JPH1083958A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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Publication number
JPH1083958A
JPH1083958A JP9248173A JP24817397A JPH1083958A JP H1083958 A JPH1083958 A JP H1083958A JP 9248173 A JP9248173 A JP 9248173A JP 24817397 A JP24817397 A JP 24817397A JP H1083958 A JPH1083958 A JP H1083958A
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JP
Japan
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pattern
light
mask
forming
region
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Application number
JP9248173A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Okamoto
好彦 岡本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1083958A publication Critical patent/JPH1083958A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; 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
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to arrange a phase shift region with the relationship with various patterns being excellently maintained, by selecting the suitable resist processes respectively for the shapes of the pattern to be formed. SOLUTION: A metal film 263 is formed on the surface of a substrate 262. Photoresist is applied on the upper surface of the metal film 263. Then, an electron beam is radiated on the specified part of the resist by an electron-beam exposure method or the like based on the integrated circuit pattern data of a semiconductor integrated circuit device, and a specified pattern is transferred on the resist. Thereafter, a mask 209 having the specified pattern is manufactured after the processes of development, the etching of the specified part, the removal of the resist and the like. Then, by using the manufactured mask 209, the original image of the integrated circuit pattern on the mask 209 is projected on a wafer 215, on which the resist is applied. At the same timer with the wafer being moved stepwise, the image is transferred on the entire surface by repeating the projecting exposure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は露光技術に関し、例えば
半導体装置のフォトリソグラフィ工程に適用して有効な
技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure technique, and more particularly to a technique effective when applied to a photolithography process of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の高集積化が進み、回路
素子や配線の設計ルールがサブミクロン・オーダーにな
ると、g線、i線などの光を使用してマスク上の回路パ
ターンを半導体ウエハ上に転写するフォトリソグラフィ
工程では、ウエハ上に転写される回路パターンの精度の
低下が深刻な問題となってくる。例えば、図10(a)に
示すようなマスク20に形成された透過領域P1,P2
および遮光領域Nからなる回路パターンをウエハ上に転
写する場合、遮光領域Nを挟む一対の透過領域P1,P
2のそれぞれを透過した直後の光Lの位相は、同図
(b)に示すように同相であるため、ウエハ上の本来は
遮光領域となる箇所で二つの光が干渉して強め合い(同
図(c))、その結果同図(d)に示すように、ウエハ
上における投影像のコントラストが低下するとともに焦
点深度が浅くなり、パターン転写精度が大幅に低下して
しまうことになる。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor integrated circuits has increased and the design rules of circuit elements and wiring have reached the order of submicrons, circuit patterns on masks have been formed on semiconductor wafers using light such as g-line and i-line. In the photolithography process of transferring data onto the wafer, a serious problem is that the accuracy of the circuit pattern transferred onto the wafer is reduced. For example, the transmission regions P1 and P2 formed on the mask 20 as shown in FIG.
When the circuit pattern including the light shielding region N is transferred onto the wafer, a pair of transmission regions P1 and P
Since the phases of the light L immediately after passing through each of the two light beams are in phase as shown in FIG. 3B, the two light beams interfere with each other at a portion of the wafer which is originally a light-shielding region and strengthen each other (see FIG. (C), and as a result, as shown in FIG. (D), the contrast of the projected image on the wafer is reduced and the depth of focus is reduced, so that the pattern transfer accuracy is greatly reduced.

【0003】このような問題を改善する手段として、マ
スクを透過する光の位相を変えることによって投影像の
コントラストの低下を防止する位相シフト技術が提案さ
れている。例えば日本特公昭62−59296号公報に
は、遮光領域を挟む一対の透過領域の一方に透明膜を設
け、露光の際に二つの透過領域を透過した光の間に位相
差を生じさせることによって、その干渉光がウエハ上の
本来は遮光領域となる箇所で弱め合うようにする位相シ
フト技術が開示されている。すなわち、図11(a)に示
すようなマスク21に形成された回路パターンをウエハ
上に転写する際、遮光領域Nを挟む一対の透過領域P
1,P2のいずれか一方に所定の屈折率を有する透明膜
22を設ける。そして、この透明膜52の膜厚を適当に
調整することにより、透過領域P1,P2のそれぞれを
透過した直後の光は、同図(b)に示すように180度
の位相差が生じるため、ウエハ上の遮光領域Nではこれ
らの光が干渉して弱め合う(同図(c))。その結果同
図(d)に示すように、ウエハ上における投影像のコン
トラストが改善され、解像度および焦点深度が向上し、
マスク21に形成された回路パターンの転写精度が良好
となる。
As means for solving such a problem, there has been proposed a phase shift technique for preventing a decrease in contrast of a projected image by changing a phase of light transmitted through a mask. For example, Japanese Patent Publication No. 62-59296 discloses that a transparent film is provided on one of a pair of transmission regions sandwiching a light-shielding region, and a phase difference is generated between light transmitted through the two transmission regions during exposure. There is disclosed a phase shift technique in which the interference light is weakened at a place on the wafer which is originally a light shielding area. That is, when a circuit pattern formed on the mask 21 as shown in FIG. 11A is transferred onto a wafer, a pair of transmissive regions P sandwiching the light shielding region N are provided.
A transparent film 22 having a predetermined refractive index is provided on one of P1 and P2. By properly adjusting the thickness of the transparent film 52, the light immediately after passing through each of the transmission regions P1 and P2 has a phase difference of 180 degrees as shown in FIG. In the light shielding region N on the wafer, these lights interfere with each other and are weakened (FIG. 3C). As a result, as shown in FIG. 2D, the contrast of the projected image on the wafer is improved, the resolution and the depth of focus are improved,
The transfer accuracy of the circuit pattern formed on the mask 21 is improved.

【0004】また、日本特開昭62−67514号公報
には、マスクの遮光領域の一部を除去して微細な開口パ
ターンを形成した後、この開口パターンまたはその近傍
に存在する透過領域のいずれか一方に透明膜を設け、透
過領域を透過した光と開口パターンを透過した光との間
に位相差を生じさせることによって、透過領域を透過し
た光の振幅分布が横方向に広がるのを防止する位相シフ
ト技術が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-67514 discloses that a fine opening pattern is formed by removing a part of a light-shielding region of a mask, and then any of a transparent region existing in the vicinity of the opening pattern is formed. By providing a transparent film on one side and generating a phase difference between the light transmitted through the transmission area and the light transmitted through the aperture pattern, the amplitude distribution of the light transmitted through the transmission area is prevented from spreading in the horizontal direction. Is disclosed.

【0005】このような一つのマスク上に通常のパター
ン(主パターン)とそれと反転した位相を与えるシフタ
・パターン(随伴パターン、相補パターン)を設けた位
相シフト法を本願明細書では、「オン・マスク位相シフ
ト法」と、特に位相シフト量が(2n+1)π;(ここ
で、nは整数)のとき「オン・マスク位相反転シフト
法」ということにする。
In the specification of the present application, a phase shift method in which a normal pattern (main pattern) and a shifter pattern (accompanying pattern, complementary pattern) for providing a phase inverted to the normal pattern are provided on one mask. The “mask phase shift method” is referred to as “on-mask phase inversion shift method” particularly when the amount of phase shift is (2n + 1) π; (where n is an integer).

【0006】更に、日本特開昭60−109228号に
は、投影露光のスループットを向上させるために2つの
マスクを同時に照射し、それによって1つのウエハの別
々のチップに対応する部分を同時に露光する方法が開示
されている。なお、日本特開昭60−107835号に
は、1つの露光光を2つに分割し、それにより同一パタ
ーンを有する2つのマスクの同一部分を照明し、それら
を合成してウエハを露光することによりマスクの欠陥が
片方にあっても問題なく露光する技術が示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-109228 discloses that two masks are simultaneously irradiated to improve the throughput of projection exposure, thereby simultaneously exposing portions corresponding to different chips of one wafer. A method is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-107835 discloses that one exposure light is divided into two parts, thereby illuminating the same part of two masks having the same pattern, combining them, and exposing the wafer. Discloses a technique for performing exposure without any problem even if a mask defect is present on one side.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、マスクの透過
領域の一部に位相シフト領域を設け、そこを通過する光
とその近傍の透過領域を通過する光との間に位相差を生
じさせる上記従来の位相シフト技術は、実際のマスクに
複数の様々な集積回路パターンが複雑に配置されている
ため、位相シフト領域を配置する場所の選定が極めて困
難となり、パターン設計に著しい制約が生じる。
However, a phase shift region is provided in a part of the transmission region of the mask, and a phase difference is generated between light passing therethrough and light passing through a transmission region in the vicinity thereof. In the conventional phase shift technique, since a plurality of various integrated circuit patterns are complicatedly arranged on an actual mask, it is extremely difficult to select a place where the phase shift region is arranged, and thus there is a remarkable restriction on the pattern design.

【0008】本発明者は、上記位相シフト技術を用いた
集積回路の製造工程において、形成しようとする集積回
路パターンの形状とレジストプロセスとの関係を考慮
し、形成するパターンの形状によって、マスクパターン
を露光するレジストのポジ型、ネガ型を選択して使い分
け、一つの半導体装置の製造方法に置いてポジ型レジス
トとネガ型レジストを混用することで、マスクに形成さ
れた複数の様々なパターンとの関係を良好に保ちつつ、
上記位相シフト領域を配置することが可能になることに
気がついた。
The inventor of the present invention considers the relationship between the shape of an integrated circuit pattern to be formed and a resist process in the process of manufacturing an integrated circuit using the phase shift technique, and determines the mask pattern by the shape of the pattern to be formed. The positive and negative types of resist to be exposed are selected and used properly, and by mixing a positive type resist and a negative type resist in one semiconductor device manufacturing method, a plurality of various patterns formed on a mask can be formed. While maintaining a good relationship,
It has been noticed that it is possible to arrange the phase shift regions.

【0009】本発明の一つの目的は、上記した問題点を
解消した位相シフト技術を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a phase shift technique which solves the above-mentioned problems.

【0010】本発明の一つの目的は、紫外及び遠紫外光
による微細パターンの露光限界を更に微細域まで延長で
きる投影露光技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a projection exposure technique capable of extending the exposure limit of a fine pattern by ultraviolet and far ultraviolet light to a further fine range.

【0011】本発明の一つの目的は、位相シフト法を用
いた半導体装置の製造に有用なマスク・パターン・レイ
アウト技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a mask pattern layout technique useful for manufacturing a semiconductor device using a phase shift method.

【0012】本発明の一つの目的は、周期的微細パター
ンの露光に有効な投影露光技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a projection exposure technique effective for exposing a periodic fine pattern.

【0013】本発明の目的の一つは、開口パターンの露
光に有効な投影露光技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a projection exposure technique effective for exposing an opening pattern.

【0014】尚、特開平1ー283925には、ドット
状の透光部を有する位相シフトマスクを用いてポジ型レ
ジスト層に開口部を形成する技術と、同じマスクを用い
てネガレジスト層にドットパターンを形成する技術が記
載されているが、所望のパターン形状とレジストプロセ
スの関係については考慮されておらず、形成する集積回
路パターンの形状によってポジ型、ネガ型のレジストを
選択して使い分ける点、ひとつの半導体装置の製造工程
において、ポジ型レジストとネガ型レジストを混用して
使い分ける点については、記載されていない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-283925 discloses a technique in which an opening is formed in a positive resist layer using a phase shift mask having a dot-shaped light transmitting portion, and a technique in which dots are formed in a negative resist layer using the same mask. Although a technique for forming a pattern is described, the relationship between a desired pattern shape and a resist process is not taken into consideration, and a positive type or a negative type resist is selectively used depending on the shape of an integrated circuit pattern to be formed. However, it does not disclose that a positive resist and a negative resist are mixed and used in one semiconductor device manufacturing process.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0016】本願の一発明は、半導体基板上に設けられ
たレジスト層に露光する所望のパターンが、第一の領域
と前記第一の領域に囲まれた第二の領域のうち、現像に
より、第一の領域を残し第二の領域を除去するパターン
(開口パターン)であるときは、ポジ型のレジストを選
択し、第一の領域を除去し第二の領域を残すパターン
(孤立パターン)であるときは、ネガ型のレジストを選
択し、一つの半導体集積回路装置の製造方法において、
ポジ型レジストとネガ型レジストを使い分け、混用する
半導体装置の製造方法である。
According to one aspect of the present invention, a desired pattern for exposing a resist layer provided on a semiconductor substrate is formed by developing a first region and a second region surrounded by the first region. In the case of a pattern (opening pattern) in which the first region is left and the second region is removed, a positive resist is selected, and a pattern (isolated pattern) in which the first region is removed and the second region is left. In some cases, a negative resist is selected, and in a method of manufacturing one semiconductor integrated circuit device,
This is a method of manufacturing a semiconductor device in which a positive resist and a negative resist are used separately and mixed.

【0017】[0017]

【作用】上記した手段によれば、一つの半導体装置の製
造工程において、形成するパターンの形状によって、そ
れぞれ適したレジストプロセスを選択できるため、位相
シフト技術を用いたマスクを用いる場合でも、マスクの
製作が容易になり、微細なパターンを有する半導体装置
を精度よく製造することができる。
According to the above-mentioned means, in a manufacturing process of one semiconductor device, an appropriate resist process can be selected depending on a shape of a pattern to be formed. Manufacturing is facilitated, and a semiconductor device having a fine pattern can be manufactured accurately.

【0018】[0018]

【実施例】以下の本発明の実施例の説明は便宜上、複数
の項にわけて行うが、各実施例は別々のものではなく、
単一の発明に関する工程の一部又は変形例等にあたる。
従って、特に必要である場合をのぞき重複部分の説明は
行わない。更に、以下の実施例で使用する参照番号に関
して、下2桁が同一の番号であるものは、特にことわら
ないかぎり、同一又は類似の構造又は機能を果すものと
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following description of the embodiments of the present invention will be made into a plurality of sections for convenience, but each embodiment is not separate.
It corresponds to a part of a process related to a single invention or a modified example.
Therefore, description of the overlapping part will not be given unless it is particularly necessary. Further, with respect to reference numbers used in the following embodiments, those having the same last two digits shall have the same or similar structure or function unless otherwise specified.

【0019】(1)実施例・1 図1は、本発明の実施例・1のIである露光装置の位相
シフト機構1を示している。
(1) Embodiment 1 FIG. 1 shows a phase shift mechanism 1 of an exposure apparatus which is I according to Embodiment 1 of the present invention.

【0020】位相シフト機構1は、露光装置の光源2と
被照射試料3との間に設けられたビームエクスパンダ
4、ミラー5,6,9、ハーフミラー7,8、コーナー
ミラー10、このコーナーミラー10を微小駆動する光
路長可変機構11、一対のレンズ12a,12b、縮小
レンズ13等からなる光学系により構成される。この光
学系のアライメント系には、前記被照射試料3に転写さ
れるパターンの原画が形成されたマスク14が位置決め
される。マスク14は、例えば半導体集積回路装置の製
造工程で使用するマスク(レチクル)であり、被照射試
料3は、例えばシリコン単結晶からなる半導体ウエハで
ある。
The phase shift mechanism 1 includes a beam expander 4, mirrors 5, 6, 9, half mirrors 7, 8, a corner mirror 10, and a corner mirror 10 provided between the light source 2 of the exposure apparatus and the sample 3 to be irradiated. The optical system comprises an optical path length varying mechanism 11 for minutely driving the mirror 10, a pair of lenses 12a and 12b, a reduction lens 13, and the like. A mask 14 on which an original image of a pattern to be transferred to the irradiation sample 3 is formed is positioned in the alignment system of the optical system. The mask 14 is, for example, a mask (reticle) used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, and the irradiated sample 3 is, for example, a semiconductor wafer made of silicon single crystal.

【0021】光源2から発生したi線(波長365n
m)などの光Lは、ビームエクスパンダ4によって拡大
され、次いでミラー5を介してマスク14の主面と垂直
な方向に屈折された後、光路の途中に設けたハーフミラ
ー7を介して直進する光L1とこれと直交する方向に進
む光L2とに二分割される。光L2はミラー9およびコー
ナーミラー10を介して屈折され、光L1とは異なる経
路を通ってマスク14の別の箇所に照射される。マスク
14の異なる箇所を透過した二つの光L1,L2は、レン
ズ12a,12bを通過した後、ミラー6およびハーフ
ミラー8を介して一つの光L に合成された後、縮小レ
ンズ13により縮小され、XYテーブル15上に位置決
めされた被照射試料3上に照射される。
The i-line (wavelength 365n) generated from the light source 2
The light L such as m) is expanded by the beam expander 4 and then refracted in the direction perpendicular to the main surface of the mask 14 via the mirror 5 and then goes straight through the half mirror 7 provided in the optical path. It is divided into two light L 1 and the light L 2 traveling in the direction perpendicular thereto to. Light L 2 is refracted through the mirror 9 and the corner mirror 10, it is irradiated to another point of the mask 14 through the path different from the optical L 1. The two lights L 1 and L 2 transmitted through different portions of the mask 14 pass through the lenses 12 a and 12 b, are combined into one light L 1 via the mirror 6 and the half mirror 8, and then are reduced by the reduction lens 13. It is reduced and irradiated onto the irradiated sample 3 positioned on the XY table 15.

【0022】上記位相シフト機構1においては、ハーフ
ミラー7を通過してからマスク14に至るまでの二つの
光L1,L2の光路長が異なるため、マスク14の主面か
らコーナーミラー10までの高さ(光L2の光路長)を
変えることによって、マスク14を通過した直後の二つ
の光L1,L2の間に所望の位相差を生じさせることがで
きる。例えばマスク14を通過した直後の二つの光
1,L2の位相が互いに同相となるときのコーナーミラ
ー10の位置を原点とし、この原点から下記の式
In the phase shift mechanism 1, since the two optical beams L 1 and L 2 from the half mirror 7 to the mask 14 have different optical path lengths, the phase shift mechanism 1 extends from the main surface of the mask 14 to the corner mirror 10. by varying the height (the length of the optical path of light L 2), it is possible to produce a desired phase difference between the two immediately after passing through the mask 14 of the light L 1, L 2. For example, the position of the corner mirror 10 when the phases of the two lights L 1 and L 2 immediately after passing through the mask 14 are the same as each other is defined as an origin, and the following equation

【0023】[0023]

【数1】d=(2m+1)λ/4 …(1) (λ:光の波長、m:整数)で定義される距離(d)だけ
コーナーミラー10を垂直方向に移動することにより、
マスク14を通過した直後の二つの光L1,L2の位相を
互いに逆相(位相差180度)にすることができる。上
記コーナーミラー10の垂直移動は、例えば圧電制御素
子等を用いた光路長可変機構11を用いて行う。
D = (2m + 1) λ / 4 (1) By moving the corner mirror 10 in the vertical direction by the distance (d) defined by (λ: wavelength of light, m: integer),
The phases of the two lights L 1 and L 2 immediately after passing through the mask 14 can be opposite to each other (a phase difference of 180 degrees). The vertical movement of the corner mirror 10 is performed by using, for example, an optical path length variable mechanism 11 using a piezoelectric control element or the like.

【0024】図2は、上記マスク14の断面の拡大図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged view of a cross section of the mask 14.

【0025】このマスク14は、例えば屈折率が1.4
7程度の透明な合成石英ガラス等からなり、その主面に
は500〜3000Å程度の膜厚を有するCr等の金属
層16が形成されている。露光に際して金属層16は光
が透過しない遮光領域Aとなり、その他の領域は光が透
過する透過領域Bとなる。集積回路パターンは、上記遮
光領域Aと透過領域Bとによって構成され、例えば実寸
の5倍の寸法を有している。
The mask 14 has, for example, a refractive index of 1.4.
It is made of about 7 transparent synthetic quartz glass or the like, and a metal layer 16 of Cr or the like having a thickness of about 500 to 3000 ° is formed on its main surface. At the time of exposure, the metal layer 16 becomes a light-shielding area A through which light does not pass, and the other area becomes a transmission area B through which light passes. The integrated circuit pattern is constituted by the light shielding area A and the transmission area B, and has, for example, a size five times the actual size.

【0026】図3(a),(b)は、上記マスク14に
形成された修正回路パターンの一例である。同図(a)
に示す回路パターンP1は、斜線で示す遮光領域Aとこ
の遮光領域Aによって周囲を囲まれた、例えばL字状の
透過領域Bとからなる。一方、同図(b)に示す回路パ
ターンP2の透過領域Bは、回路パターンP1の透過領域
Bと同一形状を有し、かつその寸法が拡大された透過領
域Bの内部に、回路パターンP1の透過領域Bと同一形
状、同一寸法の遮光領域Aを配置したパターンとなって
いる。すなわち、回路パターンP2の透過領域Bは、実
質的に回路パターンP1の透過領域Bの周辺部のパター
ンと一致している。この二つの回路パターンP1,P
2は、図3(c)に示すような回路パターンP(斜線
部)を高い精度でウエハに転写するための一対のパター
ンであり、両者はマスク14の所定の箇所に所定の間隔
で配置されている。
FIGS. 3A and 3B show an example of a corrected circuit pattern formed on the mask 14. FIG. FIG.
The circuit pattern P1 shown in FIG. 1 includes a shaded area A indicated by oblique lines and an L-shaped transmission area B surrounded by the shaded area A, for example. On the other hand, the transmission region B of the circuit pattern P 2 shown in (b) has a transmissive region B and the same shape of the circuit pattern P 1, and the interior of the transmission region B in which the size is enlarged, the circuit pattern transmission region B and the same shape of P 1, has a pattern of arranging the light-shielding region a of the same size. That is, the transmission region B of the circuit pattern P 2 is consistent with substantially the periphery of the transmissive area B of the circuit pattern P 1 pattern. These two circuit patterns P 1 , P
Reference numeral 2 denotes a pair of patterns for transferring a circuit pattern P (hatched portion) as shown in FIG. 3C onto the wafer with high accuracy, and both are arranged at predetermined positions of the mask 14 at predetermined intervals. ing.

【0027】次に、上記マスク14の作成方法を簡単に
説明する。
Next, a method of forming the mask 14 will be briefly described.

【0028】まず、合成石英ガラス板の表面を研磨、洗
浄した後、その主面上の前面に、例えば膜厚500〜3
000Å程度のCr膜をスパッタリング法により堆積
し、続いてこのCr膜上の全面にホトレジストを塗布す
る。次に、磁気テープ等に予めコード化された集積回路
パターンデータに基づいて、電子線露光法によりホトレ
ジスト上に集積回路パターンを描画した後、ホトレジス
トの露光部分を現像により除去し、露出したCr膜をウ
ェットエッチングにより除去して集積回路パターンを作
成する。前記一対の回路パターンP1,P2のパターンデ
ータは、その一方の回路パターンの遮光領域Aまたは透
過領域Bのデータを拡大または縮小したり、一方の回路
パターンの反転データともう一方の回路パターンのデー
タとの論理積をとったりすることによって自動的に作成
することができる。例えば回路パターンP2のパターン
データは、回路パターンP1の透過領域Bのパターンを
拡大したデータと、回路パターンP1の透過領域Bの反
転データとの論理積をとることによって自動的に作成す
ることができる。
First, the surface of a synthetic quartz glass plate is polished and washed, and then, for example, a film having a thickness of 500 to 3
A Cr film of about 2,000 ° is deposited by a sputtering method, and then a photoresist is applied on the entire surface of the Cr film. Next, based on the integrated circuit pattern data coded in advance on a magnetic tape or the like, an integrated circuit pattern is drawn on the photoresist by an electron beam exposure method, and then the exposed portions of the photoresist are removed by development, and the exposed Cr film is exposed. Is removed by wet etching to form an integrated circuit pattern. The pattern data of the pair of circuit patterns P 1 and P 2 may be obtained by enlarging or reducing the data of the light shielding area A or the transmission area B of one of the circuit patterns, or by inverting the data of one of the circuit patterns and the other of the circuit patterns. And can be automatically created by taking a logical product with the data of Pattern data of, for example, the circuit pattern P 2 is automatically created by taking the data obtained by enlarging the pattern of the through region B of the circuit pattern P 1, the logical product of the inverted data of the transmission region B of the circuit pattern P 1 be able to.

【0029】上記マスク14に作成された集積回路パタ
ーンをウエハ3上に転写するには、まず表面にホトレジ
ストを塗布したウエハ3を前記図1に示す露光装置のX
Yテーブル15上に位置決めし、マスク14をそのアラ
イメント系に位置決めする。マスク14は、ハーフミラ
ー7によって分割された一方の光L1が前記一対の回路
パターンP1,P2のうちの一方の回路パターンP1上に
照射されるときに、もう一方の光L2がもう一方の回路
パターンP2上に正確に照射されるように行う。次に、
コーナーミラー10を垂直移動させ、マスク14を通過
した直後の二つの光L1,L2の位相が互いに逆相となる
ように位相差の調整を行う。マスク14の位置決めおよ
び二つの光L1,L2の位相差の調整を正確に行うには、
例えばマスク14に形成された図5(a),(b)に示
すような一対の位置合わせマークM 1,M2を利用する。
マークM1,M2のそれぞれは、斜線で示す遮光領域Aと
この遮光領域Aによって周囲を囲まれた、例えば正方形
の透過領域Bとからなるパターンによって構成され、そ
れらの寸法および形状は全く同一である。マスク14の
位置決めと光L1,L2の位相差の調整とが正確になされ
ている場合は、マークM1を透過した光L1とマークM2
を透過した光L2とは、互いに干渉し合って完全に消失
するので、ウエハ3上にはマークM1,M2の投影像Mが
形成されることはない。すなわち、ウエハ3上で投影像
Mの有無を識別することによって、マスク14の位置決
めと光L1,L2の位相差の調整とが正確になされている
か否かを容易に判定することができる。
The integrated circuit pattern formed on the mask 14
In order to transfer the pattern onto the wafer 3,
The wafer 3 coated with the strike is exposed to the X of the exposure apparatus shown in FIG.
The mask 14 is positioned on the Y table 15 and the mask 14 is aligned.
Positioning to the injection system. Mask 14 is a half mirror
One light L divided by -71Is the pair of circuits
Pattern P1, PTwoOne of the circuit patterns P1above
When irradiated, the other light LTwoIs the other circuit
Pattern PTwoIt is performed so that it is accurately irradiated on the top. next,
Move the corner mirror 10 vertically and pass through the mask 14
Two lights L immediately after1, LTwoAre out of phase with each other
Adjustment of the phase difference as described above. Positioning and mask 14
Two lights L1, LTwoTo accurately adjust the phase difference of
For example, as shown in FIGS.
Such a pair of alignment marks M 1, MTwoUse
Mark M1, MTwoAre shaded areas A indicated by oblique lines.
For example, a square surrounded by the light shielding area A
And a transparent region B of
Their dimensions and shape are exactly the same. Mask 14
Positioning and light L1, LTwoAdjustment of the phase difference
Mark M1Light L transmitted through1And mark MTwo
Light L transmitted throughTwoMeans that they interfere with each other and disappear completely
The mark M on the wafer 31, MTwoIs the projected image M of
It is not formed. That is, the projected image on the wafer 3
By determining the presence or absence of M, the position of the mask 14 can be determined.
M and light L1, LTwoAdjustment of the phase difference of
Can be easily determined.

【0030】このようにしてマスク14の位置決めと光
1,L2の位相差の調整とを行った後、マスク14に形
成された集積回路パターンの原画を、例えば光学的に1
/5に縮小してウエハ3上に投影し、ウエハ3を順次ス
テップ状に移動させながら上記操作を繰り返す。
After the positioning of the mask 14 and the adjustment of the phase difference between the lights L 1 and L 2 are performed in this manner, the original image of the integrated circuit pattern formed on the mask 14 is optically
/ 5 is projected onto the wafer 3 and the above operation is repeated while the wafer 3 is sequentially moved stepwise.

【0031】図4(a)は、前記回路パターンP1が形
成された領域におけるマスク14の断面図、図4(b)
は、前記回路パターンP2が形成された領域におけるマ
スク14の断面図である。
[0031] FIG. 4 (a) is a cross-sectional view of the mask 14 in the circuit pattern P 1 is formed region, and FIG. 4 (b)
Is a cross-sectional view of the mask 14 in the circuit pattern P 2 is formed regions.

【0032】回路パターンP1の透過領域Bを透過した
直後の光L1と回路パターンP2の透過領域Bを透過した
直後の光L2とは、図4(a),(b)に示すように、互
いの位相が逆相となる。また、回路パターンP2の透過
領域Bは、回路パターンP1の透過領域Bの周辺部のパ
ターンと一致しているため、二つの光L1,L2の合成光
Lの振幅は同図(c)のようになる。従って、この合成
光Lがウエハ3上に照射されると、同図(d)に示すよ
うに、元の光L1,L2の境界部で干渉して弱め合う。そ
の結果、同図(e)に示すように、ウエハ3上に投影さ
れる像のコントラストが大幅に改善され、解像度および
焦点深度が大幅に向上する。
[0032] The circuit pattern light L 2 immediately after the transmission region B has passed through the transmission region B immediately after transmitting light L 1 and the circuit pattern P 2 of P 1, shown in FIG. 4 (a), (b) Thus, the phases are opposite to each other. Further, the transmission region B of the circuit pattern P 2 is because it matches the pattern of the peripheral portion of the transmission region B of the circuit pattern P 1, the amplitude of the combined beam L of the two light L 1, L 2 the figure ( It becomes like c). Therefore, when the combined light L is irradiated onto the wafer 3, as shown in FIG. 3D, the combined light L interferes and weakens at the boundary between the original lights L 1 and L 2 . As a result, as shown in FIG. 3E, the contrast of the image projected on the wafer 3 is greatly improved, and the resolution and the depth of focus are greatly improved.

【0033】このように本実施例1の露光装置は、光源
2から発生する光Lを二つの光L1,L2に分割し、この二
つの光L1,L2がマスク14に達するまでの光路長を変
えることによって、マスク14を通過した直後の二つの
光L1,L2の位相を互いに逆相とし、その後二つの光L
1,L2を合成してウエハ3上に照射する。また、本実施
例1のマスク14は、一方の回路パターンP2の透過領
域Bが、もう一方の回路パターンP1の透過領域Bの周
辺部のパターンと一致するような一対の回路パターンP
1,P2を有している。従って、上記露光装置を用いて上
記マスク14上に形成された集積回路パターンをウエハ
3上に転写することにより、回路パターンP1の透過領
域Bを透過した光L1と回路パターンP2の透過領域Bを
透過した光L2とを合成して得られた光Lは、元の光
1,L2の境界部で干渉して弱め合うため、ウエハ3上
に投影される像のコントラストが大幅に改善され、回路
パターンPを高い精度でウエハに転写することができ
る。
[0033] Until this manner the exposure apparatus of the first embodiment, the light L generated from the light source 2 is divided two to the light L 1, L 2, of the two light L 1, L 2 reaches the mask 14 Of the two lights L 1 and L 2 immediately after passing through the mask 14, the phases of the two lights L 1 and L 2 are made opposite to each other.
1 and L 2 are synthesized and irradiated onto the wafer 3. The mask 14 of the first embodiment, the transmission region B of one of the circuit pattern P 2 is a pair that match the pattern of the peripheral portion of the other circuit pattern P 1 in the transmission region B circuit pattern P
1 and P 2 . Therefore, by transferring the integrated circuit pattern formed on the mask 14 onto the wafer 3 using the exposure apparatus, the light L 1 transmitted through the transmission region B of the circuit pattern P 1 and the transmission of the circuit pattern P 2 are transmitted. The light L obtained by synthesizing the light L 2 transmitted through the region B interferes with each other at the boundary between the original lights L 1 and L 2 and is weakened, so that the contrast of the image projected on the wafer 3 is reduced. This is greatly improved, and the circuit pattern P can be transferred onto the wafer with high accuracy.

【0034】従って、本実施例1の1の露光方法におい
ては、下記のような効果を得ることができる。
Therefore, the following effects can be obtained in the first exposure method of the first embodiment.

【0035】(1)従来の位相シフト技術のように、マ
スク上に透明膜等の位相シフト手段を設ける必要がない
ので、パターン設計に制約が生じることはない。本実施
例1のIでは、一つの回路パターンをウエハ上に転写す
る際、マスク上に一対の回路パターンを形成する必要が
あるが、この一対の回路パターンはその一方の回路パタ
ーンの遮光領域または透過領域のデータを拡大または縮
小したり、一方の回路パターンの反転データともう一方
の回路パターンのデータとの論理積をとったりすること
によって自動的に作成することができる。
(1) Unlike the conventional phase shift technique, there is no need to provide a phase shift means such as a transparent film on the mask, so that there is no restriction on the pattern design. In I of the first embodiment, when transferring one circuit pattern onto a wafer, it is necessary to form a pair of circuit patterns on a mask. It can be automatically created by enlarging or reducing the data in the transmission area or by taking the logical product of the inverted data of one circuit pattern and the data of the other circuit pattern.

【0036】(2)従来の位相シフト技術では不可欠で
あった透明膜の欠陥の有無を検査する工程が不要であ
る。本実施例1のIでは、一対の回路パターンの欠陥検
査は、元のパターンデータと比較する等によって、通常
のマスクと同様に実施することができる。また、寸法検
査についても、レーザ測長等によって通常のマスクと同
様に実施することができる。従って、マスク検査工程が
煩雑になることはない。
(2) The step of inspecting the transparent film for defects, which is indispensable in the conventional phase shift technique, is not required. In I of the first embodiment, the defect inspection of a pair of circuit patterns can be performed in the same manner as a normal mask by comparing with the original pattern data. Also, the dimension inspection can be performed by laser measurement or the like in the same manner as a normal mask. Therefore, the mask inspection process does not become complicated.

