JPH0422954A - Mask and exposing device and method using mask - Google Patents

Mask and exposing device and method using mask

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Publication number
JPH0422954A
JPH0422954A JP2126662A JP12666290A JPH0422954A JP H0422954 A JPH0422954 A JP H0422954A JP 2126662 A JP2126662 A JP 2126662A JP 12666290 A JP12666290 A JP 12666290A JP H0422954 A JPH0422954 A JP H0422954A
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JP
Japan
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pattern
mask
light
patterns
light beam
Prior art date
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Application number
JP2126662A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Okamoto
好彦 岡本
Noboru Moriuchi
森内 昇
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to US08/219,726 priority patent/US5455144A/en
Priority to US08/483,983 priority patent/US5667941A/en
Priority to US08/478,023 priority patent/US5753416A/en
Priority to US08/896,139 priority patent/US6153357A/en
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the transfer accuracy of a complicated and fine pattern formed on a mask by irradiating 1st and 2nd patterns on the mask with two light beams which have phase difference respectively and are at least partially coherent. CONSTITUTION:The 1st and the 2nd patterns 9a and 9b on the mask 9 where the 1st and the 2nd patterns 9a and 9b are constituted are irradiated with the two light beams 1 which have the phase difference respectively and are at least partially coherent so that light beams transmitted through the transmissive areas of the 1st and the 2nd patterns 9a and 9b may interfere and weaken each other at the boundary part where the accuracy of a desired pattern is required. Then, the transmission patterns of the light beams are composited to generate the desired pattern on a sample 15 to be irradiated. Thus, the transfer accuracy of the boundary part where the accuracy of the desired pattern is required is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、マスク、マスクを用いた露光装置及びマスク
を用いた露光方法に関し、特に半導体集積回路装置の製
造に用いるウェーハ露光に有効な技術に関するものであ
る。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a mask, an exposure apparatus using a mask, and an exposure method using a mask, and in particular, a technique effective for wafer exposure used in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices. It is related to.

[従来の技術] 近年、半導体集積回路装置においては、回路を構成する
素子や配線の微細化、並びに素子間隔や配線間隔の狭小
化が進められている。
[Background Art] In recent years, in semiconductor integrated circuit devices, the elements and wiring constituting the circuit have been miniaturized, and the spacing between elements and wiring has been reduced.

しかし、素子や配線の微細化、並びに素子間隔や配線間
隔の狭小化に伴って、コヒーレント光によってウェハ上
に集積回路パターンを転写するマスクのパターン転写精
度の低下が問題となりつつある。
However, with the miniaturization of elements and wiring, as well as the narrowing of element spacing and wiring spacing, a decrease in pattern transfer accuracy of a mask that transfers an integrated circuit pattern onto a wafer using coherent light is becoming a problem.

これを第10図(a)〜(d)により説明すると以下の
とおりである。
This will be explained below using FIGS. 10(a) to 10(d).

すなわち、第10図(a)に示すマスク100に形成さ
れた所定の集積回路パターンを投影露光法等によりウェ
ハ(図示せず)上に転写する際、遮光領域Nを挾む一対
の透過領域P、、 P、の各々を透過した光の位相は、
第10図(b)に示すように同相であるため、これらの
干渉光が第10図(C)に示すように、上記した一対の
透過領域P、、 P、に挾まれた遮光領域Nにおいて強
め合ってしまう。この結果、第10図(d)に示すよう
に、ウェハ上における投影像のコントラストが低下する
上、焦点深度が浅くなり、マスクのパターン転写精度が
大幅に低下してしまう。
That is, when a predetermined integrated circuit pattern formed on the mask 100 shown in FIG. The phase of the light transmitted through each of ,, P, is
Since they are in phase as shown in FIG. 10(b), these interference lights are transmitted in the light-shielding region N sandwiched between the above-mentioned pair of transmission regions P, P, as shown in FIG. 10(C). They strengthen each other. As a result, as shown in FIG. 10(d), the contrast of the projected image on the wafer decreases, and the depth of focus becomes shallow, resulting in a significant decrease in pattern transfer accuracy of the mask.

このような問題を改善する手段として、マスクを透過す
る光の位相を操作することによって投影像の分解能およ
びコントラストを向上させる位相シフト・リソグラフィ
技術が開発されている。位相シフト・リソグラフィ技術
については、例えば特公昭62−59296号公報およ
び特開昭62−67514号公報に記載がある。
As a means to improve these problems, a phase shift lithography technique has been developed that improves the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light passing through a mask. The phase shift lithography technique is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 62-59296 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-67514.

上記特公昭62−59296号公報には、遮光領域と透
過領域とを備えたマスクにおいて、遮光領域を挾む一対
の透過領域の少なくとも一方に位相差をつける透明材料
を設け、露光の際に各々の透過領域を透過した光の間に
位相差を生じさせて、これらの光がウェハ上の本来遮光
領域となる領域において干渉して弱め合うようにしたマ
スク構造について説明されている。
Japanese Patent Publication No. 62-59296 discloses that in a mask having a light-shielding region and a transmitting region, a transparent material is provided to create a phase difference in at least one of a pair of transmitting regions sandwiching the light-shielding region, and each A mask structure is described in which a phase difference is created between the light that has passed through the transmission area of the wafer, so that these lights interfere and weaken each other in an area on the wafer that is originally a light-blocking area.

このようなマスクにおける透過光の作用を第11図(a
)〜(d)により説明すると以下のとおりである。
The effect of transmitted light on such a mask is shown in Figure 11 (a
) to (d) are as follows.

すなわち、第11図(a)に示すマスク101に形成さ
れた所定の集積回路パターンを投影露光法等によりウェ
ハ(図示せず)上に転写する際、遮光領域Nを挾む一対
の透過領域P、、 P、のうち、透明材料102の設け
られた透過領域P1を透過した光の位相と、通常の透過
領域P3を透過した光の位相との間には、第11図(b
)、(c)に示すように180度の位相差が生じている
。従って、これら透過領域P、、 P、に挾まれた遮光
領域Nにおいて干渉して打ち消し合うため、第11図(
d)に示すように、ウェハ上における焦点深度が向上し
、マスク101のパターン転写精度が良好となる。
That is, when a predetermined integrated circuit pattern formed on the mask 101 shown in FIG. ,,P, there is a difference between the phase of the light that has passed through the transmission area P1 provided with the transparent material 102 and the phase of the light that has passed through the normal transmission area P3.
) and (c), a phase difference of 180 degrees occurs. Therefore, in the light-shielding area N sandwiched between these transparent areas P, , P, they interfere and cancel each other out, so as shown in FIG.
As shown in d), the depth of focus on the wafer is improved and the pattern transfer accuracy of the mask 101 is improved.

[発明が解決しようとする課題] ところが、上記特公昭62−59296号公報他に記載
された従来技術には、以下の問題があることを本発明者
は見出した。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the present inventors have found that the prior art described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 62-59296 and others has the following problems.

すなわち、一対の透過領域を透過した光の間に位相差を
生じさせるため、基板上に透明材料を配置させる上記従
来技術においては、パターンが一次元的に単純に繰返し
配置されていない場合には、透明材料の配置に問題が生
じる。特に、パターンが実際の集積回路パターンのよう
に複雑な場合には、パターン設計に制約が生じるだけで
なく、基板上に配置した透明材料が指定の位置に、指定
の寸法で、かつ極所的な欠けや残りの外観欠陥がないか
どうかを検査することが非常に困難であるという問題点
があった。
That is, in the above-mentioned conventional technique in which a transparent material is arranged on a substrate in order to generate a phase difference between the light transmitted through a pair of transmission regions, when the pattern is not simply arranged repeatedly in one dimension, , problems arise in the placement of transparent materials. In particular, when the pattern is as complex as an actual integrated circuit pattern, not only is there a constraint on the pattern design, but the transparent material placed on the substrate can be There was a problem in that it was very difficult to inspect whether there were any chips or remaining appearance defects.

