JPH05241324A - Photomask and exposing method - Google Patents

Photomask and exposing method

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JPH05241324A
JPH05241324A JP7312192A JP7312192A JPH05241324A JP H05241324 A JPH05241324 A JP H05241324A JP 7312192 A JP7312192 A JP 7312192A JP 7312192 A JP7312192 A JP 7312192A JP H05241324 A JPH05241324 A JP H05241324A
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JP
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light
pattern
photomask
portion
direction
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Application number
JP7312192A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Shibuya
眞人 渋谷
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/70483Information management, control, testing, and wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control, in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control, light interruption
    • G03F7/70566Polarisation control

Abstract

PURPOSE: To obtain a high-contrast image by controlling a polarization state.
CONSTITUTION: Line-and-space (L/S) patterns arranged in the longitudinal direction of the plane of Fig. are formed in a region C and L/S patterns arranged in the vertical direction of the plane of Fig. are formed in a region D and phase shift films are provided in alternately every other space parts (transparent parts). E is an isolated pattern of a square shape. A polarizing film 15 corresponding to a half-wave plate is provided in the L/S pattern part of the region D and a polarizing film 16 corresponding to a quarter-wavelength plate is provided in the part E. The mask is illuminated with linearly polarized light vibrating in the direction parallel with the side of the L/S patterns in the region C, by which the pattern image is stepped onto a wafer.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

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、半導体素子製造のリソグラフィ工程において、被投影原版として用いられるフォトマスク(レチクルとも言う)に関するものである。 The present invention relates, in a lithography process for manufacturing semiconductor devices, to a photomask used as a projection original plate (also referred to as a reticle).

【0002】 [0002]

【従来の技術】半導体素子製造のリソグラフィ工程において、被投影原版として用いられるフォトマスクは、一般的には、透明基板上にクロム等の金属からなる遮光パターンが形成された構造をなしており、フォトマスクを透過照明し、投影光学系によって遮光パターンの像をウエハ面上に結像することにより、所望の回路パターンをウエハ面に転写していた。 BACKGROUND OF THE INVENTION semiconductor device fabrication lithography process, photomask used as the projection original plate, generally has no light-shielding pattern made of a metal such as chromium on a transparent substrate is formed structure, the photomask transmitted illumination, by forming an image of the light-shielding pattern on the wafer surface by the projection optical system, it has been transferred a desired circuit pattern on the wafer surface.

【0003】また、最近では、投影像のコントラストを高めるために、透明部の特定の箇所に透過光の位相を変化させる位相シフト部を設けた位相シフトマスクが種々提案されている。 [0003] Recently, in order to increase the contrast of the projected image, a phase shift mask provided with a phase shift unit for changing the phase of the transmitted light to a specific part of the transparent portion have been proposed. 例えば、特公昭62−50811号公報には、空間周波数変調型の位相シフトマスクに関する技術が開示されている。 For example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-50811 discloses a technique related to a phase shift mask of the spatial frequency modulation type.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような従来の技術においては、近年の半導体素子の高集積化に伴なう回路パターンの微細化に対応できないという問題点がある。 [0006] However, in the conventional art as described above, there is a problem that can not cope with the miniaturization of the accompanying circuit patterns for high integration of semiconductor devices in recent years. 即ち、従来から汎用されている基板裸面部(透明部)と遮光部とだけからなるフォトマスクでは、 That is, a photomask consisting of only conventionally been widely substrate bare surface (transparent portion) and the light shielding portion,
光の振幅の情報を用いてパターン像の投影転写を行なっており、近年開発された位相シフトマスクでは、光の振幅の情報に光の位相の情報を加えることによってパターン像のコントラストを高めているが、これらの手法には自ら結像性能に限界があり、微細パターンについて満足すべき高コントラストの像が得られていない。 And conduct a projection transfer pattern image by using the amplitude information of light, in recent years it developed a phase shift mask, to enhance the contrast of the pattern image by adding the phase information of the light to amplitude information of light but there is a limit to his imaging performance of these techniques, an image of high contrast is not obtained satisfactory for fine pattern.

【0005】この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、光の位相に加えて更に偏光状態を制御することで、高解像性・高コントラストの結像性能を実現できるフォトマスクを提供することを目的とするものである。 [0005] The present invention has been made in view of the above, further by controlling the polarization state in addition to the phase of light, a photomask capable of realizing the imaging performance of high resolution, high contrast it is an object to provide.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】請求項1のフォトマスクは、投影転写すべきパターンが透明基板上に形成されたフォトマスクにおいて、上記課題を達成するために、前記透明基板の透明部には、透過光の位相を変化させる位相シフト部材が所定の箇所に設けられと共に、前記パターンの配列方向に応じて所定の偏光状態の光のみを透過させる偏光部材が少なくとも一部に設けられたものである。 Means for Solving the Problems A photomask according to claim 1, in the photomask of the pattern to be projected to be transferred is formed on a transparent substrate, in order to achieve the above object, the transparent portion of said transparent substrate phase shift member for changing the phase of the transmitted light with provided at a predetermined position, in which the polarization member that transmits only light in a predetermined polarization state in accordance with the arrangement direction of the pattern is provided on at least a portion is there.

【0007】請求項2のフォトマスクにおける前記偏光部材は前記パターンの辺の長手方向と平行な方向に電気ベクトルが振動する光のみを透過させるものである。 [0007] The polarization member in the photomask of Claim 2 is intended to transmit only light electric vector in a direction parallel to the longitudinal edges of the pattern to vibrate. 請求項3のフォトマスクにおいては、前記透明部の前記偏光部材が設けられていない部分に、透過光量を制御するための光量制御部材が設けられている。 In the photomask according to claim 3, said polarizing member is not provided part of the transparent portion, the light quantity control member for controlling the amount of transmitted light is provided. 請求項4のフォトマスクにおいては、前記パターンは一定の方向に配列された第1部分と、該第1部分とは配列方向の異なる第2部分を含み、前記偏光部材は少なくとも前記第2部分に設けられている。 In the photomask according to claim 4, the first portion said pattern arranged in a predetermined direction, comprises a second portion having different alignment direction from the first portion, the polarization member is at least in the second part It is provided.

【0008】請求項5の露光方法は、透明基板上に所定のパターンが形成されたフォトマスクに露光光を照明し、前記フォトマスクの透明部を透過する光によって、 [0008] The exposure method according to claim 5, by illuminating the exposure light on the photomask on which a predetermined pattern is formed on a transparent substrate, which passes through the transparent portion of said photomask light,
前記パターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する露光方法において、上記の課題を達成するために、前記フォトマスクとして、前記透過光の位相を変化させる位相シフト部材が前記透明部の特定の箇所に設けられると共に、前記パターンの配列方向に応じた所定の偏光状態の光に変換する偏光部材が前記透明部の少なくとも一部に設けられたフォトマスクを用い、該フォトマスクに所定の偏光状態の露光光を照明して前記フォトマスクのパターンを前記基板上に投影露光するものである。 The exposure method of projection exposure onto the substrate via a projection optical system said pattern, in order to achieve the above object, as the photomask, a specific phase shift member for changing the phase of the transmitted light of the transparent portion together provided locations, using a photomask of the polarizing member provided on at least a part of the transparent portion for converting into a predetermined polarized state light according to the arrangement direction of the pattern, a predetermined polarization to the photomask illuminating the state of the exposure light is intended to projection exposure of a pattern of the photomask onto the substrate.