【0037】(3)マスク上に透明膜等の位相シフト手
段を設けないので、通常のマスクと同様の方法で洗浄す
ることができる。従って、通常のマスクと同程度に異物
のないマスクを作成することができる。
(3) Since no phase shift means such as a transparent film is provided on the mask, cleaning can be performed in the same manner as in a normal mask. Therefore, it is possible to create a mask free of foreign matter as much as a normal mask.

【0038】(4)上記(1)〜(3)により、マスク
の製造に多大な時間と労力を要することなく、回路パタ
ーンの転写精度を向上させることができる。
(4) According to the above (1) to (3), it is possible to improve the transfer accuracy of the circuit pattern without requiring much time and labor for manufacturing the mask.

【0039】図6(a),(b)は、前記実施例1のI
のマスクに形成された一対の回路パターンの他の例(実
施例・1のII)である。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show I of the first embodiment.
11 is another example (II of the first embodiment) of a pair of circuit patterns formed on the mask of FIG.

【0040】同図(a)に示す回路パターンP1および
同図(b)に示す回路パターンP2のそれぞれは、斜線
で示す遮光領域Aとこの遮光領域Aのよって周囲を囲ま
れた、例えば長方形の透過領域Bとからなる。一対の回
路パターンP1,P2は、同図(c)に示すような回路パ
ターンP(斜線部)を高い精度でウエハに転写するため
の一対のパターンであり、両者はマスク14の所定の箇
所に所定の間隔で配置されている。回路パターンPは、
寸法および形状が互いに等しい四つのパターンPA
B,PC,PDからなる。回路パターンP1の透過領域B
AはパターンPAに対応し、回路パターンP1の透過領域
CはパターンPCに対応している。また、回路パターン
2の透過領域BBはパターンPBに、回路パターンP2
透過領域BDは、パターンPDにそれぞれ対応している。
すなわち、回路パターンPは、一対の回路パターン
1,P2のそれぞれの透過領域Bを交互に配置したパタ
ーンとなっている。
Each of the circuit pattern P 1 shown in FIG. 7A and the circuit pattern P 2 shown in FIG. 7B is surrounded by a shaded area A indicated by oblique lines and surrounded by the shaded area A, for example. And a rectangular transmission area B. A pair of circuit patterns P 1 and P 2 are a pair of patterns for transferring a circuit pattern P (hatched portion) as shown in FIG. The parts are arranged at predetermined intervals. The circuit pattern P is
Four patterns P A , having the same size and shape,
It consists of P B , P C , and P D. Transmission region B of the circuit pattern P 1
A corresponds to the pattern P A, transmission region B C of the circuit pattern P 1 corresponds to the pattern P C. Further, the transmission region B B of the circuit pattern P 2 in the pattern P B, the transmission region B D of the circuit pattern P 2 respectively correspond to the pattern P D.
That is, the circuit pattern P is a pattern in which the transmission areas B of the pair of circuit patterns P 1 and P 2 are alternately arranged.

【0041】図7(a)は、前記回路パターンP1が形
成された領域におけるマスク14の一部断面図、図7
(b)は、前記回路パターンP2が形成された領域にお
けるマスク14の一部断面図である。
FIG. 7A is a partial sectional view of the mask 14 in a region where the circuit pattern P 1 is formed.
(B) is a partial sectional view of the mask 14 in the circuit pattern P 2 is formed regions.

【0042】回路パターンP1の透過領域Bを透過した
直後の光L1と回路パターンP2の透過領域Bを透過した
直後の光L2とは、図7(a),(b)に示すように、
互いの位相が逆相となる。また、二つの光L1,L2の合
成光Lは、同図(c)に示すように元の光L1,L2の境
界部が互いに接近する。従って、この合成光L’がウエ
ハ3上に照射されると、同図(d)に示すように、元の
光L1,L2の境界部で干渉して弱め合う。その結果、同
図(e)に示すように、ウエハ3上に投影される像のコ
ントラストが大幅に改善され、解像度および焦点深度が
大幅に向上する。
[0042] The circuit pattern light L 2 immediately after the transmission region B has passed through the transmission region B immediately after transmitting light L 1 and the circuit pattern P 2 of P 1, shown in FIG. 7 (a), (b) like,
The phases are opposite to each other. Further, the combined light L of the two light L 1, L 2, the boundary portions of the original light L 1, L 2 as shown in FIG. 1 (c) to approach each other. Therefore, this combined light L 'is irradiated on the wafer 3, as shown in FIG. 2 (d), weakened by interfering with the original light L 1, L 2 of the boundary portion. As a result, as shown in FIG. 3E, the contrast of the image projected on the wafer 3 is greatly improved, and the resolution and the depth of focus are greatly improved.

【0043】図8(a),(b)は、前記実施例1のI
のマスクに形成された一対の回路パターンのさらに他の
例(実施例・1のIII)である。
FIGS. 8 (a) and 8 (b) show I of the first embodiment.
11 is still another example (III of Embodiment 1) of a pair of circuit patterns formed on the mask of FIG.

【0044】同図(a)に示す回路パターンP1は、斜
線で示す遮光領域Aとこの遮光領域Aによって周囲を囲
まれた、例えば正方形の透過領域Bとからなる。一方、
同図(b)に示す回路パターンP2の透過領域Bは、回
路パターンP1の透過領域Bの各辺の外側に配置されて
いる。この一対の回路パターンP1,P2は、同図(c)
に示すような回路パターンP(斜線部)を高い精度でウ
エハに転写するための一対のパターンであり、両者はマ
スク14の所定の箇所に所定の間隔で配置されている。
The circuit pattern P 1 shown in FIG. 3A comprises a shaded area A indicated by oblique lines and a square transmission area B surrounded by the shaded area A. on the other hand,
Transmission region B of the circuit pattern P 2 shown in (b) is arranged on the outside of each side of the transmission region B of the circuit pattern P 1. The pair of circuit patterns P 1 and P 2 are shown in FIG.
Are a pair of patterns for transferring a circuit pattern P (hatched portion) onto the wafer with high accuracy, and both are arranged at predetermined positions of the mask 14 at predetermined intervals.

【0045】図9(a)は、前記回路パターンP1が形
成された領域におけるマスク14の一部断面図、第1I
図(b)は、前記回路パターンP2が形成された領域に
おけるマスク14の一部断面図である。
FIG. 9A is a partial cross-sectional view of the mask 14 in a region where the circuit pattern P 1 is formed.
Figure (b) is a partial sectional view of the mask 14 in the circuit pattern P 2 is formed regions.

【0046】回路パターンP1の透過領域Bを透過した
直後の光L1と回路パターンP2の透過領域Bを透過した
直後の光L2とは、図9(a),(b)に示すように、
互いの位相が逆相となる。また、二つの光L1,L2の合
成光Lは、同図(c)に示すように元の光L1,L2の境
界部が互いに近接する。従って、この合成光L’がウエ
ハ3上に照射されると、同図(d)に示すように、元の
光L1,L2の境界部で干渉して弱め合う。その結果、同
図(e)に示すように、ウエハ3上に投影される像のコ
ントラストが大幅に改善され、解像度および焦点深度が
大幅に向上する。
[0046] The circuit pattern light L 2 immediately after the transmission region B has passed through the transmission region B immediately after transmitting light L 1 and the circuit pattern P 2 of P 1, shown in FIG. 9 (a), (b) like,
The phases are opposite to each other. Further, the combined light L of the two light L 1, L 2, the boundary portions of the original light L 1, L 2 as shown in FIG. 1 (c) are close to each other. Therefore, this combined light L 'is irradiated on the wafer 3, as shown in FIG. 2 (d), weakened by interfering with the original light L 1, L 2 of the boundary portion. As a result, as shown in FIG. 3E, the contrast of the image projected on the wafer 3 is greatly improved, and the resolution and the depth of focus are greatly improved.

【0047】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.

【0048】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
集積回路装置の製造工程に用いられるマスクに適用した
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、マスクを透過した光を被照射試料上に照射
して上記マスクに形成された所定のパターンを転写する
露光技術全般に広く適用することができる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a mask used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, which is a background of application, has been described. The present invention is not limited thereto, and can be widely applied to all exposure techniques for transferring a predetermined pattern formed on the mask by irradiating the sample to be irradiated with light transmitted through the mask.

【0049】本願において開示される発明のうち、代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0050】遮光領域および透過領域からなる所定のパ
ターンが形成されたマスクに光を照射し、前記マスクの
透過領域を透過した光を被照射試料上に照射することに
よって、前記マスクに形成された所定のパターンを前記
被照射試料上に転写する際、光源から発生する光を二つ
の光に分割し、前記二つの光のそれぞれが前記マスクに
達するまでの光路長を変えることによって、前記マスク
の異なる箇所を通過した直後の二つの光の位相を互いに
逆相とし、その後前記二つの光を合成して前記被照射試
料上に照射する本願の露光方法によれば、マスク上の所
定の透過領域を透過した一方の光とマスク上の他の透過
領域を透過したもう一方の光とが被照射試料上において
近接して配置される箇所では、それらの境界領域で二つ
の光が干渉して弱め合うので、投影像のコントラストが
大幅に改善される。
A mask formed with a predetermined pattern including a light-shielding region and a transmission region is irradiated with light, and the light transmitted through the transmission region of the mask is irradiated onto a sample to be irradiated, thereby forming the mask. When transferring a predetermined pattern onto the sample to be irradiated, the light generated from the light source is split into two lights, and the two light rays are changed in optical path length until reaching the mask, whereby the mask is masked. According to the exposure method of the present invention in which the phases of the two lights immediately after passing through different portions are opposite to each other, and then the two lights are combined and irradiated onto the irradiation target sample, the predetermined transmission area on the mask At a place where one light that has passed through the mask and the other light that has passed through the other transmission area on the mask are located close to each other on the sample to be irradiated, the two lights interfere with each other at their boundary area and are weak. Because fits the contrast of the projected image is greatly improved.

【0051】これにより、マスクの製造に多大な時間と
労力とを要することなく、パターンの転写精度を向上さ
せることができる。
As a result, it is possible to improve the pattern transfer accuracy without requiring much time and labor for manufacturing the mask.

【0052】(2)実施例・2 本実施例において開示される発明のうち代表的なもの概
要を説明すれば、下記のとおりである。
(2) Embodiment 2 A typical one of the inventions disclosed in this embodiment will be described as follows.

【0053】第1の発明は、それぞれ遮光領域及び透過
領域を備えた第1のパターン,第2のパターンを有し、
該2種類のパターンに位相差のある少なくとも部分的に
コヒーレントな2つの光を照射し、それらの光の透過パ
ターンを合成して、被照射試料上で所望のパターンを作
成するためのマスクであって、前記所望パターンの精度
が要求される境界部にて、第1のパターンの透過領域を
透過した光と、第2のパターンの透過領域を透過した光
とが干渉して弱めあうように、前記第1のパターン及び
第2のパターンを同一基板上に又は前記第1のパターン
と前記第2のパターンとを別々に2枚の基板上に構成し
たものである。
The first invention has a first pattern and a second pattern having a light-shielding region and a transmission region, respectively.
A mask for irradiating the two types of patterns with at least partially coherent two lights having a phase difference, synthesizing transmission patterns of the lights, and forming a desired pattern on a sample to be irradiated. Therefore, at the boundary where the accuracy of the desired pattern is required, the light transmitted through the transmission region of the first pattern and the light transmitted through the transmission region of the second pattern interfere and weaken each other. The first pattern and the second pattern are formed on the same substrate, or the first pattern and the second pattern are separately formed on two substrates.

【0054】第2の露光装置の発明では、少なくとも部
分的にコヒーレントな光束を発生する光源と、該コヒー
レントな光束を2つに分割するための光束分割手段と、
該光束分割手段から再度光束を合成するまでの光路のい
ずれか一方に置かれた光学位相シフト部材と、第1のパ
ターン及び第2のパターンを透過した光束を単一の光束
に合成する光学系と、該単一の光束を被照射試料に縮小
して投影する光学系とを有し、前記光学位相シフト部材
により、第1のパターンを透過する光と第2のパターン
を透過する光の位相を180度までずらし、被照射試料
上で合成した所望のパターンを作成するようにした。
In the invention of the second exposure apparatus, the light source for generating the at least partially coherent light beam, the light beam splitting means for splitting the coherent light beam into two,
An optical phase shift member placed on one of the optical paths from the light beam splitting means until the light beam is synthesized again, and an optical system for synthesizing the light beam transmitted through the first pattern and the second pattern into a single light beam And an optical system for reducing and projecting the single luminous flux onto the sample to be irradiated, wherein the optical phase shift member controls the phase of the light transmitted through the first pattern and the phase transmitted through the second pattern. Was shifted to 180 degrees to create a desired pattern synthesized on the sample to be irradiated.

【0055】第3の露光方法の発明では、前記第1のマ
スク上の第1のパターンと第2のパターンに、それぞれ
位相差のある少なくとも部分的にコヒーレントな2つの
光を照射し、それらの光の透過パターンを合成して、被
照射試料上で所望のパターンを作成するようにした。
In the invention of the third exposure method, the first pattern and the second pattern on the first mask are irradiated with at least partially coherent two lights having a phase difference, respectively, A desired pattern was formed on a sample to be irradiated by combining light transmission patterns.

【0056】なお、本明細書において、少なくとも部分
的にコヒーレントな光束とは、干渉して弱め合う効果が
達成されるのに十分なコヒーレント性を有した光束を言
うものとする。
In this specification, an at least partially coherent light beam refers to a light beam having sufficient coherence to achieve the effect of interference and destruction.

【0057】また、本実施例において、境界部とは前記
所望パターンのパターンを構成する線分の境界のみなら
ず、2つの線分に挟まれた領域をも含むものとする。
Further, in this embodiment, the boundary portion includes not only the boundary of the line segment constituting the pattern of the desired pattern but also the region sandwiched between the two line segments.

【0058】上記した手段によれば、所望パターンの精
度が要求される境界部にて、第1のパターンの透過領域
を透過した光と、第2のパターンの透過領域を透過した
光とが干渉して弱めあうように、前記第1のパターン及
び第2のパターンを構成したマスク上の第1のパターン
と第2のパターンに、それぞれ位相差のある少なくとも
部分的にコヒーレントな2つの光を照射し、それらの光
の透過パターンを合成して、被照射試料上で所望パター
ンを作成するようにしたので、所望パターンの精度が要
求される境界部の転写精度を向上させることができる。
According to the above means, the light transmitted through the transmission area of the first pattern and the light transmitted through the transmission area of the second pattern interfere with each other at the boundary where the accuracy of the desired pattern is required. The first and second patterns on the mask forming the first and second patterns are irradiated with at least partially coherent two lights each having a phase difference so as to weaken each other. Since the desired patterns are formed on the sample to be illuminated by synthesizing the transmission patterns of the light, the transfer accuracy of the boundary where the desired pattern accuracy is required can be improved.

【0059】図12は、本発明のマスクを用いた露光装置
の一実施例である露光光学系の要部構成図、図13〜図15
は、前記露光光学系を用いた本発明のマスクの要部平面
図、図16〜図18は、それぞれ前図図13〜図15に対応し、
マスクを通過した光の振幅および強度を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is a structural view of a main part of an exposure optical system as an embodiment of an exposure apparatus using a mask according to the present invention, and FIGS.
Is a plan view of a main part of the mask of the present invention using the exposure optical system, FIGS. 16 to 18 respectively correspond to FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating amplitude and intensity of light that has passed through a mask.

【0060】本実施例の露光装置は機能的に大別して4
つのエレメントからなっている。第1はマスク209に
位相差のある2つの光束を照射するエレメント(第1の
エレメント)、第2はマスク209からなるエレメント
(第2のエレメント)、第3はマスク209の2つの透
過光を合成し被照射試料215に縮小して照射するエレ
メント(第3のエレメント)、第4は単一の光束の合成
を調整するアライメント機構からなるエレメント(第4
のエレメント)である。
The exposure apparatus of this embodiment is roughly divided into four functionally.
Consists of two elements. The first element irradiates the mask 209 with two light beams having a phase difference (first element), the second element composed of the mask 209 (second element), and the third element that transmits two transmitted lights of the mask 209. An element (third element) that synthesizes and irradiates the irradiated sample 215 in a reduced size, and a fourth element that includes an alignment mechanism that adjusts the synthesis of a single light beam (fourth element)
Element).

【0061】第1のエレメントは、部分的にコヒーレン
トな光を発する光源201、光源201から出た光を広
げる拡げるエクスパンダ202、光路を折り曲げるミラ
ー203,206、入射光の一部光を透過し一部を反射
するハーフミラー204、光の位相を変化させる位相シ
フト部材205で構成される。また、第3のエレメント
はマスク209からの2つの透過光を平行光にするため
のレンズ201,211、ミラー212、ハーフミラー
213、光を縮小するための縮小レンズ214、被照射
試料215、可動試料台216で構成される。第4のエ
レメントは、ミラー203、ハーフミラー204,レン
ズ210,及びミラー212を移動させるアライメント
機構207、その制御回路208から構成されている。
The first element includes a light source 201 that emits partially coherent light, an expander 202 that expands the light emitted from the light source 201, mirrors 203 and 206 that bends the optical path, and a part of the incident light that transmits. The half mirror 204 partially reflects the light, and the phase shift member 205 changes the phase of light. The third element includes lenses 201 and 211 for converting two transmitted lights from the mask 209 into parallel light, a mirror 212, a half mirror 213, a reduction lens 214 for reducing light, a sample to be irradiated 215, and a movable object. It comprises a sample stage 216. The fourth element includes an alignment mechanism 207 for moving the mirror 203, the half mirror 204, the lens 210, and the mirror 212, and a control circuit 208 therefor.

【0062】上記において、ミラー203は装置全体が
小型にするために設けられたものであるが、ミラー20
3を設けず、エクスパンダ202からの光を直接入射し
てもよい。ハーフミラー204はエクスパンダ202か
らの光を2つに分割する機能があり、マスク209上の
第1のパターン209a上に配置される。位相シフト部
材205はハーフミラー204とミラー206との間に
又はミラー212とハーフミラー213との間に置か
れ、位相を所定だけずらす働きがある。位相シフト部材
205は、例えば屈折率が1.47の合成石英ガラスを
用いる。マスク209を配置し、位相シフト部材205
を設けない状態でミラー212からの第1の光束230
とレンズ211からの第2の光束231の位相差が0に
なっているとすれば、位相シフト部材の厚さdは、光源
の波長をλ、部材の屈折率をnとして
In the above description, the mirror 203 is provided to reduce the size of the entire apparatus.
3, the light from the expander 202 may be directly incident. The half mirror 204 has a function of dividing the light from the expander 202 into two, and is arranged on the first pattern 209 a on the mask 209. The phase shift member 205 is placed between the half mirror 204 and the mirror 206 or between the mirror 212 and the half mirror 213, and has a function of shifting the phase by a predetermined amount. As the phase shift member 205, for example, synthetic quartz glass having a refractive index of 1.47 is used. The mask 209 is disposed and the phase shift member 205
The first light flux 230 from the mirror 212 without the
And the second light flux 231 from the lens 211 has a phase difference of 0, the thickness d of the phase shift member is λ for the wavelength of the light source and n for the refractive index of the member.

【0063】[0063]

【数2】d=mλ/2(n−1) …(2) (m:整数)としたものを用いる。D = mλ / 2 (n-1) (2) (m: integer) is used.

【0064】位相シフト部材205を用いるのは、露光
の際、二ヶ所の透過領域を透過した光のうち、位相シフ
ト部材205を透過した光と、位相シフト部材205を
透過していない光との間に180度の位相差を生じさせ
るためである。例えば露光の際に照射される光の波長λ
を0.365μm(i線)、位相シフト部材205の屈
折率nを1.5とした場合には、位相シフト部材205
の厚さX1は、0.365μmのm(整数)倍にすれば良
い。
The phase shift member 205 is used because of the light transmitted through the phase shift member 205 and the light not transmitted through the phase shift member 205 out of the light transmitted through the two transmission regions during exposure. This is for generating a phase difference of 180 degrees between them. For example, the wavelength λ of the light irradiated at the time of exposure
Is 0.365 μm (i-line) and the refractive index n of the phase shift member 205 is 1.5, the phase shift member 205
Thickness X 1 may be the m (integer) times of 0.365 .mu.m.

【0065】ミラー206はハーフミラー204を透過
した光と位相シフト部材205を透過した光を平行にす
るためのミラーである。なお、マスク209上の2つの
パターン209a,209bは2つの光330,331
に対して直交するように配置される。
The mirror 206 is a mirror for making the light transmitted through the half mirror 204 and the light transmitted through the phase shift member 205 parallel. Note that the two patterns 209a and 209b on the mask 209 are two lights 330 and 331.
Are arranged so as to be orthogonal to.

【0066】レンズ210,211は通常、その光軸の
中心がそれぞれパターン209a,209bの中心と合
致するように配置される。ハーフミラー213は2つの
光230,231を合成するためのものである。ミラー
212はその合成のため、光230を折り曲げる機能が
ある。
The lenses 210 and 211 are usually arranged so that the centers of the optical axes thereof coincide with the centers of the patterns 209a and 209b, respectively. The half mirror 213 is for combining the two lights 230 and 231. The mirror 212 has a function of bending the light 230 for the synthesis.

【0067】第4のエレメントにかかるアライメント機
構207は露光装置の光学系のうち、位置合わせに必要
な一部の光学系を移動させる機構からなり、圧厚電素子
等が用いられる。図12においては、ミラー203,ハー
フミラー204,レンズ210,及びミラー212を移
動させる構成になっているが、露光装置の構成により移
動させる光学素子の種類及び数は当然のことながら変化
する。なお、このアライメント機構7の移動を制御する
方法については、後述する。
The alignment mechanism 207 for the fourth element is a mechanism for moving a part of the optical system of the exposure apparatus necessary for positioning, and uses a piezoelectric element or the like. In FIG. 12, the mirror 203, the half mirror 204, the lens 210, and the mirror 212 are configured to move, but the type and number of optical elements to be moved naturally change depending on the configuration of the exposure apparatus. The method for controlling the movement of the alignment mechanism 7 will be described later.

【0068】次に、第2のエレメントである本発明のマ
スク209の構成について説明する。
Next, the structure of the mask 209 of the present invention, which is the second element, will be described.

【0069】まず、被照射試料215上で作りたいパタ
ーン(所望パターン)が図13(c)のように2次元的な
広がりを有する、逆L字形のパターン229であるとす
る。図13(a),(b)はそのような所望パターンを作
るためにマスク209上に形成された、それぞれ第1の
パターン209a、第2のパターン209bの一例の平
面図であり、被照射試料215で合成される所望パター
ン(c)を考慮して相対位置関係を保持して配置され
る。
First, it is assumed that the pattern (desired pattern) to be formed on the sample 215 to be irradiated is an inverted L-shaped pattern 229 having a two-dimensional spread as shown in FIG. FIGS. 13A and 13B are plan views of an example of a first pattern 209a and a second pattern 209b, respectively, formed on a mask 209 to form such a desired pattern. The arrangement is performed while maintaining the relative positional relationship in consideration of the desired pattern (c) synthesized in 215.

【0070】第1のパターン209aと、第2のパター
ン209bとは共に、それぞれ遮光領域と透過領域との
組合せからパターンが作られる。これらのパターンは一
枚の基板上に作っても良く、又それぞれ2枚のガラス基
板に別々に作っても良い。ただしこの場合はガラス基板
の厚さの差分をも前記位相シフト部材の厚さで補正する
ことになる。なお、図13において、透過領域を白い面で
示し、遮光領域を斜線で示している。
Both the first pattern 209a and the second pattern 209b are formed from a combination of a light shielding area and a transmission area. These patterns may be formed on a single substrate, or may be separately formed on two glass substrates. However, in this case, the difference in the thickness of the glass substrate is also corrected by the thickness of the phase shift member. In FIG. 13, the transmissive area is shown by a white surface, and the light-shielding area is shown by oblique lines.

【0071】図13(a)の透過パターン232は逆L字
形の透過領域を有しており、図13(b)の透過パターン
236は逆L字形の透過領域内に僅かに小さい逆L字形
の遮蔽領域234が設けられ、帯状の透過領域236を
有するように構成されている。
The transmission pattern 232 in FIG. 13A has an inverted L-shaped transmission area, and the transmission pattern 236 in FIG. 13B has a slightly smaller inverted L-shaped transmission area in the inverted L-shaped transmission area. A shielding region 234 is provided, and is configured to have a band-shaped transmission region 236.

【0072】次に、本発明の作用について説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【0073】少なくとも部分的にコヒーレントな光源2
01から出た光はエクスパンダ202により拡げられ、
ミラー203で光路を折り曲げた後、ハーフミラー20
4によって2つの光束に分割される。ハーフミラー20
4は通常、透過50%,反射50%のもの(より厳密に
は、反射率と透過率が等しいもの)が用いられる。2つ
に分けられた光束のうち、その一方の光学系への光路に
は、位相シフト部材205が配置されている。その位相
シフト部材205を透過した光は180度の位相差を付
けられたあと、ミラー206によりマスク209の第2
のパターン209bに照射される。一方、ハーフミラー
204を透過した光はマスク209の第1のパターン2
09aに照射される。
At least partially coherent light source 2
The light emitted from 01 is expanded by the expander 202,
After bending the optical path with the mirror 203, the half mirror 20
4 divides the light into two light beams. Half mirror 20
4 is usually one having a transmission of 50% and a reflection of 50% (more strictly speaking, one having the same reflectance and transmittance). A phase shift member 205 is disposed on the optical path to one optical system of the two light beams. The light transmitted through the phase shift member 205 is given a phase difference of 180 degrees,
Pattern 209b. On the other hand, the light transmitted through the half mirror 204 is the first pattern 2 of the mask 209.
09a.

【0074】マスク209上に構成した2カ所のパター
ン209a,209bを透過した2つの光束は再度レン
ズ210,211により平行光束にされた後、合成され
る。すなわち、第1のパターン209aを透過した第1
の光230はミラー212によって光路を折り曲げられ
た後、レンズ211を経た第2の光231と、ハーフミ
ラー213により合成され単一の光束にされる。
The two light beams transmitted through the two patterns 209a and 209b formed on the mask 209 are converted into parallel light beams by the lenses 210 and 211 again and then combined. That is, the first pattern transmitted through the first pattern 209a
After the optical path of the light 230 is bent by the mirror 212, the second light 231 having passed through the lens 211 and the half mirror 213 are combined into a single light flux.

【0075】その後、縮小レンズ214を用いて、可動
試料台216に保持された被照射試料215にマスク2
09上の2カ所のパターン209a,209bが合成さ
れた状態で照射され、被照射試料215上で所望のパタ
ーンが構成される。
After that, using the reduction lens 214, the mask 2 is applied to the irradiated sample 215 held on the movable sample table 216.
Irradiation is performed in a state where two patterns 209 a and 209 b on 09 are combined, and a desired pattern is formed on the irradiation target sample 215.

【0076】ここで、図13(c)に示した所望パターン
を投影するときに、第1のパターン209aと第2のパ
ターン209bの透過光を180度の位相差を持って合
成させると、なぜマスク209のパターンの転写精度が
よくなるかについて説明する。
Here, when projecting the desired pattern shown in FIG. 13C, if the transmitted light of the first pattern 209a and the transmitted light of the second pattern 209b are combined with a phase difference of 180 degrees, the reason is as follows. Whether the transfer accuracy of the pattern of the mask 209 is improved will be described.

【0077】まず、前述のように、縮小倍率を考慮して
マスク209の第1のパターン232を、所望パターン
229の外周より少し広い外周を有し、その内側に透過
領域を有するパターン232に構成する。そして第2の
透過パターン236を、同じく縮小倍率を考慮して第1
のパターン232から求める所望パターン229と同じ
大きさの遮蔽パターン234を引いたときにできる帯状
の透過パターン236とする。
First, as described above, the first pattern 232 of the mask 209 is formed into a pattern 232 having an outer periphery slightly larger than the outer periphery of the desired pattern 229 and having a transmissive area inside the first pattern 232 in consideration of the reduction magnification. I do. Then, the second transmission pattern 236 is formed into the first
And a band-shaped transmission pattern 236 formed when a shielding pattern 234 having the same size as the desired pattern 229 to be obtained is drawn from the pattern 232.

【0078】このように構成することにより、求める所
望パターン229の周辺領域238には、第2の透過パ
ターン236からの透過光と、第1の透過パターン23
2の内側の帯状領域236からの透過光とが光の干渉に
より弱められ、所望パターン229の境界部をシャープ
にすることができる。また、所望パターン229は第2
のパターン側の遮蔽領域234と、同じ大きさの第1の
パターン側の透過領域234とが合成されるので、結
局、通常の露光と同じになり、パターンが形成される。
なお、図13(c)においては、光の照射されている部分
を斜線部で示し、干渉して弱められる部分を白い領域2
38で示しており、図13(a),(b)とは反対のパタ
ーンとなっている。
With this configuration, the light transmitted from the second transmission pattern 236 and the light transmitted from the first transmission pattern 23 are provided in the peripheral area 238 of the desired pattern 229 to be obtained.
The transmitted light from the band-like region 236 inside the second pattern 2 is weakened by light interference, and the boundary of the desired pattern 229 can be sharpened. The desired pattern 229 is the second pattern.
Is combined with the transmission area 234 on the first pattern side having the same size as that of the first pattern side, so that the exposure is the same as normal exposure and a pattern is formed.
In FIG. 13C, a portion irradiated with light is indicated by hatching, and a portion that is weakened by interference is indicated by a white area 2.
38, and has a pattern opposite to that of FIGS. 13 (a) and 13 (b).

【0079】図16(a),(b)はそれぞれ、マスク2
09上の第1のパターン209a、第2のパターン20
9bのY−Y断面図を示した図である。符号262は基
板を示し、符号263は遮蔽部材を示す。図16(a),
(b)はそれぞれマスク透過直後の光の振幅を示してお
り、マスクの各々の透過領域232と透過領域236に
おいて、位相シフト部材を透過した光(b)と、位相シ
フト部材205を透過していない光(a)との間には、
180度の位相差が生じていることがわかる。図16
(c)は第1のパターンと第2のパターンを透過し、合
成直後の光の振幅を示した図である。
FIGS. 16A and 16B respectively show the mask 2
09, the first pattern 209a and the second pattern 20
It is the figure which showed the YY sectional drawing of 9b. Reference numeral 262 indicates a substrate, and reference numeral 263 indicates a shielding member. FIG. 16 (a),
(B) shows the amplitude of the light immediately after transmission through the mask. In each of the transmission region 232 and the transmission region 236 of the mask, the light (b) transmitted through the phase shift member and the light transmitted through the phase shift member 205 are transmitted. There is no light (a)
It can be seen that a phase difference of 180 degrees occurs. FIG.
(C) is a diagram showing the amplitude of light transmitted through the first pattern and the second pattern and immediately after synthesis.

【0080】もし、第1のパターン232のみで照射す
ると、ウエハ上における光の振幅は光の回析により、パ
ターンの周辺部においてなだらかな傾きになり、その境
界がシャープにならない。ところが、本実施例では、図
13における透過領域236を透過した180度の位相差
がある光242が、図13における透過領域232を透過
した光240の周辺に配置されているため、干渉によ
り、求める所望パターン229の境界部において弱め合
い、光振幅の減少度合いが著しくなる。従って、ウエハ
上に投影される像の輪郭部分のぼけが低減し、投影像の
コントラストが大幅に改善され、解像度および焦点深度
が大幅に向上する(図16(d))。なお、光強度は、光の
振幅の2乗となるため、ウエハ上における光振幅の負側
の波形は、図16(e)に示すように正側に反転される。
If irradiation is performed only with the first pattern 232, the amplitude of light on the wafer becomes gentle at the periphery of the pattern due to diffraction of light, and the boundary is not sharpened. However, in this embodiment, FIG.
The light 242 having a phase difference of 180 degrees transmitted through the transmission region 236 in FIG. 13 is disposed around the light 240 transmitted through the transmission region 232 in FIG. As a result, the degree of decrease in the light amplitude becomes significant. Therefore, the blur of the outline portion of the image projected on the wafer is reduced, the contrast of the projected image is greatly improved, and the resolution and the depth of focus are greatly improved (FIG. 16D). Since the light intensity is the square of the light amplitude, the waveform on the negative side of the light amplitude on the wafer is inverted to the positive side as shown in FIG.

【0081】このように本実施例のマスクによれば、求
める所望パターンが2次元的な広がりを有するパターン
であるときには、マスク上の相対位置において、第1の
パターンをその2次元パターン(所望パターン)の外周
より少し広げパターンの内側に透過領域を有する透過パ
ターンとし、第2のパターンをその第1のパターン外周
よりも僅かに大きい外周を有する帯状の透過パターンと
することにより、2次元的な広がりを有する所望パター
ンの境界部のみをシャープにすることができる。
As described above, according to the mask of this embodiment, when the desired pattern to be obtained is a pattern having a two-dimensional spread, the first pattern is replaced with the two-dimensional pattern (the desired pattern) at a relative position on the mask. 2), the second pattern is a strip-shaped transmission pattern having an outer periphery slightly larger than the outer periphery of the first pattern. It is possible to sharpen only a boundary portion of a desired pattern having a spread.

