JPH0743883A - Exposing method and photomask to be used in this exposing method - Google Patents

Exposing method and photomask to be used in this exposing method

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JPH0743883A
JPH0743883A JP18607293A JP18607293A JPH0743883A JP H0743883 A JPH0743883 A JP H0743883A JP 18607293 A JP18607293 A JP 18607293A JP 18607293 A JP18607293 A JP 18607293A JP H0743883 A JPH0743883 A JP H0743883A
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JP
Japan
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photomask
light
illumination light
phase shift
pattern
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JP18607293A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Matsumoto
宏一 松本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a photomask introduced with coherence on a pattern forming surface of the photomask as a parameter in design. CONSTITUTION:A halfwave plate 24 is deposited in the opening pattern between light shielding films 21B an 21C among the opening patterns formed between the light shielding films 21A, 21B,... deposited on a glass substrate 20 of the photomask R. The intensity of the combined light beams of the light beams transmitted through the halfwave plate 24 and the light beams past the opening patterns on both sides if illuminating light beams ILB are random polarized is the incoherent sum of the light beams past the opening patterns on both sides and the light beams past the halfwave plate 24.

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、例えばULSI等の半
導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィー工
程で製造する際に、フォトマスクのパターンを投影光学
系を介して又はプロキシミティ方式で感光基板上に露光
するために使用される露光装置の露光方法、及びこの露
光方法で使用されるフォトマスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photo-sensitive substrate through a projection optical system or by a proximity method when a semiconductor device such as ULSI or a liquid crystal display device is manufactured by a photolithography process. The present invention relates to an exposure method of an exposure apparatus used to expose the top and a photomask used in this exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子又は薄膜磁気
ヘッド等をフォトリソグラフィー工程で製造する際に、
フォトマスク又はレチクル(以下、「フォトマスク」と
総称する)のパターンを投影光学系を介して、又はプロ
キシミティ方式でフォトレジストが塗布された基板(ウ
エハ、ガラスプレート等)上に露光する露光装置が使用
されている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, etc. by a photolithography process,
An exposure apparatus that exposes a pattern of a photomask or reticle (hereinafter collectively referred to as “photomask”) onto a substrate (wafer, glass plate, etc.) coated with a photoresist through a projection optical system or by a proximity method. Is used.

【0003】斯かる露光装置で原版として使用される従
来の通常のフォトマスクは、図5(a)に示す如く、ガ
ラス基板20上に、クロム等の遮光膜21にてパターン
を形成したものである。集積回路パターン等の高密度化
に伴って、感光基板上に転写されるべきパターンについ
ても、高解像度化が求められている。高解像度化の一手
法として、フォトマスク上にも種々の工夫を施す技術が
提案されている。
A conventional ordinary photomask used as an original plate in such an exposure apparatus has a pattern formed on a glass substrate 20 by a light shielding film 21 such as chromium as shown in FIG. 5 (a). is there. With the increase in the density of integrated circuit patterns and the like, higher resolution is also required for patterns to be transferred onto a photosensitive substrate. As a method for increasing the resolution, there have been proposed techniques for making various improvements on a photomask.

【0004】第1の従来技術は、特公昭62−5081
1号公報に代表される所謂位相シフトマスク法である。
位相シフトマスクには種々の変形例が提案されている
が、位相シフトマスク法の本質は、当該フォトマスクを
通過する光の位相を制御することにある。即ち、図5
(b)は位相シフトマスク法で使用されるフォトマスク
の一例を示しこの図5(b)において、ガラス基板20
の下面にクロム等の遮光膜21により周期的な開口パタ
ーンが形成され、開口パターンの一部に、位相シフター
22A,22Bが配置されている。ここで、位相シフタ
ー22Aが在る部分を通過した振幅ψ1 の光と、位相シ
フターの配置されていない開口パターンを通過した振幅
ψ2 の光とは、位相が反転しており、これにより隣り合
うパターン同士の解像力を高めるものである。
The first conventional technique is Japanese Patent Publication No. 62-5081.
This is a so-called phase shift mask method typified by Japanese Patent Publication No.
Although various modifications have been proposed for the phase shift mask, the essence of the phase shift mask method is to control the phase of light passing through the photomask. That is, FIG.
FIG. 5B shows an example of a photomask used in the phase shift mask method. In FIG. 5B, the glass substrate 20 is used.
A periodic opening pattern is formed by a light-shielding film 21 made of chrome or the like on the lower surface of, and the phase shifters 22A and 22B are arranged in a part of the opening pattern. Here, the light having the amplitude ψ 1 that has passed through the portion where the phase shifter 22A is present and the light having the amplitude ψ 2 that has passed through the opening pattern in which the phase shifter is not arranged have the opposite phases, and thus, It enhances the resolution of matching patterns.

【0005】第2の従来技術は、例えば特開平5−88
356号公報に開示されている様に、光の偏光特性を利
用するものである。図5(c)はこの第2の従来技術で
使用されるフォトマスク(所謂偏光マスク)を示し、こ
の図5(c)において、ガラス基板20の下面にクロム
等の遮光膜21により開口パターンが形成され、これら
開口パターン上に偏光板23が配されている。偏光板2
3は、図5(c)の紙面に垂直な方向に振動する偏光成
分のみを透過する様に配置されている。従って、結像に
際しては、像面上において、結像光の入射面に対して垂
直に振動する偏光成分(S偏光)での結像が行われる。
これにより、結像光相互の干渉効果が高まり解像力向上
が期待できるものである。
The second conventional technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-88.
As disclosed in Japanese Patent No. 356, the polarization characteristics of light are utilized. FIG. 5C shows a photomask (so-called polarization mask) used in the second conventional technique. In FIG. 5C, an opening pattern is formed on the lower surface of the glass substrate 20 by a light shielding film 21 such as chromium. The polarizing plate 23 is formed and arranged on these opening patterns. Polarizing plate 2
3 is arranged so that only the polarized component vibrating in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5C is transmitted. Therefore, at the time of image formation, an image is formed on the image plane with a polarization component (S-polarized light) that vibrates perpendicularly to the incident surface of the image formation light.
As a result, the mutual interference effect of the image forming lights is enhanced and the resolution can be expected to be improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においても、解像力の向上という観点からすると、自ず
とその限界がある。即ち、図5(b)の位相シフトマス
ク、及び図5(c)の偏光マスクに共通に、擬似ピーク
によってフォトマスク上のパターンを忠実に感光基板上
に転写できないという不都合がある。擬似ピークとは、
フォトマスクの本来の開口部と対応しない部分に、光強
度分布のサブ・ピークが発生してしまうという現象であ
り、光の干渉効果によって発生するものである。
The above-mentioned conventional techniques also have their own limitations from the viewpoint of improving the resolution. That is, as in the phase shift mask of FIG. 5B and the polarization mask of FIG. 5C, there is a disadvantage that the pattern on the photomask cannot be faithfully transferred onto the photosensitive substrate due to the pseudo peak. What is a pseudo peak?
This is a phenomenon in which a sub-peak of the light intensity distribution is generated in a portion of the photomask that does not correspond to the original opening, which is caused by the light interference effect.

