JPH04273428A - Exposure method - Google Patents

Exposure method

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JPH04273428A
JPH04273428A JP3034512A JP3451291A JPH04273428A JP H04273428 A JPH04273428 A JP H04273428A JP 3034512 A JP3034512 A JP 3034512A JP 3451291 A JP3451291 A JP 3451291A JP H04273428 A JPH04273428 A JP H04273428A
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exposure
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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 provide an exposure method which can obtain a high resolution by a method wherein a reticle which is formed of only a light-shielding part and a light-transmitting part is used and an effect obtained by installing an auxiliary pattern is increased. CONSTITUTION:When a reticle 11 provided with auxiliary patterns 12b, 12c whose size is nearly equal to or smaller than that of a circuit pattern 12a near the circuit pattern is irradiated, a light flux which is passed through the plane of an illumination optical system to be used as the Fourier plane of the recticle is prescribed in a region whose center is situated at the position which is eccentric from the optical axis of the illumination optical system. Thereby, the reticle is irradiated with the light flux which is tilted to the prescribed direction by an angle corresponding to the fineness degree of the pattern; a wafer and the reticle are moved relatively to the optical-axis direction of a projection optical system. Especially when the auxiliary patterns whose size is nearly equal to that of the circuit pattern are formed, it is possible to transcribed only the circuit pattern at high resolution by moving them to the optical-axis direction.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等の回路パ
ターン形成技術における投影露光方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure method for forming circuit patterns for semiconductor devices and the like.

【0002】0002

【従来の技術】従来の露光方法では、マスク(レチクル
)上のパターンが存在する面のフーリエ面となる照明光
学系の面(以後、照明光学系の瞳面と称す)、若しくは
その近傍の面において、光量分布が照明光学系の光軸を
中心とするような円形断面の光束でレチクルを照明する
構成の投影型露光装置を用いてレチクルを照明する方法
をとっていた。また、照明光束のレチクルへの入射角の
大きさ(即ち照明光束の開口数)は、照明光束の開口数
と投影光学系のレチクル側開口数との比、所謂コヒーレ
ンスファクター(σ値)が0.3<σ<0.6となるも
のが一般的であった。この露光装置における照明光束の
レチクルへの照射の様子を図10に示す。
[Prior Art] In the conventional exposure method, the surface of the illumination optical system (hereinafter referred to as the pupil surface of the illumination optical system), which is the Fourier plane of the surface on which the pattern on the mask (reticle) exists, or a surface near the surface In the above, a method was used to illuminate a reticle using a projection type exposure apparatus configured to illuminate the reticle with a light beam having a circular cross section such that the light intensity distribution was centered on the optical axis of the illumination optical system. The magnitude of the incident angle of the illumination light beam onto the reticle (that is, the numerical aperture of the illumination light beam) is determined by the ratio of the numerical aperture of the illumination light beam to the reticle-side numerical aperture of the projection optical system, the so-called coherence factor (σ value) of 0. .3<σ<0.6 was common. FIG. 10 shows how the reticle is irradiated with the illumination light beam in this exposure apparatus.

【0003】図10(a)は、従来の露光方法における
レチクル上のパターンへの照明光束の照射状態を示す図
である。この露光方法で使用されるレチクル11上には
転写すべき回路パターン12pが描画され、他は遮光部
分(斜線部)となっている。このパターンに対して照明
光L1はほぼ垂直に照射される。又、図10(b)は、
図10(a)に示す従来の露光方法を行った場合のパタ
ーン部を透過する光の振幅分布を示す図である。このと
き回路パターン12pを透過する光の複素振幅は、回路
パターン12p内でほぼ同一値となっている。この値を
+1として、ウェハ上には正の振幅分布Apが生じてい
るものとする。これは回路パターン12pの形状と、使
用する投影光学系の点像振幅分布との重畳積分になって
いる。さらに、図10(c)は、図10(a)に示す従
来の露光方法を行った場合のウェハ上に達する光の強度
分布を示す図である。この強度分布は振幅分布Apの絶
対値を二乗したものであり、Epで表されている。また
ウェハ上のレジストを感光させる光強度を持った幅を破
線で表した範囲W1 で示している。従ってウェハ上に
は幅W1 のパターンが転写されることになる。
FIG. 10A is a diagram showing a state in which a pattern on a reticle is irradiated with an illumination light beam in a conventional exposure method. A circuit pattern 12p to be transferred is drawn on the reticle 11 used in this exposure method, and the remaining portions are shaded portions (hatched portions). The illumination light L1 is irradiated almost perpendicularly to this pattern. Moreover, FIG. 10(b)
10A is a diagram showing the amplitude distribution of light transmitted through a pattern portion when the conventional exposure method shown in FIG. 10(a) is performed. FIG. At this time, the complex amplitude of the light transmitted through the circuit pattern 12p has approximately the same value within the circuit pattern 12p. It is assumed that this value is +1 and a positive amplitude distribution Ap is generated on the wafer. This is a superposition integral of the shape of the circuit pattern 12p and the point image amplitude distribution of the projection optical system used. Further, FIG. 10(c) is a diagram showing the intensity distribution of light reaching the wafer when the conventional exposure method shown in FIG. 10(a) is performed. This intensity distribution is the square of the absolute value of the amplitude distribution Ap, and is expressed as Ep. Further, the width having a light intensity that exposes the resist on the wafer is indicated by a range W1 indicated by a broken line. Therefore, a pattern with a width W1 is transferred onto the wafer.

【0004】上記の装置を用いてパターン露光を行う際
、回路パターンの像の解像度を向上させるため、露光波
長を短波長化したり、投影光学系の開口数を大きくする
等の技術的改良が成されていた。また、現在の半導体素
子製造工程においては、成膜、フォトリソグラフィー(
回路パターンの転写)、エッチングのサイクルが20回
程度繰り返されるのが普通である。成膜された各膜の膜
厚は0.05μmから1μm程度であり、従って工程が
進むにつれてウェハ上には数μm程度の段差が生じてく
る。段差が生じたウェハ上にさらにパターンを投影露光
すると、段差の上部と下部とで焦点が異なってしまい良
好な解像が得られない。この段差の上部から下部まで同
時に良好な解像を得るためには、焦点深度の大きな投影
型露光装置が必要になる。このため最近では、ウェハの
露光中にウェハを投影光学系の光軸方向に移動、又は振
動させて、見かけ上の焦点深度を拡大する方法(以下、
累進焦点露光方法と称する)が提案されている。即ちこ
れは、露光中にウェハを投影光学系の光軸方向に移動、
又は振動させることによって、段差の少なくとも上部と
下部とに夫々焦点を合わせるというものである。
When performing pattern exposure using the above-mentioned apparatus, technical improvements such as shortening the exposure wavelength and increasing the numerical aperture of the projection optical system have been made in order to improve the resolution of the image of the circuit pattern. It had been. In addition, in the current semiconductor device manufacturing process, film formation, photolithography (
Normally, the cycles of circuit pattern transfer) and etching are repeated about 20 times. The thickness of each film formed is about 0.05 μm to 1 μm, and therefore, as the process progresses, a step difference of about several μm occurs on the wafer. If a pattern is further projected and exposed onto a wafer with a step, the focus will be different between the top and bottom of the step, making it impossible to obtain good resolution. In order to simultaneously obtain good resolution from the top to the bottom of this step, a projection exposure apparatus with a large depth of focus is required. For this reason, recently, a method (hereinafter referred to as
A progressive focus exposure method (referred to as a progressive focus exposure method) has been proposed. In other words, this means that the wafer is moved in the optical axis direction of the projection optical system during exposure.
Alternatively, by vibrating, at least the upper and lower parts of the step are respectively focused.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の露
光方法においては、ウェハ上に転写可能なレチクル上の
回路パターンの微細度(幅、ピッチ)は、使用する露光
装置の露光波長をλ(μm)、投影光学系のレチクル側
開口数をNAとして、λ/NA(μm)程度が限界であ
った。これは、光が波動である為に生じる回折、及び干
渉現象によって像を形成しているためであり、従って露
光波長をより短くしたり、投影光学系の開口数を大きく
したりすれば原理的に解像度は向上する。しかし、波長
が200nmより短くなると、これを透過する適当な光
学材料が存在せず、また空気による吸収が発生するなど
問題点が多い。また投影光学系の開口数NAは現在、既
に技術的限界にあり、これ以上の大NA化は非常に困難
である。
However, in conventional exposure methods, the fineness (width, pitch) of a circuit pattern on a reticle that can be transferred onto a wafer depends on the exposure wavelength of the exposure equipment used (λ (μm)). The limit was about λ/NA (μm), where NA is the numerical aperture on the reticle side of the projection optical system. This is because images are formed by diffraction and interference phenomena that occur because light is a wave.Therefore, it is possible in principle to shorten the exposure wavelength or increase the numerical aperture of the projection optical system. The resolution will improve. However, when the wavelength is shorter than 200 nm, there are many problems such as the lack of suitable optical materials that transmit this wavelength and the occurrence of absorption by air. Furthermore, the numerical aperture NA of the projection optical system is already at its technical limit, and it is extremely difficult to increase the NA further.

【0006】この様な現状のもとでパターンの像質を改
善するべく、本来の回路パターン近傍に解像しない程度
の大きさの補助パターンを設けるという提案が成されて
いる。しかし、この場合の像質改善は、投影光学系によ
って円形に投影されてしまう微小な四角形パターンの像
をより四角形に近づけるというものであり、本質的な解
像度の向上(より微細なパターンの解像)は期待できな
い。
Under these circumstances, in order to improve the image quality of the pattern, a proposal has been made to provide an auxiliary pattern in the vicinity of the original circuit pattern, the size of which is too large to be resolved. However, the improvement in image quality in this case is to make the image of a minute square pattern, which is projected circularly by the projection optical system, more similar to a square, and the essential improvement in resolution (resolution of finer patterns) is to improve the image quality. ) cannot be expected.

【0007】また最近、位相シフト法と呼ばれる方法が
提案され、解像度の向上が報告されている。位相シフト
法で用いられるレチクルは、レチクル上の本来の回路パ
ターン近傍に本来の回路パターンとは透過光の位相がπ
(rad)だけ異なるような所謂位相シフターを設けた
補助パターンを設けてある。そして、この補助パターン
からの透過光と本来の回路パターンからの透過光との干
渉作用により、パターン像のコントラストを高めること
によって解像可能な本来の回路パターンの線幅を微細化
しようというものである。しかしながら、位相シフト法
で使用する位相シフター付レチクルは製造工程が複雑で
あり、従って欠陥の発生率が高く、また製造コストも極
めて高価となる。また、欠陥の検査方法及び修正方法も
未だ確立されていないなど多くの問題点があり、実用化
は難しいのが現状である。
[0007] Recently, a method called a phase shift method has been proposed, and improvements in resolution have been reported. The reticle used in the phase shift method is placed near the original circuit pattern on the reticle so that the phase of the transmitted light is π compared to the original circuit pattern.
An auxiliary pattern is provided with a so-called phase shifter that differs by (rad). The aim is to improve the contrast of the pattern image through interference between the light transmitted from the auxiliary pattern and the light transmitted from the original circuit pattern, thereby reducing the line width of the original circuit pattern that can be resolved. be. However, the manufacturing process of the reticle with a phase shifter used in the phase shift method is complicated, and therefore the incidence of defects is high, and the manufacturing cost is also extremely high. Furthermore, there are many problems such as the fact that defect inspection methods and defect correction methods have not yet been established, and it is currently difficult to put it into practical use.

【0008】さらに、前述の累進焦点露光方法において
は、特に単独で存在するパターン(デューティー比が1
:3程度以上であるパターン、言い換えればパターンの
ピッチがパターンのライン部の幅の4倍程度以上である
パターンであり、以後孤立パターンと称する)に対して
は、通常の露光方法に比べて見かけ上大きな焦点深度が
得られるが、この方法のみでは解像度を向上することは
原理的に不可能であった。
Furthermore, in the progressive focus exposure method described above, a single pattern (with a duty ratio of 1)
: For patterns whose pitch is about 3 or more, in other words, patterns whose pitch is about 4 times or more the width of the line part of the pattern (hereinafter referred to as isolated patterns), the apparent Although a large depth of focus can be obtained, it is theoretically impossible to improve resolution using this method alone.