【0082】なお、マスク209には、第1のパターン
209aと第2のパターン209bとの位置合わせをす
るための位置合わせマークが形成されている。この位置
合わせマークにより前記アライメント機構207の駆動
が制御される。
The mask 209 has alignment marks for aligning the first pattern 209a and the second pattern 209b. The driving of the alignment mechanism 207 is controlled by the alignment marks.

【0083】図20は、二カ所に分けたパターンの位置合
わせのためのマークの一例である。このマークパターン
は、(a)と(b)とで全く同一構成、同一の相対位置
及び寸法としてある。マークの形状は図のように正方形
上に限定されず、L字型、十字型などの図形を用いるこ
とが出来る。但し、精度を増すために同じ形状を方向別
に複数個設ける方がよい。また、原則的には、これら位
置合わせマークは、アライメント機構207の位置合わ
せに要求される次元だけマスク209に設けられる。す
なわち、X−Y軸の2次元の位置合わせが要求されるの
なら、これらマークもX−Y軸の2次元方向に必要とさ
れるが、通常図12のような装置の場合、1次元で十分な
場合が多い。
FIG. 20 shows an example of a mark for aligning two divided patterns. This mark pattern has exactly the same configuration, the same relative position and the same size in (a) and (b). The shape of the mark is not limited to a square as shown in the figure, and an L-shaped or cross-shaped figure can be used. However, it is better to provide a plurality of the same shapes for each direction in order to increase the accuracy. Also, in principle, these alignment marks are provided on the mask 209 only in dimensions required for alignment of the alignment mechanism 207. That is, if two-dimensional alignment of the XY axis is required, these marks are also required in the two-dimensional direction of the XY axis, but in the case of an apparatus as shown in FIG. Often sufficient.

【0084】このマークを通過した透過光は、光の位相
差が180度で、位置関係が正しく合わされている場合
には、その透過光は全て遮光されたものと同一となる。
そこでこの遮光の状態をCRT等で監視し、その条件が
満たされたとき、位置合わせが完了したことにすればよ
い。
When the transmitted light that has passed through the mark has a phase difference of 180 degrees and the positional relationship is correctly adjusted, the transmitted light is the same as the light that is completely shielded.
Therefore, the state of the light shielding may be monitored by a CRT or the like, and when the condition is satisfied, the positioning may be completed.

【0085】逆に、初期設定のときなどに於いて、完全
に遮光されていない場合は、遮光されるように、アライ
メント機構207を駆動させて(a)と(b)との位置
合わせをすれば良いことになる。
Conversely, if the light is not completely shielded at the time of initial setting, the alignment mechanism 207 is driven so that the positions (a) and (b) are aligned so that the light is shielded. It will be good.

【0086】次に、本実施例のマスク209の製造方法
を図19を参照しつつ説明する。
Next, a method of manufacturing the mask 209 of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0087】図12に示す本実施例のマスク209は、半
導体集積回路装置の所定の製造工程で用いられるマスク
(レチクル)が用いられる。なお、本実施例のマスク2
09には、例えば実寸の5倍の集積回路パターンの原画
が形成され、遮光領域Aと透過領域Bとによって構成さ
れている。
As the mask 209 of this embodiment shown in FIG. 12, a mask (reticle) used in a predetermined manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device is used. In addition, the mask 2 of the present embodiment
In 09, for example, an original image of an integrated circuit pattern five times the actual size is formed, and is constituted by a light-shielding region A and a transmission region B.

【0088】製造に際しては、まず、石英ガラス等から
なる透明な基板262の表面を研磨、洗浄した後、その
表面上に、例えば厚さ500〜3000Å程のCr等か
らなる金属層263をスパッタリング法等により形成す
る。ついで、この金属層263の上面に、例えば0.4
〜0.8μmのフォトレジスト(以下、レジストとい
う)を塗布する。続いて、レジストをプリベークした
後、磁気テープ等に予めコード化された半導体集積回路
装置の集積回路パターンデータに基づいて電子線露光方
式などによりレジストの所定部分に電子線Eを照射す
る。なお、集積回路パターンデータには、パターンの位
置座標や形状等が記録されている。
In manufacturing, first, a surface of a transparent substrate 262 made of quartz glass or the like is polished and washed, and then a metal layer 263 made of Cr or the like having a thickness of, for example, about 500 to 3000 ° is formed on the surface by a sputtering method. And the like. Next, on the upper surface of the metal layer 263, for example, 0.4
.About.0.8 .mu.m of photoresist (hereinafter referred to as "resist") is applied. Subsequently, after pre-baking the resist, a predetermined portion of the resist is irradiated with an electron beam E by an electron beam exposure method or the like based on the integrated circuit pattern data of the semiconductor integrated circuit device which is pre-encoded on a magnetic tape or the like. In the integrated circuit pattern data, the position coordinates and the shape of the pattern are recorded.

【0089】次いで、例えば、図13(a),(b)のパ
ターンデータに基づいて電子線露光方式等によりレジス
トに(a),(b)のパターンを転写する。
Next, for example, the patterns (a) and (b) are transferred to the resist by an electron beam exposure method or the like based on the pattern data shown in FIGS.

【0090】(a),(b)のパターンデータは、上記
した集積回路パターンデータの遮光領域Aまたは透過領
域Bのパターン幅を拡大または縮小して自動的に作成す
る。例えば本実施例においては、(a)は遮光領域のパ
ターン幅を、例えば0.5〜2.0μm程太らせ、(b)
はこれを元のデータの反転データと論理積をとることに
より、パターンデータを自動的に作成することが可能で
ある。
The pattern data (a) and (b) are automatically created by enlarging or reducing the pattern width of the light-shielded area A or the transparent area B of the integrated circuit pattern data. For example, in the present embodiment, (a) increases the pattern width of the light shielding area by, for example, about 0.5 to 2.0 μm, and (b)
The pattern data can be automatically created by taking the logical product of this and the inverted data of the original data.

【0091】その後、現像、所定部分のエッチング、レ
ジストの除去、さらに洗浄、検査等の工程を経て、図13
(a),(b)に示したパターンを有するマスク209
が製造される。
Thereafter, through processes such as development, etching of a predetermined portion, removal of the resist, cleaning, and inspection, the process shown in FIG.
A mask 209 having the pattern shown in FIGS.
Is manufactured.

【0092】このようにして製造されたマスク209を
用いてレジストが塗付された被照射試料215(以下単
にウエハと記す)上にマスク209上の集積回路パター
ンを転写するには、例えば以下のようにする。
In order to transfer the integrated circuit pattern on the mask 209 onto the irradiated sample 215 (hereinafter simply referred to as a wafer) to which a resist has been applied using the mask 209 manufactured as described above, for example, To do.

【0093】すなわち、図12の縮小投影露光装置にマス
ク209およびウエハを配置して、マスク209上の集
積回路パターンの原画を光学的に1/5に縮小してウエ
ハ上に投影するとともに、可動試料台216にてウエハ
を順次ステップ状に移動させるたびに、投影露光を繰り
返すことによって、マスク209上の集積回路パターン
をウエハ全面に転写する。
That is, the mask 209 and the wafer are arranged in the reduction projection exposure apparatus shown in FIG. 12, and the original image of the integrated circuit pattern on the mask 209 is optically reduced to 1/5 and projected onto the wafer. Each time the wafer is sequentially moved in steps on the sample stage 216, the integrated circuit pattern on the mask 209 is transferred to the entire surface of the wafer by repeating the projection exposure.

【0094】次に本実施例にかかるマスクの他の例につ
いて説明する。
Next, another example of the mask according to this embodiment will be described.

【0095】図14(a),(b)はそれぞれ本発明にか
かるマスクの要部構成図であり、(a)と(b)はそれ
ぞれ図12のマスク209の第1,第2パターンを示し、
マスクパターンをその所望パターンを考慮して相対位置
関係を保持して分けた平面図である。なお(c)は合成
された所望パターンの平面図である。図17(a)〜
(e)は図14に示したマスクの透過領域を透過した光の
振幅および強度を説明するための図である。なお、使用
する露光装置及びその方法は前記実施例と同様である。
FIGS. 14A and 14B are main part configuration diagrams of the mask according to the present invention, and FIGS. 14A and 14B show the first and second patterns of the mask 209 of FIG. 12, respectively. ,
It is the top view which divided | segmented the mask pattern keeping the relative positional relationship in consideration of the desired pattern. (C) is a plan view of the synthesized desired pattern. FIG.
15E is a diagram for explaining the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region of the mask shown in FIG. The exposure apparatus and the method used are the same as those in the above embodiment.

【0096】図14に示す実施例は所望パターン248が
線244〜247が横方向に一列に並ぶような1次元的
なパターンであるときに、その境界部をシャープにする
ためのマスク上のパターン構成を示したものである。こ
の場合、マスクの相対配置上において、前記の線244
〜247の内、線244,246を構成する第1のパタ
ーンの透過領域249,250と線245,247を構
成する第2のパターンの透過領域251,252とを交
互に配置する。すると、干渉して弱めあう領域が前記所
望パターン248を構成する各線の中間領域255にき
て、各線がシャープになる。
In the embodiment shown in FIG. 14, when the desired pattern 248 is a one-dimensional pattern in which the lines 244 to 247 are arranged in a line in the horizontal direction, the pattern on the mask for sharpening the boundary is used. 2 shows a configuration. In this case, the above-mentioned line 244 is placed on the relative arrangement of the mask.
247, the transmission regions 249 and 250 of the first pattern forming the lines 244 and 246 and the transmission regions 251 and 252 of the second pattern forming the lines 245 and 247 are alternately arranged. Then, an area weakened by interference comes to the intermediate area 255 of each line constituting the desired pattern 248, and each line becomes sharp.

【0097】図17(a)〜(e)においてその関係を所
望パターンの内、線244,245のみを抜き出した場
合で説明する。この場合も、第1のパターンの透過領域
249を透過した光256と、第2のパターンの透過領
域251を透過した光257との間に180度の位相差
が生じている(図17(a),(b))。従って、これら
の光が、ウエハ上における所望パターンにおいて、二つ
の線244,245の間の領域255において図17
(d)の259,260で示す光の成分が互いに干渉に
より打ち消し合うことになり、図17(d)で示すよう
に、光振幅の傾き261が大きくなる。よって、図14に
示す線244,245の間の領域のおいてシャープな境
界を形成することができる。なお、図17(d)は干渉前
のウエハ上の光の振幅を模式的に示した図である。
The relationship will be described with reference to FIGS. 17A to 17E when only the lines 244 and 245 are extracted from the desired pattern. Also in this case, there is a 180-degree phase difference between the light 256 transmitted through the transmission region 249 of the first pattern and the light 257 transmitted through the transmission region 251 of the second pattern (FIG. ), (B)). Therefore, in the desired pattern on the wafer, these lights are reflected in an area 255 between the two lines 244 and 245 as shown in FIG.
The light components indicated by 259 and 260 in (d) cancel each other due to interference with each other, and the slope 261 of the light amplitude increases as shown in FIG. Therefore, a sharp boundary can be formed in a region between the lines 244 and 245 shown in FIG. FIG. 17D is a diagram schematically showing the amplitude of light on the wafer before interference.

【0098】この結果、1次元パターンの投影像のコン
トラストを大幅に改善することができ、解像度および焦
点深度を大幅に向上させることが可能となる(図17
(e))。
As a result, the contrast of the projected image of the one-dimensional pattern can be greatly improved, and the resolution and the depth of focus can be greatly improved (FIG. 17).
(E)).

【0099】本実施例によれば、所望のパターンが、線
が横方向に一列に並ぶような1次元的なパターンである
ときには、マスク上の相対位置において、前記の線を構
成する第1のパターンの透過領域と、第2のパターンの
透過領域とを交互に配置し、前記干渉して弱めあう領域
を前記所望のパターンを構成する各線の中間に配置した
ことにより、前記2次元的なパターンの手法を取れない
くらい狭い領域に複数の線が並んでいる場合に、転写精
度を大幅に向上させることができる。
According to the present embodiment, when the desired pattern is a one-dimensional pattern in which the lines are arranged in a line in the horizontal direction, the first line forming the line at a relative position on the mask. The transmission area of the pattern and the transmission area of the second pattern are alternately arranged, and the interfering and weakening area is arranged in the middle of each line constituting the desired pattern, whereby the two-dimensional pattern is formed. In the case where a plurality of lines are arranged in an area that is too small to take the above method, the transfer accuracy can be greatly improved.

【0100】次に本発明にかかるマスクのその他の例に
ついて説明する。
Next, other examples of the mask according to the present invention will be described.

【0101】図15(a),(b)はそれぞれ本発明にか
かるマスクの要部構成図であり、(a)と(b)はそれ
ぞれ図12のマスク209の第1,第2パターンを示し、
マスクパターンをその所望のパターンを考慮して相対位
置関係を保持して分けた平面図である。なお(c)は合
成された所望パターンの平面図である。図18(a)〜
(e)は図15に示したマスクの透過領域を透過した光の
振幅および強度を説明するための図である。なお、使用
する露光装置及びその方法は前記実施例と同様である。
FIGS. 15A and 15B are main part configuration diagrams of the mask according to the present invention, and FIGS. 15A and 15B show the first and second patterns of the mask 209 of FIG. 12, respectively. ,
It is the top view which divided | segmented the mask pattern keeping the relative positional relationship in consideration of the desired pattern. (C) is a plan view of the synthesized desired pattern. FIG.
17E is a diagram for explaining the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region of the mask shown in FIG. The exposure apparatus and the method used are the same as those in the above embodiment.

【0102】本実施例の所望パターン269は、正方形
状のマスクパターン270の周囲に微小サブパターン2
72を配したものである。
The desired pattern 269 of the present embodiment is obtained by forming a small sub pattern 2 around a square mask pattern 270.
72.

【0103】このような、2次元パターン270の回り
の微小サブパターン272を精度良く転写するのを従来
のマスクに位相透明膜を付ける方法で行うのは難しかっ
たが、本発明によれば、簡単に良好な所望パターン26
9を作ることが出来る。すなわち図15に示す本実施例の
マスクにおいても、マスク上の相対位置において、第1
のパターンをその縮小倍率を考慮して、2次元パターン
270と同じ大きさの透過領域を有するパターン274
とし、第2のパターンを前記微小なパターン276とす
ることにより、図18(a)〜(e)で示すように、マス
クの各々の透過領域において、位相シフト部材を透過し
た光277と、位相シフト部材205を透過していない
光278との間に180度の位相差が生じ(図18(a),
(b))、これらの光が2次元パターンと微小パターンと
の間の領域280で干渉することにより、ウエハ上に投
影される像のぼけを低減することが可能となる。この結
果、投影像のコントラストを大幅に改善することがで
き、解像度および焦点深度を大幅に向上させることが可
能となる(図18(e))。
Although it has been difficult to transfer such a fine sub-pattern 272 around the two-dimensional pattern 270 with high accuracy by a conventional method of attaching a phase transparent film to a mask, the present invention provides a simple method. Desired pattern 26
9 can be made. That is, also in the mask of the present embodiment shown in FIG.
The pattern 274 having a transmission area of the same size as the two-dimensional pattern 270 in consideration of the reduction magnification
By setting the second pattern to the fine pattern 276, as shown in FIGS. 18A to 18E, the light 277 transmitted through the phase shift member and the phase A phase difference of 180 degrees occurs between the light 278 not passing through the shift member 205 and the light 278 (FIG. 18A,
(b)) Since these lights interfere with each other in the region 280 between the two-dimensional pattern and the minute pattern, it is possible to reduce the blur of the image projected on the wafer. As a result, the contrast of the projected image can be greatly improved, and the resolution and the depth of focus can be greatly improved (FIG. 18E).

【0104】これらの実施例にかかるマスクによれば、
以下の効果を得ることができる。
According to the masks according to these embodiments,
The following effects can be obtained.

【0105】露光の際、所望パターンの精度が要求され
る境界部において、第1のパターンの透過領域を透過し
た光と、第2のパターンの透過領域を透過した光とが干
渉して弱めあうように、第1のパターン及び第2のパタ
ーンが構成されているので、ウエハ上に投影される像の
輪郭部分のぼけが低減し、投影像のコントラストが大幅
に改善され、解像度および焦点深度を大幅に向上させる
ことができる。この結果、従来と同一の投影レンズで同
一の波長を用いたとしても、解像限界を大幅に高めるこ
とができる。よってマスク上のパターンが集積回路パタ
ーンのように複雑であり、かつ微細であっても、部分的
にパターン転写精度が低下することがなく、マスク上に
形成されたパターン全体の転写精度を大幅に向上させる
ことが可能となる。
At the time of exposure, the light transmitted through the transmission area of the first pattern and the light transmitted through the transmission area of the second pattern interfere with each other and weaken each other at the boundary where the accuracy of the desired pattern is required. As described above, since the first pattern and the second pattern are configured, the blur of the outline portion of the image projected on the wafer is reduced, the contrast of the projected image is greatly improved, and the resolution and the depth of focus are improved. It can be greatly improved. As a result, even if the same wavelength is used with the same projection lens as before, the resolution limit can be greatly increased. Therefore, even if the pattern on the mask is as complicated as an integrated circuit pattern and fine, the transfer accuracy of the entire pattern formed on the mask is greatly reduced without partially reducing the pattern transfer accuracy. It can be improved.

【0106】また、2つのパターンを用意して、合成さ
れたパターンで位相シフトの効果を得るようにしている
ため、透明膜がマスク表面になく、従来の透明膜をマス
ク上に設けた場合のような検査上の不都合がなくなる。
Also, since two patterns are prepared and the phase shift effect is obtained by the synthesized pattern, the transparent film is not provided on the mask surface, and the conventional transparent film is provided on the mask. Such inspection inconvenience is eliminated.

【0107】さらに、透明膜を付ける工程がないので、
位相シフト手段としてマスク基板上に透明膜を用いたマ
スクよりもマスクの製造時間を大幅に短縮させることが
できる。
Further, since there is no step of attaching a transparent film,
The mask manufacturing time can be greatly reduced as compared with a mask using a transparent film on a mask substrate as a phase shift means.

【0108】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.

【0109】例えば、本発明のマスクを用いた露光方法
によれば、装置の具体的構成には限定されず、光束を2
分割して用いる前記した実施例の構成に限らず、複数に
光束を分割し、それぞれ位相差を付け、複数マスクのパ
ターンを合成露光する手段とすることもできる。
For example, according to the exposure method using the mask of the present invention, the structure of the apparatus is not limited to the specific one, and the light flux is not limited to two.
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment in which the light beam is divided and used. The light beam may be divided into a plurality of light beams, each having a phase difference, and a pattern of a plurality of masks may be synthesized and exposed.

【0110】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の製造技術について説明したが、それに限定される
ものではなく、本発明は、位相シフト法により作像向上
効果が適用できる露光の技術分野に広く応用ができるこ
とは明らかである。
In the above description, the invention made by the present inventor has been mainly described with respect to the manufacturing technology of the semiconductor device, which is the application field in which the invention is based. However, the present invention is not limited thereto. It is clear that the method can be widely applied to the technical field of exposure to which the image formation improving effect can be applied.

【0111】本実施例において開示される発明のうち代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下
記のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in this embodiment will be briefly described as follows.

【0112】すなわち、所望パターンの精度が要求され
る境界部にて、第1のパターンの透過領域を透過した光
と、第2のパターンの透過領域を透過した光とが干渉し
て弱めあうように、前記第1のパターン及び第2のパタ
ーンを構成したマスク上の第1のパターンと第2のパタ
ーンに、それぞれ位相差のある少なくとも部分的にコヒ
ーレントな2つの光を照射し、それらの光の透過パター
ンを合成して、被照射試料上で所望パターンを作成する
ようにしたので、所望パターンの精度が要求される境界
部の転写精度を向上させることができる。
That is, at the boundary where the accuracy of the desired pattern is required, the light transmitted through the transmission region of the first pattern and the light transmitted through the transmission region of the second pattern interfere and weaken each other. Irradiating the first pattern and the second pattern on the mask constituting the first pattern and the second pattern with at least partially coherent two lights having a phase difference, respectively, Since the desired pattern is created on the sample to be irradiated by synthesizing the transmission patterns, the transfer accuracy at the boundary where the accuracy of the desired pattern is required can be improved.

【0113】実施例・1及び2で説明したような2枚の
マスクに通常の主パターンとπ又はそれと等価な位相シ
フトを与えられるべき主パターン又は微細なシフト・パ
ターン(随伴パターン)を合成露光する方法を本願明細
書では、「マルチ・マスク位相シフト法」又は「マルチ
・マスク位相反転シフト法」ということにする。
The two masks described in Embodiments 1 and 2 are combined with a normal main pattern and a main pattern or a fine shift pattern (accompanying pattern) to be given a phase shift of π or an equivalent phase shift. This method is referred to as a “multi-mask phase shift method” or a “multi-mask phase inversion shift method” in this specification.

【0114】(3)実施例・3 図21は、本発明の実施例・3の露光装置(1:5縮小投
影/ステップ・アンド・リピート方式)の位相シフト機
構301を示す。
(3) Third Embodiment FIG. 21 shows a phase shift mechanism 301 of an exposure apparatus (1: 5 reduction projection / step-and-repeat method) according to a third embodiment of the present invention.

【0115】同図において、位相シフト機構301は、
露光装置の光源302と被照射試料303(ウエハ)と
の間に設けられたビーム・エクスパンダ304,ミラー
305,307,308、ハーフ・ミラー306,31
3、光軸シフタ309,コーナー・ミラー310、この
コーナー・ミラーを縮小駆動する光路長可変機構31
1、一対の中継レンズ312a,312b、縮小レンズ
系315等からなる光学系により構成される。この光学
系のアライメント系には、前記被照射試料303に転写
されるパターンの原画が形成されたマスク314(又は
レチクル)が位置決めされる。マスク314は、例えば
半導体集積回路装置の製造工程で使用するマスク(レチ
クル)であり、被照射試料303は、例えばシリコン単
結晶からなる半導体ウエハである。
In the figure, a phase shift mechanism 301
A beam expander 304, mirrors 305, 307, 308, and half mirrors 306, 31 provided between a light source 302 of an exposure apparatus and a sample to be irradiated 303 (wafer).
3. Optical axis shifter 309, corner mirror 310, variable optical path length mechanism 31 for reducing and driving this corner mirror
1. An optical system including a pair of relay lenses 312a and 312b, a reduction lens system 315, and the like. The mask 314 (or reticle) on which the original image of the pattern to be transferred to the irradiation sample 303 is formed is positioned in the alignment system of the optical system. The mask 314 is, for example, a mask (reticle) used in a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device, and the irradiation target 303 is, for example, a semiconductor wafer made of silicon single crystal.

【0116】光源302から発生したi線(波長365
nm)などの光Lは、ビームエクスパンダ304によっ
て拡大され、次いでミラー305を介してマスク314
の主面と垂直な方向に屈折された後、光路の途中に設け
たハーフミラー306を介して直進する光L1とこれと
直交する方向に進む光L2とに2分割される。光L2はミ
ラー307及びコーナーミラー310を介して屈折さ
れ、光L1と異なる経路を通ってマスク314の別の箇
所に照射される。マスク314の異なる箇所を透過した
二つの光L1,L2は、レンズ312a,312bを通過
した後、ミラー308及びハーフミラー313を介して
一つの光Lに合成された後、縮小レンズ315により縮
小され、XYテーブル316上に位置決めされた被照射
試料303上に結像照射される。
The i-line (wavelength 365) generated from the light source 302
nm) is expanded by a beam expander 304 and then through a mirror 305 to a mask 314.
After being refracted into the main surface perpendicular direction and is divided into a light L 2 traveling in the direction perpendicular to the optical L 1 and which is straight through the half mirror 306 provided in the optical path. Light L 2 is refracted through the mirror 307 and the corner mirror 310, passes through the light L 1 and the different paths are irradiated elsewhere mask 314. The two lights L 1 and L 2 transmitted through different portions of the mask 314 pass through lenses 312 a and 312 b, are combined into one light L via a mirror 308 and a half mirror 313, and then are reduced by a reduction lens 315. The image is irradiated onto the sample 303 to be irradiated, which is reduced and positioned on the XY table 316.

【0117】上記位相シフト機構301においては、ハ
ーフミラー306を通過してから後の光L1,L2の光路
長が異なるため、マスク314の主面からコーナーミラ
ー310までの高さ(光L2の光路長)を変えることに
よって、ウエハ303に到達した光L1,L2の間に所望
の位相差を生じさせることができる。上記コーナミラー
310の垂直移動は、例えば、圧電制御素子による光路
長可変機構311を用いて行なう。
In the phase shift mechanism 301, since the optical path lengths of the light L 1 and L 2 after passing through the half mirror 306 are different, the height from the main surface of the mask 314 to the corner mirror 310 (light L 2 ), a desired phase difference can be generated between the lights L 1 and L 2 arriving at the wafer 303. The vertical movement of the corner mirror 310 is performed using, for example, an optical path length variable mechanism 311 using a piezoelectric control element.

【0118】図22は上記マスク314の断面の拡大図で
ある。このマスク314は例えば屈折率1.47程度の
透明な合成石英ガラス322等からなり、その主面に5
00〜3000Å程度の膜厚を有するCr(クロム)等
の金属層323が形成されている。露光に際しては金属
層323は光が透過しない遮光領域Aとなり、その他の
領域は光が透過する透過領域Bとなる。集積回路パター
ンは、上記遮光領域Bとによって構成され、例えば実寸
(ウエハ上の寸法)の5倍の寸法を有している。
FIG. 22 is an enlarged view of a cross section of the mask 314. The mask 314 is made of, for example, a transparent synthetic quartz glass 322 having a refractive index of about 1.47,
A metal layer 323 of Cr (chromium) or the like having a thickness of about 00 to 3000 ° is formed. At the time of exposure, the metal layer 323 becomes a light-shielding region A through which light does not pass, and the other region becomes a transmission region B through which light passes. The integrated circuit pattern is constituted by the light-shielding region B and has, for example, a size five times the actual size (dimension on the wafer).

【0119】図23(a),(b)は上記マスク314上
に形成された集積回路パターンの一例である。同図
(a)に示す回路パターンP1は、転写後の合成パター
ン(c)の一部であり、被転写試料表面段差の低部を抜
き出したものである。同図(c)に示す回路パターンP
2は、転写後の合成パターン(c)の一部であり、被転
写試料表面段差の高部を抜き出したものである。パター
ンP1とP2は、マスク314の所定の箇所に所定の間隔
で配置されている。上記図23(a)〜(d)において、
331はSi単結晶基板又はエピタキシャル層(Si)
等の半導体基板、332はSiO2膜、334a及びb
はポリSi、ポリサイド、シリサイド又はリフラクトリ
ーメタルからなるゲート電極又は配線、333はその上
に塗布されたポジ型レジスト膜、BA及びBCは主マスク
314a上の開口パターン、BB及びBDはサブ・マスク
314b上の開口パターン、PA及びPCは低部パターン
に対応するレジスト膜上の位置、PB及びPDは高部パタ
ーンに対応するレジスト膜上の位置である。
FIGS. 23A and 23B show an example of an integrated circuit pattern formed on the mask 314. FIG. Circuit pattern P 1 shown in the diagram (a) is part of a composite pattern after transfer (c), is obtained by extracting the low portion of the transferred sample surface steps. The circuit pattern P shown in FIG.
Reference numeral 2 denotes a part of the composite pattern (c) after the transfer, which is obtained by extracting a high portion of the surface step of the sample to be transferred. The patterns P 1 and P 2 are arranged at predetermined positions of the mask 314 at predetermined intervals. In FIGS. 23 (a) to 23 (d),
331 is a Si single crystal substrate or an epitaxial layer (Si)
332 is a SiO 2 film, 334a and b
Poly Si, polycide, silicide or Refractory gate electrode or wiring made of metal, coated positive resist film thereon 333, B A and B C opening pattern on the main mask 314a, B B and B D the opening pattern on the sub-mask 314b, the position of the resist film P a and P C corresponding to the low part pattern, the P B and P D is the position on the resist film corresponding to the higher portion pattern.

【0120】次に上記マスク314a,bの作成方法を
簡単に説明する。まず、合成石英ガラスの表面を研磨、
洗浄した後、その主面上の全面に、例えば膜厚500〜
3000Å程度のCr膜をスパッタリング法により堆積
し、続いて、このCr膜上の全面に電子線レジストを塗
布する。次に磁気テープ等に予めコード化された集積回
路パターンデータに基づいて、電子線露光法により電子
線レジスト上に集積回路パターンを描画した後、電子線
レジストの露光部分を現像により除去し、露光したCr
膜をウェットエッチングにより除去して集積回路パター
ンを作成する。前記一対の回路パターンP1,P2のパタ
ーンデータは、その一方の回路パターンの遮光領域A又
は透光領域Bのデータを拡大又は縮小したり、一方の回
路パターンの反転データともう一方の回路パターンのデ
ータとの論理積をとったりすることによって自動的に作
成することができる。例えば回路パターンP2のパター
ンデータは、回路パターンP1の透過領域Bのパターン
を拡大したデータと、回路パターンP1の透過領域Bの
反転データとの論理積をとることによって自動的に作成
することができる。
Next, a method of forming the masks 314a and 314b will be briefly described. First, polishing the surface of synthetic quartz glass,
After cleaning, the entire surface on the main surface is, for example, 500 to 500
A Cr film of about 3000 ° is deposited by a sputtering method, and subsequently, an electron beam resist is applied on the entire surface of the Cr film. Next, based on the integrated circuit pattern data previously encoded on a magnetic tape or the like, an integrated circuit pattern is drawn on the electron beam resist by an electron beam exposure method, and then the exposed portion of the electron beam resist is removed by development, and the exposure is performed. Cr
The film is removed by wet etching to create an integrated circuit pattern. The pattern data of the pair of circuit patterns P 1 and P 2 may be obtained by enlarging or reducing the data of the light shielding area A or the light transmitting area B of one of the circuit patterns, or inverting the data of one of the circuit patterns and the other of the circuit patterns. It can be automatically created by taking a logical product with the pattern data. Pattern data of, for example, the circuit pattern P 2 is automatically created by taking the data obtained by enlarging the pattern of the through region B of the circuit pattern P 1, the logical product of the inverted data of the transmission region B of the circuit pattern P 1 be able to.

【0121】上記マスク314に作成された集積回路パ
ターンをウエハ303(図21)上に転写するには、まず
表面にホトレジストを塗布したウエハ303を前記図21
に示す露光装置のXYテーブル316上に位置決めし、
マスク314(314a及び314b)をそのアライメ
ント系に位置決めする。マスク314は、ハーフミラー
306によって分割された一方の光L1が前記一対の回
路パターンP1,P2のうちの一方の回路パターンP1
に照射されるときに、もう一方の光L2がもう一方の回
路パターンP2上に正確に照射されるように行なう。次
にコーナーミラー310を垂直移動させ、再び合成され
るときの2つの光L1,L2の位相が互いに逆相となるよ
うに位相差の調整を行なう。このとき、光源の可干渉距
離を考慮して、2つの光路差をできるかぎり小さくおさ
える。マスク314の位置決め及び二つの光L1,L2
位相差の調整を正確に行なうには、例えばマスク314
に形成された図25(a),(b)に示すような一対の位
置合わせマークM11,M12,M21,M22(Mlnで総
称)を利用する。マークMlnは、斜線で示す遮光領域
中に等間隔で設けられた同一形状同一配置の開口よりな
る。すなわち、M12とM11及びM21とM22の間隔寸法は
すべて同一である。マスク314(314a及び314
b)の位置決めと光L1,L2の位相差の調整とが性格に
なされている場合は、マークM1nを透過した光L1とマ
ークM2nを透過した光L2とは、互いに干渉し合って完
全に消失するので、ウエハ303上にはマークの像
1,M2が形成されることはない。すなわち、ウエハ3
03上で投影像M1,M2の有無を識別することによっ
て、マスク314(314a及び314b)の位置決め
と光L1,L2の位相差の調整とが正確になされているか
否かを容易に判定することができる。
In order to transfer the integrated circuit pattern formed on the mask 314 onto the wafer 303 (FIG. 21), first, the wafer 303 coated with a photoresist
Is positioned on the XY table 316 of the exposure apparatus shown in FIG.
The mask 314 (314a and 314b) is positioned in the alignment system. Mask 314, when the light L 1 of one divided by the half mirror 306 is irradiated onto one of the circuit patterns P 1 of the pair of the circuit patterns P 1, P 2, the other light L 2 There is performed as accurately irradiated onto the other circuit pattern P 2. Next, the corner mirror 310 is moved vertically, and the phase difference is adjusted so that the phases of the two lights L 1 and L 2 when recombining are opposite to each other. At this time, considering the coherence length of the light source, the difference between the two optical paths is kept as small as possible. In order to accurately position the mask 314 and adjust the phase difference between the two lights L 1 and L 2 , for example, the mask 314
A pair of alignment marks M 11 , M 12 , M 21 , M 22 (collectively Mln) as shown in FIGS. 25A and 25B are used. The mark Mln is formed of openings of the same shape and the same arrangement provided at equal intervals in the shaded area shown by oblique lines. In other words, a distance dimension M 12 and M 11 and M 21 and M 22 are all identical. The mask 314 (314a and 314)
If the positioning of b) and the adjustment of the phase difference between the lights L 1 and L 2 are performed properly, the light L 1 transmitted through the mark M 1 n and the light L 2 transmitted through the mark M 2 n are: Since they interfere with each other and completely disappear, the mark images M 1 and M 2 are not formed on the wafer 303. That is, the wafer 3
By identifying the presence or absence of the projection images M 1 and M 2 on the mask 03, it is easy to determine whether or not the positioning of the mask 314 (314a and 314b) and the adjustment of the phase difference between the light L 1 and L 2 are accurate. Can be determined.

