of the mask 200A. マスク200Aは、図9(A)に示すように、かつ、マスク200と同様に、所望のコンタクトホール210のパターンとダミーのコンタクトホール220のパターンとが2次元的に配列されたコンタクトホールパターンが形成されている。 Mask 200A, as shown in FIG. 9 (A), and, similarly to the mask 200, the pattern of the pattern and the dummy contact hole 220 having a desired contact hole 210 is two-dimensionally arrayed contact hole pattern It is formed. しかし、マスク200Aは位相シフトマスクである点でマスク200と相違する。 However, the mask 200A is different from the mask 200 in that a phase shift mask. 即ち、マスク200Aは、図9(B)に示すように、コンタクトホールパターンが隣接するコンタクトホール240及び250が市松状に位相が0度と180度に設定されている。 That is, the mask 200A, as shown in FIG. 9 (B), the contact holes 240 and 250 a contact hole pattern is adjacent phase in a checkered pattern is set to 0 degrees and 180 degrees. 位相シフトマスクを使用すると、隣接する光透過部を通過する0次回折光が打ち消されるので、±1次回折光が結像に使用される。 Using a phase shift mask, since the 0-order diffracted light that passes through the adjacent light transmitting portion is canceled out, ± 1-order diffracted light is used for imaging. ±1次回折光は光強度が等しいので、0次回折光と+1次又は−1次回折光を使用する場合に比べて、干渉縞として得られるパターンのコントラストは大きくなり、プレート400上に良好なパターンが得られることになる。 Since ± 1-order diffracted light is the light intensity is equal 0 when compared to using order diffracted light and the +1 order or -1 order diffracted light, the contrast of the resulting pattern as interference fringes increases, a good pattern on the plate 400 It will be obtained.
【0073】 [0073]
位相シフトマスク200Aを使用した場合の回折について図12を参照してより詳しく説明する。 Diffraction with reference to FIG. 12 will be described in more detail in the case of using a phase shift mask 200A. ここで、図12は、位相シフトマスク200Aを開口絞り150Aを使用して照明した場合に軸外にピークを有する照明光によって瞳面320に現れる回折光の分布である。 Here, FIG. 12 is a distribution of the diffracted light appearing on the pupil plane 320 with illumination light having a peak in the off-axis when illuminated using an aperture stop 150A phase shift mask 200A.
【0074】 [0074]
一方、十字垂直入射の場合には図12に示すように全ての回折光が瞳面320からはずれて結像しないが、照明光を十字斜入射とすると各回折光の瞳面320上の位置は矢印で示す方向にずれ、黒丸で示す位置に移動する。 On the other hand, all of the diffracted light as shown in FIG. 12 in the case of the cross vertical incidence is not imaged out of the pupil plane 320, when the illumination light is a cross oblique incident position on the pupil plane 320 of the diffracted light shift in the direction indicated by the arrow, it moves to the position indicated by a black circle. 瞳面320上の縦方向2つの回折光の干渉縞による横線状の強度分布と、横方向2つの干渉縞による縦線状の強度分布がプレート400面上では重なり、交点に所望のコンタクトホール210のパターンが形成される。 And horizontal shape of the intensity distribution caused by interference fringes in the vertical direction the two diffracted light on the pupil plane 320, overlap on two lateral interference 400 side vertical line-shaped intensity distribution plate by stripes, the intersection to the desired contact hole 210 pattern is formed. 所望のコンタクトホール210のホール径を大きくしてあるので、所望のコンタクトホールのみ強度が大きく、レジストの閾値をこの部分が像となるように設定してやることにより、所望のパターンを得ることができる。 Since is made larger the hole diameter of the desired contact holes 210, only the intensity is large desired contact hole, the threshold of the resist this part by'll set so that the image, it is possible to obtain a desired pattern.
【0075】 [0075]
一方、光軸付近にピークを有する照明光は所望のコンタクトホール形状を他の軸外のピークを持つ照明と合わせて良くする効果を示す。 On the other hand, illumination light having a peak near the optical axis shows the effect of improving together with illumination having a peak outside the other axis a desired contact hole shape.
【0076】 [0076]
図12に示す状態は、当初45度の位置にあった回折光がσ= 1の位置に移動しているために解像度は(1/√2)となる。 State shown in FIG. 12, the resolution will be (1 / √2) in order diffracted light that was in the position of the initially 45 ° is moved to the position of sigma = 1. 換言すれば、位相シフトマスク200 と軸外にピークを有する照明光を組み合わせることにより、従来はL&Sパターンの解像線幅の√2倍までがコンタクトホールパターンの限界解像に近い解像度であったものが、L&Sパターンの解像線幅と同様の解像度を得られるようになっている。 In other words, by combining the illumination light with a peak in the off-axis and the phase shift mask 200 A, conventionally there by L & S pattern resolution to √2 times the resolution line width is close to the resolution limit of the contact hole pattern what it was is adapted to obtain the same resolution and resolution line width of L & S patterns.
【0077】 [0077]
また、コンタクトホールのピッチが小さいと位相シフトマスク200Aを用いて少σ照明をした場合には、投影光学系300の瞳面320上における回折光は瞳から外れてしまう。 Also, when the pitch of the contact hole is small the small σ illumination using a phase shift mask 200A is diffracted light on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 is deviated from the pupil. このように、コンタクトホールのピッチが小さいと回折光は、図25に示すように黒丸で示す1乃至4の位置に回折され、このような条件のもとではパターンが形成されない。 Thus, the diffracted light and the pitch of the contact hole is small, is diffracted in the first to fourth position indicated by a black circle as shown in FIG. 25, no pattern is formed under such conditions. ここで、図25は、図9に示す位相シフトマスク200Aに小σ照明したときの瞳面320上の回折光の位置と、斜入射照明をしたときの回折光の移動する位置を示した模式図である。 Here, FIG. 25 is a schematic showing the position of the diffracted light on the pupil plane 320 when the lighting small σ phase shift mask 200A shown in FIG. 9, the moving position of the diffracted light upon oblique incidence illumination it is a diagram.
【0078】 [0078]
そこで、これらの回折光が瞳に入るような照明をする必要がある。 Therefore, these diffracted light needs to illumination as fall pupil. 例えば、2つの回折光2及び4が図25に実線の矩形で示されるような瞳面320上の領域に入射するようにするには、図26(a)で示される有効光源面において暗い矩形として示される領域aに斜入射照明を設定すればよい。 For example, to two diffracted beams 2 and 4 are incident on the area on the pupil plane 320 as shown by the solid line rectangle in Figure 25, the dark rectangle in the effective light source plane shown in Figure 26 (a) it may be set off-axis illumination in the region a shown as. これにより、2'、4'で示される回折光は明るい矩形として示される領域bにそれぞれ移動し、図25に実線で示す矩形領域に回折光2及び4が入射して瞳に入射することになる。 Thus, 2 ', 4' diffracted light indicated by the moved respectively in the region b, shown as a bright rectangular, that diffracted light 2 and 4 in the rectangular area indicated by a solid line in FIG. 25 is incident on the pupil enters Become. 一つの矩形で示される有効光源で2つの回折光が瞳に入射し、両者の干渉によりプレート400面上に等ピッチの直線状の干渉縞が形成される。 Incident on the two diffracted lights pupil an effective light source shown by one rectangle, an equal pitch linear interference fringes on the plate 400 surface is formed by the interference therebetween. このような矩形の有効光源領域aを図26(b)に示すように4つ組み合わせることにより、プレート400面上には縦と横の等ピッチ直線状の干渉縞が形成され、光強度の重なった交点に強度が大きい部分と小さい部分が2次元周期的に現れる。 By combining four to indicate the effective light source region a of such rectangle in FIG. 26 (b), equal pitch linear interference fringes of the vertical and horizontal are formed in the plate 400 on the surfaces of, overlapping light intensity intersection strength is large portion and a small portion was two-dimensionally appears periodically. このときの有効光源分布は図26(c)に示すような半径方向に長手を有する十字の矩形となる分布を有する。 Effective light source distribution in this case has a rectangular and made distribution of cross having a longitudinal radially as shown in FIG. 26 (c). ここで、図26は有効光源分布を説明するための模式図である。 Here, FIG. 26 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【0079】 [0079]
位相シフトマスク200Aのように、マスク上のパターンとして所望の部分のみコンタクトホールのホール径の大きさを大きくしておけば、その部分のみ周辺より強度が大きく、所望のコンタクトホールが形成されることになる。 As the phase shift mask 200A, if you increase the size of the diameter of the contact hole only the desired portion as a pattern on the mask, greater strength than the peripheral only that portion, the desired contact hole is formed become. しかしながら、十字斜入射照明(即ち、2つの回折光が瞳に入射するような照明)のままではプレート400面上での露光量は図27に示す細い実線で描かれた波線のようになり、所望径露光量レベル(レジストの閾値)においては、所望パターンP の間に偽解像パターンP が生じてしまう。 However, cross-axis illumination (i.e., illumination as two diffracted light enters the pupil) exposure amount on the plate 400 surface remains of look like a wavy line drawn by the thin solid line shown in FIG. 27, desired径露in light levels (resist threshold), the desired Nisekai image pattern P 2 between the pattern P 1 occurs. ここで、図27は十字斜入射照明及び本発明の変形照明における露光量及び当該露光量に対応するパターン400上での像を示した図である。 Here, FIG. 27 is a diagram showing an image of on the pattern 400 corresponding to the exposure amount and the exposure amount in the modified illumination of the cross-axis illumination and the present invention.