【0009】本発明は上記の問題点に鑑みて成されたも
ので、従来と同じ遮光部と透過部のみで形成されたレチ
クルを使用し、且つ補助パターンを設けることによる効
果を増大させることによって、高い解像度の得られる露
光方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and uses a reticle formed only of a light-shielding part and a transmitting part, as in the past, and increases the effect of providing an auxiliary pattern. The purpose of this invention is to provide an exposure method that provides high resolution.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】上記目的の為に本発明で
は、照明光学系(1〜10)からの光束でマスク(14
)上の微細パターン群(12)を照明し、微細パターン
群(12)を投影光学系(13)を介して感光性基板(
14)に投影露光する露光方法において、微細パターン
群(12)中の各微細パターン(12a,12d)の近
傍に微細パターン(12a,12d)と同程度以下の大
きさの補助パターン(12b,12c,12e,12f
)を設け、マスク(11)の微細パターン群(12)が
存在する面のフーリエ面となる照明光学系中の面(15
)、若しくはその近傍の面内の、照明光学系(1〜10
)の光軸(AX)から偏心した位置に中心を有する局所
領域を通過するように制限された光束を用いることによ
って、光束をマスク(11)に対して所定の方向に微細
パターン群(12)の微細度に応じた角度だけ傾けて入
射させ、その照明状態のもとで微細パターン(12a,
12d)、及び補助パターン(12b,12c,12e
,12f)のうち微細パターン(12a,12d)の投
影コントラストを高めたうえで、微細パターン群(12
)を感光性基板(14)に投影露光する際に、感光性基
板(14)と投影光学系(13)の結像面とを相対的に
光軸(AX)方向に移動、若しくは振動させることとし
た。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention uses a mask (14) using the light flux from the illumination optical system (1 to 10).
) on the photosensitive substrate (
14), in the exposure method of projection exposure, auxiliary patterns (12b, 12c) of the same size or smaller as the fine patterns (12a, 12d) are placed near each fine pattern (12a, 12d) in the fine pattern group (12). , 12e, 12f
) is provided, and a surface (15
), or the illumination optical system (1 to 10
) by using a light beam that is restricted to pass through a local region centered at a position eccentric from the optical axis (AX) of the mask (11), the fine pattern group (12) The fine pattern (12a, 12a,
12d), and auxiliary patterns (12b, 12c, 12e
, 12f), the projection contrast of the fine patterns (12a, 12d) is increased, and the fine pattern group (12
) on the photosensitive substrate (14), the photosensitive substrate (14) and the imaging plane of the projection optical system (13) are moved or vibrated relative to each other in the optical axis (AX) direction. And so.

【0011】[0011]

【作用】本発明においては、転写すべき回路パターンの
近傍に投影光学系の解像限界以下程度の幅の補助パター
ンを設けたレチクルを使用し、照明光学系の瞳面、若し
くはその近傍の面(以下、照明光学系の瞳面で代表する
)内において、照明光学系の光軸から偏心した位置に中
心を有する局所領域を通過するように制限された光束で
レチクルを照射するようにした。このため、光束の通過
する局所領域の中心をパターンの線幅や方向性(パター
ンの描かれている方向)等で決定される所定の位置に設
定すれば、転写されるべき回路パターンとその近傍に設
けられた補助パターンとに対して波面の位相が互いに反
転した光束を照射することが可能となる。
[Operation] In the present invention, a reticle is used that has an auxiliary pattern with a width that is less than the resolution limit of the projection optical system near the circuit pattern to be transferred, and the (hereinafter represented by the pupil plane of the illumination optical system), the reticle is irradiated with a limited light beam that passes through a local region whose center is eccentric from the optical axis of the illumination optical system. Therefore, if the center of the local area through which the light flux passes is set at a predetermined position determined by the pattern's line width and directionality (the direction in which the pattern is drawn), etc., the circuit pattern to be transferred and its vicinity can be It becomes possible to irradiate a light beam whose wavefront phase is mutually inverted with respect to the auxiliary pattern provided in the auxiliary pattern.

【0012】また、ウェハの露光中にウェハを投影光学
系の光軸方向に移動、又は振動させるようにしたため、
ウェハ表面上の段差の上部から下部に渡って夫々最適な
焦点位置に設定することが可能となる。
Furthermore, since the wafer is moved or vibrated in the optical axis direction of the projection optical system during exposure of the wafer,
It becomes possible to set the optimum focus position from the top to the bottom of the step on the wafer surface.

【0013】[0013]

【実施例】図1は、本発明の実施例による露光方法を適
用するのに最適な投影型露光装置の概略的な構成を示す
図である。光源1で発生した光束は楕円鏡2、反射鏡3
で反射され、レンズ系4を介してフライアイレンズ5に
入射する。フライアイレンズ5を射出した光束はレンズ
系6を介して、光ファイバー等の光分割器7に入射する
。光分割器7は、入射部7iより入射した光束を複数に
分割して複数の射出部7a,7bより射出する。射出部
7a,7bの射出面はレチクル11上のパターン12の
存在する面に対してレンズ系8,10、及び反射鏡9を
介してフーリエ面となる面(照明光学系の瞳面)15、
若しくはその近傍の面内に設けられている。これら射出
部7a,7bの位置の光軸AXからの距離は、照明光束
のレチクル11への入射角に応じて決まるものである。 射出部7a,7bから射出した複数の光束は、レンズ系
8、反射鏡9、及びレンズ系10を介して夫々所定の入
射角を以てレチクル11を照明する。このレチクル11
はレチクルステージRS上に載置されている。以上の光
源1からレンズ系10までの部材で露光装置の照明光学
系を構成するが、この照明光学系中にはシャッター19
が光束に対して進退可能に設けられており、照明光束の
レチクル11への照射、即ち回路パターン12のウェハ
14への露光を制御する。レチクル11上のパターン1
2で発生した回折光は、投影光学系13を介してウェハ
14上に結像し、パターン12の像を転写する。ウェハ
14は可動ステージWS上に載置され、投影光学系13
の光軸AX方向に移動、又は振動可能となっている。可
動ステージWSは制御装置20と電気的に接続されてお
り、またシャッター19も制御装置20と電気的に接続
されている。制御装置20はシャッター19へ開閉の指
令を出すとともに、可動ステージWSに対しても移動、
及び振動の指令を出す。この可動ステージWSの移動条
件(移動位置と移動速度、及び移動速度と移動時間との
関係)の決定は、制御装置20が行ってもよく、また、
制御装置20は移動条件の入力手段を有し、条件の入力
はオペレータが行ってもよい。何れの場合においても、
可動ステージWSの移動範囲、又は振動する振幅は、投
影光学系13の焦点深度及びウェハ14表面の状態(段
差等)を考慮したものであることが望ましい。 尚、この露光装置は、レチクル11に照射される光量を
計測する照射量計等を照明光学系中に有しているものと
する。また光源1としては、水銀ランプ等の輝線ランプ
やレーザ光源が用いられる。さらに、本実施例では照明
光束を分割する光分割器7として光ファイバーを用いた
が、他の部材、例えば回折格子や多面プリズムなどを用
いてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection type exposure apparatus most suitable for applying an exposure method according to an embodiment of the present invention. The light flux generated by light source 1 is sent to elliptical mirror 2 and reflecting mirror 3.
and enters the fly-eye lens 5 via the lens system 4. The light beam exiting the fly's eye lens 5 passes through a lens system 6 and enters a light splitter 7 such as an optical fiber. The light splitter 7 divides the light flux incident from the input section 7i into a plurality of parts, and outputs the divided light beams from the plurality of emission parts 7a and 7b. The exit surfaces of the exit sections 7a and 7b are formed into a Fourier plane (pupil plane of the illumination optical system) 15 via lens systems 8 and 10 and a reflecting mirror 9 with respect to the surface where the pattern 12 on the reticle 11 exists.
or is provided within a plane in the vicinity thereof. The distances of the positions of these emission parts 7a and 7b from the optical axis AX are determined according to the angle of incidence of the illumination light beam onto the reticle 11. The plurality of light beams emitted from the emission sections 7a and 7b illuminate the reticle 11 through a lens system 8, a reflecting mirror 9, and a lens system 10 at respective predetermined incident angles. This reticle 11
is placed on the reticle stage RS. The members from the light source 1 to the lens system 10 described above constitute the illumination optical system of the exposure apparatus.
is provided so as to be movable forward and backward with respect to the light beam, and controls the irradiation of the illumination light beam onto the reticle 11, that is, the exposure of the circuit pattern 12 onto the wafer 14. Pattern 1 on reticle 11
The diffracted light generated in step 2 forms an image on the wafer 14 via the projection optical system 13, and an image of the pattern 12 is transferred thereto. The wafer 14 is placed on a movable stage WS, and the projection optical system 13
It is possible to move or vibrate in the direction of the optical axis AX. The movable stage WS is electrically connected to the control device 20, and the shutter 19 is also electrically connected to the control device 20. The control device 20 issues commands to open and close the shutter 19, and also moves the movable stage WS.
and issues vibration commands. The control device 20 may determine the movement conditions (the relationship between the movement position and movement speed, and the movement speed and movement time) of the movable stage WS, and
The control device 20 has a movement condition input means, and the conditions may be input by an operator. In any case,
It is desirable that the movement range or vibration amplitude of the movable stage WS takes into account the depth of focus of the projection optical system 13 and the condition of the surface of the wafer 14 (steps, etc.). It is assumed that this exposure apparatus has a irradiance meter or the like for measuring the amount of light irradiated onto the reticle 11 in the illumination optical system. Further, as the light source 1, a bright line lamp such as a mercury lamp or a laser light source is used. Further, in this embodiment, an optical fiber is used as the light splitter 7 that splits the illumination light beam, but other members such as a diffraction grating or a polygonal prism may also be used.

【0014】上記構成において、光源1とシャッター1
9、フライアイレンズ5の射出面(照明光学系の瞳面1
5)、光ファイバー7の射出面、及び投影光学系13の
瞳面18は互いに共役であり、また、フライアイレンズ
5の入射面と光ファイバー7の入射面、レチクル11の
パターン面、及びウェハ14の転写面は互いに共役であ
る。
In the above configuration, the light source 1 and the shutter 1
9. Exit surface of fly-eye lens 5 (pupil surface 1 of illumination optical system)
5) The exit surface of the optical fiber 7 and the pupil surface 18 of the projection optical system 13 are conjugate with each other, and the entrance surface of the fly's eye lens 5, the entrance surface of the optical fiber 7, the pattern surface of the reticle 11, and the pupil surface of the wafer 14 are conjugate with each other. The transfer planes are conjugate to each other.

【0015】その他、光分割器7よりレチクル11側、
即ち射出部7a,7bの射出面近傍に、照明均一化のた
めさらに別のフライアイレンズを追加してもよい。この
とき、フライアイレンズは単独のものであっても、複数
のフライアイレンズ群より構成されたものであってもよ
い。また、投影光学系13、及び照明光学系1〜10の
色収差の補正状態によっては、照明光学系中に波長選択
素子(干渉フィルターなど)を加えてもよい。
In addition, on the reticle 11 side from the light splitter 7,
That is, another fly's eye lens may be added near the exit surfaces of the exit sections 7a and 7b for uniform illumination. At this time, the fly's eye lens may be a single lens or may be composed of a plurality of fly's eye lens groups. Further, depending on the correction state of chromatic aberration of the projection optical system 13 and the illumination optical systems 1 to 10, a wavelength selection element (such as an interference filter) may be added to the illumination optical system.

【0016】従来の装置を用いて解像限界以下のピッチ
のパターンを有するレチクルを照明した場合には、例え
ば微細な周期的パターンで発生した回折光のうち0次光
しか投影光学系13を通過することができず、パターン
を解像することができなかった場合でも、上記の装置を
用いたレチクルの照明を行えば、光分割器7の射出部7
a,7bより射出した照明光束はレチクル11に所定の
角度を以て入射するので、レチクルのパターンから発生
した±1次回折光のうち何れか1光束と0次回折光との
合わせて2光束が投影光学系を通過することが可能とな
り、よりピッチの小さい(微細な)パターンまで解像す
ることが可能となる。
When a conventional device is used to illuminate a reticle having a pattern with a pitch below the resolution limit, only the 0th-order light of the diffracted light generated by the fine periodic pattern passes through the projection optical system 13. Even if the pattern cannot be resolved, if the reticle is illuminated using the above device, the exit section 7 of the light splitter 7 can be
Since the illumination light beams emitted from a and 7b enter the reticle 11 at a predetermined angle, a total of two light beams, one of the ±1st-order diffracted lights generated from the reticle pattern and the 0th-order diffracted light, enter the projection optical system. This makes it possible to resolve even smaller pitch (fine) patterns.

