JP3094439B2 - Exposure method - Google Patents
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体素子や液晶素子等を製造するために用
いられるフォトマスク及び該フォトマスクに形成された
パターンを感応基板（ウエハ）上に転写する露光方法に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a photomask used for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal device, and the like, and a pattern formed on the photomask is transferred onto a sensitive substrate (wafer). The exposure method.
［従来の技術］ 半導体素子の製造においては年々微細化と高集積化が
進み、増々線幅の細いリソグラフィ工程が要求されてき
ている。[Prior Art] In the production of semiconductor devices, miniaturization and high integration are progressing year by year, and a lithography process with an increasingly narrower line width is required.
従来、微細なパターンを高いコントラストで基板上に
転写する方法として、例えば特公昭62−50811号公報に
開示されているように、空間周波数変調型の位相シフト
法を用いること、およびパターン分割露光を行なうこと
が提案されていた。Conventionally, as a method of transferring a fine pattern on a substrate with high contrast, for example, as disclosed in JP-B-62-50811, using a spatial frequency modulation type phase shift method, and pattern division exposure It was proposed to do so.
［発明が解決しようとする課題］ 空間周波数変調型の位相シフト法では、透過部と遮蔽
部とで形成された所定のパターンを転写するに当って、
遮蔽部を挟む両側の透過部の少なくとも一方に位相部材
（誘電体膜）を設け、この両側の透過部に位相差を生じ
させて、解像度を高めたものである。[Problems to be Solved by the Invention] In the spatial frequency modulation type phase shift method, in transferring a predetermined pattern formed by a transmitting portion and a shielding portion,
A phase member (dielectric film) is provided on at least one of the transmission sections on both sides of the shielding section, and a phase difference is generated between the transmission sections on both sides to increase the resolution.
この方法を、透過部Ｇと遮蔽部Crが交互に繰り返され
たラインアンドスペースパターンに適用する場合を第４
図（ａ）に示した。同図でπと記入されているパターン
が、位相部材を設けた透過部である。また図の点線部分
は、位相部材の周縁部（以下、エッジと呼ぶ）であり、
この場合エッジは遮蔽部Cr上にある。The case where this method is applied to a line-and-space pattern in which a transparent portion G and a shielding portion Cr are alternately repeated is described in the fourth case.
This is shown in FIG. In the figure, the pattern marked with π is a transmission portion provided with a phase member. The dotted line in the figure is the periphery of the phase member (hereinafter, referred to as an edge).
In this case, the edge is on the shield Cr.
ところが、第４図（ｂ）のように周囲を透過部Ｇで囲
まれた遮蔽部Crの場合には、透過部Ｇ上に位相部材のエ
ッジができてしまう。この部分を実線で示した。そし
て、このエッジ部分では、両側の位相が反転しているた
め、本来露光されるべき位置であるにもかかわらず、光
の強度が０となってしまう。そのため、たとえばポジレ
ジストを使用して、基板に転写した場合には、第４図
（ｃ）で示すように、第４図（ｂ）に示した遮蔽部Crに
対応したレジストパターン（凸部）Ｒとともに、スペー
スパターンＳ上に不要なレジストパターンＥが残ってし
まうという現象がおきていた。However, in the case of the shielding portion Cr surrounded by the transmitting portion G as shown in FIG. 4B, an edge of the phase member is formed on the transmitting portion G. This part is shown by a solid line. At this edge portion, since the phases on both sides are inverted, the light intensity becomes zero even though it is a position to be originally exposed. Therefore, when a positive resist is used for transfer to the substrate, as shown in FIG. 4C, a resist pattern (convex portion) corresponding to the shielding portion Cr shown in FIG. 4B is used. A phenomenon has occurred in which an unnecessary resist pattern E remains on the space pattern S together with R.