【0009】 [0009]

【作用】本発明の作用を図2及び図3を参照して説明する。 [Action] The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 図2に示される一般的な露光装置では、照明光学系24からの光でフォトマスク21が照明されると、フォトマスク21上のパターンに応じて回折光が発生する。 In general exposure apparatus shown in FIG. 2, the photo mask 21 is illuminated with light from the illumination optical system 24, the diffracted light is generated in accordance with the pattern on the photomask 21.
これらの回折光(図では0次回折光と±1次回折光を示す)は、投影光学系22により再度、像面23上に集められ、これによりウエハ面上にフォトマス21のパターン像が転写される。 These diffracted light (indicating 0-order diffracted light ± 1-order diffracted light in the drawing) is, again by the projection optical system 22 is collected on the image plane 23, thereby the pattern image of the photomask 21 is transferred onto the wafer surface that.

【0010】次に、像面23付近の回折光の様子を模式的に示したものが図3(a) ,(b) である。 [0010] Next, FIG. 3 is a state of diffracted light in the vicinity of the image plane 23 shows schematically (a), is (b). 図3(a) は、 FIG. 3 (a),
TE(transverse electric )偏光と呼ばれる状態であり、電気ベトクルの振動方向が入射面(紙面内面)に垂直な光である。 TE (Transverse electric) is a state called polarization, the vibration direction of the electric Betokuru is perpendicular light to the incident plane (the plane inner surface). 一方、図3(b) はTM(transverse mag On the other hand, FIG. 3 (b) TM (Transverse mag
netic )偏光と呼ばれる状態であり、磁気ベクトルの振動方向が入射面に垂直、即ち、電気ベクトルの振動方向が入射面内にある。 netic) a state called polarization, perpendicular to the vibration direction incident surface of the magnetic vector, i.e., the vibration direction of electric vector is in the plane of incidence. 偏光部材を設けない従来のフォトマスククでは、図3(a) のTE偏光と図3(b) のTM偏光の平均状態が観測されるが、フォトレジスト等の感光材料の光化学反応は電磁波である光の電場の作用によって進行するので、リソグラフィ工程においては電気ベクトルの振動方向が問題となる。 In a conventional photomask click without the polarization member, the average state of the TM polarization of the TE polarized light and 3 of FIG. 3 (a) (b) is observed, the photochemical reaction of a photosensitive material such as photoresist with electromagnetic waves since traveling by the action of an electric field of a light, the vibration direction of electric vector is a problem in lithography processes.

【0011】図3(a) と図3(b) を比較すると解るように、TE偏光の場合は、0次、±1次…の各回折光の電気ベクトルの振動方向が全て紙面に垂直な方向にそろっており、回折光同志の干渉効果が最大となって、高コントラストの像となる。 [0011] FIGS. 3 (a) and as can be seen when comparing FIG. 3 (b), if the TE polarized light, 0 order, is perpendicular to all paper vibration direction of the electric vector of ± 1-order ... each diffracted light They are aligned in a direction, so interference effects of the diffracted light comrades maximum, the image of high contrast. TM偏光の場合は、次数の異なる回折光の電気ベクトルの振動方向は各回折光の進行方向のなす角に応じた分だけずれることになり、回折光同志の干渉効果が低減して、像のコントラストを落とす方向に作用する。 For TM polarization, the vibration direction of the electric vector of the orders of different diffracted light will be shifted by an amount corresponding to the angle between the traveling direction of the diffracted light, to reduce the interference effects of the diffracted light comrades, image It acts in the direction of lowering the contrast.

【0012】一般的な説明は以上の通りであるが、更に解りやすいように、具体例としてフォトマスク21に紙面垂直方向に伸長するラインアンドスペースパターン(遮光部と透明部が交互に同じ幅で繰り返されるパターン)が設けられており、フォトマスク21からの回折光のうち0次回折光と±1次回折光によりパターン像が形成される場合を考える。 [0012] Although the general description is as described above, further to facilitate understanding, a line and space pattern (light-shielding portion and the transparent portion is the same width alternately extending in the photomask 21 in the direction perpendicular to the paper surface as a specific example pattern repeated) is provided, consider the case where the pattern image is formed by the ± 1-order diffracted light and 0-order diffracted light among diffracted light from the photomask 21. この場合、0次回折光の振幅は1/2、±1次回折光の振幅は1/πである。 In this case, 0 the amplitude of the diffracted light is 1/2, the amplitude of ± 1-order diffracted light is 1 / [pi.

【0013】図3に示してある様に、x(紙面左右方向),y(紙面垂直方向),z(紙面上下方向)座標軸を設定し、0次回折光の方向余弦を(0,0,1)、± [0013] As is shown in FIG. 3, x is set to (the left-right direction), y (direction perpendicular to the plane), z (up and down direction) axes, 0 to direction cosines of the diffracted light (0,0,1 ), ±
1次回折光の方向余弦を(±α,0,γ)として、0次回折光、±1次回折光の波動(ベクトル量)をψ 0 ,ψ 1 direction cosines of the diffracted light (± alpha, 0, gamma) as, zero-order diffracted light, ± 1 wave-order diffracted light (vector quantity) of [psi 0, [psi
± 1とすると、TE偏光の場合の各回折光の波動は式1 When ± 1, the wave of the diffracted light in the case of TE polarization Formula 1
〜3で表わされる。 Represented by to 3. 式中kは定数(=2π/λ)である。 wherein k is a constant (= 2π / λ).

【0014】 [0014]

【数1】 [Number 1]

【0015】0次回折光及び±1次回折光の波動ψ 0 [0015] 0 wave ψ 0-order diffracted light and ± 1-order diffracted light,
ψ± 1を合成した波動場Ψ TEは式4となり、強度分布I wavefield [psi TE obtained by combining the [psi ± 1 is next equation 4, the intensity distribution I
TE (x,z)=|Ψ| 2は、式5となる。 TE (x, z) = | Ψ | 2 becomes Equation 5.

【0016】 [0016]

【数2】 [Number 2]

【0017】一方、TM偏光の場合の各回折光の波動は式6〜8で表わされる。 Meanwhile, the wave of the diffracted light in the case of TM polarized light is represented by Formula 6-8.

【0018】 [0018]

【数3】 [Number 3]

【0019】0次回折光及び±1次回折光の波動ψ 0 [0019] 0 wave ψ 0-order diffracted light and ± 1-order diffracted light,
ψ± 1を合成した波動場Ψ TMは、式9となり、強度分布I TM (x,z)=|Ψ| 2は、式10となる。 wavefield [psi TM was synthesized [psi ± 1, the next equation 9, the intensity distribution I TM (x, z) = | Ψ | 2 becomes Equation 10.

