JPH0729813A - Method for optimizing projection alignment - Google Patents

Method for optimizing projection alignment

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JPH0729813A
JPH0729813A JP5191845A JP19184593A JPH0729813A JP H0729813 A JPH0729813 A JP H0729813A JP 5191845 A JP5191845 A JP 5191845A JP 19184593 A JP19184593 A JP 19184593A JP H0729813 A JPH0729813 A JP H0729813A
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JP
Japan
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pattern
optical system
mask
illumination
distortion
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Application number
JP5191845A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Takeuchi
良亘 竹内
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH0729813A publication Critical patent/JPH0729813A/en
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Abstract

PURPOSE:To optimize an object to be corrected efficiently by providing an evaluation function through the combination of resolution and distortion in the simulation of an image in order to effect correction of distortion in the image using high resolution exposing method (phase shift method, oblique incidence illumination method and filtered oblique incident illumination method). CONSTITUTION:21 and 22 of a mask 20 represent, respectively, a light untransmissive part and a light transmissive part. An evaluation function and is constituted as follows using the light intensity values a1, a2,...a7 at seven black points (1-7) in a mask pattern. eval = {(a1-a7)*(a1-a7)+(a2-a7)*(a2-a7)+(a3-a7)*(a3-a7)+(a5-a7)*(a5-a7)}/(a4* a4)+(a4+a6)*(a4+a6)/{(a4-a6)*(a4-a6)}. This eval is employed in the optimization of the optical amplitude transmissivity distribution of a filter thus correcting the distortion of pattern.

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、大規模集積回路(LS
I)の製造時に、所要パタンの描かれたマスクを通して
ウエハ上に微細パタンを形成する投影露光法において、
投影像の形状を所定の設計形状に近づけるために、照明
光学系および投影光学系を最適化する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a large scale integrated circuit (LS).
In the projection exposure method of forming a fine pattern on a wafer through a mask in which a required pattern is drawn at the time of manufacturing I),
The present invention relates to a method for optimizing an illumination optical system and a projection optical system in order to bring the shape of a projected image close to a predetermined design shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりLSI等の微細パタンをウエハ
上に形成するための投影露光装置には、高い解像力が要
求されており、このために、現在の投影露光装置に用い
られている投影レンズは、光の波長によって決まる理論
限界に近いまでの解像度をもつに至っている。それにも
拘らず、近年のLSIパタンの微細化傾向に対処する必
要上、さらにより一層の高解像度化を達成するための工
夫が試みられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection exposure apparatus for forming a fine pattern such as an LSI on a wafer is required to have a high resolution, and for this reason, a projection lens currently used in the projection exposure apparatus. Has reached a resolution close to the theoretical limit determined by the wavelength of light. Nevertheless, in order to cope with the recent trend toward miniaturization of LSI patterns, efforts have been made to achieve even higher resolution.

【0003】その一つの手段として、マスク上の隣接す
るパタン相互間の光透過部に対して、180°に近い位
相差を与えることにより、遮光部での光強度を打ち消し
て0に近づけるようにした、いわゆる位相シフト法が提
案され、これにより解像度向上が図られてきている。
As one of the means, a phase difference close to 180 ° is given to the light transmitting portions between the adjacent patterns on the mask so that the light intensity in the light shielding portion is canceled so that it approaches zero. The so-called phase shift method has been proposed to improve the resolution.

【0004】もう一つの手段として、従来のマスクを用
いて位相シフト法と同等の効果を生ぜしめることを目的
に、マスクを斜め照明して位相差を発生させる、いわゆ
る斜入射照明露光法が用いられ、解像度向上の試みがな
されている。この場合、斜め照明を達成するために種々
の光源形状、例えば輪帯とか4点の形状が提案されてい
る。
As another means, there is used a so-called oblique incident illumination exposure method in which a mask is obliquely illuminated to generate a phase difference for the purpose of producing an effect equivalent to that of a phase shift method using a conventional mask. Therefore, attempts have been made to improve the resolution. In this case, various light source shapes have been proposed to achieve the oblique illumination, for example, ring zones or four-point shapes.

