WO2004109777A1 - 露光方法及び装置、デバイス製造方法、並びにデバイス - Google Patents

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WO2004109777A1
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illumination
exposure
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optical system
incident angle
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Inventor
Naomasa Shiraishi
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography

Definitions

  • the present invention relates to an exposure technique used in a lithographic process for manufacturing various devices such as a semiconductor integrated circuit, an image sensor, a liquid crystal display, and a thin film magnetic head, and particularly relates to an error due to an optical proximity effect. It is suitable for use to reduce ⁇ PE (Optical Proximity Error). Further, the present invention relates to a device manufacturing technique using the exposure technique and a device manufactured by the device manufacturing technique.
  • ⁇ PE Optical Proximity Error
  • a reticle serving as a mask which is drawn by enlarging a pattern to be formed by about 415 times. , Etc.) on a wafer (or a glass plate or the like) as a substrate to be exposed via a projection optical system, and the pattern is exposed and transferred.
  • the resolution of a projection optical system is approximately the value obtained by dividing the exposure wavelength by the numerical aperture (NA) of the projection optical system.
  • the numerical aperture (NA) of the projection optical system is obtained by multiplying the sine (sin) of the maximum incidence angle of the exposure light beam to the wafer by the refractive index of the medium through which the light beam passes.
  • the exposure wavelength of the projection exposure apparatus has been shortened.
  • the exposure wavelength is mainly 248 nm of KrF excimer laser, but the shorter wavelength of 193 nm of ArF excimer laser is entering the practical stage.
  • a projection exposure apparatus using a so-called vacuum ultraviolet exposure light source such as an F laser having a shorter wavelength of 157 nm and an Ar laser having a wavelength of 126 nm has been proposed.
  • high resolution can be achieved by increasing the numerical aperture (increase in NA) of the projection optical system rather than shortening the wavelength alone. Therefore, development has been made to further increase the NA of the projection optical system.
  • the NA of the current state-of-the-art projection optical system is about 0.8.
  • a spatial frequency modulation type phase shift reticle is particularly effective in reducing both the pattern interval (pitch) and the pattern line width of a pattern to be transferred. It is used when manufacturing high-speed devices such as CPUs (Central Processing Units) that require patterns (for example, see Patent Document 1).
  • CPUs Central Processing Units
  • a projection optical system used in a scanning exposure apparatus generally has a rectangular good image area (exposure field) that is long in one direction and short in a direction orthogonal to the direction.
  • a reflective optical system may be used, but a refractive optical system is generally used up to an exposure wavelength of about 193 nm (ArF excimer laser).
  • the rectangular exposure visual field is defined by a circle passing through the center of the circle as a diagonal line from the circle which is an original good image range of the refractive optical system composed of a combination of circular lenses, and inscribed in the circle.
  • the shape is a rectangle. The reason is that the long side of such a rectangular visual field can be maximized and the efficiency is the highest.
  • the length of the short side of the field of view decreases.
  • the exposure field in this direction can be substantially enlarged. Therefore, in a scanning exposure apparatus, the size of the exposure field that can be exposed on the wafer in one scanning exposure is the product of the length of the long side of the field of view and the scanning distance, and a smaller projection optical system is used. However, it is possible to expose a large-area exposure field.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 1441789
  • phase shift reticle Although the use of the phase shift reticle as described above is extremely effective in improving the resolution, it is necessary to use illumination light having high spatial coherence in order to sufficiently exhibit its performance. . Spatial coherence is the degree of coherence of the illumination light between two different points, and the smaller the incident angle range of the illumination light, the higher the spatial coherence. Therefore, when a phase shift reticle is used, a so-called ⁇ value, which is a coherence factor of illumination light (a value obtained by dividing ⁇ ( ⁇ ) of illumination light illuminating the reticle by ⁇ ( ⁇ AR) on the reticle side of the projection optical system) Needs to be about 0.3 or less. In the future, in order to respond to further miniaturization of semiconductor integrated circuits, etc., the ⁇ value should be about 0.15 in order to secure the required depth of focus while further improving the resolution. It is said that illumination with illumination light is required.
  • the range of the pattern to be considered in the correction by the OPC is a range in which the illuminating light irradiated on the reticle has coherence. If the ⁇ value of the illuminating light used is about 0.3 at present, the range is a region with a radius of about 0.61 X exposure wavelength / (NAR X 0.3). On the other hand, when the ⁇ value of the illumination light becomes 0.15, the range increases to an area having a radius of about 0.61 X exposure wavelength / (NAR X 0.15). As a result, the pattern area to be considered Since the area of the key is quadrupled, and the OPE also increases quantitatively, the amount of correction by OPC also increases. Therefore, there is a problem that the time required for the optical simulation for the OPC correction is increased, the correction cost is increased, and the reticle cost is increased.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and a first object of the present invention is to provide an exposure technique capable of improving an error ( ⁇ PE characteristic) due to an optical proximity effect. I do.
  • the present invention provides an exposure technique capable of improving the OPE characteristics of a spatial frequency modulation type phase shift reticle and preventing a decrease in the depth of focus in a pattern having a predetermined pitch, for example, when a spatial frequency modulation type phase shift reticle is used.
  • Another object of the present invention is to provide a device manufacturing technique capable of manufacturing a high-performance electronic device at low cost by using the above-described exposure technique, and a device capable of being manufactured by the device manufacturing technique.
  • a first exposure method includes irradiating a pattern of a mask (R) with illumination light, and projecting an image of the pattern onto a substrate (W) via a projection optical system (23).
  • At least a part of the pattern of the mask is a pattern (LC, LL1, LR1) having a longitudinal direction in a first direction, and an incident angle range of the illumination light on the mask in the first direction. Is made wider than the incident angle range of the illumination light with respect to the mask in a second direction orthogonal to the first direction.
  • a pattern having a longitudinal direction in the first direction on the mask is provided.
  • the imaging light flux that has passed through the (transfer pattern) is distributed on the pupil plane of the projection optical system in a region that extends in the first direction from the second direction.
  • the numerical aperture in the second direction is substantially larger near the optical axis than in the periphery. Therefore,
  • the image formed on the substrate is obtained by adding (intensityally adding) optical image incoherent with substantially different numerical apertures. Therefore, the spatial coherency of the image on the substrate is reduced by the averaging effect, the fluctuation due to the change in the pitch of the transfer line width is reduced, and the OPE (Optical Proximity Error) characteristic, which is an error due to the optical proximity effect, is reduced. It will be improved.
  • OPE Optical Proximity Error
  • an incident angle range of the illumination light with respect to the mask is set so that an effective ⁇ value in the first direction is different from an effective ⁇ value in the second direction. May be.
  • the incident angle range of the illumination light with respect to the mask is set to an effective ⁇ value of 0.6 or more in the first direction and an effective ⁇ value of 0.3 or less in the second direction. It is desirable to make it larger than 0.
  • the effective ⁇ value of the illumination light on the mask in a predetermined direction is defined as a sine (sin) of a maximum value of an incident angle of the illumination light on the mask in the predetermined direction.
  • the effective ⁇ value of the illumination light is greater in the first direction than in the second direction, if the refractive indices of the media above and below the mask are substantially equal, the angle of incidence in the first direction The range becomes wider than the incident angle range in the second direction.
  • the effective ⁇ value in the second direction to 0.3 or less, high resolution can be obtained in the second direction on the same principle as so-called small ⁇ illumination.
  • the incident angle range of the illumination light with respect to the mask is defined as
  • the effective ⁇ value be 0.7 or more in one direction and the effective ⁇ value be 0.2 or less in the second direction orthogonal to the first direction. As a result, the resolution is further improved, and the ⁇ characteristic is further improved.
  • the pattern of the mask is a spatial frequency modulation type phase shift pattern having a longitudinal direction in the first direction.
  • the ⁇ characteristics can be improved, and a decrease in the depth of focus in a pattern having a predetermined pitch can be prevented.
  • a predetermined intensity distribution adjusting member (1 1) The incident angle range of the illumination light with respect to that is adjusted.
  • the intensity distribution adjusting member is disposed on or near a pupil plane of an illumination optical system (50) that illuminates the mask with the illumination light, and has a rectangular or elliptical opening (12).
  • the illumination system aperture stop (11) provided. Only by setting the shape of the aperture of the illumination aperture stop, the incident angle range of the illumination light in the first direction and the second direction or the effective ⁇ value can be easily set to a desired state.
  • the polarization state of the illumination light be a state mainly composed of linearly polarized light whose electric field direction coincides with the first direction. Thereby, the imaging performance is further improved.
  • the intensity distribution of the illumination light with respect to the mask with respect to the incident angle in the first direction may be weakened in the middle of the incident angle range where both ends of the incident angle range are strong. Thereby, the ⁇ characteristics may be further improved.
  • the intensity distribution at both ends of the incident angle range is 1.5 to 3 times the intensity distribution at the center of the incident angle range.
  • a projection optical system (23) having a rectangular field having a long side in the first direction (X direction) and an illumination optical system (50) having a rectangular illumination field (IAR) having a long side in the first direction are provided.
  • a pattern having a longitudinal direction in the first direction is projected as it is by the projection optical system having the rectangular visual field, and a pattern extending from the illumination visual field in the second direction is subjected to scanning exposure. Projected onto the substrate.
  • the second exposure method of the present invention illuminates a pattern of a mask with illumination light, and projects an image of the pattern onto a substrate (W) via a projection optical system (23).
  • the substrate is exposed by multiple exposure of a first exposure using the first exposure method of the present invention and a second exposure using another exposure method.
  • various patterns can be transferred onto a substrate at high resolution.
  • the exposure apparatus provides an illumination optical system (50) for illuminating the mask (R) with illumination light.
  • a projection optical system (23) for projecting an image of a pattern of the mask onto a substrate (W), the incident angle range of the illumination light with respect to the mask in a first direction on the mask. Is wider than the incident angle range of the illumination light to the mask in the second direction orthogonal to the first direction.
  • the OPE characteristic of the image of the pattern is improved.
  • a spatial frequency modulation type phase shift pattern having a longitudinal direction in the first direction is formed on the mask, the OPE characteristic is improved, and the depth of focus of the pattern having a predetermined pitch is improved. Drop can be prevented.
  • the incident angle range of the illumination light with respect to the mask is set so that the effective ⁇ value in the first direction is different from the effective ⁇ value in the second direction. May be.
  • the incident angle range of the illumination light with respect to the mask is set to an effective ⁇ value of 0.6 or more in the first direction and an effective ⁇ value of 0.3 or less in the second direction. It is desirable to make it larger than 0.
  • the incident angle range in the first direction is wider than that in the second direction.
  • the incident angle range of the illumination light to the mask has an effective ⁇ value of 0.7 or more in the first direction and an effective ⁇ value of 0.7 in the second direction. It is desirable to be 2 or less. As a result, a higher resolution can be obtained, and the ⁇ characteristic can be further improved.
  • an intensity distribution adjusting member (11) for adjusting the incident angle range of the illumination light with respect to the mask is desirable to have an intensity distribution adjusting member (11) for adjusting the incident angle range of the illumination light with respect to the mask.
  • the intensity distribution adjusting member is disposed on or near the pupil plane of the illumination optical system (50) as an example, and an illumination system aperture stop provided with a rectangular or elliptical aperture (12) is provided. (1 1). With the illumination system aperture stop, the incident angle range of the illumination light or the effective ⁇ value can be easily set to a desired state in two orthogonal directions.
  • the illumination optical system changes the polarization state of the illumination light and the electric field direction to the first direction. It is desirable to have a polarization control member (4) that makes linearly polarized light having the same direction as the main component. Thereby, the imaging performance is further improved.
  • the intensity distribution of the illumination light with respect to the mask with respect to the incident angle in the first direction is weakened in the middle of the incident angle range where both ends of the incident angle range are strong. As a result, the PE characteristics may be further improved.
  • the intensity distribution at both ends of the incident angle range is 1.5 to 3 times the intensity distribution at the center of the incident angle range.
  • the illumination optical system has a first illumination condition variable mechanism (10, 11) that makes an incident angle range of the illumination light variable within the conditions of the incident angle range. Further, it is desirable that the illumination optical system has a second illumination condition variable mechanism (10, 11) that further sets the incident angle range of the illumination light outside the incident angle range.
  • the illumination conditions set by the second illumination condition variable mechanism include annular illumination, dipole illumination, or quadrupole illumination.
  • stage mechanism for relatively scanning the mask and the substrate while maintaining the imaging relationship via the projection optical system, and the relative scanning direction is It is desirable that they coincide with the second direction.
  • the exposure field of view of the projection optical system be a rectangular shape having a long side in the first direction.
  • the illumination visual field of the illumination optical system is a rectangular shape having a long side in the first direction.
  • a device manufacturing method includes a step of transferring a device pattern onto a substrate using the exposure method of the present invention.
  • the device of the present invention is a device manufactured by the device manufacturing method of the present invention. According to the present invention, a device having a fine line 'and' space pattern can be manufactured with high accuracy.
  • the range of the incident angle of the illumination light or the effective ⁇ value is determined in two orthogonal directions. Since the conditions are set differently, exposure can be performed while improving the OPE characteristic, which is an error due to the optical proximity effect.
  • a spatial frequency modulation type phase shift reticle when used, its ⁇ PE characteristic can be improved, and a decrease in the depth of focus in a pattern having a predetermined pitch can be prevented.
  • FIG. 1 is a partially cutaway view showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an optical system from an illumination aperture stop 11 to a reticle R in FIG.
  • FIG. 3 (A) is a plan view showing the illumination aperture stop 1 la of FIG. 2
  • FIG. 3 (B) is a simplified view of the optical system of FIG. 2 viewed in the Y direction
  • FIG. ) Is a simplified view of the optical system of FIG. 2 viewed in the X direction.
  • FIG. 4 (A) is a plan view showing a reticle on which a pattern suitable for exposure by the projection exposure apparatus of this example is drawn
  • FIG. 4 (B) is a view of a field of view when exposed by the projection exposure apparatus.
  • FIG. 4 is a plan view showing a reticle on which a pattern susceptible to the aberration of the projection optical system is drawn at both ends.
  • FIG. 5 (A) is a plan view showing an example of a spatial frequency modulation type phase shift reticle
  • FIG. 5 (B) is an image intensity distribution corresponding to a portion along line AA ′ in FIG. 5 (A). It is a figure showing an example of
  • FIG. 6 (A) is a plan view showing the illumination aperture stop 11a of FIG. 3 (A), and FIG. 6 (B) is a view showing a uniform light amount distribution of an opening 12a in the illumination aperture stop 11a;
  • FIG. 6C is a diagram showing a light amount distribution in which the light amount is larger at the peripheral portion than at the central portion of the opening 12a.
  • FIG. 8 shows the results obtained by performing an optical simulation under the same ⁇ value conditions as in the example of FIG. 7 and using the distribution of FIG. It is a figure showing an example of the result of having calculated the line width PW and DOF (depth of focus).
  • FIG. 9 (A) is a plan view showing the illumination aperture stop 11a of FIG. 3 (A)
  • FIG. 9 (B) is a plan view showing an example of a reticle scale pattern
  • FIG. 9 (C) is a projection optical system.
  • FIG. 14 is a diagram showing a pupil plane PP of the system 23;
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a calculation result.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a calculation result.
  • FIG. 12 (A) is a view showing a reticle pattern used for explaining the effect of the embodiment of the present invention
  • FIG. 12 (B) is a resist formed by transferring the pattern of FIG. 12 (A). It is a figure showing a pattern.
  • FIG. 12B is a diagram showing a relationship between the line width of the resist pattern of FIG. 12B and the position in the X direction.
  • FIG. 12B is a diagram showing a relationship between the line width of the resist pattern of FIG. 12B and the position in the X direction.
  • 13B is a diagram showing the relationship between the line width of the resist pattern of FIG. 12B and the position in the X direction when exposure is performed at the best focus position and at the position defocused by 50 nm, respectively, by adopting 0.15.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a lithographic process for manufacturing a semiconductor device using the projection exposure apparatus of the embodiment of the present invention.
  • This example is a scanning exposure type projection exposure apparatus (scanning exposure apparatus) using a step 'and' scan method.
  • the present invention is applied to the case where the exposure is performed in (1).
  • FIG. 1 is a partially cutaway view showing the projection exposure apparatus of this example.
  • an excimer laser light source such as KrF (wavelength 247 nm) or ArF (wavelength 193 nm) is used as the exposure light source 1.
  • Exposure light sources include an F (fluorine molecule) laser light source (wavelength 157 nm), a Kr laser light source (wavelength 146 nm), an Ar laser light source (wavelength 126 ⁇ m), a YAG laser harmonic generation light source, and a solid-state laser (semiconductor laser, etc.). ), Or a bright line lamp or the like can be used.
  • the illumination light (exposure light) IL for exposure as an exposure beam emitted from the exposure light source 1 at the time of exposure enters the polarization control member 4 via the relay lenses 2 and 3 along the optical axis AX1.
  • the details of the polarization control member 4 will be described later.
  • the illumination light IL emitted from the polarization control member 4 is incident on a first illuminance equalization member 5 as an optical integrator (uniformizer or homogenizer).
  • a fly-eye lens (fly-eye 'integrator) is used as the illuminance uniforming member 5, but instead, a diffractive optical element (DOE: Diifractive) such as an internal reflection type integrator (eg, a so-called glass rod) or a diffraction grating is used. Optical Element) etc. can be used.
  • DOE Diifractive
  • the illumination light IL emitted from the first illuminance equalizing member 5 reaches a mirror 7 for bending the optical path via a relay lens 6.
  • the illumination light IL reflected by the mirror 7 passes through the relay lens 8 along the optical axis AX2 and enters the second illuminance equalizing member 9 as an optical integrator.
  • a fly-eye lens is used as the illuminance uniforming member 9 in this example, an internal reflection type integrator, a diffractive optical element (DOE), or the like can be used instead.
  • An emission aperture stop 11 for variously changing the shape of the aperture of the illumination aperture stop (a so-called ⁇ stop) is provided on the emission-side surface (the emission-side focal plane) of the second illuminance equalization member 9. It is arranged rotatably.
  • the illumination aperture stop 11 as an intensity distribution adjusting member includes an aperture 12 (to be described in detail later) for reducing errors due to the optical proximity effect, a circular aperture (iris stop) having a variable radius, and a ring.
  • An opening 13 composed of a band-shaped stop, a stop for modified illumination (dipole illumination, quadrupole illumination, etc.) having a plurality of openings, and the like is arranged.
  • the illuminating aperture stop 11 is driven by the turret-type exchanging mechanism 10 so that any of the apertures ( ⁇ stop) ) It is configured such that it can be arranged on the exit side surface of the degree uniformizing member 9.
  • an opening 12 is arranged on the emission-side surface of the illuminance equalizing member 9.
  • the illumination aperture stop 11 and the exchange mechanism 10 correspond to the first and second illumination condition variable mechanisms of the present invention.
  • the illumination light IL that has exited the opening 12 passes through the relay lens 14, the illumination field stop 15, and the condenser lens 16 along the optical axis AX2, and enters the mirror 17 for bending the optical path.
  • the illumination light IL reflected by the mirror 17 passes through the condenser lens 18 along the optical axis AX3, and illuminates the rectangular illumination visual field IAR on the pattern surface (lower surface) of the reticle R as a mask with a uniform illuminance distribution. .
  • the relay lenses 2 and 3, the polarization control member 4, the first illuminance equalizing member 5, the relay lenses 6 and 8, the mirrors 7 and 17, the second illuminance uniforming member 9, the aperture 12 (or Other apertures), a relay lens 14, an illumination field stop 15, and condenser lenses 16 and 18 constitute an illumination optical system 50.
  • the optical path bending mirrors 7 and 17 are not essential for optical performance, but if the optical axes AX1, AX2 and AX3 of the illumination optical system 50 are arranged in a straight line, the projection exposure apparatus In order to increase the overall height of the illumination optical system 50, it is arranged at an appropriate position in the illumination optical system 50 for the purpose of saving space.
  • the optical axis AX1 of the illumination optical system 50 is bent by the mirror 7 to become the optical axis AX2, and the optical axis AX2 is bent by the mirror 17 to become the optical axis AX3.
  • the illumination field stop 15 is a fixed field stop that defines the shape of the illumination field IAR on the reticle R.
  • a movable field stop (not shown) is also provided to gradually open and close the illuminated field of view IAR in the scanning direction so that unnecessary parts are not exposed at the beginning and end of each scanning exposure. Have been.
  • the latter movable field stop is also used to limit the illuminated field of view IAR to a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction.
  • the pattern in the illumination field IAR of the reticle R is projected, for example, at a projection magnification of / 3 (/ 3 is 1Z4, 1/5, etc.) via the bilateral telecentric projection optical system 23. Then, the image is reduced and projected on an exposure area on one shot area on the wafer W coated with a photoresist as a substrate to be exposed (substrate).