【0007】つまり、擬似ピークとは、図5(b)にお
ける振幅ψ1 の光と振幅ψ2 の光と、及び図5(c)に
おける振幅ψ3 の光と振幅ψ4 の光とが、それぞれ互い
にコヒーレント(可干渉)であることに起因している。
本発明は斯かる点に鑑み、フォトマスクの開口パターン
を通過する光の相互のコヒーレンシー(可干渉度)を調
整して擬似ピークの発生を抑制できる露光方法を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、そのような露光
方法に使用できるフォトマスク、即ち、設計上のパラメ
ータとしてフォトマスクのパターン形成面上でのコヒー
レンシー(可干渉度)を導入したフォトマスクを提供す
ることを目的とする。
That is, the pseudo peak means that the light having the amplitude ψ 1 and the light having the amplitude ψ 2 in FIG. 5B and the light having the amplitude ψ 3 and the light having the amplitude ψ 4 in FIG. Each is due to their coherence with each other.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an exposure method capable of suppressing the occurrence of a pseudo peak by adjusting the mutual coherency (coherence) of lights passing through an opening pattern of a photomask. It is another object of the present invention to provide a photomask that can be used in such an exposure method, that is, a photomask in which coherency (coherence) on the pattern formation surface of the photomask is introduced as a design parameter. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による露光方法
は、例えば図1に示す如く、1個又は複数個の開口パタ
ーンが形成されたフォトマスク(R)を照明光で照明
し、その開口パターンの像を投影光学系を介して感光性
の基板上に投影露光する方法において、フォトマスク
(R)上の各開口パターンの一部又は全部に、主軸の方
向のその照明光の偏光成分とその主軸に垂直な軸に平行
なその照明光の偏光成分とに所定の位相差を与える移相
板(24)を配し、それら各開口パターンを通過する光
の相互のコヒーレンシーを調整してそれら各開口パター
ンの像をその基板上に投影露光するようにしたものであ
る。
In the exposure method according to the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a photomask (R) having one or a plurality of aperture patterns formed thereon is illuminated with illumination light, and the aperture patterns are formed. In the method of projecting and exposing the image of (1) on a photosensitive substrate via a projection optical system, the polarization component of the illumination light in the direction of the main axis and the A phase shift plate (24) that gives a predetermined phase difference to the polarization component of the illumination light parallel to the axis perpendicular to the main axis is arranged, and the coherency of light passing through each aperture pattern is adjusted to adjust each of them. The image of the aperture pattern is projected and exposed on the substrate.

【0009】また、本発明の第1のフォトマスクは、例
えば図1に示すように、所定の照明光に対して透明な基
板(20)上に被着された遮光膜(21A〜21D)内
に複数の開口パターンが形成されたフォトマスクにおい
て、それら複数の開口パターンの一部の開口パターン
を、主軸の方向のその照明光の偏光成分とその主軸に垂
直な軸に平行なその照明光の偏光成分とに所定の位相差
を与える移相板(24)で覆ったものである。
The first photomask of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in a light-shielding film (21A to 21D) deposited on a substrate (20) transparent to predetermined illumination light. In a photomask in which a plurality of aperture patterns are formed on a part of the aperture patterns, the polarization pattern of the illumination light in the direction of the main axis and the illumination light parallel to the axis perpendicular to the main axis It is covered with a phase shift plate (24) that gives a predetermined phase difference to the polarized component.

【0010】また、本発明の第2のフォトマスクは、例
えば図3に示す如く、所定の照明光に対して透明な基板
上に被着された遮光膜(21E)内に1個又は複数個の
開口パターンが形成されたフォトマスクにおいて、それ
ら開口パターン内の少なくとも1個の開口パターン(2
5)の一部の領域(27)に、主軸の方向のその照明光
の偏光成分とその主軸に垂直な軸に平行なその照明光の
偏光成分とに所定の位相差を与える移相板を配したもの
である。
Further, the second photomask of the present invention is, for example, as shown in FIG. 3, one or a plurality of photomasks are provided in a light-shielding film (21E) deposited on a substrate transparent to predetermined illumination light. In the photomask in which the opening patterns of the above are formed, at least one opening pattern (2
In a part of the region (27) of 5), a phase shift plate that gives a predetermined phase difference to the polarization component of the illumination light in the direction of the main axis and the polarization component of the illumination light parallel to the axis perpendicular to the main axis is provided. It is arranged.

【0011】また、その第1のフォトマスクにおいて、
例えば図2に示すように、それら複数の開口パターンの
内の隣接する開口パターンがそれぞれ移相板(24A,
24B)で覆われている場合に、それら隣接する移相板
(24A,24B)の主軸の方向を非平行にすることが
望ましい。また、その第1のフォトマスクにおいて、そ
の移相板(24,24A,24B)の一例は、1/2波
長板又は1/4波長板である。
Further, in the first photomask,
For example, as shown in FIG. 2, the adjacent opening patterns of the plurality of opening patterns are respectively phase shift plates (24A,
When covered with 24B), it is desirable to make the directions of the main axes of the phase shift plates (24A, 24B) adjacent to each other non-parallel. Further, in the first photomask, an example of the phase shift plate (24, 24A, 24B) is a ½ wavelength plate or a ¼ wavelength plate.

【0012】[0012]

【作用】斯かる本発明の原理を図1を用いて説明する。
この場合に使用するフォトマスク(R)は、透明な基板
(20)上に被着した遮光膜(21A〜21D)の間に
開口パターンが形成され、開口パターンの一部に移相板
としての1/2波長板(24)が配置されているものと
する。1/2波長板の無い部分の開口を通過する光の振
幅をψ1 、1/2波長板(24)が配置された開口を通
過する光の振幅をψ2 として、振幅ψ1 の光と振幅ψ2
の光との干渉について考える。通常の場合、照明光は非
偏光であるため、それは直交する2つの偏光成分のイン
コヒーレントな和として考えられる。
The principle of the present invention will be described with reference to FIG.
In the photomask (R) used in this case, an opening pattern is formed between the light shielding films (21A to 21D) deposited on the transparent substrate (20), and a part of the opening pattern serves as a phase shift plate. It is assumed that the half-wave plate (24) is arranged. The amplitude of light passing through the aperture 1 the amplitude of the light [psi, 1/2-wavelength plate (24) is arranged to pass through the opening of the portion having no half-wave plate as [psi 2, and the amplitude [psi 1 Light Amplitude ψ 2
Think about interference with light. Since the illumination light is usually unpolarized, it can be considered as an incoherent sum of two orthogonal polarization components.