【0080】 [0080]
そこで、偽解像を抑制するための方法を本発明者が鋭意検討した結果、図28に示すように、瞳面上で2つの回折光位置を直線的に結んで表される領域cを除き、1つの回折光のみ瞳面320に入射するような有効光源分布を加えることでパターン400上の偽解像をなくすことができることを発見した。 As a result of the method for suppressing the spurious resolution present inventors have studied intensively, as shown in FIG. 28, except for the region c represented by connecting the two diffracted beams positioned linearly on the pupil plane found that it is possible to eliminate the spurious resolution on pattern 400 by adding an effective light source distribution as incident on the pupil plane 320 only one diffracted beam. ここで、図28は、瞳面320上の回折光の入射位置を示した模式図である。 Here, FIG. 28 is a schematic view showing the position of incidence of the diffracted light on the pupil plane 320. このような照明を行うためには、例えば、1つの回折光2又は4が図28に黒色の扇型で示されるような瞳面320に入射するようにすればよく、図29(a)で示される有効光源面において暗い円形の領域aとして示されるように照明を設定すればよい。 To perform such illumination, for example, may be such that one diffracted beam 2 or 4 is incident on the pupil plane 320 as indicated by fan-shaped black in FIG. 28, in FIG. 29 (a) it may be set illumination as shown as a dark circular region a in the effective light source plane shown. これにより、2'又は4'で示される回折光は明るい矩形として示される領域bにそれぞれ移動し、図28に示す黒色の扇型を含む実線で示す矩形領域に回折光2又は4が入射するので、回折光が瞳面320に入射することになる。 Thus, the diffracted light represented by 2 'or 4' respectively move to the area b shown as a bright rectangular, diffracted light 2 or 4 in the rectangular area indicated by the solid line comprising a fan-shaped black shown in FIG. 28 is incident since, so that the diffracted light incident on the pupil plane 320. このような円形の有効光源領域aを図29(b)に示すように4つ組み合わせることにより、このときの有効光源分布は図29(c)に示すような円形の有効光源となる。 By combining four to indicate such a circular effective light source region a in FIG. 29 (b), the effective light source distribution in this case is circular effective light source as shown in FIG. 29 (c). ここで、図29は有効光源分布を説明するための模式図である。 Here, FIG. 29 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【0081】 [0081]
このように、2つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図26(c)参照)と1つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図29(c)参照)を足し合わせた図30に示されるような十字型の照明で中心部が矩形の有効光源を持つ変形照明となる。 Thus, FIG. 2 of the diffracted light is the sum of the effective light source distribution incident on the pupil (see FIG. 26 (c)) and the effective light source distribution one diffraction light enters the pupil (see FIG. 29 (c)) center is modified illumination having a rectangular effective light source in cross lighting as shown in 30. このような有効光源分布を有する変形照明を行うことで、プレート400面上での露光量は図27に示す太い実線で描かれた波線のようになり、所望径露光量レベル(レジストの閾値)において、マスク200Aの所望のパターンに相当する部分の露光量のみが増加され、偽解像パターンが消失した所望パターンP のみを得ることができる。 By performing the modified illumination having such an effective light source distribution, the exposure amount on the plate 400 surface is as shown in broken lines drawn by a thick solid line shown in FIG. 27, the desired 径露 light level (resist threshold) in only exposure of a portion corresponding to the desired pattern of the mask 200A is increased, it is possible to obtain only the desired pattern P 3 of spurious resolution pattern has disappeared. ここで、図30は有効光源形状を示した図である。 Here, FIG. 30 is a diagram showing an effective light source shape.
【0082】 [0082]
なお、1つの回折光のみ瞳面320に入射するようにするためには、上述したように、例えば、1つの回折光2又は4が図28に黒色の扇型で示されるような瞳面320に入射するように照明すればよく、図31(a)で示される有効光源面において暗い扇型の領域aとして示されるように照明を設定してもよい。 In order to be incident on the pupil plane 320 only one diffracted beam, as described above, for example, the pupil plane as shown in one of the diffracted beams 2 and 4 in FIG. 28 in fan-shaped black 320 if the illumination to be incident on the well may be set illumination as shown as a dark fan-shaped region a in the effective light source plane shown in Figure 31 (a). これにより、2'又は4'で示される回折光は明るい扇型として示される領域bにそれぞれ移動し、図28に示す黒色の扇型領域に回折光2又は4が入射して瞳面320に入射することになる。 Thus, the diffracted light represented by 2 'or 4' respectively move to the area b shown as bright sectoral, the pupil plane 320 diffracted light 2 or 4 in a fan-type region of black is incident as shown in FIG. 28 It will be incident. このような扇型の有効光源領域aを図31(b)に示すように4つ組み合わせることにより、このときの有効光源分布は図31(c)に示すような中心に略菱形の中抜けを有する矩形の有効光源となる。 By combining four to indicate the effective light source region a of such fan-shaped in FIG. 31 (b), the effective light source distribution in this case is missing in the substantially rhombic mainly as shown in FIG. 31 (c) the rectangular effective light source having. ここで、図31は有効光源分布を説明するための模式図である。 Here, FIG. 31 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【0083】 [0083]
このように、2つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図26(c)参照)と1つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図31(c)参照)を足し合わせた図32に示されるような十字型の照明で中心部が矩形で、かつ矩形の中心部が略菱形の中抜けの有効光源を持つ変形照明となる。 Thus, FIG. 2 of the diffracted light is the sum of the effective light source distribution incident on the pupil (see FIG. 26 (c)) and the effective light source distribution one diffraction light enters the pupil (see FIG. 31 (c)) in the central portion in the cross-shaped illumination, as shown in 32 is rectangular, and the center of the rectangle becomes the modified illumination having an effective light source of loss in the substantially rhombic. かかる有効光源によれば、1つの回折光のみが瞳に入射する領域が厳密に画定されており、無駄な領域に光を入れないのでその分効率的である。 According to the effective light source, only one diffracted beam are strictly defined area where incident on the pupil, a correspondingly efficient because not put light to wasted space. ここで、図32は有効光源形状を示した図である。 Here, FIG. 32 is a diagram showing an effective light source shape.
【0084】 [0084]
また、1つの回折光のみ瞳面320に入射するようにするためには、上述したように、例えば、1つの回折光2又は4が図28に示される黒色の扇型に内接する円内に入射するように照明するに足りるものであり、図33(a)で示される有効光源面において暗い円形の領域aとして示されるように照明を設定してもよい。 Further, in order to be incident on the pupil plane 320 only one diffracted beam, as described above, for example, in a circle one diffraction beam 2 or the 4 inscribed in fan-shaped black shown in FIG. 28 are those sufficient for illumination to be incident, may be set illumination as shown as a dark circular region a in the effective light source plane shown in Figure 33 (a). これにより、2'又は4'で示される回折光は領域aと重なる円形の領域bにそれぞれ移動し、図28に示す黒色の扇型に内接する領域に回折光2又は4が入射して瞳面320に入射することになる。 Thus, 2 'or 4' diffracted light represented by the respectively move in a circular area b overlapping the region a, and the diffracted light 2 or 4 incident on the area to be inscribed in the fan-shaped black shown in FIG. 28 Hitomi It will be incident on the surface 320. このような円形の有効光源領域aを図33(b)に示すように4つ組み合わせることにより、このときの有効光源分布は図33(c)に示すような円形の有効光源となる。 By combining four to indicate such a circular effective light source region a in FIG. 33 (b), the effective light source distribution in this case is circular effective light source as shown in FIG. 33 (c). ここで、図33は有効光源分布を説明するための模式図である。 Here, FIG. 33 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【0085】 [0085]
このように、2つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図26(c)参照)と1つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図33(c)参照)を足し合わせた図34に示されるような十字型の照明で中心部が円形の有効光源を持つ変形照明となる。 Thus, FIG. 2 of the diffracted light is the sum of the effective light source distribution incident on the pupil (see FIG. 26 (c)) and the effective light source distribution one diffraction light enters the pupil (see FIG. 33 (c)) center is modified illumination with a circular effective light source with a cross-shaped illumination, as shown in 34. かかる有効光源によれば、一つの回折光のみが瞳に入射する領域を簡単な有効光源形状として設定することができる。 According to the effective light source, it is possible to set an area where only one diffracted light is incident on the pupil as a simple effective light source shape. ここで、図34は、有効光源形状を示した図である。 Here, FIG. 34 is a diagram showing an effective light source shape.
【0086】 [0086]
図25乃至図34を参照して位相シフトマスク200の回折光について説明したように、かかる変形照明は上述した開口絞り150G乃至150Iを用いることで可能となることが理解されるが、かかる開口絞り150G乃至150Iの形状や寸法などはこれらの回折光の特性を考慮した上で決定されなければならないことは言うまでもない。 25 to as described for the diffracted light of the phase shift mask 200 with reference to FIG. 34, but such a modified illumination be made possible by using the aperture stop 150G to 150I as described above will be appreciated, the diaphragm according opening shape and dimensions of 150G to 150I is naturally must be determined in consideration of the characteristics of these diffracted light.
【0087】 [0087]
一方、コンタクトホールのピッチが小さいとマスク200(又は透過率の異なるハーフトーンマスク)を用いて小σ照明をした場合には、投影光学系300の瞳面320上における回折光は、0次回折光を除き他の回折光は瞳外へ外れてしまう。 On the other hand, when the small σ illumination using the pitch of the contact hole is small masks 200 (or a different half-tone mask transmittance), the diffraction light on the pupil plane 320 of the projection optical system 300, zero-order diffracted light other diffracted light except for the deviates to the outside of the pupil. 図35に示すように、瞳中心を通る0次回折光10が生ずる。 As shown in FIG. 35, it occurs 0-order diffracted light 10 that passes through the pupil center. また、他の回折次数の回折光は瞳面上において、位相シフトマスクとは異なる位置へ来る。 Further, the diffracted light of other diffraction orders in the pupil plane, coming to a position different from the phase shift mask. すなわち、回折光11乃至18のようになる。 That is, as the diffracted light 11 to 18. よって、0次以外の回折光は図35のように投影レンズの瞳の外へ出てしまい、このような条件のもとではパターンが形成されない。 Therefore, diffracted light other than zero-order is come out outside the pupil of the projection lens as shown in FIG. 35, no pattern is formed under such conditions. ここで、図35は、図9に示すバイナリーマスク200に小σ照明したときの瞳面320上の回折光の位置と、斜入射照明をしたときの回折光の移動する位置を示した模式図である。 Here, FIG. 35 is a schematic view showing the position of the diffracted light on the pupil plane 320 when the lighting small σ the binary mask 200, the moving position of the diffracted light upon oblique incidence illumination shown in FIG. 9 it is.