  • the exposure area is elongated and shaped in a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction of the wafer W conjugate with the illumination visual field IAR.
  • the reticle R and the wafer W can be regarded as a first object and a second object, respectively.
  • Wafer W is, for example, semiconductor (silicon etc.) Alternatively, it is a disk-shaped substrate such as SII (silicon on insulator) having a diameter of about 200 to 300 mm.
  • the projection optical system 23 of the present example is, for example, a refractive optical system.
  • the Z axis is taken parallel to the optical axis AX4 of the projection optical system 23, and scanning is performed in a plane (XY plane) perpendicular to the Z axis along the running direction of the reticle R and the wafer W during exposure.
  • the explanation is given taking the Y axis and the X axis along the non-traveling direction. In this example, the XY plane is almost horizontal.
  • the optical axis AX4 of the projection optical system 23 matches the optical axis AX3 of the illumination optical system 50 on the reticle R.
  • the reticle R on which the pattern to be exposed and transferred is formed is sucked and held on the reticle stage 20, and the reticle stage 20 moves at a constant speed in the Y direction on the reticle base 19 and corrects a synchronization error.
  • the reticle R by slightly moving it in the X, Y, and Z directions.
  • the position of the reticle stage 20 in the X and Y directions and the rotation angle are measured by a movable mirror 21 and a laser interferometer 22 provided thereon.
  • the reticle stage drive system 52 controls the position and speed of the reticle stage 20 via a drive mechanism (not shown) such as a linear motor.
  • a reticle alignment microscope (not shown) for reticle alignment is arranged above the periphery of the reticle R.
  • the wafer W is held by suction on a wafer stage 24 via a wafer holder (not shown).
  • the wafer stage 24 can move at a constant speed in the Y direction on the wafer base 27 and It is mounted so that it can move stepwise in the Y direction.
  • the wafer stage 24 also incorporates a Z-leveling mechanism for adjusting the surface of the wafer W to the image plane of the projection optical system PL based on the measurement value of an autofocus sensor (not shown). .
  • the position and rotation angle of the wafer stage 24 in the X and Y directions are measured by a moving mirror 25 and a laser interferometer 26 provided thereon.
  • the wafer stage drive system 53 controls the position and speed of the wafer stage 24 via a drive mechanism (not shown) such as a linear motor.
  • a drive mechanism such as a reticle stage 20, a reticle base 19, a wafer stage 24, a wafer base 27, and a linear motor (not shown) corresponds to the stage mechanism of the present invention.
  • an alignment element on the wafer W is provided for wafer alignment.
  • An FIA type alignment sensor is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-183186.
  • the reticle stage 20 and the wafer stage 24 are driven while the illumination field IL on the reticle R is irradiated with the illumination light IL, and the reticle R and the wafer W are driven.
  • the ratio of the running speed between the wafer stage 24 and the reticle stage 20 during the synchronous running is determined by the projection optical system 23 in order to maintain the imaging relationship between the reticle R and the wafer W via the projection optical system 23. Equal to the projection magnification (for example, 1Z4, 1/5, etc.).
  • FIG. 2 is an enlarged view showing members from the illumination aperture stop 11 to the reticle R in the illumination optical system 50 of the projection exposure apparatus shown in FIG.
  • the mirror 17 for bending the optical path in FIG. 1 is omitted, whereby the optical axis AX2 of the illumination optical system 50 in FIG. 1 coincides with the optical axis AX3 and both are parallel to the Z axis.
  • the illumination aperture stop 11, the aperture 12, the relay lens 14, the illumination field stop 15, and the condenser lenses 16 and 18 in FIG. 1 are shown, and in FIG. 2, the illumination aperture stop l la and the aperture 12a are respectively shown.
  • the relay lens 14a, the illumination field stop 15a, and the condenser lenses 16a and 18a are referred to by adding the letter a to the code.
  • the configuration and function of the member in FIG. 1 and the corresponding member in FIG. 2 (and the members after FIG. 3) are the same.
  • the projection exposure apparatus of the present example uses a force that causes the reticle R to move in the Y direction during scanning exposure, the field of view of the projection optical system 23 in FIG. It is desirable that the visual field IAR be a rectangle having a long side in the X direction (non-scanning direction). Therefore, the shape of the opening 15b of the illumination field stop 15a is also a rectangle having a long side in the X direction. This opening Illumination power transmitted through section 15b Irradiates into rectangular illumination field of view IAR on reticle R via condenser lenses 16a and 18a.
  • the shape of the opening 12a on the illumination aperture stop 11a is also a rectangle having a long side in the X direction (non-scanning direction) as shown in FIG.
  • the emission-side surface of the second illuminance equalizing member 9 in FIG. 1 is at or near the position that becomes the Fourier transform surface of the pattern surface of the reticle R via the relay lens 14a and the condenser lenses 16a and 18a in FIG. Placed in The Fourier transform plane for the reticle R in the illumination optical system is the incident light flux force S on the reticle R of the illumination light passing through a position at a predetermined distance D from the optical axis within that plane, and becomes approximately parallel light flux. Is the plane of incidence at an incident angle ⁇ that satisfies the relationship, and generally corresponds to the plane called the pupil plane of the illumination optical system.
  • f is the combined focal length of the relay lens 14a and the condenser lenses 16a and 18a.
  • the illumination aperture stop 11a is disposed on the exit side surface of the second illuminance equalization member 9 in FIG. 1, that is, on the Fourier transform plane (pupil plane) for the reticle R in the illumination optical system 50 or in the vicinity thereof.
  • the incident angle range of the light beam transmitted through the opening 12a having a long side in the X direction to the reticle R is large in the X direction and small in the Y direction.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the illumination aperture stop 11a shown in FIG. 2 and an incident angle range of the illumination light IL1 (corresponding to the illumination light IL in FIG. 1) to the reticle R.
  • the relay lens 14a and the condenser lenses 16a, 18a in FIG. One of the condenser lenses displayed as 180.
  • the distance between the virtual condenser lens 180 and the illumination aperture stop 11a and the distance between the condenser lens 180 and the reticle R are equal to the focal length f of the condenser lens 180, respectively. Equivalent to the combined focal length with 6a and 18a.
  • FIG. 3 (A) is a plan view of the illumination aperture stop 11a.
  • the illumination aperture stop 1 la has a light-shielding substrate centered on the optical axis AX3 in the X direction.
  • a rectangular opening 12a having a long side in the X direction (in this example, the non-scanning direction) having a half width of Sx and a half width in the Y direction of Sy is formed.
  • the illumination aperture stop 11a has another opening (not shown). .
  • the illumination light IL1 transmitted through the opening 12a is incident on the reticle R with a predetermined incident angle range by the condenser lens 180 shown in FIGS. 3 (B) and 3 (C).
  • the incident angle range of the illumination light IL1 to the reticle R is as follows: the X direction is the angle range of the earth ⁇ X centered on the direction of the optical axis AX3 as shown in FIG. 3 (B), and the Y direction is as shown in FIG. As shown in (C), the angle range of the earth is around the direction of the optical axis AX3. The following relationship holds between the size (half width Sx, Sy) of the opening 12a of the illumination aperture stop 11a and the range of the angle of incidence of the illumination light IL1 on the reticle R.
  • the range of the incident angle of the illumination light on the reticle R is generally represented by a coherence factor (a so-called ⁇ value).
  • ⁇ value is the value obtained by dividing the numerical aperture ( ⁇ ) of the illumination light for illuminating the reticle by the numerical aperture (NAR) on the reticle side of the projection optical system as follows.
  • the numerical aperture (NAI) of the illuminating light for illuminating the reticle is defined as the sine of the maximum incident angle of the illuminating light on the reticle (this is ⁇ ), and the refraction of the medium above the reticle. Multiplied by the rate na.
  • NAI na X sm ⁇
  • NAR nb X sin 0
  • the medium above and below the reticle is a gas, and the refractive indices na and nb can be considered to be substantially 1.
  • the refractive index of the medium above and below the reticle R a gas such as air, nitrogen gas, or a rare gas (such as helium gas) in this example
  • the shape of the opening on the illumination aperture stop 11a is generally a circle having a predetermined radius R.
  • the incident angle range of the illumination light transmitted through the circle to the reticle is an angle ⁇ that satisfies the following equation in both the X and Y directions.
  • the projection optical system 23 of the present example is rotationally symmetric, and has the same numerical aperture in the X and Y directions. At this time, the X direction and the Y direction of the present example correspond to the first direction and the second direction of the present invention, respectively, and the following equation is established.
  • ⁇ x sm ⁇ x / sm ⁇
  • ⁇ y sm ⁇ ⁇ / sm ⁇
  • the incident angle range (earth ⁇ X) of the illuminating light with respect to the reticle R in the X direction (first direction) is set to the reticle angle R in the Y direction (second direction). It is desirable to make it wider than the incident angle range of the illuminating light (Soil ⁇ ). That is, in the projection exposure apparatus of this example, it is desirable to set the value of ⁇ X to be larger than the value of ⁇ y. New More specifically, in this example, it is preferable that the value of ⁇ ⁇ be about 0.6 or more and the value of ⁇ ⁇ be about 0.3 or less and larger than 0. More preferably, in this example, o (Di O.7 or more is about 7 or more, and the value is about 0.2 or less.
  • the incident angle range of the illumination light IL1 to the reticle R is set to such a condition, that is, in the case of the illumination condition of the present example, the optical proximity which has been a problem in the conventional small ⁇ illumination has The improvement of the increase in OPE (Optical Proximity Error), which is an error due to the effect, and the improvement of the depth of focus in a pattern of a specific pitch will be described using optical simulation results.
  • OPE Optical Proximity Error
  • FIG. 5A is a plan view showing a reticle pattern used in the following simulation.
  • line patterns LC, LL1, LL2, LR1, LR2 are arranged on a transparent reticle substrate RP at a period (pitch) PT in the Y direction. Te, ru.
  • the XY coordinates in FIG. 5A are the same as the coordinates shown in FIGS.
  • the longitudinal direction of each of the line patterns LC, LL1, LL2, LR1, and LR2 coincides with the X direction, and the line width in the short Y direction is WD.
  • light-shielding patterns CL and CR are arranged at intervals (inter-spacings) SP, respectively.
  • phase shift parts PS1, PS2, PS3 force S are formed every other, and the transmitted light of that part is formed.
  • a so-called spatial frequency modulation type phase shift pattern (spatial frequency modulation type phase shift reticle) in which the phase is shifted by 180 ° with respect to the transmitted light from another reticle substrate RP is formed.
  • the phase shift sections PS 1, PS 2, PS 3 are formed, for example, by excavating the reticle substrate RP by etching.
  • the exposure wavelength is 193 nm
  • the numerical aperture NA on the wafer side of the projection optical system is 0.92
  • each dimension of the reticle pattern in FIG. 5A is the projection magnification / 3
  • the line width WD is 50 nm
  • the distance SP is 140 nm
  • the width of the light-shielding patterns CR and CL in the Y direction is 10 ⁇ m
  • the length of each pattern in the X direction is calculated in consideration of the reduction ratio.
  • the height was set to 10 zm.
  • the pitch PT of the line patterns LC, LL1, LL2, LR1, and LR2 was made variable to evaluate the PE characteristics and the depth of focus at each pitch.
  • the illumination light IL1 is used in the direction of the electric field to improve the imaging performance.
  • FIG. 5 (B) shows a projection image generated when the reticle pattern shown in FIG. 5 (A) is projected on a wafer by using the projection exposure apparatus of this embodiment, and is represented by AA ′ in FIG. 5 (A).
  • the intensity distribution Img at the part corresponding to the line is obtained by optical simulation.
  • the line width at which the line pattern LC at the center in Fig. 5 (A) is transferred onto the wafer is determined by the part (dark area IC) of the image intensity distribution Img corresponding to the line pattern LC, and the predetermined slice level SL. Can be calculated as the slice width PW when binarized.
  • the intensity distribution Img of the optical image when the pitch PT of the line pattern LC etc. is 600 nm is first calculated under each illumination condition, and the slice level SL where the slice width PW of the dark portion IC of the image is 35 nm is 35 nm. Ask for.
  • the pitch PT is made variable, the image intensity distribution Img at each pitch PT is calculated, and the line width PW of the transfer pattern is obtained from the slice width of the partial IC of each image at the slice level SL. This determines the relationship between the line width PW of the transfer pattern and the pattern pitch PT.
  • D ⁇ F depth of focus
  • the relationship between D ⁇ F and pitch PT was obtained by changing the pitch PT of the line pattern LC and the like, calculating the depth of focus at each pitch PT.
  • Calculation of D ⁇ F I applied the ED-Tree method.
  • the ED-Tree method is disclosed, for example, in Reference 2 “Burn J. Lin et al .: Metnods to Print Optical Images at Low_k ⁇ Factors, SPIE Vol. 1264, pp. 2-13, (1990)”. .
  • the target line width was set to 35 nm, and the assumed error was set to an allowable line width error of ⁇ 2.8 nm and an exposure error of ⁇ 2.5%.
  • the patterns are assumed to have a line width WD of 53 nm assuming a manufacturing error of +3 nm for the reticle line width, and a pattern of 47 nm assuming a manufacturing error of ⁇ 3 nm for the reticle line width. A common depth of focus was determined.
  • FIG. 7 the results will be described with reference to FIGS. 7, 10, and 11.
  • the change in (vertical axis) is large. To 10.5 nm.
  • the line width WD of the pattern on the reticle R that cancels this line width change is corrected (the method of correcting by increasing or decreasing the line width itself of the pattern on the reticle).
  • Proximity Correction the method of correcting by increasing or decreasing the line width itself of the pattern on the reticle.
  • a relatively large ⁇ PE is generated even in a large pitch pattern with a pitch power of about 460 nm. This indicates that it is necessary to consider a large range of patterns centered on a predetermined pattern (a range extending to a radius of 60 Onm or more on the wafer) around the predetermined pattern in the above OPC. The number of data to be processed and the processing time further increase.
  • D ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ F decreases due to the increase in the illumination ⁇ value, and as shown in FIG. 11 (B), for a pattern with a pitch PT of 260 nm or less, the DOF falls below 150 nm, Transferring a fine pitch pattern becomes extremely difficult.
  • the OPE characteristics are as shown in Fig. 7 (A), and when the pitch PT is in the range of 250 nm to 600 nm.
  • the change width of the transfer line width PW is 5.5 nm, which is as good as that of the conventional example shown in FIG.
  • the reduction in the transfer line width PW is large in a fine pitch pattern with a pitch 200 of about 200 nm or less.
  • the pitch ⁇ ⁇ ⁇ is 140 nm—6 nm as shown in FIG.
  • the incident angle range is not limited to this value. That is, if the illumination light has an ay force of 3 or less and a ⁇ power of SO.6 or more, it is possible to obtain the effect of the present invention of achieving both good OPE characteristics and good depth of focus. Also, the pitch PT of the reticle pattern to be exposed is finer. In some cases, the use of illumination light having a ⁇ power of SO.2 or less and a ⁇ power of 0.7 or more enables the above effects to be more excellently exhibited.
  • FIG. 9A is a diagram showing the illumination aperture stop 11a shown in FIG. 3A.
  • This illumination light is applied almost perpendicularly to a reticle R having a pattern ⁇ ⁇ ⁇ having a longitudinal direction in the X direction and a periodicity in the ⁇ direction shown in FIG. 9B, and diffracted in the ⁇ direction from the pattern ⁇ . Light is generated.
  • FIG. 9 shows a diagram showing the illumination aperture stop 11a shown in FIG. 3A.
  • the diffracted light spreads and spreads in the ⁇ direction like distributions DIFPC and DIFMC on the pupil plane of the projection optical system 23.
  • the range of the distribution is limited by the radius of the pupil plane ⁇ , that is, ⁇ of the projection optical system 23.
  • the illumination light existing in the peripheral portion ES located at a position away from the optical axis AX3 by ST on the right side in FIG. 9A is in the X direction with respect to the reticle pattern PM. Incline at an angle.
  • diffracted light from the reticle pattern PM is also generated inclined in the X direction, and the diffracted light DIFPE and DIFME are transmitted from the optical axis AX4 on the pupil plane PP of the projection optical system 23 in FIG. 9C.
  • Only ST will be distributed in the X direction.
  • the distribution in the Y direction is limited by the effective numerical aperture NAb, which is smaller than the radius (ie, NA) of the pupil plane PP.
  • the image of the reticle pattern PM formed by the illumination light emitted from the central part CS and the peripheral part ES of the opening 12a is formed by the power illumination light exposed on the wafer W, as described above.
  • the effective numerical apertures are formed by different optical systems. Then, since the optical images with the different numerical apertures are added incoherently (strongly added) on the wafer W, the spatial coherency of the image on the wafer W is reduced by the averaging effect, and the image is transferred. Variation of line width PW due to change in pitch PT is reduced, and PE characteristics are improved. To improve.
  • the reduction in the depth of focus at a specific pitch which is caused by the conventional small ⁇ illumination, occurs when the pitch becomes a predetermined multiple (for example, about 1.5 times) of the exposure wavelength / ⁇ . This is a phenomenon that occurs. Therefore, in the superposition exposure using light beams having substantially different numerical apertures caused by the illumination conditions of this example, the adverse effect at the predetermined pitch is improved by averaging, and the deterioration of the depth of focus at the predetermined pitch is improved. become.
  • the fine pattern arranged on the reticle is irradiated with the illumination light within the optimum incident angle range, thereby exposing the pattern with good ⁇ characteristics. It becomes possible. In addition, it is possible to prevent a decrease in the depth of focus in a pattern having a specific pitch, which has been a problem in the conventional small-sigma illumination. Exposure with depth can be performed.
  • the above-mentioned averaging by light beams having substantially different numerical apertures is not considered by the illumination light generated from the central part CS and the peripheral part ES in FIG. Needless to say, the illumination is continuously performed by the illumination light generated from the position. This averaging is also performed by illumination light generated from a portion (a portion in the X direction) on the left side of the optical axis # 3 in the opening 12a.
  • the value of the effective numerical aperture NAb in the Y direction does not change linearly with respect to the position ST in the X direction of the peripheral portion ES.
  • the change in the numerical aperture NAb slows down and its value remains close to NA.
  • the light flux whose effective numerical aperture in the Y direction is NA (the X direction in the opening 12a)
  • the degree of contribution of the luminous flux distributed near the optical axis AX3 becomes large, and the averaging effect by the illuminating luminous flux generated from the peripheral position ES in the X direction of the opening 12a may not be sufficiently exhibited.
  • FIG. 6A is a diagram showing the illumination aperture stop 11a and the aperture 12a
  • FIGS. 6B and 6C show the intensity distribution in the X direction of the illumination light transmitted through the aperture 12a.
  • FIG. 6A is a diagram showing the illumination aperture stop 11a and the aperture 12a
  • FIGS. 6B and 6C show the intensity distribution in the X direction of the illumination light transmitted through the aperture 12a.
  • the uniform light amount distribution Dstl shown in FIG. 6 (B) was used.
  • the light intensity distribution Dst2 shown in FIG. 6 (C) is a distribution in which the distribution intensity of the light intensity distribution at the central part in the X direction is half of the light intensity distribution density at the peripheral parts (both ends) in the X direction. As can be seen, a further averaging effect can be expected.
  • FIG. 8 (A) is a graph showing ⁇ PE characteristics
  • FIG. 8 (B) is a graph showing DOF.
  • the variation in the transfer line width PW when changing to a pattern pitch PT force of 250 nm to 600 nm was 4.5 nm, and the OPE characteristics were further improved from those shown in Fig. 7 (A). Have been.
  • the illumination light intensity distribution (distribution density) in the illumination light flux transmitted through the opening 12a should be emphasized to about twice the size near both ends in the X direction and near the center in the X direction.
  • the OPE characteristics of the transferred pattern can be further improved.
  • Such an intensity distribution of the illumination light on the opening 12a can be generated by partially changing the transmittance of the opening 12a. Specifically, a light-absorbing thin film made of a metal such as chromium or a dielectric is formed on a transparent substrate such as glass or quartz by changing its thickness according to the position. It is possible to manufacture the openings 12a having a strong intensity distribution. Note that the distribution density ratio of about twice as described above is not necessarily limited to this. If the distribution density is about 1.5 to 13 times, it is more favorable than when the distribution in the X direction is uniform. OPE characteristics can still be obtained.
  • the averaging is performed by illuminating the reticle R with illumination light having a wide range of incident angles in the X direction, so that the shape of the opening 12a is rectangular.
  • the opening 12a shown in FIG. 3 (A) may be an ellipse whose longer axis matches the X direction and whose shorter axis matches the Y direction instead of the rectangle shown in FIG. 3 (A).
  • 1/2 (half width) of the major axis of the ellipse is Sx and 1/2 (half width) of the minor axis is Sy.