【0013】1/2波長板(24)の主軸と平行な直線
偏光成分について、今仮に、振幅ψ 1 と振幅ψ2 とが同
位相であるすると、この2つの光の干渉によって形成さ
れる光強度は、|ψ12|2 である。他方、1/2波長
板(24)の主軸と垂直な直線偏光成分については、1
/2波長板の作用として、振幅ψ2 の光に1/2波長だ
けの位相変化を生じるので、振幅ψ2 の光の位相が反転
し、振幅ψ1 の光と振幅ψ2 の光とによって形成される
光強度は、|ψ12|2 である。
A straight line parallel to the main axis of the half-wave plate (24)
For the polarization component, the amplitude ψ 1And amplitude ψ2Same as
If it is in phase, it is formed by the interference of these two lights.
Light intensity is | ψ1+ ψ2|2 Is. On the other hand, 1/2 wavelength
1 for the linearly polarized light component perpendicular to the principal axis of the plate (24)
Amplitude ψ2Is half a wavelength
Amplitude ψ2The light's phase is reversed
And the amplitude ψ1Light and amplitude ψ2Formed by the light of
The light intensity is | ψ12|2 Is.

【0014】この様子を示したのが、図1(b)及び
(c)である。即ち、図1(b)は、1/2波長板(2
4)の主軸と平行な直線偏光成分にて観測されるフォト
マスクの振幅透過率分布。図1(c)は、1/2波長板
(24)の主軸と直交する直線偏光成分にて観測される
フォトマスクの振幅透過率分布を示している。さて、振
幅ψ1 の光と振幅ψ2 の光との干渉の結果として形成さ
れる光強度Iは、図1(b)と図1(c)との強度和で
与えられる。つまり、光強度Iは次のようになる。
This state is shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c). That is, FIG. 1B shows a half-wave plate (2
4) Amplitude transmittance distribution of the photomask observed with a linearly polarized light component parallel to the principal axis of 4). FIG. 1C shows the amplitude transmittance distribution of the photomask observed in the linearly polarized light component orthogonal to the main axis of the half-wave plate (24). Now, the light intensity I formed as a result of the interference between the light of the amplitude ψ 1 and the light of the amplitude ψ 2 is given by the intensity sum of FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c). That is, the light intensity I is as follows.

【0015】[0015]

【数1】I=(1/2){|ψ12|2+|ψ12|2} =|ψ1|2+|ψ2|2 ここで、係数1/2は、2つの偏光方向について考えた
ので、その正規化のための係数である。上式は、振幅ψ
1 の光及び振幅ψ2 の光の強度の和となっている。これ
は、振幅ψ1 の光と振幅ψ2 の光とが、インコヒーレン
トになっていることを示している。言い替えると、図1
(a)に示されている3個の開口パターンが、図1
(d)の2個の開口パターンと図1(e)の1個の開口
パターンとに分割されたのと等価である。
## EQU1 ## I = (1/2) {| ψ 1 + ψ 2 | 2 + | ψ 12 | 2 } = | ψ 1 | 2 + | ψ 2 | 2 where the coefficient 1/2 is Since two polarization directions are considered, they are coefficients for the normalization. The above formula gives the amplitude ψ
It is the sum of the intensities of the light of 1 and the light of amplitude ψ 2 . This indicates that the light with the amplitude ψ 1 and the light with the amplitude ψ 2 are incoherent. In other words, Figure 1
The three opening patterns shown in FIG.
This is equivalent to the division into the two opening patterns of (d) and the one opening pattern of FIG.

【0016】また、図1(b)の状態で、振幅ψ1 の光
と振幅ψ2 の光とが同位相と仮定したが、一般に位相差
φが有る場合は、(数1)の代わりに、下記の(数2)
のように光強度Iが求められる。これにより、位相差φ
に関係なく結果は同じであることが分かる。
Further, in the state of FIG. 1B, it is assumed that the light with the amplitude ψ 1 and the light with the amplitude ψ 2 have the same phase, but in general, when there is a phase difference φ, instead of (Equation 1), , The following (Equation 2)
The light intensity I is calculated as follows. As a result, the phase difference φ
It turns out that the result is the same regardless of.

【0017】[0017]

【数2】I=(1/2){|ψ1+exp(iφ)ψ2|2+|ψ1-exp
(iφ)ψ2|2} =|ψ1|2+|ψ2|2 以上は、説明を簡単にするため、素ガラス等の開口部分
を通過した振幅ψ1 の光と1/2波長板(24)の部分
を通過した振幅ψ2 の光とについて説明したが、本発明
は、もっと広範な適用範囲を有している。
## EQU2 ## I = (1/2) {| ψ 1 + exp (iφ) ψ 2 | 2 + | ψ 1 -exp
(iφ) ψ 2 | 2 } = | ψ 1 | 2 + | ψ 2 | 2 In order to simplify the explanation, the light with the amplitude ψ 1 that has passed through the opening of the raw glass and the half-wave plate are described above. Although the light having the amplitude ψ 2 that has passed through the portion (24) has been described, the present invention has a wider range of application.

【0018】今、2つの振幅ψA の光と振幅ψB の光と
を考え、振幅ψA の光は、位相差Δの移相板を通過し、
振幅ψB の光は位相差Δ′の移相板を通過し、これら2
枚の移相板の主軸同士の成す角がθであるとすると、振
幅ψA の光と振幅ψB の光とにより形成される光強度I
は次のようになる。但し、ψA *及びψB *はそれぞれψ A
及びψB の復素共役である。
Now, the two amplitudes ψALight and amplitude ψBWith the light of
, The amplitude ψALight passes through the phase shift plate with the phase difference Δ,
Amplitude ψBLight passes through the phase shift plate with the phase difference Δ ′,
If the angle between the main axes of the phase shift plates is θ,
Width ψALight and amplitude ψBLight intensity I formed by
Is as follows. Where ψA *And ψB *Are respectively ψ A
And ψBIs the conjugate conjugate of.

【0019】[0019]

【数3】I=|ψA|2+|ψB|2+C(θ,Δ,Δ′)(ψA *ψ
BA ψB *) 但し、パラメータC(θ,Δ,Δ′)は次のように表され
る。
## EQU3 ## I = | ψ A | 2 + | ψ B | 2 + C (θ, Δ, Δ ′) (ψ A * ψ
B + ψ A ψ B * ) However, the parameter C (θ, Δ, Δ ′) is expressed as follows.

【0020】[0020]

【数4】C(θ,Δ,Δ′)=cos2θ・cos{(Δ−Δ′)/
2}+sin2θ・cos{(Δ+Δ′)/2} (数3)は、パラメータCの値により、様々な干渉状態
が実現できることを示している。幾つか例を挙げると、
パラメータCの値により次のような結像が実現できる。 C(θ,Δ,Δ′)=1のとき、I=|ψAB|2 とな
り、コヒーレントな結像が行われる。 C(θ,Δ,Δ′)=0のとき、I=|ψA|2+|ψB|2
となり、インコヒーレントな結像が行われる。 C(θ,Δ,Δ′)=−1のとき、I=|ψAB|2
なり、位相反転で且つコヒーレントな結像が行われる。
[Equation 4] C (θ, Δ, Δ ′) = cos 2 θ · cos {(Δ−Δ ′) /
2} + sin 2 θ · cos {(Δ + Δ ′) / 2} (Equation 3) indicates that various interference states can be realized depending on the value of the parameter C. To give a few examples
The following image formation can be realized by the value of the parameter C. When C (θ, Δ, Δ ′) = 1, I = | ψ A + ψ B | 2 , and coherent imaging is performed. When C (θ, Δ, Δ ′) = 0, I = | ψ A | 2 + | ψ B | 2
Then, incoherent imaging is performed. When C (θ, Δ, Δ ′) = − 1, I = | ψ A −ψ B | 2 , and phase inversion and coherent imaging is performed.

