JPH0950117A - Photomask and exposing method using the same - Google Patents
Photomask and exposing method using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はたとえば半導体デバ
イスや液晶デバイスの微細な回路パターンを刻んだフォ
トマスクとこれを用いた露光方法に関し、特に照明の効
率を高く維持したまま解像度の向上を図るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask in which a fine circuit pattern is engraved in, for example, a semiconductor device or a liquid crystal device, and an exposure method using the same, and particularly, to improve resolution while maintaining high illumination efficiency. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスや液晶デバイスの製造分
野では、デバイスの小型化，高集積化が年々進展してお
り、これに伴って微細加工に対する技術的要求もますま
す高度化している。たとえば、半導体デバイスに関して
は、ハーフミクロン（０．５μｍ）・レベルのデザイン
・ルールにもとづく１６ＭＤＲＡＭが既に量産ラインに
移行されており、研究分野では次世代の６４ＭＤＲＡＭ
で必要とされるサブハーフミクロン（〜０．３５μｍ）
・レベル、次々世代の２５６ＭＤＲＡＭで必要とされる
クォーターミクロン（０．２５μｍ）・レベルの加工に
ついて検討が進められている。2. Description of the Related Art In the field of manufacturing semiconductor devices and liquid crystal devices, miniaturization and high integration of devices have been advancing year by year, and accordingly, technical requirements for fine processing have become more sophisticated. For example, regarding semiconductor devices, 16MDRAM based on half micron (0.5μm) level design rules has already been transferred to mass production line, and next-generation 64MDRAM in the research field.
Sub-half micron (~ 0.35μm) required in
-Level, quarter-micron (0.25 µm) level processing required for the next-generation 256M DRAM is being studied.
【０００３】かかる微細加工の進歩の鍵を握る技術はフ
ォトリソグラフィであり、このフォトリソグラフィに用
いられる露光装置、特に縮小投影露光装置（ステッパと
も呼ばれる）の解像性能が、デバイスの研究開発および
量産の可否を左右していると言っても過言ではない。The technology that holds the key to the progress of such fine processing is photolithography, and the resolution performance of an exposure apparatus used for this photolithography, particularly a reduction projection exposure apparatus (also called a stepper) is the research and development and mass production of the device. It is no exaggeration to say that it depends on whether or not.
【０００４】従来、フォトリソグラフィにおける解像性
能の向上は、露光波長の短波長化とステッパの投影レン
ズの高開口数化により図られてきた。これは、レイリー
（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）の式と呼ばれる次式Ｉの関係から
明らかである。 Ｒ＝ｋ1 ×λ／ＮＡ ・・・Ｉ ここで、Ｒは解像度、ｋ1 はプロセス係数、λは露光波
長、ＮＡはステッパの投影レンズの開口数である。短波
長光源としては、ＫｒＦエキシマ・レーザ（λ＝２４８
ｎｍ）が量産用ステッパへの搭載が開始される段階にあ
る。この他、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4 ，Ｎｄ：ガ
ラス等の結晶が発する固体レーザ光（λ＝１０６０ｎ
ｍ）から非線形光学素子を用いて発生させた第４高調波
（λ＝２６５ｎｍ）も有望である。露光波長が同じであ
れば、ＮＡの大きい方が解像度は向上する。In the past, the resolution performance in photolithography has been improved by shortening the exposure wavelength and increasing the numerical aperture of the projection lens of the stepper. This is clear from the relationship of the following formula I called the Rayleigh formula. R = k 1 × λ / NA ... I where R is the resolution, k 1 is the process coefficient, λ is the exposure wavelength, and NA is the numerical aperture of the projection lens of the stepper. A KrF excimer laser (λ = 248) is used as a short wavelength light source.
(nm) is in the stage of being mounted on a mass production stepper. In addition, solid-state laser light (λ = 1060n) emitted from crystals such as Nd: YAG, Nd: YVO 4 , and Nd: glass.
The fourth harmonic (λ = 265 nm) generated from m) using a non-linear optical element is also promising. If the exposure wavelength is the same, the larger the NA, the higher the resolution.
【０００５】しかし、微細パターンの加工においては、
解像度（Ｒ）と同時に焦点深度（ＤＯＦ）の確保も重要
なポイントである。これは、パターンを投影する基板面
には既に形成されたパターンや基板の反り等に起因した
凹凸が必ず生じており、基板面内あるいは同一チップ内
のあらゆる場所でフォトレジスト塗膜の露光が同一焦点
面上で行われることはないからである。ＤＯＦは次式で
表される。 ＤＯＦ＝ｋ2 ×λ／（ＮＡ)2 ・・・II ここで、ｋ2 はプロセス係数である。この式IIからも明
らかなように、高ＮＡ化は、焦点深度（ＤＯＦ）を確保
する上では不利な要件である。この問題を、図５を参照
しながら説明する。However, in the processing of fine patterns,
Ensuring the depth of focus (DOF) at the same time as the resolution (R) is an important point. This means that the surface of the substrate on which the pattern is projected always has unevenness due to the already formed pattern or the warp of the substrate, and the exposure of the photoresist coating film is the same on the substrate surface or everywhere in the same chip. It is not done on the focal plane. DOF is expressed by the following equation. DOF = k 2 × λ / (NA) 2 ... II Here, k 2 is a process coefficient. As is clear from the formula II, increasing the NA is a disadvantageous requirement for securing the depth of focus (DOF). This problem will be described with reference to FIG.
【０００６】図５は、ステッパの投影光学系の一部を示
す模式図であり、（ａ）図が従来行われている通常のフ
ォトリソグラフィにおける解像原理を説明する図であ
る。（ｂ）図の位相シフト法、および（ｃ）図の斜方照
明法については後述する。FIG. 5 is a schematic view showing a part of the projection optical system of the stepper, and FIG. 5A is a view for explaining the resolution principle in the conventional photolithography which has been conventionally performed. The phase shift method shown in (b) and the oblique illumination method shown in (c) will be described later.