【0020】 [0020]

【数4】 [Number 4]

【0021】ここで、像の評価指標としてログ・スロープ(log slope )値を考える。 [0021] In this case, consider the log-slope (log slope) value as an evaluation index of the image. このログ・スロープ値とは、幾何学的な明暗の境界における強度Iの対数をとったときの微分値であり、即ち∂log I/ ∂ Xの値である。 And the log slope value, a differential value when the logarithm of the intensity I of the geometric bright-dark limit, i.e. the value of ∂log I / ∂ X. そして、この値が大きい方が、いわゆる高コントラストの像であることを示している。 Then, it the value is large, it indicates that an image of the so-called high contrast. 式5と式10より、 From Equations 5 and 10,
各々TE偏光、TM偏光のときのログ・スロープ値を計算できる。 Of TE polarized light, it can be calculated log slope value when the TM polarization. 簡単のため、ベスト・フォーカス面にて考えるものとして、Z=0として計算すると、TE偏光のときのログ・スロープ値LS TEは式11、TM偏光のときのログ・スロープ値はLS TMは式12となる。 For simplicity, as considered at best focus plane, is calculated as Z = 0, log slope value when the TE log slope value LS TE when the polarization formula 11, TM polarization LS TM formula It is 12. 又非偏光のときのログ・スロープ値は、TE偏光とTM偏光の平均状態である。 The log slope value when the non-polarized light is the average state of the TE and TM polarizations.

【0022】 [0022]

【数5】 [Number 5]

【0023】式12のうち、4λ/αに掛かっている項を考えると、分子は1より小さく、分母は1より大きいので、全体として式12の値は、式11の値より小さいことが理解される。 [0023] Among the formula 12, when considering the section hanging on 4.lamda / alpha, molecules smaller than 1, the denominator is greater than 1, the value of the formula 12 as a whole, understood that less than the value of the formula 11 It is. このことは、TE偏光での結像の方が、TM偏光での結像よりも高いログ・スロープ内を有していることを示している。 This is towards the image in the TE polarized light, it is shown that a high log in slope than the imaging of the TM polarization. 又、αは回折角に対応するので、回折角の大きい微細パターン程、TE偏光の優位性は大きくなる。 Moreover, alpha is because it corresponds to the diffraction angle, the larger the fine pattern of the diffraction angle, the superiority of the TE polarized light is large.

【0024】更に、非偏光状態は、TE偏光とTM偏光の平均状態であるから、TE偏光による結像は、当然、 Furthermore, the non-polarized state, since the average state of the TE and TM polarizations, imaging by TE polarized light, of course,
非偏光による結像より、高いログ・スロープ値を有している、いわゆる高コントラストな像を達成することになる。 From imaging by unpolarized, and have high log slope value, it will achieve the so-called high-contrast image. 即ち、フォトマスクの透明部に偏光部材を設けて、 That is, by providing the polarization member in the transparent portion of the photomask,
非偏光状態の(TE偏光とTM偏光の平均状態)露光光をTE偏光状態に変換して、TE偏光だけで結像させることにより、微細パターン像のコントラストを高めることが可能となる。 The exposure light (the average state of the TE and TM polarizations) unpolarized state is converted to the TE polarization state, by focusing the TE polarization only, it is possible to increase the contrast of a fine pattern image. そして、位相シフトパターンと偏光部材を組み合わせることで、位相シフトパターンの干渉効果が高まり、高解像度、高コントラストの像が実現される。 Then, by combining the phase shift pattern and the polarizing member, it increases the interference effect of the phase shift pattern, high resolution, an image of high contrast can be realized.

【0025】さてここで、集積回路の製造に用いられるマスクは、パターンの配列方向が一定方向にそろっている部分が多く、部分的に配列方向の異なるパターンや孤立パターンが存在することが多い。 [0025] Now, where the mask used in the fabrication of integrated circuits is often the portion array direction of the pattern are aligned in a certain direction increases, there is partially arranged a direction different patterns and isolated patterns. このような場合には、配列方向がそろっている部分(第1部分)のパターンの長手方向と平行な方向に電気ベクトルが振動する光でマスクを照明し、マスクの配列方向の異なる部分(第2部分)の透明部に偏光部材を設けてその部分を透過する光の偏光状態を変えれば良い。 In such a case, illuminating the mask with light electric vector in a direction parallel to the longitudinal direction of the pattern of the portion aligned arrangement direction (the first part) is vibrated, the arrangement direction different parts of the mask (first provided the polarization member in the transparent portion of the second portion) may be changed polarization state of light transmitted through that portion. このようにすれば、投影領域全体で高解像度、高コントラストの像が得られ、 In this way, a high resolution, an image of high contrast is obtained in the entire projection area,
かつ、マスク側の偏光部材の種類や偏光部材を形成する面積を少なくできるので、マスクの製造も容易である。 And, since it reduces the area for forming the type and polarizing member of the polarization member on the mask side, the production of the mask is easy.

【0026】 [0026]

【実施例】図1(a),(b)は、本発明第1実施例によるフォトマスクの構成を示す平面図及び断面図である。 DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 (a), (b) is a plan view and a cross-sectional view showing the structure of a photomask according to the present invention the first embodiment. 図において、石英等からなる透明基板10の下面には、クロム等からなる遮光膜11が所定のピッチで設けられている。 In the figure, the lower surface of the transparent substrate 10 made of quartz or the like, the light-shielding film 11 made of chromium or the like is provided at a predetermined pitch. 本実施例における遮光膜11は、紙面と垂直な方向に充分長く(紙面内方向のピッチ比べて)形成されており、透明部2と遮光部1が交互に繰り返されるいわゆるラインアンドスペースパターンを構成している。 The light shielding film 11 in this embodiment is sufficiently long direction perpendicular to the paper (as compared pitch plane of the paper) is formed, a so-called line and space pattern transparent portion 2 and the light shielding portion 1 are alternately repeated are doing. そして、一つおきの透明部には、透過光の位相をλ Then, the transparent portion of every other, the phase of the transmitted light λ
/2変化させる位相シフト膜12が設けられている。 / 2 phase shift film 12 that changes is provided. また、透明基板11の上面には、遮光膜11の辺と平行な方向(即ち、紙面に対して垂直な方向)に電気ベクトルの振動面を有する光だけを透過させる偏光膜13が、ラインアンドスペースパターン全体を覆うように設けられている。 On the upper surface of the transparent substrate 11, direction parallel to the side of the light shielding film 11 (i.e., a direction perpendicular to the paper surface) polarizing film 13 which only transmits light having a plane of vibration of the electric vector in the line and It is provided so as to cover the entire space pattern. この遮光膜13は、図1の例では、透明基板1 The light shielding film 13, in the example of FIG. 1, the transparent substrate 1
1の上側に付してあるが、下側(遮光パターン形成面側)に付けることも可能である。 It is subjected to first upper, but it is also possible to attach the lower (light-shielding pattern formed surface).

【0027】次に、図1のフォトマスクを図2で説明した露光装置に用いた場合の結像について説明する。 Next, description will be given imaging in the case of using the exposure apparatus described photomask of FIG. 1 in FIG. まず、フォトマスク21が照明光学系24からの露光光で透過照明されると、紙面垂直方向に伸長するラインアンドスペースパターンによって露光光が回折されて紙面内方向に回折光が広がる。 First, the photomask 21 is transmitted illuminated with the exposure light from the illumination optical system 24, is the line and space pattern which extends in the direction perpendicular to the paper surface is diffracted exposure light diffracted light plane of the paper spreads. この際、図1のフォトマスク2 At this time, the photo of FIG. 1 mask 2
1の透明基板上面には紙面垂直方向に電気ベクトルが振動する光だけを透過させる偏光膜13が設けられているので、フォトマスク21からはTE偏光の回折光だけが射出される。 Since the first transparent substrate upper surface polarizing film 13 electric vector in the direction perpendicular to the paper surface is transmitted through only light vibrating provided, only the diffracted light of TE polarized light is emitted from the photomask 21. フォトマスク21からの回折光は、投影光学系22で再度集められ、結像面23に図1のラインアンドスぺースパターンの像が結像されて、結像面23に水平に保持されたウエハ(図示せず)面に回路パターンが転写される。 Diffracted light from the photomask 21 were reassembled in the projection optical system 22 and the imaging plane 23 is an image of the line and scan Bae Supatan in FIG 1 is imaged, held horizontally in the image plane 23 the circuit pattern is transferred to the wafer (not shown) plane.