【0017】次に本発明の実施例に用いられるレチクル
のパターンについて図4、図5、図6、図7、図8を用
いて説明する。図4(a)は、本発明の実施例に用いら
れるレチクルのパターンの様子を示す図である。光透過
性のガラス基板であるレチクル11の一表面には回路パ
ターンとしてクロム等の遮光部材(斜線部)がパターニ
ングされている。遮光部材中には、所謂孤立スペースパ
ターンとしての透過部12a,12b,12cが設けら
れている。また図4(b)は、本発明の実施例に用いら
れるレチクルのパターンの他の例の様子を示す図である
。この場合、レチクル11上には所謂孤立ラインパター
ンとしての遮光部12d,12e,12fがパターニン
グされている。上記パターンのうち、透過部12a及び
遮光部12dが転写されるべき回路パターンであり、透
過部12b,12c及び遮光部12e,12fは、投影
光学系の解像限界以下の幅の補助パターンである。
Next, the reticle pattern used in the embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 4, 5, 6, 7, and 8. FIG. 4(a) is a diagram showing a pattern of a reticle used in an embodiment of the present invention. A light shielding member (shaded area) made of chrome or the like is patterned as a circuit pattern on one surface of the reticle 11, which is a light-transmitting glass substrate. Transmissive portions 12a, 12b, and 12c are provided in the light shielding member as so-called isolated space patterns. Further, FIG. 4(b) is a diagram showing another example of the reticle pattern used in the embodiment of the present invention. In this case, light shielding portions 12d, 12e, and 12f are patterned on the reticle 11 as so-called isolated line patterns. Among the above patterns, the transmitting portion 12a and the light shielding portion 12d are the circuit patterns to be transferred, and the transmitting portions 12b, 12c and the light shielding portions 12e, 12f are auxiliary patterns whose width is less than the resolution limit of the projection optical system. .

【0018】図5、図6、図7、図8は、本発明の実施
例に用いられるレチクルのパターンの例を示す図である
。図5は、上記の図4(a)に示すものと同じ孤立スペ
ースパターンの例を示す平面図であり、回路パターン1
2gの両側には補助パターン12h,12i(透過部)
が描画されている。このスペースパターンに対する補助
パターンは、パターン12gの幅(短手)方向にのみ付
加するものとしたが、パターン12gの長さ(長手)方
向の先端にも同様に補助パターンを付加してもよい。こ
の場合、デフォーカスによってパターン12gの長さが
変化するのを低減することができる。
FIGS. 5, 6, 7, and 8 are diagrams showing examples of reticle patterns used in embodiments of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing an example of the same isolated space pattern as shown in FIG. 4(a) above, and shows circuit pattern 1.
Auxiliary patterns 12h and 12i (transparent part) are on both sides of 2g.
is drawn. Although the auxiliary pattern for this space pattern is added only to the width (horizontal) direction of the pattern 12g, the auxiliary pattern may be similarly added to the tip of the pattern 12g in the length (longitudinal) direction. In this case, it is possible to reduce changes in the length of the pattern 12g due to defocus.

【0019】図6は、格子状の透過部で形成された回路
パターン12jで囲まれた遮光部領域12lの中に枠状
の透過部で形成された補助パターン12kを設けた例で
ある。図7は、所謂ホールパターン12mの各辺の近傍
に複数の補助パターン12nを設けた例である。またホ
ールパターンについては図8の如く、ホールパターン1
2oを囲むように補助パターン12qを設けてもよい。 このホールパターン12oは四角形に限らず、例えば円
形や正八角形等のパターンであってもよい。
FIG. 6 shows an example in which an auxiliary pattern 12k formed of frame-shaped transparent parts is provided in a light-shielding area 12l surrounded by a circuit pattern 12j formed of grid-shaped transparent parts. FIG. 7 shows an example in which a plurality of auxiliary patterns 12n are provided near each side of a so-called hole pattern 12m. Regarding the hole pattern, as shown in Figure 8, hole pattern 1
An auxiliary pattern 12q may be provided to surround 2o. This hole pattern 12o is not limited to a rectangular shape, and may be, for example, a circular or regular octagonal pattern.

【0020】何れの例においても補助パターンの幅(短
辺)は使用する投影型露光装置の投影光学系の解像限界
以下程度であり、また回路パターンとの距離も使用する
投影型露光装置の投影光学系の解像限界程度とする。以
上のように、補助パターンを併設した回路パターンが描
画されたレチクルを、照明光学系の瞳面において照明光
学系の光軸から偏心した位置に中心を有する局所領域を
通過するように制限された光束で照明し、投影光学系を
介してウェハ上に投影露光する。この露光方法について
図9を参照して説明する。
In either example, the width (short side) of the auxiliary pattern is approximately equal to or less than the resolution limit of the projection optical system of the projection exposure apparatus used, and the distance from the circuit pattern is also within the range of the projection exposure apparatus used. The resolution should be about the resolution limit of the projection optical system. As described above, the reticle on which the circuit pattern with the auxiliary pattern is drawn is restricted to pass through a local region whose center is eccentric from the optical axis of the illumination optical system in the pupil plane of the illumination optical system. The wafer is illuminated with a light beam and projected onto the wafer via a projection optical system. This exposure method will be explained with reference to FIG.

【0021】図9(a)は、本発明の実施例による露光
方法を用いた照明を行ったときの照明光束のレチクルへ
の照射状態を示す概略的な図である。レチクル11のパ
ターン面には、転写すべき回路パターン12aの近傍に
投影光学系の解像限界以下程度の補助パターン12b,
12cが設けてある。回路パターン12aの幅は図10
(a)に示す回路パターン12pと同一であり、また補
助パターン12b,12cは投影光学系の解像限界以下
程度のものとする。このとき、照明光学系の瞳面におい
て照明光学系の光軸から偏心した位置に中心を有する局
所領域を通過するように制限された光束でレチクルを照
明すれば、照明光束L2はパターンに対して所定の角度
だけ傾いた(垂直でない)方向から入射する。この角度
、及び方向が回路パターン12a及び補助パターン12
b,12cの線幅や方向性に対して最適となるように、
上述の光束の通過する局所領域の中心位置を決定すれば
、回路パターン12aは+の振幅で照明され、補助パタ
ーン12b,12cは共に−の振幅で照明される。 この照明光束L2の等波面のうち、+の振幅のものを実
線L2a、−の振幅のものを破線L2bで示す。尚、照
明光束のパターンに対する入射角θは、補助パターン1
2bと12cとの間隔をdとして、sinθ=λ/dで
与えられる角度である。また、入射方向はパターンの描
かれている方向(パターンの長手方向)の方向ベクトル
を含み、且つ入射角θで規定される面内の方向である。 このことについては後述する。
FIG. 9(a) is a schematic diagram showing a state in which the reticle is irradiated with the illumination light beam when illumination is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention. On the pattern surface of the reticle 11, in the vicinity of the circuit pattern 12a to be transferred, there is an auxiliary pattern 12b, which is approximately below the resolution limit of the projection optical system.
12c is provided. The width of the circuit pattern 12a is shown in FIG.
It is the same as the circuit pattern 12p shown in (a), and the auxiliary patterns 12b and 12c are approximately below the resolution limit of the projection optical system. At this time, if the reticle is illuminated with a luminous flux that is restricted to pass through a local area whose center is eccentric from the optical axis of the illumination optical system on the pupil plane of the illumination optical system, the illumination luminous flux L2 will be The light is incident from a direction tilted at a predetermined angle (not perpendicular). This angle and direction correspond to the circuit pattern 12a and the auxiliary pattern 12.
In order to be optimal for the line width and directionality of b and 12c,
If the center position of the local area through which the above-described light flux passes is determined, the circuit pattern 12a is illuminated with a positive amplitude, and both the auxiliary patterns 12b and 12c are illuminated with a negative amplitude. Among the equal wavefronts of this illumination light flux L2, those with positive amplitude are shown by a solid line L2a, and those with negative amplitude are shown by a broken line L2b. Incidentally, the angle of incidence θ of the illumination light flux with respect to the pattern is based on the auxiliary pattern 1.
It is an angle given by sin θ=λ/d, where d is the distance between 2b and 12c. Further, the incident direction includes a direction vector in the direction in which the pattern is drawn (the longitudinal direction of the pattern), and is a direction within a plane defined by the incident angle θ. This will be discussed later.

【0022】図9(b)は、図9(a)に示すような露
光方法をとった場合のパターン部を透過する光の振幅分
布を示す図である。このとき回路パターン12a、及び
補助パターン12b,12cを透過する光の複素振幅は
、上述のように夫々、+,−,−である。その結果ウェ
ハ上では正の振幅分布Aaと負の振幅分布Ab,Acと
が生じている。回路パターン12aと12pの幅はほぼ
同じであるので、パターン12aの像の振幅分布Aaは
図10(b)に示す従来の露光方法による振幅分布Ap
とほぼ同様である。しかしながら本発明の場合、補助パ
ターン12b,12cからの振幅分布Ab,Acがこれ
に加わることになる。このため、回路パターンからの振
幅分布Aa(>0)と補助パターンからの振幅分布Ab
,Ac(<0)は夫々相殺し、従って像の強度分布は図
9(c)に示すEaのような鋭いピークとして現れる。 この強度分布Eaのうち、ウェハ上のレジストを感光さ
せる強度(現像によって完全に除去、又は保存される露
光量)を持った幅は、図10(c)に示す幅W1 より
も狭い幅W2 で示される。従って、従来の方法で得ら
れる幅W1 よりも微細な幅W2のパターンを転写する
ことが可能である。
FIG. 9(b) is a diagram showing the amplitude distribution of light transmitted through the pattern portion when the exposure method shown in FIG. 9(a) is used. At this time, the complex amplitudes of the light transmitted through the circuit pattern 12a and the auxiliary patterns 12b and 12c are +, -, and -, respectively, as described above. As a result, a positive amplitude distribution Aa and negative amplitude distributions Ab and Ac occur on the wafer. Since the widths of the circuit patterns 12a and 12p are almost the same, the amplitude distribution Aa of the image of the pattern 12a is the same as the amplitude distribution Ap obtained by the conventional exposure method shown in FIG. 10(b).
It is almost the same as However, in the case of the present invention, the amplitude distributions Ab and Ac from the auxiliary patterns 12b and 12c are added to this. Therefore, the amplitude distribution Aa (>0) from the circuit pattern and the amplitude distribution Ab from the auxiliary pattern
, Ac (<0) cancel each other out, and therefore the intensity distribution of the image appears as a sharp peak like Ea shown in FIG. 9(c). Of this intensity distribution Ea, the width with the intensity that exposes the resist on the wafer (the amount of exposure that is completely removed or preserved by development) is the width W2, which is narrower than the width W1 shown in FIG. 10(c). shown. Therefore, it is possible to transfer a pattern having a width W2 finer than the width W1 obtained by the conventional method.

【0023】次に、補助パターン12b,12cのサイ
ズが回路パターン12aと同程度の場合について説明す
る。回路パターン12aは図9(a)に示すものと同じ
であり、照明方法も同様である。この場合、パターンを
透過する光の振幅分布は、図9(b)に示す振幅分布の
うち補助パターン12b,12cを透過した光の成分で
あるAb,Acが負の側に大きくなる。よって、回路パ
ターン12aの像の強度分布は図9(d)に示すように
図9(c)のEaより鋭い(幅の狭い)ピークを描くE
a′となり、回路パターン12aの像の幅W2 ′を図
9(c)に示す幅W2 より微細にすることができる。 しかしながら、補助パターン12b,12cの像の強度
Eb′,Ec′も当然強くなり、本来不要なパターンま
でもウェハ上に転写される恐れが発生する。図9(d)
中に破線で示した露光量Ethはポジレジストが完全に
除去される露光量を示し、また露光量Esはポジレジス
トが膜減りし始める露光量を示している。つまり、Et
h以上の露光量ではレジストは完全に除去され、Es以
下の露光量ではレジストは膜減りすることなく完全に残
る。従って、図9(d)に示した強度分布のうちEb′
,Ec′は、ポジレジストが所謂膜減りを起こしながら
残る状態となることを示している。このことから、補助
パターン12b,12cの幅は、レジストの特性や、露
光量に応じて最適な値をとるようにすればよい。 若しくは、強度分布のうちEa′のみがEthを超えて
、Eb′,Ec′はEs以下となるような露光量を選択
するようにすればよい。図9(d)には強度分布と露光
量とを同一図面内に示したが、便宜上、等価として考え
ることにする。これについては、以下も同様である。
Next, a case will be described in which the auxiliary patterns 12b and 12c have the same size as the circuit pattern 12a. The circuit pattern 12a is the same as that shown in FIG. 9(a), and the illumination method is also the same. In this case, in the amplitude distribution of the light transmitted through the pattern, Ab and Ac, which are the components of the light transmitted through the auxiliary patterns 12b and 12c, become larger on the negative side in the amplitude distribution shown in FIG. 9(b). Therefore, the intensity distribution of the image of the circuit pattern 12a has a sharper (narrower) peak than Ea in FIG. 9(c), as shown in FIG. 9(d).
a', and the width W2' of the image of the circuit pattern 12a can be made finer than the width W2 shown in FIG. 9(c). However, the intensities Eb' and Ec' of the images of the auxiliary patterns 12b and 12c naturally increase, and there is a possibility that even unnecessary patterns may be transferred onto the wafer. Figure 9(d)
The exposure amount Eth indicated by a broken line inside indicates the exposure amount at which the positive resist is completely removed, and the exposure amount Es indicates the exposure amount at which the positive resist begins to thin. In other words, Et
At an exposure dose of h or more, the resist is completely removed, and at an exposure dose of Es or less, the resist remains completely without film thinning. Therefore, Eb′ of the intensity distribution shown in FIG. 9(d)
, Ec' indicate that the positive resist remains while causing so-called film thinning. From this, the widths of the auxiliary patterns 12b and 12c may be set to optimal values depending on the characteristics of the resist and the amount of exposure. Alternatively, the exposure amount may be selected such that only Ea' in the intensity distribution exceeds Eth, and Eb' and Ec' are equal to or less than Es. Although the intensity distribution and the exposure amount are shown in the same drawing in FIG. 9(d), for convenience, they will be considered as equivalent. The same applies below.