【0021】例えば上述の図1の例では、開口部を通過
した振幅ψ1 の光の位相差Δは0、1/2波長板(2
4)を通過した振幅ψ2 の光の位相差Δ′はπなので、
(数4)よりパラメータC(θ,Δ,Δ′)の値は0とな
り、図1において、振幅ψ1 の光と振幅ψ2 の光とはイ
ンコヒーレントになっていることが再度確認できる。
(数3)及び(数4)は、用いるべき移相板の位相差
量、及び複数の移相板を用いる場合は、主軸同士の成す
角により、様々な干渉状態を実現できることを示してい
る。幾つか簡単な例を挙げてみる。例1)位相差Δが0
の素ガラスと、位相差Δ′がπ/2の1/4波長板とを
用いたときは、(数4)よりパラメータC(θ,Δ,
Δ′)は次のようになる。
For example, in the example of FIG. 1 described above, the phase difference Δ of the light having the amplitude ψ 1 that has passed through the opening is 0, the half-wave plate (2
Since the phase difference Δ ′ of the light of amplitude ψ 2 that has passed through 4) is π,
From (Equation 4), the value of the parameter C (θ, Δ, Δ ′) becomes 0, and it can be confirmed again in FIG. 1 that the light with the amplitude ψ 1 and the light with the amplitude ψ 2 are incoherent.
(Equation 3) and (Equation 4) indicate that various interference states can be realized depending on the phase difference amount of the phase shift plate to be used and, when using a plurality of phase shift plates, depending on the angle formed between the main axes. . Here are some simple examples. Example 1) Phase difference Δ is 0
When the element glass of No. 1 and the quarter wave plate having the phase difference Δ ′ of π / 2 are used, the parameter C (θ, Δ,
Δ ') is as follows.

【0022】C(θ,Δ,Δ′)=1/21/2 従って、光強度分布Iは次のようになる。C (θ, Δ, Δ ') = 1/2 1/2 Therefore, the light intensity distribution I is as follows.

【0023】[0023]

【数5】 [Equation 5]

【0024】つまり、コヒーレントな状態と、インコヒ
ーレントな状態とが、次の割合で混じった中間的状態と
なっている。
That is, the coherent state and the incoherent state are intermediate states in which the following ratios are mixed.

【0025】[0025]

【数6】 [Equation 6]

【0026】例2)1/4波長板を2枚使用した場合、
即ち位相差Δ及び位相差Δ′が共にπ/2のときは、
(数4)よりパラメータC(θ,Δ,Δ′)は次のように
なる。 C(θ,Δ,Δ′)=cos2θ 従って、2枚の1/4波長板の主軸の成す角θによっ
て、パラメータCの値は、0から1までの値を取り得る
ことになり、振幅ψA の光と振幅ψB の光との干渉状態
として、コヒーレントとインコヒーレントとの間の任意
の状態が得られる。
Example 2) When two quarter-wave plates are used,
That is, when both the phase difference Δ and the phase difference Δ ′ are π / 2,
From the equation (4), the parameter C (θ, Δ, Δ ′) is as follows. C (θ, Δ, Δ ′) = cos 2 θ Therefore, the value of the parameter C can take values from 0 to 1 depending on the angle θ formed by the main axes of the two quarter-wave plates. An arbitrary state between coherent and incoherent can be obtained as the interference state between the light of amplitude ψ A and the light of amplitude ψ B.

【0027】例3)1/2波長板を2枚使用した場合、
即ち位相差Δ及び位相差Δ′が共にπのときは、(数
4)よりパラメータC(θ,Δ,Δ′)は次のようにな
る。 C(θ,Δ,Δ′)=cos2θ−sin2θ=cos2θ 従って、2枚の1/2波長板の主軸の成す角θによっ
て、Cの値は−1から1までの値を取り得ることにな
り、振幅ψA の光と振幅ψB の光との干渉状態として、
コヒーレント、インコヒーレント、位相反転且つコヒー
レント、及びそれらの間の任意の中間状態が全て得られ
る。以上は、本発明の原理の理解を容易にするために挙
げた例である。
Example 3) When two half-wave plates are used,
That is, when both the phase difference Δ and the phase difference Δ ′ are π, the parameter C (θ, Δ, Δ ′) is as follows from (Equation 4). C (θ, Δ, Δ ′) = cos 2 θ−sin 2 θ = cos 2θ Therefore, depending on the angle θ formed by the main axes of the two half-wave plates, the value of C ranges from -1 to 1. As the interference state between the light of amplitude ψ A and the light of amplitude ψ B ,
Coherent, incoherent, phase-inverted and coherent, and any intermediate states in between are obtained. The above is an example given to facilitate understanding of the principle of the present invention.

【0028】また、上述の説明は主に異なる開口パター
ンを通過する光同士のコヒーレンシーを制御する場合に
関するものであるが、1つの開口パターン内の異なる領
域を通過する光同士のコヒーレンシーも同じ手法で制御
することができる。即ち、図3に示すように、1つの開
口パターン(25)中の一部の領域(27)に移相板を
配するか、又は一部の領域(27)とそれ以外の領域
(26,28)とにそれぞれ異なる移相板を配すること
により、その領域(27)を通過する光とそれ以外の領
域(26,28)を通過する光との間のコヒーレンシー
を任意の状態に制御できる。これにより、例えば孤立的
パターンであっても、深い焦点深度で且つ擬似ピークを
抑制して露光を行うことができる。
Further, the above description mainly relates to the case of controlling the coherency of light beams passing through different aperture patterns, but the coherency of light beams passing through different regions in one aperture pattern is also the same method. Can be controlled. That is, as shown in FIG. 3, the phase shift plate is arranged in a partial area (27) in one opening pattern (25), or a partial area (27) and other areas (26, By arranging different phase shift plates in 28) and coherency, it is possible to control the coherency between the light passing through the region (27) and the light passing through the other regions (26, 28) to an arbitrary state. . Thereby, for example, even with an isolated pattern, it is possible to perform exposure with a deep depth of focus and suppressing a pseudo peak.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照して
説明する。実施例のフォトマスクの説明の前に、実施例
のフォトマスクのパターンを感光基板上に露光するため
に使用される投影露光装置の一例につき図6を参照して
説明する。図6は、本実施例の投影露光装置の概略構成
を示し、この図6において、水銀ランプ1から射出され
た照明光は、楕円鏡2で反射された後、インプットレン
ズ4、所定の波長帯の光を選択して通過させる第1のフ
ィルター板5及び第2のフィルター板6を経てフライア
イレンズ7に入射する。楕円鏡2の第2焦点の近傍に照
明光の照射及び遮断を切り換えるためのシャッター3を
配置し、装置全体の動作を制御する主制御系16が駆動
装置17を介してシャッター3の開閉を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Prior to the description of the photomask of the embodiment, an example of a projection exposure apparatus used for exposing the pattern of the photomask of the embodiment onto a photosensitive substrate will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a schematic configuration of the projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 6, the illumination light emitted from the mercury lamp 1 is reflected by the elliptical mirror 2, and then the input lens 4 and a predetermined wavelength band. Of the light is selectively incident on the fly-eye lens 7 through the first and second filter plates 5 and 6. A shutter 3 for switching irradiation and blocking of illumination light is arranged near the second focal point of the elliptic mirror 2, and a main control system 16 for controlling the operation of the entire device opens and closes the shutter 3 via a driving device 17. .