【0028】本実施例では、電気ベクトルがパターンの辺に平行な方向に振動する光だけで結像されるので、作用の項で説明したように、回折光同志の干渉効果が高まる。 [0028] In this embodiment, since the electric vector is imaged only light vibrating in a direction parallel to the sides of the pattern, as described in the section of the action, increases the interference effect of the diffracted light comrades. 位相シフト膜12の被着部と非被着部では透過光の位相がλ/2だけ異なるため、隣接する透明部から遮光部1に回り込んだり光は相殺され、結像面23には遮光膜11に対応する位置に鮮明な暗線が形成される。 Since the deposition unit and the phase of the transmitted light in the non-deposition portion of the phase shift film 12 is different by lambda / 2, light Dari around to the light-shielding portion 1 from the adjacent transparent portions which are canceled, shading the image plane 23 sharp dark line is formed at a position corresponding to the film 11. また、パターンピッチが小さくなる程1次以上の回折光の回折角が大きくなため、従来のように、非偏光状態(T Moreover, since the name large diffraction angle of the first-order or higher order diffracted light extent that the pattern pitch is small, as in the prior art, a non-polarized state (T
E偏光+TM偏光)の光で結像される場合は、TM偏光の振動方向のずれが大きくなる分だけ像のコントラストが低下することになるが、本実施例のようにTE偏光だけで結像される場合は、回折角が変わっても電気ベクトルの振動方向は変わらないので、高いコントラストが維持される。 E If imaged in the light of the polarization + TM polarized light), the contrast of the amount corresponding to the image deviation in the vibration direction of the TM polarization increases is lowered, image only TE polarized light as in the present embodiment If that is, since the diffraction angle is unchanged vibration direction of the electrical vector changes, high contrast is maintained. 即ち、図1のような構造のフォトマスクを用いることにより、ラインアンドスペースパターンのピッチが非常に小さくなっても高コントラストの像を得ることができ、微細パターン程、従来のフォトマスクに対する優位性が明確になる。 That is, by using a photomask having a structure as shown in FIG. 1, also the pitch of the line-and-space pattern is very small it is possible to obtain an image of high contrast, as a fine pattern, superior to conventional photomask It becomes clear.

【0029】次に、図4(a),(b)は本発明の第2 Next, FIG. 4 (a), (b) the second of the present invention
実施例によるフォトマスクの平面図及び断面図である。 It is a plan view and a cross-sectional view of a photomask according to Example.
この例はいわゆるエッジ強調型といわれるもので、孤立線を結像する際のサイドローブを低減させる効果がある。 This example a so-called edge enhancement type, is effective in reducing the side lobe when imaging the isolated line. 図において、遮光部1のエッジ部には透明部2とは別の狭い透明部2aが設けられており、この透明部2a In the figure, the edge portion of the light-shielding portion 1 is provided with a separate narrow transparent portion 2a and the transparent section 2, the transparent portion 2a
には透過光の位相をλ/2変化させる位相シフト膜12 Phase shift film 12 to the phase of the transmitted light lambda / 2 is changed to
が設けられている。 It is provided. 又、透明基板10の上面には遮光膜11の辺と平行な方向に電気ベクトルの振動面を有する光だけを透過させる偏光膜13が遮光部1間を覆うように設けられている。 Further, on the upper surface of the transparent substrate 10 polarizing film 13 which transmits only light having a plane of vibration of the electric vector in direction parallel to the side of the light shielding film 11 is provided so as to cover between the light shielding unit 1. このようなフォトマスクでは、透明部2から遮光部1のエッジ部に回り込む光がエッジ部に設けられた狭い透明部2aからの光と干渉して相殺されるため、エッジの鮮明なパターン像が得られる。 In such a photomask, since the light goes around the edge of the light shielding portion 1 from the transparent portion 2 is offset interferes with light from a narrow transparent portion 2a provided in the edge portion, sharp pattern image edge can get. この例においても、単に位相シフト膜を設けるだけでなく、偏光方向をそろえることでパターンのコントラストを高めることができる。 In this example, not only providing the phase shift film, it is possible to enhance the contrast of the pattern to align the polarization direction.

【0030】次に図5(a)は本発明の第3実施例によるフォトマスクの平面図であり、図5(b)は対応する従来例の平面図である。 [0030] Next Fig. 5 (a) is a plan view of a photomask according to a third embodiment of the present invention, FIG. 5 (b) is a plan view of the corresponding prior art. 図において、第1部分Aには、 In the figure, the first portion A,
遮光部1と透明部2が交互に繰り返される図1と同様なラインアンドパターンが紙面横方向に配列されている。 Similar line and pattern as Figure 1, the light shielding portion 1 and the transparent portion 2 are repeated alternately are arranged in the paper transverse direction.
一方、第2部分Bには、紙面縦方向に配列されたラインアンドパターンが形成されている。 On the other hand, the second portion B, a line and patterns arranged in the paper machine direction are formed. そして、遮光部1を介して隣り合う透明部2からの光の位相差がλ/2となるように、透明部2には一つおきに位相シフト膜(図示せず)が設けられている。 Then, so that the phase difference of the light from the transparent portion 2 adjacent to each other via the light shielding portion 1 is lambda / 2, the phase shift film every other in the transparent portion 2 (not shown) is provided .

【0031】ここで、図5(b)の従来例では、第1部分Aの透明部2からの光と第2部分Bの透明部2からの光とが干渉してパターン像に歪みが生じることを避けるために、第1部分Aと第2部分Bとで位相を変える必要があった。 [0031] Here, in the conventional example of FIG. 5 (b), distortion occurs in the pattern image and the light from the transparent portion 2 of the first part A and the light from the transparent portion 2 of the second portion B is interference to to avoid, it is necessary to change the phase between the first part a and second part B. 即ち、図に示されるように、第1部分Aの透明部2の位相を0,π,0,π…とすると、第2部分B That is, as shown in FIG, the transparent portion 2 of the phase of the first portion A 0, π, 0, π ... and when the second portion B
の透明部の位相は3π/2,π/2,3π/2,π/2 The transparent portion of the phase 3π / 2, π / 2,3π / 2, π / 2
…としなくてはならず、4種類の位相シフト膜が必要となり、マスクの製造が非常に困難となる。 ... and no longer by not become, four types of phase shift film is required, the production of the mask is very difficult.