【0024】本発明の実施例で使用する投影型露光装置
では、照明光学系の瞳面内において照明光束の通過する
局所領域の中心位置、即ち図1に示す光分割器(光ファ
イバー)7の射出部7a,7bの照明光学系の瞳面15
での位置は、使用するレチクルのパターンの描かれてい
る方向や幅、ピッチ等に応じて可変であることが望まし
い。つまりこれは、レチクルへの照明光束の入射角や入
射方向が、夫々パターンの描かれている方向や幅、ピッ
チ(この場合、特に補助パターンの間隔)によって決定
されるからである。さらに言えば、転写すべき回路パタ
ーンとその近傍の補助パターンとに、夫々位相の反転し
た等波面が達するような光束でレチクルを照明すればよ
い。このようにして決定された入射方向に応じて照明光
学系の瞳面で光軸AXからの偏心方向を決定し、また入
射角に応じて光軸AXからの偏心量を決定することにな
る。
In the projection exposure apparatus used in the embodiment of the present invention, the center position of the local area through which the illumination light flux passes in the pupil plane of the illumination optical system, that is, the exit of the light splitter (optical fiber) 7 shown in FIG. Pupil plane 15 of the illumination optical system of parts 7a and 7b
It is desirable that the position of the reticle is variable depending on the direction, width, pitch, etc. of the pattern of the reticle used. In other words, this is because the angle and direction of incidence of the illumination light beam onto the reticle are determined by the direction, width, and pitch (in this case, especially the spacing between the auxiliary patterns) of the pattern, respectively. More specifically, the reticle may be illuminated with such a light beam that equal wavefronts with opposite phases reach the circuit pattern to be transferred and the auxiliary pattern in the vicinity thereof. The direction of eccentricity from the optical axis AX on the pupil plane of the illumination optical system is determined according to the incident direction determined in this way, and the amount of eccentricity from the optical axis AX is determined according to the angle of incidence.

【0025】前述の図5に示すような1次元のスペース
パターンの場合(ラインパターンの場合も同様)、照明
光束はレチクル上のパターンに対して例えば図9(a)
に示すような方向から入射すればよい。即ち、図9(a
)は回路パターン12a、及び補助パターン12b,1
2cの描かれている方向と直交する方向での断面を表し
ており、照明光束L2は、紙面に平行にレチクル11に
入射するものである。1次元スペースパターン、及びラ
インパターンの場合、照明光束のレチクルへの入射方向
は例えば図9(a)の如く傾いた照明光束L2と、レチ
クル面の垂線についてL2と対称な方向からの光束(不
図示)との2光束により照明されるとよい。つまり、照
明光学系の瞳面15における照明光束の通過する局所領
域の中心位置は光軸AXに対してほぼ対称な2ヶ所とし
た方がよい。これは、ウェハがデフォーカスしたときの
波面収差の影響による像の位置ずれ(所謂テレセンずれ
)を少なくするためである。よって、ウェハが正確にベ
ストフォーカス位置にあるときは、図示したような1方
向からの光束でも構わない。但し、レチクル11上の補
助パターンの間隔、及び方向性が1通りの場合に限られ
る。投影型露光装置の照明光学系の瞳面における照明光
束の通過する局所領域の中心位置は、上述のように決定
される。
In the case of a one-dimensional space pattern as shown in FIG. 5 described above (the same applies to the case of a line pattern), the illumination light flux is applied to the pattern on the reticle, for example, as shown in FIG. 9(a).
It is sufficient that the light is incident from the direction shown in . That is, FIG. 9(a
) is the circuit pattern 12a and the auxiliary patterns 12b, 1
2c is shown, and the illumination light beam L2 is incident on the reticle 11 parallel to the plane of the paper. In the case of a one-dimensional space pattern and a line pattern, the direction of incidence of the illumination light beam onto the reticle is, for example, as shown in FIG. It is preferable that the light be illuminated by two luminous fluxes (as shown in the figure). In other words, it is preferable that the center positions of the local areas through which the illumination light beam passes through the pupil plane 15 of the illumination optical system be set at two locations that are substantially symmetrical with respect to the optical axis AX. This is to reduce image positional deviation (so-called telecentering deviation) due to the influence of wavefront aberration when the wafer is defocused. Therefore, when the wafer is accurately at the best focus position, a light beam from one direction as shown in the figure may be sufficient. However, this is limited to the case where the auxiliary patterns on the reticle 11 have only one spacing and directionality. The center position of the local area through which the illumination light flux passes in the pupil plane of the illumination optical system of the projection exposure apparatus is determined as described above.

【0026】また図6に示すような格子状パターン及び
図7、図8に示すホールパターンの場合、各パターンは
2次元方向に補助パターンを有している。この場合、例
えば各補助パターンの描かれている方向に直交する方向
から照明光束が入射すればよい。従って照明光学系の瞳
面における照明光束の通過する局所領域の中心位置は、
上記のように決定された2か所、或いは4か所とすれば
よい。つまり2次元方向に描かれたパターンを照明する
場合、照明光束の通過する局所領域の中心位置を光軸A
Xから偏心した2か所とするときは2次元方向の補助パ
ターンに夫々最適となる2か所とし、4か所とするとき
は先の2か所と光軸AXに対して夫々対称となる2か所
を加えればよい。尚、この場合、中心位置を4か所とし
た方が全照明光束の光量重心を光軸AXと一致させるこ
とができるために、ウェハが微小にデフォーカスした際
に生じる像の横方向の位置ずれ(テレセンずれ)を防止
することができる。
Furthermore, in the case of the grid pattern shown in FIG. 6 and the hole pattern shown in FIGS. 7 and 8, each pattern has an auxiliary pattern in two-dimensional directions. In this case, the illumination light beam may be incident from a direction perpendicular to the direction in which each auxiliary pattern is drawn, for example. Therefore, the center position of the local area through which the illumination light flux passes on the pupil plane of the illumination optical system is
The two locations determined as described above or the four locations may be used. In other words, when illuminating a pattern drawn in a two-dimensional direction, the center position of the local area through which the illumination light flux passes is the optical axis A.
When using two locations eccentric from X, the two locations are optimal for the auxiliary pattern in the two-dimensional direction, and when using four locations, each location is symmetrical to the previous two locations with respect to the optical axis AX. Just add two places. In this case, if the center positions are set at four locations, the light intensity center of the total illumination light flux can be aligned with the optical axis AX, so the horizontal position of the image that occurs when the wafer is slightly defocused Misalignment (telecenter misalignment) can be prevented.

【0027】以上の実施例では、各パターンの描かれて
いる方向に直交する方向から光束を照明するようにした
が、前にも述べたとおり照明光束のパターンに対する入
射角、及び入射方向は、レチクル上のパターンと補助パ
ターンとの間隔、及び各パターンの描かれている方向に
よって決まるものである。このことについて、さらに図
11を用いて説明する。図11(a),(c)は共にレ
チクル11上に形成されるパターンの一部分の例を表わ
す図であり、図11(b)は図11(a)のパターンの
場合に最適な照明光学系の瞳面15での照明光束の通過
する局所領域の中心位置(光分割器による2次光源像の
位置であり、照明光束中心を表す)を示し、同様に図1
1(d)は図11(c)のパターンの場合に最適な2次
光源像の位置を示す図である。
In the above embodiments, the light beam is illuminated from a direction perpendicular to the direction in which each pattern is drawn, but as mentioned earlier, the angle of incidence and the direction of incidence of the illumination light beam with respect to the pattern are as follows: This is determined by the distance between the pattern on the reticle and the auxiliary pattern, and the direction in which each pattern is drawn. This will be further explained using FIG. 11. 11(a) and 11(c) are diagrams each showing an example of a part of a pattern formed on the reticle 11, and FIG. 11(b) shows an optimal illumination optical system for the pattern of FIG. 11(a). 1 shows the center position of the local area through which the illumination light flux passes in the pupil plane 15 (this is the position of the secondary light source image by the light splitter and represents the center of the illumination light flux), and similarly, FIG.
1(d) is a diagram showing the optimal position of the secondary light source image in the case of the pattern of FIG. 11(c).

【0028】図11(a)は、1次元の孤立スペースパ
ターンを表す図であって、このパターンは本来の回路パ
ターン12g′(透光パターン)と、その両側の補助パ
ターン12h′,12i′とから成っている。前述のと
おり、補助パターン12h′,12i′の幅は解像限界
程度以下である。また、補助パターン12h′,12i
′の間隔はdだけ離れているものとする。
FIG. 11(a) is a diagram showing a one-dimensional isolated space pattern, and this pattern consists of an original circuit pattern 12g' (transparent pattern) and auxiliary patterns 12h' and 12i' on both sides thereof. It consists of As described above, the widths of the auxiliary patterns 12h' and 12i' are approximately equal to or less than the resolution limit. In addition, auxiliary patterns 12h', 12i
' are separated by d.

【0029】図11(b)は、図11(a)のパターン
に対して最適な照明光学系の瞳面15中での2次光源像
(射出部7a〜7d)の位置を示す図である。このとき
、フーリエ変換面にできる夫々の2次光源像の最適位置
は図11(b)に示すように瞳面内に仮定したY方向の
線分Lα上、及び線分Lβ上の任意の位置となる。 尚、図11(b)は、パターンに対する瞳面15を光軸
方向より見た図であり、且つ瞳面15内の座標系X,Y
は、同一方向からパターンを見た図11(a)と同一に
してある。線分Lα,Lβは光軸が通過する中心Cから
夫々α,βだけ離れており、露光波長をλとしたとき、
α=β=f・λ/dに等しい。(fはレチクルパターン
面と瞳面15とをフーリエ変換の関係とする光学系(レ
ンズ又はレンズ群)の焦点距離とする。)これらの線分
Lα,Lβ上より発する照明光束は、レチクル面におい
てパターンに対して傾いて(垂直でない方向から)入射
する。そして、図11(a)に示す孤立スペースパター
ンの描かれた方向に垂直な方向の断面A−Bを考えたと
き、補助パターン12h′,12i′と回路パターン1
2g′とに照射される光の振幅は、符号が反転した(位
相が反転した)ものとなる。例えば図11(b)に示す
点Dから発生した照明光束は、レチクル11のパターン
面上で、 ψ=exp{−2πi(βx/fλ+δy/fλ)}の
振幅分布となる。
FIG. 11(b) is a diagram showing the optimal position of the secondary light source image (the exit portions 7a to 7d) in the pupil plane 15 of the illumination optical system for the pattern of FIG. 11(a). . At this time, the optimal position of each secondary light source image formed on the Fourier transform plane is an arbitrary position on the line segment Lα and the line segment Lβ in the Y direction assumed in the pupil plane, as shown in FIG. 11(b). becomes. Note that FIG. 11(b) is a diagram of the pupil plane 15 for the pattern viewed from the optical axis direction, and the coordinate system X, Y within the pupil plane 15.
are the same as in FIG. 11(a) when the pattern is viewed from the same direction. Line segments Lα and Lβ are spaced apart by α and β, respectively, from the center C through which the optical axis passes, and when the exposure wavelength is λ,
It is equal to α=β=f·λ/d. (F is the focal length of the optical system (lens or lens group) that has a Fourier transform relationship between the reticle pattern surface and the pupil surface 15.) The illumination light flux emitted from these line segments Lα and Lβ is Incident at an angle (not perpendicular) to the pattern. When considering the cross section A-B in the direction perpendicular to the direction in which the isolated space pattern shown in FIG.
The amplitude of the light irradiated to 2g' has an inverted sign (inverted phase). For example, the illumination light flux generated from point D shown in FIG. 11(b) has an amplitude distribution on the pattern surface of the reticle 11 as follows: ψ=exp{−2πi(βx/fλ+δy/fλ)}.