【０００７】上記（ａ）図は、図示されない光源から照
明絞り１を通過した照明光で所定の遮光膜パターン３を
有するフォトマスクＲ４を照明し、その開口部４から出
射する出射光を投影レンズ７の瞳に入射させることによ
り、該遮光膜パターン３の像を焦点面に結像させる投影
光学系を示している。この焦点面は、実際には基板上の
フォトレジスト膜の膜厚方向の適当な位置に設定され
る。ここで、上記フォトマスクＲ４に入射した照明光
は、微細な遮光膜パターン３の開口部４を通過する際に
回折される。すなわち、フォトマスクＲ４の出射光は、
直進成分（０次光）に±１次回折光，±２次回折光・・
・といった回折成分が加わったものとなる。このとき、
投影レンズ７のＮＡが大きいと、入射角の大きい高次の
回折光までが取り込まれて解像に寄与するため、焦点面
から外れた時（デフォーカス時）の像のボケが大きくな
り、ＤＯＦが低下する。In FIG. 1A, the photomask R4 having the predetermined light-shielding film pattern 3 is illuminated with illumination light that has passed through the illumination diaphragm 1 from a light source (not shown), and the light emitted from the opening 4 is projected onto the projection lens. 7 shows a projection optical system which forms an image of the light-shielding film pattern 3 on the focal plane by making it enter the pupil of No. 7. This focal plane is actually set at an appropriate position in the film thickness direction of the photoresist film on the substrate. Here, the illumination light incident on the photomask R4 is diffracted when passing through the openings 4 of the fine light-shielding film pattern 3. That is, the light emitted from the photomask R4 is
± 1st-order diffracted light, ± 2nd-order diffracted light for the straight component (0th-order light)
・ Diffraction component such as is added. At this time,
When the NA of the projection lens 7 is large, even higher-order diffracted light with a large incident angle is captured and contributes to resolution, so that the image becomes out of focus when it is out of the focal plane (at the time of defocus), and the DOF is increased. Is reduced.
【０００８】そこで近年では、短波長化あるいは高ＮＡ
化とは別のアプローチとして、超解像技術を用いて焦点
深度の増大を図る試みがなされている。Therefore, in recent years, the wavelength has been shortened or the NA has been increased.
As an approach different from the above-mentioned method, an attempt has been made to increase the depth of focus by using super-resolution technology.
【０００９】超解像技術のひとつに、位相シフト法があ
る。高圧水銀ランプのｇ線（λ＝４３６ｎｍ）以前のフ
ォトリソグラフィが主として光の振幅分布情報を利用し
ていたのに対し、位相シフト法では振幅分布情報に加え
て位相情報を利用する。すなわち、ガラスや石英等の透
明材料からなる基板上に、これとは屈折率の異なる材料
からなる位相シフタを通常１８０゜の位相差を与える厚
さに形成してフォトマスクの透過光に局部的な位相差を
発生させ、透過光相互の干渉を利用して解像度の向上を
図る。One of the super-resolution techniques is the phase shift method. The photolithography before the g-line (λ = 436 nm) of the high-pressure mercury lamp mainly used the amplitude distribution information of light, whereas the phase shift method uses the phase information in addition to the amplitude distribution information. That is, on a substrate made of a transparent material such as glass or quartz, a phase shifter made of a material having a refractive index different from that of the substrate is formed to have a thickness that normally gives a phase difference of 180 °, and the transmitted light of the photomask is locally localized. The phase difference is generated and the mutual interference of transmitted light is utilized to improve the resolution.
【００１０】位相シフト法による解像度向上の原理は、
空間周波数変調とエッジ強調に大別され、これらの原理
とマスク構造の組み合わせにより様々なタイプの位相シ
フト・マスクが提案されている。図５の（ｂ）図に示し
たフォトマスクＲ５は、周期的に配列された遮光膜パタ
ーンの開口部を１つおきにシフタで覆うことにより、ラ
イン＆スペースのような周期パターンの解像度向上を可
能とする、いわゆる渋谷−レベンソン型位相シフト・マ
スクである。The principle of resolution improvement by the phase shift method is as follows.
Broadly classified into spatial frequency modulation and edge enhancement, various types of phase shift masks have been proposed by combining these principles and mask structures. The photomask R5 shown in FIG. 5B improves the resolution of a periodic pattern such as lines and spaces by covering every other opening of the periodically arranged light shielding film pattern with a shifter. This is a possible so-called Shibuya-Levenson type phase shift mask.
【００１１】このフォトマスクＲ５に照明光が入射する
と、隣接する開口部から出射する０次光は互いに位相が
反転しているので打ち消し合って消失する。一方、±１
次回折光は波長がλ／２だけずれるので回折角が従来法
［（ａ）図を参照。］に比べて半分となる。これによ
り、投影レンズ７への光の入射角度が小さくなり、デフ
ォーカス時の像のボケが小さくなる。また、振幅の等し
い±１次回折光を２光束として用いるためにコントラス
トが高く、位相が完全に揃っていれば理論上は焦点深度
が無限に延びる点も大きな特色である。When illuminating light enters the photomask R5, the 0th-order lights emitted from the adjacent openings cancel out each other because their phases are mutually inverted. On the other hand, ± 1
Since the wavelength of the next-order diffracted light deviates by λ / 2, the diffraction angle is as shown in the conventional method [(a) figure]. ] It becomes half compared with. As a result, the incident angle of light on the projection lens 7 becomes small, and the blur of the image at the time of defocusing becomes small. Further, since ± 1st-order diffracted lights having the same amplitude are used as two light beams, the contrast is high, and if the phases are perfectly aligned, theoretically, the depth of focus is infinitely extended.
【００１２】一方、ステッパの光学系に改良を加えるこ
とで焦点深度の増大を図る試みもなされている。この改
良とは、有効光源面またはこれと共役な投影レンズの瞳
面の中心部を暗くすると超解像現象により解像限界近傍
における像のコントラストが向上するという、光学の分
野では以前から知られている手法を利用するものであ
る。この手法は、ステッパのような部分的コヒーレント
結像系においては特に有効である。On the other hand, attempts have been made to increase the depth of focus by improving the optical system of the stepper. This improvement has been known in the optical field for a long time in the field of optics, in which the image contrast in the vicinity of the resolution limit is improved by the super-resolution phenomenon when the central part of the effective light source surface or the pupil surface of the projection lens which is conjugate with it is darkened. The method used is. This technique is particularly effective in a partially coherent imaging system such as a stepper.
【００１３】この超解像現象を起こす手法のひとつに、
斜方照明法（変形照明法とも呼ばれる。）がある。これ
は、ステッパ光学系において露光光源のとマスクとの間
に置かれるハエの眼レンズ（フライアイレンズ）にフィ
ルタを装着し、フォトマスクを斜めから照明する方法で
ある。One of the methods for causing this super-resolution phenomenon is
There is an oblique illumination method (also called a modified illumination method). This is a method in which a filter is attached to a fly-eye lens (fly-eye lens) placed between an exposure light source and a mask in a stepper optical system, and a photomask is illuminated obliquely.
【００１４】斜方照明法では、図５の（ｃ）図に示され
るように、照明光は照明光学系の光軸から傾いた方向か
らフォトマスクＲ４に入射する。ここで、照明光の入射
方向を規制しているものは、フィルタ９の開口９ａであ
る。照明光は、フォトマスクＲ４上の遮光膜パターン３
で回折されずに直進した０次光と、遮光膜パターン３の
エッジにより回折された±１次回折光、さらに図示され
ない高次の回折光に分かれる。ここで、０次光が入射瞳
の外周付近を通過するような角度からフォトマスクＲ４
を照明すると、この０次光の周囲に左右対称に発生する
回折光のうち、片側の符号の次数を持つ成分のみが縮小
投影レンズに入射する。つまり、従来法では０次光が光
軸方向から垂直に入射するために、０次光に対して回折
角αまでの範囲内の回折光しか縮小投影レンズに取り込
めなかったのに対し、斜方照明法によれば０次光に対し
て片側のみとなるが、おおよそ回折角２αまでの範囲内
の回折光が取り込める。これにより、干渉縞のピッチが
小さくなり、限界解像度を向上させることができる。In the oblique illumination method, as shown in FIG. 5C, the illumination light is incident on the photomask R4 from a direction inclined from the optical axis of the illumination optical system. Here, it is the opening 9a of the filter 9 that regulates the incident direction of the illumination light. The illumination light is used as the light-shielding film pattern 3 on the photomask R4.