  • the width in the Y direction is wide at the center and narrow at the periphery in the X direction, so that the intensity distribution of the illumination light on the elliptical aperture stop in the Y direction
  • the integrated value at is large at the center in the X direction and small at the periphery. This is opposite to the more preferable distribution shown in FIG. 6 (C), and is a distribution in which the averaging effect according to the present example is hardly generated. Therefore, when an elliptical opening is used, it is desirable to further enhance the illumination light amount distribution per unit area in the opening in the peripheral portion in the X direction.
  • the illumination light is discretely distributed in the X direction, a part of the light is distributed near the optical axis AX3 and the other illumination light is distributed at the end in the X direction.
  • the averaging of the present example is performed by those illuminating lights, so that the effect of the present invention can be obtained.
  • ⁇ ⁇ , ay is defined based on the sine of the maximum value of the incident angle in the X direction when the illumination light distributed at the end in the X direction is incident on the reticle R, and
  • the effects of the present invention can be obtained by satisfying the conditions of the example, 0 ⁇ 0.3 and ⁇ 0.6. Further, if 0 ⁇ 0.2 and ⁇ 0.7, the above-mentioned effect can be achieved more favorably.
  • the opening 12 and the openings having different transmittance distributions are provided on the illumination aperture stop 11 in FIG.
  • turret type according to the pattern on the reticle R to be exposed. Exposure can be performed while exchanging by an exchange mechanism 10 such as an exchange mechanism.
  • an exchange mechanism 10 such as an exchange mechanism.
  • a plurality of openings 12, 13 and the like having different shapes can be provided on the illumination aperture stop 11. The shape of each of these openings is a rectangle as shown in FIG. 3 (A), and those with different lengths Sx and Sy on each side are arranged, and the pattern on the reticle R to be exposed is They can be used interchangeably as needed.
  • the optical path space between the projection optical system 23 and the wafer W is filled with a gas such as air, nitrogen gas, or a rare gas (such as helium gas).
  • a configuration in which this portion is filled with a liquid such as water may be adopted.
  • immersion type exposure apparatus is disclosed, for example, in International Publication No. 99Z49504. In this case, since the wavelength of the exposure light applied to the wafer W is substantially reduced by the refractive index of the liquid, the resolution of the projection optical system 23 is improved.
  • the shape of the aperture of the pupil plane PP of the projection optical system 23 is, for example, two points separated in the ⁇ X direction and two points separated in the soil Y direction with respect to the optical axis AX4, for a total of four points. If the squares are the vertices, the effective numerical aperture NAb in the Y direction decreases linearly with the distance ST. Therefore, if such a projection optical system 23 is adopted, it is possible to exert a good averaging effect in the same manner as described above, even if the illumination light amount distribution on the opening 12a is uniform in the X direction. . In order to set the shape of the opening of the pupil plane PP in this way, a stop having such a (square) opening may be mounted on the pupil plane of the projection optical system 23.
  • the stop be a variable stop rather than a fixed stop. This can be realized, for example, by arranging four variable aperture blades corresponding to each side of the above-mentioned square so as to be movable radially around the optical axis AX4 of the projection optical system 23. it can.
  • the projection exposure apparatus of this example may expose a reticle other than the spatial frequency modulation type phase shift reticle shown in FIG. 5 (A).
  • Circular aperture for normal illumination ⁇ value of about 0.1-0.9, or annular aperture for annular illumination, and aperture corresponding to dipole and quadrupole illumination suitable for exposure It is preferable to arrange the parts and replace them according to the reticle R to be exposed, so that they can be used.
  • the setting of the incident angle range of the illumination light IL1 to the reticle R cannot be made only by the shape of the opening 12 (or 12a) on the illumination aperture stop 11 (or 11a). Les ,. That is, if the intensity distribution itself of the illumination light on the exit side surface of the second illuminance uniformizing member 9 in FIG. 1 can be made into the above-mentioned desired shape, the incident angle range of the illumination light IL1 to the reticle R can be set to the desired range. In this case, the illumination aperture stop 11a and the opening 12 need not be used.
  • a predetermined diffraction grating may be used as the first illuminance uniforming member 5 in FIG.
  • the diffraction pattern formed on the diffraction grating has a periodicity and a directionality such that the diffracted light generated therefrom is distributed in the above-described predetermined shape on the incident surface of the second illuminance equalizing member 9.
  • a phase grating as the diffraction grating in order to suppress the generation of 0th-order diffracted light (straight light).
  • a number of such diffraction gratings can be installed at the position of the first illuminance equalizing member 5 in Fig. 1 and can be interchangeably installed at the position of the optical axis AX1 of the illumination optical system 50. It is also possible to perform the exposure by exchanging the diffraction grating according to the pattern on the reticle R to be exposed. At this time, each of these diffraction gratings includes one that realizes at least one of the illumination conditions of the present example in which ⁇ X is 0.3 or less and ⁇ X is 0.6 or more, as well as ordinary illumination and annular zones. It is desirable to include lighting, dipole and quadrupole lighting, respectively.
  • the shape of the intensity distribution of the illumination light formed on the exit side surface of the second illuminance equalizing member 9 that is, at or near the pupil plane of the illumination optical system 50, that is, to the reticle R of the illumination light can be made variable with more degrees of freedom.
  • a force that uses a fly-eye lens as the second illuminance equalizing member 9 is used as the second illuminance uniforming member 9, for example, a so-called glass rod as an internal reflection type integrator. (Rod integrator) can also be used.
  • This glass rod enters the illuminating light from one surface into a rectangular parallelepiped made of a transmissive material such as glass, quartz, and quartz, and reflects the internal reflection on the other surface (side surface) when exiting from the opposing surface. It is an optical member that makes uniform the intensity distribution of illumination light on the exit surface by using it. Therefore, when a glass rod is used as the second illuminance uniformizing member 9, the exit surface of the glass port is arranged on a conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R.
  • a pupil plane in an illumination optical system that relays the glass rod and the reticle R is placed on the pupil plane.
  • an aperture stop having an opening having a shape similar to that shown in FIG.
  • An aperture may be provided.
  • the illumination optical system from the exposure light source to the glass rod in the vicinity of the glass rod incident surface, diffraction having a predetermined periodicity and directionality in the vicinity of the conjugate surface with respect to the incident surface of the glass rod.
  • the grating By arranging the grating, it is possible to set the range of the angle of incidence of the illumination light on the reticle R within a predetermined range.
  • the exposure light source A polyhedral prism or a conical prism can be installed at any position in the illumination optical system up to the rod, so that the range of the angle of incidence of the illumination light on the reticle R can be set to a predetermined range.
  • a combination of the diffraction grating or prism and the aperture stop is used.
  • the setting of the range of the angle of incidence of the illumination light to the reticle R is not limited. In the case where the above-described diffraction grating or prism is used without using the illumination aperture stop, the boundary of the angle range of the illumination light beam incident on the reticle R tends to be slightly blurred.
  • ⁇ X and ⁇ y corresponding to the incident angle range of the illumination light to the reticle R which is a feature of this example, is as follows: ⁇ ⁇ is the illumination angle of the illumination light to the reticle R in the X direction The sine of the angle at half the full width at half maximum (FWHM) of the density function of the light intensity distribution is divided by the numerical aperture NAR on the reticle side of the projection optical system 23, and ay is the Y direction of the illumination light to the reticle R.
  • FWHM full width at half maximum
  • the effective ⁇ X and the effective ⁇ y satisfy the conditions of the present example, ⁇ ⁇ 0.6 and 0 ⁇ ⁇ 0.3.
  • the imaging performance for a pattern having a finer pitch is further improved.
  • the incident angle range of the illumination light in the X direction on the reticle patterns LC, LLI, LL2, LR1, LR2, etc. as shown in FIG. Since it expands to 0.6, the coherence (spatial coherence) in the X direction of the illumination light applied to the reticle R is reduced to the conventional small ⁇ illumination with ⁇ of about 0.15-0.3. Compared to this, it is significantly reduced.
  • the use of the illumination conditions of the present invention improves the uniformity of the line width in the X direction of the transferred image of the pattern formed on the reticle R and having the longitudinal direction in the X direction onto the wafer W. There is also an effect. This effect is obtained by reducing the coherence in the X direction of the illumination light applied to the reticle, which is an effect achieved by the present invention. Hereinafter, this effect will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 12A is a diagram showing a reticle pattern used in a computer simulation described below.
  • the reticle R is covered with a light-shielding film RP 2 such as chrome, in which six transmission patterns GL2, SL1, GL1, SRI and GL2 whose longitudinal directions coincide with the X direction are included.
  • GR1, SR2 force S formed and level.
  • the transmission patterns GL2, SL1, GL1, SRI, GR1, and SR2 the three transmission patterns SL1, SRI, and SRf and the phases of the transmitted light from the patterns are arranged adjacent to them.
  • a spatial frequency modulation type phase shift reticle pattern which is shifted by 180 ° with respect to the phase of the transmitted light of GL2, GL1 and GR1.
  • Fig. 12 (A) the fountain component XOf or the transmission node. Represents the center position of the turn GL2, SL1, GL1, SRI, GR1, SR2 in the X direction.
  • FIG. 12 (B) is a diagram showing a resist pattern RS formed when the pattern force is exposed and transferred onto the wafer W in FIG. 12 (A).
  • the photoresist on the wafer W is of a positive type (the exposed and exposed portions are dissolved by development). Therefore, on the wafer W, portions corresponding to the six transmission patterns GL2, SL1, GL1, SR1, GR1 and SR2 on the reticle R are respectively removed from the portions VL3, VL2, VL1 where the resist is removed. , VR1, VR2, VR3 are formed. Then, a resist pattern is formed between the respective portions.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an axis (X) and a position XI (horizontal axis) in an X direction.
  • the position XI being 0 corresponds to the center position ⁇ 0 in the X direction.
  • FIG. 13 (A) shows the result at the best focus position
  • FIG. 13 (B) shows the result at the 50 nm defocused position.
  • the other conditions of the optical simulation and the method of calculating the line width to be transferred are the same as those in the above-described optical simulation.
  • the illumination light on reticle R has high coherence in both the X and ⁇ directions, so it can be more accurately determined by the position in the X direction on the reticle pattern.
  • the line width to be transferred varies greatly accordingly.
  • the range of fluctuation is about 4 nm when XI is in the range of 400 nm with zero force.
  • the line width of the transferred pattern fluctuates along the longitudinal direction (here, the X direction), for example, when the pattern is a gate pattern of the M ⁇ S transistor, the line width becomes A thinner part causes a short circuit in the transistor (increase in off-current), and a thicker part causes disconnection in the transistor (decrease in on-current). As a result, the performance of the transistor formed by these methods is reduced. [0113] To prevent this, the line width change in the X direction is predicted in advance, and the line width WD2 of the reticle pattern itself is changed according to the position in the X direction in order to correct the change. That is, OPC (Optical Proximity Correction) is required. And this OPC correction also increases the reticle manufacturing cost.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • Fig. 14 (A) shows the results at the best focus position
  • the variation width of the line width PW1 with respect to the change of the position XI in the X direction is reduced, and is about 2.5 nm in the range of XI from 0 to 400 nm.
  • FIG. 15A shows the result at the best focus position
  • FIG. 15B shows the result at the 50 nm defocused position.
  • the ⁇ value ( ⁇ ⁇ ) in the X direction of the illumination light is as large as 0.6 or more, or even 0.7 or more. Low interference. Therefore, the fluctuation width of the line width PW1 with respect to the change of the position XI in the X direction is greatly reduced, and the force of X1 is within about 2 nm in the range of 400 nm.
  • the change in the line width of the transferred pattern relative to the change in the longitudinal position (the position in the X direction) of the gate is slight.
  • the performance of the manufactured transistor can be improved.
  • the case where the illumination method of the present invention is adopted Does not require reticle OPC correction. Therefore, in this case, it is possible to realize an exposure method having high resolution and a sufficient depth of focus for a pattern having an arbitrary pitch without increasing the reticle manufacturing cost at all.
  • the illuminating light to the reticle R is polarized in the same direction as that of the electric field.
  • the polarization control member 4 is an optical member for this purpose, and controls the polarization state of the illumination light applied to the reticle R.
  • the polarization control member 4 a member that converts (rotates) the polarization direction of the linearly polarized light to a desired direction may be used. That is, a half-wave plate made of an optical material having birefringence, such as quartz (silicon dioxide crystal) or magnesium fluoride crystal, is set to be rotatable around the optical axis AX1 of the illumination optical system 50. This can be achieved.
  • the polarization direction of the illumination light illuminating the reticle R is controlled by setting the rotation angle of the half-wave plate.
  • the exposure light source 1 emits a light beam other than linearly polarized light such as a lamp or a randomly polarized laser
  • a polarization filter or a polarization beam splitter that transmits only linearly polarized light in a predetermined direction is used as the polarization control member 4.
  • most of the illumination light intensity for example, about 80% or more
  • the polarization selectivity of the polarizing filter or the polarizing beam splitter is about 80% or more.
  • the polarization control member 4 of the projection exposure apparatus of this example was detachable.
  • the exposure light source 1 in FIG. 1 is a laser light source that emits a light beam of substantially linear polarization
  • two 1/4 wavelength plates arranged in series along the optical axis AX1 are used as the polarization control member 4. By using them and individually rotating them around the optical axis AX1 as the center of rotation, the emitted light can be made linearly polarized light or circularly polarized light (substantially non-polarized light).
  • the longitudinal direction of the pattern on the reticle R to be exposed coincides with the predetermined one direction (the X direction in the above embodiment) as described above. Is preferred. Therefore, when a large number of patterns exist on the reticle R, the directionality of each pattern is unified with respect to a pattern (for example, a gate pattern of a transistor) in which the imaging characteristics are particularly important. It is desirable to make the longitudinal direction coincide with the predetermined one direction.
  • FIGS. 4A and 4B are plan views each showing an example of a reticle on which an original pattern suitable for exposure by the projection exposure apparatus of this embodiment is drawn.
  • FIG. 4A is a diagram showing a reticle R1 in which patterns PHC, PHE1 and PHE2 whose longitudinal directions are all parallel to the X direction are formed in a pattern area PA1.
  • a force S including a pattern other than this, and other patterns are omitted because they are not patterns in which imaging characteristics are particularly important.
  • the projection exposure apparatus of this example is a scanning type exposure apparatus, and its scanning direction (the scanning direction of the reticle R and the wafer W) is the Y direction, so that the exposure field of the projection optical system 23 of FIG. (And the illumination visual field of the illumination optical system 50)
  • the IAR is a rectangle whose long side direction coincides with the X direction (non-scanning direction). Therefore, the longitudinal directions of the patterns PHC, PHE1, and PHE2 are parallel to the longitudinal direction of the exposure field IAR of the projection optical system 23, and are orthogonal to the scanning direction.
  • the reticle R1 is scanned in the Y direction with respect to the exposure field (illumination field) IAR, other patterns existing inside the pattern area PA1 and outside the exposure field IAR at the positions shown in the figure are also projected. It goes without saying that the wafer W is exposed through the optical system 23.
  • FIG. 4 (B) is a diagram showing a reticle R2 in which pattern PVC, PVE1, PVE2 whose longitudinal directions are all parallel to the Y direction are formed in the pattern area PA2.
  • Retic A force S including a pattern other than the above, and other patterns are not described on the nose R2 because the imaging characteristics are not particularly important, and thus the description is omitted.
  • the patterns P VC, PVE 1, and PVE 2 on the reticle R 2 are different from the pattern in FIG. 4A, and the longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the exposure field IAR of the projection optical system 23 and parallel to the scanning direction. .
  • an aberration that degrades the imaging characteristic remains in the optical system.
  • residual aberration is extremely small as compared with an optical system for another use, but it is inevitable that a certain amount of aberration remains. Further, the residual amount of aberration generally increases in the periphery compared to the center of the exposure field of the projection optical system.
  • These residual aberrations include a component that blurs the transferred image in the radial direction from the optical axis of the projection optical system to the periphery (radial direction component), and a component that blurs the concentric direction around the optical axis of the projection optical system. (Concentric component), but the radial component is generally larger.
  • the aberration components in the radial direction are coma and chromatic aberration of magnification. Coma is difficult to correct, both in terms of design and manufacturing errors, and it is difficult to completely eliminate it.
  • the patterns PVE1 and PVE2 having the longitudinal direction in the Y direction near both ends in the X direction of the exposure field IAR in FIG. 4B are most susceptible to the aberration of the projection optical system. It becomes a pattern. Therefore, the transferred images of these patterns on the wafer W are highly likely to cause fluctuations in the transfer line width and poor resolution. The performance of the manufactured LSI is likely to be degraded, and the yield is likely to be reduced. Les ,.
  • the fine pattern force on the reticle R to be exposed is arranged so that its longitudinal direction coincides with the long side direction (X direction) of the exposure field IAR of the projection optical system 23.
  • the fine pattern force on the reticle R to be exposed is assumed to be arranged perpendicular to the running direction (Y direction) of the reticle R. It is desirable to set the incident angle range of the above-mentioned illumination light suitable for imaging of the tickle pattern.
  • the scanning exposure apparatus has been described.
  • the exposure apparatus to which the illumination conditions of the present invention can be applied is not limited to the scanning type.
  • the present invention is also applicable to a stepper type (a type in which a reticle R and a wafer W are exposed while being stationary).
  • the projection field of view of the projection optical system is a square or a rectangle with a ratio of the long side length to the short side length close to 1: 1.
  • the X direction and the ⁇ direction assumed when defining ⁇ ⁇ 0.6, 0 and ⁇ ⁇ 0.3, etc., as the illumination conditions of the present example are the same as those of the entire reticle R
  • the direction does not have to have a predetermined relationship with respect to the external shape.
  • the longitudinal direction of the pattern arranged on the reticle R and the projection optical system will be the same as when using a stepper type exposure apparatus. Since there is no longer a particularly desirable relationship with the shape of the exposure field of the system, the X and ⁇ directions used in defining the illumination conditions in this example are relative to the entire exposure apparatus, the scanning direction, and the outer shape of the reticle R. Therefore, the direction does not have to have a predetermined relationship.
  • the above-described exposure method is particularly suitable for exposure of a spatial frequency modulation type phase shift reticle.
  • the parts of the gate pattern that require high resolution are exposed using a spatial frequency modulation type phase shift reticle, and other parts such as wiring parts are exposed.
  • double exposure is used, which usually uses a reticle (binary reticle) for exposure.
  • double exposure can also be employed in the present invention. That is, the wafer W to be exposed is exposed using the spatial frequency modulation type phase shift reticle under the illumination conditions of the present invention, and then the reticle is replaced using a reticle exchange mechanism (not shown). Normally, the same wafer W may be subjected to overlay exposure by replacing the wafer with a reticule. At this time, when exposing the normal reticle, the illumination conditions It is desirable to change from normal lighting to transit band lighting or dipole and quadrupole illumination.
  • FIG. 16 shows an example of a semiconductor device manufacturing process.
  • a wafer W is manufactured from a silicon semiconductor or the like.
  • a photoresist is applied on the wafer W (step S10), and in the next step S12, a reticle (tentatively R1) is loaded on the reticle stage of the projection exposure apparatus of the above embodiment (FIG. 1).
  • the pattern (represented by the symbol A) of the reticle R1 is transferred (exposed) to all the shot areas SE on the wafer W by the scanning exposure method.
  • double exposure is performed as necessary.
  • the wafer W is, for example, a wafer having a diameter of 300 mm (12-inch wafer).
  • the size of the shot area SE is, for example, a rectangular area having a width of 25 mm in the non-scan direction and a width of 33 mm in the scan direction.
  • a predetermined pattern is formed in each shot region SE of the wafer W by performing development, etching, ion implantation, and the like.
  • step S16 a photoresist is applied on the wafer W, and then in step S18, a reticle (tentatively R2) is placed on the reticle stage of the projection exposure apparatus of the above embodiment (FIG. 1). ) Is loaded and the pattern (represented by the symbol B) of the reticle R2 is transferred (exposed) to each shot area SE on the wafer W by a scanning exposure method. Then, in step S20, a predetermined pattern is formed in each shot area of the wafer W by performing development, etching, ion implantation, and the like of the wafer W.
  • Step S16-Step S20 The above-described exposure process-pattern forming process (Step S16-Step S20) is repeated as many times as necessary to manufacture a desired semiconductor device. Then, through a dicing process (Step S22) for separating each chip CP on the wafer W one by one, a bonding process and a packaging process (Step S24), the semiconductor device SP as a product is obtained. Is manufactured.
  • the device manufacturing method of this example since the exposure is performed under the illumination conditions of the above-described embodiment, the cost of the reticle required for manufacturing the semiconductor integrated circuit and the cost of the circuit design can be reduced. S can. Further, it becomes possible to manufacture a highly integrated semiconductor integrated circuit with a higher yield than before. And, due to the above effects, the device manufacturing method of this example Then, a highly integrated and high-performance semiconductor integrated circuit can be manufactured at low cost.