また、上記従来方法によると、集積回路パターンのよう
に複雑な場合には、透明材料が設けられたマスクの製造
に多大な時間を要してしまう問題があった。
Further, according to the above-mentioned conventional method, there is a problem in that it takes a lot of time to manufacture a mask provided with a transparent material in the case of a complex pattern such as an integrated circuit pattern.

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その
目的は、マスクに形成された複雑、かつ微細なパターン
の転写精度を向上させることのできる技術を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a technique that can improve the transfer accuracy of a complex and fine pattern formed on a mask.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
[Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

請求項1記載の発明は、それぞれ遮光領域及び透過領域
を備えた第1のパターン、第2のパターンを有し、該2
種類のパターンに位相差のある少なくとも部分的にコヒ
ーレントな2つの光を照射し、それらの光の透過パター
ンを合成して、被照射試料上で所望のパターンを作成す
るためのマスクであって、 前記所望パターンの精度が要求される境界部にて、第1
のパターンの透過領域を透過した光と、第2のパターン
の透過領域を透過した光とが干渉して弱めあうように、
前記第1のパターン及び第2のパターンを同一基板上に
又は前記第1のパターンと前記第2のパターンとを別々
に2枚の基板上に構成したものである。
The invention according to claim 1 has a first pattern and a second pattern each having a light-blocking area and a transmitting area, and
A mask for creating a desired pattern on an irradiated sample by irradiating two types of patterns with at least partially coherent light having a phase difference and synthesizing the transmitted patterns of the light, the mask comprising: At the boundary where accuracy of the desired pattern is required, the first
The light transmitted through the transmission area of the pattern and the light transmitted through the transmission area of the second pattern interfere and weaken each other.
The first pattern and the second pattern are formed on the same substrate, or the first pattern and the second pattern are formed separately on two substrates.

請求項2記載の露光装置の発明では、少なくとも部分的
にコヒーレントな光束を発生する光源と、該コヒーレン
トな光束を2つに分割するための光束分割手段と、該光
束分割手段から再度光束を合成するまでの光路のいずれ
か一方に置かれた光学位相シフト部材と、第1のパター
ン及び第2のパターンを透過した光束を単一の光束に合
成する光学系と、該単一の光束を被照射試料に縮小して
投影する光学系とを有し、 前記光学位相シフト部材により、第1のパターンを透過
する光と第2のパターンを透過する光の位相を180度
までずらし、被照射試料上で合成した所望のパターンを
作成するようにした。
In the exposure apparatus according to the second aspect of the invention, there is provided a light source that generates an at least partially coherent light beam, a light beam splitting means for splitting the coherent light beam into two, and a light beam that is recombined from the light beam splitting means. an optical phase shift member placed on either side of the optical path until the first pattern and the second pattern pass through the first pattern, an optical system that combines the light beams transmitted through the first pattern and the second pattern into a single light beam; an optical system that reduces and projects onto the irradiated sample, and the optical phase shift member shifts the phase of the light that passes through the first pattern and the light that passes through the second pattern by 180 degrees, and The desired pattern synthesized above was created.

請求項3記載の露光方法の発明では、前記請求項1記載
のマスク上の第1のパターンと第2のパターンに、それ
ぞれ位相差のある少なくとも部分的にコヒーレントな2
つの光を照射し、それらの光の透過パターンを合成して
、被照射試料上で所望パターンを作成するようにした。
In the exposure method according to claim 3, the first pattern and the second pattern on the mask according to claim 1 each have at least partially coherent two patterns having a phase difference.
Two lights were irradiated and the transmission patterns of those lights were combined to create a desired pattern on the irradiated sample.

なお、本明細書において、少なくとも部分的にコヒーレ
ントな光束とは、干渉して弱めあう効果が達成されるの
に十分なコヒーレント性を有した光束を言うものとする
Note that in this specification, an at least partially coherent light beam refers to a light beam that has sufficient coherence to achieve an interference and destructive effect.

また、本明細書において、境界部とは前記所望パターン
のパターンを構成する線分の境界のみならず、2つの線
分に挾まれた領域をも含むものとする。
Furthermore, in this specification, the term "boundary section" includes not only the boundary between line segments forming the desired pattern, but also a region sandwiched between two line segments.

[作用] 上記した手段によれば、所望パターンの精度が要求され
る境界部にて、第1のパターンの透過領域を透過した光
と、第2のパターンの透過領域を透過した光とが干渉し
て弱めあうように、前記第1のパターン及び第2のパタ
ーンを構成したマスク上の第1のパターンと第2のパタ
ーンに、それぞれ位相差のある少なくとも部分的にコヒ
ーレントな2つの光を照射し、それらの光の透過パター
ンを合成して、被照射試料上で所望パターンを作成する
ようにしたので、所望パターンの精度が要求される境界
部の転写精度を向上させることができる。
[Operation] According to the above-described means, the light transmitted through the transmission area of the first pattern and the light transmitted through the transmission area of the second pattern interfere with each other at the boundary where precision of the desired pattern is required. irradiating the first pattern and the second pattern on the mask forming the first pattern and the second pattern with two at least partially coherent lights each having a phase difference so as to weaken each other; However, since the desired pattern is created on the irradiated sample by combining these light transmission patterns, it is possible to improve the transfer accuracy of the boundary portion where the accuracy of the desired pattern is required.

[実施例コ 第1図は、本発明のマスクを用いた露光装置の一実施例
である露光光学系の要部構成図、第2図〜第4図は、前
記露光光学系を用いた本発明のマスクの要部平面図、第
5図〜第7図は、それぞれ前図第2図〜第4図に対応し
、マスクを通過した光の振幅および強度を示す説明図で
ある。
[Example 1] Fig. 1 is a block diagram of main parts of an exposure optical system which is an embodiment of an exposure apparatus using a mask of the present invention, and Figs. The principal part plan views of the mask of the invention, FIGS. 5 to 7, correspond to the previous figures, FIGS. 2 to 4, respectively, and are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light passing through the mask.

本実施例の露光装置は機能的に大別して4つのエレメン
トからなっている。第1はマスク9に位相差のある2つ
の光束を照射するエレメント(第1のエレメント)、第
2はマスク9からなるエレメント(第2のエレメント)
、第3はマスク9の2つの透過光を合成し被照射試料1
5に縮小して照射するエレメント(第3のエレメント)
、第4は単一の光束の合成をall!!するアライメン
ト機構からなるエレメント(第4のエレメント)である
The exposure apparatus of this embodiment is functionally divided roughly into four elements. The first is an element that irradiates the mask 9 with two light beams with a phase difference (the first element), and the second is the element that consists of the mask 9 (the second element).
, the third synthesizes the two transmitted lights of the mask 9 and generates the irradiated sample 1.
Element that is reduced to 5 and irradiated (third element)
, the fourth is the synthesis of a single luminous flux all! ! This is an element (fourth element) consisting of an alignment mechanism.