【0088】 [0088]
そこで、これらの回折光11乃至18が瞳に入るような照明をする必要がある。 Therefore, these diffracted lights 11 to 18 are required to illumination as fall pupil. 例えば、2つの回折光10及び15を例にとって、かかる回折光が図35に示す瞳面320の斜線領域に来るようにするには、図36で示される有効光源面において、暗い矩形の領域aで示されるように斜入射照明を設定する。 For example, an example of two diffracted lights 10 and 15, in such a diffracted light to come into the hatched region of the pupil plane 320 shown in FIG. 35, the effective light source plane shown in Figure 36, the dark rectangular area a setting the oblique incident illumination as shown in. 10'及び15'で示される回折光はクロス及び斜線で示す矩形領域b 及びb にそれぞれ移動し、投影光学系300の瞳両端に入射することになる。 Diffracted light as shown at 10 'and 15' are moved respectively in the rectangular area b 1 and b 2 shown by the cross and diagonal lines, made incident on the pupil both ends of the projection optical system 300. 一つの矩形で示される有効光源で2つの回折光が瞳に入射し、両者の干渉によりプレート400面上に等ピッチの直線状の干渉縞が形成される。 Incident on the two diffracted lights pupil an effective light source shown by one rectangle, an equal pitch linear interference fringes on the plate 400 surface is formed by the interference therebetween. 同様に、2つの回折光10及び17においても10及び15で説明した斜入射照明を設定することができる。 Similarly, it is possible to set the oblique incidence illumination described in 10 and 15 even in the two diffracted lights 10 and 17. このような矩形の有効光源領域を図37に示すように4つ組み合わせることにより、プレート400面上には縦と横の等ピッチ直線状の干渉縞が形成され、光強度の重なった交点に強度が大きい部分と小さい部分が2次元周期的に現れる。 Strength effective light source region of such a rectangle by combining four as shown in FIG. 37, the plate 400 on the surfaces of the vertical and horizontal equal pitch linear interference fringes are formed, at the intersection of overlapping light intensity portion is large and a small portion is two-dimensionally appears periodically. このときの有効光源形状を図40(a)に示すように、十字に配置された瞳の半径方向に直行する方向に長手を有する4つの矩形となる。 The effective light source shape for this case, as shown in FIG. 40 (a), the four rectangular having a longitudinal direction perpendicular to the radial direction of the pupil, which are disposed in a cross.
【0089】 [0089]
マスク200上のコンタクトホール210として所望の部分のみ大きさを大きくしてあるので、その部分のみ周辺より強度が大きく、所望のコンタクトホールパターンが形成されることになる。 Since the contact holes 210 on the mask 200 is made larger magnitude only desired portions, intensity than the peripheral only that portion is large, so that the desired contact hole pattern is formed. しかしながら、単に十字型の斜入射照明をしただけではプレート400面上のパターンには、図38(a)及び(b)に示すように偽解像パターンが生じてしまい、所望のコンタクトホールパターン以外にも不必要なパターンが生まれてしまう。 However, merely in the pattern on the plate 400 surface by merely the oblique illumination in the shape of a cross, and FIG. 38 (a) and (b) the spurious resolution pattern will occur as shown, other than a desired contact hole pattern also it would be born unnecessary pattern. ここで、図38は十字型開口絞り及び本実施形態の開口絞りと、当該開口絞りに対して斜入射照明を行ったときのパターン400面上での解像パターンのシミュレーションを示した図である。 Here, FIG. 38 is a graph showing the aperture of the cross-shaped aperture stop and the present embodiment, the simulation of the resolution patterns on the pattern 400 surface when performing oblique incidence illumination with respect to the aperture stop .
【0090】 [0090]
そこで、図35に示すように、瞳面320上で2つの回折光位置を直線的に結んで表される領域cを除き、少なくとも1つの回折光のみ瞳面320に入射する有効光源分布を加える。 Therefore, as shown in FIG. 35, except for the region c represented by connecting the two diffracted lights located on the linearly pupil plane 320, adding an effective light source distribution incident on the pupil plane 320 only at least one diffracted light . この場合は一つの回折光としては0次光とするのが斜入射角を小さくできるので都合が良い。 Convenient because this can reduce the oblique incident angle that as one of the diffracted light and 0 order light. 図39に有効光源分布の一例を示す。 Figure 39 shows an example of effective light source distribution. このような照明を行うためには、例えば、1つの回折光10'が有効光源面において暗い扇型の領域aとして示されるように照明を設定すればよい。 To perform such illumination, for example, may be set illumination as shown as one area a dark sectoral in diffracted light 10 'is the effective light source plane. これにより、10'で示される回折光は明るい扇型として示される領域bにそれぞれ移動し、回折光が瞳面320に入射することになる。 Thus, the diffracted light indicated by 10 'respectively move to the area b shown as bright sectoral, the diffracted light to be incident on the pupil plane 320. このような条件に相当するものは合計4つ存在し、結局図40(b)に示すような形の有効光源となる。 Such equivalent to conditions present total of four, the shape effective light source such as the end shown in Figure 40 (b).
【0091】 [0091]
このように、照明系は、2つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図40(a)参照)と、1つの回折光が瞳に入射する有効光源分布(図40(b)参照)を足し合わせた、図40(c)に示されるような中央が十字状に抜けた有効光源を持つ変形照明を行うことができる。 Thus, the illumination system, the effective light source distribution two diffracted light enters the pupil (see FIG. 40 (a)), (see FIG. 40 (b)) the effective light source distribution one diffraction light enters the pupil the sum, the center as shown in FIG. 40 (c) can be performed modified illumination with an effective light source has passed through the cross-shaped. このような有効光源分布を有する変形照明を行うことで、プレート400面上では、図38(c)に示すように偽解像が消滅して所望のパターンのみを得られることが理解される。 By performing the modified illumination having such an effective light source distribution, on the plate 400 surface it is understood to obtain only the desired pattern false resolution disappeared as shown in FIG. 38 (c).
【0092】 [0092]
図35乃至図40を参照して説明したように、かかる変形照明は上述した開口絞り150Jを用いることで可能となることが理解されるが、かかる開口絞り150Jの形状や寸法などはこれらの回折光の特性を考慮した上で決定されなければならないことは言うまでもない。 35 to as described with reference to FIG. 40, but such a modified illumination be made possible by using the aperture stop 150J described above are understood, such an aperture stop on the shape and size of 150J these diffraction it goes without saying that must be determined in consideration of the characteristics of the light. 中抜けとなる十字の最適な長さはパターンのピッチにより異なり、照明系の中央が十字状に抜けた部分の十字の長手方向はパターンから生じた±1次回折光が瞳に入射しない大きさを持つ変形照明系であることが好ましい。 Optimum length of the cross as a hollowing differ by the pitch of the pattern, the cross longitudinal portion center of the illumination system has passed through the cross-shaped does not enter the pupil is ± 1-order diffracted light generated from the pattern size preferably a modified illumination system having.
【0093】 [0093]
また、マスク200は、図10に示すマスク200Bに置換されてもよい。 The mask 200 may be replaced with the mask 200B shown in FIG. 10. ここで、図10はマスク200Bの概略平面図である。 Here, FIG. 10 is a schematic plan view of a mask 200B. マスク200Bは、光透過部の全ての位相は等しいバイナリーマスクであるが、所望のコンタクトホール210の周りにあるダミーの(×印が付された)コンタクトホール260は、それ以外のダミーのコンタクト220よりもホール径が小さく設定されている点でマスク200と相違する。 Mask 200B are all the phases of the light transmitting portion is equal binary mask, a dummy (× marked with) the contact hole 260 is around the desired contact hole 210, the dummy contacts 220 otherwise It differs from the mask 200 in that hole diameter is smaller than. コンタクトホール260のホール径を小さくすることによって所望のコンタクトホール210のパターンをダミーのコンタクトホール220からより強調することができる。 The desired pattern of contact holes 210 by reducing the diameter of the contact hole 260 can be further emphasized the dummy contact hole 220. なお、マスク200Aのようにマスク200Bを位相シフトマスクとして構成してよいことはいうまでもない。 Needless to say, the mask 200B as masks 200A may be configured as a phase shift mask.
【0094】 [0094]
投影光学系300は、マスク200に形成されたコンタクトホールパターンを経た回折光をプレート400上に結像するための開口絞り320を有する。 The projection optical system 300, an aperture stop 320 for imaging the diffracted light passing through the contact hole pattern formed on the mask 200 onto the plate 400. 投影光学系300は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。 The projection optical system 300, an optical system including only a plurality of lens elements, an optical system including a plurality of lens elements and at least one concave mirror (catadioptric optical system), a plurality of lens elements and at least one of the kinoform an optical system having a diffractive optical element such, a full mirror type optical system or the like can be used. 色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。 When correction of chromatic aberration is required, or configured or use a plurality of lens units made from glass materials having different dispersion values ​​(Abbe values), a diffractive optical element dispersion of the lens element in a direction opposite to that to. 上述したように、投影光学系300の瞳面320に形成される有効光源の形状は図2乃至図7に示す形状と同様である。 As described above, the shape of the effective light source formed on the pupil plane 320 of the projection optical system 300 is similar to the shape shown in FIGS. 2-7.
【0095】 [0095]
プレート400は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。 Plate 400 in this embodiment is a wafer, comprising a liquid crystal plate and a wide range of other objects to be exposed. プレート400にはフォトレジストが塗布されている。 The plate 400 has photoresist is applied. フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。 A photoresist application step includes a pretreatment, an adhesion accelerator application treatment, a photoresist application treatment, and a pre-bake treatment. 前処理は洗浄、乾燥などを含む。 Pretreatment includes cleaning, drying, and the like. 密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質(即ち、界面活性剤塗布による疎水性化)処理であり、HMDS(Hexamethyl−disilazane)などの有機膜をコート又は蒸気処理する。 Adhesion accelerator application treatment is a surface reforming so as to enhance the adhesion between the photoresist and a base (i.e., hydrophobicity by applying a surface active agent) is a processing, an organic film such as HMDS (Hexamethyl-disilazane) coat or steamed. プリベークはベーキング(焼成)工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。 The pre-bake treatment is a baking (or burning) step, softer than that after development, which removes the solvent.
【0096】 [0096]
プレート400はウェハステージ450に支持される。 Plate 400 is supported by a wafer stage 450. ステージ450は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。 Stage 450, it is possible to use any structure known in the art, a detailed description of its structure and operation is omitted. 例えば、ステージ450はリニアモータを利用してXY方向にプレート400を移動する。 For example, the stage 450 moves the plate 400 in the XY direction using a linear motor. マスク200とプレート400は、例えば、同期して走査され、図示しないマスクステージとウェハステージ450の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。 Mask 200 and plate 400 are, for example, scanned synchronously, and the positions of the mask stage and the wafer stage 450 (not shown) are monitored, for example, by a laser interferometer, and driven at a constant speed ratio. ステージ450は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ及び投影光学系300は、例えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。 Base stage 450, for example, installed on a stage stool supported on the floor and the like through a damper, and the mask stage and the projection optical system 300, for example, barrel base is placed on the floor It is installed on a lens barrel stool (not shown) supported via a damper or the like on the frame.