The light is divided into 0th order light that has not been diffracted by the light and goes straight, ± 1st order diffracted light diffracted by the edge of the light shielding film pattern 3, and higher order diffracted light (not shown). Here, from the angle at which the 0th-order light passes near the outer periphery of the entrance pupil, the photomask R4
Of the diffracted light symmetrically generated around the 0th-order light, only the component having the order of the code on one side enters the reduction projection lens. That is, in the conventional method, the 0th-order light is incident perpendicularly from the optical axis direction, so that only the diffracted light within the range up to the diffraction angle α with respect to the 0th-order light can be captured by the reduction projection lens. According to the illumination method, only one side of the 0th-order light is provided, but diffracted light within a range up to a diffraction angle of 2α can be captured. As a result, the pitch of the interference fringes becomes smaller and the limit resolution can be improved.
【００１５】また、マスクを垂直に照明する従来の露光
方法では、ウェハが焦点面から光軸に沿ってずれると
（デフォーカス）、±１次光に光路差が発生し、これに
より焦点深度が制限されてきた。しかし、斜方照明法で
は、遮光膜パターンのピッチに応じて斜め照明の角度、
すなわち０次光の入射角を最適化すると、縮小投影レン
ズの中心線に対して０次光と＋１次光がそれぞれなす角
度を等しくすることができ、光路差を解消することがで
きる。つまり、ウェハ上では０次光と＋１次回折光が常
に同位相で干渉できるため焦点深度が増大し、デフォー
カス時にも良好な結像状態が維持される。Further, in the conventional exposure method of illuminating the mask vertically, when the wafer deviates from the focal plane along the optical axis (defocus), an optical path difference occurs in the ± 1st order light, which causes the depth of focus to increase. It has been restricted. However, in the oblique illumination method, the angle of oblique illumination depends on the pitch of the light shielding film pattern,
That is, by optimizing the incident angle of the 0th-order light, the angles formed by the 0th-order light and the + 1st-order light with respect to the center line of the reduction projection lens can be equalized, and the optical path difference can be eliminated. That is, since the 0th-order light and the + 1st-order diffracted light can always interfere in the same phase on the wafer, the depth of focus increases, and a good image formation state is maintained even during defocusing.
【００１６】ただし、周期パターンの長手方向に沿った
方向から入射する照明光は、この周期パターンに対して
全く解像度向上効果を示さない。そこで、このパターン
方向依存性を緩和させるために、有効光源の形状をドー
ナツ状（輪帯状）、左右２分割、左右上下４分割、四ツ
目とする等の工夫が種々行われている。However, the illumination light incident from the direction along the longitudinal direction of the periodic pattern has no effect of improving the resolution for this periodic pattern. Therefore, in order to alleviate this pattern direction dependence, various measures have been taken such as making the shape of the effective light source into a donut shape (a ring shape), left and right two divisions, left and right upper and lower four divisions, and a fourth division.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位相シ
フト法や斜方照明法には、以下に述べるような問題があ
る。However, the phase shift method and the oblique illumination method have the following problems.
【００１８】まず、位相シフト法では、シフタの形成技
術が極めて複雑である。その理由は、サブミクロン・オ
ーダーの精度でシフタの膜厚管理を行う必要があるこ
と、シフタのエッジ部に発生する不要なパターンを消去
するために多段型シフタを用いる等の光強度の低下を抑
制する手段を講ずる必要があること、自己整合型以外の
位相シフト・マスクについてはシフタ・パターンを発生
させるための特殊なＣＡＤシステムが必要であること等
である。First, in the phase shift method, the shifter forming technique is extremely complicated. The reason is that it is necessary to control the film thickness of the shifter with an accuracy of the order of submicron, and to reduce the light intensity by using a multi-stage shifter to erase unnecessary patterns that occur at the edge of the shifter. It is necessary to take measures to suppress it, and for phase shift masks other than the self-aligned type, a special CAD system for generating a shifter pattern is required.
【００１９】さらに、シフタの欠陥修復は、シフタの形
成にも増して大きな課題である。位相シフト・マスクに
は露光光の位相をシフトさせる機能が付加されているた
め、たとえばシフタの一部が欠損した場合には単に幾何
学的な修復では不十分であり、屈折率を正確に管理して
修復部分の透過光の位相差を許容誤差内に収めなければ
ならない。また、不要部分への付着したシフタについて
は、そのエッジ部で周囲と間に透過光の位相反転が起こ
り、基板上に鮮明な暗部が転写されてしまうので、Ｃｒ
遮光膜よりも遥かに小さな付着物まで除去する必要があ
る。Furthermore, the defect repair of the shifter is a major problem even more than the formation of the shifter. Since the phase shift mask has a function to shift the phase of the exposure light, if the shifter is partially missing, for example, geometrical repair is not enough, and the refractive index can be controlled accurately. Then, the phase difference of the transmitted light of the repaired portion must be within the allowable error. In addition, regarding the shifter attached to the unnecessary portion, the phase shift of the transmitted light occurs between the edge portion and the surroundings, and a clear dark portion is transferred onto the substrate.
It is necessary to remove even deposits much smaller than the light-shielding film.
【００２０】これに対し、斜方照明法は従来のフォトマ
スクをそのまま使用しながら、従来法に比べて限界解像
度と焦点深度の向上を可能とする点で注目すべき技術で
あるが、次のような問題を抱えている。On the other hand, the oblique illumination method is a technique which should be noted because it can improve the limit resolution and the depth of focus as compared with the conventional method while using the conventional photomask as it is. I have such a problem.
【００２１】まず、ハエの眼レンズにフィルタを装着す
ることにより、当然このフィルタにより遮られる光が存
在するため、ウェハ面上において照度の低下を来たす。
このことは、高感度フォトレジストの開発が遅れている
エキシマ・レーザ・リソグラフィにおいて、特に化学増
幅系レジスト材料を用いた場合のウェハ面内の寸法変換
差の発生、あるいは深刻なスループットの低下を招く虞
れが大きい。First, when a filter is attached to the fly's eye lens, there is of course light blocked by this filter, which causes a decrease in illuminance on the wafer surface.
In excimer laser lithography, in which development of high-sensitivity photoresists has been delayed, this causes a dimensional conversion difference within the wafer surface or a serious decrease in throughput particularly when a chemically amplified resist material is used. There is great fear.