第1のエレメントは、部分的にコヒーレントな光を発す
る光源1、光源1から出た光を広げる拡げるエクスパン
ダ2、光路を折り曲げるミラー3゜6、入射光の一部光
を透過し一部を反射するハーフミラー4、光の位相を変
化させる位相シフト部材5で構成される。また、第3の
エレメントはマスク9からの2つの透過光を平行光にす
るためのレンズ10,11、ミラー12、ハーフミラ−
13、光を縮小するための縮小レンズX4、被照射試料
15、可動試料台16で構成される。第4のエレメント
は、ミラー3.ハーフミラ−4,レンズ10.及びミラ
ー12を移動させるアライメント機構7、その制御回路
8から構成されてし)る。
The first element consists of a light source 1 that emits partially coherent light, an expander 2 that spreads the light emitted from the light source 1, a mirror 3°6 that bends the optical path, and a mirror that transmits some of the incident light and transmits some of the light. It is composed of a reflecting half mirror 4 and a phase shift member 5 that changes the phase of light. Further, the third element includes lenses 10 and 11, a mirror 12, and a half mirror for converting the two transmitted lights from the mask 9 into parallel lights.
13, a reduction lens X4 for reducing light, a sample to be irradiated 15, and a movable sample stage 16. The fourth element is mirror 3. Half mirror 4, lens 10. and an alignment mechanism 7 for moving the mirror 12, and its control circuit 8).

上記において、ミラー3は装置全体を小型にするために
設けらたものであるが、ミラー3を設けず、エクスパン
ダ2からの光を直接入射してもよい。ハーフミラ−4は
エクスパンダ2からの光を2つに分割する機能があり、
マスク9上の第1のパターン9a上に配置される。位相
シフト部材5はハーフミラ−4とミラー6との間に又は
ミラー12とハーフミラ−13との間に(図示せず)置
かれ、位相を所定だけずらす働きがある。位相シフト部
材5は、例えば屈折率が1.47の合成石英ガラスを用
いる。マスク9を配置し、位相シフト部材5を設けない
状態でミラー12からの第1の光束30とレンズ11か
らの第2の光束31の位相差がOになっているとすれば
、位相シフト部材の厚さdは、光源の波長をλ、部材の
屈折率をnとして d=mλ/2(n−1)   (m:整数)としたもの
を用いる。
In the above, the mirror 3 is provided to make the entire device smaller, but the light from the expander 2 may be directly input without providing the mirror 3. Half mirror 4 has the function of splitting the light from expander 2 into two.
It is placed on the first pattern 9a on the mask 9. The phase shift member 5 is placed between the half mirror 4 and the mirror 6 or between the mirror 12 and the half mirror 13 (not shown), and has the function of shifting the phase by a predetermined amount. For the phase shift member 5, synthetic quartz glass having a refractive index of 1.47 is used, for example. If the phase difference between the first light beam 30 from the mirror 12 and the second light beam 31 from the lens 11 is O when the mask 9 is arranged and the phase shift member 5 is not provided, then the phase shift member The thickness d is determined by d=mλ/2(n-1) (m: integer), where λ is the wavelength of the light source and n is the refractive index of the member.

位相シフト部材5を用いるのは、露光の際、二ケ所の透
過領域を透過した光のうち、位相シフト部材5を透過し
た光と、位相シフト部材5を透過していない光との間に
180度の位相差を生じさせるためである。例えば露光
の際に照射される光の波長λを0.365μm(i線)
、位相シフト部材5の屈折率nを1.5とした場合には
、位相シフト部材5の厚さX、は、0.365μmのm
(整数)倍にすれば良い。
The reason for using the phase shift member 5 is that during exposure, there is a gap of 180 degrees between the light that has passed through the phase shift member 5 and the light that has not passed through the phase shift member 5, out of the light that has passed through the two transmission areas. This is to generate a phase difference of degrees. For example, the wavelength λ of the light irradiated during exposure is 0.365 μm (i-line)
, when the refractive index n of the phase shift member 5 is 1.5, the thickness X of the phase shift member 5 is m of 0.365 μm.
(Integer) Just double it.

ミラー6はハーフミラ−4を透過した光と位相シフト部
材5を透過した光を平行にするためのミラーである。な
お、マスク9上の2つのパターン9a、9bは2つの光
30.31に対して直交するように配置される。
The mirror 6 is a mirror for making the light transmitted through the half mirror 4 and the light transmitted through the phase shift member 5 parallel. Note that the two patterns 9a and 9b on the mask 9 are arranged so as to be perpendicular to the two lights 30 and 31.

レンズ10.11は通常、その先軸の中心がそれぞれパ
ターン9a、9bの中心と合致するように配置される。
Lenses 10.11 are normally arranged so that the centers of their front axes coincide with the centers of patterns 9a and 9b, respectively.

ハーフミラ−13は2つの光30゜31を合成するため
のものである。ミラー12はその合成のため、光30を
折り曲げる機能がある。
The half mirror 13 is for combining two lights 30° 31. The mirror 12 has a function of bending the light 30 in order to combine the lights.

第4のエレメントにかかるアライメント機構7は露光装
置の光学系のうち、位置合わせに必要な一部の光学系を
移動させる機構からなり、圧電素子等が用いられる。第
1図においては、ミラー3゜ハーフミラ−4,レンズ1
0.及びミラー12を移動させる構成になっているが、
露光装置の構成により移動させる光学素子の種類及び数
は当然のことながら変化する。なお、このアライメント
機構7の移動を制御する方法については、後述する。
The alignment mechanism 7 related to the fourth element is a mechanism for moving a part of the optical system necessary for alignment among the optical systems of the exposure apparatus, and uses a piezoelectric element or the like. In Figure 1, mirror 3° half mirror 4, lens 1
0. Although it is configured to move the mirror 12,
Naturally, the type and number of optical elements to be moved vary depending on the configuration of the exposure apparatus. Note that a method for controlling the movement of this alignment mechanism 7 will be described later.

次に、第2のエレメントである本発明のマスク9の構成
について説明する。
Next, the structure of the mask 9 of the present invention, which is the second element, will be explained.

まず、被照射試料15上で作りたいパターン(所望パタ
ーン)が第2図(C)のように2次元的な広がりを有す
る、逆り字形のパターン29であるとする。第2図(a
)、(b)はそのような所望パターンを作るためにマス
ク9上に形成された、それぞれ第1のパターン9a、第
2のパターン9bの一例の平面図であり、被照射試料1
5で合成される所望パターン(C)を考慮して相対位置
関係を保持して配置される。
First, it is assumed that the pattern (desired pattern) to be formed on the irradiated sample 15 is an inverted-shaped pattern 29 having a two-dimensional spread as shown in FIG. 2(C). Figure 2 (a
) and (b) are plan views of examples of the first pattern 9a and the second pattern 9b, respectively, which are formed on the mask 9 to create such a desired pattern.
The desired pattern (C) synthesized in step 5 is considered and the relative positional relationship is maintained.

第1のパターン9aと、第2のパターン9bとは共に、
それぞれ遮光領域と透過領域との組合せからパターンが
作られる。これらのパターンは一枚の基板上に作っても
良く、又それぞれ2枚のガラス基板に別々に作っても良
い。たたしこの場合はガラス基板の厚さの差分をも前記
位相シフト部材の厚さで補正することになる。なお、第
2図において、透過領域を白い面で示し、遮光領域を斜
線で示している。
Both the first pattern 9a and the second pattern 9b are
A pattern is created from a combination of a light-blocking area and a transparent area, respectively. These patterns may be formed on one substrate, or may be formed separately on two glass substrates. However, in this case, the difference in the thickness of the glass substrate is also corrected by the thickness of the phase shift member. In FIG. 2, the transparent area is shown by a white surface, and the light-blocking area is shown by diagonal lines.