【0030】ここで、β=f・λ/dであるから、ψ=
exp{−2πi(x/d+δy/fλ)}となる。今
、図11(a)中の断面A−Bのy座標をy0 とする
と、このy=y0 における照明光の振幅ψ0 は、   ψ0 =exp(−2πix/d)×exp(−2
πiδy0 /fλ)となる。
Here, since β=f・λ/d, ψ=
exp{−2πi(x/d+δy/fλ)}. Now, if the y-coordinate of the cross section A-B in FIG.
πiδy0 /fλ).

【0031】ここで、exp(−2πiδy0 /fλ
)は、xについてコンスタント(=const.)であ
る。従って、断面A−Bにおける光の振幅は、 ψ0 =const.×exp(−2πix/d)とな
る。回路パターン12g′と各補助パターン12h′,
12i′との距離は夫々d/2であるので、回路パター
ン12g′上の振幅を、 ψ0g′=const.×exp(−2πix0 /d
)とすれば、補助パターン12h′,12i′上では、
  ψ0h′=const.×exp{−2πi(x0
 −d/2)/d}        =ψ0r×exp
{2πi×1/2}        =−ψ0g′   ψ0i′=const.×exp{−2πi(x0
 +d/2)/d}        =ψ0r×exp
{2πi×(−1/2)}        =−ψ0g
′ となる。従って、先に述べたように回路パターン12g
′上の照明光の振幅と、補助パターン12h′,12i
′上の照明光の振幅とを逆符号にすること、即ち、照明
光束の波面の位相を反転させることができる。
Here, exp(-2πiδy0 /fλ
) is constant (=const.) with respect to x. Therefore, the amplitude of light at cross section A-B is ψ0 = const. ×exp(−2πix/d). circuit pattern 12g' and each auxiliary pattern 12h',
12i' is d/2, so the amplitude on the circuit pattern 12g' is expressed as ψ0g'=const. ×exp(−2πix0 /d
), then on the auxiliary patterns 12h' and 12i',
ψ0h′=const. ×exp{−2πi(x0
-d/2)/d} =ψ0r×exp
{2πi×1/2} =−ψ0g′ ψ0i′=const. ×exp{−2πi(x0
+d/2)/d} =ψ0r×exp
{2πi×(-1/2)} =-ψ0g
′ becomes. Therefore, as mentioned earlier, the circuit pattern 12g
The amplitude of the illumination light on ' and the auxiliary patterns 12h' and 12i
It is possible to reverse the sign of the amplitude of the illumination light above , that is, to invert the phase of the wavefront of the illumination light flux.

【0032】図11(c)は、孤立ホールパターンを示
す図であり、ホールパターン12m′の各辺の近傍に複
数の補助パターン12n1 〜12n4 が設けられて
いる。このとき各補助パターンの間隔は図に示す通り、
X,Y方向に夫々dx,dyであるとする。この様なパ
ターンは、前述の図11(a)に示すようなパターンを
2次元に拡張したものと考えることができる。従って、
照明光学系瞳面15上での2次光源像の位置は、図11
(b)と同様の線分Lα,Lβ上に加えて、図11(d
)に示す線分Lγ,Lε上にあればよい。この場合、線
分Lα,Lβ上の位置はX方向に設けられた補助パター
ン12n1 ,12n3 に対応するものであり、また
線分Lγ,Lε上の位置はY方向に設けられた補助パタ
ーン12v2 ,12v4 に対応するものである。尚
、図11(c)と図11(d)との位置、回転関係は、
図11(a)と図11(b)との関係と同じである。
FIG. 11(c) is a diagram showing an isolated hole pattern, in which a plurality of auxiliary patterns 12n1 to 12n4 are provided near each side of the hole pattern 12m'. At this time, the intervals between each auxiliary pattern are as shown in the figure.
Assume that the directions are dx and dy in the X and Y directions, respectively. Such a pattern can be considered as a two-dimensional extension of the pattern shown in FIG. 11(a). Therefore,
The position of the secondary light source image on the illumination optical system pupil plane 15 is shown in FIG.
In addition to the same line segments Lα and Lβ as in (b),
) may be on the line segments Lγ and Lε shown in FIG. In this case, the positions on the line segments Lα, Lβ correspond to the auxiliary patterns 12n1, 12n3 provided in the X direction, and the positions on the line segments Lγ, Lε correspond to the auxiliary patterns 12v2, 12v2, provided in the Y direction. 12v4. In addition, the position and rotational relationship between FIG. 11(c) and FIG. 11(d) are as follows.
This is the same as the relationship between FIGS. 11(a) and 11(b).

【0033】ここで、α=β=f・λ/dxγ=ε=f
・λ/dy である。また、2次光源像の位置が瞳面15上で線分L
α,Lβ、及びLγ,Lεの交点Pζ,Pη,Pκ,P
μ上にあると、X方向に設けられた補助パターン12n
1 ,12n3 、及びY方向に設けられた補助パター
ン12n2 ,12n4 のいずれに対しても最適な光
源位置となり好ましい。尚、図11(b),図11(d
)のいずれにおいても、実際の2次光源像の位置(光量
分布)は線分Lα,Lβ,Lγ,Lε上のみに限定され
るものではなく、Lα,Lβ,Lγ,Lε上を中心とし
てある程度の広がり(即ちコヒーレンスファクターσが
ある値を持つが、これについては後述する)を有してい
ても構わない。
Here, α=β=f・λ/dxγ=ε=f
・λ/dy. Also, the position of the secondary light source image is on the pupil plane 15 on the line segment L.
Intersections Pζ, Pη, Pκ, P of α, Lβ, and Lγ, Lε
If it is on μ, the auxiliary pattern 12n provided in the X direction
1, 12n3, and the auxiliary patterns 12n2, 12n4 provided in the Y direction, the light source position is optimal, which is preferable. In addition, FIGS. 11(b) and 11(d)
), the actual position of the secondary light source image (light intensity distribution) is not limited to only on the line segments Lα, Lβ, Lγ, Lε, but may vary to some extent centered on Lα, Lβ, Lγ, Lε. (that is, the coherence factor σ has a certain value, which will be described later).

【0034】以上においては2次元パターンとしてレチ
クル上の同一箇所に2次元の方向性を有するパターンを
仮定したが、同一パターン中の異なる位置に異なる方向
性を有する複数のパターンが存在する場合にも上記の方
法を適用することが出来る。例えば、図6に示すパター
ンはその例である。レチクル上のパターンが複数の方向
性を有しているか、若しくは補助パターンの間隔が複数
種類である場合、2次光源像の最適位置は、上述の様に
パターンの各方向性及び間隔に対応したものとなるが、
或いは各最適位置の平均位置に2次光源像を配置しても
よい。また、この平均位置は、パターンの微細度や重要
度に応じた重みを加味した荷重平均としてもよい。
In the above, we have assumed that the two-dimensional pattern is a pattern that has two-dimensional directionality at the same location on the reticle, but it can also be used when there are multiple patterns that have different directionality at different locations within the same pattern. The above method can be applied. For example, the pattern shown in FIG. 6 is an example. If the pattern on the reticle has multiple directions, or if the auxiliary patterns have multiple spacings, the optimal position of the secondary light source image is determined according to each directionality and spacing of the pattern, as described above. It becomes a thing, but
Alternatively, the secondary light source image may be placed at the average position of each optimum position. Further, this average position may be a weighted average that is weighted according to the degree of fineness and importance of the pattern.

【0035】上記のことから、本発明の実施例による露
光方法を適用する露光装置には図2、及び図3に示すよ
うな光量分布調整機能を有していることが望ましい。こ
こで、この射出部と駆動部材との構成の一例を図2,図
3に基づいて説明する。図2及び図3は、本発明の実施
例による露光方法を適用するのに最適な投影型露光装置
の光分割器及び駆動部材の概略的な構成を示す図である
。図2は露光装置の光軸に対して垂直な方向から見た構
成を示したものであり、図3は光軸方向から見た構成を
示したものである。これらは、照明光学系の瞳面におけ
る照明光束の主光線の通過点を4点とした場合の構成を
示してある。射出部7a,7b,7c,7dは、夫々可
変長支持棒17a,17b,17c,17dを介して駆
動部材16a,16b,16c,16dに接続され、矢
印Aの方向に移動可能になっている。また駆動部材16
a,16b,16c,16dは、支持部材16e上に移
動可能に支持され、光軸AXを中心とした円周(図2に
おいては紙面に垂直な面内)上を移動可能になっている
。これらの機構により、2次光源像の位置は照明光学系
の瞳面15内の任意の位置に移動可能となる。尚、射出
部7a,7b,7c,7dの数は4個に限定されるもの
ではなく、使用するレチクルのパターンの種類に応じて
最適な数にすればよい。
From the above, it is desirable that the exposure apparatus to which the exposure method according to the embodiment of the present invention is applied has a light amount distribution adjustment function as shown in FIGS. 2 and 3. Here, an example of the configuration of the injection section and the driving member will be explained based on FIGS. 2 and 3. FIGS. 2 and 3 are diagrams showing a schematic configuration of a light splitter and a driving member of a projection type exposure apparatus most suitable for applying the exposure method according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the configuration of the exposure apparatus as seen from a direction perpendicular to the optical axis, and FIG. 3 shows the configuration as seen from the optical axis direction. These diagrams show a configuration in which the number of passing points of the chief ray of the illumination light beam on the pupil plane of the illumination optical system is four. The injection parts 7a, 7b, 7c, and 7d are connected to drive members 16a, 16b, 16c, and 16d via variable length support rods 17a, 17b, 17c, and 17d, respectively, and are movable in the direction of arrow A. . Also, the driving member 16
a, 16b, 16c, and 16d are movably supported on the support member 16e, and are movable on a circumference centered on the optical axis AX (in a plane perpendicular to the plane of paper in FIG. 2). These mechanisms allow the position of the secondary light source image to be moved to any position within the pupil plane 15 of the illumination optical system. It should be noted that the number of emitting portions 7a, 7b, 7c, and 7d is not limited to four, but may be an optimal number depending on the type of reticle pattern used.

【0036】以上の照明方法を用いると同時に、回路パ
ターン12をウェハ14上に露光する際には、1つの露
光中にウェハ14と投影光学系13の結像面とを相対的
に光軸AX方向に移動、若しくは振動させる累進焦点露
光方法を用いる。これは例えば、投影光学系13の焦点
深度、及びウェハ表面の段差を考慮して設定されたウェ
ハの移動範囲、若しくは振動範囲を例えば下部、中部、
上部といった複数のステップに分割する。そして1ステ
ップ毎に1つの露光を分割して露光して全ステップの露
光が終了した時点で1つの露光を完了するようにすれば
よい。
When using the above illumination method and simultaneously exposing the circuit pattern 12 onto the wafer 14, the wafer 14 and the imaging plane of the projection optical system 13 are aligned relative to the optical axis AX during one exposure. A progressive focus exposure method that moves or vibrates in the direction is used. This means, for example, that the wafer movement range or vibration range is set in consideration of the depth of focus of the projection optical system 13 and the level difference on the wafer surface, such as the lower part, middle part, etc.
Split into multiple steps such as the top. Then, one exposure may be divided for each step, and one exposure may be completed when the exposure of all steps is completed.