【００２２】また、ハエの眼レンズは元来、単一の露光
光源を多数の単位レンズを通過させることにより仮想的
に多数の点光源に変換し、個々の単位レンズから与えら
れる光の積分効果によりマスク面の照度ムラを解消する
ための光学部品である。したがって、このハエの眼レン
ズにフィルタが装着されれば、当然、照度ムラの解消に
寄与する単位レンズの数が減少し、照度ムラが必然的に
増大してしまう。また、フィルタの開口部が小さいため
に近接効果が増大すること、フィルタ自身の熱変形の虞
れがあることも問題である。Further, the fly's eye lens originally converts a single exposure light source into multiple point light sources virtually by passing through multiple unit lenses, and integrates the light given from each unit lens. It is an optical component for eliminating uneven illuminance on the mask surface. Therefore, if a filter is attached to the fly-eye lens, the number of unit lenses that contribute to the elimination of the uneven illuminance naturally decreases, and the uneven illuminance inevitably increases. Another problem is that the proximity effect is increased due to the small opening of the filter, and there is a risk of thermal deformation of the filter itself.
【００２３】さらに、斜方照明法は、干渉により像を形
成するライン・アンド・スペースのような繰り返しパタ
ーンに対しては効果があるが、繰り返しパターンの端の
パターンやコンタクト・ホールのような孤立パターンに
関しては効果がない。そのため、孤立パターンについて
は予想される寸法変動を見込んでマスク設計時にこれら
のパターンを予め大きめまたは小さめに修正しておく必
要がある。しかし、０．３５μｍ以下のデザイン・ルー
ルが適用されるデバイス作製において、その修正量は極
めて小さく、マスク設計やマスク作製に多大な負荷が生
じているのが現状である。Further, the oblique illumination method is effective for a repetitive pattern such as a line and space which forms an image by interference, but it is an isolated pattern such as a pattern at the end of the repetitive pattern or a contact hole. It has no effect on patterns. Therefore, it is necessary to modify these patterns in advance to make them larger or smaller at the time of mask designing in consideration of expected dimensional fluctuations of the isolated patterns. However, in the fabrication of devices to which the design rule of 0.35 μm or less is applied, the amount of modification is extremely small, and the present situation is that a great load is imposed on mask design and fabrication.
【００２４】このように、フォトリソグラフィにおいて
解像度の向上と焦点深度の向上を両立させようとする従
来の試みには、実用化に向けて解決すべき課題が極めて
多い。そこで本発明は、マスク設計に負荷をかけずに、
照度低下、照度ムラを低減し、また焦点深度のパターン
依存性を解消することが可能なフォトマスクおよびこれ
を用いた露光方法を提供することを目的とする。As described above, in the conventional attempts to achieve both the improvement of the resolution and the improvement of the depth of focus in photolithography, there are extremely many problems to be solved for practical use. Therefore, the present invention, without burdening the mask design,
An object of the present invention is to provide a photomask capable of reducing illuminance reduction, illuminance unevenness, and eliminating the pattern dependency of the depth of focus, and an exposure method using the same.
【００２５】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明のフォトマスク
は、遮光膜パターンと共に回折手段を具備することによ
り、フォトマスク自身が斜方照明機能を持つものであ
る。このフォトマスクの具体的な構成としては、まず透
明基板の枚数に着目すると、（ａ）同一の透明基板の第
１主面に遮光膜パターン、その裏面に相当する第２主面
に回折パターンを設ける構成、および（ｂ）２枚の透明
基板に遮光膜パターンと回折手段を別々に形成し、これ
らの透明基板を組み合わせる構成に分類される。In the photomask of the present invention, the photomask itself has an oblique illumination function by including the light-shielding film pattern and the diffracting means. As a specific configuration of this photomask, first, focusing on the number of transparent substrates, (a) a light-shielding film pattern is formed on a first main surface of the same transparent substrate, and a diffraction pattern is formed on a second main surface corresponding to the back surface thereof. The configuration is provided, and (b) the configuration in which the light shielding film pattern and the diffracting means are separately formed on two transparent substrates and these transparent substrates are combined.
【００２６】さらに、上記（ｂ）の場合の２枚の透明基
板の組み合わせ方としては、（ｂ−１）第１主面上に遮
光膜パターンを持つ第１の透明基板と第１主面上に回折
手段を持つ第２の透明基板とを、該遮光膜パターンおよ
び該回折手段の非形成面である第２主面同士で当接させ
る組み合わせ方、あるいは、（ｂ−２）遮光膜パターン
を持つ第１の透明基板と回折手段を持つ第２の透明基板
とを、投影光学系の共役位置に配する組み合わせ方があ
る。Further, as a method of combining the two transparent substrates in the case of the above (b), (b-1) a first transparent substrate having a light shielding film pattern on the first main surface and the first main surface And a second transparent substrate having a diffractive means in contact with the light-shielding film pattern and the second main surface which is a non-formed surface of the diffractive means, or (b-2) a light-shielding film pattern. There is a combination method of arranging the first transparent substrate having it and the second transparent substrate having the diffracting means at the conjugate position of the projection optical system.
【００２７】上記回折手段としては、回折格子あるいは
ホログラムを用いることが好適である。いずれにして
も、この回折手段の形成は位相シフト・マスクのシフタ
ほど複雑な加工を要するものではなく、しかも遮光膜パ
ターンの形成面とは反対側の主面もしくは別の透明基板
上で行われるため、加工の自由度も高い。As the diffracting means, it is preferable to use a diffraction grating or a hologram. In any case, the formation of the diffractive means does not require as complicated processing as the shifter of the phase shift mask, and is performed on the main surface opposite to the surface on which the light shielding film pattern is formed or on another transparent substrate. Therefore, the degree of freedom in processing is high.
【００２８】ただし、本発明は遮光膜パターンが形成さ
れる第１主面がさらに位相シフタを備えることを妨げる
ものではない。従来より、コンタクト・ホール・パター
ンの偽解像を打ち消したりプロキシミティ・エラーを修
正するために、位相シフト・マスクと斜方照明を組み合
わせる方法が提案されているが、上述のように第１主面
がさらに位相シフタを備えていれば、（位相シフト法）
＋（斜法照明）と同等の効果を得ることができる。However, the present invention does not prevent that the first main surface on which the light shielding film pattern is formed is further provided with a phase shifter. Conventionally, a method of combining a phase shift mask and oblique illumination has been proposed in order to cancel the false resolution of the contact hole pattern and correct the proximity error. If the surface is further equipped with a phase shifter (phase shift method)
The same effect as + (oblique method illumination) can be obtained.