第2図(a)の透過パターン32は逆り字形の透過領域
を有しており、第2図(b)の透過パターン36は逆り
字形の透過領域内に僅かに小さい逆り字形の遮蔽領域3
4が設けられ、帯状の透過領域36を有するように構成
されている。
The transmission pattern 32 in FIG. 2(a) has an inverted-shaped transmission region, and the transmission pattern 36 in FIG. 2(b) has a slightly smaller inverted-shaped shielding within the inverted-shaped transmission region. Area 3
4, and is configured to have a band-shaped transmission area 36.

次に、本発明の作用について説明する。Next, the operation of the present invention will be explained.

少なくとも部分的にコヒーレントな光源1から出た光は
エクスパンダ2により拡げられ、ミラー3で光路を折り
曲げた後、ハーフミラ−4によっ2つに分けられた光束
のうち、その一方の光学系への光路には、位相シフト部
材5が配置されている。その位相シフト部材5を透過し
た光は180度の位相差を付けられたあと、ミラー6に
よりマスク9の第2のパターン9bに照射される。一方
、ハーフミラ−4を透過した光はマスク9の第1のパタ
ーン9aに照射される。
Light emitted from an at least partially coherent light source 1 is expanded by an expander 2, bent by a mirror 3, and then sent to an optical system of one of the two beams divided by a half mirror 4. A phase shift member 5 is arranged in the optical path. The light transmitted through the phase shift member 5 is given a phase difference of 180 degrees, and then is irradiated onto the second pattern 9b of the mask 9 by the mirror 6. On the other hand, the light transmitted through the half mirror 4 is irradiated onto the first pattern 9a of the mask 9.

マスク9上に構成した2カ所のパターン9a。Two patterns 9a are formed on the mask 9.

9bを透過した2つの光束は再度レンズ10,11によ
り平行光束にされた後、合成される。すなわち、第1の
パターン9aを透過した第1の光30はミラー12によ
って光路を折り曲げられた後、レンズ11を経た第2の
光31と、ハーフミラ−13により合成され単一の光束
にされる。
The two light beams that have passed through 9b are again made into parallel light beams by lenses 10 and 11, and then combined. That is, the first light 30 that has passed through the first pattern 9a has its optical path bent by the mirror 12, and is then combined with the second light 31 that has passed through the lens 11 and the half mirror 13 into a single beam of light. .

その後、縮小レンズ14を用いて、可動試料台16に保
持された被照射試料15にマスク9上の2カ所のパター
ン9a、9bが合成された状態で照射され、被照射試料
15上で所望のパターンが構成される。
Thereafter, using the reduction lens 14, the irradiated sample 15 held on the movable sample stage 16 is irradiated with the two patterns 9a and 9b on the mask 9 combined, and the desired pattern is formed on the irradiated sample 15. A pattern is constructed.

ここで、第2図(c)に示した所望パターンを投影する
ときに、第1のパターン9aと第2のパターン9bの透
過光を180度の位相差を持って合成させると、なぜマ
スク9のパターンの転写精度がよくなるかについて説明
する。
Here, when projecting the desired pattern shown in FIG. We will explain whether the transfer accuracy of the pattern improves.

まず、前述のように、縮小倍率を考慮してマスク9の第
1のパターン32を、所望パターン29の外周より少し
広い外周を有し、その内側に透過領域を有するパターン
32に構成する。そして第2の透過パターン36を、同
じく縮小倍率を考慮して第1のパターン32から求める
所望パターン29と同じ大きさの遮蔽パターン34を引
いたときにできる帯状の透過パターン36とする。
First, as described above, in consideration of the reduction magnification, the first pattern 32 of the mask 9 is formed into a pattern 32 that has an outer periphery slightly wider than the outer periphery of the desired pattern 29 and has a transparent region inside thereof. Then, the second transmission pattern 36 is a band-shaped transmission pattern 36 that is formed when a shielding pattern 34 of the same size as the desired pattern 29 obtained from the first pattern 32 is subtracted, also taking into account the reduction magnification.

このように構成することにより、求める所望パターン2
9の周辺領域38には、第2の透過パターン36からの
透過光と、第1の透過パターン32の内側の帯状領域3
6′からの透過光とが光の干渉により弱められ、所望パ
ターン29の境界部をシャープにすることができる。ま
た、所望パターン29は第2のパターン側の遮蔽領域3
4と、同じ大きさの第1のパターン側の透過領域34′
とが合成されるので、結局、通常の露光と同じになり、
パターンが形成される。なお、第2図(C)においては
、光の照射されている部分を斜線部で示し、干渉して弱
められる部分を白い領域38で示しており、第2図(a
)、(b)とは反対のパターンとなっている。
With this configuration, desired pattern 2 can be obtained.
9, the transmitted light from the second transmission pattern 36 and the band-shaped region 3 inside the first transmission pattern 32
The transmitted light from 6' is weakened by light interference, and the boundary of the desired pattern 29 can be sharpened. Further, the desired pattern 29 is located in the shielding region 3 on the second pattern side.
4, and a transmission area 34' on the first pattern side of the same size.
are combined, so the result is the same as normal exposure,
A pattern is formed. In FIG. 2(C), the area irradiated with light is shown by diagonal lines, and the area weakened by interference is shown by a white area 38.
), the pattern is opposite to (b).

第5図(a)、(b)はそれぞれ、マスク9上の第1の
パターン9a、第2のパターン9bのY−Y断面図を示
した図である。符号62は基板を示し、符号63は遮蔽
部材を示す。第5図(a′)(b′)はそれぞれマスク
透過直後の光の振幅を示しており、マスクの各々の透過
領域32と透過領域36において、位相シフト部材を透
過した光(b′)と、位相シフト部材5を透過してぃな
い光(a′)との間には、180度の位相差が生じてい
ることがわかる。第5図(C)は第1のパターンと第2
のパターンを透過し、合成直後の光の振幅を示した図で
ある。
FIGS. 5(a) and 5(b) are diagrams showing YY cross-sectional views of the first pattern 9a and the second pattern 9b on the mask 9, respectively. Reference numeral 62 indicates a substrate, and reference numeral 63 indicates a shielding member. FIGS. 5(a') and 5(b') respectively show the amplitude of the light immediately after passing through the mask, and the light (b') that has passed through the phase shift member and It can be seen that there is a phase difference of 180 degrees between the light (a') and the light (a') that does not pass through the phase shift member 5. Figure 5 (C) shows the first pattern and the second pattern.
FIG. 3 is a diagram showing the amplitude of light transmitted through the pattern immediately after being synthesized.

もし、第1のパターン32のみで照射すると、ウェハ上
における光の振幅は       ′キ≠#キ光の回折
により、パターンの周辺部においてなだらかな傾きにな
り、その境界がシャープにならない。ところが、本実施
例では、第2図における透過領域36を透過した180
度の位相差がある光42が、第2図における透過領域3
2を透過した光40の周辺に配置されているため、干渉
により、求める所望パターン29の境界部において弱め
合い、光振幅の減少度合いが著しくなる。
If only the first pattern 32 is used for irradiation, the amplitude of the light on the wafer will be: 'K≠#K Due to the diffraction of the light, the periphery of the pattern will have a gentle slope, and the boundary will not be sharp. However, in this embodiment, the 180
The light 42 with a phase difference of
Since the light beams 29 and 29 are disposed around the light 40 that has passed through the light beams 2, interference weakens each other at the boundaries of the desired pattern 29, resulting in a significant decrease in the light amplitude.