【0037】次に、本発明の実施例による露光方法の中
の露光中のウェハの光軸方向の移動、若しくは振動によ
り、ウェハ上での見かけ上の焦点深度が拡大する理由に
ついて図12を用いて説明する。図12(a)は、本発
明の実施例による露光方法を用いて段階露光した際に段
差の下部に与えられる各露光の強度分布を示す図である
。また図12(b)は、同じく段差の中部に与えられる
各露光の強度分布を示す図である。さらに図12(c)
は、同じく段差の上部に与えられる各露光の強度分布を
示す図である。この場合下部の位置は−Z1 、中部の
位置はZ0 、上部の位置は+Z1 で表している。露
光するパターンは例えば図7に示すようなホールパター
ン(微小矩形)12mとする。このホールパターン12
mの投影像のウェハ14上での強度分布はFmnで図示
してあり、添字のm=1はフォーカス位置−Z1 、m
=2はフォーカス位置Z0 、m=3はフォーカス位置
+Z1 を表し、n=1、2、3は夫々露光の回数(順
番)を表す。即ち、F11はフォーカス位置−Z1 で
1回目の露光を行った場合の、またF22はフォーカス
位置Z0 で2回目の露光を行った場合の、さらにF3
3はフォーカス位置+Z1 で3回目の露光を行った場
合の夫々の強度分布を表している。
Next, using FIG. 12, we will explain why the apparent depth of focus on the wafer increases due to movement or vibration of the wafer in the optical axis direction during exposure in the exposure method according to the embodiment of the present invention. I will explain. FIG. 12A is a diagram showing the intensity distribution of each exposure applied to the lower part of the step when stepwise exposure is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention. Further, FIG. 12(b) is a diagram showing the intensity distribution of each exposure similarly applied to the middle part of the step. Furthermore, Fig. 12(c)
2 is a diagram showing the intensity distribution of each exposure applied to the upper part of the step. In this case, the lower position is represented by -Z1, the middle position by Z0, and the upper position by +Z1. The pattern to be exposed is, for example, a hole pattern (micro rectangle) 12m as shown in FIG. This hole pattern 12
The intensity distribution of the projected image of m on the wafer 14 is shown as Fmn, and the subscript m=1 indicates the focus position -Z1, m
=2 represents the focus position Z0, m=3 represents the focus position +Z1, and n=1, 2, and 3 represent the number of exposures (order), respectively. That is, F11 is when the first exposure is performed at focus position -Z1, F22 is when the second exposure is performed at focus position Z0, and F3 is
3 represents the respective intensity distributions when the third exposure is performed at the focus position +Z1.

【0038】先ず始めに、ウェハ上のパターン段差の下
部(位置−Z1 )に投影レンズの最良結像面を合焦さ
せて1回目の露光を行うと、図12(a)に示すように
段差の下部にはシャープな強度分布F11が結像するが
、段差の中部、上部になるに従って、図12(b)、(
c)に示すように強度分布F11′は急激に劣化(ピー
ク値の減少、幅の拡大)する。次に最良結像面をパター
ン段差の中部(位置Z0 )に合焦させて2回目の露光
を行うと、中部にはシャープな強度分布F22が結像す
るが、低部と上部の夫々には劣化した強度分布F22′
が現れる。 同様にして3回目の露光では、パターン段差の上部(位
置+Z1 )にフォーカスを合わせるので、上部にはシ
ャープな強度分布F33が得られ、中部、下部になるに
従って劣化した強度分布F33′が得られる。
First, when the first exposure is performed by focusing the best imaging plane of the projection lens on the lower part (position -Z1) of the pattern step on the wafer, the step is as shown in FIG. 12(a). 12(b), (
As shown in c), the intensity distribution F11' deteriorates rapidly (the peak value decreases and the width increases). Next, when the best imaging plane is focused on the middle part of the pattern step (position Z0) and a second exposure is performed, a sharp intensity distribution F22 is imaged in the middle part, but in the lower part and upper part, respectively. Deteriorated intensity distribution F22'
appears. Similarly, in the third exposure, the focus is set on the upper part of the pattern step (position +Z1), so a sharp intensity distribution F33 is obtained at the upper part, and an intensity distribution F33' which deteriorates towards the middle and lower part is obtained. .

【0039】こうして3回の露光が終わると、パターン
段差の下部、中部、上部のいずれにおいても、1回はシ
ャープな像分布F11、F22、F33が得られること
になる。図12(a)のように下部のレジストに対して
は強度分布F11、F22′、F33′の積算された光
量が与えられ、その積算光量分布は図12(d)のよう
になる。同図中、破線のレベルEthはポジレジストを
感光するのに必要な露光量である。同様にパターン段差
の中部のレジストに対しては強度分布F22、F11′
、F33′の積算された光量が図12(e)のように与
えられ、パターン段差の上部のレジストに対しては強度
分布F33、F11′、F22′の積算された光量が図
12(f)のように与えられる。この3つの段差部のい
ずれにおいても、ホールパターンの良好な像強度分布が
レジストに与えられることになり、その結果、段差の上
部から下部までの2Z1 の幅に渡って、見かけ上の焦
点深度の拡大が行われることになる。
When three exposures are completed in this manner, sharp image distributions F11, F22, and F33 are obtained at least once in the lower, middle, and upper portions of the pattern steps. As shown in FIG. 12(a), the integrated light amount of the intensity distributions F11, F22', and F33' is applied to the lower resist, and the integrated light amount distribution becomes as shown in FIG. 12(d). In the figure, the level Eth indicated by a broken line is the amount of exposure necessary to expose the positive resist. Similarly, for the resist in the middle of the pattern step, the intensity distribution is F22, F11'
, F33' is given as shown in FIG. 12(e), and for the resist above the pattern step, the integrated light amount of intensity distributions F33, F11', and F22' is given as shown in FIG. 12(f). It is given as follows. In any of these three steps, a good image intensity distribution of the hole pattern is given to the resist, and as a result, the apparent depth of focus is reduced over a width of 2Z1 from the top to the bottom of the step. Expansion will take place.

【0040】尚、本実施例においては露光中のウェハの
位置を離散的な3ヶ所としたが、連続的に位置変化をし
ても同様の効果が得られる。また、シャッター19は各
段階露光毎に開閉を繰り返しても、全ての段階露光が終
了するまで開いていて1つの露光が終了した時点で閉じ
るようにしても構わない。さらに、上記実施例において
はウェハ14を移動するようにしたが、投影光学系を構
成する光学部材のうち少なくとも1つを移動することに
よって投影光学系の結像面が移動するような構成として
も構わない。
In this embodiment, the wafer is placed at three discrete positions during exposure, but the same effect can be obtained even if the position is changed continuously. Further, the shutter 19 may be repeatedly opened and closed for each stage exposure, or it may be kept open until all stage exposures are completed and closed when one exposure is completed. Further, in the above embodiment, the wafer 14 is moved, but the image forming surface of the projection optical system may be moved by moving at least one of the optical members constituting the projection optical system. I do not care.

【0041】以上、本実施例においては、透過部から成
る回路パターン、及び補助パターン(孤立スペースパタ
ーン)を有するレチクルを用いた場合について説明した
が、図4(b)に示すような共に遮光部から成るパター
ン(孤立ラインパターン)を有するレチクルを用いた場
合であっても同様の効果が得られる。これは所謂「バビ
ネの定理」に相当するものである。ところで、回路パタ
ーン及び補助パターンが共に遮光部から成り、他の部分
が透光部から成るパターンを使用すると、累進焦点露光
方法を併用することによって新たな効果が生じ、特に有
効である。このことについて、図13,図14及び図1
5を参照して説明する。
In this embodiment, the case where a reticle having a circuit pattern consisting of a transparent part and an auxiliary pattern (isolated space pattern) is used has been described above. Similar effects can be obtained even when using a reticle having a pattern (isolated line pattern) consisting of . This corresponds to the so-called "Babinet's theorem." By the way, if a pattern is used in which both the circuit pattern and the auxiliary pattern are made up of a light-shielding part and the other part is made up of a light-transmitting part, a new effect is produced by using the progressive focus exposure method in combination, which is particularly effective. Regarding this, Figures 13, 14 and 1
This will be explained with reference to 5.

【0042】図13は、本発明の実施例による露光方法
に用いられるレチクルのパターンの他の例を示す図であ
る。これは、回路パターン及び補助パターンが共に遮光
部から成るパターン(孤立ラインパターン)の例であり
、レチクル上には回路パターン12rと、その近傍に補
助パターン12s,12tが設けられている。この場合
、補助パターン12s,12tの幅は回路パターン12
rと同一とした。また補助パターン12s,12tと回
路パターン12rとの間隔も回路パターン12rの幅と
同一にした。本発明の実施例による露光方法を用いて図
13に示すようなパターンを照明した場合に得られる投
影像の強度分布を図14に示す。図14(a)はベスト
フォーカス位置での投影像の強度分布Iaを示す図であ
り、図14(b)はデフォーカス位置での投影像の強度
分布Ibを示す図である。また図14(c)はベストフ
ォーカス位置での強度分布Iaとデフォーカス位置での
強度分布Ibとの和を示す強度分布Icであり、これは
露光中にウェハを投影光学系の光軸方向に移動、若しく
は振動させた場合(累進焦点露光方法を適用した場合)
の像に相当する。ベストフォーカス位置での像において
は、図14(a)に示す通り回路パターン12r、及び
補助パターン12s,12tの像の強度はいずれも極め
てコントラストの高い暗線として現れる。しかし、デフ
ォーカス位置での像においては、図14(b)に示す通
り回路パターン12rの像はコントラストの高い暗線と
して現れるが、補助パターン12s,12tの像はコン
トラストの低いぼやけた暗線となる。従って、露光中に
ウェハを投影光学系の光軸方向に移動、若しくは振動さ
せた場合の像の強度分布Icは強度分布IaとIbとの
和となり、回路パターン12rの像は極めて暗いが、補
助パターン12s,12tの像はそれほど暗くない状態
とすることができる。このとき、例えばポジレジストを
使用し、且つレジストが膜減りし始める露光量Es、及
びレジストが完全に除去される露光量Ethを図14(
c)に示すように設定すれば、(実際には、露光量Es
、及びEthに対して強度分布Icが図14(c)に示
すような強度、即ち中心の回路パターンの像に相当する
強度が露光量Es以下で、且つ両側の補助パターンの像
に相当する強度が露光量Eth以上となるように露光量
を設定すれば)ウェハ上に極めて微細なラインパターン
(レジスト残りのパターン)を形成することができる。 尚、補助パターン12s,12tは回路パターン12r
より細いパターンであってもよいが、解像度向上(線幅
の微細化)のためには、前述の図9(d)に示した例で
説明したのと同様に回路パターン12rと同程度の大き
さのパターンであることが望ましい。また上記のパター
ンの例以外に、例えば図6に示すような形状のパターン
で、遮光部と透光部とが反対になったパターン、即ち格
子状の遮光部で形成された回路パターンで囲まれた透光
部領域の中に枠状の遮光部で形成された補助パターンが
設けられたパターンに対しても同様のことが言える。
FIG. 13 is a diagram showing another example of a reticle pattern used in the exposure method according to the embodiment of the present invention. This is an example of a pattern (isolated line pattern) in which both the circuit pattern and the auxiliary pattern are composed of light-shielding parts, and a circuit pattern 12r is provided on the reticle, and auxiliary patterns 12s and 12t are provided in the vicinity thereof. In this case, the width of the auxiliary patterns 12s and 12t is the same as that of the circuit pattern 12.
It was set to be the same as r. Further, the spacing between the auxiliary patterns 12s and 12t and the circuit pattern 12r was made the same as the width of the circuit pattern 12r. FIG. 14 shows the intensity distribution of a projected image obtained when a pattern as shown in FIG. 13 is illuminated using the exposure method according to the embodiment of the present invention. FIG. 14(a) is a diagram showing the intensity distribution Ia of the projected image at the best focus position, and FIG. 14(b) is a diagram showing the intensity distribution Ib of the projected image at the defocus position. In addition, FIG. 14(c) shows the intensity distribution Ic that shows the sum of the intensity distribution Ia at the best focus position and the intensity distribution Ib at the defocus position, and this is the intensity distribution Ic that shows the sum of the intensity distribution Ia at the best focus position and the intensity distribution Ib at the defocus position. When moving or vibrating (when using progressive focus exposure method)
It corresponds to the statue of In the image at the best focus position, as shown in FIG. 14A, the image intensities of the circuit pattern 12r and the auxiliary patterns 12s and 12t both appear as dark lines with extremely high contrast. However, in the image at the defocus position, as shown in FIG. 14(b), the image of the circuit pattern 12r appears as a dark line with high contrast, but the images of the auxiliary patterns 12s and 12t appear as blurred dark lines with low contrast. Therefore, when the wafer is moved or vibrated in the optical axis direction of the projection optical system during exposure, the image intensity distribution Ic becomes the sum of the intensity distributions Ia and Ib, and the image of the circuit pattern 12r is extremely dark, but the auxiliary The images of the patterns 12s and 12t can be made not so dark. At this time, for example, when using a positive resist, the exposure amount Es at which the resist begins to thin and the exposure amount Eth at which the resist is completely removed are shown in FIG.
If the settings are as shown in c), (actually, the exposure amount Es
, and Eth, the intensity distribution Ic is such as shown in FIG. If the exposure amount is set so that the exposure amount is greater than or equal to the exposure amount Eth, an extremely fine line pattern (pattern remaining in the resist) can be formed on the wafer. Note that the auxiliary patterns 12s and 12t are the circuit pattern 12r.
Although it may be a thinner pattern, in order to improve the resolution (reduce the line width), it is necessary to use a pattern with the same size as the circuit pattern 12r as explained in the example shown in FIG. 9(d) above. It is desirable that the pattern be In addition to the above-mentioned pattern example, there is also a pattern having a shape as shown in FIG. 6, in which the light-shielding part and the light-transmitting part are opposite, that is, surrounded by a circuit pattern formed of grid-like light-shielding parts. The same can be said of a pattern in which an auxiliary pattern formed of a frame-shaped light-shielding portion is provided in a light-transmitting region.