【００２９】また、本発明の露光方法では、上述のフォ
トマスク用い、照明光を回折手段側から垂直に入射させ
る。入射光は回折手段により数次の回折光に分かれて透
明基板中を伝搬するが、このうち強度の高い低次の回折
光と直進成分（０次光）とが遮光膜パターンに斜めに入
射する。すなわち、斜方照明と同じことが行われる。本
発明の露光方法によれば、従来の斜方照明法とは異なり
投影露光装置の照明光学系にフィルタを介在させる必要
が無いため、光学系をシンプルな構成にできる他、光量
のロスも少ない。また、遮光膜パターンに応じて回折光
の出射パターンを最適化することができるため、従来の
斜方照明法で問題となっていた解像度のパターン依存性
も解消することができる。Further, in the exposure method of the present invention, the above-mentioned photomask is used, and the illumination light is made incident vertically from the diffraction means side. The incident light is divided into several orders of diffracted light by the diffracting means and propagates through the transparent substrate. Among them, the high order low order diffracted light and the straight-ahead component (0th order light) are obliquely incident on the light shielding film pattern. . That is, the same as the oblique illumination is performed. According to the exposure method of the present invention, unlike the conventional oblique illumination method, since it is not necessary to interpose a filter in the illumination optical system of the projection exposure apparatus, the optical system can be made simple and the loss of light quantity is small. . Moreover, since the emission pattern of the diffracted light can be optimized according to the light-shielding film pattern, the pattern dependence of the resolution, which has been a problem in the conventional oblique illumination method, can be eliminated.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
【００３１】第１の実施の形態 まず、本発明の第１の実施の形態として、回折格子を有
するフォトマスクについて図１を参照しながら説明す
る。このフォトマスクＲ１は、ガラス基板２の一方の主
面にＣｒ膜をエッチングして形成された遮光膜パターン
３、他方の主面に回折格子５を形成したものである。上
記回折格子５は、上記遮光膜パターン３が単純なライン
・アンド・スペースのパターンであれば、これと同じ繰
り返しピッチを有する溝パターンとして形成することが
できる。また、遮光膜パターン３が２次元格子状であれ
ば、同様に同じ繰り返しピッチで２次元格子状の溝を刻
設すれば良い。これは、従来の四ツ目型の斜方照明と同
等の効果をもたらす。First Embodiment First, as a first embodiment of the present invention, a photomask having a diffraction grating will be described with reference to FIG. This photomask R1 has a light-shielding film pattern 3 formed by etching a Cr film on one main surface of a glass substrate 2 and a diffraction grating 5 on the other main surface. If the light-shielding film pattern 3 is a simple line-and-space pattern, the diffraction grating 5 can be formed as a groove pattern having the same repeating pitch. If the light-shielding film pattern 3 has a two-dimensional lattice shape, the two-dimensional lattice-like grooves may be similarly formed at the same repeating pitch. This brings about an effect equivalent to that of the conventional four-sided oblique illumination.
【００３２】また、より複雑な遮光膜パターン３に対応
したい場合、あるいは、回折光の出射方向を局所的に制
御したい場合には、回折格子５の形成にフォトリソグラ
フィの手法を適用しても良い。すなわち、ガラス基板２
上にフォトレジスト等の感光性材料を塗布し、投影レン
ズ７側から露光を行うことにより遮光膜パターン３の回
折像の潜像を感光性材料膜に形成し、現像処理を経て微
細な凹凸を形成することができる。Further, if it is desired to cope with a more complicated light-shielding film pattern 3 or to locally control the outgoing direction of the diffracted light, a photolithography method may be applied to the formation of the diffraction grating 5. . That is, the glass substrate 2
A photosensitive material such as a photoresist is applied on the surface, and a latent image of a diffraction image of the light-shielding film pattern 3 is formed on the photosensitive material film by performing exposure from the projection lens 7 side, and fine unevenness is formed through development processing. Can be formed.
【００３３】次に、このフォトマスクＲ１を用いた場合
の解像の原理について、説明する。すなわち、開口絞り
１を通過してフォトマスクＲ１に対して回折格子５側か
ら垂直に入射した照明光は、該照明光の波長λ，格子定
数（溝の間隔）ｄ，および回折の次数ｍにより決まる角
度で回折する。図１には±１次回折光が図示されてい
る。ここで、−１次回折光に注目すると、この光はガラ
ス基板２を透過して反対面側に形成されている遮光膜パ
ターン３に斜めに入射する。すなわち、斜方照明が行わ
れたことになる。Next, the principle of resolution when the photomask R1 is used will be described. That is, the illumination light that has passed through the aperture stop 1 and is vertically incident on the photomask R1 from the diffraction grating 5 side is defined by the wavelength λ of the illumination light, the grating constant (interval between grooves) d, and the diffraction order m. Diffract at a determined angle. FIG. 1 shows the ± first-order diffracted lights. Here, focusing on the −1st order diffracted light, this light is transmitted through the glass substrate 2 and obliquely enters the light shielding film pattern 3 formed on the opposite surface side. That is, the oblique illumination is performed.
【００３４】ここから先は、従来の斜方照明法の解像理
論と同じである。すなわち、遮光膜パターン３の開口部
４から出射する光は、該遮光膜パターン３のエッジで回
折される。ただし、入射光、すなわち回折格子５による
−１次回折光の光路がもともと照明光学系の光軸から傾
いているため、遮光膜パターン３で回折されずに直進す
る成分（０次光）は投影レンズ７に斜めに入射する。こ
のため、投影レンズ７に入射できる回折光は＋の次数の
回折光のみとなる。しかし、片側のみの符号の次数であ
っても回折角の大きい回折光が取り込まれるため、限界
解像度は向上する。また、図１には０次光と＋１次回折
光とが同じ入射角で投影レンズ７に取り込まれる様子が
示されているが、このように入射角を設定することによ
り０次光と＋１次回折光の光路差を解消し、焦点深度Ｄ
ＯＦを拡大することができる。From this point onward, the resolution theory of the conventional oblique illumination method is the same. That is, the light emitted from the opening 4 of the light shielding film pattern 3 is diffracted at the edge of the light shielding film pattern 3. However, since the optical path of incident light, that is, the −1st-order diffracted light by the diffraction grating 5 is originally inclined from the optical axis of the illumination optical system, the component (0th-order light) that is not diffracted by the light-shielding film pattern 3 but goes straight is the projection lens. It is obliquely incident on 7. Therefore, the diffracted light that can enter the projection lens 7 is only the diffracted light of the + order. However, since the diffracted light having a large diffraction angle is taken in even with the order of the code on only one side, the limit resolution is improved. Further, FIG. 1 shows that the 0th-order light and the + 1st-order diffracted light are taken into the projection lens 7 at the same incident angle. However, by setting the incident angle in this way, the 0th-order light and the + 1st-order diffracted light Eliminates the optical path difference of
The OF can be expanded.