【0032】これに対し、本発明実施例の図5(a)では第1及び第2部分A,Bには、夫々パターンの辺と平行な方向に振動する光のみを透過させる偏光膜(図示せず)が設けられており、第1部分からの透過光と第2部分からの透過光は互いに干渉しない。 The polarizing film contrast, FIGS. 5 (a) In the first and second portions A of the present invention embodiment, of B, which transmits only light vibrating in direction parallel to the side of each pattern (FIG. Shimese not) is provided, transmitted light from the transmitted light and the second portion from the first portion does not interfere with each other. 従って、第1部分Aと第2部分Bで透過光の位相を変える必要はなく(両部分とも透明部2の位相は0,π,0,π…とすれば良い)、位相シフト膜は2種類ですむ。 Thus, a first portion A transmitted light is not necessary to change the phase in the second portion B (both parts with the transparent portion 2 phase 0, [pi, 0, may be [pi ... a), the phase shift film 2 live in kind.

【0033】次に、図6(a),(b)を参照して孤立パターンを含む場合の例(第4実施例)について説明する。 Next, FIG. 6 (a), describes an example (fourth example) in the case of including an isolated pattern with reference to (b). 一つのマスクには、図5に示したようなラインアンドスペースパターンばかりではなく、孤立した円形や正方形のパターンが含まれることがある。 One of the mask not only the line-and-space pattern as shown in FIG. 5, may include the pattern of isolated circular or square. ラインアンドスペースパターンでは、上述したようにパターンの辺と平行な方向に振動する直線偏光によって結像することが望ましいが、円形や正方形等の等方的なパターンについては、対称性の良いランダム偏光(非偏光状態)又は円偏光で結像する方が良い。 In the line-and-space pattern, it is desirable to image by linearly polarized light vibrating in direction parallel to the side of the pattern as described above, for the isotropic patterns, such as circular or square, good symmetry randomly polarized is better imaged (non-polarized state) or circular polarization.

【0034】しかし、例えば照明光としてランダム偏光を用い、ラインアンドスペースパターン部分についてだけ偏光膜を設けて振動方向をそろえる場合、特定の偏光方状態の光だけを透過させるラインアンドスペースパターン部分では光量が減少してしまう。 [0034] However, for example, using a random polarized light as illumination light, if only the line-and-space pattern portions provided polarizing film aligning the vibration direction, the amount of light in the line-and-space pattern part transmitting only light of a specific polarization direction state There decreases. そのため、孤立パターン部分では相対的に光量が増加することになり、2 Therefore, will be relatively light quantity is increased in an isolated pattern portion, 2
つの異なるパターン部分で最適露光時間が異なることになってしまうという不都合を生じる。 One of the results the disadvantage optimum exposure time becomes different in different pattern portion. このような不都合を避けるためには、偏光状態を制御しない部分の透過率を低減することが望ましい。 To avoid such inconvenience, it is desirable to reduce the transmittance of the portion that does not control the polarization state. 図6はこの例を示すのもである。 6 is also indicate this example.

【0035】図6(a)において、透明基板10の右側の領域には図1と同様なラインアンドスペースパターン(遮光膜11、位相シフト膜12)が形成されており、 [0035] In FIG. 6 (a), the same as in FIG. 1 on the right side of the region of the transparent substrate 10 line and space pattern (light-shielding film 11, the phase shift film 12) is formed,
この部分にはパターンの辺と平行な方向に振動する直線偏光だけを透過させる偏光膜13が設けられている。 Polarizing film 13 that transmits only the linearly polarized light vibrating in a direction parallel to the side of the pattern is provided on the portion.
又、図中透明基板10の左側の領域には等方的な孤立パターンが形成され、この部分の透明部には濃度フィルター14が設けられている。 Moreover, the isotropic isolated pattern formed in the left area of ​​the figure the transparent substrate 10, density filter 14 is provided on the transparent portion of this part. この濃度フィルター14によって孤立パターン部分の透過率を調節することで、ラインアンドスペースパターン部分と孤立パターン部分の光量を合わせることができる。 By adjusting the transmittance of the isolated pattern portion by the density filter 14, it may be combined with line and space pattern portion the quantity of the isolated pattern portion.

【0036】又、図6(b)は、濃度フィルターを用いずに孤立パターン部分の透過率を調節する例を示している。 [0036] Also, FIG. 6 (b) shows an example of adjusting the transmittance of the isolated pattern portion without a density filter. この例では、孤立パターンの透明部に投影レンズの解像限界を越える微細なパターン17が形成されており、透過光を散乱させて光量を低減している。 In this example, are formed fine pattern 17 beyond the resolution limit of the projection lens to the transparent portion of the isolated pattern, the transmitted light is scattered thereby reducing the amount of light. 透過光量は微細パターン17の大きさ、配列ピッチ、数を制御することで調整される。 The size of the amount of transmitted light fine pattern 17, the arrangement pitch is adjusted by controlling the number. 図6(b)の微細パターン17 FIG 6 (b) of a fine pattern 17
は、遮光膜で形成されていても良いし、位相シフト膜で形成されていても良い。 May be formed of a light shielding film may be formed by the phase shift film.

【0037】さて次に、図8は本発明第5実施例による露光方法で使用する露光装置の概略構成を示す斜視図であり、本実施例では照明光学系中に偏光板36を設けている。 [0037] Now then, Figure 8 is a perspective view showing a schematic arrangement of an exposure apparatus used in the exposure method according to the invention the fifth embodiment, in the present embodiment has a polarizing plate 36 provided in the illumination optical system . 図において、水銀ランプ等の光源31より放射された照明光は楕円鏡32、ミラー33、集光レンズ3 In the figure, a mercury lamp illumination light emitted from the light source 31 is elliptical mirror such as 32, a mirror 33, a condenser lens 3
4、オプチカルインテグレーター35を介して、偏光板36に入射する。 4, through the Opti Cal integrator 35, is incident on the polarizing plate 36. この偏光板36は支持具37により支持され、かつ、光軸A xあるいは、それと平行な軸を中心として回転可能となっている。 The polarizing plate 36 is supported by the support member 37, and, or the optical axis A x, therewith is rotatable about an axis parallel. この回転は支持具37 This rotation support 37
上に設けられたモーター(不図示)等により行なう。 Motor provided above is performed by (not shown) or the like. 従って偏光板36を透過する照明光束は、この偏光板36 Thus illumination light beam transmitted through the polarizing plate 36, this polarizer 36
の回転方向に応じた偏光方向(直線偏光)の光束となる。 A light beam in the polarization direction (linearly polarized light) corresponding to the direction of rotation.

【0038】偏光板36を通過した光束は、コンデンサーレンズ38,40、ミラー39に導かれてフォトマスク(レチクル)41上の(下面の)パターンを照明する。 The light flux having passed through the polarizing plate 36, condenser lens 38, it is guided to the mirror 39 to illuminate the (lower surface) pattern on a photomask (reticle) 41. フォトマスク41からの透過、回折光は投影光学系43により集光、結像され、ウエハ14にマスクパターン12の像を結ぶ。 Transmission from the photomask 41, the diffracted light condensing, is imaged by the projection optical system 43, it forms an image of the mask pattern 12 on the wafer 14. この際、図8中のミラー39が照明光の振動方向に対して垂直又は平行となる位置からずれると、直線偏光が楕円偏光に変換されることになるので、この点に留意する必要がある。 In this case, deviates from the position where the perpendicular or parallel to the vibration direction of the mirror 39 in FIG. 8 is the illumination light, it means that the linearly polarized light is converted into elliptically polarized light, it is necessary to keep this in mind . 尚、偏光板36は、 In addition, the polarizing plate 36,
集光レンズ34とオプティカルインテグレータ35の間、またはコンデンサーレンズ38とフォトマスクとの間に配置しても良い。 During the condensing lens 34 and the optical integrator 35 or the condenser lens 38 and may be disposed between the photomask.