【0005】さらに、斜入射照明に加えて、その光源配
置に対応した形状によって、投影光学系の瞳に光の透過
率を調整するフィルタを設け、光透過率分布を与えて更
に解像度を向上させる試みが提案されている。
Further, in addition to the grazing incidence illumination, a filter for adjusting the light transmittance is provided in the pupil of the projection optical system according to the shape corresponding to the light source arrangement, and the light transmittance distribution is given to further improve the resolution. Attempts have been proposed.

【0006】図9(a),(b),(c)はそれぞれ照
明光学系と投影光学系とを合わせた光学鏡筒のモデル図
であり、(a)は位相シフト法、(b)は斜入射照明露
光法、(c)はフィルタ付斜入射照明露光法である。ま
た、図において、1は光源、2はマスク、3は瞳フィル
タ、4は像面で、これらの間に理想レンズ5をそれぞれ
配置し、光源1からの光線6の代表的経路を示したもの
である。
9 (a), 9 (b) and 9 (c) are model diagrams of an optical barrel in which an illumination optical system and a projection optical system are combined, FIG. 9 (a) being a phase shift method, and FIG. Oblique incidence illumination exposure method, (c) is an oblique incidence illumination exposure method with a filter. In the figure, 1 is a light source, 2 is a mask, 3 is a pupil filter, 4 is an image plane, and ideal lenses 5 are respectively arranged between them, and a typical path of a light ray 6 from the light source 1 is shown. Is.

【0007】図10は、図9に対応する光源1、マスク
2および瞳フィルタ3の平面図を示す。(a)の位相シ
フト法および(b)の斜入射照明露光法で用いられる瞳
フィルタ3は、通常透過率1のものが使用される。一
方、(c)のフィルタ付斜入射照明露光法では図に示す
ように0次光の通過する環状の部分3a(図の斜線部
分)の透過率を透過部分3b(図の白い部分)よりも小
さくしている。これによりコントラストの向上が実現で
きる。このとき、透過部分3bの透過率が1のとき、環
状部分3aの振幅透過率は0.5とするとよいことが知
られている。なお、図10において、7は遮光部、8は
シフターである。
FIG. 10 shows a plan view of the light source 1, the mask 2 and the pupil filter 3 corresponding to FIG. The pupil filter 3 used in the phase shift method (a) and the oblique incidence illumination exposure method (b) usually has a transmittance of 1. On the other hand, in the case of the grazing incidence illumination exposure method with a filter of (c), as shown in the figure, the transmittance of the annular portion 3a (the shaded portion in the figure) through which the 0th-order light passes is higher than that of the transmitting portion 3b (the white portion in the figure). I'm making it small. This can improve the contrast. At this time, it is known that when the transmittance of the transparent portion 3b is 1, the amplitude transmittance of the annular portion 3a is preferably 0.5. In FIG. 10, 7 is a light-shielding portion and 8 is a shifter.