【００３５】第２の実施の形態 次に、本発明の第２の実施の形態として、上述のフォト
マスクＲ１をステッパに搭載して縮小投影露光を行う方
法について説明する。図２に、ステッパの光学系を模式
的に示す。この光学系は、光源１１から出射される照明
光をコリメータ・レンズ１２により平行光に変換し、こ
れをハエの眼レンズ１３を通過させて照度を均一化さ
せ、さらに開口絞り１を通過させた後、コンデンサ・レ
ンズ１４により集光してフォトマスクＲ１を照明し、そ
の透過光を投影レンズ７の瞳に入射させることにより、
フォトマスクＲ１の遮光膜パターン３の像を露光ステー
ジ１８に置かれたウェハＷ上のフォトレジスト膜に縮小
投影させるものである。本光学系において、ハエの眼レ
ンズ１３の面、すなわち有効光源面は、縮小投影レンズ
７と共役であり、また、フォトマスクＲ１の面とウェハ
Ｗの面も共役である。すなわち、フォトマスクＲ１の遮
光膜パターン３のフーリエ変換像が瞳面に結像し、その
逆変換像がウェハＷ上に結像するようになされている。Second Embodiment Next, as a second embodiment of the present invention, a method of carrying out reduction projection exposure by mounting the above-mentioned photomask R1 on a stepper will be described. FIG. 2 schematically shows the optical system of the stepper. In this optical system, the collimator lens 12 converts the illumination light emitted from the light source 11 into parallel light, which is passed through a fly's eye lens 13 to make the illuminance uniform and further passed through an aperture stop 1. After that, the condenser lens 14 collects the light to illuminate the photomask R1, and the transmitted light is incident on the pupil of the projection lens 7,
The image of the light-shielding film pattern 3 of the photomask R1 is reduced and projected onto the photoresist film on the wafer W placed on the exposure stage 18. In this optical system, the surface of the fly-eye lens 13, that is, the effective light source surface, is conjugate with the reduction projection lens 7, and the surface of the photomask R1 and the surface of the wafer W are also conjugate. That is, the Fourier transform image of the light-shielding film pattern 3 of the photomask R1 is formed on the pupil plane, and the inverse transform image thereof is formed on the wafer W.
【００３６】上記光源１１から投影レンズに至る光路
は、装置全体のコンパクト化を図るために、要所に配さ
れたミラー１５，１６で屈曲されている。図２では、こ
れらミラー１５，１６はコンデンサ・レンズ１４とフォ
トマスクＲ１の間に配されているが、配設位置はこの限
りではない。The optical path from the light source 11 to the projection lens is bent by mirrors 15 and 16 arranged at important points in order to make the entire apparatus compact. In FIG. 2, these mirrors 15 and 16 are arranged between the condenser lens 14 and the photomask R1, but the arrangement position is not limited to this.
【００３７】上記光源１１は、ｇ線やｉ線を放出する高
圧水銀ランプであっても、あるいはＫｒＦ，ＡｒＦ等の
エキシマ・レーザ光源であっても良い。また、上述の光
学系はステッパ、ステップ・アンド・リピート式もしく
はステップ・アンド・スキャン式のいずれのタイプの露
光を行うものであっても良く、縮小比についても特に限
定されるものではない。さらに、投影レンズ７には瞳フ
ィルタが設けられていても良いが、従来の変形照明にお
いて有効光源の形状を変化させる目的で用いられていた
ような照明光学系のフィルタは、一切不要である。The light source 11 may be a high-pressure mercury lamp that emits g-rays or i-rays, or an excimer laser light source such as KrF or ArF. Further, the above-mentioned optical system may perform any type of exposure such as a stepper, step-and-repeat type or step-and-scan type, and the reduction ratio is not particularly limited. Further, the projection lens 7 may be provided with a pupil filter, but a filter of the illumination optical system used for the purpose of changing the shape of the effective light source in the conventional modified illumination is not necessary at all.
【００３８】第３の実施の形態 本発明では、回折手段として上述のような回折格子５の
代わりにホログラムを形成することもできる。このホロ
グラムとしては、位相型ホログラムあるいは振幅型ホロ
グラムが用いられる。 Third Embodiment In the present invention, a hologram can be formed as the diffracting means instead of the diffraction grating 5 as described above. As this hologram, a phase hologram or an amplitude hologram is used.
【００３９】位相型ホログラムは、干渉縞の強度分布を
感光材料の屈折率の変化あるいは表面凹凸の変化として
記録したホログラムであり、記録材料としてはフォトレ
ジストやサーモプラスチック等の感光材料、あるいは銀
塩感光材料に漂白処理を施したものが用いられる。たと
えば、デュポン社製ＨＲＳ−３５２（商品名）等のフォ
トレジスト材料膜にＡｒレーザ（３５８ｎｍ）を用いて
ホログラムを記録することができる。The phase hologram is a hologram in which the intensity distribution of interference fringes is recorded as a change in the refractive index of the photosensitive material or a change in the surface unevenness. The recording material is a photosensitive material such as photoresist or thermoplastic, or a silver salt. A bleached photosensitive material is used. For example, a hologram can be recorded on a photoresist material film such as HRS-352 (trade name) manufactured by DuPont by using an Ar laser (358 nm).
【００４０】近年の露光装置の光源は紫外光源であるた
め、上述のような位相型ホログラムを用いることが信頼
性、効率の両面から理想的であるが、振幅型ホログラム
を用いることもできる。振幅型ホログラムは、干渉縞の
強度分布を感光材料の濃度変化として記録したホログラ
ムであり、記録材料としては銀塩やフォトクロミック材
料を使用することができる。Since the light source of the exposure apparatus in recent years is an ultraviolet light source, it is ideal to use the phase hologram as described above in terms of reliability and efficiency, but an amplitude hologram can also be used. The amplitude hologram is a hologram in which the intensity distribution of interference fringes is recorded as a change in the density of the photosensitive material, and a silver salt or a photochromic material can be used as the recording material.
【００４１】回折手段としてホログラムを利用した場合
にも、解像の原理はほぼ上述したとおりである。Even when a hologram is used as the diffracting means, the principle of resolution is almost as described above.
【００４２】第４の実施の形態 上述の実施の形態では、いずれも１枚のガラス基板２の
表裏に遮光膜パターン３と回折手段を形成したが、ここ
では２枚のガラス基板上に遮光膜パターンと回折手段５
とを別々に設け、これらの基板を背面にて当接させた構
成とした。 Fourth Embodiment In each of the above-described embodiments, the light shielding film pattern 3 and the diffracting means are formed on the front and back surfaces of one glass substrate 2, but here, the light shielding film is formed on two glass substrates. Pattern and diffractive means 5
Are separately provided, and these substrates are brought into contact with each other on the back surface.
【００４３】すなわち、図３に示されるように、第１の
ガラス基板２ａ上に回折格子５を形成した回折マスクｒ
１と、第２のガラス基板２ｂ上に遮光膜パターン３を形
成したパターン・マスクｒ２とを、回折格子５と遮光膜
パターン３の非形成面同士で当接させて、フォトマスク
Ｒ２を構成した。That is, as shown in FIG. 3, a diffraction mask r having a diffraction grating 5 formed on the first glass substrate 2a.