一方、パターン分割露光はパターンの密度等に応じて
パターンをいくつかに分解するものである。例えば隣接
する透過部をそれぞれ別のフォトマスクに設けるなどし
て、１枚のフォトマスク中の透過部の密度を低下させる
ことで、コントラストを向上させることができる。しか
しながら本方法を用いても、像のコントラストの向上は
周波数変調型の位相シフト法には及ばなかった。On the other hand, pattern division exposure is to decompose a pattern into several parts according to the pattern density and the like. For example, the contrast can be improved by reducing the density of the transmissive portions in one photomask by providing adjacent transmissive portions on different photomasks, for example. However, even with the use of this method, the improvement of the image contrast did not reach the frequency modulation type phase shift method.
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、
全てのパターンに対して周波数変調型の位相シフト法を
用いて像のコントラストを向上させ得るようにすること
を目的とする。The present invention has been made in view of these problems,
An object of the present invention is to improve the image contrast by using a frequency modulation type phase shift method for all patterns.
［課題を解決するための手段］ 本発明の請求項１に係る第１の露光方法では、感応基
板（ウエハ）上に形成すべき２次元パターン（RP）を、
第１方向（縦方向）に透過部（G1、H1）と遮蔽部（C
r1）とが交互に配列される第１パターン（RP1）と、第
１方向と直交する第２方向（横方向）に透過部（G2、
H2）と遮蔽部（Cr2）とが交互に配列される第２パター
ン（RP2）とを含む複数のパターンに分けるとともに、
遮蔽部を挟む両側の透過部でエネルギー線に位相差（例
えばπ）が生じるようにその両側の透過部の少なくとも
一方（H1、H2）でエネルギー線の位相を変化させる位相
部材（π）を設け、感応基板上に位相部材のエッジ部を
除いて２次元パターンが形成されるように、複数のパタ
ーンにそれぞれエネルギー線を照射して感応基板上で前
記複数のパターンを重ね合わせ露光するものである。こ
のため、複数のパターンをそれぞれ像コントラストを向
上させて感応基板上に転写することができ、微細な２次
元パターンなどであっても感応基板上に精度良く形成す
ることが可能となっている。[Means for Solving the Problems] In the first exposure method according to claim 1 of the present invention, a two-dimensional pattern (RP) to be formed on a sensitive substrate (wafer) is
Transmitting unit in a first direction (vertical direction) (G 1, H 1) and the shielding section (C
r 1 ) are alternately arranged with a first pattern (RP 1 ), and a transmission portion (G 2 ,
Together into a plurality of patterns and a second pattern (RP 2) of H 2) and the shield portion (Cr 2) and are arranged alternately,
A phase member (π) that changes the phase of the energy beam in at least one of the transmission sections (H 1 , H 2 ) on both sides so that a phase difference (for example, π) occurs in the energy beam between the transmission sections on both sides of the shielding section. And irradiating each of the plurality of patterns with energy rays so as to form a two-dimensional pattern on the sensitive substrate except for an edge portion of the phase member, and superimposing and exposing the plurality of patterns on the sensitive substrate. It is. Therefore, a plurality of patterns can be transferred onto the sensitive substrate with improved image contrast, and even a fine two-dimensional pattern or the like can be accurately formed on the sensitive substrate.