  • the projection exposure apparatus of the above embodiment includes an illumination optical system composed of a plurality of lenses and a projection optical system incorporated in the exposure apparatus main body, performs optical adjustment, and includes many mechanical parts. It can be manufactured by attaching the reticle stage and wafer stage to the exposure apparatus main body, connecting wiring and piping, and then performing comprehensive adjustments (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room in which temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • the application of the exposure apparatus of the present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices.
  • a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a display apparatus such as a plasma display It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an exposure apparatus for imaging, an imaging device (CCD, etc.), a micro machine, a thin film magnetic head, and a DNA chip.
  • the present invention can be applied to an exposure step (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithographic process. it can.
  • the magnification of the projection optical system is not limited to a reduction system, and may be any one of an equal magnification and an enlargement system.
  • the projection optical system may use either a refractive optical system consisting of only a lens member or a catadioptric optical system consisting of both a lens member and a reflective member. it can.
  • the configuration of the phase shift pattern in which it is preferable to employ a reflection type reticle, forms a step on the reticle surface and forms a phase difference by a phase difference generated in reflected light due to the step. It can be a method.
  • a high-performance device can be manufactured at low cost.

Landscapes

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Abstract

　例えば空間周波数変調型の位相シフトレチクルを使用した場合に、その光学的近接効果による誤差であるＯＰＥ（Optical Proximity Error ）特性を改善できる露光方法及び装置である。レチクル（Ｒ）上にＸ方向を長手方向とするパターンがＹ方向に所定ピッチで形成されている。レチクル（Ｒ）をＸ方向を長手方向とする照明視野（ＩＡＲ）で照明すると共に、照明光学系中の照明開口絞り（１１ａ）の開口部（１２ａ）をＸ方向を長手方向とする長方形とすることによって、その照明視野（ＩＡＲ）を照明する照明光の実効的なσ値をＸ方向については０．６以上とし、Ｙ方向については０．３以下とする。露光中にレチクル（Ｒ）とウエハとを投影光学系に対してＹ方向に相対走査する。

Description

明 細 書
露光方法及び装置、デバイス製造方法、並びにデバイス
技術分野
[0001] 本発明は、例えば半導体集積回路、撮像素子、液晶ディスプレイ、又は薄膜磁気 ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフイエ程で使用される露光技術に 関し、特に光学的近接効果による誤差である〇PE (Optical Proximity Error )を低減 するために使用して好適なものである。更に本発明は、その露光技術を用いたデバ イス製造技術及びそのデバイス製造技術で製造されるデバイスに関する。
背景技術
[0002] 半導体集積回路、液晶ディスプレイ等の電子デバイスの微細パターンの形成に際 しては、形成すべきパターンを 4一 5倍程度に比例拡大して描画したマスクとしてのレ チクル (又はフォトマスク等）のパターンを、投影光学系を介して被露光基板としての ウェハ（又はガラスプレート等）上に縮小して露光転写する方法が用いられてレ、る。投 影光学系の解像度は、概ね露光波長を投影光学系の開口数 (NA)で割った値であ る。投影光学系の開口数 (NA)とは、露光用の照明光束のウェハへの最大入射角の 正弦 (sin)にその光束の通過する媒質の屈折率を乗じたものである。
[0003] 従って、半導体集積回路等の微細化に対応するために、投影露光装置の露光波 長は、より短波長化されてきた。現在、露光波長は KrFエキシマーレーザの 248nm が主流であるが、より短波長の ArFエキシマーレーザの 193nmも実用化段階に入り つつある。そして、更に短波長の波長 157nmの F レーザや、波長 126nmの Ar レ 一ザ等の、いわゆる真空紫外域の露光光源を使用する投影露光装置の提案も行な われている。また、短波長化のみでなぐ投影光学系の大開口数化（大 NA化）によつ ても高解像度化は可能であるので、投影光学系をより一層大 NA化するための開発 もなされており、現在の最先端の投影光学系の NAは、 0. 8程度である。
[0004] 一方、同一の露光波長、同一 NAの投影光学系を使用しながら、転写されるパター ンの解像度を向上する技術として、いわゆる位相シフトレチクルを用いる方法や、照 明光束のレチクルへの入射角度分布を所定分布に制御する輪帯照明（例えば日本 国特開昭 61-91662号公報参照）、 2極照明、及び 4極照明（例えば日本国特開平 4 101148号公報、 日本国特開平 4 225357号公報参照）などのいわゆる超解像 技術も実用化されている。位相シフトレチクル中で、特に空間周波数変調型位相シフ トレチクルは、転写するパターンのパターン間隔（ピッチ）の縮小とパターン線幅の縮 小との双方に極めて効果的であり、特に微小な線幅のパターンを必要とする CPU ( 中央演算処理装置)などの高速デバイスを製造する際に使用されている (例えば、特 許文献 1参照)。
[0005] ところで、投影光学系の大 NA化は、視野 (露光視野)が小さい光学系程実現が容 易である。但し、投影露光装置としては露光フィールド（1回の露光動作で転写できる 領域）が大きい程、処理能力（スループット）が向上する。そこで、小視野ではあるが 大 NAの投影光学系を用いて、なおかつ実質的に大きな露光フィールドを得るため に、露光中に、マスクとウェハとを、その結像関係を維持したまま相対走査する走查 型露光装置 (スキャニング'ステッパー等）が最近の主流となっている。
[0006] 走査型露光装置に使用される投影光学系は、一般的に一方向に長ぐそれと直交 する方向に短かい長方形状の良像範囲（露光視野）を有する。このような光学系には 、反射光学系が使用される場合もあるが、露光波長が 193nm (ArFエキシマーレ一 ザ)程度までは、屈折光学系を使用することが一般的である。この場合、上記長方形 状の露光視野は、円形のレンズの組み合わせからなる屈折光学系の本来の良像範 囲である円形から、その円の中心を通る直径を対角線として、且つその円に内接す る長方形とするのが一般的である。その理由は、このような長方形の視野力 視野の 長辺の長さを最大にでき、最も効率が良いからである。この場合、視野の短辺の長さ は減少する力 視野の短辺方向に上記相対走查を行なうことで、この方向について の露光フィールドを実質的に拡大することができる。従って、走査型露光装置では、 1 回の走查露光でウェハ上に露光できる露光フィールドの大きさは上記視野の長辺の 長さと走査距離との積となり、より小型の投影光学系を使用しても大面積の露光フィ 一ルドを露光することが可能となる。
特許文献 1 :日本国特許第 1441789号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0007] 上記の如ぐ位相シフトレチクルの使用は、解像度の向上に極めて効果的であるが 、その性能を十分に発揮するためには、空間的コヒーレンスの高い照明光を使用す る必要がある。空間的コヒーレンスとは、異なる 2点間の照明光が有する可干渉性の 程度であり、照明光の入射角度範囲が小さい程空間的コヒーレンスは高まる。従って 、位相シフトレチクルの使用時には、照明光のコヒーレンスファクタであるいわゆる σ 値（レチクルを照明する照明光の ΝΑ(ΝΑΙ)を、投影光学系のレチクル側の ΝΑ (Ν AR)で割った値）を、現状も 0. 3程度以下とする必要がある。そして、将来的には半 導体集積回路等の一層の微細化に対応するために、更に解像度を向上しつつ、一 方で必要な焦点深度を確保するために、 σ値が 0. 15程度の照明光での照明が必 要になると言われている。
[0008] し力 ながら、このような小 σ値、即ち高コヒーレンスの照明光を使用すると、所定の パターンに照射される照明光と、その近傍に照射される照明光との可干渉性が極め て強くなる。その結果、光学的近接効果による誤差である OPE (Optical Proximity Error )と呼ばれる問題が生じる。これは、所定パターンの近傍での他のパターンの 有無により、その所定パターンの転写像の強度が変動し、その結果として転写線幅 が変化してしまう現象である。
[0009] パターン相互間での線幅の変動は、例えば LSIの高速動作性能に大きい悪影響を 与えるため、高速動作が要求される LSIでは許容できない問題となる。そこで、露光 波長、投影光学系の NA、照明条件（σ値等)等の光学条件とパターンのレイアウトと から、発生する ΟΡΕを光学シミュレーションを用いて見積もり、その見積もられた誤差 をレチクル上のパターンの線幅自体を増減して補正する方法である OPC(Optical Proximity Correction)も実用化されてレ、る。
[0010] OPCによる補正に際し考慮すべきパターンの範囲は、レチクル上に照射される照 明光が可干渉性を有する範囲となる。使用する照明光の σ値が現状の 0· 3程度で あれば、その範囲は、半径が 0. 61 X露光波長/ (NAR X 0. 3)程度の領域である 。これに対して、照明光の σ値が 0. 15になると、その範囲は、半径が 0. 61 X露光 波長/ (NAR X 0. 15)程度の領域に増大する。その結果、考慮すべきパターンエリ ァの面積は 4倍になり、また OPEは量的にも増大するため、 OPCによる補正量も増 大する。そのため、 OPCによる補正に際しての光学シミュレーションに必要な時間の 増大や、補正コストの増大を招き、レチクルコストの増大を招くという問題がある。
[0011] また、照明光の σ値が 0. 15程度に小さくなると、所定ピッチを有するパターンに対 しては、空間周波数変調型位相シフトレチクルを使用しても、十分な焦点深度が得ら れなくなるという問題も生じる。このため、 LSI中の電子回路の設計に際して、パター ンが上記所定ピッチで配列されることを防止する設計ルールを規定するなどの対策 が必要となる。これは、 LSIの集積度を実質的に低下させるものであり、また、回路設 計を複雑にし、回路設計時間の増大と設計コストの増大とを招く。
[0012] 本発明は、このような課題に対して鑑みてなされたものであり、光学的近接効果によ る誤差 (〇PE特性)を改善できる露光技術を提供することを第 1の目的とする。
更に本発明は、例えば空間周波数変調型の位相シフトレチクルを使用した場合に 、その OPE特性を改善し、且つ所定ピッチを有するパターンでの焦点深度の低下を 防止できる露光技術を提供することを第 2の目的とする。
また、本発明は、上記露光技術を用いて、高性能な電子デバイスを安価に製造で きるデバイス製造技術、及びそのデバイス製造技術で製造できるデバイスを提供する ことをも目的とする。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明による第 1の露光方法は、マスク (R)のパターンを照明光で照明し、そのパ ターンの像を投影光学系（23)を介して基板 (W)上に投影する露光方法であって、 そのマスクのパターンの少なくとも一部は、第 1方向に長手方向を有するパターン (L C, LL1, LR1)であると共に、その第 1方向におけるそのマスクに対するその照明光 の入射角度範囲を、その第 1方向と直交する第 2方向におけるそのマスクに対するそ の照明光の入射角度範囲に比べて広くするものである。
[0014] 斯カる本発明によれば、そのマスク上のその第 1方向に長手方向を有するパターン
(転写用パターン)を通過した結像光束は、その投影光学系の瞳面上でその第 1方 向にその第 2方向よりも拡がった領域に分布する。また、その瞳面上の領域では光軸 近傍の方が周辺よりもその第 2方向に対する開口数が実質的に大きくなる。従って、 その基板上に形成される像は、実質的に互いに異なる開口数による光学像力インコ ヒーレントに加算（強度的に加算）されたものとなる。従って、平均化効果により基板 上での像の空間的コヒーレンシ一が低減し、転写線幅のピッチの変化に伴う変動が 低減し、光学的近接効果による誤差である OPE (Optical Proximity Error )特性が改 善される。
[0015] 本発明において、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲を、その第 1方 向における実効的な σ値と、その第 2方向における実効的な σ値とを異ならせるよう に設定してもよい。このとき、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲を、そ の第 1方向については実効的な σ値を 0. 6以上とし、その第 2方向については実効 的な σ値を 0. 3以下で 0より大きくすることが望ましい。
[0016] この場合、その照明光のそのマスク上の所定方向についての実効的な σ値とは、 その照明光のそのマスクへのその所定方向における入射角度の最大値の正弦（sin) に媒質の屈折率を乗じて得られる値を、その投影露光装置のそのマスク側のその所 定方向における開口数で割って得られる値を言う。従って、その照明光の実効的な σ値がその第 1方向においてその第 2方向よりも大きくなると、マスクの上下の媒質の 屈折率が実質的に等しい場合には、その第 1方向における入射角度範囲がその第 2 方向の入射角度範囲よりも広くなる。また、その第 2方向の実効的な σ値を 0. 3以下 とすることで、その第 2方向に対していわゆる小 σ照明と同様の原理で高解像度が得 られる。
[0017] また、本発明において、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲を、その第
1方向については実効的な σ値を 0. 7以上とし、その第 1方向と直交する第 2方向に ついては実効的な σ値を 0. 2以下とすることが望ましい。これによつて、解像度が更 に向上すると共に、〇ΡΕ特性が更に改善される。
本発明において、そのマスクのパターンの少なくとも一部は、その第 1方向に長手 方向を有する空間周波数変調型位相シフトパターンであることが望ましい。これによ つて、その ΟΡΕ特性が改善されると共に、所定ピッチを有するパターンでの焦点深 度の低下を防止できる。
[0018] 本発明において、一例として所定の強度分布調整部材（1 1 )によってそのマスクに 対するその照明光の入射角度範囲が調整される。
また、その強度分布調整部材は、一例としてそのマスクをその照明光で照明する照 明光学系（50)の瞳面上又はこの近傍に配置されて、長方形状又は楕円状の開口（ 12)が設けられた照明系開口絞り（11)である。その照明開口絞りの開口の形状を設 定するのみで、容易にその第 1方向及び第 2方向における照明光の入射角度範囲、 又は実効的な σ値を所望の状態にすることができる。
[0019] また、その照明光の偏光状態を、その電場方向がその第 1方向と一致する直線偏 光を主成分とする状態にすることが望ましい。これによつて、結像性能が更に向上す る。
また、そのマスクに対するその照明光のその第 1方向の入射角度に対する強度分 布を、入射角度範囲の両端部で強ぐ入射角度範囲の中間部で弱くしてもよい。これ によって、〇ΡΕ特性が更に改善される場合がある。
[0020] この場合、その入射角度範囲の両端部での強度分布が、その入射角度範囲の中 間部での強度分布の、 1. 5倍から 3倍であることが望ましい。
また、その第 1方向 (X方向）に長辺を有する長方形状視野の投影光学系（23)、及 びその第 1方向に長辺を有する長方形状の照明視野 (IAR)の照明光学系（50)を 使用し、そのマスク及びその基板を、その投影光学系を介しての結像関係を保った まま、その第 2方向（Υ方向）に相対走査しつつ露光を行なうことが望ましい。これによ つて、その第 1方向に長手方向を有するパターンは、その長方形状視野の投影光学 系によってそのまま投影されると共に、その第 2方向にその照明視野よりも拡がった パターンは、走査露光によって基板上に投影される。
[0021] また、本発明の第 2の露光方法は、マスクのパターンを照明光で照明し、そのパタ 一ンの像を投影光学系（23)を介して基板 (W)上に投影する露光方法であって、そ の基板の露光を、本発明の第 1の露光方法を用いる第 1露光と、それ以外の露光方 法を用いる第 2露光との多重露光により行なうものである。
本発明によれば、種々のパターンをそれぞれ高解像度で基板上に転写することが できる。
[0022] また、本発明による露光装置は、照明光でマスク (R)を照明する照明光学系（50) と、そのマスクのパターンの像を基板 (W)上に投影する投影光学系（23)とを有する 露光装置であって、そのマスク上の第 1方向におけるそのマスクに対するその照明光 の入射角度範囲が、その第 1方向と直交する第 2方向におけるそのマスクに対するそ の照明光の入射角度範囲よりも広いものである。
[0023] 斯カ、る本発明によれば、例えばそのマスク上にその第 1方向に長手方向を有する パターンが形成されている場合に、そのパターンの像の OPE特性が改善される。更 に、そのマスク上にその第 1方向に長手方向を有する空間周波数変調型位相シフト パターンが形成されている場合に、その OPE特性が改善されると共に、所定ピッチを 有するパターンでの焦点深度の低下を防止できる。
[0024] 本発明においても、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲を、その第 1方 向における実効的な σ値と、その第 2方向における実効的な σ値とを異ならせるよう に設定してもよい。このとき、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲を、そ の第 1方向については実効的な σ値を 0. 6以上とし、その第 2方向については実効 的な σ値を 0. 3以下で 0より大きくすることが望ましい。
[0025] これによつて、その第 1方向における入射角度範囲がその第 2方向よりも広くなる。
また、その第 2方向の実効的な σ値を 0 · 3以下とすることで、小 σ照明と同様に高解 像度が得られる。
この場合、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲は、その第 1方向につ いては実効的な σ値が 0 · 7以上であり、その第 2方向については実効的な σ値が 0 . 2以下であることが望ましい。これによつて、更に高い解像度が得られ、 ΟΡΕ特性も より改善される。
[0026] また、そのマスクに対するその照明光の入射角度範囲を調整するための強度分布 調整部材（1 1 )を有することが望ましレ、。
また、その強度分布調整部材は、一例としてその照明光学系（50)の瞳面上又はこ の近傍に配置されて、長方形状又は楕円状の開口（1 2)が設けられた照明系開口絞 り（1 1 )である。照明系開口絞りによって、容易にその照明光の入射角度範囲又は実 効的な σ値を直交する 2方向で所望の状態に設定できる。
[0027] また、その照明光学系は、その照明光の偏光状態を、その電場方向がその第 1方 向と一致する直線偏光を主成分とせしめる偏光制御部材 (4)を有することが望ましい 。これによつて結像性能が更に向上する。
また、そのマスクに対するその照明光のその第 1方向の入射角度に対する強度分 布が、入射角度範囲の両端部で強ぐ入射角度範囲の中間部で弱くなつていること が望ましい。これによつて〇PE特性が更に改善される場合がある。
[0028] この場合、その入射角度範囲の両端部での強度分布は、その入射角度範囲の中 間部での強度分布の、 1. 5倍から 3倍であることが望ましい。
また、その照明光学系は、その照明光の入射角度範囲をその入射角度範囲のその 条件内で可変とする、第 1の照明条件可変機構（10， 11)を有することが望ましい。 また、その照明光学系は、その照明光の入射角度範囲を、更にその入射角度範囲 外とする第 2の照明条件可変機構（10, 11)を有することが望ましい。
[0029] この場合、その第 2の照明条件可変機構が設定する照明条件は、輪帯照明、 2極 照明、又は 4極照明を含むことが望ましい。
また、そのマスク及びその基板を、その投影光学系を介した結像関係を保ったまま 相対走査するステージ機構（19, 20, 24, 27)を有すると共に、その相対走査の方 向が、その第 2方向と一致することが望ましい。