【0008】このような高解像露光方法(上記位相シフ
ト法、斜入射照明法およびフィルタ付斜入射照明法)に
よって投影結像される像は、従来露光法による像に比べ
て解像度が向上している反面、歪がより大きくなってい
る。このような結像歪の発生は、パタン自体が微細にな
るほど最終的に形成される微細パタンの精度をより大き
く左右することから、歪を補正する手段が必要とされ
る。この補正手段としては、特開平4−179952号
「微細パターンの形成方法」に記載されているように、
像の強度分布をシミュレーションによって求め、これか
ら結像歪の発生の度合を判定するようにしている。この
結果を補正対象である設計パタンのエッジ位置データへ
フィードバックしてシミュレーションを再び実行するこ
とを繰り返す。
An image projected and formed by such a high resolution exposure method (the above-mentioned phase shift method, oblique incidence illumination method and oblique incidence illumination method with a filter) has a higher resolution than an image formed by a conventional exposure method. However, the distortion is larger. The generation of such an image-forming distortion greatly affects the accuracy of the fine pattern finally formed as the pattern itself becomes finer, and therefore a means for correcting the distortion is required. As this correcting means, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-179952 "Method for forming fine pattern",
The intensity distribution of the image is obtained by simulation, and the degree of occurrence of imaging distortion is determined from this. This result is fed back to the edge position data of the design pattern to be corrected, and the simulation is repeated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記従来法によって歪
を補正することは、マスクパタンデータの補正を意味
し、これは最近の超LSIにあっては膨大なパタンデー
タの中から補正の必要な箇所の抽出と、その補正を行う
ことが必要となり、それに要する時間は実行可能な限界
に近い。もし、元の設計パタンデータのマスクを用いる
ことを前提に、照明光学系および投影光学系の最適設計
によって歪を小さくすることができれば、これから得ら
れる経済効果は非常に大きい。この場合、歪が小さいこ
とと高い解像度とは両立しないために、補正対象へのフ
ィードバックを最適化するには適切な評価関数がない限
り、現在の進んだ最適化手法(例えば大域的収束性をも
つ逐次2次計画法)を用いても試行錯誤的にならざるを
えない。補正対象としては、照明光学系の光源形状、放
射強度分布、あるいは投影光学系の瞳フィルタの透過率
分布が考えられる。これらの補正対象は適当な間隔で分
割されて、それぞれの分割領域の補正値を最適化するの
が目的であるが、補正のフィードバックに有効な評価関
数は知られていない。このような状況が解像度と歪とに
着目した光源形状或いは瞳フィルタの最適設計例が報告
されていない理由である。
The correction of the distortion by the above conventional method means the correction of the mask pattern data, and in the recent VLSI, it is necessary to correct it from a huge amount of pattern data. It is necessary to extract the points and correct them, and the time required for this is close to the feasible limit. If the distortion can be reduced by the optimal design of the illumination optical system and the projection optical system on the assumption that the mask of the original design pattern data is used, the economic effect obtained from this will be very large. In this case, since small distortion and high resolution are incompatible, unless there is an appropriate evaluation function to optimize the feedback to the correction target, the current advanced optimization method (for example, global convergence is It is inevitable that trial and error will occur even if the sequential quadratic programming method is used. The correction target may be the light source shape of the illumination optical system, the radiation intensity distribution, or the transmittance distribution of the pupil filter of the projection optical system. These correction objects are divided at appropriate intervals to optimize the correction value of each divided area, but an evaluation function effective for feedback of correction is not known. This situation is the reason why the optimum design example of the light source shape or the pupil filter focusing on the resolution and the distortion has not been reported.

【0010】本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、高解像
露光方法(位相シフト法、斜入射照明法およびフィルタ
付斜入射照明法)における像歪の補正を達成するため
に、像のシミュレーションにおいて解像度と歪量とを組
み合わせた評価関数を提供し、補正対象を効率よく最適
化できる方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a high-resolution exposure method (a phase shift method, an oblique incidence illumination method, and an oblique incidence illumination method with a filter). In order to achieve the correction of the image distortion in (1), it is an object of the invention to provide an evaluation function that combines the resolution and the distortion amount in the image simulation, and to provide a method capable of efficiently optimizing the correction target.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の本発明は、所要パタン形状のマスクを用い、
照明及び投影光学系によってウエハ上に結像するマスク
投影像を最適化する方法において、パタン歪と解像度と
を組み合わせた評価関数によって、計算によって投影光
学系のパラメータの最適組み合わせを設定するものであ
る。第2の発明は、第1の発明において、パタン形状と
して、大パタンに隣接した細線パタン、端を持つ線分パ
タンおよびホールパタンを有するパタンを用い、そのマ
スク投影像の像強度分布から、細線パタン、線分パタン
およびホールパタンの解像度と、設計パタンのエッジ位
置における光強度値とを抽出し、それらから構成される
評価関数により照明光学系の光源形状及び投影光学系の
瞳フィルタの透過率分布を最適化するものである。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention uses a mask having a required pattern shape,
In a method of optimizing a mask projection image formed on a wafer by an illumination and projection optical system, an optimum combination of parameters of the projection optical system is set by calculation by an evaluation function that combines pattern distortion and resolution. . In a second aspect based on the first aspect, a fine line pattern adjacent to a large pattern, a line segment pattern having an end, and a pattern having a hole pattern are used as the pattern shape, and the thin line pattern is obtained from the image intensity distribution of the mask projection image. The resolution of the pattern, line segment pattern, and hole pattern and the light intensity value at the edge position of the design pattern are extracted, and the evaluation function configured from them extracts the light source shape of the illumination optical system and the transmittance of the pupil filter of the projection optical system. It optimizes the distribution.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、歪の出易い一つの評価用マ
スクパタンにおいて、その像の歪と解像度とを一つの評
価関数で表すようにしたから、補正対象へのフィードバ
ックを効率良く実行することができ、投影露光を最適化
するのに効力を発揮する。
In the present invention, the distortion and the resolution of the image are represented by one evaluation function in one evaluation mask pattern which is likely to cause distortion, so that the feedback to the correction target can be efficiently executed. And is effective in optimizing projection exposure.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。先ず、本発明における請求項2の投影
光学系の瞳フィルタの光透過率分布の最適化について説
明する。図1はマスクパタン図形を示す図である。マス
ク20中で細かい横線が描かれている部分21は光の透
過しない部分、白い部分22は光を透過する部分で、結
像の光強度分布を形成する。なお、座標の目安として全
体の四角を縦横に四分割する線23が入れられている。
計算は、マスク20と像とが1:1縮尺とし、マスク中
央の縦線23の線幅が0.3μmになっている。全体の
四角の1/4の幅にこの線23が2本入る。光の波長は
i線(0.365μm)とした。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. First, optimization of the light transmittance distribution of the pupil filter of the projection optical system according to claim 2 of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a mask pattern figure. In the mask 20, a portion 21 in which a fine horizontal line is drawn is a portion that does not transmit light, and a white portion 22 is a portion that transmits light and forms a light intensity distribution of image formation. A line 23 that divides the entire rectangle into four vertically and horizontally is provided as a guideline for coordinates.
In the calculation, the mask 20 and the image are scaled 1: 1 and the line width of the vertical line 23 at the center of the mask is 0.3 μm. Two of these lines 23 fit in the width of 1/4 of the whole square. The wavelength of light was i-line (0.365 μm).