【0122】マスク上のパターンP1,P2の位置合わせ
は、アライメント機構309を用いて行なう。次に被照
射試料303の表面段差(図23)に対応させて位相差を
調整する。この調整は、光路長可変機構311の圧電制
御素子をコンピュータ制御(プログラム化)して行な
う。すなわち、図24に示すように、位相差に対応して、
焦点位置をシフトさせることができるので、被照射試料
に表面段差がある場合にも、上部及び下部共に焦点を合
わせることが可能となる。
The alignment of the patterns P 1 and P 2 on the mask is performed using the alignment mechanism 309. Next, the phase difference is adjusted according to the surface step of the sample to be irradiated 303 (FIG. 23). This adjustment is performed by computer control (programming) of the piezoelectric control element of the optical path length variable mechanism 311. That is, as shown in FIG. 24, corresponding to the phase difference,
Since the focal position can be shifted, even when the irradiated sample has a surface step, it is possible to focus on both the upper and lower parts.

【0123】このようにしてマスク314の位置決めと
光L1,L2の位相差の調整とを行なった後、マスク31
4に形成された集積回路パターンの原画を、例えば光学
的に1/5に縮小してウエハ303上に投影し、ウエハ
303を順次ステップ状に移動させながら上記操作を繰
り返す。
After the positioning of the mask 314 and the adjustment of the phase difference between the lights L 1 and L 2 are performed in this manner, the mask 31
The original image of the integrated circuit pattern formed in No. 4 is, for example, optically reduced to 1/5 and projected onto the wafer 303, and the above operation is repeated while sequentially moving the wafer 303 in a step-like manner.

【0124】図24のデータは、図11に示すようなオン・
マスク位相シフト法により、位相差がそれぞれ150
°,180°,210°になるようにマスク上の透明シ
フタ層を形成して露光したものである。実験条件は、最
小パターン寸法0.35μm,露光波長λ=365nm
(i線),NA=0.42,パーシャル・コヒーレンシ
ーσ=0.3,レジスト「RI7000P」(日立化成
社製)、露光装置は5:1i線ステッパ「RA101」
(日立製作所製)である。
The data shown in FIG.
By the mask phase shift method, the phase difference is 150
The transparent shifter layer on the mask was formed so as to be at 180 °, 180 °, and 210 °, and was exposed. The experimental conditions were a minimum pattern size of 0.35 μm and an exposure wavelength λ = 365 nm.
(I-line), NA = 0.42, partial coherency σ = 0.3, resist “RI7000P” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), exposure apparatus: 5: 1 i-line stepper “RA101”
(Manufactured by Hitachi, Ltd.).

【0125】なお、本発明の原理は、上記のような二つ
のマスク・パターンを合成することによるペア・マスク
位相シフト法ばかりでなく、一つのマスクを単一の光束
で露光するオン・マスク位相シフト法によっても実現で
きる。この場合は図11の位相シフト膜22の厚さを位相
差φが150°〜210°間の所望の値になるように形
成する必要がある。
The principle of the present invention is not only a pair mask phase shift method by combining two mask patterns as described above, but also an on-mask phase shift method for exposing one mask with a single light beam. It can also be realized by the shift method. In this case, it is necessary to form the thickness of the phase shift film 22 in FIG. 11 so that the phase difference φ becomes a desired value between 150 ° and 210 °.

【0126】本実施例に示したように、「位相シフト
法」において、シフト量を(2n+1)π;(nは整
数)以外の値とすることにより、複数の像面に投影する
方法を「多像面位相シフト法」と、特に2つのマスクを
用いるときは「マルチ・マスク多像面位相シフト法」と
よぶことにする。
As shown in the present embodiment, the method of projecting on a plurality of image planes by setting the shift amount to a value other than (2n + 1) π; (n is an integer) in the “phase shift method” The "multi-image plane phase shift method" will be referred to as "multi-mask multi-image plane phase shift method" especially when two masks are used.

【0127】なお、以下の実施例に示す位相シフトを伴
わない段差を有する複数平面への同時結像による露光法
と本実施例のものとを総称して「多像面投影露光法」と
いうことにする。
The exposure method by simultaneous imaging on a plurality of planes having a step without phase shift shown in the following embodiments and the method of this embodiment are collectively referred to as “multi-image plane projection exposure method”. To

【0128】(4)実施例・4 本実施例は、実施例1〜3及び後に示す実施例に適用で
きるステップ・アンド・リピート型5:1縮小投影露光
装置(ステッパ)の変形例に関するものである。本実施
例は、プロセス等からの要請により、コヒーレンシの低
い露光光を用いる等のために、コヒーレンス長が比較的
短い場合に有効である。
(4) Fourth Embodiment The fourth embodiment relates to a modification of the step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus (stepper) applicable to the first to third embodiments and the embodiments described later. is there. This embodiment is effective when the coherence length is relatively short because, for example, exposure light with low coherency is used at the request of a process or the like.

【0129】図26は、本実施例のステッパの露光光学系
の模式正断面図である。同図において、402は水銀ア
ーク・ランプ、水銀キセノン・アーク・ランプのi線等
(365nm)、エキシマ・レーザ(249nm又は3
08nm)等の露光光源、403は被露光ウエハ、40
4はビーム・エクスパンダ及びコンデンサ・レンズ等を
含む照明光学系、405はコールド・ミラー等のミラ
ー、406は光Lをほぼ同等に2分割するための光分割
用ハーフ・ミラー、407a及び407bはそれぞれ分
割光L1,L2を反射するためのミラー、408は光L1
に関しての光路長制御及びマスクとの位置合せのための
コーナ・ミラー・ブロック、408aは前部コーナ・ミ
ラー、408bは後部コーナ・ミラー、409はコーナ
・ミラー・ブロック408の駆動制御手段、410は光
2に関しての光路長制御のためのコーナ・ミラー・ブ
ロック、410aはその前部ミラー、410bは後部コ
ーナ・ミラー、414aは、主マスク、414bはサブ
・マスク、412a及び412bはそれぞれ光L1,L2
に対応する前部投影レンズ系、411はコーナ・ミラー
410の駆動制御系、413はL1,L2にを合成してL
とするための合成用ハーフ・ミラー、415は合成光
L を結像させるための後部投影レンズ系、416はウ
エハ403をXY方向に移動させるためのXYステージ
及びウエハ吸着台である。
FIG. 26 is a schematic front sectional view of the exposure optical system of the stepper of this embodiment. In the figure, reference numeral 402 denotes a mercury arc lamp, i-line of a mercury xenon arc lamp (365 nm), an excimer laser (249 nm or 3 nm).
08 nm), 403 is a wafer to be exposed, 40
Reference numeral 4 denotes an illumination optical system including a beam expander, a condenser lens, and the like; 405, a mirror such as a cold mirror; 406, a light splitting half mirror for splitting the light L almost equally into two; 407a and 407b, Mirrors for reflecting the split lights L 1 and L 2 , respectively, and 408 are light L 1
408a is a front corner mirror, 408b is a rear corner mirror, 409 is a drive control means of the corner mirror block 408, and 410 is a corner mirror block for optical path length control and alignment with a mask. corner mirror block, 410a is a front portion thereof a mirror for optical path length control for light L 2, 410b rear corner mirror, 414a primarily masks, 414b are sub-masks, 412a and 412b, respectively the light L 1 , L 2
411 is a drive control system for the corner mirror 410, and 413 is a combination of L 1 and L 2 to make L
415 is a rear projection lens system for forming an image of the synthesized light L 1, and 416 is an XY stage and a wafer suction table for moving the wafer 403 in the XY directions.

【0130】本装置の動作は、前記各装置のそれとほぼ
同一であるので、その動作説明のくりかえしはしないこ
とにする。
Since the operation of the present apparatus is almost the same as that of each of the above-mentioned apparatuses, the description of the operation will not be repeated.

【0131】(5)実施例・5 本実施例は、主マスクからウエハまでとサブ・マスクか
ら同ウエハまでの光学距離をほぼ同一にし、かつ、主マ
スクから光源までとサブ・マスクから光源までの光学距
離をほぼ同一にしたことを主な特徴とするステップ・ア
ンド・リピート型5:1縮小投影露光装置に関するもの
である。ただし、これらの特徴は、いずれも必ずしも本
発明の必須の特徴ではないことは、いうまでもない。
(5) Embodiment 5 In this embodiment, the optical distances from the main mask to the wafer and from the sub-mask to the wafer are substantially the same, and the distance from the main mask to the light source and from the sub-mask to the light source And a step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus characterized in that the optical distances are substantially the same. However, it goes without saying that none of these features is necessarily an essential feature of the present invention.

【0132】図27及び図28は本実施例・5のi線露光装
置の断面図及び代表的光線の追加説明図である。
FIGS. 27 and 28 are a sectional view of the i-line exposure apparatus according to the fifth embodiment and additional explanatory views of representative light beams.

【0133】これらの図において、502は光源部であ
り、超高圧水銀アークランプ又はキセノン水銀ランプ等
の紫外ランプとその発行のスペクトルの中から、ほぼ単
色のi線(365nm)のみを抽出するフィルタ群及び
ミラー等からなる。504は単一又は数枚のレンズ(合
成石英)群からなるコンデンサー・レンズ又はレンズ系
であり、マスクに対してケーラー(Koler)照明を形成
している。551はハーフ・ミラー面で張り合された光
路長整合用の第1のプリズム(合成石英)、506は露
光光束Lを分割して、主露光光束L1と副露光光束L2
するためのハーフミラー面である。このハーフミラー
は、同一の偏光モードに対して、ほぼ同等の反射率及び
透過率を有するように設計されている。507a及び5
80aは主光束L1を90°偏向するためのミラー面、
507bは副光束L2を90°偏向するためのミラー
面、552a及び552bはそれぞれの蒸着ミラー面を
有する偏向プリズム(合成石英)である。514a及び
514bは被露光又は被転写パターンを有する主マスク
(レチクル)及び副マスク(レチクル)、561a及び
561bはそれぞれのマスクのホールダ及びZ軸(光軸
方向)及びXY軸方向の微小駆動手段である。540a
及び540bはL1,L2の光路長を調整することにより
両光束の位相差φを設定するための位相差設定手段、5
41はそれらの連通管である。562a及び562bは
それぞれの前段投影レンズ群、554は光路長整合用の
第2のプリズム(合成石英)、553bはL2を90°
偏向するための偏向プリズム(合成石英)、549a,
549b、及び508bはそれぞれ偏向ミラー面、51
3は光束L1,L2を合成してL(合成光束)とするため
の合成用ハーフミラー面である。このハーフミラー51
3は、先の分割用ハーフミラー506と同様の特性を有
する。515は露光用の後段投影レンズ群、565は参
照用の後段投影レンズ群、566は参照用投影レンズ群
の像面に設けられた光検出手段、503は被露光ウエ
ハ、576はウエハを真空吸着してウエハの平坦度を確
保するためのウエハ・チャック及びθ回転(ウエハの中
心を通る鉛直軸のまわりの回軸)ステージ、577はZ
軸(鉛直軸)方向の移動ステージ、578は3個のZ軸
駆動手段よりなる水平度調整手段、579はXステー
ジ、580はYステージである。
In these figures, reference numeral 502 denotes a light source section, which is a filter for extracting only a substantially monochromatic i-line (365 nm) from an ultraviolet lamp such as an ultra-high pressure mercury arc lamp or a xenon mercury lamp and a spectrum issued by the lamp. It consists of groups and mirrors. Reference numeral 504 denotes a condenser lens or a lens system including a group of one or several lenses (synthetic quartz), and forms Koler illumination on the mask. 551 first for tension engaged optical path length matching with half-mirror surface of the prism (synthetic quartz), 506 splits the exposure light beam L, the main exposure light beam L 1 and for the sub-exposure light beam L 2 It is a half mirror surface. This half mirror is designed to have substantially the same reflectance and transmittance for the same polarization mode. 507a and 5
Mirror surface to 90 ° deflects the main luminous flux L 1 is 80a,
507b is a mirror surface for 90 ° deflects the sub beam L 2, 552a and 552b are deflecting prism having a respective deposition mirror surfaces (synthetic quartz). Reference numerals 514a and 514b denote main masks (reticles) and sub-masks (reticles) having patterns to be exposed or transferred, and 561a and 561b denote holders of the respective masks and minute driving means in the Z axis (optical axis direction) and XY axis directions. is there. 540a
And 540b are phase difference setting means for setting the phase difference φ between the two light beams by adjusting the optical path lengths of L 1 and L 2.
41 is a communication pipe for them. 562a and 562b denote respective front-stage projection lens groups, 554 denotes a second prism (synthetic quartz) for optical path length matching, and 553b denotes L2 by 90 °.
Deflecting prism (synthetic quartz) for deflecting, 549a,
549b and 508b are deflecting mirror surfaces, 51
Reference numeral 3 denotes a combining half mirror surface for combining the light beams L 1 and L 2 into L (combined light beam). This half mirror 51
No. 3 has the same characteristics as the half mirror 506 for division. 515, a rear projection lens group for exposure, 565, a rear projection lens group for reference, 566, a light detecting means provided on the image plane of the projection lens group for reference, 503, a wafer to be exposed, and 576, vacuum suction of the wafer. Chuck and a θ rotation (rotation axis around a vertical axis passing through the center of the wafer) stage to secure the flatness of the wafer
A moving stage in the axial (vertical axis) direction, 578 is a horizontality adjusting means composed of three Z-axis driving means, 579 is an X stage, and 580 is a Y stage.

【0134】図29は上記ステッパの位相差設定手段54
0aの要部断面図である。同図において、542a及び
543aは合成石英ガラス板、541aはそれらの間隔
調整手段、544aは金属ベローズ、547aは圧力レ
ザバ(Reservoir)、546aはオースティナイト系ステ
ンレス・パイプよりなる連通管、545aはステッパが
配置されている室の雰囲気ガス又は露光光束通路の主要
な雰囲気ガスと異なる屈折率を有する単独のガス又は混
合ガスが圧力レザバ547aの作用により一定圧力に保
持される光路長制御室である。なお、この光路長制御室
545aは547aを真空ポンプとすることにより、真
空状態とすることも可能である。真空にする場合は、光
路長制御室内のガスの温度上昇を考慮する必要がない。
FIG. 29 shows the phase difference setting means 54 of the stepper.
It is principal part sectional drawing of 0a. In the same figure, 542a and 543a are synthetic quartz glass plates, 541a is a distance adjusting means for them, 544a is a metal bellows, 544a is a pressure reservoir (Reservoir), 546a is a communicating pipe made of an austenitic stainless steel pipe, and 545a is a communicating pipe made of austenitic stainless steel pipe. An optical path length control chamber in which a single gas or a mixed gas having a refractive index different from that of the atmosphere gas of the chamber in which the stepper is disposed or the main atmosphere gas of the exposure light beam passage is maintained at a constant pressure by the action of the pressure reservoir 547a. . The optical path length control chamber 545a can be in a vacuum state by using 547a as a vacuum pump. In the case of a vacuum, it is not necessary to consider the temperature rise of the gas in the optical path length control chamber.

【0135】図30は上記ステッパのウエハ・ステージ部
分の上面図である。同図において、503は被露光ウエ
ハ、576はウエハ・チャック兼θステージ、577は
Zステージ、578a〜cは水平度調整手段578の要
素をなす各Z軸方向駆動素子、579はXテーブル、5
80はYテーブルである。
FIG. 30 is a top view of the wafer stage portion of the stepper. In the figure, reference numeral 503 denotes a wafer to be exposed, 576 denotes a wafer / chuck / θ stage, 577 denotes a Z stage, 578a to c denote respective Z-axis direction driving elements constituting elements of the horizontality adjusting means 578, 579 denotes an X table,
80 is a Y table.

【0136】次に、本ステッパの露光動作を説明する。
まず、主マスク514a及び副マスク514bの傾きを
調整して、露光領域に対応する各マスク上の点と光源と
の光路長ができるだけ同一になるようにする。更に各マ
スクとウエハ503上の各対応する点間の光路長が、で
きるだけ同一になるように調整(ウエハの傾き)する。
次に実施例・3で説明した如く、位置合せ、マークMを
用いて、焦点合せ、XY平面内でのマスク合せ及び位相
差φ=πへの位相差合せ(その後、必要ならばπφ<
πの範囲で位相差(干渉するかぎり相対的な位相差で
よい)φを再調整して段差に対応する。)を行ない、そ
の後、同サイトの露光を実行する。
Next, the exposure operation of the present stepper will be described.
First, the inclinations of the main mask 514a and the sub-mask 514b are adjusted so that the optical path length between the point on each mask corresponding to the exposure area and the light source is as equal as possible. Furthermore, the optical path length between each mask and each corresponding point on the wafer 503 is adjusted (tilt of the wafer) so as to be as identical as possible.
Next, as described in the third embodiment, using the alignment, the mark M, the focusing, the mask alignment in the XY plane, and the phase difference φ = π (after that, if necessary, π < φ <
The phase difference (a relative phase difference may be used as long as interference occurs) φ is readjusted in the range of π to correspond to the step. ), And then perform exposure at the same site.

【0137】位相差の調整は、図29に示す如く、光路長
制御室540a又は540bの厚さを変化させることに
より実行する。すなわち、石英板542a及びbの間の
距離を一方の石英板を平行移動させる。
The adjustment of the phase difference is performed by changing the thickness of the optical path length control chamber 540a or 540b as shown in FIG. That is, the distance between the quartz plates 542a and 542b is moved in parallel by one of the quartz plates.

【0138】更に、各マスク、又ウエハの傾き調整は、
図30に示すような3本の傾き調整手段578a〜c(ウ
エハの場合、又、マスクの方もほぼ同様の機構による)
によりZ軸方向に移動させることによって実行する。
Further, the inclination of each mask and wafer can be adjusted by:
Three inclination adjusting means 578a to 578c as shown in FIG. 30 (in the case of a wafer, the mask is also operated by substantially the same mechanism)
Is executed by moving in the Z-axis direction.

【0139】後段投影レンズ群515(図27)はそれ自
体について、両側が「テレセントリック」に構成されて
おり、すなわち、主光線が同レンズ群の両側において光
軸と並行にすすむように構成されている。従って、顕微
鏡における無限遠筒長補正系の如く、前段投影レンズ群
562a又は562bと後段投影レンズ群515の間に
各種の光学素子を挿入した場合の全体としての結像特性
の変化を最小におさえることができる。更に、後段投影
レンズ群515とは別にマスク514a及びbの近傍に
前段投影レンズ群562a及びbがあるので、最適な物
側開口数を確保することが容易となる。
The rear projection lens group 515 (FIG. 27) itself is configured so as to be “telecentric” on both sides, that is, such that the chief ray is parallel to the optical axis on both sides of the same lens group. I have. Therefore, as in the case of an infinite cylinder length correction system in a microscope, a change in overall imaging characteristics when various optical elements are inserted between the front projection lens group 562a or 562b and the rear projection lens group 515 is minimized. be able to. Furthermore, since the front projection lens groups 562a and 562b are located near the masks 514a and 514, separately from the rear projection lens group 515, it is easy to secure an optimum object-side numerical aperture.

【0140】(6)実施例・6 本実施例は主に主マスクと副マスクを別々に露光し、そ
れらの光束(2n+1)πの位相差をもたせて合成し、
その合成光によりウエハを露光する発明に使用するマス
ク・パターンを説明する。以下の説明では、サブ・マス
ク及び主マスク上の同一パターン(ウエハ上の)に対応
する主パターン及び副パターンを便宜上同一平面上に投
影して示すことにする。又、同パターンに付する寸法
は、5:1縮小投影の場合のウエハ上の寸法に換算して
示す。副パターンについては破線で遮蔽領域と開口領域
の境界を表わす。副パターンの開口領域については、対
応する部分を分散した点で表示する。
(6) Embodiment 6 In this embodiment, the main mask and the sub-mask are separately exposed, and they are combined with a phase difference of (2n + 1) π.
A mask pattern used in the invention for exposing a wafer with the combined light will be described. In the following description, the main pattern and the sub-pattern corresponding to the same pattern (on the wafer) on the sub-mask and the main mask are projected and shown on the same plane for convenience. The dimensions given to the pattern are shown in terms of dimensions on the wafer in the case of 5: 1 reduction projection. Regarding the sub-pattern, the boundary between the shielding area and the opening area is indicated by a broken line. Regarding the opening area of the sub-pattern, the corresponding portion is indicated by dispersed points.

【0141】図31は実施例・6Aの孤立Alライン(他
に同様なメタル配線ライン、絶縁膜ストリップ、ストリ
ップ状開口、ポリSi配線又はゲートライン、ポリサイ
ド配線又はゲートライン等にも適用できるが、説明はそ
れらの内の代表的なものに限る。)をネガ・プロセスに
よって露光する場合の主マスク及び副マスクのパターン
である。(線状の開口を形成する場合は当然、本マスク
・パターンでポジ型レジスト・プロセスを使用する必要
がある。)同図において、601aはAlラインに対応
する主マスク上の開口部、604d及び605dは同主
マスクのクロム膜による遮光部、602b及び603b
は副マスク上の副パターン(シフタ・パターン又は補償
パターン、特に位相が反転しているときは、位相反転又
は単に反転パターン又は反転スリットという。)、寸法
Aは0.3〜0.4μm、寸法Bは約0.2μm、寸法E
は約0.1μm程度である。
FIG. 31 is applicable to the isolated Al line of the embodiment 6A (other metal wiring lines, insulating film strips, strip-shaped openings, poly-Si wirings or gate lines, polycide wirings or gate lines, etc. The description is limited to representative ones of them.) Is a pattern of a main mask and a sub-mask in the case of exposing by a negative process. (If a linear opening is to be formed, it is necessary to use a positive resist process with this mask pattern.) In the figure, reference numeral 601a denotes an opening on the main mask corresponding to the Al line, 604d and 605d is a light-shielding portion of the same main mask made of a chrome film, 602b and 603b.
Is a sub-pattern on the sub-mask (shifter pattern or compensation pattern, especially when the phase is reversed, referred to as phase reversal or simply reversed pattern or reversed slit), dimension A is 0.3 to 0.4 μm, dimension A B is about 0.2 μm, dimension E
Is about 0.1 μm.

【0142】図32は本実施例・Bの主マスク及び副マス
ク・パターンである。本例は、コンタクト・ホール又は
スルーホールその他の孤立ホールに対応しており、ポジ
型レジスト・プロセスが用いられる。(一方、孤立膜パ
ターンの場合は、ネガ型レジスト・プロセスによる。)
同図において、611aは主マスク上のホール(開口)
に対応する開口部、612dは同主マスク上の遮光部、
613b,614b,615b及び616bは副マスク
上の反転スリット群である。寸法については、同一記号
については、先の例と実質的に同一である。
FIG. 32 shows a main mask and a sub mask pattern of the embodiment B. This example corresponds to a contact hole or a through hole or other isolated holes, and a positive resist process is used. (On the other hand, in the case of an isolated film pattern, a negative resist process is used.)
In the figure, reference numeral 611a denotes a hole (opening) on the main mask.
612d is a light-shielding portion on the same main mask,
Reference numerals 613b, 614b, 615b, and 616b denote reverse slit groups on the sub-mask. Regarding the dimensions, the same symbols are substantially the same as those in the previous example.

【0143】図33は上記実施例・6Bの変形例である実
施例・6Cの主マスク及び副マスクの孤立開口等に対応
するマスク・パターンである。同図において、613
C,614C,615C,及び616Cは開口部が丸く
なるのを防止するための主マスク上の補助開口パターン
(コーナ・エンハンスメント・パターン又はエンハン
サ)であり、その他は全て上記実施例・6Bと同一であ
る。エンハンサの寸法は、0.1μm角程度である。こ
の方法は、上記実施例・6Bによるとコーナ部の丸まり
方が異常に大きくなることを防止するのに有効である。
FIG. 33 shows a mask pattern corresponding to the isolated openings of the main mask and the sub-mask of the embodiment 6C which is a modification of the embodiment 6B. In FIG.
Reference numerals C, 614C, 615C, and 616C denote auxiliary opening patterns (corner enhancement patterns or enhancers) on the main mask for preventing the openings from being rounded. is there. The dimensions of the enhancer are about 0.1 μm square. According to the embodiment 6B, this method is effective for preventing the corner portion from being abnormally rounded.

【0144】図34はこれまでの例と同様その幅が当該露
光プロセスにおける最小線幅に対等する“L”字型開口
パターンをポジ型レジスト・プロセスで処理する場合の
主マスク及び副マスク・パターンである。同図におい
て、621aは主マスク上の開口部、622dは主マス
ク上の遮蔽部(これまでと同様に、副マスクに関して
は、この部分が同様にその遮蔽部の一部となる。すなわ
ち、破線で示す反転シフタ部以外は全て遮蔽部又は遮蔽
部にあたる。)、623b,624b,625b,62
6b,627b,及び628bはそれぞれ副マスク上の
シフタ領域開口部である。寸法については、図32と同じ
記号で示す。(これらの記号は、特に、ことわらないか
ぎり同一の寸法を示す。)なお、本パターンは、ネガ型
レジスト・プロセスを用いると、そのままAlの“L”
字パターンなどの孤立膜パターンとなる。
FIG. 34 shows a main mask and a sub-mask pattern when an "L" -shaped opening pattern whose width is equal to the minimum line width in the exposure process is processed by a positive resist process, as in the previous examples. It is. In the figure, reference numeral 621a denotes an opening on the main mask, and 622d denotes a shielding portion on the main mask (this portion also becomes a part of the shielding portion with respect to the sub-mask as before, that is, a broken line. Except for the reversing shifter portion indicated by, all correspond to the shielding portion or the shielding portion.), 623b, 624b, 625b, 62
Reference numerals 6b, 627b, and 628b denote shifter region openings on the sub-mask, respectively. The dimensions are indicated by the same symbols as in FIG. (These symbols indicate the same dimensions unless otherwise specified.) Note that when a negative resist process is used, this pattern is not changed to the “L” of Al as it is.
It becomes an isolated film pattern such as a character pattern.

【0145】図35は上記実施例・6Dの変形例・6Eで
ある。同図において、621aは上記図34の621aに
対応する主マスク上の開口パターン、621dは同主マ
スク上の“L”字型開口のコーナ内側の過剰な膨張を防
止するための補助遮光パターン(コーナ・リダクション
・パターン又はリデューサ)であり、そのサイズは、エ
ンハンサのそれと同じである。623c,624c,6
25c、626c及び、627cはコーナの過剰な縮小
を防止するために主マスク上に設けられたエンハンサに
対応する開口パターン,622dは主マスク上の遮蔽
部,623b,624b,625b,626b,627
b,及び628bはそれぞれシフタ・パターン(反転開
口部)である。
FIG. 35 shows a modification 6E of the embodiment 6D. 34, reference numeral 621a denotes an opening pattern on the main mask corresponding to 621a in FIG. 34, and reference numeral 621d denotes an auxiliary light shielding pattern (FIG. 34) for preventing excessive expansion inside the corner of the "L" -shaped opening on the main mask. Corner reduction pattern or reducer), the size of which is the same as that of the enhancer. 623c, 624c, 6
Reference numerals 25c, 626c and 627c denote opening patterns corresponding to enhancers provided on the main mask in order to prevent excessive reduction of corners, and 622d denotes a shielding portion on the main mask, 623b, 624b, 625b, 626b, 627.
b and 628b are shifter patterns (inversion openings), respectively.

【0146】図36は実施例・6F孤立屈曲Al配線パタ
ーンのネガ型レジスト・プロセスに対応する主マスク及
び副マスク・パターンである。同図において、631a
はAl配線に対応する主マスク上の開口部、638d及
び639dは主マスク上の遮蔽部、633b,634
b,635b,及び636bはAl配線にそって走るシ
フタである。各寸法は原則的に他と同じである。このパ
ターンはポジ型レジスト・プロセルに適用すると、帯状
開口形成に適用することができる。
FIG. 36 shows a main mask and a sub-mask pattern corresponding to the negative resist process for the isolated and bent Al wiring pattern in the embodiment 6F. In the figure, 631a
Are openings on the main mask corresponding to the Al wiring, 638d and 639d are shielding portions on the main mask, 633b and 634
b, 635b, and 636b are shifters running along the Al wiring. Each dimension is basically the same as the others. When this pattern is applied to a positive resist process, it can be applied to the formation of a band-shaped opening.

【0147】図37は実施例・6Gの主マスク及び副マス
ク・パターン(孤立Al屈曲パターン等のネガ・プロセ
スに対応する。)である。本例は、上記6Fの変形例に
あたる。同図において、631cはエンハンサとして作
用する開口パターン、631dはリデューサとして作用
する遮蔽パターンであり、これらはともに主マスク上に
設けられており、寸法は図35の同等のパターンと同じで
ある。その他の点に関しては上記実施例・6Fと全く同
じである。
FIG. 37 shows a main mask and a sub-mask pattern (corresponding to a negative process such as an isolated Al bending pattern) of the embodiment 6G. This example is a modification of the above 6F. In the figure, 631c is an opening pattern acting as an enhancer, 631d is a shielding pattern acting as a reducer, these are both provided on the main mask, and the dimensions are the same as the equivalent pattern in FIG. The other points are exactly the same as those in the embodiment 6F.

【0148】図38は実施例6Hのライン・アンド・スペ
ース・パターンのための主マスク及び副マスク・パター
ンを示す。この場合、ネガ型レジスト・プロセスとす
る。同図において、641a,642a,及び643a
はAlライン・パターンに対応する主マスク上の帯状開
口・パターン部、641b,642b,及び643bは
Alライン・パターン部に対応する副マスク上の帯状シ
フタ開口・パターン部(又はコンプリメンタリ・ライン
・パターン)、645d,646d,647d,及び6
48dは主マスク上の遮蔽部である。寸法は、ライン及
びスペースともに0.3μmである。
FIG. 38 shows a main mask and a sub mask pattern for the line and space pattern of the embodiment 6H. In this case, a negative resist process is used. In the figure, 641a, 642a and 643a
Is a band-shaped opening / pattern portion on the main mask corresponding to the Al line pattern; 641b, 642b and 643b are band-shaped shifter opening / pattern portions (or complementary line pattern) on the sub-mask corresponding to the Al line pattern portion. ), 645d, 646d, 647d, and 6
48d is a shielding part on the main mask. The dimensions are 0.3 μm for both lines and spaces.

【0149】(ウエハ上換算)なお、ポジの場合は、同
図上において、主マスク上の開口と副マスク上の開口と
の間の遮蔽部とそれと隣接する開口部を入換る必要があ
る。すなわち、スペースに対応する部分に主又は副マス
クの開口がくるようにする必要がある。これは、周知的
帯状開口を形成する場合も同じである。
[0149] In the case of positive, it is necessary to replace the shielding portion between the opening on the main mask and the opening on the sub-mask and the opening adjacent thereto in the figure. . That is, it is necessary to make the opening of the main or sub mask at a portion corresponding to the space. This is the same when a well-known band-shaped opening is formed.

【0150】本実施例・6A〜Hマスク・パターンは、
以上説明したようなマルチ・マスク方式(実施例・1〜
5)ばかりでなく、オン・マスク位相シフト(1つのマ
スク上に相対位差φ=πの反転透明膜を有するシフタ・
パターンとφ=οの主パターンとをともに有する1つの
マスクを用いる位相シフト露光方法)に適用することも
できる。この場合、図31〜H図のパターンをそのまま1
枚のマスク上のものとして、マスク作成をすればよい。
Embodiment 6 The mask patterns 6A to 6H are as follows:
The multi-mask method as described above (Examples 1 to
5) Not only the on-mask phase shift (shifter having an inverted transparent film with relative position φ = π on one mask)
(Phase shift exposure method using one mask having both a pattern and a main pattern of φ = ο). In this case, the pattern shown in FIGS.
What is necessary is just to make a mask as what is on one mask.

【0151】(7)実施例・7 ここでは、本発明の実施に用いられるウエハ処理及び露
光プロセスについて説明する。
(7) Embodiment 7 Here, a wafer processing and an exposure process used for carrying out the present invention will be described.

【0152】図39は5:1縮小ステップ・アンド・リピ
ート投影露光の露光の流れを示すウエハ上面図である。
同図において、703は、被露光ウエハ(たとえば、8
インチ単結晶Siウエハ)、702はウエハのオリエン
テーション・フラット、731及び732は、それぞ
れ、すでに露光完了した露光領域(一回の露光動作によ
り光照射される領域で単位露光領域ともいう。)、73
3〜736はこれから露光される各単位露光領域であ
り、この領域は上記ウエハ703の上面のほぼ全領域を
埋めつくすことになる。露光はここに示す番号順に行な
われる。
FIG. 39 is a top view of the wafer showing the flow of exposure in 5: 1 reduction step-and-repeat projection exposure.
In the figure, reference numeral 703 denotes a wafer to be exposed (for example, 8
Inch single crystal Si wafer), 702 is an orientation flat of the wafer, and 731 and 732 are exposure areas which have already been exposed (areas irradiated with light by one exposure operation, also called unit exposure areas), 73, respectively.
Reference numerals 3 to 736 denote each unit exposure area to be exposed, and this area covers almost the entire area of the upper surface of the wafer 703. Exposure is performed in the numerical order shown here.

【0153】図40はメモリICの場合の単位露光領域7
33と各チップ領域721,722及びチップ間領域7
23との関係を示す平面図である。
FIG. 40 shows a unit exposure area 7 in the case of a memory IC.
33, each chip area 721, 722 and inter-chip area 7
FIG. 23 is a plan view showing the relationship with 23.