1 and the pattern mask r2 in which the light shielding film pattern 3 is formed on the second glass substrate 2b are brought into contact with each other between the surfaces on which the diffraction grating 5 and the light shielding film pattern 3 are not formed to form the photomask R2. .
【００４４】このフォトマスクＲ２がもたらす解像上の
効果は前述のとおりであるが、その製造工程においては
回折格子５と遮光膜パターン３とが別々のガラス基板上
で形成されるため、作成時の歩留まりが向上する。ま
た、種々のパターン・マスクｒ２に対して共通の回折マ
スクｒ１を使用することも可能となる。ただし、パター
ン・マスクｒ２が複雑な遮光膜パターン３を有する場合
には、回折マスクｒ１とのアライメントに高い精度が要
求される。Although the resolution effect brought about by the photomask R2 is as described above, the diffraction grating 5 and the light-shielding film pattern 3 are formed on different glass substrates in the manufacturing process thereof. Yield is improved. It is also possible to use a common diffraction mask r1 for various pattern masks r2. However, when the pattern mask r2 has a complicated light-shielding film pattern 3, high accuracy is required for alignment with the diffraction mask r1.
【００４５】第５の実施の形態 ところで、上述の各実施の形態では、いずれも回折手段
と遮光膜パターンとを一体的に用いるフォトマスクにつ
いて説明したが、ここでは回折手段と遮光膜パターンと
が投影光学系の中で分離して配されたフォトマスクにつ
いて説明する。図４は、図２に示した投影光学系中、コ
ンデンサ・レンズ１４から投影レンズ７へ至る光学系が
リレー・レンズ１９を含むリレー光学系に変更された光
学系を示している。このリレー・レンズ１９を挟んで共
役位置に配された回折マスクｒ１とパターン・マスクｒ
２とが、共同して斜方照明機能を有するフォトマスクＲ
３として働く。この光学系は、有効光源の形状をドーナ
ツ状（輪帯状）とする従来の斜法照明法において、ドー
ナツ状の開口を有するシャッタに替えて、その配設位置
に回折マスクｒ２を配設したものとみることができ、同
様の斜方照明効果を得ることができる。 Fifth Embodiment By the way, in each of the above-mentioned embodiments, the photomask in which the diffracting means and the light shielding film pattern are integrally used has been described, but here, the diffracting means and the light shielding film pattern are combined. Photomasks that are separately arranged in the projection optical system will be described. FIG. 4 shows an optical system in which the optical system from the condenser lens 14 to the projection lens 7 is changed to a relay optical system including a relay lens 19 in the projection optical system shown in FIG. The diffraction mask r1 and the pattern mask r, which are arranged at conjugate positions with the relay lens 19 interposed therebetween.
Photomask R that has a diagonal illumination function in collaboration with 2
Work as 3. In this optical system, in the conventional oblique illumination method in which the shape of an effective light source is a donut shape (ring shape), a shutter having a donut shape opening is replaced with a diffraction mask r2 at that position. Therefore, the same oblique lighting effect can be obtained.
【００４６】[0046]
【実施例】ここで、回折格子５を形成したフォトマスク
Ｒ１をｉ線ステッパにセットして、実際に解像性能を評
価した。EXAMPLE Here, the photomask R1 having the diffraction grating 5 formed thereon was set on an i-line stepper, and the resolution performance was actually evaluated.
【００４７】使用したフォトマスクＲ１は、１．２５μ
ｍ幅のライン・アンド・スペース状の遮光膜パターン３
をガラス基板の一方の主面（第１主面）に有し、他方の
主面（第２主面）にダイヤモンド・カッターにて１．２
５μｍ幅の直線状の溝を刻んで回折格子を形成したもの
である。上記遮光膜パターン３においてラインの延びる
方向と、回折格子５において溝の走る方向は互いに平行
とした。このフォトマスクＲ１を、ｉ線ステッパ（キャ
ノン社製；製品名ＦＰＡ−２０００ｉｌ，ＮＡ＝０．５
２，縮小比＝１／５倍）にセットした。The photomask R1 used is 1.25 μm.
Line-and-space light-shielding film pattern 3 with m width
On one main surface (first main surface) of the glass substrate and 1.2 on the other main surface (second main surface) with a diamond cutter.
A diffraction grating is formed by carving a linear groove having a width of 5 μm. The line extending direction in the light shielding film pattern 3 and the groove running direction in the diffraction grating 5 are parallel to each other. An i-line stepper (manufactured by Canon Inc .; product name FPA-2000il, NA = 0.5) is used as the photomask R1.
2, reduction ratio = 1/5 times).
【００４８】一方、サンプルとしたウェハＷは、予め２
００℃，９０秒間の脱水ベーキングを経た５インチ径の
シリコン・ウェハ上に、ｉ線用ポジ型フォトレジスト材
料（東京応化工業社製；製品名ＴＨＭＲ−ｉＰ１８０
０）を膜厚１．２μｍとなるようにスピンコートし、９
０℃，９０秒間のベーキングにより溶媒を除去して作成
したものである。このウェハＷを、露光ステージ１８上
にセットした。On the other hand, as the sample wafer W, 2
A positive photoresist material for i-line (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; product name THMR-iP180) is formed on a silicon wafer having a diameter of 5 inches which has been dehydrated and baked at 00 ° C. for 90 seconds.
0) was spin-coated to a film thickness of 1.2 μm, and
It was prepared by removing the solvent by baking at 0 ° C. for 90 seconds. The wafer W was set on the exposure stage 18.
【００４９】この状態で、露光量２５０ｍＪ／ｃｍ2 に
て露光を行った後、１１０℃，９０秒間のポスト・エク
スポージャ・ベーキング（ＰＥＢ）を行い、アルカリ現
像液（東京応化工業社製；製品名ＮＭＤ−Ｗ）を用いて
６０秒間のパドル現像を行った。現像後のウェハＷを走
査型電子顕微鏡で観察したところ、０．２５μｍまでの
ライン・アンド・スペースが良好に解像していた。In this state, after exposure with an exposure amount of 250 mJ / cm 2 , post exposure baking (PEB) was performed at 110 ° C. for 90 seconds, and an alkali developing solution (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; product Paddle development was performed for 60 seconds using NMD-W). When the wafer W after development was observed with a scanning electron microscope, lines and spaces up to 0.25 μm were well resolved.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明ではフォトマスク自身が斜方照明機能を持つため、露
光装置の光学系の大幅な改造を必要とせず、また、従来
の斜方照明におけるような照明光のロスも生じない。ま
た、フォトマスク上で回折光の角度分布を最適化すれ
ば、複雑な瞳操作は一切不要となる。回折手段の形成そ
のものは、位相シフタの形成のように煩雑ではなく、し
かも遮光膜パターンとは透明基板の反対側の面あるいは
他の透明基板上で行われるため、設計や加工の自由度が
高い。したがって、このフォトマスクを使用すれば、極
めて容易かつ正確に斜方照明にもとづく投影露光が可能
となる。本発明は、かかるフォトリソグラフィの精度向
上を通じて、半導体デバイスや液晶デバイスの高集積
化、高性能化に大きく貢献するものである。As is apparent from the above description, in the present invention, since the photomask itself has an oblique illumination function, the optical system of the exposure apparatus does not need to be largely modified, and the conventional oblique There is no loss of illumination light as in illumination. Further, if the angle distribution of the diffracted light is optimized on the photomask, no complicated pupil operation is necessary. The formation of the diffractive means is not as complicated as the formation of the phase shifter, and moreover, the degree of freedom in design and processing is high because it is performed on the surface opposite to the transparent substrate from the light-shielding film pattern or on another transparent substrate. . Therefore, by using this photomask, it is possible to perform projection exposure based on oblique illumination extremely easily and accurately. The present invention greatly contributes to high integration and high performance of semiconductor devices and liquid crystal devices by improving the accuracy of photolithography.