【0014】評価関数(eval)はマスクパタン中に
示す7つの黒点(1〜7)における光強度値a1,a
2,・・・a7を用いて、次式のように構成する。 eval={(a1−a7)*(a1−a7)+(a2−a7)*(a2−a 7)+(a3−a7)*(a3−a7)+(a5−a7)*(a5 −a7)}/(a4*a4)+(a4+a6)*(a4+a6)/ {(a4−a6)*(a4−a6)} evalの右辺の初めの4項は、パタンのエッジ点1,
2,3,5,7での光強度値を揃える働きをする。ev
alの右辺の最後の項は、点4および6からコントラス
トの逆数を計算しており、解像度を保つ働きをする。e
valを最小化することで最適化を達成することができ
る。
The evaluation function (eval) is the light intensity values a1 and a at the seven black dots (1 to 7) shown in the mask pattern.
2, ... A7 is used to form the following equation. eval = {(a1-a7) * (a1-a7) + (a2-a7) * (a2-a7) + (a3-a7) * (a3-a7) + (a5-a7) * (a5-a7) )} / (A4 * a4) + (a4 + a6) * (a4 + a6) / {(a4-a6) * (a4-a6)} The first four terms on the right side of the eval are the edge points 1 of the pattern.
It functions to make the light intensity values at 2, 3, 5, and 7 uniform. ev
The last term on the right side of al calculates the reciprocal of contrast from points 4 and 6 and serves to preserve resolution. e
Optimization can be achieved by minimizing val.

【0015】このevalを用いてフィルタの光に対す
る振幅透過率分布を最適化する例を以下に示す。図2
(a),(b)は照明光学系における照明光の傾き分布
と、最適化したいフィルタの分割を示す図である。照明
光は、投影光学系の瞳開口数NA=0.6を1とする単
位で、0.6と0.7の輪帯部25(斜線部)から発生
する。つまり、マスクの各点は天上から下向き円錐のコ
ーンの縁に沿う傾きの斜め照明光を受ける。この照明光
に対して、投影光学系の瞳の各分割部の振幅透過率を上
記評価関数を用いて最適化した。結像光強度分布の計算
には通常の部分コヒーレンス理論を用い、最適化の繰り
返し計算には、大域的収束性をもつ逐次2次計画法を用
いた。
An example of optimizing the amplitude transmittance distribution for light of the filter using this eval is shown below. Figure 2
(A), (b) is a figure which shows the inclination distribution of the illumination light in an illumination optical system, and the division | segmentation of the filter to optimize. The illumination light is generated from the annular zone 25 (hatched portion) of 0.6 and 0.7 in units of 1 when the pupil numerical aperture NA of the projection optical system is 0.6. In other words, each point of the mask receives oblique illumination light that is inclined along the edge of the downward cone from the sky. With respect to this illumination light, the amplitude transmittance of each divided portion of the pupil of the projection optical system was optimized using the above evaluation function. The normal partial coherence theory was used for the calculation of the imaging light intensity distribution, and the sequential quadratic programming with global convergence was used for the repeated calculation of optimization.