[0030] また、その投影光学系の露光視野が、その第 1方向に長辺を有する長方形状であ ることが望ましい。また、その照明光学系の照明視野が、その第 1方向に長辺を有す る長方形状であることが望ましい。これによつて、その第 1方向に長手方向を有する パターンは、その投影光学系によってそのまま投影される。
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法を使用してデバイスの パターンを基板上に転写する工程を有するものである。本発明の適用によって、デバ イスを高精度に量産できる。
[0031] また、本発明のデバイスは、本発明のデバイス製造方法により製造されたデバイス である。本発明によって、微細なライン 'アンド'スペースパターンを有するデバイスを 高精度に製造できる。
発明の効果
[0032] 本発明によれば、照明光の入射角度範囲又は実効的な σ値を直交する 2方向で 所定の異なる条件に設定しているため、光学的近接効果による誤差である OPE特性 を改善して露光を行うことができる。
また、本発明によれば、空間周波数変調型の位相シフトレチクルを使用した場合に 、その〇PE特性を改善し、且つ所定ピッチを有するパターンでの焦点深度の低下を 防止することができる。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、本発明の実施形態の一例の投影露光装置の概略構成を示す一部を切 り欠いた図である。
[図 2]図 2は、図 1の照明開口絞り 11からレチクル Rまでの光学系を簡略化して示す 斜視図である。
[図 3]図 3 (A)は図 2の照明開口絞り 1 laを示す平面図、図 3 (B)は図 2の光学系を簡 略化して Y方向に見た図、図 3 (C)は図 2の光学系を簡略化して X方向に見た図であ る。
[図 4]図 4 (A)は本例の投影露光装置で露光するのに好適なパターンが描画された レチクルを示す平面図、図 4 (B)は投影露光装置で露光した場合に視野の両端部で 投影光学系の収差の影響を受けやすいパターンが描画されたレチクルを示す平面 図である。
[図 5]図 5 (A)は空間周波数変調型の位相シフトレチクルの一例を示す平面図、図 5 ( B)は図 5 (A)の AA'線に沿う部分に対応する像の強度分布の一例を示す図である
[図 6]図 6 (A)は図 3 (A)の照明開口絞り 11aを示す平面図、図 6 (B)は照明開口絞り 11a内の開口部 12aの一様な光量分布を示す図、図 6 (C)はその開口部 12aの中心 部よりも周辺部で光量が大きくなる光量分布を示す図である。
[図 7]図 7は、本発明の実施形態の一例において、 σ χ = 0. 85, a y = 0. 15の照明 条件の使用を想定した光学シミュレーションによって、パターンピッチ PTに対して転 写線幅 PW及び DOF (焦点深度）を計算した結果の一例を示す図である。
[図 8]図 8は、図 7の例と同じ σ値の条件で、かつ開口部の光量分布として図 6 (C)の 分布を使用した場合の光学シミュレーションによって、パターンピッチ ΡΤに対して転 写線幅 PW及び DOF (焦点深度）を計算した結果の一例を示す図である。
[図 9]図 9(A)は図 3(A)の照明開口絞り 11aを示す平面図、図 9(B)はレチクル尺の パターンの一例を示す平面図、図 9(C)は投影光学系 23の瞳面 PPを示す図である
[図 10]図 10は、従来の通常の照明（σ =0. 15)の使用を想定した光学シミュレーシ ヨンによって、パターンピッチ ΡΤに対して転写線幅 PW及び D〇F (焦点深度）を計算 した結果の一例を示す図である。
[図 11]図 11は、従来の通常の照明（σ =0. 30)の使用を想定した光学シミュレーシ ヨンによって、パターンピッチ ΡΤに対して転写線幅 PW及び D〇F (焦点深度）を計算 した結果の一例を示す図である。
[図 12]図 12(A)は本発明の実施形態の効果を説明するために使用するレチクルパ ターンを示す図、図 12(B)は図 12(A)のパターンの転写によって形成されるレジスト パターンを示す図である。
[図 13]図 13(A)及び図 13(B)は、従来の σ =0. 15の通常の照明方法を用いて、 それぞれベストフォーカス位置及び 50nmデフォーカスした位置で露光した場合の図
12(B)のレジストパターンの線幅と X方向の位置との関係を示す図である。
[図 14]図 14(A)及び図 14(B)は、従来の σ =0. 30の通常の照明方法を用いて、 それぞれベストフォーカス位置及び 50nmデフォーカスした位置で露光した場合の図
12(B)のレジストパターンの線幅と X方向の位置との関係を示す図である。
[図 15]図 15(A)及び図 15(B)は、本発明の照明条件の一例として σχ = 0· 85、 σγ
=0. 15を採用して、それぞれベストフォーカス位置及び 50nmデフォーカスした位 置で露光した場合の図 12(B)のレジストパターンの線幅と X方向の位置との関係を 示す図である。
[図 16]図 16は、本発明の実施形態の投影露光装置を用いて半導体デバイスを製造 するためのリソグラフイエ程の一例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は 、ステップ 'アンド'スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置（走査型露光装 置）で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図 1は、本例の投影露光装置を示す一部を切り欠いた図であり、この図 1において 、露光光源 1として例えば KrF (波長 247nm)又は ArF (波長 193nm)などのエキシ マーレーザ光源が使用されている。なお、露光光源としては、 F (フッ素分子）レーザ 光源（波長 157nm)、 Krレーザ光源（波長 146nm)、 Ar レーザ光源（波長 126η m)、 YAGレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発 生装置、又は輝線ランプなども使用することができる。
[0035] 露光時に露光光源 1から射出された露光ビームとしての露光用の照明光（露光光） I Lは、光軸 AX1に沿ってリレーレンズ 2, 3を経て偏光制御部材 4に入射する。偏光制 御部材 4の詳細は後述する。偏光制御部材 4を発した照明光 ILは、オプティカル'ィ ンテグレータ（ュニフォマイザ又はホモジナイザ）としての第 1の照度均一化部材 5に 入射する。本例では照度均一化部材 5として例えばフライアイレンズ (フライアイ'イン テグレータ）を使用するが、その代わりに内面反射型インテグレータ（例えばいわゆる ガラスロッド）又は回折格子などの回折光学素子 (DOE:Diifractive Optical Element) 等も使用すること力 Sできる。第 1の照度均一化部材 5を射出した照明光 ILは、リレーレ ンズ 6を介して光路折り曲げ用のミラー 7に至る。ミラー 7で反射された照明光 ILは、 光軸 AX2に沿ってリレーレンズ 8を経て、オプティカル 'インテグレータとしての第 2の 照度均一化部材 9に入射する。照度均一化部材 9として、本例ではフライアイレンズ が使用されているが、この代わりにも、内面反射型インテグレータ又は回折光学素子 (DOE)等を使用することができる。
[0036] 第 2の照度均一化部材 9の射出側の面 (射出側焦点面）には、照明開口絞り（いわ ゆる σ絞り）の開口の形状を種々に切り替えるための照明開口絞り 11が、回転自在 に配置されている。強度分布調整部材としての照明開口絞り 11には、光学的近接効 果による誤差を低減するための開口部 12 (詳細後述）の他に、半径が可変な円形絞 り（虹彩絞り）、及び輪帯形状の絞りや複数の開口部を有する変形照明（2極照明及 び 4極照明等）用の絞り等からなる開口部 13が配置されている。そして、装置全体の 動作を統轄制御する主制御系 51の制御のもとで、例えばターレット式の交換機構 10 により照明開口絞り 11を駆動することで、それらのうちの任意の開口部（ σ絞り）を照 度均一化部材 9の射出側の面に配置できるように構成されている。図 1の状態では、 照度均一化部材 9の射出側の面には開口部 12が配置されている。照明開口絞り 11 及び交換機構 10が、本発明の第 1及び第 2の照明条件可変機構に対応している。
[0037] 開口部 12を射出した照明光 ILは、光軸 AX2に沿ってリレーレンズ 14、照明視野絞 り 15、及びコンデンサーレンズ 16を経て、光路折り曲げ用のミラー 17に入射する。ミ ラー 17で反射された照明光 ILは、光軸 AX3に沿ってコンデンサーレンズ 18を経て、 マスクとしてのレチクル Rのパターン面（下面）の長方形状の照明視野 IARを均一な 照度分布で照明する。本例では、リレーレンズ 2， 3、偏光制御部材 4、第 1の照度均 一化部材 5、リレーレンズ 6, 8、ミラー 7, 17、第 2の照度均一化部材 9、開口部 12 ( 又は他の絞り）、リレーレンズ 14、照明視野絞り 15、及びコンデンサーレンズ 16, 18 より照明光学系 50が構成されている。
[0038] なお、光路折り曲げ用のミラー 7， 17は、光学性能的に必須のものではなレ、が、照 明光学系 50の光軸 AX1 , AX2, AX3を一直線上に配置すると投影露光装置の全 高が増大するために、省スペース化を目的として照明光学系 50内の適所に配置して あるものである。照明光学系 50の光軸 AX1は、ミラー 7で折り曲げられて光軸 AX2と なり、光軸 AX2はミラー 17で折り曲げられて光軸 AX3となる。また、本例の投影露光 装置は走査露光型であるため、照明視野絞り 15は、レチクル R上の照明視野 IARの 形状を規定する固定視野絞りである。実際には、その他に各走査露光の開始時及び 終了時に不要な部分への露光が行われないように、その照明視野 IARを走査方向 に次第に開閉するための可動視野絞り（不図示)も配置されている。後者の可動視野 絞りは、照明視野 IARを走査方向に直交する非走査方向に制限するためにも使用さ れる。
[0039] 照明光 ILのもとで、レチクル Rの照明視野 IAR内のパターンは、例えば両側テレセ ントリックの投影光学系 23を介して投影倍率 /3 ( /3は 1Z4, 1/5等）で、被露光基 板（基板）としてのフォトレジストが塗布されたウェハ W上の一つのショット領域上の露 光領域に縮小投影される。露光領域は、照明視野 IARと共役なウェハ Wの走査方向 に直交する非走查方向に細長レ、形状である。レチクル R及びウェハ Wはそれぞれ第 1物体及び第 2物体ともみなすことができる。ウェハ Wは、例えば半導体 (シリコン等） 又は S〇I(silicon on insulator)等の直径が 200— 300mm程度の円板状の基板であ る。本例の投影光学系 23は、例えば屈折光学系である。以下、図 1において、投影 光学系 23の光軸 AX4に平行に Z軸を取り、 Z軸に垂直な平面 (XY平面）内で走査 露光時のレチクル R及びウェハ Wの走查方向に沿って Y軸を取り、非走查方向に沿 つて X軸を取って説明する。本例では XY平面はほぼ水平面となっている。また、投 影光学系 23の光軸 AX4は、レチクル R上で照明光学系 50の光軸 AX3と合致してい る。
[0040] 先ず、露光転写すべきパターンの形成されたレチクル Rはレチクルステージ 20上に 吸着保持され、レチクルステージ 20はレチクルベース 19上で Y方向に一定速度で移 動すると共に、同期誤差を補正するように X方向、 Y方向、 Z軸の回りの回転方向に 微動して、レチクル Rの走查を行う。レチクルステージ 20の X方向、 Y方向の位置、及 び回転角は、この上に設けられた移動鏡 21及びレーザ干渉計 22によって計測され ている。この計測値及び主制御系 51からの制御情報に基づいて、レチクルステージ 駆動系 52はリニアモータ等の駆動機構（不図示）を介してレチクルステージ 20の位 置及び速度を制御する。レチクル Rの周辺部の上方には、レチクルァライメント用のレ チクルァライメント顕微鏡（不図示）が配置されてレ、る。
[0041] 一方、ウェハ Wは、ウェハホルダ（不図示）を介してウェハステージ 24上に吸着保 持され、ウェハステージ 24は、ウェハベース 27上に Y方向に一定速度で移動できる と共に、 X方向、 Y方向にステップ移動できるように載置されている。また、ウェハステ ージ 24には、不図示のオートフォーカスセンサの計測値に基づいて、ウェハ Wの表 面を投影光学系 PLの像面に合わせ込むための Zレべリング機構も組み込まれている 。ウェハステージ 24の X方向、 Y方向の位置、及び回転角は、この上に設けられた移 動鏡 25及びレーザ干渉計 26によって計測されている。この計測値及び主制御系 51 力 の制御情報に基づいて、ウェハステージ駆動系 53はリニアモータ等の駆動機構 (不図示）を介してウェハステージ 24の位置及び速度を制御する。
[0042] レチクノレステージ 20、レチクノレベース 19、ウェハステージ 24、ウェハベース 27、及 び不図示のリニアモータ等の駆動機構が本発明のステージ機構に対応している。ま た、投影光学系 23の近傍には、ウェハァライメントのために、ウェハ W上のァライメン トマークの位置を検出するオフ.ァクシス方式で例えば FIA(Field Image Alignment ) 方式のァライメントセンサ 28が配置されている。 FIA方式のァライメントセンサについ ては、例えば日本国特開平 7-183186号公報に開示されている。
[0043] 本例の投影露光装置の走查露光時には、レチクル R上の照明視野 IARに照明光 I Lを照射した状態で、レチクルステージ 20及びウェハステージ 24を駆動して、レチク ル Rとウェハ W上の一つのショット領域とを Y方向に同期走查する動作と、照明光 IL の発光を停止して、ウェハステージ 24を駆動してウェハ Wを X方向、 Y方向にステツ プ移動する動作とが繰り返される。その同期走查時のウェハステージ 24とレチクルス テージ 20との走查速度の比は、投影光学系 23を介してのレチクル Rとウェハ Wとの 結像関係を保っために、投影光学系 23の投影倍率 （例えば 1Z4、 1/5等の縮 小倍率）と等しい。これらの動作によって、ステップ'アンド'スキャン方式でウェハ W 上の全部のショット領域にレチクル Rのパターン像が露光転写される。
[0044] 次に、本例の照明条件につき詳細に説明する。先ず、図 2及び図 3を参照して、図
1の照明開口絞り 11 (開口部 12)、照明視野絞り 15、及びレチクル Rの間の関係に ついて説明する。
図 2は、図 1に示した投影露光装置の照明光学系 50のうち、照明開口絞り 11からレ チクル Rに至るまでの部材を示す拡大図である。但し、説明の便宜上、図 1中の光路 折り曲げ用のミラー 17は省略し、これにより図 1の照明光学系 50の光軸 AX2は光軸 AX3と一致し、且つ共に Z軸に平行になるものとした。また、説明の便宜上、図 1の照 明開口絞り 11、開口部 12、リレーレンズ 14,照明視野絞り 15、及びコンデンサーレ ンズ 16, 18を、図 2ではそれぞれ照明開口絞り l la、開口部 12a、リレーレンズ 14a, 照明視野絞り 15a、及びコンデンサーレンズ 16a， 18aと符号に文字 aを付加して呼 んでいる。図 1の部材とそれに対応する図 2の部材 (及び図 3以降の部材）との構成 及び機能は同一である。
[0045] 図 2において、本例の投影露光装置は、走查露光時にレチクル Rが Y方向に走查さ れるものである力 、図 1の投影光学系 23の視野、即ちレチクル R上の照明視野 IAR は、 X方向（非走査方向）に長辺を有する長方形であることが望ましい。従って、照明 視野絞り 15aの開口部 15bの形状も、 X方向に長辺を有する長方形とする。この開口 部 15bを透過した照明光力 コンデンサーレンズ 16a, 18aを介してレチクル R上の 長方形の照明視野 IAR内に照射される。
[0046] 本例においては、照明開口絞り 11a上の開口部 12aの形状も、図 2に示した通り X 方向（非走査方向）に長辺を有する長方形とする。図 1中の第 2の照度均一化部材 9 の射出側の面は、図 2のリレーレンズ 14a及びコンデンサーレンズ 16a， 18aを介して 、レチクル Rのパターン面のフーリエ変換面となる位置又はその近傍に配置される。 照明光学系中のレチクル Rに対するフーリエ変換面とは、その面内で光軸から所定 距離 Dだけ離れた位置を通る照明光のレチクル Rへの入射光束力 S、概ね平行光束に なって、次の関係を満たす入射角 φで入射することになる面を言い、一般的に照明 光学系の瞳面と呼ばれる面に相当する。
[0047] D = f X sin c)
なお、 fはリレーレンズ 14a及びコンデンサーレンズ 16a， 18aの合成焦点距離であ る。照明開口絞り 11aは、図 1の第 2の照度均一化部材 9の射出側の面、即ち照明光 学系 50中のレチクル Rに対するフーリエ変換面（瞳面）又はその近傍に配置されるた め、 X方向に長辺を有する開口部 12aを透過した光束のレチクル Rへの入射角度範 囲は、 X方向では大きく Y方向では小さくなる。
[0048] 図 3は、図 2に示した照明開口絞り 11aと、照明光 IL1 (図 1の照明光 ILに対応する） のレチクル Rへの入射角度範囲との関係を表わす図である。但し、図 2をそれぞれ Y 方向及び X方向に見た図に対応する図 3 (B)及び図 3 (C)では、説明の便宜上、図 2 のリレーレンズ 14a、及びコンデンサーレンズ 16a, 18aを仮想の 1つのコンデンサー レンズ 180として表示した。この仮想のコンデンサーレンズ 180と照明開口絞り 11aと の間隔、及びコンデンサーレンズ 180とレチクル Rとの間隔は、それぞれコンデンサ 一レンズ 180の焦点距離 fに等しぐこれは、リレーレンズ 14aとコンデンサーレンズ 1 6a, 18aとの合成焦点距離に等しい。
[0049] 図 3 (A)は、照明開口絞り 11aの平面図であり、図 3 (A)において、照明開口絞り 1 laは、遮光性の基板中に光軸 AX3を中心として、 X方向の半幅を Sx、 Y方向の半幅 を Syとする X方向（本例では非走查方向）を長辺とする長方形の開口部 12aを形成し たものである。なお、照明開口絞り 11aには、別の開口部（不図示)も設けられている 。開口部 12aを透過した照明光 IL1は、図 3 (B)及び図 3 (C)に示すコンデンサーレ ンズ 180により、所定の入射角度範囲を持って、レチクル Rに入射する。
[0050] レチクル Rへの照明光 IL1の入射角度範囲は、 X方向は図 3 (B)に示した如く光軸 AX3の方向を中心として土 φ Xの角度範囲となり、 Y方向は図 3 (C)に示した如く光 軸 AX3の方向を中心として土 の角度範囲となる。照明開口絞り 11aの開口部 12 aの大きさ（半幅 Sx, Sy)と、照明光 IL1のレチクル Rへの入射角度範囲との間には、 次の関係が成り立つ。
[0051] Sx = f X sin c) x
Sy = f X sin ^ y ■·■ (2)
なお、レチクル Rへの照明光の入射角度範囲は、一般的にコヒーレンスファクタ（レヽ わゆる σ値)で表される。 σ値とは、一般的には、次のようにレチクルを照明する照明 光の開口数 (ΝΑΙ)を、投影光学系のレチクル側の開口数 (NAR)で割った値である
[0052] σ =NAI/NAR
この場合、レチクルを照明する照明光の開口数（NAI)とは、次のように、レチクル への照明光の最大入射角（これを φとする）の正弦に、レチクルの上部の媒質の屈折 率 naを乗じたものである。
NAI = na X sm φ
また、投影光学系のレチクル側の開口数 (NAR)とは、図 3 (Β)、図 3 (C)中に破線 で示した如ぐレチクル R上の 1点を射出した結像光束 ΙΜの射出角の最大値 Θの正 弦（ = sin Θ )に、レチクル Rの下部の媒質の屈折率 nbを乗じた値である。即ち、開口 数 NARは、次のようになり、その値は投影光学系 23のウェハ W側開口数 NAにレチ クルからウェハへの投影倍率 /3を乗じた値に一致する。
[0053] NAR=nb X sin 0
なお、通常の露光では、レチクルの上下の媒質は気体であり、屈折率 na， nbは実 質的に 1とみなすことができる。ここでは、レチクル Rの上下の媒質（本例では空気、 窒素ガス、又は希ガス (ヘリウムガス等）などの気体）の屈折率が等しぐ na=nbが成 立するものとすると、 σ値は次のようになる。 [0054] σ =NAl/NAR=sin φ /sin θ
従来の投影露光装置では、照明開口絞り 11a上の開口部の形状は、一般的には、 所定の半径 Rを有する円とされていた。このとき、この円を透過した照明光のレチクル への入射角度範囲は、 X方向及び Y方向で共通に次式を満たす角度 Φである。
R=f Χβίη ---(3)
この場合、 σ =1の照明光とは、 sin φ = sineを満たす照明光であり、半径 R1が Rl=f Xsin0 ---(4)
の円形開口から照明される照明光に対応し、 σ = εの照明光とは、半径 R£ (= ε X f X sin θ )の円形開口から照明される照明光に対応する。
[0055] 本例においても、レチクル Rへの入射角度範囲を、 σ値を用いて以下のように定義 する。即ち、照明光 IL1のレチクル Rへの X方向の入射角度範囲（土 φχ)の正弦（sin φ X)を投影光学系 23のレチクル側の開口数（NAR = sin Θ )で除したもの（ = sin φ x/sine )を、照明光 IL1の X方向の実効的な σ値 σχとする。そして、照明光 IL1の レチクル Rへの Υ方向の入射角度範囲（土 φ y)の正弦（sin φ y)を投影光学系 23の レチクル側の開口数（NAR=sin6 )で除したもの（ = sin<i>y/sine )を、照明光 IL 1の Y方向の実効的な σ値 σ yとする。なお、本例の投影光学系 23は、回転対称で あり、 X方向及び Y方向の開口数は等しい。このとき、本例の X方向及び Y方向がそ れぞれ本発明の第 1方向及び第 2方向に対応しており、次式が成立する。
[0056] σ x=sm φ x/ sm θ
σ y = sm φ γ/ sm θ
なお、この σχ, σγを、開口部 12aの形状を用いて表せば、（1)式、（2)式及び（4) 式から、次のようになる。
σ x = Sx/Rn
σ y = Sy/Rn
本例の投影露光装置においては、後述するように、 X方向（第 1方向）におけるレチ クル Rに対する照明光の入射角度範囲（土 φ X)を、 Y方向（第 2方向）におけるレチク ノレ Rに対するその照明光の入射角度範囲（土 φγ)に比べて広くすることが望ましい。 即ち、本例の投影露光装置では、 σ Xの値を σ yの値よりも大きく設定することが望ま しい。そして、より具体的に本例においては、 σ χの値を 0. 6程度以上とし、 σ γの値 を 0. 3程度以下で 0より大きくすることが望ましい。そして、本例において更に望ましく は、 o (Di O. 7程度以上とし、 び の値を0. 2程度以下とする。