【0097】 [0097]
結像位置調節装置500は、ステージ450に接続されてステージ450と共にプレート400を焦点深度の範囲内で図1に示すZ方向に移動させ、プレート400の結像位置を調節する。 Image-forming position adjusting device 500 is connected to the stage 450 to move the plate 400 together with the stage 450 in the Z direction shown in FIG. 1 in the range of the depth of focus, to adjust the imaging position of the plate 400. 露光装置は、Z方向において異なる位置に配置されたプレート400に対して露光を複数回行うことにより、焦点深度内における結像性能のばらつきをなくすことができる。 Exposure apparatus, by performing multiple times exposure to the plate 400 disposed at different positions in the Z direction, it is possible to eliminate variations of imaging performance in the depth of focus. 結像位置調節装置500は、Z方向に伸びる図示しないラックと、ステージ450に接続されてラック上を移動可能な図示しないピニオンと、ピニオンを回転させる手段など、当業界で周知のいかなる技術をも適用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。 Image-forming position adjusting device 500 includes a rack (not shown) extending in the Z direction, a pinion not movable illustrated on the rack is connected to the stage 450, such as means for rotating the pinion, any technique known in the art it is possible to apply, a detailed description thereof will be omitted.
【0098】 [0098]
露光において、レーザー112から発せられた光束は、ビーム成形系114によりそのビーム形状が所望のものに成形された後で、照明光学系120に入射する。 In exposure, the light emitted from the laser 112, after the beam shape has been molded to a desired one by the beam shaping system 114 and is incident on the illumination optical system 120. 集光光学系130は、それを通過した光束をオプティカルインテグレータ140に効率よく導入する。 Condensing optical system 130 introduces efficiently light flux passing through it to the optical integrator 140. その際、露光量調節部132が照明光の露光量を調節する。 At that time, exposure adjustment unit 132 adjusts the exposure amount of the illumination light. オプティカルインテグレータ140は照明光を均一化し、開口絞り150は、光軸付近にピークを有する照明光と軸外にピークを有する照明光とが合成された照明光を形成する。 The optical integrator 140 makes the illumination light uniform, aperture stop 150, and the illumination light to form an illumination light combined with peaks at off-axis illumination light having a peak near the optical axis. かかる照明光はコンデンサーレンズ160を介してマスク200を最適な照明条件で照明する。 Such illumination light illuminates in the optimal illumination conditions mask 200 via the condenser lens 160.
【0099】 [0099]
マスク200には、所望のコンタクトホール210のパターンと、ダミーのコンタクトホール220のパターンとが2次元的に配列されたコンタクトパターンが形成されている。 The mask 200 includes a pattern of a desired contact hole 210, and the pattern of the dummy contact hole 220 is two-dimensionally arranged contact patterns are formed. 所望のコンタクトホール210はダミーのコンタクトホール220よりもホール径が大きくされているので露光量が増加する。 Desired contact hole 210 is exposure because the hole diameter is larger than the dummy contact hole 220 is increased.
【0100】 [0100]
マスク200を通過した光束は投影光学系300の結像作用によって、プレート400上に所定倍率で縮小投影される。 Light beam having passed through the mask 200 by the imaging action of the projection optical system 300 is reduced and projected by a predetermined magnification on the plate 400. ステップアンドスキャン方式の露光装置であれば、光源部110と投影光学系300は固定して、マスク200とプレート400の同期走査してショット全体を露光する。 If a step-and-scan exposure apparatus, the light source unit 110 and the projection optical system 300 is fixed, exposing the entire shot synchronously scanning the mask 200 and the plate 400. 更に、プレート400のステージ450をステップして、次のショットに移り、プレート400上に多数のショットを露光転写する。 Furthermore, the step of the stage 450 of the plate 400, moves to the next shot, for exposing and transferring a large number of shots on the plate 400. なお、露光装置がステップアンドリピート方式であれば、マスク200とプレート400を静止させた状態で露光を行う。 The exposure apparatus if step-and-repeat method, performs exposure are kept stationary mask 200 and the plate 400.
【0101】 [0101]
軸外にピークを有する照明光はマスク200を照明してコントラストが強調された周期性のあるコンタクトホールパターンの強度分布をプレート400上に形成する。 Illumination light having a peak off the axis to form an intensity distribution of the contact hole pattern which illuminates the mask 200 with a sexual cycle that contrast is emphasized on the plate 400. 光軸付近にピークを有する照明光はマスク200を照明して所望のコンタクトホール210のパターンが強調された、周期性のないパターンの強度分布をプレート400上に形成する。 Illumination light having a peak near the optical axis to illuminate the mask 200 is highlighted a pattern of a desired contact hole 210 to form an intensity distribution of the non-periodic pattern on the plate 400. この結果、プレート400のレジストの閾値を適当に選択することによって所望のコンタクトホール210のパターンをプレート400上に形成することができる。 As a result, it is possible to form on the plate 400 a pattern of a desired contact hole 210 by selecting the resist threshold of the plate 400 suitably. これにより、露光装置はレジストへのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。 Thus, the exposure apparatus can provide a pattern transfer to the resist by performing high precision high quality devices (such as semiconductor devices, LCD devices, such as an imaging device (CCD), thin-film magnetic heads, etc.).
【0102】 [0102]
次に、図19及び図20を参照して、上述の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。 Next, with reference to FIGS. 19 and 20, a description will be given of an embodiment of a device manufacturing method using the above exposure apparatus. 図19は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。 Figure 19 is a flowchart for explaining a fabrication of devices (semiconductor chips such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。 Here, a description will be given of a fabrication of a semiconductor chip as an example. ステップ1(回路設計)ではデバイスの回路設計を行う。 Step 1 (circuit design), circuit design of the device. 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 2 (mask fabrication), a mask formed with a designed circuit pattern. ステップ3(ウェハ製造)ではシリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。 Step 3 using materials such as silicon (wafer preparation) manufactures a wafer. ステップ4(ウェハプロセス)は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。 Step 4 (wafer process) called a pre-process, an actual circuit is formed on the wafer through photolithography using the mask and wafer. ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。 Step 5 (assembly) called a post-process, a semiconductor chip the wafer created by step 4 and includes an assembly step (dicing, bonding), a packaging step (chip encapsulation) . ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。 In step 6 (inspection) performs various tests for the semiconductor device made in Step 5, the inspection of durability tests conducted. 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。 The semiconductor device is completed through these steps and shipped (Step 7).
【0103】 [0103]
図20は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 Figure 20 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. ステップ11(酸化)ではウェハの表面を酸化させる。 In step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。 In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。 In step 13 (electrode formation) forms electrodes upon the wafer by vapor deposition. ステップ14(イオン打ち込み)ではウェハにイオンを打ち込む。 Step 14 (ion implantation) implants ion into the wafer. ステップ15(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。 In step 15 (resist process) applies a photosensitive material onto the wafer. ステップ16(露光)では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。 In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask on the wafer through the exposure apparatus. ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。 In step 17 (development) develops the exposed wafer. ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。 In step 18 (etching) etches parts other than a developed resist image. ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。 In step 19 (resist stripping) removes disused resist after etching. これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。 Multiple circuit patterns are formed on the wafer by repeating these steps.
(実施例1) (Example 1)
実施例1では図8に示すバイナリーマスク200と、レーザー112にKrFエキシマレーザー(波長248nm)と、NA0.60の投影光学系300とを露光装置に使用した。 The binary mask 200 shown in FIG. 8 in the first embodiment, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) laser 112, was used in an exposure apparatus and a projection optical system 300 of NA 0.60. マスク200では、所望のコンタクトホール210のホール径を150nmとし、ダミーコンタクトホール220のホール径120nmよりも30nmだけ大きくした。 In the mask 200, the hole diameter of the desired contact holes 210 and 150 nm, were larger by 30nm than hole diameter 120nm dummy contact hole 220. また、開口絞り150には、図2に示す開口絞り150Aを使用した光軸付近にピークを有する(即ち、円151によりもたらされる)照明光のσを0.2、軸外にピークを有する(即ち、4つの円152Aによってもたらされる)照明光のσを0.9とした。 Further, the aperture stop 150 has a peak having a peak near the optical axis using the aperture stop 150A shown in FIG. 2 (i.e., effected by the circle 151) to σ of the illumination light 0.2, off-axis ( That was a 0.9 σ of leads are) illumination light by four circles 152A. また、露光量調整部132によって小さなσの照明光と大きなσの照明光との強度比は0.9対1に設定した。 The intensity ratio of the illumination light of a large σ illumination light of a small σ by exposure adjustment unit 132 was set to 0.9: 1.
【0104】 [0104]
この時の露光結果を図11に示す。 Shows an exposure result at this time is shown in FIG. 11. 同図は、結像位置調節装置500によってプレート400をZ軸方向に焦点深度の範囲内で−0.4μm〜+0.4μmまで移動させて露光した場合の結像特性を示す。 The figure shows the imaging characteristics when exposed to plate 400 by the imaging position adjusting device 500 is moved to -0.4μm~ + 0.4μm in the range of Z-axis depth of focus. 所望のコンタクトホール210が焦点からの距離−0.2μm〜+0.2μmの領域で良好に得られていることが理解されるであろう。 Desired contact hole 210 would have to have good obtained in the region of the distance -0.2μm~ + 0.2μm from the focal point is understood.
(実施例2) (Example 2)
実施例2では図9に示す位相シフトマスク200Aを使用した。 In Example 2 using a phase shift mask 200A shown in FIG. その他の点(即ち、露光装置の構成、照明条件及び露光量)については実施例1と同様にした。 Other points (i.e., the configuration of an exposure apparatus, illumination conditions and exposure amount) for were the same as in Example 1. このときの結果を図13に示す。 The results of this time is shown in FIG 13. バイナリーマスク200と比較して若干の改善が見られることが理解されるであろう。 Would slight improvement as compared to the binary mask 200 that can be seen is understood.
(実施例3) (Example 3)
実施例3では、図10に示すマスク200Bを使用した以外は、実施例1又は実施例2と同様であった。 In Example 3, except for using a mask 200B shown in FIG. 10 was similar to Example 1 or Example 2. 本実施例では、所望のコンタクトホール210に隣接するダミーのコンタクトホール260のホール径は残りのダミーのコンタクトホール230よりも約20nmだけ(従って、約100nmに)小さくした。 In this embodiment, the hole diameter of the dummy contact hole 260 adjacent to the desired contact hole 210 is only about 20nm than the contact hole 230 of the remaining dummy (thus, about 100 nm) was reduced. 所望のコンタクトホール210のパターン間のダミーパターン強度を抑えることにより、露光量裕度の改善が認められた。 By suppressing the dummy pattern strength between desired pattern of contact holes 210, improvement in exposure latitude it was observed. 所望のコンタクトホール210に隣接するダミーのコンタクトホール260のホール径を自動的に小さくすることにより結像性能の向上にかなりの効果があるが、更に、近接するホールの数と距離により最適化しても良い。 Although there is considerable effect in improving the imaging performance by automatically reducing the hole diameter of the dummy contact hole 260 adjacent to the desired contact hole 210, further, to optimize the number and length of the holes adjacent it may be.