従って、ウェハ上に投影される像の輪郭部分のぼけが低
減し、投影像のコントラストが大幅に改善され、解像度
および焦点深度が大幅に向上する(第5図(d))。な
お、光強度は、光の振幅の2乗となるため、ウェハ上に
おける光振幅の負側の波形は、第5図(e)に示すよう
に正側に反転される。
Therefore, the blurring of the outline of the image projected onto the wafer is reduced, the contrast of the projected image is greatly improved, and the resolution and depth of focus are significantly improved (FIG. 5(d)). Note that since the light intensity is the square of the light amplitude, the negative waveform of the light amplitude on the wafer is inverted to the positive side as shown in FIG. 5(e).

このように本実施例(第1実施例)のマスクによれば、
求める所望パターンが2次元的な広がりを有するパター
ンであるときには、マスク上の相対位置において、第1
のパターンをその2次元パターン(所望パターン)の外
周より少し広いパターンの内側に透過領域を有する透過
パターンとし、第2のパターンをその第1のパターン外
周よりも僅かに大きい外周を有する帯状の透過パターン
とすることにより、2次元的な広がりを有する所望パタ
ーンの境界部のみをシャープにすることができる。
As described above, according to the mask of this embodiment (first embodiment),
When the desired pattern to be sought is a pattern with a two-dimensional spread, the first
The pattern is a transmission pattern that has a transmission area inside the pattern that is slightly wider than the outer periphery of the two-dimensional pattern (desired pattern), and the second pattern is a band-shaped transmission pattern that has an outer periphery slightly larger than the outer periphery of the first pattern. By forming a pattern, it is possible to sharpen only the boundaries of a desired pattern having a two-dimensional spread.

なお、マスク9には、第1のパターン9aと第2のパタ
ーン9bとの位置合わせをするための位置合わせマーク
が形成されている。この位置合わせマークにより前記ア
ライメント機構7の駆動が制御される。
Note that alignment marks are formed on the mask 9 to align the first pattern 9a and the second pattern 9b. The drive of the alignment mechanism 7 is controlled by this alignment mark.

第9図は、二カ所に分けたパターンの位置合わせのため
のマークの一例である。このマークパターンは、(a)
と(b)とで全く同一構成、同一の相対位置及び寸法と
しである。マークの形状は図のように正方形上に限定さ
れず、L字型、十字型などの図形を用いることが出来る
。但し、精度を増すために同じ形状を方向別に複数個設
ける方がよい。また、原則的には、これら位置合わせマ
ークは、アライメント機!7の位置合わせに要求される
次元だけマスク9に設けられる。すなわち、X−Y軸の
2次元の位置合わせが要求されるのなら、これらマーク
もX−Y軸の2次元方向に必要とされるが、通常第1図
のような装置の場合、1次元で十分な場合が多い。
FIG. 9 is an example of a mark for positioning a pattern divided into two parts. This mark pattern is (a)
and (b) have exactly the same configuration, the same relative position and dimensions. The shape of the mark is not limited to a square as shown in the figure, but shapes such as L-shape and cross-shape can be used. However, in order to increase accuracy, it is better to provide a plurality of the same shapes in different directions. Also, in principle, these alignment marks are used by alignment machines! Mask 9 is provided with only the dimensions required for alignment of 7. In other words, if two-dimensional alignment of the X-Y axes is required, these marks are also required in the two-dimensional direction of the X-Y axes, but normally in the case of a device like the one shown in Fig. is often sufficient.

このマークを通過した透過光は、光の位相差が180度
で、位置関係が正しく合わされている場合には、その透
過光は全て遮光されたものと同一となる。そこでこの遮
光の状態をCRT等で監視し、その条件が満たされたと
き、位置合わせが完了したことにすればよい。
The transmitted light that has passed through this mark has a phase difference of 180 degrees, and if the positional relationship is correctly aligned, the transmitted light is completely blocked. Therefore, the state of this light shielding may be monitored using a CRT or the like, and when the condition is met, the positioning may be determined to have been completed.

逆に、初期設定のときなどに於いて、完全に遮光されて
いない場合は、遮光されるように、アライメント機構7
を駆動させて(a)と(b)との位置合わせをすれば良
いことになる。
On the other hand, if the light is not completely blocked during initial settings, the alignment mechanism 7 is set so that the light is blocked.
All you have to do is drive and align parts (a) and (b).

次に、本実施例のマスク9の製造方法を第8図を参照し
つつ説明する。
Next, a method for manufacturing the mask 9 of this example will be explained with reference to FIG.

第1図に示す本実施例のマスク9は、半導体集積回路装
置の所定の製造工程で用いられるマスク(レチクル)が
用いられる。なお、本実施例のマスク9には、例えば実
寸の5倍の集積回路パターンの原画が形成され、遮光領
域Aと透過領域Bとによって構成されている。
The mask 9 of this embodiment shown in FIG. 1 is a mask (reticle) used in a predetermined manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device. Note that the mask 9 of this embodiment has an original image of an integrated circuit pattern, for example, five times the actual size, and is composed of a light-shielding area A and a transparent area B.

製造に際しては、まず、石英ガラス等からなる透明な基
板62の表面を研磨、洗浄した後、その表面上に、例え
ば厚さ500〜3000人程のCr等からなる金属層6
3をスパッタリング法等により形成する。ついで、この
金属層63の上面に、例えば0.4〜0.8μmのフォ
トレジスト(以下、レジストという)を塗付する(図示
省略)。続いて、レジストをプリベークした後、図示し
ない磁気テープ等に予めコード化された半導体集積回路
装置の集積回路パターンデータに基づいて電子線露光方
式などによりレジストの所定部分に電子線Eを照射する
。なお、集積回路パターンデータには、パターンの位置
座標や形状等が記録されている。
In manufacturing, first, the surface of a transparent substrate 62 made of quartz glass or the like is polished and cleaned, and then a metal layer 6 made of Cr or the like with a thickness of, for example, about 500 to 3000 is deposited on the surface.
3 is formed by a sputtering method or the like. Next, a photoresist (hereinafter referred to as resist) having a thickness of, for example, 0.4 to 0.8 μm is applied to the upper surface of the metal layer 63 (not shown). Subsequently, after prebaking the resist, a predetermined portion of the resist is irradiated with an electron beam E using an electron beam exposure method or the like based on integrated circuit pattern data of the semiconductor integrated circuit device that is encoded in advance on a magnetic tape (not shown) or the like. Note that the integrated circuit pattern data records the position coordinates, shape, etc. of the pattern.

次いで、例えば、第2図(a)、(b)のパターンデー
タに基づいて電子線露光方式等によりレジスト(図示省
略)に(a)、(b)のパターンを転写する。
Next, based on the pattern data of FIGS. 2A and 2B, for example, the patterns shown in FIGS. 2A and 2B are transferred onto a resist (not shown) using an electron beam exposure method or the like.

(a)、(b)のパターンデータは、上記した集積回路
パターンデータの遮光領域Aまたは透過領域Bのパター
ン幅を拡大または縮小して自動的に作成する。例えば本
実施例においては、(a)は遮光領域のパターン幅を、
例えば0.5〜2゜0μm程太6せ、(b)はこれを元
のデータの反転データと論理積をとることにより、パタ
ーンデータを自動的に作成することが可能である。
The pattern data (a) and (b) are automatically created by enlarging or reducing the pattern width of the light shielding area A or the transmitting area B of the integrated circuit pattern data described above. For example, in this example, (a) indicates the pattern width of the light-shielding area,
For example, pattern data can be automatically created by increasing the thickness by about 0.5 to 2.0 μm, and (b) logically ANDing this with the inverted data of the original data.