[0057] 次に、照明光 IL1のレチクル Rへ入射角度範囲をこのような条件に設定した場合、 即ち本例の照明条件の場合に、従来の小 σ照明で問題となっていた光学的近接効 果による誤差である OPE (Optical Proximity Error )の増大や特定ピッチのパターン での焦点深度の劣化が改善されることを、光学シミュレーション結果等を用いて説明 する。
始めに、シミュレーション検討に用いるレチクルパターンについて説明する。図 5 (A )は、以下のシミュレーションで使用するレチクルパターンを示す平面図である。図 5 ( A)において、透過性のレチクル基板 RP上には、クロム等の遮光性の膜からなるライ ンパターン LC, LL1 , LL2, LR1 , LR2力 Y方向に周期（ピッチ） PTで配列されて レ、る。図 5 (A)中の XY座標は、図 1一図 3で示した座標と同じである。各ラインパター ン LC, LL1 , LL2, LR1 , LR2の長手方向は X方向に一致し、短手方向である Y方 向の線幅は WDである。両端のラインパターン LL2及び LR2の更に外側には、それ ぞれ間隔 (辺間間隔） SPだけ離れて、遮光パターン CL, CRが配置されている。
[0058] ラインパターン LC, LL1 , LL2, LR1 , LR2及び遮光パターン CRの間隔部には、 その 1つおきに位相シフト部 PS 1 , PS 2, PS3力 S形成され、その部分の透過光の位 相が他のレチクル基板 RPからの透過光に対して、 180° シフトされる、いわゆる空間 周波数変調型位相シフトパターン (空間周波数変調型位相シフトレチクル)を構成し ている。位相シフト部 PS 1 , PS 2, PS3は、例えばレチクル基板 RPをエッチングによ り掘り込むことで形成される。
[0059] 以下のシミュレーションでは、露光波長を 193nm、投影光学系のウェハ側開口数 NAを 0. 92とし、図 5 (A)中のレチクルパターンの各寸法は、投影倍率 /3 (本例では 縮小倍率）を勘案してウェハ上の寸法に換算した値として、線幅 WDを 50nm、間隔 SPを 140nm、遮光パターン CR, CLの Y方向の幅を 10 μ m、各パターンの X方向 の長さを 10 z mとした。そして、〇PE特性及び各ピッチでの焦点深度の評価のため に、ラインパターン LC, LL1 , LL2, LR1 , LR2のピッチ PTを可変とした。 [0060] ところで、このように所定方向に長手方向を有するパターンが形成されたレチクル への照明光を直線偏光とすることで、投影露光装置の解像性能を一層を向上させる 方法が、本出願人による日本国特開平 5— 109601号公報や、参考文献 1「Thimothy A. B runner, et al.: "high NA lithographic imaging at Brewster s angel , bPIE Vol.4691, pp.1-24, (2002)」で開示されている。
[0061] そこで、本例でも、これらの X方向に長手方向を有するラインパターン LC, LL1 , L L2, LR1 , LR2に対して結像性能を向上するために、照明光 IL1として、その電場 方向が X方向に一致する直線偏光を使用した。これは、照明光の偏光方向（電場方 向）が、図 3 (B)、図 3 (C)中の方向 ILPに一致した場合に相当する。
これらの条件は、以下の本例の照明条件でのシミュレーション、及び比較のために 示した従来の照明条件でのシミュレーションにおいて同様である。
[0062] 続いて本例のシミュレーションの手法について説明する。
図 5 (B)は、図 5 (A)に示したレチクルパターンを本例の投影露光装置を使用して ウェハ上に投影した際に生じる投影像のうち、図 5 (A)中の AA'線に対応する部分 での強度分布 Imgを光学シミュレーションにより求めたものを表わす。
図 5 (A)中の中心にあるラインパターン LCがウェハ上に転写された線幅は、像強 度分布 Imgのうちのラインパターン LCに対応する部分（暗部 IC)を、所定のスライス レベル SLで 2値化したときのスライス幅 PWとして算出できる。
[0063] この手法を使用して、以下の方法でシミュレーション評価を行なった。 OPE特性の 評価では、各照明条件において始めにラインパターン LC等のピッチ PTが 600nmの 場合の光学像の強度分布 Imgを算出し、その像の暗部 ICのスライス幅 PWを 35nm とするスライスレベル SLを求める。
続いてピッチ PTを可変として各ピッチ PTにおける像の強度分布 Imgを算出し、各 像の喑部 ICの、上記スライスレベル SLでのスライス幅から転写パターの線幅 PWを 求める。これにより、転写パターンの線幅 PWとパターンのピッチ PTとの関係が求まる
[0064] D〇F (焦点深度）の評価においても、ラインパターン LC等のピッチ PTを変化させ、 各ピッチ PTでの焦点深度を計算して、 D〇F対ピッチ PTの関係を求めた。 D〇Fの算 出には、 ED— Tree法を応用した。 ED— Tree法については、例えば参考文献 2「 Burn J. Lin et al.: Metnods to Print Optical Images at Low_k丄 Factors , SPIE Vol.1264, pp.2- 13， (1990)」に開示されている。その際に目標線幅は 35nmとし、想 定した誤差は、許容線幅誤差を ± 2. 8nm、露光量誤差を ± 2. 5%とした。パターン は、レチクル線幅に + 3nmの製造誤差を想定した線幅 WDが 53nmのパターンと、レ チクル線幅に— 3nmの製造誤差を想定した線幅 WDが 47nmのパターンとを想定し、 その共通焦点深度を求めた。
[0065] なお、〇PE, D〇Fともに、図 5 (A)中のパターンから、ラインパターン LL1， LL2, L Rl， LR2の 4本を除去し、遮光部 CL， CRを、中心のラインパターン LCとの辺間間 隔が SPとなるように中心にシフトした変形パターンである「1本パターン」についても 評価を行なった。
以下、その結果について、図 7、図 10、図 11を用いて説明する。
[0066] 従来の露光方法である σ =0. 15の通常の照明の使用を想定した OPE及び DOF のシミュレーション結果は、それぞれ図 10 (A)、図 10 (B)に示したグラフの通りである 露光対象とするレチクルパターン力 空間周波数変調型位相シフトパターンである ので、 σ =0· 15の小 σ照明では、図 10 (B)に示した通り、パターンピッチ ΡΤ (横軸 )が 140nm— 200nmの微小ピッチパターンにおいて、大 DOF (縦軸）を得ることが できる。しかしながら、中程度のピッチ PTである 290nm— 340nm程度の範囲にお いて、 DOFが 150nmを下回り、いわゆる特定のピッチを有するパターンでの焦点深 度の低下が生じている。
[0067] D〇Fを 150nm以上確保することは、 LSIの量産においては、歩留まりの確保のた めに極めて重要であり、 150nm未満の D〇Fでは、その露光技術を量産に適用する ことは困難である。この結果、この従来の露光方法で、回路パターンを形成するため には、回路パターンの設計（レイアウト）に制約をカ卩え、この範囲のピッチを持つパタ ーンを排除する必要が生じる場合がある。
[0068] また、図 10 (A)に示した通り、パターンピッチ PT (横軸）の変化に伴う転写線幅 PW
(縦軸）の変化は大きぐその変化幅は、ピッチ PTが 250nm 600nmの範囲のパタ ーンに対して、 10. 5nmにも達してしまう。
この OPEを解消するには、この線幅変化を打ち消すベぐレチクル R上のパターン の線幅 WD自体を補正（レチクル上のパターンの線幅自体を増減して補正する方法 である〇PC(Optical Proximity Correction)による補正）する必要がある。しかしながら 、そのためには所定のレチクルパターンの近傍にどのようなパターンが存在するかを パターン設計データから求め、その近傍パターンの影響を光学シミュレーション等に より算定し、それの結果に基づく線幅補正が必要となる。そのためには、膨大な計算 時間と計算コストとが必要であり、レチクル製造コストを上昇させてしまう。
[0069] 特に、 σ = 0. 15程の小 σ照明では、図 10 (A)に示した通り、ピッチ ΡΤ力 460nm 程度の大ピッチパターンにおいても、比較的大きな〇PEが生じている。これは、上記 OPCに際して、所定パターンを中心として大きな範囲（ウェハ上への換算で半径 60 Onm以上にも及ぶ範囲）のパターンを考慮する必要があることを示しており、〇PCの ために考慮すべきデータ数及び処理時間が一層増大することとなる。
[0070] なお、図 10 (A)、図 10 (B)に示したグラフ中の横軸の右端の Iso及び黒点は、前述 の 1本パターンでの結果を表わすものであり、以下のグラフでも同様である。
一方、従来の σ = 0. 30の通常の照明の使用を想定した OPE及び D〇Fのシミュレ ーシヨン結果は、それぞれ図 1 1 (A)、図 1 1 (B)に示したグラフの通りである。照明 σ 値を 0. 3まで拡大したことにより、照明光の空間的コヒーレンスが低減したため、図 1 1 (Α)に示した ΟΡΕ特性は、図 10 (Α)に示したものに比べピッチ ΡΤの変化に対する 転写線幅 PWの変動が減少し改善する。数値的には、ピッチ ΡΤ力 S250nm— 600nm の範囲での転写線幅 PWの変化幅は、 5. 5nmに減少している。
[0071] し力、しながら、照明 σ値の拡大により D〇Fは減少し、図 1 1 (B)に示すように、ピッ チ PTが 260nm以下のパターンについては、 DOFが 150nmを下回り、微細ピッチ パターンの転写は、極めて困難となってしまう。
これに対して、本例の照明条件の一例として、 σ χ = 0. 85, a y= 0. 15を採用し た場合の〇PE及び D〇Fのシミュレーション結果は、図 7 (A)、図 7 (B)に示したダラ フの通りとなる。
[0072] OPE特性は、図 7 (A)に示した通りであり、ピッチ PTが 250nm— 600nmの範囲で の転写線幅 PWの変化幅は、 5. 5nmと、図 1 1 (A)に示した従来例の σ = 0. 3の照 明での場合と同等に小さく良好である。
また、特に考慮すべき ΟΡΕの変動は、ピッチ ΡΤが 320nm以内のパターンに限ら れるため、本例の照明条件においては、レチクルパターンの OPC補正に際して、所 定パターンを中心として半径 320nm程度以内の他のパターンのみを考慮すれば良 レ、。従って、従来の σ = 0. 15の照明を採用する場合に比べ、対象とするパターンデ ータを大幅に低減することができ、 OPC時間の削減、 OPCコストの削減が可能となる
[0073] なお、本例の照明条件では、ピッチ ΡΤが 200nm程度以下の微小ピッチパターン において転写線幅 PWの減少量が大きぐ例えばピッチ PTが 200nmのパターンに 対して線幅減少量は 8nm ( = 35nm_27nm)となっている。これは、従来の σ = 0. 1 5の照明に比べて大きぐ本例の照明条件では、所定パターンに近接して配置される 他のパターン力 所定パターンの転写線幅に与える影響が大きいことを意味している
[0074] し力 ながら、このことは OPC補正に際して考慮すべきパターンのデータを増大さ せるものではないので、 OPC処理時間の増大には、何ら悪影響を及ぼすものではな レ、ことは言うまでもない。
なお、本例の照明条件においては、図 7 (B)に示した通り、ピッチ ΡΤが 140nm— 6
OOnmのすベての範囲と、図 7 (B)図中右端に Isoとして示した 1本パターンとの何れ におレ、ても、 150nm以上の DOFが確保されてレ、る。
[0075] 以上より、本例の照明条件では、 OPEをより小さく抑え、且つ広範なピッチ PTのパ ターンに対して、実用的な焦点深度を持って、その露光転写が可能となることが分か る。
なお、この例では、照明光のレチクルへの入射角度範囲が CT y = 0. 15, σ χ = 0. 85である照明光を使用するものとしたが、本例の照明光のレチクルへの入射角度範 囲は、この値に限られるものではなレ、。即ち、 a y力 3以下であり、 σ χ力 SO. 6以上 の照明光であれば、良好な OPE特性と焦点深度との両立を達成するという本発明の 効果を得ることができる。また、露光すべきレチクルパターンのピッチ PTがより微細で ある場合には、 σ γ力 SO. 2以下であり、 σ χ力 . 7以上である照明光を使用することに より、上記効果を一層良好に発揮することが可能となる。
[0076] なお、前述の通り以上のシミュレーションでは、照明光 IL1としてその電場方向が X 方向に一致する直線偏光を使用したが、上述の本発明の効果は、このような直線偏 光の使用時に限って発揮できるものではないことは言うまでもない。
ここで、本例の照明条件によって、 OPE特性及び DOFが改善する理由を、図 9を 用いて簡単に説明する。
[0077] 図 9 (A)は、図 3 (A)に示した照明開口絞り 11 aを表わす図である。図 9 (A)におい て、開口部 12aのうち、光軸 AX3の近傍に位置する中心部 CSに存在する照明光は 、従来の小 σ (例えば σ =0. 15)の照明光と同等な作用を有する。この照明光は、 図 9 (B)に示した X方向に長手方向を有し Υ方向に周期性を有するパターン ΡΜを有 するレチクル Rにほぼ垂直に照射され、パターン ΡΜからは Υ方向に回折光が発生す る。その回折光は、図 9 (C)に示した通り、投影光学系 23の瞳面 ΡΡにおいて、分布 DIFPC及び DIFMCの如く Υ方向に広がって分布する。その分布の範囲は、瞳面 Ρ Ρの半径、即ち投影光学系 23の ΝΑにより制限される。
[0078] 一方、開口部 12aのうち、光軸 AX3から図 9 (A)中右側に STだけ離れた位置にあ る周辺部 ESに存在する照明光は、レチクルパターン PMに対して X方向に傾いて入 射する。これに伴って、レチクルパターン PMからの回折光も、 X方向に傾いて発生し 、その回折光 DIFPE, DIFMEは、図 9 (C)の投影光学系 23の瞳面 PPにおいて、 光軸 AX4から STだけ X方向に離れた位置に分布することになる。そして、その Y方 向への分布は、瞳面 PPの半径 (即ち NA)より小さな値である実効的開口数 NAbに より制限される。
[0079] 開口部 12aの中心部 CS及び周辺部 ESを発した照明光によるレチクルパターン P Mの像は、ともにウェハ W上に露光される力 両照明光により形成される像は、上述 の通り、その実効的な開口数が相互に異なった光学系により形成されるものである。 そして、この異なる開口数による光学像が、ウェハ W上でインコヒーレントに加算（強 度的に加算）されるため、平均化効果によりウェハ W上での像の空間的コヒーレンシ 一が低減し、転写線幅 PWのピッチ PTの変化に伴う変動が低減し、〇PE特性が改 善する。
[0080] 一方、従来の小 σ照明で生じてレ、た特定ピッチでの焦点深度の低減は、そのピッ チが、露光波長/ ΝΑの所定倍 (例えば 1. 5倍程度）となるときに発生する現象であ る。従って、本例の照明条件により生じる実質的に異なる開口数の光束による重ね合 わせ露光では、この所定ピッチでの悪影響が平均化により改善され、所定ピッチでの 焦点深度の悪化が改善されることになる。
[0081] 以上のように本実施形態によれば、レチクル上に配置された微細パターンに対し、 最適な入射角度範囲で照明光を照射することにより、良好な ΟΡΕ特性をもってバタ ーンを露光することが可能となる。また、従来の小 σ照明で問題となっていた、特定 のピッチを有するパターンでの焦点深度の低下も防止することができ、任意のピッチ のパターンを含むパターンの全てに対して、十分な焦点深度を持った露光を行なうこ とが可能となる。
[0082] なお、上記の実質的に異なる開口数の光束による平均化は上記の図 9 (A)の中心 部 CS及び周辺部 ESから発生する照明光によってのみなされるものではなぐそれら の中間の位置から発生する照明光によっても連続的になされるものであることは言う までもない。また、この平均化は開口部 12a中の光軸 ΑΧ3より左側の部分 (一 X方向 の部分)から発生する照明光によってもなされる。
[0083] し力しながら、周辺部 ESの X方向の位置 STに対して Y方向の実効的開口数 NAb の値は線形に変化せず、光軸 AX3近傍においては、位置 STの変化に対する実効 的開口数 NAbの変化が緩ぐその値は NAに近いままである。
そのため、開口部 12a内での照明光の光量分布が X方向に一様である場合には、 上記平均化に際して、 Y方向の実効的開口数が NAである光束（開口部 12a内で X 方向について光軸 AX3近傍に分布する光束）の寄与度が大きくなり、開口部 12aの X方向の周辺位置 ESから発生する照明光束による平均化効果を十分に発揮できな い場合も生じる。
[0084] そこで、この平均化効果を更に高めるために、図 6 (C)に示す如ぐ開口部 12aを透 過した照明光の光量分布を、 X方向についてその周辺で高く中心で低下させた照明 光強度分布とすることもできる。 図 6 (A)は、照明開口絞り 11a及び開口部 12aを表わす図であり、図 6 (B)及び図 6 (C)は、開口部 12aを透過した照明光の X方向の強度分布を表わす図である。
[0085] 上述の図 7に示したシミュレーションにおいては、 X方向の照明光量分布として、図
6 (B)に示した一様な光量分布 Dstlを使用した。
一方、図 6 (C)に示す光量分布 Dst2は、 X方向の中央部での光量分布の分布密 度が、 X方向周辺部（両端)での光量分布密度の半分となる分布であり、上述の通り、 一層の平均化効果が期待できるものである。
[0086] 以下、図 8に示したシミュレーション結果を用いて、この場合の効果を説明する。以 下のシミュレーションにおいて、開口部 12aを透過した照明光の X方向の位置に対す る照明光の強度分布、即ちレチクルパターンへの X方向の入射角度に対する照明光 の強度分布以外の条件は、図 7に示したシミュレーションの条件と同様である。
図 8 (A)は〇PE特性を表わすグラフであり、図 8 (B)は DOFを表わすグラフである。 この照明条件においては、パターンピッチ PT力 250nm— 600nmに変ィ匕する際の 転写線幅 PWの変動幅は 4. 5nmであり、図 7 (A)に示したものより、一層 OPE特性 が改善されている。
[0087] また、 DOFについても図 8 (B)に示す通り、すべてのパターンピッチ PTのパターン 、及び図 8 (B)中右端に Isoとして示した 1本パターンの何れにおいても、 150nm以 上の DOFが確保されてレヽる。
従って、開口部 12aを透過した照明光束内の照明光強度分布 (分布密度）を、 X方 向の両端近傍で、 X方向の中央部近傍に対して、 2倍程度の大きさに強調することに より、転写されるパターンの OPE特性を一層改善することが可能であることが分かる。
[0088] 開口部 12a上での、このような照明光の強度分布は、開口部 12aの透過率を部分 的に変化させて生成することができる。具体的には、ガラスや石英等の透過性基板 上に、クロム等の金属や誘電体からなる吸光性の薄膜を、その厚さを位置に応じて変 化させて形成することで、そのような強度分布の開口部 12aを製造することができる。 なお、上記の 2倍程度という分布密度の比率は、必ずしもこれに限定される訳では なぐ 1. 5倍一 3倍程度であれば、 X方向の分布が均一な場合に比べて、更に良好 な OPE特性が得られることに変わりはない。 [0089] 一方、その比率が 3倍以上の場合には、 X方向の中央部に存在する光量分布が相 対的に低下し過ぎて、上記平均化効果を十分に発揮できず、本発明の効果を得るこ とが難しくなる。勿論、 X方向の中央部近傍の光量分布が 0であるような場合、即ち、 照明光が X方向について光軸 AX3以外の位置に離散的に分布する場合にも、上記 平均化効果を十分に得ることはできない、
本例は、 X方向にっレ、て広範な入射角度範囲を有する照明光でレチクル Rを照明 することにより、上記平均化を生じさせるものであるので、開口部 12aの形状は、長方 形に限られるものではなレ、。即ち図 3 (A)に示した開口部 12aは、図 3 (A)中にある 長方形ではなぐその長軸が X方向に一致し、短軸が Y方向に一致する楕円であつ ても良い。その場合にも、その楕円の長軸の長さの 1/2 (半幅）は Sxであり、短軸の 長さの 1/2 (半幅）は Syであることが望ましい。
[0090] 但し、楕円型の開口部を採用すると、その Y方向の幅は、 X方向において中心部で 広く周辺部で狭くなるため、楕円型の開口絞り上の照明光の強度分布の Y方向での 積算値は、 X方向の中心部で大きく周辺部で小さくなる。これは、図 6 (C)に示した、 より好ましい分布と逆であり、本例による平均化効果が生じにくい分布となってしまう。 そこで、楕円型の開口部を使用する際には、その開口部内の単位面積あたりの照明 光量分布を、 X方向の周辺部で一層強めることが望ましい。
[0091] また、 X方向に離散的に照明光が分布する場合にであっても、その一部が光軸 AX 3近傍に分布し、他の照明光が X方向の端部に分布している場合には、それらの照 明光によって本例の平均化が行われるので、本発明の効果を得ることが可能となる。 その場合、上記 σ χ, a yは、上記 X方向の端部に分布する照明光がレチクル Rに入 射する際の X方向の入射角の最大値の正弦に基づいて定義し、且つこれが、本例の 条件である、 0< σ γ≤0. 3， σ χ≥0. 6を満たせば、本発明の効果を得ることができ る。そして更に、 0< σ γ≤0. 2, σ χ≥0. 7を満たせば、上記効果を一層良好に発 揮することが可能となる。
[0092] 本例の投影露光装置においては、図 1中の照明開口絞り 11上に、 X方向の透過率 分布がそれぞれ異なるいくつかの開口部（開口部 12及びその透過率分布を変えた 開口等）を設け、露光すべきレチクル R上のパターンに応じて、それらをターレット式 交換機構等の交換機構 10により交換しつつ、露光を行う構成とすることができる。 また、照明開口絞り 11上には、その形状自体もそれぞれ異なる複数の開口部 12, 13等を設置することもできる。それらの各開口部の形状は、図 3 (A)に示した如き長 方形であって、その各辺の長さ Sx， Syがそれぞれ異なるものを配置し、露光すべき レチクル R上のパターンに応じてそれらを交換して使用することもできる。
[0093] なお、図 1に示した本例の投影露光装置では、投影光学系 23とウェハ Wとの間の 光路空間は空気、窒素ガス、又は希ガス（ヘリウムガス等）等の気体で満たされるもの としたが、この部分に水等の液体を満たす構成としてもよい。このようないわゆる液浸 型露光装置は、例えば国際公開第 99Z49504号に開示されている。この場合、ゥ ェハ Wに照射される露光光の波長が、実質的に液体の屈折率分だけ縮小されるた め、投影光学系 23の解像度が向上する。