(実施例4) (Example 4)
実施例4では、結像位置調節装置500を介して露光時に図1に示すZ方向に結像位置を変化させながら連続露光した。 In Example 4, it was continuously exposed while changing the imaging position in the Z direction shown in FIG. 1 at the time of exposure through the image forming position adjusting device 500. 露光装置の構成、マスク配列等は実施例1乃至3と基本的に同様である。 Arrangement of an exposure apparatus, the mask sequences and the like are basically the same as those in Example 1 to 3. 本実施例では、露光中にウェハステージ450をZ方向に移動させ、複数回露光を繰り返すことによって、焦点位置からの異なる距離で多重露光を行った。 In this embodiment, the wafer stage 450 is moved in the Z direction during the exposure, by repeating exposure a plurality of times, it was carried out multiple exposure at different distances from the focal position. このような多重露光により、焦点深度の範囲内での異なる位置における結像特性の改善が認められた。 Such multiple exposure, improved imaging properties at different positions within the focal depth was observed.
(実施例5) (Example 5)
実施例5では図9に示す位相シフトマスク200Aと、レーザー112にKrFエキシマレーザー(波長248nm)と、NA0.60の投影光学系300とを露光装置に使用した。 And the phase shift mask 200A shown in FIG. 9, Example 5, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) laser 112, it was used in an exposure apparatus and a projection optical system 300 of NA 0.60. マスク200では、所望のコンタクトホール210のホール径を150nmとし、ダミーコンタクトホール220のホール径120nmよりも30nmだけ大きくした。 In the mask 200, the hole diameter of the desired contact holes 210 and 150 nm, were larger by 30nm than hole diameter 120nm dummy contact hole 220. また、開口絞り150には、図2に示す開口絞り150Gを使用した2つの回折光が投影光学系400の瞳面上に入射するように設定した(即ち、4つの矩形155によりもたらされる)照明光、瞳面320であって上記の照明光を邪魔しないような領域(瞳面320上で2つの回折光位置を直線的に結んで表させる領域を除く領域、即ち、矩形156によってもたらされる)照明光とした。 Further, the aperture stop 150, the two diffracted light using the aperture stop 150G shown in FIG. 2 was set to be incident on a pupil plane of the projection optical system 400 (i.e., provided by four rectangular 155) Lighting light, a pupil plane 320 regions so as not to disturb the illumination light of the (region excluding the region which represented connects linearly the two diffracted lights located on the pupil plane 320, i.e., brought about by a rectangular 156) and the illumination light. また、露光量調整部132によって前者の照明光と後者の照明光との強度比は0.9対1に設定した。 The intensity ratio of the former illumination light and the latter of the illumination light by the exposure adjustment unit 132 was set to 0.9: 1.
【0105】 [0105]
この時の露光結果を図41に示す。 Shows an exposure result at this time is shown in FIG. 41. 同図は、結像位置調節装置500によってプレート400をZ軸方向に焦点深度の範囲内で−0.4μm〜+0.4μmまで移動させて露光した場合の結像特性を示す。 The figure shows the imaging characteristics when exposed to plate 400 by the imaging position adjusting device 500 is moved to -0.4μm~ + 0.4μm in the range of Z-axis depth of focus. 所望のコンタクトホール210が焦点からの距離−0.2μm〜+0.2μmの領域で良好に得られていることが理解されるであろう。 Desired contact hole 210 would have to have good obtained in the region of the distance -0.2μm~ + 0.2μm from the focal point is understood.
(実施例6) (Example 6)
実施例6では図8に示すバイナリーマスク200と、開口絞り150Jを使用した。 The binary mask 200 shown in FIG. 8 In Example 6, was used aperture stop 150 J. その他の点(即ち、露光装置の構成、照明条件及び露光量)については実施例1と同様にした。 Other points (i.e., the configuration of an exposure apparatus, illumination conditions and exposure amount) for were the same as in Example 1. このときの結果を図42に示す。 The results of this time is shown in FIG 42. 実施例5と同様、所望のコンタクトホール210が焦点からの距離−0.2μm〜+0.2μmの領域で良好に得られていることが理解されるであろう。 Similarly to Example 5, it will be understood that desired contact hole 210 is satisfactorily obtained in the region of the distance -0.2μm~ + 0.2μm from the focus.
(実施例7) (Example 7)
実施例7では、図10に示すマスク200Bを使用した以外は、実施例5又は実施例6と同様であった。 In Example 7, except for using a mask 200B shown in FIG. 10 was similar to Example 5 or Example 6. 本実施例では、所望のコンタクトホール210に隣接するダミーのコンタクトホール260のホール径は残りのダミーのコンタクトホール230よりも約20nmだけ(従って、約100nmに)小さくした。 In this embodiment, the hole diameter of the dummy contact hole 260 adjacent to the desired contact hole 210 is only about 20nm than the contact hole 230 of the remaining dummy (thus, about 100 nm) was reduced. 所望のコンタクトホール210のパターン間のダミーパターン強度を抑えることにより、露光量裕度の改善が認められた。 By suppressing the dummy pattern strength between desired pattern of contact holes 210, improvement in exposure latitude it was observed. 所望のコンタクトホール210に隣接するダミーのコンタクトホール260のホール径を自動的に小さくすることにより結像性能の向上にかなりの効果があるが、更に、近接するホールの数と距離により最適化しても良い。 Although there is considerable effect in improving the imaging performance by automatically reducing the hole diameter of the dummy contact hole 260 adjacent to the desired contact hole 210, further, to optimize the number and length of the holes adjacent it may be.
(実施例8) (Example 8)
実施例8では、結像位置調節装置500を介して露光時に図1に示すZ方向に結像位置を変化させながら連続露光した。 In Example 8, it was continuously exposed while changing the imaging position in the Z direction shown in FIG. 1 at the time of exposure through the image forming position adjusting device 500. 露光装置の構成、マスク配列等は実施例5乃至7と基本的に同様である。 Arrangement of an exposure apparatus, the mask sequences and the like are basically the same as those in Example 5-7. 本実施例では、露光中にウェハステージ450をZ方向に移動させ、複数回露光を繰り返すことによって、焦点位置からの異なる距離で多重露光を行った。 In this embodiment, the wafer stage 450 is moved in the Z direction during the exposure, by repeating exposure a plurality of times, it was carried out multiple exposure at different distances from the focal position. このような多重露光により、焦点深度の範囲内での異なる位置における結像特性の改善が認められた。 Such multiple exposure, improved imaging properties at different positions within the focal depth was observed.
【0106】 [0106]
本発明によれば、最小線幅が0.08乃至0.15μm以下の微細なコンタクトホールパターンを、マスク200を交換せずにプレート400面上に焦点深度内の異なる位置で結像特性良く転写することができた。 According to the present invention, the following fine contact hole pattern minimum line width of 0.08 to 0.15 [mu] m, better imaging characteristics at different positions within the focal depth of the plate 400 surface on without replacing the mask 200 transfer We were able to. 本実施例では、KrFエキシマレーザー、NA=0.6の露光装置で最小線幅と最小間隔がともに0.12μmのコンタクトホールパターンが解像された。 In this embodiment, KrF excimer laser, a contact hole pattern minimum line width and minimum spacing are both 0.12μm exposure apparatus of NA = 0.6 were resolved. なお、解像線幅をk で規格化するとk =0.29、ピッチ0.29×2=0.58である。 Incidentally, k 1 = 0.29 to normalize the resolution line width k 1, the pitch 0.29 × 2 = 0.58.
【0107】 [0107]
以下、照明光学系の開口絞りにおける、所望のパターンの解像に寄与する第1の光透過部と、所望のパターンの光強度分布を高める第2の光透過部との間の開口面積比について説明する。 Hereinafter, the aperture stop of the illumination optical system, the opening area ratio between the second light transmitting portion to increase a first light transmitting portion which contributes to the resolution of the desired pattern, the light intensity distribution of the desired pattern explain.
【0108】 [0108]
一例として、開口絞り150Jに着目する。 As an example, attention is focused on the aperture stop 150 J. 図24Bに示す開口絞り150Jは、図43に示すように、機能的に2つのサブ絞り150J1及び150J2に分けられる。 Aperture stop 150J shown in FIG. 24B, as shown in FIG. 43, is functionally divided into two sub-aperture 150J1 and 150J2. 図43Aはサブ絞り150J1の平面図を示し、図43Bはサブ絞り150J2の平面図を示す。 Figure 43A is a plan view of a sub-aperture 150J1, FIG 43B is a plan view of the sub-throttle 150J2. 開口158Aは第1の光透過部に相当し、開口159Aは第の光透過部に相当する。 Opening 158A corresponds to a first light transmitting portion, the opening 159A corresponds to the second light transmitting portion.
【0109】 [0109]
開口158Aは、効果的に0次回折光と+1次又は−1次回折光が投影光学系300の瞳に入射することを許容し、従って微細パターンの解像に寄与する。 Opening 158A is effectively zero-order diffracted light and the +1 order or -1 order diffracted light is allowed to enter the pupil of the projection optical system 300, thus contributing to the resolution of a fine pattern. 一方、開口159Aは、0次回折光が瞳に入射することを許容するが、+1次又は−1次回折光のいずれも瞳に入射することを許容しない。 On the other hand, the opening 159A is 0 although order diffracted light is allowed to enter the pupil, none of the + 1-order or -1 order diffraction light is not allowed to enter the pupil. 開口159Aは、 1つの回折光のみが瞳に入射することを許容するので所望のパターンは形成されない。 Opening 159A, the desired pattern is not formed because it allows only one diffraction light enters the pupil.
【0110】 [0110]
図44は、シミュレーションの結果を示している。 Figure 44 shows the results of the simulation. 特に、図44Aは、サブ絞り150J1を図8に示すマスク200と組み合わせており、所望のコンタクトホールは110nmx110nmでハーフピッチは110nmに設定されている。 In particular, Figure 44A is a sub-aperture 150J1 and in combination with a mask 200 shown in FIG. 8, the desired contact hole is half pitch in 110nmx110nm is set to 110 nm. 下のパターンは、2つの光束の干渉の結果得られ、所望のコンタクトホールパターン210とダミーのコンタクトホールパターン220が得られる。 Under patterns are obtained interference results of the two light beams, a desired contact hole pattern 210 and the dummy contact hole patterns 220 are obtained. 一方、図44Bは、サブ絞り150J2を図8に示すマスク200と組み合わせており、所望のコンタクトホールは110nmx110nmでハーフピッチは110nmに設定されている。 On the other hand, FIG. 44B is combined with the mask 200 showing a sub-aperture 150J2 8, the desired contact hole is half pitch in 110nmx110nm is set to 110 nm. 下のパターンは、 1つの回折光から得られた。 Under pattern was obtained from one of the diffracted light. 図44Bは、所望のコンタクトホールパターン210の輪郭を強調しているが、所望のコンタクトホールパターン210さえも解像していない。 Figure 44B is emphasizes the contour of the desired contact hole pattern 210, not even resolved even desired contact hole pattern 210.