その後、現像、所定部分のエツチング、レジストの除去
、さらに洗浄、検査等の工程を経て、第第2図(a)、
(b)に示したパターンを有するマスク9が製造される
After that, through processes such as development, etching of predetermined portions, removal of the resist, further cleaning, and inspection, as shown in FIG. 2(a),
A mask 9 having the pattern shown in (b) is manufactured.

このようにして製造されたマスク9を用いてしシストが
塗付された被照射試料15(以下単にウェハと記す)上
にマスク9上の集積回路パターンを転写するには、例え
ば以下のようにする。
In order to transfer the integrated circuit pattern on the mask 9 onto the irradiated sample 15 (hereinafter simply referred to as a wafer) coated with cysts using the mask 9 manufactured in this way, for example, the following steps are performed. do.

すなわち、第1図の縮小投影露光装置にマスク9および
ウェハを配置して、マスク9上の集積回路パターンの原
画を光学的に115に縮小してウェハ上に投影するとと
もに、可動試料台16にてウェハを順次ステップ状に移
動させるたびに、投影露光を繰り返すことによって、マ
スク9上の集積回路パターンをウェハ全面に転写する。
That is, the mask 9 and the wafer are arranged in the reduction projection exposure apparatus shown in FIG. The integrated circuit pattern on the mask 9 is transferred to the entire surface of the wafer by repeating projection exposure each time the wafer is moved in a stepwise manner.

次に本発明にかかるマスクの第2実施例について説明す
る。
Next, a second embodiment of the mask according to the present invention will be described.

第3図(a)、(b)はそれぞれ本発明にかかるマスク
の要部構成図であり、(a)と(b)はそれぞれ第1図
のマスク9の第1、第2パターンを示し、マスクパター
ンをその所望パターンを考慮して相対位置関係を保持し
て分けた平面図である。なお(C)は合成された所望パ
ターンの平面図である。第6図(a)〜(e)は第3図
に示したマスクの透過領域を透過した光の振幅および強
度を説明するための図である。なお、使用する露光装置
及びその方法は前記実施例と同様である。
FIGS. 3(a) and 3(b) are diagrams showing the main parts of the mask according to the present invention, and FIGS. 3(a) and 3(b) respectively show the first and second patterns of the mask 9 in FIG. FIG. 3 is a plan view in which mask patterns are divided while maintaining a relative positional relationship in consideration of a desired pattern. Note that (C) is a plan view of the combined desired pattern. 6(a) to 6(e) are diagrams for explaining the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission area of the mask shown in FIG. 3. FIG. Note that the exposure apparatus and method used are the same as in the previous embodiment.

第3図に示す実施例は所望パターン48が線44〜47
が横方向に一列に並ぶような1次元的なパターンである
ときに、その境界部をシャープにするためのマスク上の
パターン構成を示したものである。この場合、マスクの
相対配置上において、前記の線44〜47の内、線44
.46を構成する第1のパターンの透過領域49.50
と線45゜47を構成する第2のパターンの透過領域5
1゜52とを交互に配置する。すると、干渉して弱めあ
う領域が前記所望パターン48を構成する各線の中間領
域55にきて、各線がシャープになる。
In the embodiment shown in FIG.
This figure shows a pattern configuration on a mask for sharpening the boundaries of a one-dimensional pattern in which the patterns are lined up in a row in the horizontal direction. In this case, line 44 among the lines 44 to 47 is
.. Transmissive area 49.50 of the first pattern constituting 46
Transmissive area 5 of the second pattern forming the line 45°47
1°52 are arranged alternately. Then, the area where the lines interfere and weaken each other comes to the intermediate area 55 between the lines constituting the desired pattern 48, and each line becomes sharp.

第6図(a)〜(e)においてその関係を所望パターン
の内、線44.45のみを抜き呂した場合で説明する。
In FIGS. 6(a) to 6(e), the relationship will be explained in the case where only lines 44 and 45 of the desired pattern are left blank.

この場合も、第1のパターンの透過領域49を透過した
光56と、第2のパターンの透過領域51を透過した光
57との間に180度の位相差が生じている(第6図(
a’)、(b’))。従って、これらの光が、ウェハ上
における所望パターンにおいて、二つの線44.45の
間の領域55において第6図(d′)の59.60で示
す光の成分が互いに干渉により打ち消し合うことになり
、第6図(d)で示すように、光振幅の傾き61が大き
くなる。よって、第3図に示す線44.45の間の領域
においてシャープな境界を形成することができる。なお
、第6図(d′)は干渉前のウェハ上の光の振幅を模式
的に示した図である。
In this case as well, a phase difference of 180 degrees occurs between the light 56 that has passed through the transmission area 49 of the first pattern and the light 57 that has passed through the transmission area 51 of the second pattern (see FIG.
a'), (b')). Therefore, in the desired pattern on the wafer, the light components shown at 59.60 in FIG. 6(d') cancel each other out by interference in the region 55 between the two lines 44.45. Therefore, as shown in FIG. 6(d), the slope 61 of the optical amplitude becomes large. Therefore, a sharp boundary can be formed in the area between lines 44 and 45 shown in FIG. Note that FIG. 6(d') is a diagram schematically showing the amplitude of light on the wafer before interference.

この結果、1次元パターンの投影像のコントラストを大
幅に改善することができ、解像度および焦点深度を大幅
に向上させることが可能となる(第6図(e))。
As a result, the contrast of the projected image of the one-dimensional pattern can be significantly improved, and the resolution and depth of focus can be significantly improved (FIG. 6(e)).

本実施例によれば、所望のパターンが、線が横方向に一
列に並ぶような1次元的なパターンであるときには、マ
スク上の相対位置において、前記の線を構成する第1の
パターンの透過領域と、第2のパターンの透過領域とを
交互に配置し、前記干渉して弱めあう領域を前記所望の
パターンを構成する各線の中間に配置したことにより、
前記2次元的なパターンの手法を取れないくらい狭い領
域に複数の線が並んでいる場合に、転写精度を大幅に向
上させることができる。
According to this embodiment, when the desired pattern is a one-dimensional pattern in which lines are lined up in a row in the horizontal direction, the transmission of the first pattern constituting the lines at a relative position on the mask By arranging the regions and the transparent regions of the second pattern alternately, and arranging the regions that interfere and weaken each other in the middle of each line constituting the desired pattern,
When a plurality of lines are lined up in an area so narrow that the two-dimensional pattern method cannot be applied, the transfer accuracy can be greatly improved.

次に本発明にかかるマスクの第3実施例について説明す
る。
Next, a third embodiment of the mask according to the present invention will be described.

第4図(a)、(b)はそれぞれ本発明にかかるマスク
の要部構成図であり、(a)と(b)はそれぞれ第1図
のマスク9の第1、第2パターンを示し、マスクパター
ンをその所望パターンを考慮して相対位置関係を保持し
て分けた平面図である。なお(C)は合成された所望パ
ターンの平面図である。第7図(a)〜(e)は第4図
に示したマスクの透過領域を透過した光の振幅および強
度を説明するための図である。なお、使用する露光装置
及びその方法は前記実施例と同様である。
FIGS. 4(a) and 4(b) are diagrams showing the main parts of the mask according to the present invention, and FIGS. 4(a) and 4(b) respectively show the first and second patterns of the mask 9 in FIG. FIG. 3 is a plan view in which mask patterns are divided while maintaining a relative positional relationship in consideration of a desired pattern. Note that (C) is a plan view of the combined desired pattern. FIGS. 7(a) to 7(e) are diagrams for explaining the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission area of the mask shown in FIG. 4. Note that the exposure apparatus and method used are the same as in the previous embodiment.