【0154】図41〜E及び図44〜Hは、それぞれ本発明
のポジ及びネガ・レジストによる露光プロセスとウエハ
・プロセスの流れを説明するための模式断面図である。
図41及びF図においては、簡単のために光線図及びマス
クについては、オン・マスク位相シフト(1つのマスク
による位相シフト法である。ただし、マスクにおいて主
パターンのみを示し、シフタは省略している。)の例を
示すが、マルチ・マスクの場合は、光路が途中で2本に
なるだけで、ウエハ面では一本に合成されているので、
ここに示したものと全く同一である。
FIGS. 41-E and 44-H are schematic sectional views for explaining the flow of the exposure process and the wafer process using the positive and negative resists of the present invention, respectively.
In FIGS. 41 and F, for the sake of simplicity, the ray diagram and the mask are on-mask phase shift (phase shift method using one mask. However, only the main pattern is shown in the mask, and the shifter is omitted. In the case of a multi-mask, only two light paths are provided in the middle and only one light path is combined on the wafer surface.
It is exactly the same as shown here.

【0155】図41〜Eにおいて、714はポジ型・マス
ク、745はマスク714の開口部、714は縮小投影
レンズ系で他の実施例に示されているもの、703はス
テッパのウエハ・ステージ上に真空吸着された被処理ウ
エハ、741は半導体ウエハ主面上の第1の酸化膜、7
42はその上に形成されたAl配線パターン、743は
その上の全面に形成された第2の酸化膜、744はその
上全面にスピンナにより塗布(0.6μm)されたポジ
型レジスト膜(レジストについては、実施例・16参
照)である。
In FIGS. 41 to 41E, reference numeral 714 denotes a positive mask, 745 denotes an opening of the mask 714, 714 denotes a reduction projection lens system shown in another embodiment, and 703 denotes a stepper on a wafer stage of a stepper. The wafer to be processed vacuum-sucked on the semiconductor wafer 741 is the first oxide film on the main surface of the semiconductor wafer.
42 is an Al wiring pattern formed thereon, 743 is a second oxide film formed on the entire surface thereof, and 744 is a positive resist film (resist applied on the entire surface thereof by a spinner (0.6 μm)). About Example 16).

【0156】図42において、746はレジスト膜744
の所定の部分に形成された開口部である。
In FIG. 42, reference numeral 746 denotes a resist film 744.
Is an opening formed in a predetermined portion.

【0157】図43において、747はレジスト膜744
をマスクとして形成された第2酸化膜のスルーホールで
ある。
In FIG. 43, reference numeral 747 denotes a resist film 744.
Is a through hole of the second oxide film formed using the mask as a mask.

【0158】図44〜図Hにおいて、714はネガ型マス
ク、755はその開口又は透光パターン、715は先と
同じ縮小投影レンズ系、703は先と同じようにステッ
パのウエハ・ステージに吸着された半導体ウエハ、74
1はその主面上に形成された酸化膜、742はその上に
の全面にスパッタリングにより被着されたAl膜、75
4はその上に形成(塗布)された厚さ0.6μm程度の
ネガ型ホトレジスト膜である。
44 to H, reference numeral 714 denotes a negative mask, reference numeral 755 denotes an opening or a light-transmitting pattern, reference numeral 715 denotes the same reduction projection lens system as above, and reference numeral 703 denotes a stepper as in the previous case. Semiconductor wafer, 74
1 is an oxide film formed on the main surface, 742 is an Al film deposited on the entire surface by sputtering, 75
Reference numeral 4 denotes a negative photoresist film having a thickness of about 0.6 μm formed (coated) thereon.

【0159】図45において、754xはパターニングさ
れたレジスト膜である。
In FIG. 45, reference numeral 754x denotes a patterned resist film.

【0160】図46において、742xはレジスト膜75
4xをマスクとしてパターニングされたAl配線パター
ンである。
In FIG. 46, reference numeral 742x denotes a resist film 75.
This is an Al wiring pattern patterned using 4x as a mask.

【0161】図48図ないしは図54はツイン・ウエル方式
によるCMOS−スタティックRAM(SRAM)の製
造プロセス・フロー断面図であり、図55はそのチップ上
のレイアウト図である。以下、順次説明する。
FIGS. 48 to 54 are cross-sectional views showing a manufacturing process flow of a CMOS-static RAM (SRAM) using a twin well system, and FIG. 55 is a layout diagram on a chip thereof. Hereinafter, description will be made sequentially.

【0162】図48はツイン・ウエル・プロセスによるn
及びpウエル形成プロセスを示す。同図において、70
3はn-型Si単結晶ウエハ(基板)、760nはn型
ウエル領域、760pはp型ウエル領域である。
FIG. 48 shows n by the twin well process.
And a p-well formation process. In FIG.
Reference numeral 3 denotes an n -type Si single crystal wafer (substrate), 760 n denotes an n-type well region, and 760 p denotes a p-type well region.

【0163】図49はそれにつづくゲート形成プロセス及
び形成されたゲートをマスクとして、セルファラインで
イオン注入により各FETのソース・ドレインを形成す
るプロセスを示す。同図において、761a〜cはLO
COS酸化膜、762p及びnはゲート酸化膜、763
p及びnはそれぞれポリシリコン・ゲート電極(又はポ
リサイド)、764p及びnはそれぞれp型及びn型高
濃度ソースドレイン領域である。
FIG. 49 shows a subsequent gate forming process and a process of forming the source / drain of each FET by ion implantation with a self-aligned line using the formed gate as a mask. In the figure, reference numerals 761a to 761c denote LOs.
COS oxide film, 762 p and n are gate oxide films, 763
p and n are polysilicon gate electrodes (or polycides), respectively, and 764 p and n are p-type and n-type high-concentration source / drain regions, respectively.

【0164】図50は層間PSG膜形成プロセス及び第2
層ポリSi配線並びに高抵抗形成プロセスを示す。同図
において、765は層間PSG膜、766は第2層ポリ
Si配線、766rはSRAMメモリセルの負荷抵抗と
なるポリSi高抵抗である。
FIG. 50 shows an interlayer PSG film forming process and a second process.
4 shows a layer poly-Si wiring and a high resistance forming process. In the figure, reference numeral 765 denotes an interlayer PSG film, 766 denotes a second-layer poly-Si wiring, and 766r denotes a poly-Si high resistance serving as a load resistance of the SRAM memory cell.

【0165】図51はSOGによる平坦化プロセス及びコ
ンタクト・ホール又はスルーホール形成プロセスを示
す。同図において、767はSOG膜、768a,b,
d,及びeはSi基板とのコンタクト・ホール、768
cは第2層ポリSi配線と上層とのスルーホールであ
る。
FIG. 51 shows a SOG planarization process and a contact hole or through hole formation process. In the same figure, 767 is an SOG film, 768a, b,
d and e are contact holes with the Si substrate, 768
c is a through hole between the second layer poly-Si wiring and the upper layer.

【0166】図52は第1層Al配線形成プロセスを示
す。同図において、769a〜eは第1層Al配線であ
る。
FIG. 52 shows a first layer Al wiring forming process. In FIG. 7, reference numerals 769a to 769 denote first layer Al wirings.

【0167】図53は第1層Al配線上の層間絶縁膜形成
プロセス及び第2層Al配線形成プロセスを示す。同図
において、770は第1層Al配線上の層間絶縁膜、7
71a及びbはスルーホールを介して、下層のAl配線
等と接続された第2層Al配線である。
FIG. 53 shows a process of forming an interlayer insulating film on a first layer Al wiring and a process of forming a second layer Al wiring. In the figure, reference numeral 770 denotes an interlayer insulating film on the first-layer Al wiring;
Reference numerals 71a and 71b denote second layer Al wirings connected to lower Al wirings and the like via through holes.

【0168】図54は第2層Al配線上のファイナル・パ
ッシベーション膜形成プロセスを示す。同図において、
772はファイナル・パッシベーション膜である。
FIG. 54 shows a process of forming a final passivation film on the second layer Al wiring. In the figure,
772 is a final passivation film.

【0169】図55は上記SRAMのチップ単位でのレイ
アウトを示す上面図である。同図において、721はチ
ップ、722はメモリ・セル・マット、723はI/O
回路、アドレス・デコーダ、読み出し及び書き込回路等
を含む周辺回路である。
FIG. 55 is a top view showing a layout of the SRAM in a chip unit. In the figure, 721 is a chip, 722 is a memory cell mat, and 723 is an I / O.
It is a peripheral circuit including a circuit, an address decoder, a read / write circuit, and the like.

【0170】図47は、上記SRAMの製造プロセス中の
フォトリソグラフィに関するプロセス、すなわち、露光
プロセスを抽出し、フロー化して示した露光プロセス・
フロー図である。同図において、nウエル・フォト工程
7P1はnウエルとなるべき部分以外を被覆するよう
に、Si34膜(基板上)上にレジスト・パターンを形
成する工程、フィールド・フォト工程7P2はPチャネ
ル及びNチャネルの能動領域上を被覆するようにSi3
4膜をパターニングするために、その上にレジスト膜
を被着して、パターニングする工程である。pウエル・
フォト工程7P3はpウエルのチャネル・ストッパー領
域形成するために、nウエル上を被覆するレジスト膜を
パターニングする工程、ゲート・フォト工程7P4はゲ
ート電極763p及びnをパターニングするために全面
に被着されたポリSi又はポリサイド層上にレジスト膜
をパターニングする工程である。ここまでのプロセスの
詳細は、図56ないしは図60及びその説明に更に詳しく説
明するので、ここでは簡単に説明した。nチャネル・フ
ォト工程7P5はnチャネル側にゲート763nをマス
クにn型不純物をイオン注入するために、pチャネル側
にレジスト膜をパターニングする工程、pチャネル・フ
ォト工程7P6は逆にpチャネル側にゲート763pを
マスクにp型不純物をイオン注入するために、nチャネ
ル側にレジスト膜をパターニングする工程、ポリSiフ
ォト工程7P7は第2層配線766又は高抵抗766r
(図50)となる第2層ポリSi膜をパターニングするた
めに全面に被着されたポリSi膜上にレジスト・パター
ンを形成する工程、Rフォト工程7P8はポリSi高抵
抗766r(図50)上をレジスト膜で被覆した状態でそ
の他の部分に不純物イオンを注入するためにマスクとな
るレジスト膜をネガ・プロセスによってパターニングす
る工程、コンタクト・フォト工程7P9は基板、ソース
・ドレイン領域、第1層ポリSi層、第2層ポリSi層
等と第1層Al配線(Al−I)とのコンタクトをとる
ためのコンタクト・ホール768a〜e(図51)を形成
するためのレジストパターンをポジ・プロセスにより被
着パターニングする工程、Al−Iフォト工程7P10
(図52)はAl−Iをパターニングするためのレジスト
・パターニング・プロセス、スルーホール・フォト工程
7P11はAl−Iと第2層目Al配線間の接続をとる
ためのスルーホールを開口するためのレジスト・パター
ンを形成する工程、Al−IIフォト工程7P12(図5
3)はAl−IIのパターニングのためのレジスト・パタ
ーニング工程、ボンディング・パッド・フォト工程7P
13はファイナル・パッシベーション膜772にボンデ
ィング・パッドに対応する100μm角程度の開口を形
成するために、パッド以外のファイナル・パッシベーシ
ョン膜上にレジスト膜を被着する工程である。
FIG. 47 shows a process related to photolithography in the above-mentioned SRAM manufacturing process, that is, an exposure process extracted and shown as a flow.
It is a flowchart. In the figure, an n-well photo process 7P1 is a process of forming a resist pattern on a Si 3 N 4 film (on a substrate) so as to cover a portion other than a portion to be an n-well, and a field photo process 7P2 is Si 3 so as to cover the active region of the channel and the N channel.
In this step, a resist film is deposited on the N 4 film and patterned to pattern the N 4 film. p-well
The photo step 7P3 is a step of patterning a resist film covering the n-well to form a p-well channel stopper region, and the gate photo step 7P4 is deposited on the entire surface to pattern the gate electrodes 763p and n. This is a step of patterning a resist film on the poly-Si or polycide layer. The details of the process up to this point will be described in more detail with reference to FIGS. The n-channel photo step 7P5 is a step of patterning a resist film on the p-channel side for ion-implanting n-type impurities using the gate 763n as a mask on the n-channel side, and the p-channel photo step 7P6 is reversed on the p-channel side. A step of patterning a resist film on the n-channel side in order to implant a p-type impurity by using the gate 763p as a mask; a poly-Si photo step 7P7 includes a second layer wiring 766 or a high resistance 766r
The step of forming a resist pattern on the poly-Si film deposited on the entire surface to pattern the second-layer poly-Si film to be (FIG. 50), the R photo step 7P8 is a poly-Si high resistance 766r (FIG. 50) A step of patterning a resist film serving as a mask by a negative process in order to implant impurity ions into other portions while the upper part is covered with a resist film, and a contact photo step 7P9 includes a substrate, a source / drain region, and a first layer. Positive process of forming a resist pattern for forming contact holes 768a to 768e (FIG. 51) for making contact between a poly-Si layer, a second-layer poly-Si layer, etc. and a first-layer Al wiring (Al-I). Patterning process according to the above, Al-I photo process 7P10
(FIG. 52) is a resist patterning process for patterning Al-I, and a through-hole photo step 7P11 is for opening a through-hole for making a connection between Al-I and the second-layer Al wiring. Step of forming a resist pattern, Al-II photo step 7P12 (FIG. 5)
3) resist patterning step for Al-II patterning, bonding pad photo step 7P
Reference numeral 13 denotes a step of forming a resist film on the final passivation film other than the pads in order to form an opening of about 100 μm square corresponding to the bonding pad in the final passivation film 772.

【0171】これらの露光プロセスの内、nウエルフォ
ト7P1、nチャネルフォト7P5、pチャネルフォト
7P6、及びボンディング・パッド・フォト7P13は
最小寸法が比較的大きいので、一般に位相シフト法を使
用する必要はない。
Of these exposure processes, the n-well photo 7P1, the n-channel photo 7P5, the p-channel photo 7P6, and the bonding pad photo 7P13 have relatively large minimum dimensions. Therefore, it is generally not necessary to use the phase shift method. Absent.

【0172】一方、上記図47のそれ以外の露光プロセス
については、本発明の各実施例の「位相反転シフト法」
を適用すると有効である。「位相反転シフト法」は「マ
ルチマスク位相シフト法」及び「オン・マスク位相シフ
ト法」の両方を含む懸念である。
On the other hand, with respect to the other exposure processes in FIG. 47, the “phase inversion shift method” of each embodiment of the present invention is used.
It is effective to apply “Phase inversion shift method” is a concern that includes both “multi-mask phase shift method” and “on-mask phase shift method”.

【0173】なお、図55のメモリマット722と周辺回
路部の各平面間に相当の段差がある場合には、本発明の
「多像面投影露光法」のいずれか一つを用いることが有
効である。
When there is a considerable step between the memory mat 722 and each plane of the peripheral circuit portion in FIG. 55, it is effective to use any one of the “multi-image plane projection exposure method” of the present invention. It is.

【0174】(8)実施例・8 図56ないし図70は本発明による16MDRAMのプロセ
ス・フローである。基本設計ルールは0.6μm、スタ
ック型メモリセル、LOCOS酸化膜分離であり、基本
的特徴は、ツイン・ウエルCMOS構成、WSi2ポリ
サイド・ビット線、WSi2/TiN接線を用いた2層
Al配線である。以下のプロセスにおいては、フォトレ
ジスト除去工程、前処理(洗浄など)と後処理工程、検
査工程、裏面処理工程等は割愛する。
(8) Eighth Embodiment FIGS. 56 to 70 show a process flow of a 16 MDRAM according to the present invention. The basic design rule is 0.6 μm, stack type memory cell, LOCOS oxide film isolation, and the basic features are twin-well CMOS configuration, WSi 2 polycide bit line, and two-layer Al wiring using WSi 2 / TiN tangent. It is. In the following processes, a photoresist removing step, a pre-processing (such as cleaning) and a post-processing step, an inspection step, a back surface processing step, and the like are omitted.

【0175】図56はリン(P)のイオン打込みによるn
-ウエル形成プロセスを示す断面図である。同図におい
て、803はP型で抵抗率10Ω・cm(ドーパントはボ
ロン)、ミラー面(100)が主面のSi単結晶ウエハ
である。860は薄い熱酸化膜、861は耐酸素マスク
であるSi34膜、862はパターニングされたレジス
ト層でイオン打込のマスクとして作用する。863は打
込によって導入されたP(リン)によるnウエル領域で
ある。
FIG. 56 shows n by ion implantation of phosphorus (P).
- it is a sectional view showing a well forming process. In the figure, reference numeral 803 denotes a P-type Si single crystal wafer having a resistivity of 10 Ω · cm (boron is a dopant) and a main surface of a mirror surface (100). 860 is a thin thermal oxide film, 861 is an Si 3 N 4 film as an oxygen-resistant mask, and 862 is a patterned resist layer which acts as a mask for ion implantation. 863 is an n-well region formed by P (phosphorus) introduced by implantation.

【0176】図57はボロン(B)のイオン打込によるp
-ウエル形成プロセスを示す断面図である。同図におい
て、865は熱酸化によって形成された厚い酸化Si膜
(SiO2)、864aは周辺回路のpウエル領域、8
64bはメモリアレイ部のpウエル領域である。
FIG. 57 is a graph showing p by ion implantation of boron (B).
- it is a sectional view showing a well forming process. In the figure, 865 is a thick silicon oxide film (SiO 2 ) formed by thermal oxidation, 864a is a p-well region of a peripheral circuit, 8
64b is a p-well region of the memory array section.

【0177】図58はp+型チャネル・ストッパ領域のB
(ボロン)注入する形成プロセスを示す断面図である。
同図において、866a〜dはp+チャネル・ストッパ
領域、867a〜cは耐酸素及びイオン注入マスクとし
てのSi34膜、868はイオン注入マスクとしてのフ
ォト・レジスト膜、869a及びbはゲート酸化膜であ
る。
FIG. 58 is a view showing B of the p + type channel stopper region.
It is sectional drawing which shows the formation process which implants (boron).
In the same figure, 866a to 866d are p + channel stopper regions, 867a to 867c are Si 3 N 4 films as an oxygen-resistant and ion implantation mask, 868 is a photoresist film as an ion implantation mask, and 869a and b are gates. It is an oxide film.

【0178】図59はLOCOS酸化膜を形成した状態を
示す断面図である。同図において、870a〜eはLO
COS酸化膜である。
FIG. 59 is a sectional view showing a state in which a LOCOS oxide film has been formed. Referring to FIG.
This is a COS oxide film.

【0179】図60はリン添付Siゲート形成及びnチャ
ネルのソース・ドレイン形成プロセスを示す断面図であ
る。同図において、871a,871c及び871dは
nチャネルFETのゲート電極(Pドープ・ポリS
i)、871bはpチャネルFETのゲート電極(Pド
ープ・ポリシリコン)、872a〜eはnチャネルのソ
ース又はドレインに対応するP(リン)イオン注入領
域、873は耐イオン注入マスクとしてのフォト・レジ
スト膜である。
FIG. 60 is a cross-sectional view showing a process of forming a phosphorus-attached Si gate and an n-channel source / drain. In the figure, reference numerals 871a, 871c and 871d denote gate electrodes (P-doped poly S) of an n-channel FET.
i) and 871b are p-channel FET gate electrodes (P-doped polysilicon); 872a to 872e are P (phosphorus) ion implantation regions corresponding to n-channel sources or drains; It is a resist film.

【0180】図61はサイド・ウォール形成後に行なわれ
る高濃度のnチャネル・ソース・ドレイン領域形成プロ
セスである。同図において、872x及びyはpチャネ
ル・ソース・ドレイン領域、874は耐イオン注入マス
クとしてのフォトレジスト膜、875a〜dはサイド・
ウォール絶縁膜(SiO2)である。
FIG. 61 shows a process of forming a high-concentration n-channel source / drain region performed after formation of a side wall. In the figure, 872x and y are p-channel source / drain regions, 874 is a photoresist film as an ion implantation resistant mask, and 875a to 875d are side electrodes.
This is a wall insulating film (SiO 2 ).

【0181】図62は層間SiO2デポジション・プロセ
ス及びポリサイド・ビット線形成プロセスを示す断面図
である。同図において、877aはポリSi膜(リン添
加)、877bはシリサイド(WSi2)膜で、これら
はビット線を形成する。877cはCVDによるSiO
2、876はAs(ひ素)打込後に形成(デポジショ
ン)されたCVDによるSiO2膜である。
FIG. 62 is a cross-sectional view showing an interlayer SiO 2 deposition process and a polycide bit line forming process. In the figure, 877a is a poly-Si film (addition of phosphorus), and 877b is a silicide (WSi 2 ) film, which forms a bit line. 877c is SiO by CVD
2 and 876 are CVD SiO 2 films formed (deposited) after As (arsenic) implantation.

【0182】図63はメモリ・セルのキャパシタの個別電
極となるポリSi電極形成プロセスを示す断面図であ
る。同図において、878はSiO2膜876及び87
7cと一体となるように形成されたSiO2膜、879
a及びbはメモリセルのキャパシタの個別電極となるポ
リSi堆積膜である。
FIG. 63 is a cross-sectional view showing a process for forming a poly-Si electrode to be an individual electrode of a capacitor of a memory cell. In the figure, reference numeral 878 denotes SiO 2 films 876 and 87.
SiO2 film formed integrally with 7c, 879
“a” and “b” are poly-Si deposited films that become individual electrodes of the capacitor of the memory cell.

【0183】図64はメモリセルのキャパシタの他方の共
通電極となるキャパシタ・プレートの形成プロセスを示
す断面図である。同図において、880はキャパシタの
誘電体となるSi34堆積膜、881はプレート電極と
なる添加ポリSi堆積膜である。
FIG. 64 is a cross-sectional view showing a process for forming a capacitor plate serving as the other common electrode of the capacitor of the memory cell. In the figure, reference numeral 880 denotes an Si 3 N 4 deposited film serving as a dielectric of the capacitor, and 881 denotes an additional poly-Si deposited film serving as a plate electrode.

【0184】図65はB+(ボロン)打込によるpチャネ
ルFETの高濃度ソース・ドレイン形成プロセスを示す
断面図である。同図において、882a及びbは耐イオ
ン注入マスクとしてのレジスト膜である。
FIG. 65 is a sectional view showing a process for forming a high concentration source / drain of a p-channel FET by implanting B + (boron). In the figure, 882a and 882b are resist films as ion implantation resistant masks.

【0185】図66は層間絶縁膜のリフロー・プロセスを
示す断面図である。同図において、883a〜fはBP
SG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜によるリフロ
ー膜、884a〜dはそこにあけられたコンタクト・ホ
ールである。
FIG. 66 is a sectional view showing a reflow process of the interlayer insulating film. In the same figure, 883a-f are BP
Reflow films made of SG (Boro-Phospho Silicate Glass) films, and reference numerals 884a to 884 denote contact holes formed there.

【0186】図67はシリサイド(WSi2/TiN)配
線形成プロセスを示す断面図である。同図において、8
85a〜cは、下層のTiN膜及び上層のタングステン
・シリサイド(WSi2)の両堆積膜からなるシリサイ
ド配線層である。
FIG. 67 is a sectional view showing a silicide (WSi 2 / TiN) wiring forming process. In FIG.
Reference numerals 85a to 85c denote silicide wiring layers composed of both deposited films of a lower TiN film and an upper tungsten silicide (WSi 2 ).

【0187】図68は層間PSG(Phospho-Silicate-Gla
ss)堆積及びスルーホール形成プロセスを示す断面図で
ある。同図において、886a〜cは、PSG/SOG
/PSGの3層の堆積膜からなる層間絶縁膜である。
FIG. 68 shows an interlayer PSG (Phospho-Silicate-Gla).
ss) Sectional view showing the deposition and through-hole formation process. In the figure, 886a-c are PSG / SOG
/ PSG is an interlayer insulating film composed of three deposited films.

【0188】図69は第1層Al配線の形成プロセスを示
す断面図である。同図において、887a〜dは、下層
のTiNバッファ層と上層のAl(Al99%,Sil
%程度)配線層(Al−I)である。
FIG. 69 is a cross-sectional view showing a forming process of the first layer Al wiring. In the figure, reference numerals 887a to 887d denote a lower TiN buffer layer and an upper Al (Al 99%, Sil).
%) Wiring layer (Al-I).

【0189】図70は上層の層間PSG膜及び第2層Al
配線(Al−II)形成プロセスを示す断面図である。同
図において、888は先の886a〜cと同様なPSG
/SOG/PSGの3層の堆積膜からなる層間PSG膜
である。889a及びbは第2層Al(Al−II)配線
層である。
FIG. 70 shows an upper interlayer PSG film and a second layer Al
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a wiring (Al-II) forming process. In the figure, 888 is the same PSG as 886a to 886c.
This is an interlayer PSG film composed of three deposited films of / SOG / PSG. 889a and 889b are second layer Al (Al-II) wiring layers.

【0190】図71は上記DRAMのチップ上の回路レイ
アウト図である。同図において、821はチップ領域、
822a及びbはメモリアレー又はメモリ・セル・マッ
ト部、823は周辺回路部(ボンディング・パッド含
む)である。
FIG. 71 is a circuit layout diagram of the DRAM chip. In the figure, 821 is a chip area,
Reference numerals 822a and 822b denote a memory array or a memory cell mat unit, and 823 denotes a peripheral circuit unit (including a bonding pad).

【0191】図72は上記DRAMのメモリアレーのセル
平面構造をほぼその並進対称性の一周期分を示した上面
図である。ただし、簡単のために、上部配線構造は省略
している。同図において、871cはワード線、872
dはn型ソース又はドレイン領域、877a及びbはビ
ット線、879aはストレージ・ノード(容量)、88
1はプレートである。
FIG. 72 is a top view showing the cell plane structure of the memory array of the DRAM substantially for one period of the translation symmetry. However, the upper wiring structure is omitted for simplicity. In the figure, 871c is a word line, 872
d is an n-type source or drain region, 877a and b are bit lines, 879a is a storage node (capacitance), 88
1 is a plate.

【0192】次に、これらの図に基づいて上記DRAM
の前工程(ウエハ・プロセス)のプロセス・フローを説
明する。
Next, the DRAM will be described with reference to FIGS.
The process flow of the preceding step (wafer process) will be described.

【0193】上記の如く厚さ0.7mm〜1.0mm程度のp
型Si単結晶ウエハを準備し、(100)面に薄いバッ
ファ用熱酸化膜を全面に形成する。その上にCVDによ
りSi34膜を耐酸素マスクとして十分な程度の厚さで
全面に堆積する。その後、ウエハの上記主面全面に回転
塗布し、本発明の露光プロセス(露光プロセス・1)に
より、上記レジストのパターニング及び下層のSi34
膜のエッチングを行なう。次に、図56に示すように、レ
ジスト膜862等をマスクとして、nウエル領域となる
べき部分にリン打込みを行なう。次にレジスト膜862
を全面除去して、Si34膜861を耐酸素マスクとし
て、nウエル863上に熱酸化膜を選択形成する。次に
Si34膜861を全面除去して、図57に示す如く、n
ウエル上の酸化膜865をイオン注入のマスクとしてp
ウエルとなるべき部分にボロン(B+)を打込む。次
に、各ウエルの引延し拡散(N2アニール)及び活性化
処理を行なう。更に基板上の酸化膜860及び865を
全面除去した後、薄い熱酸化膜869a及びb並びにS
34膜を全面に形成する。次に、図58に示すように、
上記Si3N4膜が能動領域のみに残るように本発明の
露光プロセス(露光プロセス・2)によりパターニング
し、耐酸素マスク867a〜cとする。その後、レジス
ト除去する。更に、全面にレジスト膜を塗布して、本発
明のいずれかの方法により露光(露光プロセス・3)
し、nウエルの上面全面がレジスト868で覆う。その
状態でチャネルストッパとなるべき領域866a〜dに
ボロン(B+)をイオン注入する。次にレジスト膜86
8を全面除去して、Si34膜867a〜cをマスクと
して、図58のように選択的にフィールド酸化膜870a
〜eを熱酸化により形成する。次にSi34膜867a
〜cを全面除去、更に、能動領域上の薄い酸化膜869
a及びbも除去して、新しいゲート酸化膜869a及び
bを再度、熱酸化により形成する(図59)。
As described above, the thickness of about 0.7 mm to 1.0 mm
A type Si single crystal wafer is prepared, and a thin thermal oxide film for a buffer is formed on the entire surface of the (100) plane. A Si 3 N 4 film is deposited on the entire surface by CVD with a sufficient thickness as an oxygen-resistant mask. Thereafter, spin coating is performed on the entire main surface of the wafer, and the resist is patterned and the underlying Si 3 N 4 is formed by the exposure process (exposure process 1) of the present invention.
The film is etched. Next, as shown in FIG. 56, using the resist film 862 or the like as a mask, phosphorus is implanted into a portion to be an n-well region. Next, a resist film 862
Is removed, and a thermal oxide film is selectively formed on the n-well 863 using the Si 3 N 4 film 861 as an oxygen-resistant mask. Next, the entire surface of the Si 3 N 4 film 861 is removed, and as shown in FIG.
Using the oxide film 865 on the well as a mask for ion implantation, p
Drill boron (B + ) into the wells. Next, extension and diffusion (N 2 annealing) and activation of each well are performed. Further, after the oxide films 860 and 865 on the substrate are entirely removed, thin thermal oxide films 869a and 869a and S
An i 3 N 4 film is formed on the entire surface. Next, as shown in FIG. 58,
Patterning is performed by the exposure process (exposure process 2) of the present invention so that the Si3N4 film remains only in the active region, thereby obtaining oxygen-resistant masks 867a to 867c. After that, the resist is removed. Further, a resist film is applied on the entire surface and exposed by any of the methods of the present invention (exposure process 3).
Then, the entire upper surface of the n-well is covered with a resist 868. In this state, boron (B + ) is ion-implanted into regions 866a to 866d to be channel stoppers. Next, the resist film 86
8 is entirely removed, and using the Si 3 N 4 films 867a to 867c as masks, a field oxide film 870a is selectively formed as shown in FIG.
~ E are formed by thermal oxidation. Next, the Si 3 N 4 film 867a
To c is entirely removed, and a thin oxide film 869 on the active region is further removed.
After removing a and b, new gate oxide films 869 a and 869 b are formed again by thermal oxidation (FIG. 59).

【0194】更に、全面に減圧CVDにより、リン添加
ポリSi膜を形成し、レジストを塗布した後、本発明の
いずれかの方法により同レジスト膜をパターニング(露
光プロセス・4)し、そのレジスト膜をマスクとして、
ゲート電極871a〜dをパターニングする(図60)。
次にnウエル上をレジスト膜873で被覆(露光プロセ
セ・5)して、上記各ゲート電極と自己整合的に、nチ
ャネルFETのソース・ドレインとなるべき領域872
a〜eにイオン注入によりリン(P)イオンを注入す
る。この後、レジスト871bを除去する。更に、同様
にpウエル領域上をレジスト膜で被覆(露光プロセス・
6)し、先と同様にpチャネルFETのソース又はドレ
インとなるべき領域872x及びyにボロン(B)をイ
オン注入する(図61)。更に、公知のサイド・ウォール
・プロセスにより、ゲート871a〜dの周辺にサイド
・ウォール875a〜dを自己整合的に形成する。更
に、図61に示すように、pチャネル部をレジスト874
で被覆(露光プロセス・7)し、それらをマスクとし
て、ヒ素(As)をイオン注入して、LDD(Lightly
Doped Drain)の高濃度領域をなすn型領域を形成す
る。その後、レジスト874を除去する。
Further, a phosphorus-added poly-Si film is formed on the entire surface by low-pressure CVD, a resist is applied, and the resist film is patterned (exposure process 4) by any of the methods of the present invention. As a mask,
The gate electrodes 871a-87d are patterned (FIG. 60).
Next, the n-well is covered with a resist film 873 (exposure process 5), and self-aligned with each of the gate electrodes, a region 873 to be a source / drain of an n-channel FET.
Phosphorus (P) ions are implanted into a to e by ion implantation. After that, the resist 871b is removed. Further, the p-well region is similarly covered with a resist film (exposure process
6) Then, similarly to the above, boron (B) is ion-implanted into the regions 872x and y to be the source or the drain of the p-channel FET (FIG. 61). Further, side walls 875a to 875d are formed in a self-aligned manner around the gates 871a to 871d by a known side wall process. Further, as shown in FIG.
(Exposure process 7), and arsenic (As) is ion-implanted using them as a mask to form an LDD (Lightly
An n-type region forming a high-concentration region of Doped Drain is formed. After that, the resist 874 is removed.