【0111】 [0111]
サブ絞り150J 及び150J の組み合わせ、即ち、図24Bに示す絞り150Jは、所望のコンタクトホールパターン210のみを成功裡に解像している。 The combination of the sub diaphragm 150J 1 and 150J 2, i.e., throttle 150J shown in FIG. 24B is resolved successfully only the desired contact hole pattern 210. 図45は、サブ絞り150Jがマスク200と組み合わされた場合のパターンを示しており、a=0.7、b=0.5及び最大σは0.92である。 Figure 45 is a sub-aperture 150J is shows the pattern when combined with the mask 200, a = 0.7, b = 0.5, and the maximum σ is 0.92. 図45は、ダミーのコンタクトホールパターン220のない所望のコンタクトホールパターン210を明示している。 Figure 45 is clearly the desired contact hole pattern 210 without dummy contact hole pattern 220.
【0112】 [0112]
本発明者らの検討によれば、第1及び第2の光透過部の開口面積が大きすぎる場合は所望のパターンを解像できず、第1及び第2の光透過部の開口面積が小さすぎる場合は所望のパターンに加えて望ましくないパターンの解像をもたらす。 According to the studies of the present inventors, when the opening area of ​​the first and second light transmitting portions is too large it can not resolve the desired pattern, the opening area of ​​the first and second light transmitting portions small If too results in resolution of the pattern undesired in addition to the desired pattern. (実施例9) (Example 9)
図8を参照して、投影露光装置は波長248nm、開口数0.73を有する。 Referring to FIG. 8, the projection exposure apparatus having a wavelength 248 nm, a numerical aperture of 0.73. 所望のコンタクトホールパターン210は、プレート400に換算されると、横方向に間隔120nm、縦方向に間隔360nmを有する。 Desired contact hole pattern 210 has when it is converted to the plate 400, laterally spacing 120 nm, longitudinally spacing 360 nm. 各コンタクトホール210は、120nm×120nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 120 nm × 120 nm. プレート400に換算されると、これは横方向に周期240nm、縦方向に周期480nmであることを意味する。 Once converted to the plate 400, which means that a periodic 480nm laterally period 240 nm, in the vertical direction. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期240nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the cycle 240nm respectively vertical and horizontal directions. 各ダミーホール220は、90nm×90nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220 has a size of 90 nm × 90 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、所望のパターン210の外側に3個広がっている。 Dummy contact hole pattern 220 is spread three outside the desired pattern 210. 本実施例は、開口絞り150Jを使用しており、a=0.6、b=0.5及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150J, a = 0.6, b = 0.5, and the maximum σ is 0.92. 図46Aに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 46A is obtained.
【0113】 [0113]
別の実験も図8に示すマスク200を使用する。 Another experiment using the mask 200 shown in FIG. プレート400に換算されると、所望のコンタクトホールパターン210は、横方向に周期220nm、縦方向に周期440nmを有する。 Once converted to the plate 400, the desired contact hole pattern 210, having laterally period 220 nm, the vertically period 440 nm. 各コンタクトホール210は、110nm×110nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 110 nm × 110 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期220nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the cycle 220nm respectively vertical and horizontal directions. 各ダミーホール220は、90nm×90nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220 has a size of 90 nm × 90 nm. 本実施例は、開口絞り150Jを使用しており、a=0.7、b=0.5及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150J, a = 0.7, b = 0.5, and the maximum σ is 0.92. 図46Bに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 46B is obtained. 開口158Aと159Aの面積比は、図24Bにおいて0.20である。 The area ratio of the openings 158A and 159A are 0.20 in FIG 24B.
【0114】 [0114]
更に別の実験も図8に示すマスク200を使用する。 Yet another experiment using the mask 200 shown in FIG. プレート400に換算されると、所望のコンタクトホールパターン210は、横方向に周期200nm、縦方向に周期400nmを有する。 Once converted to the plate 400, the desired contact hole pattern 210 has a laterally period 200 nm, longitudinally period 400 nm. 各コンタクトホール210は、100nm×100nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 100 nm × 100 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期200nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the vertical and horizontal directions periodically 200nm, respectively. 各ダミーホール220は、80nm×80nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220 has a size of 80 nm × 80 nm. 本実施例は、図21に示す開口絞り150Gを使用しており、a=0.8、b=0.6及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150G shown in FIG. 21, a = 0.8, b = 0.6, and the maximum σ is 0.92. 図46Cに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 46C is obtained. 開口155と156の面積比は、図21において約0.06である。 The area ratio of the openings 155 and 156 is about 0.06 in FIG.
【0115】 [0115]
本実施例では、所望のコンタクトホール210の形状と大きさは調節されている。 In this embodiment, the shape and size of the desired contact hole 210 is regulated. 即ち、孤立コンタクトホール210の大きさは比較的大きくされている。 That is, the size of the isolated contact hole 210 is relatively large. さもないとその光強度は小さくなる。 It is not when the light intensity is reduced.
【0116】 [0116]
様々なパターンを調査した結果、本発明者等は遮光領域の大きさをパターンによって可変にすることが有効であることを発見した。 Results of the examination of various patterns, the present inventors have discovered that it is effective to variable by a pattern size of the light shielding region. 図24Bにおける開口絞り150Jは、a=0.8、b=0.4及び最大σが0.90であると開口158A及び159Aの面積比は約1.30である。 Aperture stop 150J in FIG. 24B, a = 0.8, the b = 0.4 and the maximum σ is 0.90 aperture 158A and 159A area ratio is approximately 1.30. a=0.8、b=0.6及び最大σが0.92であると開口158A及び159Aの面積比は約0.06である。 a = 0.8, the b = 0.6 and the maximum σ is 0.92 aperture 158A and 159A area ratio is approximately 0.06. 絞り150A乃至150Cに対しては比は約0.25である。 For stop 150A to 150C ratio is about 0.25.
【0117】 [0117]
この面積比の結果は、ハーフトーンマスクや図47に示す絞り150K、150L及び150Mにも適用される。 The result of this area ratio, diaphragm shown in half-tone mask and FIG. 47 150K, applies to 150L and 150M. これらも絞り150K、150L及び150Mは異なる縦横方向の周期を有し、180°回転対象である。 These also stop 150K, 150L and 150M have periods of different vertical and horizontal directions, a 180 ° rotational symmetry.
(実施例10) (Example 10)
実施例9ではバイナリーマスクを使用するが、本実施例は図9に示す位相シフトマスク200Aを使用する。 Example 9 Using the binary mask, but the present embodiment uses a phase shift mask 200A shown in FIG. 投影露光装置は波長248nm、開口数0.73を有する。 Projection exposure apparatus having a wavelength 248 nm, a numerical aperture of 0.73. 所望のコンタクトホールパターン210は、プレート400に換算されると、横方向に周期200nm、縦方向に周期400nmを有する。 Desired contact hole pattern 210 has when it is converted to the plate 400, laterally period 200 nm, the vertically period 400 nm. 各コンタクトホール210は、100nm×100nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 100 nm × 100 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期200nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the vertical and horizontal directions periodically 200nm, respectively. 各ダミーホール220は、80nm×80nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220 has a size of 80 nm × 80 nm. 本実施例は、図21の開口絞り150Gを使用しており、a=0.2、b=0.1及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150G in FIG. 21, a = 0.2, b = 0.1, and the maximum σ is 0.92. 図46Aに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 46A is obtained. 開口155と156の面積比は、図21において約0.28である。 The area ratio of the openings 155 and 156 is about 0.28 in FIG. その他の条件は実施例9におけるそれらと同じである。 Other conditions are the same as those in Example 9.
【0118】 [0118]
一般に、殆どの位相シフトマスクに対してa≦0.3、b≦0.2である。 In general, a ≦ 0.3, a b ≦ 0.2 for most of the phase shift mask. 最大σは0.9乃至1.0の範囲内である時、第1及び第2の光透過部間の開口面積比は0.13乃至0.75である。 When the maximum σ is in the range of 0.9 to 1.0, the opening area ratio between the first and second light transmitting portion is 0.13 to 0.75.
【0119】 [0119]
所望のコンタクトホールパターンを解像するためには、実施例9及び10からは、約0.06乃至約0.13が、照明光学系の開口絞りの所望のパターンの解像に寄与する第1の光透過部と、所望のパターンの光強度分布を高める第2の光透過部との間の適当な開口面積比であることが分かる。 To resolve the desired contact hole pattern is from Example 9 and 10, from about 0.06 to about 0.13, first contribute to the resolution of the desired pattern of the aperture stop of the illumination optical system 1 a light transmitting portion of, is found to be suitable opening area ratio between the second light transmitting portion to increase the light intensity distribution of a desired pattern. 上記の様々な開口絞りにおいて、面積比が容易に制御可能になるために遮光領域を可変にすることが好ましい。 In various aperture stop of the above, it is preferable to vary the light-blocking region to the area ratio can be easily controlled.
【0120】 [0120]
以下、所望及びダミーのコンタクトホール間のホール径の関係について説明する。 The following describes the relation between the hole diameter between the desired and dummy contact hole. ダミーコンタクトホールのホール径が大きすぎるか、所望のコンタクトホールに近すぎると、ダミーのコンタクトホールパターンが不本意にも解像してしまう。 Or hole diameter of the dummy contact hole is too large, too close to the desired contact hole, the dummy contact hole patterns will be also resolved unwilling. 一方、ダミーのコンタクトホールのホール径が小さすぎると、ダミーのパターンが所望のパターンに与える周期性が失われてしまう。 On the other hand, when the hole diameter of the dummy contact hole is too small, periodicity dummy pattern has on the desired pattern is lost. ダミーコンタクトホールのホール径がより大きければ大きいほど、光利用効率とそれによるスループットが改善されることは、一般には正しい。 As hole diameter of the dummy contact hole is larger if more larger, the light use efficiency and throughput it is improved it is generally correct. 従って、所望及びダミーのコンタクトホールのホール径の関係は重要である。 Therefore, the relationship of the hole diameter of the desired and dummy contact hole is important.