【0030】フライアイレンズ7の後側(レチクル側)
焦点面に、照明光用の開口絞り(以下、「σ絞り」とい
う)8が配置され、σ絞り8内の多数の2次光源からの
照明光が、ミラー9で反射された後、第1のリレーレン
ズ10、可変視野絞り(レチクルブラインド)11、第
2のリレーレンズ12、ミラー13及びコンデンサーレ
ンズ14を介して、フォトマスクRのパターン領域を均
一な照度で照明する。この場合、可変視野絞り11の配
置面はフォトマスクRのパターン形成面と共役であり、
σ絞り8の配置面は、投影光学系PLの瞳面(フォトマ
スクRのパターン領域のフーリエ変換面)と共役であ
る。主制御系16が、駆動装置18を介してσ絞り8及
び可変視野絞り11の開口部の形状を所定の形状に設定
する。
Rear side of the fly-eye lens 7 (reticle side)
An aperture stop for illumination light (hereinafter referred to as “σ stop”) 8 is arranged on the focal plane, and illumination light from a large number of secondary light sources in the σ stop 8 is reflected by a mirror 9, The pattern area of the photomask R is illuminated with a uniform illuminance via the relay lens 10, variable field diaphragm (reticle blind) 11, second relay lens 12, mirror 13 and condenser lens 14. In this case, the arrangement surface of the variable field stop 11 is conjugate with the pattern formation surface of the photomask R,
The arrangement surface of the σ stop 8 is conjugate with the pupil surface of the projection optical system PL (Fourier transform surface of the pattern area of the photomask R). The main control system 16 sets the shapes of the openings of the σ diaphragm 8 and the variable field diaphragm 11 to predetermined shapes via the drive device 18.

【0031】また、フォトマスクRをマスクステージR
ST上に保持し、レチクルステージRSTの近傍にレチ
クルリーダ15を配置する。図示省略されたレチクルロ
ーダ系によりフォトマスクRをマスクステージRST上
にロードする際に、フォトマスクR上に形成されたレチ
クル情報(バーコード等)をレチクルリーダ15で読み
取り、読み取ったレチクル情報を主制御系16に供給す
る。これにより、主制御系16は、現在マスクステージ
RST上に保持されているフォトマスクRの内容(パタ
ーンの種類、パターンの最小線幅等)を認識することが
できる。
Further, the photomask R is used as a mask stage R.
The reticle reader 15 is held on ST and arranged in the vicinity of reticle stage RST. When the photomask R is loaded onto the mask stage RST by a reticle loader system (not shown), the reticle information (bar code, etc.) formed on the photomask R is read by the reticle reader 15, and the read reticle information is mainly read. It is supplied to the control system 16. As a result, the main control system 16 can recognize the contents of the photomask R currently held on the mask stage RST (type of pattern, minimum line width of pattern, etc.).

【0032】コンデンサーレンズ14から射出される照
明光ILBのもとで、フォトマスクRのパターン像を投
影光学系PLを介してフォトレジストが塗布されたウエ
ハW上に投影露光する。ウエハWはウエハステージWS
T上に載置され、ウエハステージWSTは、ウエハWを
投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内で位置決
めするXYステージ、及びウエハWを光軸AXに平行な
Z方向に位置決めするZステージ等より構成されてい
る。主制御系16が、駆動装置19を介してウエハステ
ージWSTの動作を制御することにより、ウエハWの所
望のショット領域が投影光学系PLの露光フィールド内
に位置決めされると共に、そのショット領域の投影光学
系PLの光軸方向の位置(フォーカス位置)が投影光学
系PLの結像面の位置に設定される。
Under the illumination light ILB emitted from the condenser lens 14, the pattern image of the photomask R is projected and exposed through the projection optical system PL onto the wafer W coated with the photoresist. Wafer W is wafer stage WS
The wafer stage WST, which is placed on T, positions the wafer W in the XY plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, and positions the wafer W in the Z direction parallel to the optical axis AX. It is composed of a Z stage and the like. The main control system 16 controls the operation of the wafer stage WST via the drive unit 19 so that a desired shot area of the wafer W is positioned within the exposure field of the projection optical system PL and the shot area is projected. The position (focus position) of the optical system PL in the optical axis direction is set to the position of the image plane of the projection optical system PL.

【0033】なお、以下の実施例のフォトマスクは、図
6のような投影露光装置のみならず、フォトマスクに近
接又はほぼ密着して配置されたウエハ上にそのフォトマ
スクのパターンを転写するプロキシミティ方式の露光装
置でも露光を行うことができる。次に、本例で使用する
フォトマスクRの第1実施例につき図1を参照して説明
する。
The photomasks of the following embodiments are not limited to the projection exposure apparatus as shown in FIG. 6 but also a proxy for transferring the pattern of the photomask onto a wafer arranged close to or in close contact with the photomask. Exposure can also be performed with a Miti type exposure apparatus. Next, a first embodiment of the photomask R used in this example will be described with reference to FIG.

【0034】図1(a)は、本実施例のフォトマスクR
の一部を示し、この図1(a)において、ガラス基板2
0の下面に、クロム等の遮光膜21A,21B,…が被
着され、遮光膜21Bと遮光膜21Cとの間の開口パタ
ーンに1/2波長板24が被着されている。照明光IL
Bは通常の場合非偏光なので、本発明の原理説明におい
て述べた様に、ウエハ上で得られる光強度は直交する2
つの偏光成分のインコヒーレントの和として考えられ
る。
FIG. 1A shows a photomask R of this embodiment.
FIG. 1 (a) shows a part of the glass substrate 2
0 is coated with light-shielding films 21A, 21B, ... Of chromium or the like, and a half-wave plate 24 is coated on the opening pattern between the light-shielding films 21B and 21C. Illumination light IL
Since B is normally non-polarized light, as described in the explanation of the principle of the present invention, the light intensities obtained on the wafer are orthogonal to each other.
It can be thought of as the sum of the incoherences of the two polarization components.