【0195】更に、図62に示すように、減圧CVDによ
り全面にSiO2膜876を堆積する。次に幅広の開口
を有するレジスト・パターンにより(露光プロセス・
8)、メモリセルのビット線と基板のコンタクトとなる
コンタクト・ホールを半自己整合的に形成する。更に全
面にポリSi,WSi2減圧CVDSiO2を順に堆積
し、フォトレジストを被着(露光プロセス・9)し、ビ
ット線877a及びbをパターニングする。ビット線を
形成し、レジストを除去した後、全面に減圧CVDによ
りSiO2膜を堆積し、ビット線側面を絶縁膜878で
覆う(図63)。次にメモリセルのストレージ・ノード電
極と基板とのコンタクト・ホールを、フォトレジストを
被着して(露光プロセス・10)、SiO2膜878及
び下層の酸化膜をエッチングすることによって開口形成
する。次に全面に、減圧CVDによりストレージ・ノー
ド電極となるべきポリSi膜を堆積する。更に全面のポ
リSi膜にリン(P)をイオン注入し、活性化アニール
(N2アニール)処理し、フォトレジストを被着(露光
プロセス・11)して、図63のようにストレージ・ノー
ド879a及びbをパターニングする。その後、レジス
トを除去する。
Further, as shown in FIG. 62, an SiO 2 film 876 is deposited on the entire surface by low pressure CVD. Next, a resist pattern with a wide opening (exposure process
8) A contact hole to be a contact between the bit line of the memory cell and the substrate is formed in a semi-self-aligned manner. Further, poly Si and WSi 2 low pressure CVD SiO 2 are sequentially deposited on the entire surface, a photoresist is applied (exposure process 9), and the bit lines 877a and 877b are patterned. After forming a bit line and removing the resist, an SiO 2 film is deposited on the entire surface by low pressure CVD, and the side surface of the bit line is covered with an insulating film 878 (FIG. 63). Next, a contact hole between the storage node electrode of the memory cell and the substrate is formed by applying a photoresist (exposure process 10) and etching the SiO 2 film 878 and the underlying oxide film. Next, a poly-Si film to be a storage node electrode is deposited on the entire surface by low pressure CVD. Further, phosphorus (P) is ion-implanted into the entire surface of the poly-Si film, activation annealing (N 2 annealing) is performed, and a photoresist is applied (exposure process 11), and the storage node 879a is formed as shown in FIG. And b are patterned. After that, the resist is removed.

【0196】更に、図64に示すように、キャパシタ絶縁
膜となるべきSi34膜を減圧CVDにより堆積する。
次に、上記Si34を一部厚さまで酸化処理する。更
に、その上に、キャパシタ・プレートとなるリン添加ポ
リSi膜を堆積する。次に、これらの膜上にレジスト膜
を塗布して、それらをパターニングした(露光プロセス
・12)マスクにより不要なポリSi及びSi34膜を
除去して、キャパシタ絶縁膜880及びプレート881
を形成する。その後、レジスト除去を行なう。
Further, as shown in FIG. 64, a Si 3 N 4 film to be a capacitor insulating film is deposited by low pressure CVD.
Next, the Si 3 N 4 is oxidized to a partial thickness. Further, a phosphorus-added poly-Si film serving as a capacitor plate is deposited thereon. Next, a resist film is applied on these films, and unnecessary poly-Si and Si 3 N 4 films are removed by using a patterned (exposure process · 12) mask, and the capacitor insulating film 880 and the plate 881 are removed.
To form After that, the resist is removed.

【0197】更に、図65に示すように、レジスト膜でn
チャネル部を被覆(露光プロセス・13)し、pチャネ
ル部のSiO2膜878を除去する。次に、先のレジス
トを除去した後、再度nチャネル部にレジスト膜882
a及びbを被着(露光プロセス・14)し、それをマス
クとして、pチャネルFETのLDD構造の高濃度ソー
ス・ドレイン領域となるべき領域にボロン(B+)をイ
オン注入する。その後、レジスト膜を全面除去し、活性
化のためのN2アニールを行なう。
Further, as shown in FIG.
The channel portion is covered (exposure process 13), and the SiO 2 film 878 in the p-channel portion is removed. Next, after removing the previous resist, a resist film 882 is again formed on the n-channel portion.
A and b are deposited (exposure process 14), and using the mask as a mask, boron (B + ) is ion-implanted into a region to be a high-concentration source / drain region of the LDD structure of the p-channel FET. Thereafter, the resist film is entirely removed, and N 2 annealing for activation is performed.

【0198】更に図66に示すように、全面にSiO
2膜、BPSG膜を堆積し、リフローにより平坦化を行
なう。次に、フォトレジストを被着して、パターニング
を行なう(露光プロセス・15)ことによりコンタクト
ホール884a〜eを形成する。次に、pチャネル部の
上面をフォトレジストで被覆(露光プロセス・16)し
ておいて、n型ソース・ドレインのコンタクト下部にイ
オン注入(リン)によりn+型のn+コンタクト領域を形
成する。上記レジストを除去して、nチャネル部をフォ
トレジストで被覆(露光プロセス・17)しておいて、
p型ソース・ドレインのコンタクト下部にイオン注入
(B)によりp+型のp+コンタクト領域を形成する。上
記レジスト膜を除去して、イオン注入層の活性化及びB
PSG膜883a〜fのリフローのためのN2アニール
を行なう。
Further, as shown in FIG.
Two films and a BPSG film are deposited and flattened by reflow. Next, contact holes 884a to 884e are formed by applying a photoresist and performing patterning (exposure process 15). Next, the upper surface of the p-channel portion is covered with a photoresist (exposure process 16), and an n + -type n + contact region is formed below the n-type source / drain contacts by ion implantation (phosphorus). . After removing the resist, the n-channel portion is covered with a photoresist (exposure process 17).
A p + -type p + contact region is formed below the p-type source / drain contact by ion implantation (B). After removing the resist film, the ion implantation layer is activated and B
Performing N 2 anneal for reflow of the PSG film 883A~f.

【0199】更に図67のように、全面に下地TiNバッ
ファ層と配線層WSi2(タングステン・シリサイド)
をCVDにより被着し、その上にフォトレジスト膜を塗
布して、所望の形状にパターニング(露光プロセス・1
8)し、それをマスクとして、シリサイド配線885a
〜cをドライ・エッチングにより形成する。その後、不
要なレジスト膜を除去する。N2アニール処理する。
Further, as shown in FIG. 67, an underlying TiN buffer layer and a wiring layer WSi 2 (tungsten silicide) are formed on the entire surface.
Is applied by CVD, and a photoresist film is applied thereon and patterned into a desired shape (exposure process 1).
8) Then, using the mask as a mask, the silicide wiring 885a
To c are formed by dry etching. After that, the unnecessary resist film is removed. Perform N 2 annealing.

【0200】更に図68にように、PSG/SOG/PS
Gの構造を有する層間PSG膜を堆積形成し、ポジ型レ
ジスト・プロセスにより(露光プロセス・19)により
スルーホールとなるべき場所以外をレジストで被覆した
状態でドライエッチングすることによりスルーホールを
形成する。その後、レジスト膜を除去する。
Further, as shown in FIG. 68, PSG / SOG / PS
An interlayer PSG film having a structure of G is deposited and formed, and dry etching is performed by a positive resist process (exposure process 19) in a state where a portion other than a portion to be a through hole is covered with a resist by dry etching. . After that, the resist film is removed.

【0201】更に、図69のように、Al−Iとなるべき
下地TiN膜及びAl配線層(Al99重量%,Sil
重量%)を堆積し、その上にネガ・プロセスにより(露
光プロセス・20)レジストをAl配線となるべき部分
上のみに残し、ドライ・エッチングによりAl−I配線
887a〜dをパターニング形成する。その後、レジス
ト膜を除去する。
Further, as shown in FIG. 69, an underlying TiN film and an Al wiring layer (Al 99% by weight, Sil
% By weight), and a negative process (exposure process 20) is performed to leave the resist only on the portion to become the Al wiring, and the Al-I wirings 887a to 887d are pattern-formed by dry etching. After that, the resist film is removed.

【0202】更に図80のように、プラズマSiO2
SOG(Spin-On-Glass)/プラズマSiO2の3層から
なる層間絶縁膜888を堆積し、その上のスルーホール
となるべき部分以外をポジ・プロセス(露光プロセス・
21)によりレジストで被覆した状態でドライ・エッチ
ングによりスルーホールを形成する。その後、レジスト
を除去する。次に、Al−IIとなるべきAl配線層(A
l99%Sil%)を全面に被着し、その上の配線とな
るべき部分のみにネガ・プロセスにより(露光プロセス
・22)レジスト膜を被着する。それにより、このレジ
スト膜をマスクとしてドライ・エッチングすることで、
Al−II配線889a及びbを形成する。
Further, as shown in FIG. 80, plasma SiO 2 /
An interlayer insulating film 888 composed of three layers of SOG (Spin-On-Glass) / plasma SiO 2 is deposited, and a portion other than a portion to be a through-hole thereon is subjected to a positive process (exposure process.
21) A through hole is formed by dry etching in a state covered with the resist. After that, the resist is removed. Next, an Al wiring layer (A
199% Sil%) is applied on the entire surface, and a resist film is applied on only the portions to be wiring thereon by a negative process (exposure process 22). By performing dry etching using this resist film as a mask,
The Al-II wirings 889a and 889b are formed.

【0203】更に、常圧PSG膜(ファイナル・パッシ
ベーション)を堆積し、その上のボンディング・パッド
となるべき部分以外にポジ・プロセス(露光プロセス・
23)によりレジスト膜を被着する。このレジスト膜を
マスクとして、化学エッチングによりボンディング・パ
ッド用開口部を形成する。
Furthermore, a normal pressure PSG film (final passivation) is deposited, and a positive process (exposure process
23) a resist film is applied. Using this resist film as a mask, an opening for a bonding pad is formed by chemical etching.

【0204】以上の各露光プロセスの内、寸法的にきび
しい条件が要求される露光プロセス・2,4,9〜1
1,15,及び18〜22に対しては、本発明の各実施
例の位相シフト法が有効である。それらの内、図71に示
すように、メモリアレー部822a及びbと周辺回路8
23の属する平面間に大きな段差を伴なう場合には、本
発明の各実施例に示す多像面投影露光法を活用すること
が有効である。又、露光プロセス・9,18,20及び
22のように周期配線を多く含む工程では、相互型開口
(実施例・6の図38及び実施例・15の図84〜図89な
ど)のマスクを用いる位相シフト法(位相反転シフト
法)などが有効である。
Of the above exposure processes, the exposure processes requiring strictly dimensional conditions.
For 1, 15, and 18 to 22, the phase shift method of each embodiment of the present invention is effective. Among them, as shown in FIG. 71, the memory array units 822a and 822b and the peripheral circuit 8
When there is a large step between the planes to which 23 belongs, it is effective to utilize the multi-image plane projection exposure method shown in each embodiment of the present invention. In the process including a large number of periodic wirings such as the exposure processes 9, 18, 20, and 22, masks for the mutual opening (FIG. 38 of the sixth embodiment and FIGS. 84 to 89 of the fifteenth embodiment) are used. The phase shift method (phase inversion shift method) used is effective.

【0205】(9)実施例・9 本発明のマスク・レイアウト作成上の考え方及び理論的
バック・グランドについて説明する。
(9) Embodiment 9 The concept of creating a mask layout and the theoretical background of the present invention will be described.

【0206】図73は通常の位相シフトのないマスク上の
εだけ(ウエハ上換算距離)はなれた2つの開口からの
光の場合の振幅強度u(破線)及び同エネルギー強度I
(実線)をウエハ上の主面にそう座標Xについてプロッ
トしたものである。(数値計算値)このように、たとえ
ば、5:1の縮小投影を行なった時には、位相差φ
φ=Δφが0又はそれと同等なときには、建設的干渉
がおこり、実線Iの如くなり、ピークu1,u2は解像さ
れない。
FIG. 73 shows the amplitude intensity u (broken line) and the same energy intensity I in the case of light from two apertures separated by ε (equivalent distance on the wafer) on a mask without a normal phase shift.
(Solid line) is plotted with respect to the coordinate X on the main surface on the wafer. (Numerical calculation value) Thus, for example, when 5: 1 reduction projection is performed, the phase difference φ 2
When φ 1 = Δφ is equal to or equal to 0, constructive interference occurs, as indicated by the solid line I, and the peaks u 1 and u 2 are not resolved.

【0207】このような微細な近接物の投影系による解
像の問題は、レーレー(Rayleigh)によって次のように
与えられる。すなわち、2つの近接点の距離(ウエハ上
換算)をδとすると:
The problem of the resolution of such a minute proximity object by the projection system is given by Rayleigh as follows. That is, assuming that the distance between two adjacent points (on the wafer) is δ:

【0208】[0208]

【数3】 (Equation 3)

【0209】ここで、λは露光波長、NA1は像側の投
影系のNA(開口数)である。
Here, λ is the exposure wavelength, and NA 1 is the NA (numerical aperture) of the image-side projection system.

【0210】たとえば、i線の場合を考えるとλ=0.
365μm、例えばNA=0.4となり、解像限界δは
約0.56μmとなる。従って、図73のように波長と同
程度(例えばλの200%〜50%)の寸法のパターン
を投影しようとすると、2本の線が合体して分離できな
いという問題が発生する。
For example, considering the case of the i-line, λ = 0.
365 μm, for example, NA = 0.4, and the resolution limit δ is about 0.56 μm. Therefore, as shown in FIG. 73, when trying to project a pattern having the same size as the wavelength (for example, 200% to 50% of λ), a problem occurs in that two lines cannot be separated because they are united.

【0211】一方、図74のように近接する2つの開口間
の光束に位相差π(又はそれと等価)と与える(位相反
転シフト法)と、原点付近でエネルギー強度Iにシャー
プなへこみがあらわれ、その結果、ピークは2つに解像
される。
On the other hand, when a phase difference π (or its equivalent) is given to a light beam between two adjacent openings as shown in FIG. 74 (phase inversion shift method), a sharp dent appears in the energy intensity I near the origin, As a result, the peak is resolved into two.

【0212】図75は、実施例・3のように主開口と副開
口間の位相差Δφをπ又はそれと等価な値以外にする多
像面位相シフト法の原理を説明するための模式図であ
る。これは、縮小投影系の光学作用を大幅に簡略化した
ものである。同図において、991は露光光束(波長
λ)、914はマスク、921aは主開口(例えば図23
(a)のBA)、921bは副開口(例えば図23(b)
のBB)、dは(ウエハ上換算)それら開口間の距離、
lはマスクと像面間の距離、l1,l2は各開口からスク
リーン903(像面又はウエハ)までの光路長である。
スクリーン上の光強度I(x)は次のようにして定ま
る。
FIG. 75 is a schematic diagram for explaining the principle of the multi-image plane phase shift method for setting the phase difference Δφ between the main aperture and the sub aperture to a value other than π or an equivalent value as in the third embodiment. is there. This greatly simplifies the optical action of the reduction projection system. 23, reference numeral 991 denotes an exposure light beam (wavelength λ), reference numeral 914 denotes a mask, and reference numeral 921a denotes a main opening (for example, FIG. 23).
B A ) and 921b are sub-openings (for example, FIG. 23B).
B B ), d is the distance between the apertures (converted on the wafer),
1 is the distance between the mask and the image plane, and l 1 and l 2 are the optical path lengths from each opening to the screen 903 (image plane or wafer).
The light intensity I (x) on the screen is determined as follows.

【0213】各開口による電解強度u1,u2は、波数
k、位相φ1,φ2とすると、
Assuming that the electric field strengths u 1 and u 2 by the openings are wave number k and phases φ 1 and φ 2 ,

【0214】[0214]

【数4】u1=Aexp〔−i(kl1−φ2)〕…(9.2)U 1 = A exp [−i (kl 1 −φ 2 )] (9.2)

【0215】[0215]

【数5】u2=Bexp〔−i(kl2−φ2)〕…(9.3) となる。合成光については、U 2 = B exp [−i (kl 2 −φ 2 )] (9.3) For synthetic light,

【0216】[0216]

【数6】 (Equation 6)

【0217】これにより、lの変化分をΔl、Δφ=φ
2−φ1とすると、
As a result, the change of l is Δl, Δφ = φ
2 −φ 1

【0218】[0218]

【数7】 (Equation 7)

【0219】となり、Δφを変化させると像面が変化す
ることがわかる。ただし、本モデルはラフ・モデルであ
り、詳細には数値計算及び実験により補正及び確認が必
要である。
It can be seen that changing Δφ changes the image plane. However, this model is a rough model, and needs to be corrected and confirmed by numerical calculations and experiments.

【0220】(10)実施例・10 本実施例においては、本発明の各露光プロセスに適用さ
れる投影露光用紫外光源とその周辺について説明する。
(10) Embodiment 10 This embodiment describes an ultraviolet light source for projection exposure applied to each exposure process of the present invention and its periphery.

【0221】図76は利用できる露光照明系の諸特性をま
とめた図表である。同図表において、パーシャル・コヒ
ーレンス(Partial Coherence)とは、一般にギリシャ
文字“σ”で表示され、その定義は、
FIG. 76 is a table summarizing various characteristics of the available exposure illumination system. In the diagram, Partial Coherence is generally denoted by the Greek letter “σ”, and its definition is

【0222】[0222]

【数8】 (Equation 8)

【0223】である。ここで、NAcは照明系コンデン
サ・レンズのマスク側の開口数、NAoは露光投影レン
ズ系のマスク側の開口数で、ここではNAo=0.4と
する。本発明の露光に用いる紫外光源としては、ここに
示した以外にXe−Hg光源の0.2〜0.3μm間のデ
ィープUVスペクトル(遠紫外)、0.2μm前後のエ
キシマ・レーザ発光、上図に示した以外のHgアーク発
光等がある。
Is as follows. Here, NAc is the numerical aperture on the mask side of the illumination system condenser lens, and NAo is the numerical aperture on the mask side of the exposure projection lens system. Here, NAo = 0.4. The ultraviolet light source used in the exposure of the present invention may be a deep UV spectrum (far ultraviolet) between 0.2 and 0.3 μm of an Xe-Hg light source, excimer laser emission around 0.2 μm, There are Hg arc emission other than those shown in the figure.

【0224】なお、本発明に用いる照明は、いわゆるケ
ーラー照明(Kohler)の構造となっている。しかし、そ
れ以外の構成による照明でも可能である。
The lighting used in the present invention has a so-called Kohler structure. However, illumination with other configurations is also possible.

【0225】露光照明系の具体例については、図19A
に別途説明する。
FIG. 19A shows a specific example of the exposure illumination system.
Will be described separately.

【0226】(11)実施例・11 ここでは、本発明の露光に用いる5:1縮小投影露光装
置の変形例(実施例・5に対応)を説明する。本例で
は、照明系及び露光投影系において、それぞれ同一のレ
ンズ系のみによって2つの分割光束を操作するためのレ
ンズ作用を行なうようにしているので、一対のレンズ系
を左右それぞれの光束にたいして用いた場合に問題とな
るようなレンズ系の収差の相異を考慮する必要がない利
点がある。本露光系はマスク側(物側)及びウエハ側
(像側)においてテレセントリックに構成された両側テ
レセントリック系である。
(11) Embodiment 11 Here, a modified example (corresponding to Embodiment 5) of the 5: 1 reduction projection exposure apparatus used for exposure according to the present invention will be described. In this example, in the illumination system and the exposure projection system, the lens operation for operating the two divided light beams is performed only by the same lens system. Therefore, a pair of lens systems is used for each of the left and right light beams. There is an advantage that it is not necessary to consider a difference in aberration of the lens system which may be a problem in such a case. This exposure system is a double-sided telecentric system configured to be telecentric on the mask side (object side) and the wafer side (image side).

【0227】図77は本実施例のステッパの照明系及び露
光投影系の簡略化した模式断面図である。同図におい
て、1102は水銀のi線等を放出する光源、Lは初期
光束、1104はケーラー照明を構成するコンデンサ・
レンズ等の照明光学レンズ系、L1,L2はハーフ・ミラ
ーにより同一の均一な強度で分離された主光束及び副光
束、1114aは主マスク、1114bは副マスク、1
140aは光路長制御室(主光束に対するもの)、11
40bは副光束に対する光路長制御室、L は合成光
束、1115は投影レンズ系、1103は被露光ウエハ
である。
FIG. 77 is a simplified schematic sectional view of the illumination system and the exposure projection system of the stepper of this embodiment. In the figure, reference numeral 1102 denotes a light source that emits i-rays of mercury, L denotes an initial luminous flux, and 1104 denotes a condenser that constitutes Koehler illumination.
An illumination optical lens system such as a lens, L 1 and L 2 are a main beam and a sub beam separated by a half mirror with the same uniform intensity, 1114 a is a main mask, 1114 b is a sub mask, 1
140a is an optical path length control room (for the main light beam), 11
Reference numeral 40b denotes an optical path length control chamber for the sub light beam, L denotes a combined light beam, 1115 denotes a projection lens system, and 1103 denotes a wafer to be exposed.

【0228】本方法では各種の収差に差が出やすいレン
ズ系を両光束L1及びL2について共通としているので、
同時露光可能な面積を大きくとることができる。又、1
回で露光できるフィールド全体にわたって位相のずれを
所望の値に調整することができ、そのために、高い解像
力を得ることができる。
In this method, since a lens system in which various aberrations are likely to be different is common to both light beams L 1 and L 2 ,
The area that can be simultaneously exposed can be increased. Also, 1
The phase shift can be adjusted to a desired value over the entire field that can be exposed at one time, so that a high resolution can be obtained.

【0229】なお、本実施例は図77のものに限定され
ず、たとえば、2つの独立な光源系を利用することもで
きる。その場合にも、下半分(マスク以降)の光学系内
において、主及び副光束についての主要なレンズ系11
15が共通なので、それぞれの一対のマスク上のパター
ンの転写特性に対する両光学系の収差の差異に基づく悪
影響を最小限におさえることができる。
Note that the present embodiment is not limited to the one shown in FIG. 77. For example, two independent light source systems can be used. Also in this case, the main lens system 11 for the main and sub-beams in the lower half (after the mask) of the optical system.
Since 15 is common, it is possible to minimize the adverse effect on the transfer characteristics of the pattern on each pair of masks due to the difference in aberration between the two optical systems.

【0230】更に、本装置は2つのマスク上のパターン
を同時に一つのウエハ上に転写する露光方法の全てに適
用可能である。
Further, the present apparatus is applicable to all exposure methods for simultaneously transferring patterns on two masks onto one wafer.

【0231】また、図77において簡略化した光学構造に
ついては、図27及び図28とほぼ同一である。相異する部
分は、前段レンズ群562a及びbにあたるものが、本
実施例にはなく、図27の515に相等する位置に設けら
れた両側テレセントリックな投影レンズ系1115があ
るところだけである。
The optical structure simplified in FIG. 77 is almost the same as in FIGS. 27 and 28. The different parts correspond to the front-stage lens groups 562a and 562b, but are not present in the present embodiment, but only in the presence of a double-sided telecentric projection lens system 1115 provided at a position equivalent to 515 in FIG.

【0232】(12)実施例・12 ここでは本発明のマスクを検査するためのマスク欠陥検
査装置について説明する。
(12) Embodiment 12 Here, a mask defect inspection apparatus for inspecting a mask according to the present invention will be described.

【0233】図78はマスク検査装置の簡略化した模式断
面図である。同図において、1252はe線(546n
m)の単色光ソース、Lは初期検査光束、L1及びL2
上記露光装置と同様に等強度で均一に分割された分割検
査光束のそれぞれ主光束及び副光束、M1及びM2は被検
査マスク、1240a及びbは光路長制御室、1265
は1:1投影レンズ系、Lは合成検査光束、1266は
光検出器である。
FIG. 78 is a simplified schematic sectional view of a mask inspection apparatus. In the same figure, reference numeral 1252 denotes an e-line (546n
monochromatic light sources m), L initial inspection light beam, L 1 and L 2 each main beam and sub beam split inspection light flux uniformly divided with equal intensity similarly to the above exposure apparatus, M 1 and M 2 Inspection masks, 1240a and 1240b are optical path length control chambers, 1265
Denotes a 1: 1 projection lens system, L denotes a synthetic inspection light beam, and 1266 denotes a photodetector.

【0234】なお、投影レンズ1265は、必要ならば
1より大きい倍率のものでもよいし、縮小するものでも
よい。しかし、縮小の場合は当該投影レンズ系が随伴パ
ターンを解像できなければならない。
The projection lens 1265 may have a magnification greater than 1 or may have a reduced magnification if necessary. However, in the case of reduction, the projection lens system must be able to resolve the accompanying pattern.

【0235】次に、本装置の動作を説明する。第1に被
検査マスクM1がオン・マスク位相反転シフト用のマス
クで、基準マスクM2がそれと同一の開口パターンを有
するが、シフタ・パターン(随伴パターン及び相補パタ
ーン)部に位相シフト処理がされていないもの、すなわ
ち、位相シフト膜が形成されていないものの場合を説明
する。この場合は、光路制御手段1240a及びbを調
整して、光路L1及びL2を等しくすると(2nπの位相
差でもよい)、合成像では、正常な場合は全くシフタ・
パターンが見えないことになる。一方、位相シフト膜の
厚さが異常な場合は、その部分が明部となって検出器1
266によって検出される。この場合、対応する主パタ
ーンは明部として結像するので、欠陥部と主パターンの
相互関係が明確に把握されえる。
Next, the operation of the present apparatus will be described. The mask for the inspected mask M 1 is turned on mask phase inversion shift to the first, the reference mask M 2 has the identical opening patterns, the phase shift processing to the shifter pattern (associated pattern and the complementary pattern) portion is The case in which no phase shift film is formed, that is, the case in which the phase shift film is not formed will be described. In this case, by adjusting the optical path control means 1240a and b, and to equalize the optical path L 1 and L 2 (or a phase difference of 2n [pi]), in the composite image, - at all normal case shifter
The pattern will not be visible. On the other hand, when the thickness of the phase shift film is abnormal, that portion becomes a bright portion and the detector 1
266. In this case, since the corresponding main pattern is imaged as a bright portion, the mutual relationship between the defective portion and the main pattern can be clearly grasped.

【0236】第2にマルチ・マスク位相反転シフト用の
マスク検査において、被検査マスクM1,M2がそれぞれ
主マスク及び副マスクの場合について説明する。この場
合、光路長制御手段1240a及びbを調整して、2つ
光路L1,L2間で位相差が0又はそれと等価になるよう
に設定すると、像面には主パターンと副パターン(随伴
パターン)の両方の合成パターンが結像される。従っ
て、その合成パターンとマスクの設計パターン情報を電
気的に比較して欠陥を総合的に判定することができる。
Second, a description will be given of a case where the masks M 1 and M 2 to be inspected are a main mask and a sub-mask, respectively, in a mask inspection for multi-mask phase inversion shift. In this case, if the optical path length control means 1240a and 1240b are adjusted so that the phase difference between the two optical paths L 1 and L 2 is zero or equivalent, the main surface and the sub-pattern (association) are formed on the image plane. Pattern) are imaged. Therefore, the defect can be comprehensively determined by electrically comparing the combined pattern and the mask design pattern information.

【0237】第3にマルチ・マスク位相反転シフト用の
マスク検査(位相差がπ以外のものも含む)において、
被検査マスクM1,M2が両方とも露光投影系によっては
解像しえない随伴パターンを有する同一パターンである
べきマスク同志である場合について設計する。この場
合、光露長調整手段1240a及びbを調整して位相差
をπ又はそれと等価な値に設定すると、正常な随伴パタ
ーンの合成像は消滅するか又は一般の場合と比較して微
弱なものとなる。一方、異常パターンがあると、その部
分だけ鮮明な明部となる。
Third, in a mask inspection for a multi-mask phase inversion shift (including a phase difference other than π),
The design is performed in a case where the inspected masks M 1 and M 2 are both masks that should be the same pattern having associated patterns that cannot be resolved by the exposure projection system. In this case, if the light dew length adjusting means 1240a and b are adjusted to set the phase difference to π or an equivalent value, the composite image of the normal accompanying pattern disappears or is weaker than the general case. Becomes On the other hand, if there is an abnormal pattern, only that portion becomes a clear bright portion.

【0238】(13)実施例・13 本実施例はDRAM等のメモリICの如く、表面に高低
差のあるチップ領域を有するウエハの縮小投影露光に適
用して有効な技術に関する。
(13) Embodiment 13 This embodiment relates to a technique which is effective when applied to reduced projection exposure of a wafer having a chip region having a height difference on the surface, such as a memory IC such as a DRAM.

【0239】図79は同実施例のステップ・アンド・リピ
ート型5:1縮小投影露光装置の簡略化正断面図(光学
系)である。同図において、1302a,bはそれぞれ
独立な同一波長の単色光源(例えばi線)、L1,L2
それぞれ主光束及び副光束、1304a,bはそれぞれ
主及び副露光照明レンズ系(ケーラー照明)、1314
aは盆地(メモリICの場合では周辺回路)を露光する
ための主マスク、1314bは高原(メモリの場合はメ
モリ・セル又はメモリ・マット部)を露光するための副
マスク、1334i及び1334jはチップ上の高原部
に対応する遮蔽部、1334kはチップ上の周辺回路パ
ターンに対応する主パターン部、1344kはチップ上
の盆地部に対応する遮蔽部、1344i及びjはチップ
上のメモリ・マットに対応する副パターン部、L はハ
ーフ・ミラーによる合成光束、1315は物側及び像側
がテレセントリックに構成された縮小投影レンズ系、1
303は被露光ウエハ、1313i及びjは高原(メモ
リ・マット部)、1313k又は1324は盆地(周辺
回路部)である。
FIG. 79 is a simplified front sectional view (optical system) of the step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus of the embodiment. In the figure, 1302a, monochromatic light source (e.g., i-line) of b are each independently identical wavelengths, L 1, L 2 each main beam and sub beam, 1304a, b, respectively main and auxiliary exposure illumination lens system (Koehler illumination ), 1314
a is a main mask for exposing a basin (peripheral circuit in the case of a memory IC), 1314b is a sub-mask for exposing a plateau (a memory cell or a memory mat portion in the case of a memory), and 1334i and 1334j are chips The shield part corresponding to the upper plateau part, 1334k is the main pattern part corresponding to the peripheral circuit pattern on the chip, 1344k is the shield part corresponding to the basin part on the chip, 1344i and j correspond to the memory mat on the chip L is a combined light beam by a half mirror, 1315 is a reduction projection lens system in which the object side and the image side are telecentric, 1
Reference numeral 303 denotes a wafer to be exposed, 1313i and 1313 denote plateaus (memory mat portions), and 1313k or 1324 denote basins (peripheral circuit portions).

【0240】図80は露光の単位ステップに対応するウエ
ハ上の領域の配置を示す上面図である。同図において1
313と破線で囲む領域は単位ステップにより露光され
る全領域、すなわち、単位露光領域、1321及び13
22は、それぞれ第1及び第2のチップ領域、1323
及び1324はそれぞれのチップ領域の周辺回路部、1
313kは盆地又は谷間にあたる主露光部(破線で区切
られた長細い長方形の部分)、1313i及びjは(破
線で区切られた両側)高原又は台地にあたる副露光部で
ある。
FIG. 80 is a top view showing the arrangement of regions on the wafer corresponding to unit steps of exposure. In FIG.
The area surrounded by the broken line 313 and the entire area exposed by the unit step, that is, the unit exposure area, 1321 and 13
22 is a first and second chip area, respectively, 1323
And 1324 are peripheral circuit portions of each chip area, 1
Reference numeral 313k denotes a main exposure portion (a long rectangular portion separated by broken lines) corresponding to a basin or a valley, and 1313i and 1313i denote sub-exposure portions corresponding to a plateau or a plateau (both sides separated by broken lines).

【0241】次に本発明の縮小投影露光装置の動作を説
明する。本方式では、露光領域1313は2つのマスク
1314a及び1314bにわけられる。これは、たと
えば、メモリマット領域1313i及びj,並びに周辺
回路部1313kにあたる。これらの領域には、通常図
に示す(図79)ような、段差を伴う場合が多い。このよ
うな場合には、それぞれの領域を別々のマスク上のパタ
ーンとし、それらのマスクを別々にZ軸(光軸と同じ)
方向に移動させて、各領域の像がウエハ上のレジスト膜
の各々対応する平面に結像するように調整した状態で同
時に露光する。
Next, the operation of the reduction projection exposure apparatus of the present invention will be described. In this method, the exposure area 1313 is divided into two masks 1314a and 1314b. This corresponds to, for example, the memory mat regions 1313i and j and the peripheral circuit unit 1313k. These areas often have a step as shown in the figure (FIG. 79). In such a case, each area is formed as a pattern on a different mask, and those masks are separately set on the Z axis (same as the optical axis).
The exposure is performed simultaneously while adjusting in such a manner that the images in the respective regions are formed on the corresponding planes of the resist film on the wafer.

【0242】この場合、光源には同一波長の光源ランプ
等を複数個用いるが、両方の波長に差があると、投影レ
ンズ系1315の色収差の影響がでるので、これを回避
するためには、実施例・12のように単一の光源からの
光束を分割するようにしてもよい。
In this case, a plurality of light source lamps having the same wavelength are used as the light source. If there is a difference between both wavelengths, the chromatic aberration of the projection lens system 1315 will be affected. As in the twelfth embodiment, a light beam from a single light source may be split.

【0243】なお、本ステッパでは投影レンズ系131
5を光束L1,L2について共通とするとともに、両側
(物側及び像側)テレセントリックな構成としているの
で、各マスクのZ軸方向への微小な移動によって、その
倍率を変化させることなく、その結像位置を変化させる
ことができる。
In this stepper, the projection lens system 131 is used.
5 is common to the light beams L 1 and L 2 , and has a telecentric configuration on both sides (object side and image side). Therefore, a slight movement of each mask in the Z-axis direction does not change the magnification. The imaging position can be changed.