【0016】先ず、最適化しない場合の計算例を述べ
る。輪帯照明に対して高解像性を達成するフィルタの透
過率は、輪帯に対応する瞳の輪帯部、つまりNA=0.
6を1とする単位で0.6と0.7の間の振幅透過率を
0.5とするのがよいことが分かっている。これは図2
のフィルタの分割部7の振幅透過率が0.5ということ
である。この場合の結像強度分布をデフォーカス0.0
と0.75μmの二つの場合について図3に示す。左側
の図(a−1)および(b−1)は、図1に示したマス
ク20に対して今の光学条件の下で計算した像の強度分
布の等高線図であり、太線は強度の最大値の33%の等
高線を示す。右側の図(a−2)および(b−2)は、
(a−1),(b−1)の等高線図においてx印のつい
た水平線に沿った強度分布を示す。デフォーカス0.0
のときの等高線図から分かるように中央の線が大きくう
ねっている。
First, a calculation example in the case of not optimizing will be described. The transmittance of the filter that achieves high resolution for the annular illumination is the annular portion of the pupil corresponding to the annular zone, that is, NA = 0.
It has been found that an amplitude transmissivity between 0.6 and 0.7 in units of 6 is 0.5. This is Figure 2
That is, the amplitude transmittance of the dividing unit 7 of the filter is 0.5. The imaging intensity distribution in this case is defocused 0.0
And FIG. 3 show two cases of 0.75 μm and 0.75 μm. Left figures (a-1) and (b-1) are contour maps of the intensity distribution of the image calculated under the present optical conditions for the mask 20 shown in FIG. 1, and the thick line shows the maximum intensity. Shows a contour line of 33% of the values. The figures (a-2) and (b-2) on the right side are
In the contour maps of (a-1) and (b-1), the intensity distribution is shown along the horizontal line marked with x. Defocus 0.0
As you can see from the contour map at, the center line is undulating.

【0017】補正の基準の例として、従来法であるデー
タ補正による結果を図4に示す。図の配列は図3と同じ
で、(a−1),(b−1)は等高線図、(a−2)お
よび(b−2)は強度分布図である。動かしたパタンエ
ッジは図5に示す1から15である。移動量は以下のよ
うであり、+符号は太らせ、−符号は細らせる。なお、
点0は基準として用いた。 エッジ1=0.053μm エッジ2=0.003μm エッジ3=0.03μm エッジ4=0.004μm エッジ5=−0.003μm エッジ6=0.043μm エッジ7=0.003μm エッジ8=0.053μm エッジ9=0.043μm エッジ10=0.085μm エッジ11=0.1μm エッジ12=0.083μm エッジ13=0.058μm エッジ14=0.058μm エッジ15=0.1μm
As an example of the correction standard, the result of the conventional data correction is shown in FIG. The arrangement of the figure is the same as that of FIG. 3, (a-1) and (b-1) are contour maps, and (a-2) and (b-2) are intensity distribution maps. The moved pattern edges are 1 to 15 shown in FIG. The amount of movement is as follows: the + sign is thickened and the − sign is thinned. In addition,
Point 0 was used as a reference. Edge 1 = 0.053 µm Edge 2 = 0.003 µm Edge 3 = 0.03 µm Edge 4 = 0.004 µm Edge 5 = -0.003 µm Edge 6 = 0.043 µm Edge 7 = 0.003 µm Edge 8 = 0.053 µm Edge 9 = 0.043 μm Edge 10 = 0.085 μm Edge 11 = 0.1 μm Edge 12 = 0.083 μm Edge 13 = 0.058 μm Edge 14 = 0.058 μm Edge 15 = 0.1 μm