【0035】ここで、1/2波長板24の主軸に対して
平行な直線偏光成分と、その主軸に垂直な直線偏光成分
とに分けて考えると、各偏光成分から見たフォトマスク
Rの振幅透過率分布は図1(b)及び図1(c)のよう
になり、これらの強度和をとると、図1(d)と図1
(e)との強度和と同じである。つまり、図1(a)に
示したフォトマスクRによる露光は、図1(d)の振幅
透過率分布を有するフォトマスクと図1(e)の振幅透
過率分布を有するフォトマスクとで多重露光をしたのと
同じ結果となる。つまり、1/2波長板24を用いるこ
とにより、1枚のフォトマスクにて、パターン分割をし
た2枚のフォトマスクにより2重露光を行うのと同じ効
果を奏することができる。これにより、実質的にパター
ン密度を下げ、解像力向上を計ることができる。また、
隣接する開口パターンを通過する光が相互にインコヒー
レントになるので、光の干渉効果により生じる擬似ピー
クや、パターンの形状歪み等を軽減することができる。
Here, considering the linearly polarized light component parallel to the main axis of the half-wave plate 24 and the linearly polarized light component perpendicular to the main axis, the amplitude of the photomask R seen from each polarized light component. The transmittance distributions are as shown in FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c), and the sum of these intensities is shown in FIG. 1 (d) and FIG.
It is the same as the intensity sum with (e). That is, the exposure by the photomask R shown in FIG. 1A is multiple exposure by the photomask having the amplitude transmittance distribution of FIG. 1D and the photomask having the amplitude transmittance distribution of FIG. 1E. You get the same result as you did. That is, by using the ½ wavelength plate 24, it is possible to achieve the same effect as that of performing double exposure with two photomasks that have been divided into patterns with one photomask. As a result, the pattern density can be substantially reduced and the resolution can be improved. Also,
Since the lights passing through the adjacent aperture patterns become incoherent to each other, it is possible to reduce the pseudo peak generated by the light interference effect, the shape distortion of the pattern, and the like.

【0036】本発明の第2実施例として、複数枚の移相
板を用いたり、あるいは、位相シフターと移相板との併
用を行う例を図2を参照して説明する。図2(b)は第
2実施例のフォトマスクRの一部を示し、この図2
(b)において、ガラス基板20の上に被着されたクロ
ム等の遮光膜21A,21B,…の間に開口パターンが
形成されている。そして、遮光膜21Dと遮光膜21E
との間の開口パターンに位相シフター22Aが被着さ
れ、遮光膜21Aと遮光膜21Bとの間の開口パター
ン、及び遮光膜21Bと遮光膜21Cとの間の開口パタ
ーンに、それぞれ1/2波長板24A及び24Bが被着
されている。但し、図2(b)の平面図である図2
(a)に示す如く、1/2波長板24Aの主軸R1の方
向と1/2波長板24Bの主軸R2の方向とは、互いに
直交しているものとする。
As a second embodiment of the present invention, an example in which a plurality of phase shift plates are used or a phase shifter and a phase shift plate are used together will be described with reference to FIG. FIG. 2B shows a part of the photomask R of the second embodiment.
In (b), an opening pattern is formed between the light-shielding films 21A, 21B, ... Of chromium or the like deposited on the glass substrate 20. Then, the light shielding film 21D and the light shielding film 21E
The phase shifter 22A is applied to the opening pattern between the light shielding film 21A and the light shielding film 21B, and the opening pattern between the light shielding film 21B and the light shielding film 21C has a half wavelength. Plates 24A and 24B are applied. However, FIG. 2 which is a plan view of FIG.
As shown in (a), the direction of the main axis R1 of the half-wave plate 24A and the direction of the main axis R2 of the half-wave plate 24B are orthogonal to each other.

【0037】本実施例のフォトマスクを、1/2波長板
24Aの主軸に対して平行及び垂直な(即ち、1/2波
長板24Bの主軸に対して垂直及び平行な)2方向の直
線偏光成分にて観測すると、それぞれ図2(c)及び図
2(d)に示す様な振幅透過率分布として観測される。
図2(c)と図2(d)とは干渉しないので、図2
(c)と図2(d)との強度和をとると、図2(e)と
図2(f)との強度和と同じになる。従って、1/2波
長板24A,24Bを主軸を直交させて配置することに
より、これら2つの開口パターンを通過した光の間の干
渉関係は、位相シフター22Aを配した場合と同じに位
相反転で且つコヒーレントの状態を実現できる。しか
も、その関係を保ったまま、その他の部分を通過した光
(何も配されていない開口部や位相シフター22Aを通
過した光)とは、インコヒーレントとすることができ
る。
The photomask of this embodiment is subjected to linear polarization in two directions parallel and perpendicular to the main axis of the half-wave plate 24A (that is, perpendicular and parallel to the main axis of the half-wave plate 24B). When observed by the component, it is observed as an amplitude transmittance distribution as shown in FIG. 2 (c) and FIG. 2 (d), respectively.
2 (c) and FIG. 2 (d) do not interfere with each other.
If the intensity sum of (c) and FIG. 2 (d) is taken, it becomes the same as the intensity sum of FIG. 2 (e) and FIG. 2 (f). Therefore, by arranging the half-wave plates 24A and 24B with their principal axes orthogonal to each other, the interference relationship between the lights passing through these two aperture patterns is the same as in the case where the phase shifter 22A is arranged. In addition, a coherent state can be realized. Moreover, it is possible to make incoherent with light that has passed through other portions (light that has passed through an aperture in which nothing is arranged and the phase shifter 22A) while maintaining this relationship.

【0038】この様に、フォトマスクの開口部に、1/
2波長板24A,24B等の移相板を配置することによ
り、開口パターンを通過する光の相互のコヒーレンシー
を変えることができる。これによりフォトマスクの設計
パラメータが増え、理想的な結像の実現に近づくことが
できる。なお、フォトマスク上での移相板の配置として
は、1つの開口パターンの全てを1つの移相板で覆う必
要は必ずしもない。このようなフォトマスクの一例を本
発明の第3実施例として図3を参照して説明する。この
実施例は、コンタクトホール・パターンのような孤立的
なパターンを露光する場合に本発明を適用したものであ
る。
In this way, 1 /
By arranging the phase shift plates such as the two-wavelength plates 24A and 24B, mutual coherency of light passing through the aperture pattern can be changed. As a result, the design parameters of the photomask are increased, and it is possible to approach the realization of ideal image formation. As for the arrangement of the phase shift plate on the photomask, it is not always necessary to cover one opening pattern with one phase shift plate. An example of such a photomask will be described as a third embodiment of the present invention with reference to FIG. This embodiment is an application of the present invention when exposing an isolated pattern such as a contact hole pattern.

【0039】図3は本例のフォトマスクRの一部の拡大
図を示し、この図3において、ガラス基板の下面に被着
された遮光膜21Eの中に矩形の開口パターン25が形
成され、この開口パターン25内の中央の矩形の領域2
6と周辺の枠状の領域28とは、互いに位相が反転して
いる。つまり、中央の領域26又は周辺の領域28の一
方に位相シフターが配されている。更に、開口パターン
25内の中間の枠状の領域27には、1/2波長板が被
着されている。この場合、領域26及び領域28を通過
した光に対して、中間の領域27を通過した光がインコ
ヒーレント化される。
FIG. 3 shows an enlarged view of a part of the photomask R of this example. In FIG. 3, a rectangular opening pattern 25 is formed in the light shielding film 21E attached to the lower surface of the glass substrate. Central rectangular area 2 in this opening pattern 25
6 and the surrounding frame-shaped region 28 are out of phase with each other. That is, the phase shifter is arranged in one of the central region 26 and the peripheral region 28. Further, a half-wave plate is attached to the middle frame-shaped region 27 in the opening pattern 25. In this case, the light passing through the intermediate region 27 is made incoherent with respect to the light passing through the regions 26 and 28.