【0039】ここで、本実施例におけるマスクパターンの平面図及び断面図を図7に示す。 [0039] Here, a plan view and a cross-sectional view of a mask pattern in the present embodiment shown in FIG. 図において、Cの領域(第1部分)のパターンは図1で説明したと同様な1 In the figure, the pattern of the C region (first portion) is the same as that described in FIG. 1 1
次元のラインアンドスペースパターンであり、配列方向は紙面横方向(図7(a)参照)となっている。 A line-and-space pattern dimensions, arrangement direction is in the paper transverse direction (see FIG. 7 (a)). 図にはマスクパターンの一部しか示されていないが、本実施例のマスクの多くの領域がこのC領域のパターンと配列方向が一致している。 Although not shown only a part of the mask pattern in the figure, many areas of the mask of this embodiment matches the pattern and the arrangement direction of the C region. また、図中Dの領域(第2部分)のパターンは、Cの領域とは配列方向が異なる部分であり、紙面縦方向に並ぶラインアンドスペースパターンとなっている。 The pattern of the area (second portion) of the D in the figure is a portion where the arrangement direction different from the C region, and has a line-and-space pattern arranged in the paper machine direction. C,Dの領域のパターンの一つおきのスペース部分(透明部)には、位相シフト膜12が設けられている。 C, and the every space portion of the pattern area of ​​the D (transparent portion), the phase shift film 12 is provided. また、図中Eは正方形の孤立パターンであり、 In addition, in the figure E is an isolated pattern of the square,
領域DとEの部分には、それぞれ異なる偏光膜(後述) The portion of the region D and E, respectively different polarization film (described later)
が設けられている。 It is provided.

【0040】さて、本実施例では、図8の露光装置の偏光板36によって照明光の偏光方向をマスク41のCのパターンの長手方向と平行に揃えている。 [0040] Now, in this embodiment, it is aligned in parallel with the longitudinal direction of the C pattern of the polarization direction of the illumination light mask 41 by the polarizing plate 36 of the exposure apparatus in FIG. これにより、 As a result,
前述した図1の実施例と同様な原理で、マスクの多くの部分を占めるCの部分の微細なラインアンドスペースパターン像のコントラストを向上させることができる。 The same principle as the embodiment of FIG. 1 described above, it is possible to improve the contrast of the fine line-and-space pattern image of a portion of the C occupying the large part of the mask. この際、領域Dの部分では、照明光がパターンの辺と直行する方向に振動することになるが、本実施例では、領域Dの部分に1/2波長板に相当する偏光膜15を設けることによって、領域Dの透過光の振動方向を90度変化させている。 In this case, the portion of the region D, although the illumination light is to vibrate in a direction perpendicular to the sides of the pattern, in this embodiment, provided with a polarizing film 15 corresponding to the half-wave plate to the portion of the region D by, and the vibration direction of the light transmitted through the region D is changed 90 degrees. これにより、領域Dのパターンについてもパターンの辺と平行な方向に振動する直線偏光によって結像されることになり、コントラストの高い像が得られる。 Thus, it would be formed by the linearly polarized light oscillating in direction parallel to the side of the pattern on the pattern regions D, the image with high contrast can be obtained. また、方向性のないEの部分では、1/4波長板に相当する偏光膜16を設けることで、直線偏光である照明光を円偏光に変換している。 Further, in the portion with no directional E, by providing a polarizing film 16 which corresponds to 1/4-wavelength plate, and converts the illuminating light is linearly polarized light into circularly polarized light.

【0041】以上のようにして、本実施例では、マスクパターン全体について良好な結像性を実現している。 [0041] As described above, in the present embodiment realizes a good imaging properties for the entire mask pattern. 本実施例では、マスクパターン中の最も多い配列方向に合わせて、照明光自体を直線偏光とし、マスク側では配列方向の異なる部分、方向性のない部分にのみ偏光膜を設けるようにしたので、マスクの製造も容易である。 In this embodiment, in accordance with the largest array direction in the mask pattern, the illumination light itself is linear polarized light, different portions of the arrangement direction at the mask side. Thus providing a polarizing film only in the portion having no directionality, production of the mask is also easy. また、ランダム偏光を照明して、各領域ごとに設けた偏光膜で特定方向に振動する光のみを透過させる場合、偏光膜は照明光を吸収することになるが、本実施例は偏光膜の吸熱による結像への影響を避けるという点でも有利である。 Also, by illuminating the random polarized light, in the case of transmitting only light vibrating in a specific direction by polarizing film provided on each of the areas, but the polarizing film will absorb the illumination light, this embodiment of the polarizing film in terms of avoiding the influence of the imaging due to heat absorption it is advantageous.

【0042】なお、図8においては、光源31は水銀ランプとしたが、他のランプやレーザー光源であっても良い。 [0042] In FIG. 8, the light source 31 was a mercury lamp, it may be another lamp or a laser light source. 特に光源が直線偏光または円偏光を射出するレーザである場合は、露光装置側の偏光手段(偏光板36)として1/2波長板や1/4波長板を用いることができる。 Especially when the light source is a laser for emitting a linearly polarized light or circularly polarized light can be used half-wave plate or a quarter wavelength plate as the polarization means of the exposure apparatus (polarizer 36).

【0043】次に、図9(a)は光源としてレーザを用いる場合の偏光手段の例を示す説明図である。 Next, FIG. 9 (a) is an explanatory diagram showing an example of a polarizing means in the case of using a laser as a light source. 図において、直線偏光(偏光方向は紙面上下方向)である入射光L 0 (光源からの光束)は、1/2波長板36aに入射する。 In the figure, linearly polarized light (polarization direction up and down direction) in which the incident light L 0 (light beam from a light source) is incident on 1/2-wavelength plate 36a. このとき1/2波長板36aの基準軸方向(図中2点鎖線)と、入射光L 0の偏光方向がθだけ傾いているものとする。 The reference axis direction at this time half-wave plate 36a (two-dot chain line in the drawing), the polarization direction of the incident light L 0 is assumed to be inclined by theta. この結果、射出光L 1の偏光方向は、入射光L 0の偏光方向に対して2θだけ傾いたものとなる。 As a result, the polarization direction of the emitted light L 1 is becomes inclined by 2θ with respect to the polarization direction of the incident light L 0. 従って、保持具37により1/2波長板36aを照明光に垂直な面内で回転することにより、射出光L 1の偏光方向を任意の方向に設定することができる。 Therefore, by rotating in a plane perpendicular to half-wave plate 36a to the illumination light by the holder 37, the polarization direction of the emitted light L 1 can be set in any direction.

【0044】なお、1/2波長板36aの基準軸は、図9(b)に示される如く、基準軸(2点鎖線)に平行な偏光方向の透過光に対しては、l 1 =m 1 λ+αの光路長差を与え、垂直な偏光方向の透過光に対しては、l 2 [0044] Incidentally, 1/2 the reference axis of the wave plate 36a is, as shown in FIG. 9 (b), with respect to the reference axis light transmitted polarization direction parallel to the (two-dot chain line), l 1 = m giving an optical path length difference of 1 λ + α, with respect to the vertical polarization direction of the transmitted light, l 2
=m 2 λ+α+λ/2の光路長を与える軸とした。 = And the axis giving the optical path length of m 2 λ + α + λ / 2. 但し、m 1 ,m 2は整数である。 However, m 1, m 2 is an integer.