【0018】次に、図3の場合のフィルタ分布から出発
して上記の方法によりフィルタ分布を最適化した。但
し、図2(b)の分割部7の値は0.5に固定した。図
2に示すフィルタの分割各部の振幅透過率は次のようで
ある。 分割部1=1.0 分割部2=1.0 分割部3=1.0 分割部4=0.9376 分割部5=0.7597 分割部6=0.09904 分割部7=0.5 分割部8=0.7593 分割部9=0.6527 分割部10=0.3944 この光学条件の下で計算した像強度分布を図3と同様の
形で図6に示す。(a−1),(b−1)は等高線図、
(a−2)および(b−2)は強度分布図である。図3
と図6とを比べると、図3においてはデフォーカス0.
0のときの等高線図から明らかなように中央の線のうね
りが少なく、最適化されたフィルタ分布によって解像度
を保って歪が改善されていることが分かる。従来法の補
正による図4と比べると、図6は端のある線分とホール
パタンとで補正効果が劣る。
Next, starting from the filter distribution in the case of FIG. 3, the filter distribution was optimized by the above method. However, the value of the dividing unit 7 in FIG. 2B was fixed to 0.5. The amplitude transmittance of each divided portion of the filter shown in FIG. 2 is as follows. Division 1 = 1.0 Division 2 = 1.0 Division 3 = 1.0 Division 4 = 0.9376 Division 5 = 0.7597 Division 6 = 0.09904 Division 7 = 0.5 Division Part 8 = 0.7593 Divided part 9 = 0.6527 Divided part 10 = 0.3944 FIG. 6 shows the image intensity distribution calculated under these optical conditions in the same form as FIG. (A-1) and (b-1) are contour maps,
(A-2) and (b-2) are intensity distribution charts. Figure 3
6 and FIG. 6 are compared, in FIG.
As is clear from the contour diagram at 0, the waviness of the center line is small, and it is understood that the distortion is improved while maintaining the resolution by the optimized filter distribution. As compared with FIG. 4 by the correction by the conventional method, the correction effect in FIG. 6 is inferior due to the line segment having an edge and the hole pattern.

【0019】もう一つ最適化しない例として、第2図の
照明光分布は同じで、フィルタのと透過率を瞳開口全面
で1.0とした場合の計算を図7に示す。(a−1),
(b−1)は等高線図、(a−2)および(b−2)は
強度分布図である。これは輪帯照明法と呼ばれ、ライン
アンドスペースパタンに対しては、図3のフィルタを用
いる場合に比べ解像度が少し劣るが、従来露光法(円形
の照明光分布)より優れた解像度を持つことが知られて
いる。図7から、デフォーカスが0.0のとき歪が発生
しており、デフォーカスが0.75μmでは歪は出てい
ないが、線幅が太っていることが分かる。
As another non-optimized example, FIG. 7 shows the calculation when the illumination light distribution in FIG. 2 is the same and the transmittance of the filter is 1.0 over the entire pupil aperture. (A-1),
(B-1) is a contour map, and (a-2) and (b-2) are intensity distribution maps. This is called an annular illumination method, and has a resolution that is slightly inferior to the case of using the filter of FIG. 3 for line and space patterns, but has a resolution superior to that of the conventional exposure method (circular illumination light distribution). It is known. It can be seen from FIG. 7 that distortion occurs when the defocus is 0.0 and no distortion occurs when the defocus is 0.75 μm, but the line width is thick.

【0020】この結像特性を改善するために、上記の最
適化方法によってフィルタの最適分布を求めた例を以下
に示す。但し、照明輪帯に対応する部分のフィルタの透
過率はなるべく1.0に近くするという前提で、分割部
7は0.8に固定した。フィルタ分割部の振幅透過率は
次のようである。 分割部1=1.0 分割部2=1.0 分割部3=1.0 分割部4=1.0 分割部5=1.0 分割部6=1.0 分割部7=0.8 分割部8=1.0 分割部9=1.0 分割部10=0.5234
An example of obtaining the optimum distribution of the filter by the above-described optimization method in order to improve the image forming characteristic will be shown below. However, the dividing portion 7 is fixed to 0.8 on the assumption that the transmittance of the filter in the portion corresponding to the illumination ring zone is as close to 1.0 as possible. The amplitude transmittance of the filter division unit is as follows. Division 1 = 1.0 Division 2 = 1.0 Division 3 = 1.0 Division 4 = 1.0 Division 5 = 1.0 Division 6 = 1.0 Division 7 = 0.8 Division Division 8 = 1.0 Division 9 = 1.0 Division 10 = 0.5234