【0040】従来技術であるエッジ強調型位相シフトマ
スクは、図3において、中間の領域27が無い状態に対
応する訳であるが、エッジ強調型位相シフトマスクで
は、干渉効果が強すぎて、本来のパターンに対応する光
強度のピーク以外に、擬似ピークが発生しがちであっ
た。これに対して、図3に示す本実施例のフォトマスク
を使用した場合には、中間の領域27を設けることによ
り、中央の領域26及び周辺の領域28を通過した光の
それぞれに対して中間の領域27を通過した光をインコ
ヒーレントとして干渉効果を調整し、適正な光強度分布
を実現できる。
The edge-enhanced phase shift mask of the prior art corresponds to the state where there is no intermediate region 27 in FIG. In addition to the peak of the light intensity corresponding to the pattern, a pseudo peak was apt to occur. On the other hand, in the case of using the photomask of the present embodiment shown in FIG. 3, by providing the intermediate region 27, the intermediate region 27 is provided, and the intermediate region 27 and the peripheral region 28 are provided with an intermediate region. The light passing through the area 27 can be made incoherent to adjust the interference effect and realize an appropriate light intensity distribution.

【0041】次に、本発明の第4実施例のフォトマスク
につき図4を参照して説明する。図4は本例のフォトマ
スクRの要部を示し、この図4において、ガラス基板上
に被着された遮光膜中に所定の方向に周期的に2組の開
口パターン列29及び30が形成され、これら開口パタ
ーン列29及び30の間にその所定の方向に延びた1本
の開口パターン31が形成されている。本例では、その
中間の開口パターン31を覆うように1/2波長板32
を被着する。仮に、その1/2波長板32が無いものと
すると、その中間の開口パターン31の投影像は、隣接
する周期的な開口パターン列29及び30の投影像の影
響を受けて像の忠実度が劣化し、パターンの歪みが発生
する虞がある。これに対して本実施例のように1/2波
長板32を設けた場合には、開口パターン31を通過す
る光と隣接する開口パターン列29,30を通過する光
とが互いにインコヒーレント化されて、各開口パターン
がそれぞれ高い像の忠実度で投影される。
Next, a photomask according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a main part of the photomask R of this example. In FIG. 4, two sets of opening pattern rows 29 and 30 are periodically formed in a predetermined direction in a light-shielding film deposited on a glass substrate. A single opening pattern 31 extending in the predetermined direction is formed between the opening pattern rows 29 and 30. In this example, the half-wave plate 32 covers the intermediate opening pattern 31.
To wear. If the half-wave plate 32 is not provided, the projected image of the intermediate aperture pattern 31 is affected by the projected images of the adjacent periodic aperture pattern rows 29 and 30, and the image fidelity is improved. There is a risk of deterioration and pattern distortion. On the other hand, when the half-wave plate 32 is provided as in the present embodiment, the light passing through the aperture pattern 31 and the light passing through the adjacent aperture pattern rows 29 and 30 are made incoherent to each other. Thus, each aperture pattern is projected with high image fidelity.

【0042】なお、上述実施例においては、移相板とし
て1/2波長板を用いているが、本発明の主旨は、フォ
トマスク上に移相板を配することにより、フォトマスク
上の開口パターンを通過する光の間のコヒーレンシー
(可干渉度)を自由に制御し、コヒーレント、インコヒ
ーレント、位相反転のコヒーレント、更にはそれらの中
間的状態を任意に作ることである。この意味で、移相板
としては、1/4波長板や、主軸とそれに垂直な方向と
で種々の位相差を生成する任意の光学素子が使用できる
ことは明かである。
Although the half-wave plate is used as the phase shift plate in the above embodiment, the gist of the present invention is to arrange the phase shift plate on the photomask to open the aperture on the photomask. It is to freely control the coherency (coherency) between the light passing through the pattern and to arbitrarily create coherent, incoherent, phase-inverted coherent, and intermediate states thereof. In this sense, as the phase shift plate, it is apparent that a quarter wavelength plate or any optical element that produces various phase differences between the principal axis and the direction perpendicular to the principal axis can be used.

【0043】このように本発明は上述実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の露光方法によれば、フォトマス
ク上の所定の開口パターンの一部又は全部に移相板を配
しているため、開口パターンを通過する光の相互のコヒ
ーレンシー(可干渉度)を調整することができる。従っ
て、擬似ピークの発生を抑制して良好な結像状態で露光
を行うことができる利点がある。
According to the exposure method of the present invention, since the phase shift plate is arranged on a part or the whole of the predetermined opening pattern on the photomask, mutual coherency of light passing through the opening pattern (possible). The degree of interference) can be adjusted. Therefore, there is an advantage that it is possible to suppress the occurrence of the pseudo peak and perform the exposure in a favorable image formation state.

【0045】この様にフォトマスク上に移相板を設ける
ことにより、開口パターンを通過する光の間のコヒーレ
ンシーを自由に変えることができる。つまり、開口パタ
ーンを通過する光を相互にコヒーレント、インコヒーレ
ント、位相反転のコヒーレント、更にはそれらの中間的
状態の何れに設定するのかを、フォトマスクの状態によ
り自由に設定できる。これが、本発明の最も本質的な効
果である。
By thus providing the phase shift plate on the photomask, the coherency between the light passing through the aperture pattern can be freely changed. In other words, it is possible to freely set which of the coherent light, the incoherent light, the coherent light of phase inversion, and an intermediate state between them, which sets the light passing through the aperture pattern, depending on the state of the photomask. This is the most essential effect of the present invention.

【0046】また、本発明の第1及び第2のフォトマス
クによれば、所定の開口パターンの一部又は全部に移相
板を配することにより、フォトマスク設計上のパラメー
タとして開口パターン相互のコヒーレンシー(可干渉
度)を導入することができる。その結果として、第1の
フォトマスクのように複数の開口パターンの一部に移相
板を設けた場合には、開口パターンを通過する光の間で
例えばインコヒーレント化することにより、1枚のフォ
トマスクにて、2枚のフォトマスクにより2重露光した
場合と同等の露光を行うことができる。これは実質的に
パターン密度の低減を意味しており、換言すれば、解像
力の向上をもたらすものである。また、相互にインコヒ
ーレント化することは、パターン形状等により時として
観測される擬似ピークが、低減されることをも意味して
いる。
Further, according to the first and second photomasks of the present invention, by disposing the phase shift plate on a part or all of the predetermined opening pattern, the mutual opening patterns are set as parameters for designing the photomask. Coherency can be introduced. As a result, when the phase shift plate is provided in a part of the plurality of opening patterns as in the first photomask, the light passing through the opening patterns is incoherent, for example, so that one sheet of With the photomask, it is possible to perform the same exposure as in the case of performing double exposure with two photomasks. This substantially means a reduction in pattern density, in other words, an improvement in resolution. Further, making them mutually incoherent also means that pseudo peaks that are sometimes observed due to pattern shapes and the like are reduced.