【0045】光源から放射される光が直線偏光でなく円偏光である場合は、1/2波長板の代わりに1/4波長板を使うことにより、図9で説明したと同様にして射出光の偏光方向を制御することができる。 [0045] When light emitted from the light source is a circularly polarized light instead of linearly polarized light, by using a quarter-wave plate in place of the 1/2-wavelength plate, light emitted in the same manner as described in FIG. 9 it is possible to control the polarization direction. この場合、射出される光束は、1/4波長板の回転位置方向に応じた直線偏光となる。 In this case, a light beam is emitted becomes a linearly polarized light corresponding to the rotational position direction of the 1/4-wave plate.

【0046】上記のように、光源として直線偏光または円偏光を射出するレーザを用い、偏光手段として1/2 [0046] As described above, using a laser for emitting a linearly polarized light or circularly polarized light as the light source, as a polarizing means 1/2
波長板や1/4波長板を用いれば、光源からの光量を損失することなく偏光方向を最適な方向に変換してマスクに導くことができる。 With the wave plate and quarter-wave plate can be guided into the mask to convert the polarization direction to an optimal direction without loss of amount of light from the light source. これに対し、光源としてランプを用いた場合(非偏光状態の光が光源から放射される場合)、偏光膜通過後の光量は原理的に半分になってしまうので、この点に留意する必要がある。 In contrast, (if a non-polarized state light is emitted from the light source) when using a lamp as the light source, since the quantity of light after the polarization film passage becomes half in principle, it should be noted in this respect is there.

【0047】なお、偏光手段として1/4波長板,1/ [0047] Incidentally, the quarter-wave plate as the polarization means, 1 /
2波長板を使用する場合、入射光束は平行光束に近いことが望ましい。 When using the 2-wavelength plate, the incident light flux is preferably close to parallel light beams. 従って、1/4波長板,1/2波長板は図8中のオプチカルインテグレーター35射出後でなく、例えばリレーレンズ34より光源(レーザ光源)側に設定することが好ましい。 Therefore, 1/4-wavelength plate, 1/2-wavelength plate is not Opti Cal integrator 35 after injection in FIG. 8, for example, is preferably set from relay lens 34 the light source (laser light source) side. この配置は、水銀ランプ等の光源を用いる場合に対して適用してもかまわない。 This arrangement may be applied to a case of using a light source of a mercury lamp. また、本実施例で用いたフォトマスクでは配列方向のそろっているCの部分(第1部分)には偏光膜を設けなかったが、照明光の偏光状態を制御した上で、更に第1部分にも偏光膜を設けてもよいことは言うまでもない。 Further, on it the part of C in the photomask used in this example are uniform arrangement direction (first portion) was not formed polarizing film, which controls the polarization state of the illumination light, further first portion in may of course be provided a polarizing film also.

【0048】 [0048]

【発明の効果】以上のように本発明のフォトマスクでは、位相シフト部材によって特定部分の透過光の位相を変化させると共に、更に偏光膜を設けて透過光の偏光状態をパターンの辺と平行な方向に合わせているので、非常にコントラストの高い像を得ることができる。 The photomask of this invention as described above, according to the present invention, along with changing the transmitted light phase of a specific part by the phase shift member, parallel to the further of the polarization state of providing a polarizing film transmitting light pattern edges since according to the direction, it is possible to obtain very image high contrast. また、 Also,
本発明の露光方法では、配列方向のそろっている部分のパターンに合わせて照明光の偏光状態を制御し、マスクパターンの配列方向の異なる部分に偏光膜を設けるので、製造容易なマスクを用いて、パターン全体で良好な結像性を実現できる。 In the exposure method of the present invention, by controlling the polarization state of the illumination light in accordance with the pattern of the portion uniform arrangement direction, so providing a polarizing film in the array direction different portions of the mask pattern, using an easily manufactured mask We can achieve good imaging properties in the entire pattern.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】(a),(b)は本発明第1実施例によるフォトマスクの平面図及び断面図である。 [1] (a), a plan view and a cross-sectional view of a photomask according to (b) the present invention the first embodiment.

【図2】一般的な露光装置の概略構成図である。 2 is a schematic configuration diagram of a general exposure apparatus.

【図3】(a),(b)は本発明の作用を説明するための概念図である。 [3] (a), it is a conceptual view for explaining the operation of (b) the present invention.

【図4】(a),(b)は本発明第2実施例によるフォトマスクの平面図及び断面図である。 [4] (a), a plan view and a cross-sectional view of (b) the photomask according to the present invention the second embodiment.

【図5】(a)は本発明第3実施例によるフォトマスクの平面図であり、(b)は従来によるフォトマスクの平面図である。 5 (a) is a plan view of a photomask according to the present invention a third embodiment is a plan view of a photomask according to (b) is conventional.

【図6】(a),(b)は本発明第4実施例によるフォトマスクの平面図及び断面図である。 6 (a), a plan view and a cross-sectional view of a photomask according to (b) is the fourth embodiment of the present invention.

【図7】(a),(b)は本発明第5実施例によるフォトマスクの平面図及び断面図である。 7 (a), a plan view and a cross-sectional view of a photomask according to (b) the present invention the fifth embodiment.

【図8】本発明第5実施例で用いる露光装置の要部の構成を示す斜視図である。 8 is a perspective view showing a main part of an exposure apparatus used in the present invention the fifth embodiment.

【図9】(a),(b)は露光装置の偏光手段について説明するための概念図である。 9 (a), it is a conceptual diagram for illustrating (b) for the polarization means of the exposure apparatus.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…遮光部、2…透明部、10…透明基板、12…位相シフト部、13,15,16…偏光膜、14…濃度フィルター、31…光源、32…楕円鏡、33,39…ミラー、34…集光レンズ、35…オプチカルインテグレータ、36…偏光板、36a…1/2波長板、37…支持具、38,40…コンデンサーレンズ、41…フォトマスク、43…投影光学系、44…ウエハ 1 ... shielding portion, 2 ... transparent portion, 10 ... transparent substrate, 12 ... phase shifter, 13, 15, 16 ... polarizing film, 14 ... concentration filter, 31 ... light source, 32 ... elliptical mirror, 33 and 39 ... mirror, 34 ... condenser lens, 35 ... optical integrator, 36 ... polarizing plate, 36a ... 1/2-wave plate, 37 ... support, 38, 40 ... condenser lens, 41 ... photomask, 43 ... projection optical system, 44 ... wafer

【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月11日 [Filing date] 1992 September 11,

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0003 [Correction target item name] 0003

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0003】 また、投影像のコントラストを高めるた [0003] In addition, increase the contrast of the projected image
め、例えば、特公昭62−50811号公報には、フォ Because, for example, in JP-B-62-50811, follower
トマスクの透明部の特定の箇所に透過光の位相を変化さ Phase change of the transmitted light to a particular portion of the transparent portion of the mask
せる位相シフト部を設けた位相シフトマスクに関する技 Technique relates to a phase shift mask provided with a phase shift unit that
術が開示されている。 Surgery is disclosed.