(実施例11) (Example 11)
図8を参照して、投影露光装置は波長248nm、開口数0.73を有する。 Referring to FIG. 8, the projection exposure apparatus having a wavelength 248 nm, a numerical aperture of 0.73. 所望のコンタクトホールパターン210は、プレート400に換算されると、横方向に間隔120nm、縦方向に間隔360nmを有する。 Desired contact hole pattern 210 has when it is converted to the plate 400, laterally spacing 120 nm, longitudinally spacing 360 nm. 各コンタクトホール210は、120nm×120nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 120 nm × 120 nm. プレート400に換算されると、これは横方向に周期240nm、縦方向に周期480nmであることを意味する。 Once converted to the plate 400, which means that a periodic 480nm laterally period 240 nm, in the vertical direction. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期240nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the cycle 240nm respectively vertical and horizontal directions. 各ダミーホール220は、コンタクトホール210の大きさの75%に相当する、90nm×90nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220, corresponding to 75% of the size of the contact hole 210 has a size of 90 nm × 90 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、所望のパターン210の外側に3個広がっている。 Dummy contact hole pattern 220 is spread three outside the desired pattern 210. 本実施例は、開口絞り150Jを使用しており、a=0.6、b=0.5及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150J, a = 0.6, b = 0.5, and the maximum σ is 0.92. 図49Aに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 49A is obtained. 本実験は、ダミーコンタクトホールの大きさを70nm乃至100nmで変化させ(これはコンタクトホール210の大きさの約58%乃至約83%に相当する)、所望のコンタクトホールパターン210の良好な解像を確認した。 This experiment, dummy contact size of the hole is changed by 70nm to 100 nm (which corresponds to about 58% to about 83% of the size of the contact hole 210), good resolution of the desired contact hole pattern 210 It was confirmed.
【0121】 [0121]
別の実験も図8に示すマスク200を使用する。 Another experiment using the mask 200 shown in FIG. プレート400に換算されると、所望のコンタクトホールパターン210は、横方向に周期220nm、縦方向に周期440nmを有する。 Once converted to the plate 400, the desired contact hole pattern 210, having laterally period 220 nm, the vertically period 440 nm. 各コンタクトホール210は、110nm×110nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 110 nm × 110 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期220nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the cycle 220nm respectively vertical and horizontal directions. 各ダミーホール220は、コンタクトホール210の大きさの約82%に相当する、90nm×90nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220 is equivalent to approximately 82% of the size of the contact hole 210 has a size of 90 nm × 90 nm. 本実施例は、開口絞り150Jを使用しており、図24Bにおいてa=0.7、b=0.5及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150 J, it is a = 0.7, b = 0.5 and the maximum σ in FIG 24B is 0.92. 図49Bに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 49B is obtained. 本実験は、ダミーコンタクトホールの大きさを70nm乃至90nmで変化させ(これはコンタクトホール210の大きさの約64%乃至約82%に相当する)、所望のコンタクトホールパターン210の良好な解像を確認した。 This experiment by changing the size of the dummy contact hole 70nm to 90 nm (which corresponds to about 64% to about 82% of the size of the contact hole 210), good resolution of the desired contact hole pattern 210 It was confirmed.
【0122】 [0122]
更に別の実験も図8に示すマスク200を使用する。 Yet another experiment using the mask 200 shown in FIG. プレート400に換算されると、所望のコンタクトホールパターン210は、横方向に周期200nm、縦方向に周期400nmを有する。 Once converted to the plate 400, the desired contact hole pattern 210 has a laterally period 200 nm, longitudinally period 400 nm. 各コンタクトホール210は、100nm×100nmの大きさを有する。 Each contact hole 210 has a size of 100 nm × 100 nm. ダミーコンタクトホールパターン220は、プレート400に換算されると、縦方向及び横方向それぞれに周期200nmを有する。 Dummy contact hole pattern 220 has when it is converted to the plate 400, the vertical and horizontal directions periodically 200nm, respectively. 各ダミーホール220は、コンタクトホール210の大きさの80%に相当する80nm×80nmの大きさを有する。 Each dummy hole 220 has a size of 80 nm × 80 nm, which corresponds to 80% of the size of the contact hole 210. 本実施例は、図24Bに示す開口絞り150Jを使用しており、a=0.8、b=0.6及び最大σは0.92である。 This embodiment is using the aperture stop 150J shown in FIG. 24B, a = 0.8, b = 0.6, and the maximum σ is 0.92. 図49Cに示すように良好な実験結果が得られた。 Good experimental results as shown in FIG. 49C is obtained. 本実験は、ダミーコンタクトホールの大きさを70nm乃至90nmで変化させ(これはコンタクトホール210の大きさの70%乃至90%に相当する)、所望のコンタクトホールパターン210の良好な解像を確認した。 This experiment, the size of the dummy contact hole is changed in 70nm to 90 nm (which corresponds to 70% to 90% of the size of the contact hole 210), confirm a good resolution of the desired contact hole pattern 210 did.
【0123】 [0123]
本実施例では、所望のコンタクトホール210の形状と大きさは調節されている。 In this embodiment, the shape and size of the desired contact hole 210 is regulated. 即ち、孤立コンタクトホール210の大きさは比較的大きくされている。 That is, the size of the isolated contact hole 210 is relatively large. さもないとその光強度は小さくなる。 It is not when the light intensity is reduced.
【0124】 [0124]
様々なパターンを調査した結果、本発明者等はダミーコンタクトホールが所望のコンタクトホールのホール径の約55%乃至約90%を有することが好ましいことを発見した。 Results of the examination of various patterns, the present inventors have dummy contact hole has discovered that it is preferred to have from about 55% to about 90% of the hole diameter of the desired contact hole. この割合の結果は、ハーフトーンマスクや位相シフトマスクにも適用される。 The result of this ratio is also applied to the half-tone mask or a phase shift mask.
【0125】 [0125]
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずにその趣旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。 Having described the preferred embodiments of the present invention, the present invention is susceptible to various modifications and changes within the scope of the spirit is not limited to these.
【0126】 [0126]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明のマスク、露光方法及び装置によれば、微細な(例えば、0.15μm以下の)ホール径を持ち、孤立コンタクトホールからコンタクトホール列までが混在するコンタクトホールパターンを一度に高解像度で露光することができる。 Mask of the present invention, according to the exposure method and apparatus, fine (e.g., below 0.15 [mu] m) having a hole diameter, exposing a contact hole pattern from the isolated contact hole to a contact hole column are mixed with high resolution at a time can do. また、かかる露光方法及び装置を使用したデバイス製造方法は高品位なデバイスを製造することができる。 Further, a device manufacturing method using such an exposure method and apparatus may manufacture higher quality devices.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 本発明の露光装置の概略ブロック図である。 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus of the present invention.
【図2】 図1に示す露光装置の開口絞りの例示的形状の概略平面図である。 It is a schematic plan view of an exemplary form of FIG. 2 opening of the exposure apparatus shown in FIG aperture.
【図3】 図1に示す開口絞りの別の例示的形状の概略平面図である。 3 is a schematic plan view of another exemplary shape of the aperture stop shown in Figure 1.
【図4】 図1に示す開口絞りの更に別の例示的形状の概略平面図である。 4 is a schematic plan view of yet another exemplary shape of the aperture stop shown in Figure 1.
【図5】 図1に示す開口絞りの更に別の例示的形状の概略平面図である。 5 is a schematic plan view of yet another exemplary shape of the aperture stop shown in Figure 1.
【図6】 図1に示す開口絞りの更に別の例示的形状の概略平面図である。 6 is a schematic plan view of yet another exemplary shape of the aperture stop shown in Figure 1.
【図7】 図1に示す開口絞りの更に別の例示的形状の概略平面図である。 7 is a schematic plan view of yet another exemplary shape of the aperture stop shown in Figure 1.
【図8】 図1に示す露光装置のマスクの概略平面図である。 8 is a schematic plan view of a mask of the exposure apparatus shown in FIG.
【図9】 図8に示すマスクの変形例の概略図である。 9 is a schematic view of a modification of the mask shown in FIG.
【図10】 図8に示すマスクの別の変形例の概略平面図である。 10 is a schematic plan view of another modification of the mask shown in FIG.
【図11】 実施例1の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 11 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 1.
【図12】 図11に示すマスクを図2に示す開口絞りで照明した場合に軸外にピークを有する照明光によって投影光学系の瞳面に現れる回折光の分布を示す概略平面図である。 12 is a schematic plan view showing the distribution of diffracted light appearing on the pupil plane of the projection optical system with illumination light having a peak in the off-axis when the mask shown in FIG. 11 was illuminated by the aperture stop shown in FIG.
【図13】 実施例2の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 13 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 2.
【図14】 所望のコンタクトホールのパターンを形成したバイナリーマスクの平面図である。 14 is a plan view of a binary mask forming a pattern of a desired contact hole.
【図15】 図14に示すマスクを光軸付近にピークを有する照明光で照明した場合に露光装置の投影光学系の瞳面上に現れる回折光の分布を示す概略平面図である。 15 is a schematic plan view showing the distribution of diffracted light appearing on the pupil plane of the projection optical system of the exposure device when illuminated with illumination light having a peak masks in the vicinity of the optical axis shown in FIG. 14.
【図16】 図14に示すパターンとダミーのコントラストパターンとを2次元的に配列したコンタクトホールパターンを有するマスクの概略平面図である。 16 is a schematic plan view of a mask having a contact hole pattern and a pattern and dummy contrast patterns two-dimensionally arranged as shown in FIG. 14.
【図17】 十字(四重極)照明光で図14に示すマスクを照明した場合に露光装置の投影光学系の瞳面上に現れる回折光の分布を説明するための概略図である。 17 is a schematic diagram for explaining the distribution of the cross (quadrupole) diffracted light appearing on the pupil plane of the projection optical system of the exposure apparatus when illuminating the mask shown in FIG. 14 with the illumination light.
【図18】 図16に示すマスクを照明するための十字(四重極)照明絞りの概略平面図である。 18 is a schematic plan view of the cross (quadrupole) illumination diaphragm for illuminating the mask shown in FIG. 16.
【図19】 本発明の露光装置を有するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。 19 is a flowchart for explaining a device manufacturing method including an exposure apparatus of the present invention.
【図20】 図19に示すステップ4の詳細なフローチャートである。 Figure 20 is a detailed flowchart of step 4 shown in FIG. 19.
【図21】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図である。 21 is a schematic plan view of an aperture stop of an exemplary shape.
【図22】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図である。 22 is a schematic plan view of an aperture stop of an exemplary shape.
【図23】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図である。 23 is a schematic plan view of an aperture stop of an exemplary shape.
【図24】 開口絞りの例示的な形状を示す概略平面図である。 FIG. 24 is a schematic plan view of an aperture stop of an exemplary shape.