【0047】また、第2のフォトマスクのように1個の
開口パターンの一部の領域に移相板を配した場合には、
エッジ強調型位相シフトマスクで見られる擬似ピークを
抑制した状態で、孤立的なパターンを高い解像度で露光
できる。また、隣接する2枚の移相板(1/2波長板
等)の主軸の方向を直交させることにより、位相シフタ
ーと同等の効果を持たせることができ、しかも、それら
移相板を付した部分を通過した光を他の部分を通過した
光に対してインコヒーレント化することが可能である。
When the phase shift plate is arranged in a partial area of one opening pattern like the second photomask,
It is possible to expose an isolated pattern with high resolution while suppressing the pseudo peaks that are seen in the edge enhancement type phase shift mask. Further, by making the directions of the principal axes of two adjacent phase shift plates (1/2 wavelength plate, etc.) orthogonal to each other, it is possible to obtain an effect equivalent to that of a phase shifter, and further, these phase shift plates are attached. It is possible to make light that has passed through one portion incoherent with respect to light that has passed through another portion.

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

【図1】(a)は本発明の第1実施例のフォトマスクの
要部を示す拡大断面図、(b)〜(e)はそれぞれ第1
実施例のフォトマスクによる振幅透過率分布の説明図で
ある。
FIG. 1A is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a photomask according to a first embodiment of the present invention, and FIGS.
It is explanatory drawing of the amplitude transmittance distribution by the photomask of an Example.

【図2】(a)は本発明の第2実施例のフォトマスクの
要部を示す拡大平面図、(b)は図2(a)の正面方向
からの拡大断面図、(c)〜(f)はそれぞれ第2実施
例のフォトマスクによる振幅透過率分布の説明図であ
る。
2A is an enlarged plan view showing a main part of a photomask according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2B is an enlarged sectional view from the front direction of FIG. 2A, and FIGS. 5F is an explanatory diagram of the amplitude transmittance distribution by the photomask of the second embodiment.

【図3】本発明の第3実施例のフォトマスクの要部を示
す拡大平面図である。
FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main part of a photomask according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例のフォトマスクの要部を示
す拡大平面図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main part of a photomask according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】(a)は従来の通常のフォトマスクの要部を示
す拡大断面図、(b)は従来の位相シフトマスクの要部
を示す拡大断面図、(c)は所謂偏光マスクの要部を示
す拡大平面図である。
5A is an enlarged sectional view showing an essential part of a conventional ordinary photomask, FIG. 5B is an enlarged sectional view showing an essential part of a conventional phase shift mask, and FIG. 5C is a so-called polarization mask essential part. It is an enlarged plan view showing a portion.

【図6】実施例のフォトマスクを用いて露光を行うため
の投影露光装置の一例を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of a projection exposure apparatus for performing exposure using the photomask of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R フォトマスク W ウエハ 20 ガラス基板 21A〜21E 遮光膜 22A 位相シフター 24,24A,24B 1/2波長板 R Photomask W Wafer 20 Glass substrate 21A to 21E Light-shielding film 22A Phase shifter 24, 24A, 24B 1/2 wavelength plate

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1個又は複数個の開口パターンが形成さ
れたフォトマスクを照明光で照明し、前記開口パターン
の像を投影光学系を介して感光性の基板上に投影露光す
る方法において、 前記フォトマスク上の各開口パターンの一部又は全部
に、主軸の方向の前記照明光の偏光成分と前記主軸に垂
直な軸に平行な前記照明光の偏光成分とに所定の位相差
を与える移相板を配し、前記各開口パターンを通過する
光の相互のコヒーレンシーを調整して前記各開口パター
ンの像を前記基板上に投影露光するようにしたことを特
徴とする露光方法。
1. A method of illuminating a photomask having one or a plurality of aperture patterns with illumination light and projecting an image of the aperture pattern onto a photosensitive substrate through a projection optical system, A part or all of each opening pattern on the photomask is provided with a predetermined phase difference between the polarization component of the illumination light in the direction of the principal axis and the polarization component of the illumination light parallel to the axis perpendicular to the principal axis. An exposure method comprising arranging a phase plate, adjusting the mutual coherency of light passing through the aperture patterns, and projecting and exposing the images of the aperture patterns on the substrate.
【請求項2】 所定の照明光に対して透明な基板上に被
着された遮光膜内に複数の開口パターンが形成されたフ
ォトマスクにおいて、 前記複数の開口パターンの一部の開口パターンを、主軸
の方向の前記照明光の偏光成分と前記主軸に垂直な軸に
平行な前記照明光の偏光成分とに所定の位相差を与える
移相板で覆ったことを特徴とするフォトマスク。
2. A photomask having a plurality of opening patterns formed in a light-shielding film deposited on a substrate transparent to predetermined illumination light, wherein a part of the opening patterns is A photomask covered with a phase shift plate that gives a predetermined phase difference to the polarization component of the illumination light in the direction of the principal axis and the polarization component of the illumination light parallel to the axis perpendicular to the principal axis.
【請求項3】 所定の照明光に対して透明な基板上に被
着された遮光膜内に1個又は複数個の開口パターンが形
成されたフォトマスクにおいて、 前記開口パターン内の少なくとも1個の開口パターンの
一部の領域に、主軸の方向の前記照明光の偏光成分と前
記主軸に垂直な軸に平行な前記照明光の偏光成分とに所
定の位相差を与える移相板を配したことを特徴とするフ
ォトマスク。
3. A photomask having one or a plurality of opening patterns formed in a light-shielding film deposited on a substrate transparent to predetermined illumination light, wherein at least one of the opening patterns is provided. In a part of the area of the opening pattern, a phase shift plate that gives a predetermined phase difference to the polarization component of the illumination light in the direction of the main axis and the polarization component of the illumination light parallel to the axis perpendicular to the main axis is arranged. A photomask characterized by.
【請求項4】 前記複数の開口パターンの内の隣接する
開口パターンがそれぞれ前記移相板で覆われている場合
に、前記隣接する移相板の主軸の方向を非平行にしたこ
とを特徴とする請求項2記載のフォトマスク。
4. When the adjacent opening patterns of the plurality of opening patterns are respectively covered with the phase shift plate, the directions of the main axes of the adjacent phase shift plates are made non-parallel. The photomask according to claim 2.
【請求項5】 前記移相板は、1/2波長板又は1/4
波長板であることを特徴とする請求項2又は4記載のフ
ォトマスク。
5. The phase shift plate is a half wave plate or a quarter wave plate.
The photomask according to claim 2, wherein the photomask is a wave plate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013167831A (en) * 2012-02-16 2013-08-29 V Technology Co Ltd Polarization exposure device and polarization exposure method

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