【手続補正2】 [Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0006 [Correction target item name] 0006

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】請求項1のフォトマスクは、投影転写すべきパターンが透明基板上に形成されたフォトマスクにおいて、上記目的を達成するために、前記透明基板の透明部には、透過光の位相を変化させる位相シフト部材が所定の箇所に設けられると共に、前記パターンの配列方向に応じて所定の偏光状態の光のみを透過させる偏光部材が少なくとも一部に設けられたものである。 Means for Solving the Problems A photomask according to claim 1, in the photomask of the pattern to be projected to be transferred is formed on a transparent substrate, in order to achieve the above object, the transparent portion of said transparent substrate , together with the phase shift member for changing the phase of the transmitted light is provided at a predetermined position, in which the polarization member that transmits only light in a predetermined polarization state in accordance with the arrangement direction of the pattern is provided on at least a portion is there.

【手続補正3】 [Amendment 3]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0010 [Correction target item name] 0010

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0010】次に、像面23付近の回折光の様子を模式的に示したものが図3(a) ,(b) である。 [0010] Next, FIG. 3 is a state of diffracted light in the vicinity of the image plane 23 shows schematically (a), is (b). 図3(a) は、 FIG. 3 (a),
TE(transverse electric )偏光と呼ばれる状態であり、電気ベクトルの振動方向が入射面(紙面内面)に垂直な光である。 TE (Transverse electric) is a state called polarization, the vibration direction of electric vector is perpendicular light to the incident plane (the plane inner surface). 一方、図3(b) は、TM(transverse m On the other hand, FIG. 3 (b), TM (Transverse m
agnetic )偏光と呼ばれる状態であり、磁気ベクトルの振動方向が入射面に垂直、即ち、電気ベクトルの振動方向が入射面内にある。 Agnetic) a state called polarization, perpendicular to the vibration direction incident surface of the magnetic vector, i.e., the vibration direction of electric vector is in the plane of incidence. 偏光部材を設けない従来のフォト Conventional photo without the polarization member
マスクでは、図3(a) のTE偏光と図3(b) のTM偏光の平均状態が観測されるが、フォトレジスト等の感光材料の光化学反応は電磁波である光の電場の作用によって進行するので、リソグラフィ工程においては、電気ベクトルの振動方向が問題となる。 In the mask, the average state of the TM polarization of the TE polarized light and 3 of FIG. 3 (a) (b) is observed, the photochemical reaction of a photosensitive material such as a photoresist proceeds by the action of an electric field of light is an electromagnetic wave since, in a lithography process, the vibration direction of electric vector is a problem.

【手続補正4】 [Amendment 4]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0040 [Correction target item name] 0040

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0040】さて、本実施例では、図8の露光装置の偏光板36によって照明光の偏光方向をマスク41のCのパターンの長手方向と平行に揃えている。 [0040] Now, in this embodiment, it is aligned in parallel with the longitudinal direction of the C pattern of the polarization direction of the illumination light mask 41 by the polarizing plate 36 of the exposure apparatus in FIG. これにより、 As a result,
前述した図1の実施例と同様な原理で、マスクの多くの部分を占めるCの部分の微細なラインアンドスペースパターン像のコントラストを向上させることができる。 The same principle as the embodiment of FIG. 1 described above, it is possible to improve the contrast of the fine line-and-space pattern image of a portion of the C occupying the large part of the mask. この際、領域Dの部分では、照明光がパターンの辺と直交 In this case, the portion of the region D, orthogonal illumination light to the side of the pattern
する方向に振動することになるが、本実施例では、領域Dの部分に1/2波長板に相当する偏光膜15を設けることによって、領域Dの透過光の振動方向を90度変化させている。 Becomes to vibrate in a direction, in this embodiment, by providing the polarizing film 15 corresponding to the half-wave plate to the portion of the region D, and the vibration direction of the light transmitted through the region D is changed 90 degrees there. これにより、領域Dのパターンについてもパターンの辺と平行な方向に振動する直線偏光によって結像されることになり、コントラストの高い像が得られる。 Thus, it would be formed by the linearly polarized light oscillating in direction parallel to the side of the pattern on the pattern regions D, the image with high contrast can be obtained. また、方向性のないEの部分では、1/4波長板に相当する偏光膜16を設けることで、直線偏光である照明光を円偏光に変換している。 Further, in the portion with no directional E, by providing a polarizing film 16 which corresponds to 1/4-wavelength plate, and converts the illuminating light is linearly polarized light into circularly polarized light.

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 投影転写すべきパターンが透明基板上に形成されたフォトマスクにおいて、前記透明基板の光透過部には、透過光の位相を変化させる位相シフト部材が所定の箇所に設けられと共に、前記パターンの配列方向に応じて所定の偏光状態の光のみを透過させる偏光部材が少なくとも一部に設けられたことを特徴とするフォトマスク。 1. A photomask projection transfer pattern to be formed on a transparent substrate, wherein the light transmitting portion of the transparent substrate, a phase shift member for changing the phase of the transmitted light with provided at a predetermined position , photomask, wherein a polarization member transmits only light in a predetermined polarization state in accordance with the arrangement direction of the pattern is provided on at least a part.
  2. 【請求項2】 前記偏光部材は前記パターンの辺の長手方向と平行な方向に電気ベクトルが振動する光のみを透過させるものであることを特徴とする請求項1のフォトマスク。 2. A photomask according to claim 1 wherein the polarization member, wherein the electric vector in a direction parallel to the longitudinal direction of the sides of the pattern are those which transmits only light vibrating.
  3. 【請求項3】 前記光透過部の前記偏光部材が設けられていない部分に、透過光量を制御するための光量制御部材が設けられたことを特徴とする請求項1又は2のフォトマスク。 Wherein the portion where polarization member is not provided in the light transmission unit, according to claim 1 or 2 of the photomask, characterized in that the light quantity control member for controlling the amount of transmitted light is provided.
  4. 【請求項4】 前記パターンは一定の方向に配列された第1部分と、該第1部分とは配列方向の異なる第2部分を含み、前記偏光部材は少なくとも前記第2部分に設けられていることを特徴とする請求項1又は2のフォトマスク。 Wherein said pattern comprises a first part arranged in a predetermined direction, the second portion having different alignment direction from the first portion, the polarization member is provided in at least said second portion claim 1 or 2 of the photomask, characterized in that.
  5. 【請求項5】 透明基板上に所定のパターンが形成されたフォトマスクに露光光を照明し、前記フォトマスクの透明部を透過する光によって、前記パターンを基板上に投影露光する露光方法において、 前記フォトマスクとして、前記透過光の位相を変化させる位相シフト部材が前記透明部の特定の箇所に設けられると共に、前記パターンの配列方向に応じた所定の偏光状態の光に変換する偏光部材が前記透明部の少なくとも一部に設けられたフォトマスクを用い、該フォトマスクに所定の偏光状態の露光光を照明して、前記フォトマスクのパターンを前記基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。 5. illuminates exposure light on the photomask on which a predetermined pattern is formed on a transparent substrate by the light passing through the transparent portion of said photomask, an exposure method for projecting exposing the pattern onto a substrate, as the photomask, with a phase shift member for changing the phase of the transmitted light is provided to a particular portion of the transparent portion, a polarizing member for converting the light of the predetermined polarization state corresponding to the arrangement direction of the pattern is the using a photomask provided on at least part of the transparent portion, and illuminating the exposure light of a predetermined polarization state to the photomask, characterized by projection exposure the pattern of the photomask onto the substrate exposure Method.
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