[0094] なお、投影光学系の瞳面の開口の形状を変更することによつても、上記の平均化 効果を良好に発揮させることは可能である。通常の投影光学系の瞳面 PPの開口の 形状は、図 9 (C)に示した如く円形である。このため、図 9 (A)に示した照明光学系中 の開口絞り 11aの開口部 12a内で、中心から X方向に所定距離 STだけ離れた部分 の光束 ESが形成する回折光 DIFPE, DIFMEを制限する実効的な Y方向の開口数 NAbは、距離 STに対して線形に減少しなレ、。し力 ながら、投影光学系 23の瞳面 P Pの開口の形状を、例えば光軸 AX4に対して、 ±X方向に離れた 2点、及び土 Y方 向に離れた 2点の計 4点をそれぞれ頂点とする正方形とするなら、上記実効的な Y方 向の開口数 NAbは、距離 STに対して線形に減少する。従って、このような投影光学 系 23を採用するなら、開口部 12a上の照明光量分布を X方向について一様としたま までも上記と同様に良好な平均化効果を発揮させることが可能となる。瞳面 PPの開 口の形状をこのように設定するには、投影光学系 23の瞳面にこのような形状の（正方 形）の開口部を有する絞りを装填すればよい。
[0095] 但し、本例の投影露光装置により、従来の露光方法による露光も行う場合には、こ の絞りは固定絞りではなぐ可変の絞りとすることが望ましい。これは、例えば、上記正 方形の各辺に対応させた 4枚の可変絞り羽根を、投影光学系 23の光軸 AX4を中心 として、放射状に可動とするように配置することで実現することができる。 また、本例の投影露光装置は、図 5 (A)に示した空間周波数変調型の位相シフトレ チクル以外のレチクルを露光することもあるので、照明開口絞り 11上には、これ以外 のレチクルに対する露光に適した、 σ値が 0. 1-0. 9程度の通常照明用の円形の 開口部や、輪帯照明用の輪帯形状の開口部や、 2極及び 4極照明に対応する開口 部を配置して、露光すべきレチクル Rに応じて、それらを交換して使用可能とすること が好ましい。
[0096] ところで、照明光 IL1のレチクル Rへの入射角度範囲の設定は、上述の照明開口絞 り 11 (又は 11a)上の開口部 12 (又は 12a)の形状によってのみ可能となるものではな レ、。即ち、図 1の第 2の照度均一化部材 9の射出側の面での照明光の強度分布自体 を上記の所望の形状にできれば、照明光 IL1のレチクル Rへの入射角度範囲を所望 の範囲に設定することが可能であり、この場合には照明開口絞り 11a及び開口部 12 を使用しなくてもよい。
[0097] このためには、例えば図 1の第 1の照度均一化部材 5として所定の回折格子を使用 すればよい。その回折格子に形成する回折パターンは、そこから発生する回折光が 、第 2の照度均一化部材 9の入射面での上記所定の形状に分布するような周期性及 び方向性となるように設定する。なお、回折格子としては位相格子を用いることが 0次 回折光（直進光）の発生を抑える点で好ましレ、。
[0098] また、図 1中の第 1の照度均一化部材 5の位置に、このような回折格子を多数設置 して、それらを交換可能に照明光学系 50の光軸 AX1の位置に設置可能とする回折 格子交換機構を設け、露光すべきレチクル R上のパターンに応じて、回折格子を交 換して露光を行なうこともできる。このとき、これらの各回折格子は、 び が0. 3以下で σ Xが 0. 6以上である本例の照明条件の少なくとも 1条件を実現するものを含むと共 に、通常照明や輪帯照明、 2極照明、 4極照明に、それぞれ対応するものを含むこと が望ましい。
[0099] なお、第 1の照度均一化部材 5として、多面体プリズム、円錐プリズムや多面ミラー を使用しても、第 2の照度均一化部材 9の入射面側に所定の照明光強度分布を形成 することが可能である。
以上の実施形態において、回折格子等を使用する第 1の照度均一化部材 5と第 2 の照度均一化部材 9との間のリレーレンズ 6, 8をズーム光学系とすると、回折格子等 の回折作用や、多面体プリズム 'ミラー等の屈折及び反射作用により第 2の照度均一 化部材 9の入射面側に形成される照明光の強度分布を、図 1中の X方向及び Z方向 について光軸 AX2を中心に拡大及び縮小することも可能となる。これにより、第 2の 照度均一化部材 9の射出側の面（即ち照明光学系 50の瞳面又はこの近傍）に形成 される照明光の強度分布の形状を、即ち、照明光のレチクル Rへの入射角度範囲を 一層の自由度をもって可変とすることが可能となる。
[0100] 更に、露光光源 1と第 1の照度均一化部材 5との間のリレーレンズ 2， 3をズーム光学 系とすることによって、照明光のレチクル Rへの入射角度範囲設定の自由度を一層 拡大することも可能となる。
なお、図 1に示した投影露光装置では、第 2の照度均一化部材 9としてフライアイレ ンズを使用するとした力 第 2の照度均一化部材 9としては、内面反射型インテグレー タとしての例えばいわゆるガラスロッド（ロッドインテグレータ）を使用することも可能で ある。このガラスロッドは、ガラス、石英、水晶などの透過性材料からなる直方体に、そ の 1面から照明光を入射し、対向する面から射出するに際し、その他の面 (側面）で の内面反射を利用して、射出面での照明光の強度分布を均一化する光学部材であ る。従って、第 2の照度均一化部材 9としてガラスロッドを使用する場合には、ガラス口 ッドの射出面は、レチクル Rのパターン面に対する共役面に配置することになる。
[0101] 本例の投影露光装置において、第 2の照度均一化部材 9としてガラスロッドを使用 する場合には、例えばガラスロッドとレチクル Rとをリレーする照明光学系の中の瞳面 に、図 3 (A)に示したものと同様な形状の開口部を有する開口絞りを設置するとよい 。或いは、露光光源からガラスロッドに至るまでの照明光学系中の、ガラスロッドの入 射面に対する瞳面又はその近傍に、図 3 (A)に示したものと同様な形状の開口部を 有する開口絞りを設置してもよい。
[0102] 或いは、ガラスロッド入射面の近傍カ 露光光源からガラスロッドに至るまでの照明 光学系中の、ガラスロッドの入射面に対する共役面の近傍に、所定の周期性及び方 向性を有する回折格子を配置することによつても、照明光のレチクル R上への入射角 度範囲を所定の範囲に設定することが可能である。或いはまた、露光光源からガラス ロッドに至るまでの照明光学系中の何れかの位置に、多面体プリズムや円錐プリズム を設置して照明光のレチクル R上への入射角度範囲を所定の範囲に設定することが 可能である。また、この回折格子やプリズムと開口絞りとを組み合わせて使用すること あでさる。
[0103] ところで、第 2の照度均一化部材 9としてフライアイレンズを使用する場合であっても 、ガラスロッドを使用する場合であっても、照明光のレチクル Rへの入射角度範囲の 設定を、照明開口絞りを使用せず、上記の回折格子やプリズムを使用して行なう場 合には、レチクル Rに入射する照明光束の角度範囲の境界が、ややボケたものにな りやすい。この場合の、本例の特徴である照明光のレチクル Rへの入射角度範囲に 相当する σ X及び σ yの定義は、 σ χは、照明光のレチクル Rへの X方向の入射角度 に対する照明光強度分布の密度関数の半値全幅 (FWHM)の半分の角度の正弦を 、投影光学系 23のレチクル側の開口数 NARで割った値とし、 a yは、照明光のレチ クル Rへの Y方向の入射角度に対する照明光強度分布の密度関数の半値全幅の半 分の角度の正弦を、投影光学系 23のレチクル側の開口数 NARで割った値とすれば 良レ、。そして、この実効的な σ X及び実効的な σ yが、本例の条件である σ χ≥0. 6 , 0 < σ γ≤0. 3を満たせばよい。勿論、この場合におレヽても、 σ χ≥0· 7, 0 < σ γ≤0 . 2を満たせば、より微細なピッチを有するパターンに対する結像性能が一層向上す る。
[0104] ところで、本例による照明条件では、図 5 (Α)に示した如きレチクルパターン LC, L LI , LL2, LR1 , LR2等への X方向の照明光の入射角度範囲を、 σ χ≥0. 6に拡大 するので、レチクル Rに照射される照明光の X方向についての可干渉性（空間的コヒ 一レンス）は、従来の σが 0. 15-0. 3程度の小 σ照明に比べて、大幅に低減して いる。
[0105] そのため、レチクルパターン LC, LL1 , LL2, LR1 , LR2の転写線幅の、これらの パターン力 X方向に離れて存在する他のパターンの存在の有無に伴う変動は、一 層低減されたものとなる。
また、上記 σ χの拡大に伴レ、、一般的にパーシャルコヒーレント照明時の解像度と σ値との関係に従って、従来の σが 0. 15-0. 3程度の小 σ照明に比べて、 X方向 についての解像度も向上する。このため、本例の照明条件により転写すべきパターン の X方向についての集積度を向上することも可能となる。
[0106] なお、本発明の照明条件の使用によって、レチクル Rに形成される X方向に長手方 向を有するパターンのウェハ W上への転写像の、 X方向における線幅均一性が向上 するという効果もある。この効果は、本発明により達成される効果である、レチクル に 照射される照明光の X方向についての可干渉性の低減により得られるものである。 以下、図 12から図 15を参照して、この効果について説明する。
[0107] 図 12 (A)は、以下に示すコンピュータによるシミュレーションで使用したレチクルパ ターンを表す図である。図 12 (A)において、レチクル Rは、クロム等の遮光性の膜 RP 2で覆われ、その中に、その長手方向が X方向に一致する 6個の透過パターン GL2, SL1 , GL1 , SRI , GR1, SR2力 S形成されてレヽる。そして、透過ノ ターン GL2， SL1 , GL1 , SRI , GR1, SR2のうち、 3つの透過ノ ターン SL1， SRI, SRfま、そのノ タ ーンからの透過光の位相が、それらに隣接して配置される透過パターン GL2, GL1 , GR1の透過光の位相に対して 180° シフトされる、空間周波数変調型位相シフトレ チクルパターンを構成してレヽる。
[0108] 6個の透過パターン GL2, SL1 , GL1 , SRI , GR1, SR2のそれぞれは、 Y方向の 線幅が 150nmであり、 Y方向にピッチ PT2が 200nmで配列され、 X方向の長さ XL は 1 μ ΐη ( = 1000ηπι)である。従って、各透過パターン GL2, SL1 , GL1 , SRI , G Rl , SR2の間に形成される遮光部の線幅 WD2は、ウェハ W上への換算値で 50nm となるが、これは、図 5 (A)に示したレチクルパターンと同様である。なお、これらの寸 法は、いずれも投影光学系 23の縮小倍率を考慮してウェハ Wに換算した値である。
[0109] 図 12 (A)中の泉分 XOfま、透過ノヽ。ターン GL2, SL1 , GL1 , SRI , GR1, SR2の X 方向の中心位置を表す。
また、図 12 (B)は、図 12 (A)のパターン力 ウェハ W上に露光転写された場合に 形成されるレジストパターン RSを表す図である。なお、ウェハ W上のフォトレジストは 、ポジ型（露光され感光された部分が現像により溶解する）を使用するとしている。こ のため、ウェハ W上には、レチクル R上の 6個の透過パターン GL2， SL1 , GL1 , SR 1 , GR1, SR2のそれぞれに対応して、レジストが除去される部分 VL3, VL2, VL1 , VR1 , VR2, VR3が形成される。そして、それぞれの部分の間には、レジストパタ ーンが形成される。
[0110] このレジストパターンのうち Y方向の中心部にあるレジストパターン CAについて、こ のパターンの X方向の中心位置 X0からの変位量が XIとなる位置での線幅 PW1を求 めた光学シミュレーションの結果を、図 13から図 15に示す。
図 13 (A)及び図 13 (B)は、従来の露光方法である σ =0. 15の通常の照明を使 用した場合の、図 12 (B)のレジストパターン CAの線幅 PW1 (縦軸）と、 X方向の位置 XI (横軸）との関係を表す図である。ここで位置 XIが 0とは、 X方向の中心位置 Χ0に 対応している。図 13 (A)はべストフォーカス位置での結果を、図 13 (B)は 50nmデフ オーカスした位置での結果をそれぞれ示す。
[0111] なお、光学シミュレーションのその他の諸条件、及び転写される線幅の算出方法は 、上述の光学シミュレーションと同一である。なお、線幅を決定するためのスライスレ ベル SL (図 5 (B)参照）は、ベストフォーカス位置において、 XI =0での線幅が 35η mとなるように設定した。
σ =0. 15の小 σ照明では、レチクル R上の照明光は、 X方向、 Υ方向の双方にお いて高い可干渉性を有するため、レチクルパターン上の X方向の位置によって、より 正確には、レチクルパターン上の X方向のエッジ（すなわち、 XIがパターン長さ 100 Onmの半分である Xl = 500 (nm)の位置）からの位置によって、ウェハ W上に転写 される光学像の強度が変動し、それに従って、転写される線幅も大きく変動する。そ の変動幅は、 XIが 0力 400nmの範囲において 4nm程度にもなる。また、レチクノレ R上での X方向の可干渉距離が長レ、ため、エッジ（XI = 500 (nm) )力ら 400nmも離 れた XI = 100 (nm)の位置においても転写パターンの線幅力 1一 2nmと大きく変 動する。
[0112] このように、転写されたパターンの線幅がその長手方向（ここでは X方向）に沿って 変動すると、例えば、このパターンが M〇Sトランジスターのゲートパターンの場合に は、線幅が細くなつた部分ではトランジスターの短絡 (オフ電流の増大）が生じ、線幅 が太くなつた部分ではトランジスターの断線 (オン電流の減少）が生じる。そして、これ らによって形成されるトランジスターの性能が低下する。 [0113] これを防止するには、あらかじめ、このような X方向についての線幅変化を予測し、 それを補正するべくレチクルパターン自体の線幅 WD2等を、 X方向の位置に応じて 変化させること、すなわち OPC(Optical Proximity Correction)が必要になる。そして、 この OPC補正もレチクル製造コストを上昇させることになる。
従来の σ = 0. 30の通常の照明を使用した場合のシミュレーション結果についても 、図 14 (A)にべストフォーカス位置での結果を、図 14 (B)に 50nmデフォーカスした 位置での結果をそれぞれ示す。照明 σ値の増加により、レチクル R上での照明光の 可干渉性が低下するため、ベストフォーカス位置及びデフォーカスした位置の双方に おいて、図 13 (A) ,図 13 (B)に示した結果に比べ、 X方向の位置 XIの変化に対す る線幅 PW1の変動幅は減少し、 XIが 0から 400nmの範囲において 2. 5nm程度に なっている。ただし、この σ = 0. 30の条件では、十分な焦点深度が得られず、レジス ト線幅 35nmのパターンの露光への適用は困難なことは、先の述べたとおりである。
[0114] これに対して、本発明の照明条件の一例として、 σ χ = 0. 85, σ γ= 0. 15の条件 を採用した場合のシミュレーション結果を図 15に示す。図 15 (A)はべストフォーカス 位置での結果であり、図 15 (B)は 50nmデフォーカスした位置での結果である。本発 明による照明方法では、照明光の X方向の σ値（σ χ)が 0. 6以上、あるいは更に 0. 7以上と大きいため、レチクル R上に照射される照明光の X方向の可干渉性が低い。 そのため、 X方向の位置 XIの変化に対する線幅 PW1の変動幅は大幅に減少し、 X 1が 0力も 400nmの範囲において 2nm程度に収まっている。
[0115] 従って、本発明の照明条件により MOSトランジスターのゲートを露光する場合には 、そのゲートの長手方向の位置 (X方向の位置)変化に対する、転写されたパターン の線幅変化は僅カ^なり、製造されるトランジスターの性能の向上に貢献することが 出来る。また、僅かながら残存する X方向の位置変化に対する転写線幅の変化は、 レチクル上のレチクルパターンの線幅の補正によって、この〇PC補正に際して線幅 を補正すべき範囲は、レチクルパターンの X方向の終端から 200nm程度の範囲内（ XI力 S300— 500nmの、幅として 200nmの範囲）のみでよい。これは、従来の σ = 0 . 15の照明条件の使用時に補正が必要となる範囲（XIが 100— 500nmの、幅とし て 400nmの範囲）に比べて小さレ、。従って、本発明の照明条件では、 OPC補正によ るレチクル製造コストの上昇を、最小限に抑えることが可能である。
[0116] なお、本発明の照明条件の使用によっても残存する上記の転写線幅の変化が、ト ランジスターの性能等に鑑みて無視できる量であるなら、本発明の照明方法を採用 する場合には、レチクルの OPC補正は不要である。従って、この場合には、レチクル 製造コストを全く上昇させることなぐ高解像度でかつ任意のピッチを有するパターン に対し十分な焦点深度を有する露光方法を実現することができる。
[0117] 次に、図 1中の照明光学系 50の中の偏光制御部材 4について説明する。
前述の如ぐレチクル R上のパターンがラインパターンのように所定の方向に長手方 向を有するパターンである場合には、レチクル Rへの照明光を、その偏光方向（電場 の方向）が上記パターンの長手方向と一致する直線偏光とすることにより、その結像 特性を改善することができる。偏光制御部材 4は、このための光学部材でありレチク ノレ Rに照射される照明光の偏光状態を制御する。
[0118] 露光光源 1としてエキシマーレーザやフッ素レーザを使用する場合、露光光源から の射出光は、元々概ね直線偏光となっている。そこで、偏光制御部材 4としては、そ の直線偏光の偏光方向を所望の方向に変換（回転)する部材を使用すれば良い。即 ち、例えば水晶（二酸化珪素結晶）やフッ化マグネシウム結晶等の複屈折性を有する 光学材料からなる 1/2波長板を、照明光学系 50の光軸 AX1を回転中心として回転 可能に設定することで実現できる。レチクル Rに照明される照明光の偏光方向は、こ の 1/2波長板の回転角度の設定により制御する。
[0119] 一方、露光光源 1が、ランプやランダム偏光レーザのように直線偏光以外の光束を 発する場合には、偏光制御部材 4として所定の方向の直線偏光のみを透過する偏光 フィルタや偏光ビームスプリッタを使用する。但し、レチクル Rへの照明光を完全な直 線偏光にしなくとも、照明光強度の大部分 (例えば 80%程度以上）を所定の直線偏 光とすれば、本例の効果は発揮できるので、上記偏光フィルタや偏光ビームスプリツ タの偏光選択比は、 80%程度以上あれば十分である。
[0120] ところで、本例の投影露光装置であっても、露光するパターンによっては、レチクル 上に照明される照明光の偏光状態を非偏光とすることが好ましい場合もあることは言 うまでもない。そこで、本例の投影露光装置の偏光制御部材 4は、着脱可能であった り、非偏光の照明光をも供給可能な構成としておくことが望ましい。例えば、図 1の露 光光源 1が概ね直線偏光の光束を発するレーザ光源である場合、偏光制御部材 4と して、光軸 AX1に沿って直列に配置する 2枚の 1/4波長板を使用し、光軸 AX1を 回転中心としてそれらを個別に回転することにより、射出される光束を直線偏光とした り円偏光御ち実質的に非偏光）としたりすること力できる。
[0121] なお、本例の照明条件での露光に際しては、露光すべきレチクル R上のパターンの 長手方向が、上述の通り所定の一方向（上述の実施形態では X方向）と一致している ことが好ましい。そこで、レチクル R上に多数のパターンが存在する場合には、それら のパターンのうち、特に結像特性が重要になるパターン (例えばトランジスタのゲート パターン）については、各パターンの方向性を統一し、その長手方向を所定の一方 向と一致させることが望ましい。
[0122] 以下、その具体例について図 4を用いて説明する。
図 4 (A)、図 4 (B)は、それぞれ本例の投影露光装置で露光するのに好適な原版 パターンが描画されたレチクルの例を示す平面図である。
図 4 (A)は、パターンエリア PA1内に、その長手方向がすべて X方向に平行なパタ ーン PHC, PHE1 , PHE2が形成されたレチクル R1を示す図である。レチクル R1上 にはこれ以外にもパターンを含む力 S、これ以外のパターンは特に結像特性が重要に なるパターンではないため、記載を省略している。
[0123] 本例の投影露光装置は、走査型露光装置であり、その走査方向（レチクル R及びゥ ェハ Wの走査方向）は Y方向であるので、図 1の投影光学系 23の露光視野 (及び照 明光学系 50の照明視野) IARは、その長辺方向が X方向（非走査方向）に一致する 長方形となっている。従って、パターン PHC， PHE1, PHE2の長手方向は、投影光 学系 23の露光視野 IARの長手方向に平行であり、走查方向とは直交している。レチ クル R1は、露光視野（照明視野） IARに対して Y方向に走査されるので、パターンェ リア PA1内であって、図示した位置での露光視野 IARの外部に存在する他のパター ンも投影光学系 23を介してウェハ Wに露光されることは言うまでもない。
[0124] 一方、図 4 (B)は、パターンエリア PA2内に、その長手方向がすべて Y方向に平行 なパターン PVC， PVE1 , PVE2が形成されたレチクル R2を表わす図である。レチク ノレ R2上にはこれ以外にもパターンを含む力 S、これ以外のパターンは特に結像特性が 重要になるパターンではないため、記載を省略している。レチクル R2上のパターン P VC, PVE1 , PVE2は、図 4 (A)中のパターンと異なり、その長手方向は投影光学系 23の露光視野 IARの長手方向と直交し、走查方向に平行である。
[0125] ところで、一般的に光学系には、その結像特性を劣化させる収差が残存する。投影 露光装置用の投影光学系では、他の用途の光学系に比べ残存収差が極めて小さい が、或る程度の収差が残存することは避けられない。また、収差の残存量は一般的 に投影光学系の露光視野の中心に比べ周辺で増大する。
これらの残存収差には、転写像を投影光学系の光軸から周辺への放射方向にボカ す成分 (放射方向成分)と、投影光学系の光軸を中心とする同心円方向にボカす成 分（同心円方向成分)とがあるが、一般的にはこのうち放射方向成分の方が大きい。 放射方向成分の収差の成分は、コマ収差や倍率の色収差である。コマ収差は、設計 上も製造誤差からの点からもその補正が難しぐこれを完全に無くすことは困難であ る。
[0126] これらより、図 4 (B)中の露光視野 IARの X方向の両端部近傍にある Y方向に長手 方向を有するパターン PVE1 , PVE2は、投影光学系の収差の影響を最も受けやす いパターンとなる。従って、これらのパターンのウェハ W上への転写像には、転写線 幅の変動や解像不良が生じる恐れが高ぐ生産される LSIの性能を劣化させ、歩留 まりを低下させる恐れが高レ、。
[0127] 一方、各パターンの長手方向を、図 4 (A)に示した如ぐ投影光学系 23の露光視 野 IARの長辺方向（X方向）と一致させる場合には、収差による像のボケ方向が大き な方向は、高い解像性能が要求されないパターンの長手方向と一致するため、露光 視野 IARの X方向の周辺にあるパターン PHE1 , PHE2についても、収差の影響を 実質的に受けない高解像度な露光が可能になる。