本実施例の所望パターン69は、正方形状のマスクパタ
ーン70の周囲に微小サブパターン72を配したもので
ある。
The desired pattern 69 of this embodiment is a square mask pattern 70 with minute sub-patterns 72 arranged around it.

このような、2次元パターン70の回りの微小サブパタ
ーン72を精度良く転写するのを従来のマスクに位相透
明膜を付ける方法で行うのは難しかったが、本発明によ
れば、簡単に良好な所望パターン69を作ることが出来
る。すなわち第4図に示す本実施例のマスクにおいても
、マスク上の相対位置において、第1のパターンをその
縮小倍率を考慮して、2次元パターン70と同じ大きさ
の透過領域を有するパターン74とし、第2のパターン
を前記微小なパターン76とすることにより、第7図(
a)〜(e)で示すように、マスクの各々の透過領域に
おいて、位相シフト部材を透過した光77と、位相シフ
ト部材5を透過していない光78との間に180度の位
相差が生じ(第7図(a’ )、  (b’ ))、こ
れらの光が2次元パターンと微小パターンとの間の領域
80で干渉することにより、ウェハ上に投影される像の
ぼけを低減することが可能となる。この結果、投影像の
コントラストを大幅に改善することができ、解像度およ
び焦点深度を大幅に向上させることが可能となる(第7
図(e))。
It was difficult to accurately transfer such minute sub-patterns 72 around the two-dimensional pattern 70 using the conventional method of attaching a phase transparent film to a mask, but according to the present invention, it is easy to transfer the fine sub-patterns 72 around the two-dimensional pattern 70. A desired pattern 69 can be created. That is, in the mask of this embodiment shown in FIG. 4 as well, the first pattern is set as a pattern 74 having a transparent area of the same size as the two-dimensional pattern 70 in consideration of its reduction magnification at the relative position on the mask. , by making the second pattern the minute pattern 76, FIG.
As shown in a) to (e), in each transmission region of the mask, there is a phase difference of 180 degrees between the light 77 that has passed through the phase shift member and the light 78 that has not passed through the phase shift member 5. (Fig. 7 (a'), (b')), and these lights interfere in the region 80 between the two-dimensional pattern and the micropattern, thereby reducing the blur of the image projected onto the wafer. becomes possible. As a result, the contrast of the projected image can be significantly improved, and the resolution and depth of focus can be significantly improved (7th
Figure (e)).

前記第1〜第3実施例にかかるマスクによれば、以下の
効果を得ることができる。
According to the masks according to the first to third embodiments, the following effects can be obtained.

露光の際、所望パターンの精度が要求される境界部にお
いて、第1のパターンの透過領域を透過した光と、第2
のパターンの透過領域を透過した光とが干渉して弱めあ
うように、第1のパターン及び第2のパターンが構成さ
れているので、ウェハ上に投影される像の輪郭部分のぼ
けが低減し、投影像のコントラストが大幅に改善され、
解像度および焦点深度を大幅に向上させることができる
During exposure, at the boundary where desired pattern accuracy is required, the light transmitted through the transmission area of the first pattern and the second pattern are separated.
Since the first pattern and the second pattern are configured so that the light transmitted through the transmission area of the pattern interferes and weakens each other, blurring of the outline of the image projected onto the wafer is reduced. , the contrast of the projected image is greatly improved,
Resolution and depth of focus can be significantly improved.

この結果、従来と同一の投影レンズで同一の波長を用い
たとしても、解像限界を大幅に高めることができる。よ
ってマスク上のパターンが集積回路パターンのように複
雑であり、かつ微細であっても、部分的にパターン転写
精度が低下することがなく、マスク上に形成されたパタ
ーン全体の転写精度を大幅に向上させることが可能とな
る。
As a result, even if the same wavelength is used with the same projection lens as in the past, the resolution limit can be significantly increased. Therefore, even if the pattern on the mask is complex and minute, such as an integrated circuit pattern, the pattern transfer accuracy will not deteriorate locally, and the transfer accuracy of the entire pattern formed on the mask can be greatly improved. It becomes possible to improve the performance.

また、2つのパターンを用意して、合成されたパターン
で位相シフトの効果を得るようにしているため、透明膜
がマスク表面になく、従来の透明膜をマスク上に設けた
場合のような検査上の不都合がなくなる。
In addition, because two patterns are prepared and the combined pattern produces a phase shift effect, there is no transparent film on the mask surface, and inspections similar to those in which a conventional transparent film is provided on the mask can be performed. The above inconvenience will be eliminated.

さらに、透明膜を付ける工程がないので、位相シフト手
段としてマスク基板上に透明膜を用いたマスクよりもマ
スクの製造時間を大幅に短縮させることができる。
Furthermore, since there is no step of attaching a transparent film, the manufacturing time of the mask can be significantly reduced compared to a mask using a transparent film on the mask substrate as a phase shift means.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

例えば、本発明のマスクを用いた露光方法によれば、装
置の具体的構成には限定されず、光束を2分割して用い
る前記した実施例の構成に限らず、複数に光束を分割し
、それぞれ位相差を付け、複数マスクのパターンを合成
露光する手段とすることもできる。
For example, the exposure method using a mask of the present invention is not limited to the specific configuration of the apparatus, and is not limited to the configuration of the above-described embodiment in which the luminous flux is divided into two, but the luminous flux is divided into a plurality of parts, It is also possible to provide a means for combining and exposing patterns of a plurality of masks, each with a phase difference.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造技
術について説明したが、それに限定されるものではなく
、本発明は、位相シフト法による作像向上効果が適用で
きる露光の技術分野に広く応用ができることは明らかで
ある。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly explained in terms of the semiconductor device manufacturing technology, which is the field of application behind the invention, but the present invention is not limited thereto. It is clear that the improvement effect can be widely applied to the technical field of exposure.

[発明の効果コ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
[Effects of the Invention] The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.