【0244】(14)実施例・14 本実施例は同一マスク上の所定の部分に位相を反転させ
るための透明膜を形成して行なう位相シフト露光法(本
願においては、「オン・マスク位相シフト法」と呼称す
る。)を適用したものである。
(14) Embodiment 14 This embodiment is directed to a phase shift exposure method (hereinafter, referred to as “on-mask phase shift”) performed by forming a transparent film for inverting the phase on a predetermined portion on the same mask. The law is called ").

【0245】図81は同実施例のステップ・アンド・リピ
ート方式5:1縮小投影露光装置の簡略化正断面図(光
学系)である。同図において、1402a及びbは相互
に独立なi線等の単色露光光源、L1及びL2は主光束及
び副光束、1404a及びbはケーラー照明を構成する
照明レンズ系、1414a及びbは、低地(ウエハ上
の)部分の所定のパターンを露光するための主マスク、
1414bはウエハ上の高地部分の所定のパターンを露
光するための副マスク、1414x及びyは合成石英マ
スク基板、1414m及びnはクロム遮光部、1414
p及びqはパターンに対応する主開口部、1414s及
びtは位相シフタに対応する開口部上に設けられた位相
反転用透明膜、L はハーフミラーによる合成光束、1
415は物及び像側の両側がテレセントリックに構成さ
れた5:1縮小投影レンズ系、1413kはウエハ上
(ウエハは1403)の低地部分、1413iはウエハ
上の高地部分である。
FIG. 81 is a simplified front sectional view (optical system) of the step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus of the embodiment. In the figure, 1402a and b monochromatic exposure light source such as independent i-line with one another, L 1 and L 2 are the main beam and the sub-luminous flux, 1404a and b illumination lens system constituting the Koehler illumination, 1414a and b, A main mask for exposing a predetermined pattern in a lowland (on the wafer) portion;
1414b is a sub-mask for exposing a predetermined pattern in a highland portion on the wafer, 1414x and y are synthetic quartz mask substrates, 1414m and n are chrome light shielding portions, 1414b.
p and q are main openings corresponding to the pattern, 1414 s and t are transparent films for phase inversion provided on the opening corresponding to the phase shifter, L is a synthetic light beam by a half mirror, 1
Reference numeral 415 denotes a 5: 1 reduction projection lens system in which both the object side and the image side are telecentric, 1413k denotes a lowland portion on the wafer (wafer 1403), and 1413i denotes a highland portion on the wafer.

【0246】図82はウエハ1403上で単位露光領域を
示し、本発明の露光方法を解明するための上面図であ
る。同図において、1413は単位露光領域、1421
及び1422はメモリなどのチップに対応するチップ領
域、1423及び1424はそれぞれのチップ上の低地
に対応する周辺回路部等、1451aは図81に示す如く
開口部1414pが設けられている部分、1451bは
同様に開口部1414qが設けられている部分である。
FIG. 82 shows a unit exposure area on a wafer 1403, and is a top view for explaining the exposure method of the present invention. In FIG. 14, reference numeral 1413 denotes a unit exposure area;
Reference numerals 1422 and 1422 denote chip regions corresponding to chips such as memories, 1423 and 1424 denote peripheral circuit portions corresponding to lowlands on the respective chips, 1451a denotes a portion provided with an opening 1414p as shown in FIG. Similarly, this is a portion where the opening 1414q is provided.

【0247】図83は先の低地部分及び高地部の所定のパ
ターン部1451a及びbが孤立Al配線のような長細
いパターンの場合のマスクの具体例を示すマスクの平面
図である。本マスクは、ネガ型レジスト・プロセスに対
応する。同図において、1414p及び1414qは、
それぞれAl配線に対応する開口パターン、1414g
及びhは、それぞれシフタに対応するスリット状開口パ
ターン、1414s及びtはその上に形成された位相反
転膜である。
FIG. 83 is a plan view of a mask showing a specific example of a mask in the case where the predetermined pattern portions 1451a and 1451b in the lowland portion and the highland portion are long and thin patterns such as isolated Al wirings. This mask corresponds to a negative resist process. In the figure, 1414p and 1414q are:
Opening pattern corresponding to Al wiring, 1414 g
And h are slit opening patterns corresponding to the shifters, respectively, and 1414 s and t are phase inversion films formed thereon.

【0248】本実施例のステッパの動作等については前
記実施例・13と全く同じであるので省略する。本実施
例では、段差を有する2つの領域を同時にオン・マスク
位相シフト法により露光できるので、先の実施例・8に
示すような段差の大きいDRAM等の微細寸法で、通常
のプロセスでは解像できないような露光工程に適用して
有効である。本方法は、あらゆるタイプのオン・マスク
位相シフト法に有効である。
The operation and the like of the stepper of this embodiment are exactly the same as those of the embodiment 13 and their explanation is omitted. In this embodiment, two regions having steps can be simultaneously exposed by the on-mask phase shift method. This is effective when applied to an exposure step that cannot be performed. The method is valid for any type of on-mask phase shift method.

【0249】(15)実施例・15 本実施例は、本発明のマルチ・マスク位相シフト法又は
オン・マスク位相シフト法を応用した周期又は概周期A
l配線パターン等の形成方法に関する。
(15) Embodiment 15 This embodiment is directed to a cycle or an approximate cycle A to which the multi-mask phase shift method or the on-mask phase shift method of the present invention is applied.
1 relates to a method for forming a wiring pattern and the like.

【0250】図84〜Cは本実施例15A〜Cの対象とな
るAl周期パターン(ウエハ上)の概略を示すウエハ上
面図である。図84において、1503はウエハ上面、1
553は特異パターン、1559及び1560は隣接パ
ターン、1551及び1552は残余の周期パターンで
ある。図85において、1556は特異パターン、156
1及び1562はその隣接パターン、1554及び15
55は残余の周期パターン、1503はウエハ上面であ
る。図86において、1558は周期Al配線パターンの
端部にあたる特異パターン、1557は残余の周期パタ
ーン、1503はウエハ上面である。
FIGS. 84-C are wafer top views schematically showing the Al periodic patterns (on the wafer) which are the targets of Examples 15A-C. In FIG. 84, 1503 is the upper surface of the wafer, 1
553 is a peculiar pattern, 1559 and 1560 are adjacent patterns, and 1551 and 1552 are remaining periodic patterns. In FIG. 85, 1556 is a unique pattern, 156
1 and 1562 are adjacent patterns, 1554 and 15
55 is the remaining periodic pattern, and 1503 is the upper surface of the wafer. In FIG. 86, 1558 is a peculiar pattern corresponding to the end of the periodic Al wiring pattern, 1557 is the remaining periodic pattern, and 1503 is the upper surface of the wafer.

【0251】図87は上記の図84に対応するマスク上のレ
イアウト又は重畳レイアウト図であり、実線は主マスク
の開口パターンの境界を示し、破線は副マスクの開口パ
ターンの境界を示す。オン・マスク位相シフト・マスク
の場合は、実線が位相シフト量“0”の開口パターン、
破線が位相シフト量“π”の開口パターンに対応する。
寸法は図87〜図89については、Al線幅が0.3〜0.4
μm、各図形は等倍で描かれている。
FIG. 87 is a layout or superimposed layout diagram on a mask corresponding to FIG. 84 described above. A solid line indicates the boundary of the opening pattern of the main mask, and a broken line indicates the boundary of the opening pattern of the sub-mask. In the case of the on-mask phase shift mask, a solid line indicates an aperture pattern having a phase shift amount “0”,
The broken line corresponds to the aperture pattern with the phase shift amount “π”.
87 to 89, the Al line width is 0.3 to 0.4.
μm, each figure is drawn at the same magnification.

【0252】図87において、(以下、主にマルチ・マス
ク位相反転シフト法の場合について説明する)1514
は石英マスク基板、1559aは主マスク上のAl線1
559に対応する主開口パターン、1559bはそれに
随伴した副マスク上のシフタ・パターン、1553bは
Al線1553に対応する副マスク上の主開口パター
ン、1560aはAl線1560に対応する主マスク上
の主開口パターン、1560bはそれに随伴した副マス
ク上のシフタ・パターン、1559cは両側のAl線に
対応する開口1559a及び1560aから当距離にあ
ることから生じることがあるゴーストを打消すための補
助開口パターンである。
In FIG. 87, 1514 (hereinafter, mainly the case of the multi-mask phase inversion shift method) will be described.
Is a quartz mask substrate, and 1559a is an Al line 1 on the main mask.
559, a shifter pattern on the sub-mask associated with it, 1553b is a main opening pattern on the sub-mask corresponding to Al line 1553, and 1560a is a main opening pattern on the main mask corresponding to Al line 1560. The aperture pattern, 1560b, is the associated shifter pattern on the sub-mask, and 1559c is the auxiliary aperture pattern to counteract ghosts that may result from being equidistant from apertures 1559a, 1560a corresponding to the Al lines on both sides. is there.

【0253】図88は先の図87と同様な図85図に対応する
マスク・レイアウト図である。同図において、1514
はマスク基板、1556aは図85のAl線1556に対
応する主開口部(主マスク上の)、1556b及びb
はそれに随伴する副マスク上のシフタ・パターン、15
61b及び1562bはそれぞれ1561及び1562
に対応する副マスク上の開口パターンである。
FIG. 88 is a mask layout diagram corresponding to FIG. 85 similar to FIG. 87 described above. In FIG.
Is a mask substrate, 1556a is a main opening (on the main mask) corresponding to the Al line 1556 in FIG. 85, and 1556b and b
Is the associated shifter pattern on the sub-mask, 15
61b and 1562b are 1561 and 1562, respectively.
Is an opening pattern on the sub-mask corresponding to.

【0254】図89は先の図87及び図88と同様な図86に対
応するマスク・レイアウト図である。同図において、1
558aは図86の端部Al配線1558に対応する主マ
スク上の主開口部、1558bはそれに対応する副マス
ク上のシフタ・パターン、1557bは内側のAl線1
557の一つに対応する副マスク上の主開口部、151
4はマスク基板である。
FIG. 89 is a mask layout diagram corresponding to FIG. 86 similar to FIGS. 87 and 88 described above. In the figure, 1
558a is the main opening on the main mask corresponding to the end Al wiring 1558 of FIG. 86, 1558b is the corresponding shifter pattern on the sub-mask, and 1557b is the inner Al line 1
Main opening on sub-mask corresponding to one of 557, 151
4 is a mask substrate.

【0255】次に、これらのマスクの使用方法について
説明する。まず、図86及び図89について説明する。この
ような密集周期パターンでは、図38のタイプのマスク・
レイアウトを用いるが、この場合、周期パターンの端部
では、図74の振幅分布から推察されるように、端部Al
線1558の外側半分については、隣接するシフタ・パ
ターン(相補主パターン)がないため、線幅がブロード
になってしまう。そこで、その不要な広がりをキャンセ
ルするように付加的な随伴開口パターン(シフタ)15
58bを設ける。
Next, how to use these masks will be described. First, FIG. 86 and FIG. 89 will be described. In such a dense periodic pattern, a mask of the type shown in FIG.
A layout is used. In this case, at the end of the periodic pattern, as can be inferred from the amplitude distribution in FIG.
The outer half of the line 1558 has a broad line width because there is no adjacent shifter pattern (complementary main pattern). Therefore, an additional accompanying opening pattern (shifter) 15 is provided so as to cancel the unnecessary spread.
58b are provided.

【0256】次に図85及び図88の場合を説明する。この
ような周期パターンにおいて、図38の如く交互に“π”
又はそれと等価な位相シフトをもつマスク・レイアウト
を使用するが、図85の如く一本だけ突出しているような
場合又は、数本(又は一本)ごとに突出している場合に
は、その突出部のAl配線等1556が先と同じ理由
で、不所望に太くなるという問題がある。これを避ける
ためにシフタ・パターン1556b及びbを設けてい
る。
Next, the cases of FIGS. 85 and 88 will be described. In such a periodic pattern, as shown in FIG.
Alternatively, a mask layout having a phase shift equivalent to that is used, but in the case of protruding one by one as shown in FIG. 85 or in the case of protruding every few (or one), the protruding portion 1556 undesirably becomes thicker for the same reason as before. To avoid this, shifter patterns 1556b and 1556b are provided.

【0257】次に図84及び図87の場合を説明する。この
ような周期パターンにおいても図38の如く交互に“π”
(又はそれと等価)の位相シフトをもつマスク・レイア
ウトを使用するが、図84の如く一本だけが短い場合(一
本ごと又は数本ごとに短い場合も同じ)には、その両側
のAl配線等1559及び1560のそれぞれの内側が
不所望に太くなるという第1の問題が発生する。更に図
74に示す振幅の谷間が重なるような寸法のときは、それ
らの中間にゴーストが現われるという第2の問題が発生
する。この第1の問題を解決するために随伴シフト・パ
ターン1559b及び1560bを設けている。又、第
2の問題を解決するために、補助パターン1559c
(補助随伴パターン)を設けている。
Next, the cases of FIGS. 84 and 87 will be described. Even in such a periodic pattern, “π” is alternately shown in FIG.
A mask layout having a phase shift of (or equivalent thereto) is used. However, when only one line is short as shown in FIG. A first problem arises in that the inside of each of the elements 1559 and 1560 becomes undesirably thick. Further figure
When the valleys of the amplitude shown in FIG. 74 are overlapped with each other, a second problem occurs in that a ghost appears between them. To solve the first problem, the associated shift patterns 1559b and 1560b are provided. In order to solve the second problem, an auxiliary pattern 1559c
(Assistant accompanying pattern).

【0258】以上説明した以上の技法は、以下のプロセ
スの密集パターン部に適用すると特に有効である。すな
わち、図71におけるプロセス・7P2,7P4,7P
7,7P10,及び7p12、実施例・8における露光
プロセス・2,4,9,11,18,20,及び22等
である。なお、マスク及び露光の方式は、オン・マスク
位相シフトでもマルチ・マスク位相シフトのどちらでも
よい。
The techniques described above are particularly effective when applied to a dense pattern portion in the following process. That is, processes 7P2, 7P4, 7P in FIG.
7, 7P10, and 7p12, and exposure processes 2, 4, 9, 11, 18, 20, 20, and 22 in the eighth embodiment. The mask and exposure method may be either on-mask phase shift or multi-mask phase shift.

【0259】(16)実施例・16 本実施例は本発明のウエハの露光に用いるフォト・レジ
ストの説明である。レジストは露光に用いる単色紫外光
源の波長によって、図90のうちから選択することができ
る。
(16) Embodiment 16 This embodiment is an explanation of a photoresist used for exposing a wafer of the present invention. The resist can be selected from FIG. 90 according to the wavelength of the monochromatic ultraviolet light source used for exposure.

【0260】レジストは、例えば、0.6μmの厚さに
スピン・コータにより、ウエハの上主面の全面に均一に
塗布する。
The resist is applied uniformly over the entire upper main surface of the wafer to a thickness of, for example, 0.6 μm by a spin coater.

【0261】(17)実施例・17 本実施例はペア・マスク又はマルチ・マスク位相シフト
法に用いるマスクの改良に関するものである。
(17) Embodiment 17 This embodiment relates to improvement of a mask used for a pair mask or a multi-mask phase shift method.

【0262】図91は同法によるステップ・アンド・リピ
ート型5:1縮小投影露光装置の光学系の主要部の略式
断面図である。同図において、1702はHgランプ等
のi線等の紫外単色光源、1704はケーラー照明を形
成する照明光学レンズ系、Lは照明光、L1及びL2は分
割照明光、1714a及びbは主分割光及び副分割光に
対応する主マスク及び副マスク、1751aは第1の孤
立パターンに対応する第1の主開口パターン、1754
bは第2の孤立パターンに対応する第2の主開口パター
ン、1752a及び1753aは上記第2の主開口パタ
ーンに付随した第2の副開口パターン(すなわち、シフ
タ)、1755b及び1756bは上記第1の主開口パ
ターンに随伴した第1の副開口パターン、1740a及
びbは、それぞれ図29に示すような光路長調整手段又は
同調整室、L は合成光、1715は5:1縮小投影レ
ンズ系、1703は被露光ウエハ、1709は上記ウエ
ハ1703上に均一に塗布されたフォト・レジスト膜で
ある。
FIG. 91 is a schematic sectional view of a main part of an optical system of a step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus according to the same method. In the figure, 1702 is Hg lamp i rays ultraviolet monochromatic light source of, 1704 illumination optical lens system for forming a Koehler illumination, L is the illumination light, L 1 and L 2 are split illumination light, 1714a and b are primarily A main mask and a sub-mask corresponding to the divided light and the sub-divided light, 1751a are a first main opening pattern corresponding to the first isolated pattern, and 1754.
b is a second main opening pattern corresponding to the second isolated pattern, 1752a and 1753a are second sub opening patterns (ie, shifters) associated with the second main opening pattern, and 1755b and 1756b are the first main opening patterns. The first sub-aperture patterns 1740a and 1740b associated with the main aperture pattern are optical path length adjusting means or the same adjustment chamber as shown in FIG. 29, L is synthetic light, 1715 is a 5: 1 reduction projection lens system, Reference numeral 1703 denotes a wafer to be exposed, and reference numeral 1709 denotes a photoresist film uniformly coated on the wafer 1703.

【0263】図92は、多数の孤立パターンに対応する主
開口パターンがどのように主マスク及び副マスク上に分
配されるかを示す重ね合せマスク平面レイアウト図であ
る。同図において、1714b上に1714aを重ねた
ときのマスク基板、1733は同時露光されるパターン
部(ワン・ショット分)、破線の正方形内の実線による
円は主マスク1714a上の各主開口パターン、破線に
よる円は副マスク1714b上の各主開口パターンであ
る。
FIG. 92 is a layout plan of a superposed mask showing how the main opening patterns corresponding to a large number of isolated patterns are distributed on the main mask and the sub-mask. In the same drawing, a mask substrate when 1714a is superimposed on 1714b, a pattern portion (one shot) to be simultaneously exposed, a solid circle in a dashed square is a main opening pattern on the main mask 1714a, The circles indicated by broken lines are the main opening patterns on the sub mask 1714b.

【0264】このように、主開口パターンを両マスク上
に均等に分布させることによって、両マスクの露光光に
よる加熱そほぼ同一かつ均一にすることができる。
As described above, by uniformly distributing the main opening patterns on both masks, the heating by the exposure light of both masks can be made almost identical and uniform.

【0265】(18)実施例・18 図93は、本発明の一実施例の多マスク位相シフト法(ペ
ア・マスク・フェーズ・シフト法)を実施するためのス
テップ・アンド・リピート方式5:1縮小投影露光装置
(ステッパ)の露光光学系の模式正断面図である。同図
において、1802はHgランプのi線の如き露光用光
源(詳細は実施例・10)、Lは原露光光束、L1は分
割された主露光光束、L2は同じく分割された副露光光
束、1851は光分割用ハーフミラー1806を収納す
るプリズム、1840は図12の205、図29、又は以下
の例に示すような位相調整又は光路長調整手段すなわち
シフタ、1808a及び1807bはそれぞれ主光束及
び副光束用ミラー、1804a及び1804bはそれぞ
れケーラー照明(Kohler)を形成するコンデンサー6を
収納するプリズム、1840は図12の205、図29、又
は以下の例に示すような位相調整又は光路長調整手段す
なわちシフタ、1808a及び1807bはそれぞれ主
光束及び副光束用ミラー、1804a及び1804bは
それぞれケーラー照明(Kohler)を形成するコンデンサ
ーレンズ、1814a及びbはそれぞれ主及び副マス
ク、1854は合成用ハーフミラー1813を収納する
合成用プリズム、L は合成用光束、1815は5:1
縮小投影レンズ系で物及び像側の両側においてテレセン
トリックに構成されている。1803は被露光ウエハ、
1881は図27及び図19Aに示すようなウエハ・ステ
ージである。
(18) Embodiment-18 FIG. 93 shows a step-and-repeat method 5: 1 for implementing a multi-mask phase shift method (pair mask phase shift method) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic front sectional view of an exposure optical system of a reduction projection exposure apparatus (stepper). In the figure, 1802 is Hg lamp i-line exposure light source (details Example-10) such as a, L is the original exposure light beam, L 1 is the main exposure light beams split, L 2 is also divided subsidiary exposure A light beam, 1851 is a prism for accommodating the light splitting half mirror 1806, 1840 is a phase adjustment or optical path length adjustment means or shifter as shown in 205, 29, or the following example in FIG. 12, and 1808a and 1807b are main light beams, respectively. Mirrors 1804a and 1804b for storing the condenser 6 forming Kohler illumination (Kohler), and 1840 for phase adjustment or optical path length adjustment as shown in 205, 29 in FIG. 12, or the following example. Means or shifters, 1808a and 1807b are mirrors for the main light beam and sub light beam, respectively, and 1804a and 1804b are each for Koehler illumination. (Kohler) condenser lens to form a, 1814a and b, respectively main and auxiliary mask, the composite prism for accommodating the synthesizing half mirror 1813 1854, L is luminous flux synthesis, 1815 5: 1
The reduction projection lens system is telecentric on both the object side and the image side. 1803 is a wafer to be exposed,
Reference numeral 1881 denotes a wafer stage as shown in FIGS. 27 and 19A.

【0266】本実施例においては、ウエハを貫通する主
露光光軸と光源を貫通する主照明光光軸が直交している
ので、主及び副分割光の光路をほぼ対称に構成すること
が比較的簡単に行なえる。
In this embodiment, since the main exposure optical axis penetrating the wafer and the main illumination optical axis penetrating the light source are orthogonal to each other, it is comparatively possible to configure the optical paths of the main and sub-divided beams almost symmetrically. Easy to do.

【0267】なお、本装置は、位相シフト法に限らず、
本願の他の実施例に示した2つのマスクを用いる露光方
法に広く適用できることは、いうまでもない。
Note that the present apparatus is not limited to the phase shift method,
It goes without saying that the present invention can be widely applied to the exposure method using two masks described in the other embodiments of the present application.

【0268】(19)実施例・19 本実施例では、本発明のペア・マスク位相シフト法(マ
ルチ・マスク位相シフト法)を実施するための露光照明
系の具体例と露光光学系の他の一つの例を説明する。
(19) Embodiment 19 In this embodiment, a specific example of an exposure illumination system for performing the pair mask phase shift method (multi-mask phase shift method) of the present invention and another example of the exposure optical system will be described. One example will be described.

【0269】図19Aは本実施例のステップ・アンド・
リピート型5:1縮小投影露光装置の露光光学系の模式
正断面図である。同図において、1902は超高圧水銀
ランプ、1982は楕円面鏡、Lは原露光照明光束、1
983は第1反射鏡(例えばAlミラー)、1985は
シャッタ、1986はフライアイ・レンズ、1987は
アパーチャ、1988はフィルタ(例えばショート・カ
ット・フィルタ)、1984は第2反射鏡(例えばコー
ルド・ミラー)、1904はケーラー照明を構成するコ
ンデンサ・レンズ、1906は原露光光束Lを主及び副
露光光束L1,L2に分割するためのハーフミラー、19
40は他の実施例に示す光路長調整手段又は位相シフト
板(図12の205、図27の540a,bその他)、19
07bは副光束L2に対する偏向鏡、1914は主パタ
ーン及び副パターンを搭載したマスク、1961は他の
例と同様にマスクを保持してXYZ及びθ方向更には傾
きの調整を行なうマスク・ホールダ、1961cはその
中央の開口部、1964a及びbは主及び副光束に対す
るそれぞれの物側投影レンズ系、1949aは主光束L
1に対する偏向鏡、1913は主光束L1と副光束L2
合成して合成光Lとするための合成用ハーフミラー、1
954はハーフミラーを収納するための合成用プリズ
ム、1915は先の物側レンズ系1964a及び196
4bとは別に物側及び像側の両側テレセントリック(実
施例・11同様)に構成された5:1縮小投影レンズ系
の一部をなす像側レンズ系、1903は被露光ウエハ、
1976はθ駆動テーブルを兼ねるウエハ吸着台、19
77は上下方向すなわちZ軸移動台、1979は水平方
向の一方向すなわちX軸移動台、1980は水平方向の
他の方向すなわちY軸移動台である。
FIG. 19A shows the step-and-step of this embodiment.
FIG. 2 is a schematic front sectional view of an exposure optical system of a repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus. In the same figure, 1902 is an ultra-high pressure mercury lamp, 1982 is an ellipsoidal mirror, L is the original exposure illumination light flux, 1
983, a first reflecting mirror (for example, an Al mirror), 1985, a shutter, 1986, a fly-eye lens, 1987, an aperture, 1988, a filter (for example, a short cut filter), and 1984, a second reflecting mirror (for example, a cold mirror). ), condenser lens 1904 constituting the Koehler illumination, a half mirror for splitting the original exposure light beam L on the primary and secondary exposure light beam L 1, L 2 is 1906, 19
Numeral 40 denotes an optical path length adjusting means or a phase shift plate (205 in FIG. 12, 540a, b or the like in FIG. 27) shown in another embodiment, 19
07b deflection mirror for sub beam L 2, mask equipped with the main pattern and the auxiliary pattern 1914, 1961 mask holder further XYZ and θ directions while holding the mask as well as other examples of adjusting the inclination, Reference numeral 1961c denotes a central opening, 1964a and b reference object-side projection lens systems for main and sub-beams, and 1949a denotes a main beam L.
Deflecting mirror for 1, synthesizing a half mirror for the combined light L by combining the main luminous flux L 1 and sub beam L 2 is 1913, 1
Reference numeral 954 denotes a combining prism for accommodating a half mirror, and 1915 denotes an object-side lens system 1964a and 196.
4b, an image-side lens system which is a part of a 5: 1 reduction projection lens system configured to be telecentric on both the object side and the image side (similar to Embodiment 11), 1903 is a wafer to be exposed,
Reference numeral 1976 denotes a wafer suction table which also serves as a θ drive table.
77 is a vertical direction, that is, a Z-axis moving table, 1979 is a horizontal direction, that is, an X-axis moving table, and 1980 is another horizontal direction, that is, a Y-axis moving table.

【0270】本実施例では、マスク基板が単一なので、
主及び副マスク間での合せが不要となる。
In this embodiment, since there is only one mask substrate,
No alignment between the main and sub masks is required.

【0271】(20)実施例・20 本実施例では、他の実施例で示した光路長調整手段又は
シフタ板として使用できる2次元局所可変シフタ板につ
いて説明する。
(20) Twentieth Embodiment This embodiment describes a two-dimensional locally variable shifter plate which can be used as an optical path length adjusting means or a shifter plate shown in other embodiments.

【0272】図95は本実施例の可変シフタを図19Aの
シフト板1940と置換又はそれに追加したときの、ス
テッパの簡略化正断面図である。同図において、200
2は図76及び図19Aに示すような紫外又は遠紫外光
源、Lは原露光光束、2091は原露光光束のフィール
ド上の座標(x,y)の位相を測定するための位相検出
器すなわちスキャナ、2006は原露光光束Lを主光束
1と副光束L2に分割するためのハーフミラー、204
0は主光束L1の座標(x,y)の位相と副光束L2の同
座標の位相との差Δφ(x,y)を局所的(各微小部分
について)に所望の値に設定するための2次元可変位相
シフト板又はシフタ、L1(x,y)及びL2(x,y)
で各光束L1及びL2の座標(x,y)の部分を示す。2
014は、一枚のマスク上の隔離した場所に主パターン
及び副パターンを搭載したマスクであり、図はマスクの
各部の厚さが異なり、マスク通過の際の位相のずれが座
標(x,y)に依存することを誇張して示す。2049
aは主光束L1のための偏向ミラー、2013は主光束
1及び副光束L2を合成してL を得るための合成用ハ
ーフミラー、φ1(x,y)及びφ2(x,y)はそれぞ
れ合成直前の基準面におけるL1(x,y)及びL
2(x,y)の位相、2015はそれ単独で又は他のレ
ンズ群とともに5:1縮小投影系を構成する投影レンズ
系で物側及び像側の両側においてテレセントリックに構
成されている。2003は被露光半導体ウエハ、209
2はスキャナ2091により検出した座標(x,y)の
分割光間の位相差Δφ(x,y)データに基づいて、全
露光フィールド(単位ショット)にわたって位相差Δφ
を一定均一な値に可変シフタ2040を制御するための
可変シフタ制御回路である。
FIG. 95 is a simplified front sectional view of the stepper when the variable shifter of this embodiment is replaced with or added to the shift plate 1940 of FIG. 19A. In FIG.
Reference numeral 2 denotes an ultraviolet or far-ultraviolet light source as shown in FIGS. 76 and 19A, L denotes an original exposure light beam, and 2091 denotes a phase detector or scanner for measuring the phase of coordinates (x, y) on the field of the original exposure light beam. a half mirror for 2006 to divide the original exposure light beam L to main luminous flux L 1 and sub beam L 2, 204
0 sets the difference Δφ (x, y) between the phase of the coordinates (x, y) of the main light beam L 1 and the phase of the same coordinates of the sub light beam L 2 to a desired value locally (for each minute portion). 2D variable phase shift plate or shifter for, L 1 (x, y) and L 2 (x, y)
Indicates the coordinate (x, y) portion of each light flux L 1 and L 2 . 2
Reference numeral 014 denotes a mask on which a main pattern and a sub-pattern are mounted in isolated places on a single mask. In the figure, the thickness of each part of the mask is different, and the phase shift when passing through the mask is represented by coordinates (x, y). ) Is exaggerated. 2049
a is a deflecting mirror for the main light beam L 1 , 2013 is a combining half mirror for combining the main light beam L 1 and the sub light beam L 2 to obtain L 1 , φ 1 (x, y) and φ 2 (x, y) are L 1 (x, y) and L on the reference plane immediately before the synthesis, respectively.
2 (x, y) phase 2015 is a projection lens system that constitutes a 5: 1 reduction projection system by itself or together with other lens groups, and is telecentric on both the object side and the image side. Reference numeral 2003 denotes a semiconductor wafer to be exposed;
Reference numeral 2 denotes a phase difference Δφ over the entire exposure field (unit shot) based on the phase difference Δφ (x, y) data between the divided lights at the coordinates (x, y) detected by the scanner 2091.
Is a variable shifter control circuit for controlling the variable shifter 2040 to a constant uniform value.

【0273】図96は前記図95の可変シフタ2040の一
主面の拡大図である。同図において、2040aは多数
の正方形透明電極、2041は電極のない間隙部であ
る。この間隙部の幅をウエハ上での最小解像寸法に対応
する寸法以下に設定すると、この間隙部に帰因するノイ
ズを低減するのに有効である。先の正方形電極の一辺
は、例えば20μm〜200μm程度である。更に光路
上での可変シフタ2014の位置は、それによって位相
のばらつきを補償すべき光学部材の光軸上の近傍にする
ことがのぞましい。すなわち、単一ショット内の位相の
ばらつきの最大の原因がマスク基板である場合は、マス
クの近傍の光軸上に配置することが効果的である。
FIG. 96 is an enlarged view of one main surface of the variable shifter 2040 shown in FIG. 95. In the figure, 2040a is a large number of square transparent electrodes, and 2041 is a gap without electrodes. When the width of the gap is set to be equal to or smaller than the size corresponding to the minimum resolution dimension on the wafer, it is effective to reduce noise due to the gap. One side of the square electrode is, for example, about 20 μm to 200 μm. Further, it is desirable that the position of the variable shifter 2014 on the optical path is near the optical axis of the optical member whose phase variation is to be compensated. That is, when the largest cause of the phase variation in a single shot is the mask substrate, it is effective to dispose it on the optical axis near the mask.

【0274】図97は上記図96の可変シフタのX−X断面
図である。同図において、2042はポッケルス(Pock
els)効果を有する電気光学結晶で図98に示すもののう
ちのいずれか一つ、2040a及びbは対抗する正方形
透明電極(セグメント)、2043は透明絶縁膜であ
る。この絶縁膜2043中に各セグメントに対して独立
に所望の電圧を印加できるように最小解像寸法(ウエハ
上換算で)以下の幅の透明配線が形成されている。先の
可変シフタ制御回路2092は、これらの配線を介し
て、多数のセグメントの電圧を制御することによって、
単一ショットすなわち単一ステップ露光域内における位
相差Δφのばらつきの補償を行なう。
FIG. 97 is a sectional view taken along line XX of the variable shifter shown in FIG. In the figure, reference numeral 2042 denotes Pockels (Pockels)
els) An electro-optic crystal having the effect shown in FIG. 98, 2040a and 2040a are opposing square transparent electrodes (segments), and 2043 is a transparent insulating film. In the insulating film 2043, a transparent wiring having a width equal to or smaller than a minimum resolution (on a wafer) is formed so that a desired voltage can be independently applied to each segment. The variable shifter control circuit 2092 controls the voltage of a large number of segments via these wirings,
The variation of the phase difference Δφ within a single shot, that is, a single step exposure area is compensated.