【図１】本発明のフォトマスクとその解像原理を説明す
るための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a photomask of the present invention and a resolution principle thereof.
【図２】本発明のフォトマスクを搭載したステッパの光
学系を概略的に示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing an optical system of a stepper equipped with the photomask of the present invention.
【図３】本発明の他のフォトマスクの構成を表す模式図
である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of another photomask of the present invention.
【図４】本発明のさらに他のフォトマスクの構成を投影
光学系と共に表す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of still another photomask of the present invention together with a projection optical system.
【図５】従来のフォトリソグラフィの解像原理を説明す
るための模式図であり、（ａ）図は通常のフォトリソグ
ラフィ、（ｂ）図は位相シフト法、（ｃ）図は斜方照明
法の場合にそれぞれ対応する。5A and 5B are schematic diagrams for explaining the resolution principle of conventional photolithography, where FIG. 5A is normal photolithography, FIG. 5B is a phase shift method, and FIG. 5C is an oblique illumination method. In case of.
２，２ａ，２ｂ ガラス基板 ３ 遮光膜パターン ４ 開口部 ５ 回折格子 ７ 投影レンズ １９ リレー・レンズ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ フォトマスク ｒ１ 回折マスク ｒ２ パターン・マスク 2, 2a, 2b Glass substrate 3 Light-shielding film pattern 4 Opening 5 Diffraction grating 7 Projection lens 19 Relay lens R1, R2, R3 Photomask r1 Diffraction mask r2 Pattern mask
Claims (15)
る遮光膜パターン、該第１主面の裏面に相当する第２主
面に回折手段をそれぞれ有し、該回折手段による回折光
を該開口へ斜め入射させるようになされたフォトマス
ク。1. A light-shielding film pattern having a predetermined opening on a first main surface of a transparent substrate, and a diffractive means on a second main surface corresponding to the back surface of the first main surface, and diffracted light by the diffractive means. A photomask adapted to obliquely enter the aperture.
記載のフォトマスク。2. The diffractive means is a diffraction grating.
The photomask as described.
１記載のフォトマスク。3. The photomask according to claim 1, wherein the diffraction means is a hologram.
る請求項１記載のフォトマスク。4. The photomask according to claim 1, wherein the first main surface further comprises a phase shifter.
ターンが形成された第１の透明基板と、第１主面に回折
手段が形成された第２の透明基板とが、該回折手段によ
る回折光を該開口へ斜め入射させるように組み合わされ
てなるフォトマスク。5. The diffracted light is formed by a first transparent substrate having a light-shielding film pattern having a predetermined opening formed on the first main surface and a second transparent substrate having diffractive means formed on the first main surface. A photomask which is combined so that the light diffracted by the means is obliquely incident on the opening.
記載のフォトマスク。6. The diffractive means is a diffraction grating.
The photomask as described.
５記載のフォトマスク。7. The photomask according to claim 5, wherein the diffraction means is a hologram.
らに位相シフタを備える請求項５記載のフォトマスク。8. The photomask according to claim 5, wherein the first main surface of the first transparent substrate further comprises a phase shifter.
板とが、前記遮光膜および前記回折手段の非形成面であ
る第２主面同士を当接させるごとく組み合わされてなる
請求項５記載のフォトマスク。9. The first transparent substrate and the second transparent substrate are combined in such a manner that the second main surfaces, which are the surfaces on which the light shielding film and the diffracting means are not formed, are brought into contact with each other. 5. The photomask according to item 5.
基板とが、投影光学系の共役位置に配されてなる請求項
５記載のフォトマスク。10. The photomask according to claim 5, wherein the first transparent substrate and the second transparent substrate are arranged at a conjugate position of a projection optical system.
し、該フォトマスクの透過光を投影光学系の瞳に入射さ
せて該遮光膜パターンの像を基板上に投影する露光方法
において、 前記フォトマスクとして、所定の開口を有する遮光膜パ
ターンと、該遮光膜パターンの開口に斜めに回折光を入
射させることが可能な回折手段の双方を備えたものを使
用し、前記照明を該回折手段側から垂直に行う露光方
法。11. An exposure method in which a photomask is illuminated with illumination light and the transmitted light of the photomask is incident on a pupil of a projection optical system to project an image of the light-shielding film pattern onto a substrate. A mask provided with both a light-shielding film pattern having a predetermined opening and a diffractive means capable of obliquely entering diffracted light into the opening of the light-shielding film pattern is used, and the illumination is provided on the diffractive means side. From the vertical exposure method.
パターンと前記回折手段とが同一の透明基板の第１主面
とその裏面に相当する第２主面に各々形成されてなるも
のを用いる請求項１１記載の露光方法。12. The photomask, wherein the light-shielding film pattern and the diffractive means are formed on a first main surface and a second main surface corresponding to the back surface of the same transparent substrate, respectively. 11. The exposure method according to item 11.
パターンと前記回折手段とが第１の透明基板と第２の透
明基板の第１主面上に各々形成されてなるものを用いる
請求項１１記載の露光方法。13. The photomask according to claim 11, wherein the light-shielding film pattern and the diffractive means are formed on a first main surface of a first transparent substrate and a second transparent substrate, respectively. Exposure method.
基板とを、前記遮光膜および前記回折手段の非形成面で
ある第２主面同士を当接させるごとく配する請求項１３
記載の露光方法。14. The first transparent substrate and the second transparent substrate are arranged in such a manner that the second principal surfaces, which are the surfaces on which the light shielding film and the diffracting means are not formed, are brought into contact with each other.
Exposure method according to the above.
基板とを前記投影光学系の共役位置に配する請求項１３
記載の露光方法。15. The first transparent substrate and the second transparent substrate are arranged at a conjugate position of the projection optical system.
Exposure method according to the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20110495A JPH0950117A (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Photomask and exposing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20110495A JPH0950117A (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Photomask and exposing method using the same |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP20110495A Withdrawn JPH0950117A (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Photomask and exposing method using the same |
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| JP (1) | JPH0950117A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-08-07 JP JP20110495A patent/JPH0950117A/en not_active Withdrawn
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