【0021】この場合の像の強度分布を図8に示す。
(a−1),(b−1)は等高線図、(a−2)および
(b−2)は強度分布図である。図7と図8とを比べる
と、図8ではデフォーカス0.0での歪は改善されてい
ないが、デフォーカス0.75μmでの線幅の太りは少
し改善されていることが分かる。従来の補正による図4
と比べると、やはり端のある線分とホールパタンとで補
正効果が小さい。端のある線分とホールパタンとで補正
効果が小さい欠点は、パタンデータに対する補正に要す
る労力とのトレードオフとして現実的な選択枝として考
える必要がある。さらに図2の照明光の分布を最適化す
ることと組み合わせることにより、これらの欠点を小さ
くする最適組み合わせを見い出せる余地が残されてい
る。
The intensity distribution of the image in this case is shown in FIG.
(A-1) and (b-1) are contour maps, and (a-2) and (b-2) are intensity distribution maps. Comparing FIG. 7 and FIG. 8, it can be seen that although the distortion at the defocus of 0.0 is not improved in FIG. 8, the thickening of the line width at the defocus of 0.75 μm is slightly improved. Figure 4 by conventional correction
Comparing with, the correction effect is smaller with the line segment with the edge and the hole pattern. The defect that the correction effect is small between the line segment having an edge and the hole pattern needs to be considered as a realistic option as a trade-off with the labor required for correction of the pattern data. Furthermore, by combining with the optimization of the distribution of the illumination light in FIG. 2, there is room for finding an optimal combination that reduces these defects.

【0022】位相シフト法に対する照明光源および瞳フ
ィルタの最適化は、図1のマスク20を位相シフト法の
考えにしたがって隣り合うパタンの位相変化をπずらせ
て構成したマスクを用いて実行する。位相シフト法では
位相がπ異なる隣のパタンとの峻別が像において強く現
れすぎるために像が歪む。照明光源および瞳フィルタの
分布はこの効果を和らげるように、すなわち斜入射照明
の逆の作用を持ち込んで最適化する。
The illumination light source and the pupil filter are optimized for the phase shift method by using the mask 20 shown in FIG. 1 which is configured by shifting the phase change of adjacent patterns by π according to the idea of the phase shift method. In the phase shift method, the image is distorted because the distinction from the adjacent pattern having a different phase by π appears too strongly in the image. The illumination source and pupil filter distributions are optimized to mitigate this effect, ie, introducing the inverse effect of grazing incidence illumination.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る投影露
光の最適化方法によれば、高解像露光方法で生ずる像の
歪を従来方法の膨大なパタンデータの補正によるのとは
異なって、像の評価関数を歪と解像度とを組み合わせて
構成することにより、照明光学系および投影光学系の最
適パラメータの組み合わせを試行錯誤に陥ることなく見
い出すことができ、この結果、瞳フィルタの透過率の最
適分布、照明光源の最適分布を容易に計算により求める
ことができ、投影露光の最適化に要する負担を著しく軽
減することができる。
As described above, according to the method of optimizing the projection exposure according to the present invention, the distortion of the image generated in the high resolution exposure method is different from the correction of the enormous pattern data in the conventional method. By constructing the image evaluation function by combining distortion and resolution, it is possible to find a combination of the optimum parameters of the illumination optical system and the projection optical system without trial and error, and as a result, the transmittance of the pupil filter is reduced. And the optimal distribution of the illumination light source can be easily calculated, and the burden required for optimization of projection exposure can be significantly reduced.

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

【図1】照明光学系および投影光学系の最適パラメータ
の組み合わせを見い出すために用いるマスクパタン図形
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a mask pattern figure used for finding a combination of optimum parameters of an illumination optical system and a projection optical system.

【図2】(a),(b)は照明光学系の照明光分布と、
投影光学系の瞳フィルタの振幅透過率を最適化するため
の分割を示す図である。
2A and 2B are illumination light distributions of an illumination optical system,
It is a figure which shows division for optimizing the amplitude transmittance of the pupil filter of a projection optical system.

【図3】(a−1),(b−1),(a−2),(b−
2)は標準的な瞳フィルタ付輪帯照明法における像の強
度分布の等高線図とその水平カット線上の強度分布を示
す図である。
3 (a-1), (b-1), (a-2), (b-
2) is a contour map of the intensity distribution of the image in the standard annular illumination method with a pupil filter and a diagram showing the intensity distribution on the horizontal cut line thereof.