【0043】さらに図15は、正方形等の遮光部で形成
された回路パターン12uの近傍に回路パターン12u
と同じ大きさ、形状の遮光部で形成された補助パターン
12vが配置された例である。図15に示した遮光部1
2u,12vは、縦、横方向に夫々所定のピッチで並ん
でいるものとする。図15に示すパターンは図13に示
すパターンの2次元への拡張であると考えられ、その像
については、図14に示したものとほぼ同等となる。従
って図15に示すパターンを使用し、且つポジレジスト
を使用すれば、極めて微細な孤立アイランド(局所的、
即ち島状にレジストが残る)パターンを形成できる。ま
た、補助パターン12vの大きさは回路パターン12u
より小さくてもよいが、回路パターン12uの解像度を
向上するには同程度の大きさのものがよい。また、補助
パターン12vの形状は、回路パターン12uと同じで
なくてもよい。この場合は、例えば図8に示すような形
状で、遮光部と透光部とが反対になったパターン、即ち
矩形の遮光部の周囲に所定の領域の透光部を挟んで枠状
の遮光部を設けたパターンに対しても同様のことが言え
る。尚、図13,図15に示すパターンを共にポジレジ
ストに対して露光する場合について説明したが、ネガレ
ジストに対して露光を行った場合も同様の効果がある。 この場合、図13のパターンは孤立スペースパターン(
レジストが線状に除去されたパターン)となり、図15
のパターンは、孤立ホールパターン(レジストが局所的
に除去されたパターン)となる。また、図14(c)中
に破線で示す露光量Ethはネガレジストが完全に残留
する露光量を表し、Esはネガレジストが完全に除去さ
れる露光量を表す。つまり、Eth以上の露光量ではレ
ジストが膜減りすることなく完全に残り、Es以下の露
光量ではレジストが完全に除去される。現状のフォトレ
ジストについては、ネガタイプ、ポジタイプ共にEth
=2・Es程度である。
Furthermore, FIG. 15 shows a circuit pattern 12u formed in the vicinity of a circuit pattern 12u formed of a light-shielding portion such as a square.
This is an example in which an auxiliary pattern 12v formed of a light-shielding portion having the same size and shape as shown in FIG. Light shielding part 1 shown in FIG.
It is assumed that 2u and 12v are lined up at a predetermined pitch in the vertical and horizontal directions, respectively. The pattern shown in FIG. 15 is considered to be a two-dimensional extension of the pattern shown in FIG. 13, and its image is almost the same as that shown in FIG. 14. Therefore, by using the pattern shown in FIG. 15 and using a positive resist, extremely fine isolated islands (local,
In other words, it is possible to form a pattern in which resist remains in the form of islands. Furthermore, the size of the auxiliary pattern 12v is the same as that of the circuit pattern 12u.
Although it may be smaller, it is preferable to have the same size in order to improve the resolution of the circuit pattern 12u. Further, the shape of the auxiliary pattern 12v does not have to be the same as that of the circuit pattern 12u. In this case, for example, a pattern with a shape as shown in FIG. 8 in which the light-shielding part and the light-transmitting part are reversed, that is, a frame-shaped light-shielding part with a light-transmitting part in a predetermined area sandwiched around a rectangular light-shielding part is used. The same can be said for patterns provided with sections. Although the case where both the patterns shown in FIGS. 13 and 15 are exposed to light on a positive resist has been described, the same effect can be obtained when a negative resist is exposed to light. In this case, the pattern in Figure 13 is an isolated space pattern (
The result is a pattern in which the resist is removed in a line, as shown in Figure 15.
The pattern becomes an isolated hole pattern (a pattern in which the resist is locally removed). Further, the exposure amount Eth shown by a broken line in FIG. 14(c) represents the exposure amount at which the negative resist completely remains, and Es represents the exposure amount at which the negative resist is completely removed. In other words, at an exposure dose of Eth or more, the resist remains completely without film thinning, and at an exposure dose of Es or less, the resist is completely removed. Regarding the current photoresist, both negative type and positive type are Eth.
= about 2.Es.

【0044】以上のように、回路パターン、及び補助パ
ターンのいずれもが遮光部で形成されるパターンである
場合、本発明によるウェハ上の像の強度分布は図14(
c)に示すIcのようになり、補助パターンが回路パタ
ーンと同程度の大きさであっても補助パターンが転写さ
れることはなく、むしろ同程度の大きさの方が極めて微
細なパターンを転写することができると言える。つまり
、解像度を向上させるために補助パターンの幅を回路パ
ターンとほぼ同程度の大きさにした場合、この補助パタ
ーンの像まで転写される恐れが生じる。よって、この転
写を防止するために累進焦点露光方法を併用すれば良い
ということである。一方、回路パターンと補助パターン
の何れもが透過部で形成されるパターン(スペースパタ
ーン)である場合にも、図9(d)の例で説明した通り
、補助パターンを回路パターンと同程度にすることは可
能である。しかしながら、スペースパターンの場合は、
遮光部で形成されたパターン(ラインパターン)に比べ
てレジストの膜減りが若干生じやすい。これは、前述の
露光量Eth,Esに対して、パターンの像強度分布を
示す曲線がスペースパターンとラインパターンとで全く
反対になるからである。要するに、ラインパターンを用
いた方がその像強度を露光量Eth,Esに対して制御
しやすいからである。言い換えれば、スペースパターン
を用いた場合はその像の強度分布は必然的に露光量Et
h,Esの影響する範囲に入ってしまうことになるので
制御が難しいということである。
As described above, when both the circuit pattern and the auxiliary pattern are patterns formed by light-shielding parts, the intensity distribution of the image on the wafer according to the present invention is as shown in FIG.
As shown in Ic shown in c), even if the auxiliary pattern is about the same size as the circuit pattern, the auxiliary pattern will not be transferred, but rather an extremely fine pattern will be transferred even if the auxiliary pattern is about the same size. It can be said that it can be done. In other words, if the width of the auxiliary pattern is made to be approximately the same size as the circuit pattern in order to improve resolution, there is a risk that the image of this auxiliary pattern may also be transferred. Therefore, in order to prevent this transfer, a progressive focus exposure method may be used in combination. On the other hand, even when both the circuit pattern and the auxiliary pattern are patterns formed of transparent parts (space patterns), the auxiliary pattern is made to have the same level as the circuit pattern, as explained in the example of FIG. 9(d). It is possible. However, for space patterns,
Compared to a pattern (line pattern) formed in a light-shielding area, resist film loss is slightly more likely to occur. This is because, with respect to the above-mentioned exposure amounts Eth and Es, the curves representing the image intensity distribution of the pattern are completely opposite between the space pattern and the line pattern. In short, it is easier to control the image intensity with respect to the exposure amounts Eth and Es by using a line pattern. In other words, when a space pattern is used, the intensity distribution of the image is necessarily the exposure amount Et
This means that control is difficult because it falls within the range affected by h and Es.

【0045】また、本発明において使用する投影型露光
装置では、レチクルを照明する光束、或いは複数の光束
の夫々の開口数が、照明系としてのσ値で0.1<σ<
0.3程度になることが望ましい。σ値が小さすぎると
近接効果等によって像の解像度が低下し、また反対に大
きすぎると回路パターンと補助パターン間での光の干渉
性が薄らぎ、本発明の効果が減少する。このため例えば
図1に示す装置の場合、光ファイバー射出部7a,7b
の径を、0.1<σ<0.3の条件を満たすような大き
さにするとよい。或いは照明光学系中に可変絞りを設け
てσ値を調整可能としてもよい。さらに、投影光学系自
体の開口数もパターンの線幅や方向性等に応じて可変と
なるようにしておくとよい。
In addition, in the projection exposure apparatus used in the present invention, the numerical aperture of each of the light flux illuminating the reticle or a plurality of light fluxes satisfies the σ value of 0.1<σ<
It is desirable that it be about 0.3. If the σ value is too small, the resolution of the image will decrease due to the proximity effect, and on the other hand, if the σ value is too large, the interference of light between the circuit pattern and the auxiliary pattern will be weakened, reducing the effects of the present invention. For this reason, for example, in the case of the apparatus shown in FIG.
It is preferable to set the diameter to a size that satisfies the condition of 0.1<σ<0.3. Alternatively, a variable aperture may be provided in the illumination optical system so that the σ value can be adjusted. Furthermore, it is preferable that the numerical aperture of the projection optical system itself is variable depending on the line width, directionality, etc. of the pattern.

【0046】以上の実施例においては、使用する投影型
露光装置は前述の如く、照明光学系の瞳面において光軸
から偏心した位置に中心を有する局所領域に照明光束の
光量分布が集中しているものとしたが、変形例として上
記瞳面(若しくは、照明光学系内のフーリエ変換面)上
において輪帯状の光量分布を有する露光装置を使用する
こともできる。この場合、輪帯状光量分布の外径はσ値
相当で0.6〜0.8程度、内径はσ値相当で0.3〜
0.6程度とするとよい。
In the above embodiments, as described above, the projection exposure apparatus used has a light intensity distribution of the illumination light beam concentrated in a local area whose center is eccentric from the optical axis on the pupil plane of the illumination optical system. However, as a modification, it is also possible to use an exposure device having an annular light amount distribution on the pupil plane (or the Fourier transform surface in the illumination optical system). In this case, the outer diameter of the annular light intensity distribution is approximately 0.6 to 0.8, equivalent to the σ value, and the inner diameter is approximately 0.3 to 0.8, equivalent to the σ value.
It is good to set it to about 0.6.

【0047】本実施例に用いられるパターンの例では遮
光部(斜線部)はクロム等の遮光部材で構成されるとし
たが、この遮光部は単層の位相シフターで構成されてい
ても構わない。これは例えば、透過光の位相をπだけ変
化させるような位相シフターを用い、この位相シフター
の被着部を投影光学系の解像限界以下の大きさで、且つ
位相シフターのエッジで発生する回折光のうち0次以外
の回折光が投影光学系を透過しないようなピッチのマト
リックス状に配置した構成のものである。このような構
成の遮光部では、位相シフターの被着部と不被着部の夫
々を透過する光はπの位相差を有するために互いに相殺
され、結果としてウェハ上には暗部が生じる。つまり、
レチクル上で遮光性を持たせなくとも、ウェハ上では遮
光効果を得ることが可能である。
In the example of the pattern used in this example, the light shielding part (shaded part) is made of a light shielding material such as chrome, but this light shielding part may be made of a single layer phase shifter. . For example, this method uses a phase shifter that changes the phase of transmitted light by π, and the size of the attached part of this phase shifter is smaller than the resolution limit of the projection optical system, and the diffraction generated at the edge of the phase shifter is The light beams are arranged in a matrix with pitches such that diffracted light of orders other than the 0th order of light does not pass through the projection optical system. In the light-shielding portion having such a configuration, the light that passes through each of the adhered portion and non-deposited portion of the phase shifter has a phase difference of π and cancels each other out, resulting in a dark portion on the wafer. In other words,
It is possible to obtain a light-shielding effect on the wafer without providing a light-shielding property on the reticle.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、転写すべ
き回路パターンとその近傍の補助パターンとに、夫々位
相の反転した等波面が達するような光束で照明すること
が可能となり、そのため両パターンを透過する光束の振
幅分布が相殺されて鋭いピークをもつ強度分布のパター
ン像を得ることができる。つまり、本発明による照明方
法を行なうことにより、補助パターンの効果を高めるこ
とが可能となり、位相シフト用レチクル等を用いること
なく、通常の遮光部と透過部のみから成るレチクルを使
用して、従来よりも微細、且つ位相シフト用レチクルを
使用した場合と同等のパターンの転写が可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to illuminate the circuit pattern to be transferred and the auxiliary pattern in the vicinity thereof with a light beam such that equal wavefronts with opposite phases reach each other, and therefore, The amplitude distributions of the light beams that pass through both patterns cancel each other out, making it possible to obtain a pattern image with an intensity distribution having a sharp peak. In other words, by performing the illumination method according to the present invention, it is possible to enhance the effect of the auxiliary pattern, and instead of using a phase shift reticle etc., a reticle consisting only of a normal light shielding part and a transmitting part can be used. It is possible to transfer a pattern that is finer than the conventional method and is equivalent to that when using a phase shift reticle.