【図25】 図9に示す位相シフトマスクに小σ照明したときの瞳面上の回折光の位置と、斜入射照明をしたときの回折光の移動する位置を示した模式図である。 [Figure 25] and position of the diffracted light on the pupil plane when the small σ illumination phase shift mask shown in FIG. 9 is a schematic view showing the moving position of the diffracted light upon oblique incidence illumination.
【図26】 有効光源分布を説明するための模式図である。 26 is a schematic diagram for explaining an effective light source distribution.
【図27】 十字斜入射照明及び本発明の変形照明における露光量及び当該露光量に対応するパターン上での像を示した図である。 27 is a diagram showing the image on a pattern corresponding to the exposure amount and the exposure amount in the modified illumination of the cross-axis illumination and the present invention.
【図28】 瞳面上の回折光の入射位置を示した模式図である。 FIG. 28 is a schematic view showing the position of incidence of the diffracted light on the pupil plane.
【図29】 有効光源分布を説明するための模式図である。 29 is a schematic diagram for explaining an effective light source distribution.
【図30】 有効光源形状を示した図である。 30 is a diagram showing an effective light source shape.
【図31】 有効光源分布を説明するための模式図である。 FIG. 31 is a schematic diagram for explaining an effective light source distribution.
【図32】 有効光源形状を示した図である。 32 is a diagram showing an effective light source shape.
【図33】 有効光源分布を説明するための模式図である。 Figure 33 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【図34】 有効光源形状を示した図である。 34 is a diagram showing an effective light source shape.
【図35】 図8に示すバイナリーマスクに小σ照明したときの瞳面上の回折光の位置と、斜入射照明をしたときの回折光の移動する位置を示した模式図である。 The position of the diffracted light on the pupil plane when the small σ illumination to a binary mask shown in FIG. 35 FIG. 8 is a schematic view showing the moving position of the diffracted light upon oblique incidence illumination.
【図36】 有効光源分布を説明するための模式図である。 36 is a schematic diagram for explaining an effective light source distribution.
【図37】 有効光源分布を説明するための模式図である。 Figure 37 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【図38】 十字型(四重極)の開口絞り及び本発明の開口絞りと、当該開口絞りに対して斜入射照明を行ったときのパターン面上での解像パターンのシミュレーションを示した図である。 Figure 38 is a diagram showing the aperture of the aperture stop and the present invention, a simulation of resolution pattern on the pattern surface when performing oblique incidence illumination with respect to the aperture stop cross-shaped (quadrupole) it is.
【図39】 有効光源分布の一例を示す図である。 39 is a diagram showing an example of the effective light source distribution.
【図40】 有効光源分布を説明するための模式図である。 Figure 40 is a schematic view for explaining an effective light source distribution.
【図41】 実施例5の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 41 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 5.
【図42】 実施例6の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 FIG. 42 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 6.
【図43】 図24から得られる一対のサブ絞りである。 FIG. 43 is a diaphragm pair of sub derived from Figure 24.
【図44】 図43のサブ絞りの機能を説明するための図である。 44 is a diagram for explaining a sub-aperture of the function of Figure 43.
【図45】 図24のマスクを利用してプレートに転写されるパターンである。 FIG. 45 is a pattern using a mask of Figure 24 is transferred to the plate.
【図46】 実施例9の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 FIG. 46 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 9.
【図47】 3つの開口絞りの例示的形状を示す概略平面図である。 FIG. 47 is a schematic plan view showing three aperture stops exemplary shape.
【図48】 実施例10の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 FIG. 48 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 10.
【図49】 実施例11の露光結果としてプレートに転写されたパターンである。 49 is a pattern transferred to the plate as a result of exposure of the Example 11.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 露光装置100 照明装置120 照明光学系132 露光量調整部150 開口絞り200 マスク210 所望のコンタクトホール220 ダミーのコンタクトホール260 ダミーのコンタクトホール300 投影光学系320 瞳400 プレート500 解像位置調節装置 10 exposure apparatus 100 illumination device 120 an illumination optical system 132 exposure adjustment section 150 aperture 200 mask 210 desired contact hole 220 dummy contact hole 260 dummy contact hole 300 projection optical system 320 pupil 400 plate 500 resolution position adjusting device

Claims (11)

  1. コンタクトホールのパターン当該パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたマスクを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるよう複数種の光で照明し、前記コンタクトホールのパターンを投影光学系被露光体に投影することにより、当該被露光体を露光する露光方法において、 The mask size are arranged a small pattern than the pattern and the pattern of the contact hole pattern of the contact hole is resolved, and, a plurality of types so that the dimension resolution of small patterns can be suppressed illuminated with light, by projecting the object to be exposed with the pattern of the contact hole in the projection optical system, an exposure method for exposing the object to be exposed,
    前記複数種の光は、前記パターンの配列から生じる2つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第1の照明光と、前記パターンの配列から生じる1つの回折光のみが前記投影光学系の瞳面に入射するような第2の照明光とを含み、 Said plurality of kinds of light, the first illumination light as two diffracted lights generated from the sequence of the pattern is incident on the pupil plane of the projection optical system, only one diffraction light generated from the array of the pattern is the and a second illumination light as incident on the pupil plane of the projection optical system,
    前記第1の照明光は、十字に配置された4つの有効光源を形成することを特徴とする露光方法。 Wherein the first illumination light, an exposure method characterized in that to form four effective light source arranged in a cross.
  2. コンタクトホールのパターン当該パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列された位相シフトマスクを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるよう複数種の光で照明し、前記コンタクトホールのパターンを投影光学系被露光体に投影することにより、当該被露光体を露光する露光方法において、 The phase shift mask dimensions are arranged with a small pattern than the pattern and the pattern of the contact hole pattern of the contact hole is resolved, and, more so that the dimension resolution of small patterns can be suppressed by illuminating with the species of light, projecting the pattern of the contact hole in the object to be exposed by the projection optical system, an exposure method for exposing the object to be exposed,
    前記複数種の光は、前記パターンの配列から生じる2つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第1の照明光と、前記パターンの配列から生じる少なくとも1つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第2の照明光とを含み、 Said plurality of kinds of light, the first illumination light as two diffracted lights generated from the sequence of the pattern is incident on the pupil plane of the projection optical system, at least one diffracted beam said resulting from arrangement of the pattern and a second illumination light as incident on the pupil plane of the projection optical system,
    前記第2の照明光は、矩形、円形、又は略菱形の中抜けを有する矩形の有効光源を形成することを特徴とする露光方法。 It said second illumination light, rectangular, circular, or the exposure method characterized by forming a rectangular effective light source having an exit substantially in a rhombic.
  3. コンタクトホールのパターン当該パターンよりも寸法が小さなパターンとが配列されたバイナリー又はハーフトーンマスクを、前記コンタクトホールのパターンが解像され、且つ、前記寸法が小さなパターンの解像が抑制されるよう複数種の光で照明し、前記コンタクトホールのパターンを投影光学系被露光体に投影することにより、当該被露光体を露光する露光方法において、 Binary or halftone mask dimension and the small pattern arranged than the pattern and the pattern of the contact hole, the pattern of the contact hole is resolved, and so that the dimension resolution of small patterns can be suppressed the exposure method illuminating a plurality of kinds of light, by projecting the pattern of the contact hole in the object to be exposed by the projection optical system, which exposes the object to be exposed to,
    前記複数種の光は、前記パターンの配列から生じる2つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第1の照明光と、前記パターンの配列から生じる少なくとも1つの回折光が前記投影光学系の瞳面に入射するような第2の照明光とを含み、 Said plurality of kinds of light, the first illumination light as two diffracted lights generated from the sequence of the pattern is incident on the pupil plane of the projection optical system, at least one diffracted beam said resulting from arrangement of the pattern and a second illumination light as incident on the pupil plane of the projection optical system,
    前記第2の照明光は、十字に配置された4つの扇型の有効光源を形成することを特徴とする露光方法。 Said second illumination light, an exposure method characterized in that to form four fan-shaped effective light source arranged in a cross.
  4. 前記第1の照明光は、十字に配置された4つの有効光源を形成することを特徴とする請求項3記載の露光方法。 Wherein the first illumination light, an exposure method according to claim 3, wherein the forming four effective light source arranged in a cross.
  5. 前記コンタクトホールのパターンと前記寸法が小さなパターンとは、前記マスクに縦横に配列され、 Wherein the pattern of the contact hole and the dimensions small patterns are arranged vertically and horizontally on the mask,
    前記第1の照明光が形成する前記4つの有効光源は、前記縦横の軸に相当する十字に配置されることを特徴とする請求項1又は4記載の露光方法。 The first said four effective light source illumination light formed of claim 1 or 4 The exposure method according to characterized in that it is arranged in a cross, which corresponds to the axis of the vertical and horizontal.
  6. 前記複数種の光は、中央部に十字状の暗い部分を持つ有効光源を形成することを特徴とする請求項1又は4記載の露光方法。 Said plurality of kinds of light, according to claim 1 or 4 The exposure method according to and forming an effective light source having a cross-shaped dark portion in the center.
  7. 前記コンタクトホールのパターンと前記寸法が小さなパターンとは、前記マスクに縦横に配列され、 Wherein the pattern of the contact hole and the dimensions small patterns are arranged vertically and horizontally on the mask,
    前記暗い部分は、前記縦横の軸に相当する十字状であることを特徴とする請求項6記載の露光方法。 The dark areas, the exposure method according to claim 6, characterized in that the cross-shaped corresponding to the axis of the vertical and horizontal.
  8. 請求項1乃至のうちいずれか一項記載の露光方法を行うことができる露光モードを有することを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus characterized by having an exposure mode capable of performing an exposure method as claimed in any one of claims 1 to 7.
  9. 開口絞りを有する照明光学系を更に有し、前記開口絞りは光透過部と可変の遮光部とを有することを特徴とする請求項記載の露光装置。 Further comprising an illumination optical system having an aperture stop, wherein the aperture stop exposure apparatus according to claim 8, wherein a and a light transmitting portion and a variable light-shielding portion.
  10. コンタクトホール列の縦横の軸に相当する十字に配置された4つの図形からなる有効光源を形成する第1の照明とそれ以外の形状からなる有効光源を形成する第2の照明との照明光量比を調整する手段をもつことを特徴とする露光装置。 Illumination light quantity ratio between the second illumination that forms an effective light source formed of the first illumination and the other shape that forms an effective light source of four figures arranged in a cross, which corresponds to a vertical and horizontal axes of the contact hole array exposure apparatus characterized by having a means for adjusting.
  11. 請求項乃至10のいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、 Comprising the steps of exposing an object using an exposure apparatus according to any one of claims 8 to 10,
    前記露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有するデバイス製造方法。 Device manufacturing method and performing a predetermined process to the object to be treated the exposure.
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