【図4】(a−1),(b−1),(a−2),(b−
2)は従来のパタンデータ補正法による補正マスクによ
る像の強度分布の等高線とその水平カット線上の強度分
布を示す図である。
4 (a-1), (b-1), (a-2), (b-
FIG. 2) is a diagram showing contour lines of the image intensity distribution by the correction mask by the conventional pattern data correction method and the intensity distribution on the horizontal cut line.

【図5】図4の補正において移動させるパタンエッジを
示す図である。
5 is a diagram showing pattern edges to be moved in the correction of FIG.

【図6】(a−1),(b−1),(a−2),(b−
2)は最適化された瞳フィルタによる輪帯照明法におけ
る像の強度分布の等高線図とその水平カット線上の強度
分布を示す図である。
6 (a-1), (b-1), (a-2), (b-
FIG. 2) is a contour map of the intensity distribution of an image in the annular illumination method using the optimized pupil filter and a diagram showing the intensity distribution on the horizontal cut line.

【図7】(a−1),(b−1),(a−2),(b−
2)は標準的な輪帯照明法における像の強度分布の等高
線図とその水平カット線上の強度分布を示す図である。
7 (a-1), (b-1), (a-2), (b-
2) is a contour map of the image intensity distribution in the standard annular illumination method and shows the intensity distribution on the horizontal cut line.

【図8】(a−1),(b−1),(a−2),(b−
2)は照明輪帯に対応する部分の瞳フィルタの振幅透過
率を1.0に近い範囲で最適化した瞳フィルタによる輪
帯照明法における像の強度分布の等高線図とその水平カ
ット線上の強度分布を示す図である。
FIG. 8 (a-1), (b-1), (a-2), (b-
2) is a contour map of the image intensity distribution and its intensity on the horizontal cut line in the annular illumination method by the pupil filter that optimizes the amplitude transmittance of the pupil filter corresponding to the illumination annular zone in the range close to 1.0. It is a figure which shows distribution.

【図9】(a),(b),(c)は位相シフト法、斜入
射照明法およびフィルタ付斜入射照明法の光学鏡筒のモ
デル図である。
9A, 9B, and 9C are model diagrams of optical barrels of a phase shift method, a grazing incidence illumination method, and a grazing incidence illumination method with a filter.

【図10】図9に対応する光源、マスクおよび瞳フィル
タの平面図である。
10 is a plan view of a light source, a mask and a pupil filter corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 マスク 3 瞳フィルタ 4 像面 5 理想レンズ 20 マスク 1 light source 2 mask 3 pupil filter 4 image plane 5 ideal lens 20 mask

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所要パタン形状のマスクを用い、照明及
び投影光学系によってウエハ上に結像するマスク投影像
を最適化する方法において、 パタン歪と解像度とを組み合わせた評価関数によって、
計算によって投影光学系のパラメータの最適組み合わせ
を設定することを特徴とする投影露光の最適化方法。
1. A method of optimizing a mask projection image formed on a wafer by an illumination and projection optical system using a mask having a required pattern shape, wherein an evaluation function combining pattern distortion and resolution is used.
A method for optimizing projection exposure, which comprises setting an optimum combination of parameters of the projection optical system by calculation.
【請求項2】 請求項1記載の投影露光の最適化方法に
おいて、 パタン形状として、大パタンに隣接した細線パタン、端
を持つ線分パタンおよびホールパタンを有するパタンを
用い、そのマスク投影像の像強度分布から、細線パタ
ン、線分パタンおよびホールパタンの解像度と、設計パ
タンのエッジ位置における光強度値とを抽出し、それら
から構成される評価関数により照明光学系の光源形状及
び投影光学系の瞳フィルタの透過率分布を最適化するこ
とを特徴とする投影露光の最適化方法。
2. The optimization method of projection exposure according to claim 1, wherein a fine line pattern adjacent to a large pattern, a line segment pattern having an end, and a pattern having a hole pattern are used as a pattern shape, The resolution of the fine line pattern, line segment pattern, and hole pattern and the light intensity value at the edge position of the design pattern are extracted from the image intensity distribution, and the light source shape of the illumination optical system and the projection optical system are extracted by the evaluation function composed of them. A method for optimizing projection exposure, which comprises optimizing the transmittance distribution of the pupil filter of 1.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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