【0049】また、照明光学系の瞳面内における照明光
束の通過する局所領域の中心位置を可変としたことによ
り、パターンの線幅や方向性等が異なる種々のレチクル
に対して最適な露光を実現することができる。さらに、
パターンを露光する際に、基板と投影光学系の像面とを
相対的に光軸方向に移動、又は振動させることにより、
見かけ上の焦点深度をも拡大することが可能となる。特
に回路パターンと同程度の幅を持った補助パターンを用
いた場合には、この光軸方向の移動、又は振動により、
補助パターンの転写を防止して回路パターンのみを高い
解像度で転写することが可能となる。
Furthermore, by making the center position of the local area through which the illumination light beam passes in the pupil plane of the illumination optical system variable, it is possible to achieve optimal exposure for various reticles with different pattern line widths, directionality, etc. It can be realized. moreover,
When exposing a pattern, by relatively moving or vibrating the substrate and the image plane of the projection optical system in the optical axis direction,
It is also possible to expand the apparent depth of focus. In particular, when using an auxiliary pattern with a width comparable to that of the circuit pattern, this movement or vibration in the optical axis direction may cause
It becomes possible to prevent the transfer of the auxiliary pattern and transfer only the circuit pattern with high resolution.

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

【図1】本発明の実施例による露光方法を適用するのに
最適な投影型露光装置の概略的な構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus most suitable for applying an exposure method according to an embodiment of the present invention.

【図2】
本発明の実施例による露光方法を適用するのに最適な投
影型露光装置の光分割器及び駆動部材の概略的な構成を
示す図
[Figure 2]
A diagram showing a schematic configuration of a light splitter and a driving member of a projection exposure apparatus suitable for applying an exposure method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例による露光方法を適用するのに
最適な投影型露光装置の光分割器及び駆動部材の概略的
な構成を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a light splitter and a driving member of a projection exposure apparatus most suitable for applying the exposure method according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例に用いられるレチクルのパター
ンの様子を示す図
FIG. 4 is a diagram showing the pattern of a reticle used in an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例に用いられるレチクルのパター
ンの例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of a reticle pattern used in an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例に用いられるレチクルのパター
ンの例を示す図
FIG. 6 is a diagram showing an example of a reticle pattern used in an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例に用いられるレチクルのパター
ンの例を示す図
FIG. 7 is a diagram showing an example of a reticle pattern used in an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例に用いられるレチクルのパター
ンの例を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an example of a reticle pattern used in an embodiment of the present invention.

【図9】(a)は本発明の実施例による露光方法を用い
た照明を行ったときのレチクルへの照明光束の照射状態
示す概略的な図 (b)は本発明の実施例による露光方法を用いた照明を
行ったときのパターン部を透過する光の振幅分布を示す
図 (c)は本発明の実施例による露光方法を用いた照明を
行ったときのパターンの像強度分布を示す図(d)は本
発明の実施例による露光方法を用いた照明を行ったとき
のパターンの像強度分布を示す図
FIG. 9(a) is a schematic diagram showing the irradiation state of the illumination light beam onto the reticle when illumination is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention; FIG. Diagram (c) showing the amplitude distribution of light passing through the pattern portion when illumination is performed using the method is a diagram showing the image intensity distribution of the pattern when illumination is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention. (d) is a diagram showing the image intensity distribution of a pattern when illumination is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention.

【図10】(a)は従
来の技術による露光方法を用いた照明を行ったときのレ
チクルへの照明光束の照射状態示す概略的な図 (b)は従来の技術による露光方法を用いた照明を行っ
たときのパターン部を透過する光の振幅分布を示す図(
c)は従来の技術による露光方法を用いた照明を行った
ときのパターンの像強度分布を示す図
FIG. 10(a) is a schematic diagram showing the irradiation state of the illumination light beam onto the reticle when illumination is performed using the exposure method according to the conventional technology; FIG. A diagram showing the amplitude distribution of light passing through the pattern section when performing
c) is a diagram showing the image intensity distribution of a pattern when illumination is performed using a conventional exposure method.

【図11】(a)
,(c)は共にレチクル上に形成されるパターンの一部
分の例を表わす図 (b)は図11(a)のパターンの場合に最適な照明光
学系の瞳面内での照明光束の通過する局所領域の中心位
置を表す図 (d)は図11(c)のパターンの場合に最適な照明光
学系の瞳面内での照明光束の通過する局所領域の中心位
置を表す図
[Figure 11] (a)
, (c) both show examples of a part of the pattern formed on the reticle. (b) shows the passage of the illumination light flux within the pupil plane of the optimal illumination optical system in the case of the pattern of FIG. 11 (a). Diagram (d) showing the center position of the local area is a diagram showing the center position of the local area through which the illumination light flux passes in the pupil plane of the optimal illumination optical system in the case of the pattern of FIG. 11(c).

【図12】(a)は本発明の実施例による露光方法を用
いて段階露光した際に段差の下部に与えられる各露光の
強度分布を示す図 (b)は本発明の実施例による露光方法を用いて段階露
光した際に段差の中部に与えられる各露光の強度分布を
示す図 (c)は本発明の実施例による露光方法を用いて段階露
光した際に段差の上部に与えられる各露光の強度分布を
示す図 (d)は本発明の実施例による露光方法を用いて段階露
光した際に段差の下部に与えられる積算光量分布を示す
図 (e)は本発明の実施例による露光方法を用いて段階露
光した際に段差の中部に与えられる積算光量分布を示す
図 (f)は本発明の実施例による露光方法を用いて段階露
光した際に段差の上部に与えられる積算光量分布を示す
FIG. 12(a) shows the intensity distribution of each exposure given to the lower part of the step when stepwise exposure is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention; FIG. 12(b) shows the exposure method according to the embodiment of the present invention; Figure (c) shows the intensity distribution of each exposure applied to the middle part of the step when stepwise exposure is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention. Figure (d) showing the intensity distribution of the exposure method according to the embodiment of the present invention is a figure (e) showing the integrated light quantity distribution given to the lower part of the step when performing stepwise exposure using the exposure method according to the embodiment of the present invention. Figure (f) shows the cumulative light amount distribution given to the middle part of the step when stepwise exposure is performed using the exposure method according to the embodiment of the present invention. Diagram shown

【図13】本発明の実施例による露光方法に用いられる
レチクルのパターンの他の例を示す図
FIG. 13 is a diagram showing another example of a reticle pattern used in the exposure method according to the embodiment of the present invention.

【図14】(a)はベストフォーカス位置での投影像の
強度分布を示す図 (b)はデフォーカス位置での投影像の強度分布を示す
図 (c)はベストフォーカス位置での投影像の強度分布と
デフォーカス位置での投影像の強度分布との和を示す図
FIG. 14 (a) shows the intensity distribution of the projected image at the best focus position. (b) shows the intensity distribution of the projected image at the defocus position. (c) shows the intensity distribution of the projected image at the best focus position. Diagram showing the sum of the intensity distribution and the intensity distribution of the projected image at the defocused position

【図15】本発明の実施例による露光方法に用いられる
レチクルのパターンの他の例を示す図
FIG. 15 is a diagram showing another example of a reticle pattern used in the exposure method according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7  光分割器(光ファイバー) 11  レチクル 12  パターン 12a  回路パターン 12b  補助パターン 12c  補助パターン 12d  回路パターン 12e  補助パターン 12f  補助パターン 15  レチクルのパターン面のフーリエ面(照明光学
系の瞳面) 16a  駆動部材 16b  駆動部材 16c  駆動部材 16d  駆動部材 16e  支持部材 17a  可変長支持棒 17b  可変長支持棒 17c  可変長支持棒 17d  可変長支持棒 19  シャッター 20  制御装置 L2  照明光束 L2a  照明光束の正の等波面 L2b  照明光束の負の等波面 Aa  回路パターンの透過光の振幅分布Ab  補助
パターンの透過光の振幅分布Ac  補助パターンの透
過光の振幅分布Ea  回路パターンの像の強度分布 Eb  補助パターンの像の強度分布 Ec  補助パターンの像の強度分布 Ea′回路パターンの像の強度分布 Eb′補助パターンの像の強度分布 Ec′補助パターンの像の強度分布 Ia  像の強度分布 Ib  像の強度分布 Ic  像の強度分布 W2   転写像の幅 W2 ′転写像の幅 WS  可動ステージ
7 Light splitter (optical fiber) 11 Reticle 12 Pattern 12a Circuit pattern 12b Auxiliary pattern 12c Auxiliary pattern 12d Circuit pattern 12e Auxiliary pattern 12f Auxiliary pattern 15 Fourier plane of pattern surface of reticle (pupil plane of illumination optical system) 16a Drive member 16b Drive Member 16c Drive member 16d Drive member 16e Support member 17a Variable length support rod 17b Variable length support rod 17c Variable length support rod 17d Variable length support rod 19 Shutter 20 Control device L2 Illumination light flux L2a Positive uniform wavefront L2b of illumination light flux Negative equal wavefront Aa Amplitude distribution of transmitted light of the circuit pattern Ab Amplitude distribution of transmitted light of the auxiliary pattern Ac Amplitude distribution of transmitted light of the auxiliary pattern Ea Intensity distribution of the image of the circuit pattern Eb Intensity distribution of the image of the auxiliary pattern Ec Auxiliary pattern Intensity distribution of image Ea' Intensity distribution of image of circuit pattern Eb' Intensity distribution of image of auxiliary pattern Ec' Intensity distribution of image of auxiliary pattern Ia Intensity distribution of image Ib Intensity distribution of image Ic Intensity distribution of image W2 Transferred image Width W2 'Width WS of transferred image Movable stage

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  照明光学系からの光束でマスク上の微
細パターン群を照明し、該微細パターン群を投影光学系
を介して感光性基板に投影露光する露光方法において、
前記微細パターン群中の各微細パターンの近傍に該微細
パターンと同程度以下の大きさの補助パターンを設け、
前記マスクのフーリエ面となる前記照明光学系中の面、
若しくはその近傍の面内を通る前記光束を、前記照明光
学系の光軸から偏心した位置に中心を有する局所領域に
規定することによって、前記マスクを所定の方向に前記
微細パターン群の微細度に応じた角度だけ傾けた光束で
照射して、前記微細パターンと補助パターンとのうち前
記微細パターンの投影コントラストを高めるとともに、
前記微細パターン群を前記感光性基板に投影露光する際
に、該感光性基板と前記投影光学系の結像面とを相対的
に光軸方向に移動、若しくは振動させることを特徴とす
る露光方法。
1. An exposure method in which a group of fine patterns on a mask is illuminated with a light beam from an illumination optical system, and the group of fine patterns is projected onto a photosensitive substrate via a projection optical system, comprising:
An auxiliary pattern having a size equal to or smaller than the fine pattern is provided near each fine pattern in the fine pattern group,
a surface in the illumination optical system that becomes a Fourier surface of the mask;
Alternatively, the light flux passing through a plane in the vicinity thereof is defined in a local region having a center at a position eccentric from the optical axis of the illumination optical system, so that the mask is directed in a predetermined direction to the fineness of the fine pattern group. irradiating with a light beam tilted at a corresponding angle to increase the projection contrast of the fine pattern between the fine pattern and the auxiliary pattern;
An exposure method characterized by moving or vibrating the photosensitive substrate and an imaging plane of the projection optical system relative to each other in the optical axis direction when projecting and exposing the fine pattern group onto the photosensitive substrate. .
【請求項2】  前記角度は前記微細パターン群中の各
微細パターンの線幅等によって決定されるとともに、前
記方向は前記パターンの方向性等によって決定され、前
記角度、及び前記方向によって決定される前記光束の入
射方向に応じて前記フーリエ面、若しくはその近傍の面
内における前記光束の通過する局所領域の中心位置を調
整することを特徴とする請求項1に記載の露光方法。
2. The angle is determined by the line width of each fine pattern in the fine pattern group, and the direction is determined by the directionality of the pattern, and is determined by the angle and the direction. 2. The exposure method according to claim 1, wherein the center position of a local region through which the light beam passes in the Fourier plane or a plane in the vicinity thereof is adjusted depending on the direction of incidence of the light beam.
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