すなわち、所望パターンの精度が要求される境界部にて
、第1のパターンの透過領域を透過した光と、第2のパ
ターンの透過領域を透過した光とが干渉して弱めあうよ
うに、前記第1のパターン及び第2のパターンを構成し
たマスク上の第1のパターンと第2のパターンに、それ
ぞれ位相差のある少なくとも部分的にコヒーレントな2
つの光を照射し、それらの光の透過パターンを合成して
、被照射試料上で所望パターンを作成するようにしたの
で、所望パターンの精度が要求される境界部の転写精度
を向上させることができる。
That is, at the boundary where desired pattern accuracy is required, the light transmitted through the transmission area of the first pattern and the light transmitted through the transmission area of the second pattern interfere and weaken each other. The first pattern and the second pattern on the mask forming the first pattern and the second pattern have at least partially coherent two patterns having a phase difference, respectively.
Since the desired pattern is created on the irradiated sample by irradiating two lights and combining the transmitted patterns of those lights, it is possible to improve the transfer accuracy at the boundary where the precision of the desired pattern is required. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例である露光光学系の要部構成
図、 第2図(a)、(b)はそれぞれ第1図のマスクのパタ
ーン構成の一例を示す要部平面図、(C)はそれらパタ
ーンによって作られる所望パターンの平面図、 第3図(a)、(b)はそれぞれ第1図のマスクのパタ
ーン構成の一例を示す要部平面図、(C)はそれらパタ
ーンによって作られる所望パターンの平面図、 第4図(a)、(b)はそれぞれ第1図のマスクのパタ
ーン構成の一例を示す要部平面図、(C)はそれらパタ
ーンによって作られる所望パターンの平面図、 第5図(a)〜(e)は第2図のマスクの透過領域を透
過した光の振幅および強度を示す説明図、第6図(a)
〜(e)、(d’ )は第3図のマスクの透過領域を透
過した光の振幅および強度を示す説明図、 第7図(a)〜(e)は第4図に示したマスクの透過領
域を透過した光の振幅および強度を示す説明図、 第8図は、マスクの断面図、 第9図(a)〜(c)は、本発明の装置に使用するパタ
ーンの位置合わせ方法の説明図、第10図(a)〜(d
)は、位相シフト手法を用いない従来方式のマスクを使
用した方法を説明するための図、 第11図(a)〜(d)は、位相シフト手法を用いた従
来方式のマスクを使用した方法を説明するための図であ
る。 1・・・・少なくとも部分的にコヒーレントな光源、2
・・・・ビームエクスパンダ、3,6.12・・・・ミ
ラー、4,13・・・・ハーフミラ−5・・・・光学位
相シフト部材、7・・・・アライメント機構、8・・・
・制御回路、10.11・・・・光学レンズ、9・・・
・マスク、9a、9b−・−第1.第2パターン、14
・・・・縮小レンズ、15・・・・被照射試料(ウェハ
)、第 図 第 図 (a ) (b) (C) 第 図 (C) 70′ 第 図 (C) (e) ?!!’i4[ 第 図 (b) 第 図 (C) 第 図 (bl マ 第 図 (C) (d) (e) 第 図 第 図 (b) (C) 第 図 よ ↓ 善 cI 第 図 ゛2−目
FIG. 1 is a configuration diagram of the main parts of an exposure optical system which is an embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) and 2(b) are plan views of the main parts showing an example of the pattern structure of the mask shown in FIG. (C) is a plan view of the desired pattern created by these patterns; FIGS. 3(a) and 3(b) are plan views of essential parts each showing an example of the pattern configuration of the mask in FIG. 1; (C) is a plan view of the desired patterns. FIGS. 4(a) and 4(b) are plan views of essential parts showing an example of the pattern configuration of the mask shown in FIG. 1, and FIG. 4(C) is a plan view of the desired pattern created by these patterns. Plan view, Figures 5(a) to (e) are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission area of the mask in Figure 2, Figure 6(a)
- (e) and (d') are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission area of the mask shown in Fig. 3, and Figs. An explanatory diagram showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region, FIG. 8 is a cross-sectional view of the mask, and FIGS. Explanatory diagram, Figures 10 (a) to (d)
) is a diagram for explaining a method using a conventional mask that does not use a phase shift method, and Figures 11 (a) to (d) are diagrams for explaining a method using a conventional mask that uses a phase shift method. FIG. 1...at least partially coherent light source, 2
... Beam expander, 3, 6. 12 ... Mirror, 4, 13 ... Half mirror 5 ... Optical phase shift member, 7 ... Alignment mechanism, 8 ...
・Control circuit, 10.11... Optical lens, 9...
-Mask, 9a, 9b--1st. 2nd pattern, 14
...Reduction lens, 15...Irradiated sample (wafer), Fig. Fig. (a) (b) (C) Fig. (C) 70' Fig. (C) (e) ? ! ! 'i4 [ Figure (b) Figure (C) Figure (bl Ma Figure (C) (d) (e) Figure Figure (b) (C) Figure ↓ Good cI Figure ゛2- eye

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、それぞれ遮光領域及び透過領域を備えた第1のパタ
ーン、第2のパターンを有し、該2種類のパターンに位
相差のある少なくとも部分的にコヒーレントな2つの光
を照射し、それらの光の透過パターンを合成して、被照
射試料上で所望のパターンを作成するためのマスクであ
って、 前記所望パターンの精度が要求される境界部にて、第1
のパターンの透過領域を透過した光と、第2のパターン
の透過領域を透過した光とが干渉して弱めあうように、
前記第1のパターン及び第2のパターンを同一基板上に
、又は前記第1のパターンと前記第2のパターンとを別
々に2枚の基板上に構成したことを特徴とするマスク。 2、少なくとも部分的にコヒーレントな光束を発生する
光源と、該コヒーレントな光束を2つに分割するための
光束分割手段と、該光束分割手段から再度光束を合成す
るまでの光路のいずれか一方に置かれた光学位相シフト
部材と、第1のパターン及び第2のパターンを透過した
光束を単一の光束に合成する光学系と、該単一の光束を
被照射試料に縮小して投影する光学系とを有し、 前記光学位相シフト部材により、第1のパターンを透過
する光と第2のパターンを透過する光の位相を180度
までずらし、被照射試料上で合成した所望のパターンを
作成するようにしたことを特徴とするマスクを用いた露
光装置。 3、前記請求項1記載のマスク上の第1のパターンと第
2のパターンに、それぞれ位相差のある少なくとも部分
的にコヒーレントな2つの光を照射し、それらの光の透
過パターンを合成して、被照射試料上で所望パターンを
作成することを特徴とするマスクを用いた露光方法。
[Claims] 1. A first pattern and a second pattern each having a light-blocking area and a transmitting area, and at least partially coherent two beams having a phase difference between the two types of patterns. A mask for creating a desired pattern on an irradiated sample by irradiating light and synthesizing the transmission patterns of those lights, the mask comprising: a mask for creating a desired pattern on an irradiated sample;
The light transmitted through the transmission area of the pattern and the light transmitted through the transmission area of the second pattern interfere and weaken each other.
A mask characterized in that the first pattern and the second pattern are formed on the same substrate, or the first pattern and the second pattern are formed separately on two substrates. 2. A light source that generates an at least partially coherent light beam, a light beam splitting means for splitting the coherent light beam into two, and a light path from the light beam splitting means to recombining the light beam. an optical phase shift member placed thereon, an optical system that combines the light beams transmitted through the first pattern and the second pattern into a single light beam, and an optical system that reduces and projects the single light beam onto the irradiated sample. The optical phase shift member shifts the phase of the light passing through the first pattern and the light passing through the second pattern by up to 180 degrees to create a combined desired pattern on the irradiated sample. An exposure apparatus using a mask, characterized in that: 3. Irradiating the first pattern and the second pattern on the mask according to claim 1 with two at least partially coherent lights each having a phase difference, and combining the transmission patterns of the lights. , an exposure method using a mask, which is characterized by creating a desired pattern on a sample to be irradiated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5863677A (en) * 1996-07-15 1999-01-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Aligner and patterning method using phase shift mask
JP2007318069A (en) * 2005-12-06 2007-12-06 Nikon Corp Exposure apparatus, exposure method, device producing method, and projection optical system
WO2013180215A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing polyester resin

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5863677A (en) * 1996-07-15 1999-01-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Aligner and patterning method using phase shift mask
US6134008A (en) * 1996-07-15 2000-10-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Aligner and patterning method using phase shift mask
JP2007318069A (en) * 2005-12-06 2007-12-06 Nikon Corp Exposure apparatus, exposure method, device producing method, and projection optical system
WO2013180215A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing polyester resin
KR20150027066A (en) 2012-05-30 2015-03-11 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 Method for producing polyester resin
US9206286B2 (en) 2012-05-30 2015-12-08 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method for producing polyester resin

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