[0128] そこで、本例の投影露光装置では、露光すべきレチクル R上の微細パターン力 そ の長手方向が投影光学系 23の露光視野 IARの長辺方向（X方向）に一致して配置 されることが望ましい。即ち、露光すべきレチクル R上の微細パターン力 その長手方 向がレチクル Rの走查方向（Y方向）に直交して配置されることを前提として、上記レ チクルパターンの結像に適した上述の照明光の入射角度範囲を設定することが望ま しい。
[0129] なお、以上の実施形態は、走査型露光装置について説明したが、本発明の照明条 件が適応可能な露光装置は、走査型に限定されるものではなぐ本発明の照明条件 は、ステッパー型（レチクル R及びウェハ Wを静止して露光するタイプ）の露光装置に 対しても適応可能である。この場合には、投影光学系の露光視野は、正方形か長辺 長と短辺長との比が 1： 1に近い長方形となるので、投影光学系の収差の点からは、 レチクル R上に配置されるパターンの長手方向と露光視野の形状との間に、特に望 ましい関係が生じることはない。
[0130] 従って、本例の照明条件として上述した σ χ≥0. 6, 0く σ γ≤0. 3等を定めるに際 して想定した X方向及び Υ方向は、露光装置全体ゃレチクル Rの外形形状に対して 、特に所定の関係を有する方向でなくても良い。
また、走査型露光装置においても、採用する投影光学系の収差が極めて少ないも のであれば、ステッパー型露光装置の使用時と同様に、レチクル R上に配置されるパ ターンの長手方向と投影光学系の露光視野の形状とに、特に望ましい関係が生じる ことはなくなるので、本例の照明条件の定義に際して使用した X方向及び Υ方向は、 露光装置全体や走査方向及びレチクル Rの外形形状に対して、特に所定の関係を 有する方向でなくても良い。
[0131] なお、上述の露光方法は、特に空間周波数変調型位相シフトレチクルの露光に適 するものである。一方、最近の高性能 LSIでは、特にゲート層の露光に際して、高解 像度が要求されるゲートパターンの部分は空間周波数変調型位相シフトレチクルを 使用し露光し、配線部分等のそれ以外の部分は通常レチクル (バイナリーレチクル） を使用して露光する、二重露光を採用することもある。
[0132] 本発明においても二重露光を採用することが可能であることは言うまでもない。即ち 、露光すべきウェハ Wに対して、空間周波数変調型位相シフトレチクルを使用して本 発明の照明条件からなる露光を行なレ、、その後、不図示のレチクル交換機構を用い て、レチクルを通常レチクノレに交換して、同一のウェハ Wに対して重ね合わせ露光を 行なえば良い。このとき、通常レチクルへの露光に際しては、照明条件を、いわゆる 通常照明ゃ輸帯照明又は 2極、 4極照明に変更して行なうことが望ましい。
[0133] 次に、上記の実施の形態の投影露光装置を使用した半導体デバイスの製造工程 の一例につき図 16を参照して説明する。
図 16は、半導体デバイスの製造工程の一例を示し、この図 16において、まずシリコ ン半導体等からウェハ Wが製造される。その後、ウェハ W上にフォトレジストを塗布し (ステップ S10)、次のステップ S12において、上記の実施の形態（図 1)の投影露光 装置のレチクルステージ上にレチクル (仮に R1とする）をロードし、走查露光方式でレ チクル R1のパターン（符号 Aで表す）をウェハ W上の全部のショット領域 SEに転写（ 露光）する。この際に必要に応じて二重露光が行われる。なお、ウェハ Wは例えば直 径 300mmのウェハ（12インチウェハ）であり、ショット領域 SEの大きさは一例として 非走查方向の幅が 25mmで走查方向の幅が 33mmの矩形領域である。次に、ステ ップ S14において、現像及びエッチングやイオン注入等を行うことにより、ウェハ Wの 各ショット領域 SEに所定のパターンが形成される。
[0134] 次に、ステップ S16において、ウェハ W上にフォトレジストを塗布し、その後ステップ S18において、上記の実施の形態（図 1)の投影露光装置のレチクルステージ上にレ チクル (仮に R2とする）をロードし、走査露光方式でレチクル R2のパターン (符号 Bで 表す）をウェハ W上の各ショット領域 SEに転写（露光）する。そして、ステップ S20に おいて、ウェハ Wの現像及びエッチングやイオン注入等を行うことにより、ウェハ Wの 各ショット領域に所定のパターンが形成される。
[0135] 以上の露光工程一パターン形成工程 (ステップ S 16—ステップ S20)は所望の半導 体デバイスを製造するのに必要な回数だけ繰り返される。そして、ウェハ W上の各チ ップ CPを 1つ 1つ切り離すダイシング工程（ステップ S22)や、ボンディング工程、及 びパッケージング工程等 (ステップ S24)を経ることによって、製品としての半導体デ バイス SPが製造される。
[0136] 本例のデバイス製造方法によれば、上記の実施形態の照明条件で露光を行って いるため、半導体集積回路の製造に必要なレチクルのコストや回路設計のコストを低 減すること力 Sできる。また、従来に比べてより高集積な半導体集積回路を歩留まり良く 製造することが可能となる。そして、以上の効果により、本例のデバイス製造方法によ れば、より高集積で高性能な半導体集積回路を、安価に製造することが可能となる。
[0137] また、上記の実施の形態の投影露光装置は、複数のレンズから構成される照明光 学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品か らなるレチクルステージやウェハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管 を接続し、更に総合調整 (電気調整、動作確認等）をすることにより製造することがで きる。なお、その露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンノレ一 ムで行うことが望ましい。
[0138] なお、本発明の露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定 されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくは プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（CCD等）、 マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及び DNAチップ等の各種デバイスを製造するた めの露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターン が形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグフイエ程を用いて製造す る際の、露光工程 (露光装置）にも適用すること力 Sできる。
[0139] また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでもよい。
なお、投影光学系としては、露光波長として、 KrFまたは ArFエキシマーレーザ等の 遠紫外光を用いる場合には、硝材としては石英や蛍石等の遠紫外線を透過する材 料を用い、 F レーザ等の真空紫外光を用いる場合には、硝材として蛍石やその他の フッ化物結晶を使用する。また、いずれの露光波長を使用する場合においても、投 影光学系として、レンズ部材のみからなる屈折光学系と、レンズ部材及び反射部材の 両者からなる反射屈折光学系のいずれ力を採用することができる。また、露光波長と して X線 (波長が 1一 20nm程度の軟 X線を含む）を使用する露光装置の場合には、 投影光学系として、反射光学系を採用することが好ましい。この場合には、レチクルも 反射型のものを採用することが好ましぐ位相シフトパターンの構成は、レチクル表面 に段差を形成し、その段差により反射光に生じる位相差により、位相差を形成する方 法とすることができる。
[0140] なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲 で種々の構成を取り得ることは勿論である。また、明細書、特許請求の範囲、図面、 及び要約を含む 2003年 6月 3日付け提出の日本国特許出願第 2003-158732の 全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
産業上の利用可能性
本発明のデバイス製造方法によれば、高性能なデバイスを安価に製造することが 可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] マスクのパターンを照明光で照明し、前記パターンの像を投影光学系を介して基板 上に投影する露光方法であって、
前記マスクのパターンの少なくとも一部は、第 1方向に長手方向を有するパターン であると共に、
前記第 1方向における前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲を、前記第 1方向と直交する第 2方向における前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲 に比べて広くすることを特徴とする露光方法。
[2] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲を、
前記第 1方向における実効的な σ値と、前記第 2方向における実効的な σ値とを異 ならせるように設定することを特徴とする請求項 1に記載の露光方法。
[3] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲を、
前記第 1方向については実効的な σ値を 0. 6以上とし、
前記第 2方向については実効的な σ値を 0. 3以下で 0より大きくすることを特徴とす る請求項 2に記載の露光方法。
[4] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲を、
前記第 1方向については実効的な σ値を 0. 7以上とし、
前記第 2方向については実効的な σ値を 0. 2以下とすることを特徴とする請求項 3 に記載の露光方法。
[5] 前記マスクのパターンの少なくとも一部は、前記第 1方向に長手方向を有する空間 周波数変調型位相シフトパターンであることを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 一項に記載の露光方法。
[6] 所定の強度分布調整部材によって前記マスクに対する前記照明光の入射角度範 囲を調整することを特徴とする請求項 1から 5のいずれか一項に記載の露光方法。
[7] 前記強度分布調整部材は、前記マスクを前記照明光で照明する照明光学系の瞳 面上又はこの近傍に配置されて、長方形状又は楕円状の開口が設けられた照明系 開口絞りであることを特徴とする請求項 6に記載の露光方法。
[8] 前記照明光の偏光状態を、その電場方向が前記第 1方向と一致する直線偏光を主 成分とする状態にすることを特徴とする請求項 1から 7のいずれか一項に記載の露光 方法。
[9] 前記マスクに対する前記照明光の前記第 1方向の入射角度に対する強度分布を、 入射角度範囲の両端部で強ぐ入射角度範囲の中間部で弱くすることを特徴とする 請求項 1から 8のいずれか一項に記載の露光方法。
[10] 入射角度範囲の両端部での強度分布が、前記入射角度範囲の中間部での強度分 布の、 1. 5倍から 3倍であることを特徴とする請求項 9に記載の露光方法。
[11] 前記第 1方向に長辺を有する長方形状視野の投影光学系、及び前記第 1方向に 長辺を有する長方形状の照明視野の照明光学系を使用し、
前記マスク及び前記基板を、前記投影光学系を介しての結像関係を保ったまま、 前記第 2方向に相対走査しつつ露光を行なうことを特徴とする請求項 1から 10のい ずれか一項に記載の露光方法。
[12] マスクのパターンを照明光で照明し、前記パターンの像を投影光学系を介して基板 上に投影する露光方法であって、
前記基板の露光を、請求項 1から 1 1のいずれか一項に記載の露光方法を用いる 第 1露光と、それ以外の露光方法を用いる第 2露光との多重露光により行なうことを特 徴とする露光方法。
[13] 照明光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンの像を基板上に投 影する投影光学系とを有する露光装置であって、
前記マスク上の第 1方向における前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲 力 前記第 1方向と直交する第 2方向における前記マスクに対する前記照明光の入 射角度範囲よりも広レ、ことを特徴とする露光装置。
[14] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲を、
前記第 1方向における実効的な σ値と、前記第 2方向における実効的な σ値とを異 ならせるように設定することを特徴とする請求項 13に記載の露光方法。
[15] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲が、
前記第 1方向については実効的な σ値が 0. 6以上であり、
前記第 2方向については実効的な σ値が 0. 3以下で 0より大きいことを特徴とする 請求項 14に記載の露光装置。
[16] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲が、
前記第 1方向については実効的な σ値が 0. 7以上であり、
前記第 2方向については実効的な σ値が 0. 2以下であることを特徴とする請求項 1 5に記載の露光装置。
[17] 前記マスクのパターンの少なくとも一部は、前記第 1方向に長手方向を有するパタ ーンであることを特徴とする請求項 13から 16のいずれか一項に記載の露光装置。
[18] 前記マスクに対する前記照明光の入射角度範囲を調整するための強度分布調整 部材を有することを特徴とする請求項 13から 17のいずれか一項に記載の露光装置
[19] 前記強度分布調整部材は、前記照明光学系の瞳面上又はこの近傍に配置されて
、長方形状又は楕円状の開口が設けられた照明系開口絞りであることを特徴とする 請求項 18に記載の露光装置。
[20] 前記照明光学系は、前記照明光の偏光状態を、その電場方向が前記第 1方向と一 致する直線偏光を主成分とせしめる偏光制御部材を有することを特徴とする請求項 1
3から 19のいずれか一項に記載の露光装置。
[21] 前記マスクに対する前記照明光の前記第 1方向の入射角度に対する強度分布が、 入射角度範囲の両端部で強ぐ入射角度範囲の中間部で弱くなつていることを特徴 とする請求項 13から 20のいずれか一項に記載の露光装置。
[22] 入射角度範囲の両端部での強度分布は、前記入射角度範囲の中間部での強度 分布の、 1. 5倍から 3倍であることを特徴とする請求項 21に記載の露光装置。
[23] 前記照明光学系は、前記照明光の入射角度範囲を前記入射角度範囲の前記条 件内で可変とする、第 1の照明条件可変機構を有することを特徴とする請求項 13か ら 22のレ、ずれか一項に記載の露光装置。
[24] 前記照明光学系は、前記照明光の入射角度範囲を、更に前記入射角度範囲外と する第 2の照明条件可変機構を有することを特徴とする請求項 23に記載の露光装置
[25] 前記第 2の照明条件可変機構が設定する照明条件は、輪帯照明、 2極照明、又は 4極照明を含むことを特徴とする請求項 24に記載の露光装置。
[26] 前記投影光学系の露光視野は、前記第 1方向に長辺を有する長方形状であり、前 記照明光学系の照明視野は、前記第 1方向に長辺を有する長方形状であり、 前記マスク及び前記基板を、前記投影光学系を介した結像関係を保ったまま相対 走查するステージ機構を有すると共に、前記相対走査の方向が、前記第 2方向と一 致することを特徴とする請求項 13から 25のいずれか一項に記載の露光装置。
[27] 請求項 1から 12のいずれか一項に記載の露光方法を使用してデバイスのパターン を基板上に転写する工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。
[28] 請求項 27に記載のデバイス製造方法により製造されたデバイス。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004032401A1 (de) * 2004-07-03 2005-09-29 Infineon Technologies Ag Projektionsbelichtungseinrichtung, Illuminatorgeometrie, Hybridmaske und Verfahren zu deren Einsatz
JP2006267997A (ja) * 2005-02-25 2006-10-05 Nikon Corp マスク基板、フォトマスク、露光方法、露光装置の管理方法、及びデバイス製造方法
JP2006302953A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Nec Electronics Corp 半導体集積回路装置の製造方法
JP2007158313A (ja) * 2005-11-10 2007-06-21 Asml Netherlands Bv 光学システム、リソグラフィ装置および投影方法
JP2007293271A (ja) * 2006-02-06 2007-11-08 Asml Holding Nv 開口数を変化させる光学系
CN1892418B (zh) * 2005-07-01 2010-06-09 联华电子股份有限公司 检验相移光掩模的相移角的方法、光刻工艺与相移光掩模
TWI638225B (zh) * 2017-08-09 2018-10-11 華邦電子股份有限公司 光罩及半導體裝置的形成方法
WO2023282208A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12 株式会社ニコン パターン露光装置、デバイス製造方法、及び露光装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204737A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Hitachi Ltd マスク及び投影露光装置並びにパタン形成方法
JPH05304076A (ja) * 1992-02-26 1993-11-16 Nikon Corp 投影露光装置
JPH08330212A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Nikon Corp 露光装置
JPH09167735A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Canon Inc 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JPH1020236A (ja) * 1996-07-09 1998-01-23 Canon Inc 照明光学系及び露光装置
JP2000021722A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Canon Inc 露光方法及び露光装置
JP2001126983A (ja) * 1999-09-29 2001-05-11 Asm Lithography Bv リソグラフィー方法および装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204737A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Hitachi Ltd マスク及び投影露光装置並びにパタン形成方法
JPH05304076A (ja) * 1992-02-26 1993-11-16 Nikon Corp 投影露光装置
JPH08330212A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Nikon Corp 露光装置
JPH09167735A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Canon Inc 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JPH1020236A (ja) * 1996-07-09 1998-01-23 Canon Inc 照明光学系及び露光装置
JP2000021722A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Canon Inc 露光方法及び露光装置
JP2001126983A (ja) * 1999-09-29 2001-05-11 Asm Lithography Bv リソグラフィー方法および装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004032401A1 (de) * 2004-07-03 2005-09-29 Infineon Technologies Ag Projektionsbelichtungseinrichtung, Illuminatorgeometrie, Hybridmaske und Verfahren zu deren Einsatz
JP2006267997A (ja) * 2005-02-25 2006-10-05 Nikon Corp マスク基板、フォトマスク、露光方法、露光装置の管理方法、及びデバイス製造方法
JP2006302953A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Nec Electronics Corp 半導体集積回路装置の製造方法
CN1892418B (zh) * 2005-07-01 2010-06-09 联华电子股份有限公司 检验相移光掩模的相移角的方法、光刻工艺与相移光掩模
JP2007158313A (ja) * 2005-11-10 2007-06-21 Asml Netherlands Bv 光学システム、リソグラフィ装置および投影方法
JP2007293271A (ja) * 2006-02-06 2007-11-08 Asml Holding Nv 開口数を変化させる光学系
TWI638225B (zh) * 2017-08-09 2018-10-11 華邦電子股份有限公司 光罩及半導體裝置的形成方法
WO2023282208A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12 株式会社ニコン パターン露光装置、デバイス製造方法、及び露光装置
JPWO2023282208A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12
JP7632636B2 (ja) 2021-07-05 2025-02-19 株式会社ニコン パターン露光装置、デバイス製造方法、及び露光装置

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