【0275】(21)本願の記載を補足するための文献 オン・マスク位相シフト露光法に関する論理的説明、マ
スクの作成方法、パターンの計算法、実験データ等につ
いては、以下に記載されているので、それをもって本願
実施例の記載となす。すなわち、日本特願昭63−20
5350号(昭和63年11月22日出願)及び日本特
願平1−257226号(平成1年10月2日出願)並
びに、それに対応する米国特許出願07/437、26
8(1989年11月16日出願)、日本特公昭62−
50811号、「日経マイクロデバイセズ」1990年
5月号74〜75頁、レベンスンらの「インプルービン
グ・レゾルーション・イン・フォトリソグラフィー・ウ
ィズ・ア・フェイズ・シフティング・マスク」アイ・イ
ー・イー・イー・トランサクション・オン・エレクトロ
ン・デバイセズED−29巻12号1982年12月発
行1828−1836頁(‘Improving Resolution in
Photolithograph with a Phase-Shifting Mask’, Leve
nson et al, IEEE Transaction on Electron Devices,
vol.ED-29, No.12 December 1982, P.1828-1836)、伊藤
らの「1μmプロセス用フォトマスクパターンの投影像
歪み補正」日本電子通信学会論文誌1985年5月vol.
J68−C No.5第325〜332頁である。
(21) Documents Supplementing the Description of the Present Application Logical explanations on the on-mask phase shift exposure method, mask creation methods, pattern calculation methods, experimental data, and the like are described below. , And the description of the embodiment of the present invention will be given. In other words, Japanese Patent Application No. 63-20
No. 5350 (filed on November 22, 1988) and Japanese Patent Application No. 1-257226 (filed on October 2, 1999), and corresponding US patent applications 07/437, 26.
8 (filed on November 16, 1989), Japanese Patent Publication No. 62-
No. 50811, "Nikkei Microdevices", May 1990, pp. 74-75, "Improving Resolution in Photolithography with a Phase Shifting Mask" by E.I.E.E. E-Transaction on Electron Devices ED-29, vol. 12, no. 1982, p. 1828-1836 ('Improving Resolution in
Photolithograph with a Phase-Shifting Mask ', Leve
nson et al, IEEE Transaction on Electron Devices,
vol.ED-29, No.12 December 1982, P.1828-1836), Ito et al., "Correcting Projection Image Distortion of Photomask Patterns for 1 μm Processes," Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, May 1985, vol.
J68-C No. 5, pages 325-332.

【0276】日本特開昭62−171123号には高圧
水銀ランプ等を用いた露光照明系が開示されているの
で、これをもって本願実施例の記述となす。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-171123 discloses an exposure illumination system using a high-pressure mercury lamp or the like.

【0277】日本特開昭61−22626号には、両側
テレセントリック構造の投影レンズ系の構成が示されて
いるので、これをもって本願実施例の記述の一部とす
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-22626 discloses a configuration of a projection lens system having a double-sided telecentric structure, which is incorporated in the description of the embodiments of the present invention.

【0278】日本特開昭61−43420号には、電子
線を用いたマスクの作成技術が開示されているので、こ
れをもって本願実施例の記述の一部となす。
Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) No. 61-43420 discloses a technique for producing a mask using an electron beam, and this is incorporated in the description of the present embodiment.

【0279】[0279]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0280】形成しようとするパターンの形状に応じ
て、適切なレジストプロセスを選択することができるの
で、遮光部を介して隣り合う光透過部を透過する光の位
相を反転させて投影像のコントラストを改善する位相シ
フト法を用いて、半導体装置を形成する際に、位相シフ
ト領域の配置を含むマスクの設計が比較的容易になるの
で、パターン精度の良い半導体装置を製造することがで
きる。
An appropriate resist process can be selected in accordance with the shape of the pattern to be formed. Therefore, the phase of the light transmitted through the light transmitting portion adjacent to the light transmitting portion via the light shielding portion is inverted so that the contrast of the projected image can be improved. When a semiconductor device is formed using a phase shift method that improves the above, the design of a mask including the arrangement of the phase shift regions becomes relatively easy, so that a semiconductor device with high pattern accuracy can be manufactured.

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

【図1】本発明の実施例・1のIである露光装置に設け
られた位相シフト機構の全体図。
FIG. 1 is an overall view of a phase shift mechanism provided in an exposure apparatus which is I of Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の上記実施例であるマスクの拡大断面
図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the mask according to the embodiment of the present invention.

【図3】(a),(b)は、このマスクに形成された一
対の回路パターンの平面図。(c)は、この一対の回路
パターンを合成して得られる回路パターンの平面図。
3A and 3B are plan views of a pair of circuit patterns formed on the mask. (C) is a plan view of a circuit pattern obtained by synthesizing the pair of circuit patterns.

【図4】(a)〜(g)は、図3(a),(b)に示す
回路パターンの透過領域を透過した光の振幅、強度をそ
れぞれ示す説明図。
FIGS. 4A to 4G are explanatory diagrams respectively showing amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the circuit pattern shown in FIGS. 3A and 3B;

【図5】(a),(b)は、このマスクに形成された一
対の位置合わせマークの平面図。(c)は、この一対の
位置合わせマークを合成して得られる回路パターンの平
面図。
FIGS. 5A and 5B are plan views of a pair of alignment marks formed on the mask. (C) is a plan view of a circuit pattern obtained by combining the pair of alignment marks.

【図6】(a),(b)は、本発明の実施例・1のIIの
マスクに形成された一対の回路パターンの他の例を示す
平面図。(c)は、この一対の回路パターンを合成して
得られる回路パターンの平面図。
FIGS. 6A and 6B are plan views showing another example of a pair of circuit patterns formed on the mask of II of Embodiment 1 of the present invention. (C) is a plan view of a circuit pattern obtained by synthesizing the pair of circuit patterns.

【図7】(a)〜(g)は、図6(a),(b)に示す
回路パターンの透過領域を透過した光の振幅、強度をそ
れぞれ示す説明図。
FIGS. 7A to 7G are explanatory diagrams respectively showing amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the circuit pattern shown in FIGS. 6A and 6B.

【図8】(a),(b)は、本発明の実施例・1のIII
のマスクに形成された一対の回路パターンの他の例を示
す平面図。(c)は、この一対の回路パターンを合成し
て得られる回路パターンの平面図。
8 (a) and (b) show III of Example 1 of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing another example of the pair of circuit patterns formed on the mask of FIG. (C) is a plan view of a circuit pattern obtained by synthesizing the pair of circuit patterns.

【図9】(a)〜(e)は、図8(a),(b)に示す
回路パターンの透過領域を透過した光の振幅、強度をそ
れぞれ示す説明図。
FIGS. 9A to 9E are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region of the circuit pattern shown in FIGS. 8A and 8B, respectively.

【図10】(a)〜(d)は、従来のマスクの透過領域
を透過した光の振幅、強度をそれぞれ示す説明図。
FIGS. 10A to 10D are explanatory diagrams respectively showing the amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of a conventional mask.

【図11】(a)〜(d)は、透明膜を設けた従来のマ
スクの透過領域を透過した光の振幅、強度をそれぞれ示
す説明図。
FIGS. 11A to 11D are explanatory diagrams respectively showing the amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of a conventional mask provided with a transparent film.

【図12】本発明の実施例・2である露光光学系の要部
構成図。
FIG. 12 is a main part configuration diagram of an exposure optical system that is Embodiment 2 of the present invention.

【図13】(a),(b)はそれぞれ図12のマスクのパ
ターン構成の一例を示す要部平面図。(c)はそれらパ
ターンによって作られる所望のパターンの平面図。
13 (a) and 13 (b) are each a plan view of an essential part showing an example of a pattern configuration of the mask of FIG. 12; (C) is a plan view of a desired pattern formed by the patterns.

【図14】(a),(b)はそれぞれ図12のマスクのパ
ターン構成の一例を示す要部平面図。(c)はそれらパ
ターンによって作られる所望パターンの平面図。
14 (a) and (b) are plan views of relevant parts showing an example of a pattern configuration of the mask of FIG. 12, respectively. (C) is a plan view of a desired pattern formed by the patterns.

【図15】(a),(b)はそれぞれ図12のマスクのパ
ターン構成の一例を示す要部平面図。(c)はそれらパ
ターンによって作られる所望パターンの平面図。
FIGS. 15A and 15B are plan views of relevant parts showing an example of the pattern configuration of the mask of FIG. 12; (C) is a plan view of a desired pattern formed by the patterns.

【図16】(a)〜(g)は図13のマスクの透過領域を
透過した光の振幅及び強度を示す説明図。
16 (a) to 16 (g) are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the mask of FIG.

【図17】(a)〜(h)は図14のマスクの透過領域を
透過した光の振幅及び強度を示す説明図。
17 (a) to (h) are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through a transmission region of the mask in FIG.

【図18】(a)〜(g)は図15に示したマスクの透過
領域を透過した光の振幅及び強度を示す説明図。
FIGS. 18A to 18G are explanatory diagrams showing the amplitude and intensity of light transmitted through the transmission region of the mask shown in FIG.

【図19】マスクの断面図。FIG. 19 is a sectional view of a mask.

【図20】(a)〜(e)は、本発明の装置に使用する
パターンの位置合わせ方法の説明図。
FIGS. 20A to 20E are explanatory diagrams of a pattern alignment method used in the apparatus of the present invention.

【図21】本発明の実施例・3に係るステップ・アンド
・リピート型5:1縮小投影露光装置の露光光学系の概
要を示す模式正断面図。
FIG. 21 is a schematic front sectional view showing an outline of an exposure optical system of a step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

【図22】本発明の上記実施例の周期的又は準周期的ラ
イン・アンド・スペース・パターンに対応するマスクの
断面図。
FIG. 22 is a sectional view of a mask corresponding to a periodic or quasi-periodic line and space pattern according to the embodiment of the present invention.

【図23】(a)は、上記実施例の段差を有する周期パ
ターンに対応する主マスク・パターン(ポジ・マス
ク)、同図(b)は、同様にサブ・マスク・パターン、
同図(c)は、合成開口パターンの平面図、同図(d)
は、被露光ウエハ上の製造途上にある半導体集積回路装
置の周期段差部の断面図。
FIG. 23A is a main mask pattern (positive mask) corresponding to the periodic pattern having steps in the above embodiment, and FIG. 23B is a sub-mask pattern,
FIG. 3C is a plan view of the synthetic aperture pattern, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a periodic step portion of a semiconductor integrated circuit device being manufactured on a wafer to be exposed.

【図24】上記実施例のL1,L2の位相差φを(2n
+1)πより前後にずらせた場合の主及びサブ・パター
ンに対応する像面のずれの様子を示す線図。
FIG. 24 shows a case where the phase difference φ between L1 and L2 in the above embodiment is (2n
+1) A diagram showing a state of a shift of the image plane corresponding to the main and sub-patterns when the image plane is shifted back and forth from π.

【図25】(a)は上記実施例の位相シフト合せ用マー
クの内、主パターン部に形成されたものを示す平面図。
(b)は、同サブ・パターン部に形成された位相合せ用
開口パターンの平面図。(c)は、これらの合成時の投
影パターン。
FIG. 25A is a plan view showing a phase shift alignment mark formed on a main pattern portion in the embodiment.
(B) is a top view of the opening pattern for phase matching formed in the sub pattern part. (C) is a projection pattern at the time of combining these.

【図26】本発明の実施例・4のステッパ装置の模式断
面図。
FIG. 26 is a schematic sectional view of a stepper device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の実施例5のステップ・アンド・リピ
ート型5:1縮小投影露光装置の露光投影光学系の模式
正断面図。
FIG. 27 is a schematic front sectional view of an exposure projection optical system of a step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図28】上記同装置の露光光源及び照明(露光用)光
学系の模式正断面図。
FIG. 28 is a schematic front sectional view of an exposure light source and an illumination (exposure) optical system of the apparatus.

【図29】同装置の位相差設定手段の拡大断面図。FIG. 29 is an enlarged sectional view of a phase difference setting unit of the same device.

【図30】同装置のウエハ保持部の上面図。FIG. 30 is a top view of a wafer holding unit of the apparatus.

【図31】本発明の実施例・6に係る孤立帯状パターン
に対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 31 is a plan view of a mask pattern corresponding to an isolated band-shaped pattern according to Embodiment 6 of the present invention.

【図32】本発明の実施例・6に係る孤立正方形パター
ンに対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 32 is a plan view of a mask pattern corresponding to an isolated square pattern according to Embodiment 6 of the present invention.

【図33】上記図32の変形例に係る孤立正方形パターン
に対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 33 is a plan view of a mask pattern corresponding to the isolated square pattern according to the modification of FIG. 32;

【図34】本発明の実施例・6に係る「L」字型パター
ンに対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 34 is a plan view of a mask pattern corresponding to an “L” -shaped pattern according to Embodiment 6 of the present invention.

【図35】上記図34の変形例に係る「L」字型パターン
に対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 35 is a mask pattern plan view corresponding to the “L” -shaped pattern according to the modification of FIG. 34;

【図36】本発明の実施例・6に係る屈曲孤立帯状パタ
ーンに対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 36 is a plan view of a mask pattern corresponding to a bent isolated belt-shaped pattern according to Embodiment 6 of the present invention.

【図37】上記図36の変形例に係る屈曲孤立帯状パター
ンに対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 37 is a plan view of a mask pattern corresponding to the bent and isolated strip-shaped pattern according to the modification of FIG. 36;

【図38】本発明の実施例・6に係る等周期帯状パター
ンに対応するマスク・パターン平面図。
FIG. 38 is a plan view of a mask pattern corresponding to a uniform periodic strip pattern according to Embodiment 6 of the present invention.

【図39】本発明の実施例・7に係る露光ステップを示
すウエハ上面図。
FIG. 39 is a top view of a wafer showing an exposure step according to Embodiment 7 of the present invention.

【図40】本発明の実施例・7に係る露光方法における
単位露光領域を示す平面図。
FIG. 40 is a plan view showing a unit exposure area in an exposure method according to Embodiment 7 of the present invention.

【図41】本発明の実施例・7に係るポジ・プロセスを
示すフロー断面図。
FIG. 41 is a flow sectional view showing a positive process according to Embodiment 7 of the present invention.

【図42】本発明の実施例・7に係るポジ・プロセスを
示すフロー断面図。
FIG. 42 is a flow sectional view showing a positive process according to Embodiment 7 of the present invention.

【図43】本発明の実施例・7に係るポジ・プロセスを
示すフロー断面図。
FIG. 43 is a flow sectional view showing a positive process according to Embodiment 7 of the present invention.

【図44】本発明の実施例・7に係るネガ・プロセスを
示すフロー断面図。
FIG. 44 is a flow sectional view showing a negative process according to Embodiment 7 of the present invention.

【図45】本発明の実施例・7に係るネガ・プロセスを
示すフロー断面図。
FIG. 45 is a flow sectional view showing a negative process according to Example 7 of the present invention.

【図46】本発明の実施例・7に係るネガ・プロセスを
示すフロー断面図。
FIG. 46 is a flow sectional view showing a negative process according to Example 7 of the present invention.

【図47】本発明の実施例・7に係るツイン・ウエルS
RAMプロセスにおけるフォトリソグラフィ工程を示す
全体フロー図。
FIG. 47 shows a twin well S according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 4 is an overall flowchart showing a photolithography step in a RAM process.

【図48】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 48 is a flow sectional view of an SRAM wafer process corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図49】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 49 is a flow sectional view of an SRAM wafer process corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図50】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 50 is a flow sectional view of a wafer process of the SRAM corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図51】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 51 is a flow sectional view of a wafer process of the SRAM corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図52】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 52 is a flow sectional view of a wafer process of the SRAM corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図53】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 53 is a flow sectional view of a wafer process of the SRAM corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図54】本発明の上記図47に対応するSRAMのウエ
ハ工程のフロー断面図。
FIG. 54 is a flow sectional view of an SRAM wafer process corresponding to FIG. 47 of the present invention;

【図55】上記SRAMのチップ領域の平面レイアウト
図。
FIG. 55 is a plan layout view of a chip area of the SRAM.

【図56】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 56 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention.

【図57】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 57 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図58】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 58 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図59】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 59 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図60】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 60 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention.

【図61】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 61 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図62】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 62 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図63】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 63 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図64】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 64 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図65】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 65 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図66】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 66 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図67】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 67 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図68】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 68 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図69】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 69 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図70】本発明の実施例・8に係るDRAMのウエハ
工程を示すフロー断面図。
FIG. 70 is a flow sectional view showing a wafer step of the DRAM according to Embodiment 8 of the present invention;

【図71】上記DRAMのチップ領域の平面レイアウト
図。
FIG. 71 is a plan layout view of a chip area of the DRAM;

【図72】Qは上記DRAMのメモリ・セル領域の単位
並進周期の平面レイアウト図。
FIG. 72 is a plan layout view of a unit translation cycle of a memory cell region of the DRAM.

【図73】近接したパターンの位相が同位相である場合
の光の振幅強度及びエネルギー強度の分布を説明するた
めのグラフ。
FIG. 73 is a graph for explaining the distribution of the amplitude intensity and energy intensity of light when the phases of adjacent patterns are the same.

【図74】上記図73と同様に位相が180°(相対的
に)異なる場合の同分布グラフ。
74 is the same distribution graph when the phases are different by 180 ° (relatively) as in FIG. 73.

【図75】本発明の縮小投影の原理を説明するための光
学系の模式断面図。
FIG. 75 is a schematic sectional view of an optical system for explaining the principle of reduced projection according to the present invention.

【図76】本発明の露光方法に用いる露光用単色光源の
諸条件を示す図表。
FIG. 76 is a table showing conditions of a monochromatic light source for exposure used in the exposure method of the present invention.

【図77】物側のテレセントリック構成を利用して、投
影レンズ系を全て共通にした本発明の実施例11の5:
1縮小投影露光装置の簡略化正断面図。
FIG. 77-5 of the eleventh embodiment of the present invention in which all the projection lens systems are made common using the object side telecentric configuration:
1 is a simplified front sectional view of a reduced projection exposure apparatus.

【図78】Aは本発明の実施例・12のマスク検査装置
の簡略化正断面図。
FIG. 78A is a simplified front sectional view of a mask inspection apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention;

【図79】相互にコヒーレントでない2つの光源を用い
る本発明の実施例・13のステップ・アンド・リピート
型5:1縮小投影露光装置の簡略化正断面図。
FIG. 79 is a simplified front sectional view of a step-and-repeat 5: 1 reduction projection exposure apparatus according to Embodiment 13 of the present invention using two light sources that are not coherent with each other.

【図80】上記図79の露光方法によって露光される単位
露光領域のレイアウトを示すマスク又はウエハ平面図。
FIG. 80 is a mask or wafer plan view showing a layout of a unit exposure area exposed by the exposure method shown in FIG. 79;

【図81】本発明の実施例・14の露光方法の説明のた
めの(相互にコヒーレントでない光源を使用する)ステ
ップ・アンド・リピート型縮小投影露光装置の簡略化断
面図。
FIG. 81 is a simplified cross-sectional view of a step-and-repeat type reduced projection exposure apparatus (using mutually non-coherent light sources) for explaining an exposure method according to Embodiment 14 of the present invention;

【図82】上記図81の方法における単位置光域(マスク
又はウエハ)の平面レイアウト図。
FIG. 82 is a plan layout view of a single-position light area (mask or wafer) in the method of FIG. 81;

【図83】上記図81の方法に使用するマスクの平面パタ
ーン図。
FIG. 83 is a plane pattern diagram of a mask used in the method of FIG. 81;

【図84】本発明の実施例・15の準周期パターンに対
応するウエハ上のパターン平面図。
FIG. 84 is a plan view of a pattern on a wafer corresponding to the quasi-periodic pattern according to Example 15 of the present invention.

【図85】上記実施例の他の準周期パターンに対応する
ウエハ上のパターン平面図。
FIG. 85 is a plan view of a pattern on a wafer corresponding to another quasi-periodic pattern of the embodiment.

【図86】上記実施例の更に他の準周期パターンに対応
するウエハ上のパターン平面図。
FIG. 86 is a plan view of a pattern on a wafer corresponding to still another quasi-periodic pattern of the embodiment.

【図87】上記上記図84のウエハ上のパターンに対応す
るオン・マスク又はマルチ・マスク位相シフト法におけ
るマスクの平面レイアウト図又は重畳平面レイアウト
図。
87 is a plan layout diagram or a superimposed plan layout diagram of a mask in the on-mask or multi-mask phase shift method corresponding to the pattern on the wafer in FIG. 84 described above.

【図88】図85に対応する同様な平面レイアウト図。FIG. 88 is a similar plan layout view corresponding to FIG. 85;

【図89】図86に対応する同様な平面レイアウト図。FIG. 89 is a similar plan layout view corresponding to FIG. 86;

【図90】本発明の実施に使用されるフォトレジストの
一覧表。
FIG. 90 is a list of photoresists used in the practice of the invention.

【図91】本発明の実施例・17に係る随伴パターンを
2つのマスク上に相互に分割搭載する露光方法を示すス
テップ・アンド・リピート型5:1縮小投影露光装置の
簡略化正断面図。
FIG. 91 is a simplified front sectional view of a step-and-repeat type 5: 1 reduction projection exposure apparatus showing an exposure method for mutually mounting an associated pattern on two masks according to Embodiment 17 of the present invention;

【図92】同方法を説明するための重畳マスクパターン
図。
FIG. 92 is a superposition mask pattern diagram for explaining the same method.

【図93】本発明の実施例・18に係る簡易型マルチ・
マスク・ステッパの正断面図。
FIG. 93 is a simplified multi-unit according to the eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front sectional view of a mask / stepper.

【図94】本発明の各実施例の露光装置の個別照明光源
の構成を説明するため及び実施例・19に係る単一マス
ク基板によるペアマスク(パターン)露光装置(ステッ
パ)の正断面図。
FIG. 94 is a front sectional view of a pair mask (pattern) exposure apparatus (stepper) using a single mask substrate according to the nineteenth embodiment for explaining the configuration of the individual illumination light source of the exposure apparatus of each embodiment of the present invention.

【図95】本発明の実施例・20に係る二次元位相合せ
装置の全体構成図。
FIG. 95 is an overall configuration diagram of a two-dimensional phase matching device according to Embodiment 20 of the present invention.

【図96】同二次元位相シフト板の上面図。FIG. 96 is a top view of the same two-dimensional phase shift plate.

【図97】同二次元位相シフト板の断面図。FIG. 97 is a sectional view of the same two-dimensional phase shift plate;

【図98】同位相シフト板に用いる電気光学効果を有す
る結晶の一覧図表。
FIG. 98 is a table of crystals having an electro-optical effect used for the phase shift plate.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一の領域と前記第一の領域に囲まれた第
二の領域が形成された第一のマスクに光を照射して、透
過光により半導体ウエハ上に形成されたポジ型の感光膜
にパターンを露光する工程、 前記ポジ型の感光膜を現像することにより、前記マスク
の第二の領域によって該ポジ型の感光膜に結像されたパ
ターンを除去する工程、 前記現像されたポジ型の感光膜を用いて、前記半導体ウ
エハを加工する工程、 第三の領域と前記第三の領域に囲まれた第四の領域が形
成され、マスクの光透過領域の一部に、該マスクの他の
光透過領域を透過した光と位相が反転するような位相シ
フト領域が形成されているような第二のマスクに光を照
射して、透過光により半導体ウエハ上に形成されたネガ
型の感光膜にパターンを露光する工程、 前記ネガ型の感光膜を現像することにより、前記マスク
の第四の領域によって結像されたパターンを残し、周囲
の該ネガ型の感光膜を除去する工程、 前記現像されたネガ型の感光膜を用いて、前記半導体ウ
エハを加工する工程、 とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A positive mask formed on a semiconductor wafer by transmitting light by irradiating light to a first mask in which a first region and a second region surrounded by the first region are formed. Exposing a pattern to the photosensitive film of the step of: developing the positive photosensitive film to remove a pattern formed on the positive photosensitive film by the second region of the mask; Processing the semiconductor wafer using the positive photosensitive film, a third region and a fourth region surrounded by the third region are formed, and a part of the light transmitting region of the mask; The second mask having a phase shift region where the phase is inverted with respect to the light transmitted through the other light transmitting region of the mask is irradiated with light, and formed on the semiconductor wafer by the transmitted light. Exposing a pattern to a negative photosensitive film; Developing the photosensitive film, leaving a pattern imaged by the fourth region of the mask, removing the surrounding negative photosensitive film, using the developed negative photosensitive film And processing the semiconductor wafer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】前記第三の領域は遮光領域であり、前記第
四の領域は光透過領域であり、前記第二のマスクの前記
他の光透過領域は、前記第一の領域を介して前記第二の
領域に近接して設けられていることを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
2. The third region is a light-shielding region, the fourth region is a light transmitting region, and the other light transmitting region of the second mask passes through the first region. The method according to claim 1, wherein the method is provided near the second region.
【請求項3】前記第一のマスクには光透過領域の一部
に、該マスクの他の光透過領域を透過した光と位相が反
転するような位相シフト領域が形成されていることを特
徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. A phase shift region in which a phase of light transmitted through another light transmitting region of the mask is inverted in a part of a light transmitting region of the first mask. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein
【請求項4】前記第一の領域は遮光領域であり、前記第
二の領域は光透過領域であり、前記第一のマスクの前記
他の光透過領域は、前記第一の領域を介して前記第二の
領域に近接して設けられていることを特徴とする請求項
3記載の半導体装置の製造方法。
4. The first area is a light-shielding area, the second area is a light-transmitting area, and the other light-transmitting area of the first mask passes through the first area. 4. The method according to claim 3, wherein the semiconductor device is provided near the second region.
【請求項5】前記第二の領域は光透過領域であり、前記
第一のマスクの前記他の光透過領域は前記第二の領域と
境界を接して設けられていることを特徴とする請求項3
記載の半導体装置の製造方法。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the second area is a light transmitting area, and the other light transmitting area of the first mask is provided so as to be in contact with the second area. Item 3
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項6】第一の基板に配線層を形成するための一方
向に延在する複数の光透過パターンが、遮光部を介して
互いに近接してして形成され、隣り合うパターンを透過
する光の位相が互いに逆相となっているような第二の基
板に光を透過させて、前記第一の基板上の導電膜上に設
けられたネガレジスト層にパターンを露光する工程、そ
の後、 前記ネガレジスト層を現像する工程、 現像された前記ネガレジスト層を用いて前記導電膜を加
工し、前記第一の基板上に配線パターンを形成する工
程、 前記第一の基板上の絶縁膜に開口部を形成するための光
透過パターンが形成された第三の基板に光を透過させ
て、前記絶縁膜上に設けられたポジレジスト層にパター
ンを露光する工程、その後、 前記ポジレジスト層を現像する工程、 現像された前記ポジレジスト層を用いて、前記第一の基
板上に開口パターンを形成する工程、 とを有することを特徴とするパターン形成方法。
6. A plurality of light transmitting patterns extending in one direction for forming a wiring layer on a first substrate are formed close to each other via a light shielding portion and transmit adjacent patterns. The step of exposing a pattern to a negative resist layer provided on a conductive film on the first substrate by transmitting light to a second substrate such that the phases of the light are opposite to each other, Developing the negative resist layer, processing the conductive film using the developed negative resist layer, and forming a wiring pattern on the first substrate; A step of transmitting light to a third substrate on which a light transmission pattern for forming an opening is formed, and exposing the pattern to a positive resist layer provided on the insulating film, Developing process, before developed Using the positive resist layer, forming an opening pattern on the first substrate, a pattern forming method characterized by having a city.
【請求項7】前記開口部を形成するための光透過パター
ンは、互いに近接して複数設けられており、遮光部を介
して隣り合うパターンを透過する光の位相が、互いに逆
相となるように形成されていることを特徴とする請求項
6記載のパターン形成方法。
7. A plurality of light transmitting patterns for forming said openings are provided in close proximity to each other, and the phases of light passing through adjacent patterns via a light shielding portion are opposite to each other. 7. The pattern forming method according to claim 6, wherein the pattern is formed.
【請求項8】前記開口部を形成するための光透過パター
ンの周辺には、補助的に光を透過する補助光透過領域が
設けられており、前記補助光透過領域を透過した光は、
前記開口部を形成するための光透過パターンを透過した
光と干渉して弱め合うことにより、前記第一の基板上に
開口パターンを露光することを特徴とした請求項6記載
のパターン形成方法。
8. An auxiliary light transmitting region for transmitting light in an auxiliary manner is provided around a light transmitting pattern for forming the opening, and the light transmitted through the auxiliary light transmitting region is
7. The pattern forming method according to claim 6, wherein the opening pattern is exposed on the first substrate by interfering with and weakening light transmitted through the light transmitting pattern for forming the opening.
【請求項9】前記第三の基板には、前記開口部を形成す
るための光透過パターンと境界を接し、前記開口部を形
成するための光透過パターンを透過した光と、透過光の
位相が反転するような別の光透過パターンが設けられて
いることを特徴とした請求項6記載のパターン形成方
法。
9. The third substrate has a boundary with a light transmission pattern for forming the opening, and a light transmitted through the light transmission pattern for forming the opening and a phase of the transmitted light. 7. The pattern forming method according to claim 6, wherein another light transmission pattern is provided so that the light transmission pattern is reversed.
【請求項10】前記開口部はホールであることを特徴と
する請求項6、7、8、9に記載のパターン形成方法。
10. The pattern forming method according to claim 6, wherein the opening is a hole.
【請求項11】半導体ウエハ上にラインアンドスペース
パターンを形成するための、光透過パターンと遮光部が
互いに近接してして形成され、隣り合う前記光透過パタ
ーンを透過する光の位相が互いに逆相となっているよう
な第一のフォトマスクに光を透過させて、前記半導体ウ
エハに設けられたネガレジスト層にパターンを露光する
工程、 前記ネガレジスト層を現像する工程、 現像された前記ネガレジスト層を用いて、前記半導体ウ
エハ上にラインアンドスペースパターンを形成する工
程、 前記第一の基板にホールパターンを形成するための光透
過パターンが形成された第二のフォトマスクに光を透過
させて、前記半導体ウエハ上に設けられたポジレジスト
層にパターンを露光する工程、 前記ポジレジスト層を現像する工程、その後、 現像された前記ポジレジスト層を用いて、前記半導体ウ
エハ上にホールパターンを形成する工程、 とを有することを特徴とするパターン形成方法。
11. A light-transmitting pattern and a light-shielding portion for forming a line-and-space pattern on a semiconductor wafer are formed close to each other, and phases of light passing through adjacent light-transmitting patterns are opposite to each other. Exposing a pattern to a negative resist layer provided on the semiconductor wafer by transmitting light through a first photomask that is in phase, developing the negative resist layer, developing the developed negative Using a resist layer, forming a line and space pattern on the semiconductor wafer, transmitting light to a second photomask on which a light transmission pattern for forming a hole pattern on the first substrate is formed; Exposing a pattern to a positive resist layer provided on the semiconductor wafer, developing the positive resist layer, By using the positive resist layer that is the image, forming a hole pattern on the semiconductor wafer, a pattern forming method characterized by having a city.
【請求項12】半導体ウエハ上にネガレジスト膜を形成
する工程、 前記半導体ウエハに電界効果トランジスタのゲートライ
ンを複数形成するためのパターン群が形成された第一の
フォトマスクであって、前記パターン群は前記半導体ウ
エハ上に形成されるゲートラインに対応する光透過領域
が互いに遮光領域を介して複数形成されており、隣り合
う光透過領域を透過する光の位相は互いに反転するよう
に形成された前記第一のフォトマスクを用いて、前記ネ
ガレジスト膜にパターンを形成する工程、 前記パターンが形成されたネガレジスト膜を用いて、前
記半導体ウエハに電解効果トランジスタのゲートライン
を形成する工程、 前記ゲートラインが形成された前記半導体ウエハ上に絶
縁膜を形成する工程、 前記絶縁膜上にポジレジスト膜を形成する工程、 前記絶縁膜にスルーホールとなる開口を形成するための
開口パターンが形成された第二のフォトマスクであっ
て、前記開口パターンの周囲には、その透過光の位相が
前記開口パターンを透過する光と位相が反転するような
透過領域が設けられている前記第二のフォトマスクを用
いて、前記ポジレジスト膜にパターンを形成する工程、 前記パターンが形成されたポジレジスト膜を用いて、前
記絶縁膜にスルーホールを形成する工程、 とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. A first photomask in which a group of patterns for forming a plurality of gate lines of a field effect transistor is formed on the semiconductor wafer, the method comprising: forming a negative resist film on a semiconductor wafer; The group is formed such that a plurality of light transmitting regions corresponding to gate lines formed on the semiconductor wafer are formed via light shielding regions, and the phases of light transmitted through adjacent light transmitting regions are inverted from each other. Forming a pattern on the negative resist film using the first photomask, forming a gate line of a field effect transistor on the semiconductor wafer using the negative resist film on which the pattern is formed, Forming an insulating film on the semiconductor wafer on which the gate line is formed, forming a positive resist film on the insulating film Forming a second photomask in which an opening pattern for forming an opening to be a through hole in the insulating film is formed, wherein the phase of transmitted light around the opening pattern is the opening pattern. Forming a pattern on the positive resist film by using the second photomask provided with a transmission region whose phase is inverted with light transmitted therethrough, using the positive resist film on which the pattern is formed. Forming a through hole in the insulating film.
【請求項13】前記スルーホールを形成する工程の後、
さらに、 前記半導体ウエハ上にファイナルパッシベーション膜を
形成する工程、 前記ファイナルパッシベーション膜上にポジレジスト膜
を形成する工程、 前記ファイナルパッシベーション膜にボンディングパッ
ド用の開口を形成するための開口パターンを有し、前記
開口パターンを透過する光と位相が反転するような光透
過領域は有さないような第三のフォトマスクを用いて、
前記ポジレジスト膜に開口を形成する工程、 を有することを特徴とする請求項12記載の半導体装置
の製造方法。
13. After the step of forming the through hole,
A step of forming a final passivation film on the semiconductor wafer; a step of forming a positive resist film on the final passivation film; an opening pattern for forming an opening for a bonding pad in the final passivation film; Using a third photomask that does not have a light transmission region whose phase is inverted with light transmitted through the opening pattern,
13. The method according to claim 12, further comprising: forming an opening in the positive resist film.
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