なお、本発明ではエネルギー線に対してほぼ透明な基
板上に該エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とにより
幾何学的なパターンが形成され、該パターンを感応基板
へ転写するために使われるフォトマスクであって、前記
感応基板上に形成すべき全体パターンが、パターンの局
所的な形状もしくは密度に応じて、全体パターンの透過
部及び遮蔽部の一部分に対応する透明部及び遮光部を有
する複数のパターンに分解されて形成されているととも
に（以下、わかりやすくするため分解パターンにおいて
は遮蔽部に対応して遮光部、透過部に対応して透明部と
記す）、該分解パターンの遮光部を挟む両側の透明部の
少なくとも一方に、透過光の位相を変化させる位相部材
が設けられ、かつ、前記複数の分解パターンの各々は、
前記全体パターンの透過部の一部分に対応する透明部の
周辺を囲む遮光部を有するとともに、前記分解パターン
の遮光部の対向した２つのエッジ部が互いに異なる透明
部に隣接して形成されたフォトマスクを用いてもよい。
また、本発明ではエネルギー線に対してほぼ透明な基板
上にに該エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とからな
る幾何学的なパターンが形成されたフォトマスクを介し
て、前記エネルギー線を照射することにより感応基板を
露光する方法であって、前記感応基板上に形成すべき全
体パターンの局所的な形状もしくは密度に基いて、前記
全体パターンを、次の，の条件を満たすように複数
のパターンにまず分解する。In the present invention, a geometric pattern is formed on a substrate substantially transparent to energy rays by a transmission part and a shielding part for the energy rays, and a photomask used for transferring the pattern to a sensitive substrate. Wherein the entire pattern to be formed on the sensitive substrate has a plurality of transparent portions and light shielding portions corresponding to a part of the transmitting portion and the shielding portion of the entire pattern in accordance with the local shape or density of the pattern. It is formed by being decomposed into patterns (hereinafter referred to as a light shielding portion corresponding to a shielding portion and a transparent portion corresponding to a transmitting portion in the disassembly pattern for simplicity), and sandwiches the light shielding portion of the decomposition pattern. At least one of the transparent portions on both sides is provided with a phase member that changes the phase of transmitted light, and each of the plurality of decomposition patterns is
A photomask having a light-shielding portion surrounding the periphery of a transparent portion corresponding to a part of the transmission portion of the whole pattern, and two opposing edges of the light-shielding portion of the decomposition pattern formed adjacent to different transparent portions. May be used.
Further, in the present invention, the energy ray is irradiated through a photomask in which a geometric pattern including a transmission part and a shield part for the energy ray is formed on a substrate substantially transparent to the energy ray. A method of exposing the sensitive substrate, wherein the plurality of patterns are formed so as to satisfy the following conditions based on the local shape or density of the entire pattern to be formed on the sensitive substrate. Decompose first.
前記複数の分解パターンの各々は、前記全体パターン
の透過部の一部分に対応する透明部の周辺を囲む遮光部
を有する。Each of the plurality of decomposition patterns has a light-shielding portion surrounding a transparent portion corresponding to a part of the transmission portion of the entire pattern.
前記複数の分解パターンの各々は、前記全体パターン
の遮蔽部の一部分に対応する遮光部の対向した２つのエ
ッジ部が互いに異なる透明部に隣接する。In each of the plurality of decomposition patterns, two opposing edge portions of the light shielding portion corresponding to a part of the shielding portion of the entire pattern are adjacent to different transparent portions.
次いで、前記複数の分解パターンの各々をフォトマス
クに形成するとともに、該分解パターンの遮光部を挟む
両側の透明部の少なくとも一方に透過光の位相を変化さ
せる位相部材を設け、しかる後、前記複数の分解パター
ンの各々を前記感応基板上に順次位置合わせして重ね合
わせ露光するようにしてもよい。Next, each of the plurality of decomposition patterns is formed on a photomask, and a phase member that changes the phase of transmitted light is provided on at least one of the transparent portions on both sides of the light-shielding portion of the decomposition pattern. Each of the decomposition patterns may be sequentially aligned on the sensitive substrate, and may be overlapped and exposed.
さらに、本発明による第２の露光方法は、所定のエネ
ルギー線に対してほぼ透明な基板上に該エネルギー線に
対する透過部と遮蔽部とからなる幾何学的なパターンが
形成されたフォトマスクを介して、前記エネルギー線を
照射することにより感応基板を露光する方法であって、
前記パターンの遮蔽部を挟む両側の透過部の少なくとも
一方に透過光の位相を変化させる位相部材を設けて前記
パターンを露光するとともに、前記パターンの透過部上
における前記位相部材のエッジ部に対応する透過部を有
するフォトマスクを介して、前記エッジ部を再露光する
ものである。Further, the second exposure method according to the present invention uses a photomask in which a geometric pattern including a transmission part and a shielding part for the energy ray is formed on a substrate substantially transparent to the predetermined energy ray. A method of exposing a sensitive substrate by irradiating the energy ray,
A phase member for changing the phase of the transmitted light is provided on at least one of the transmission portions on both sides of the shielding portion of the pattern, and the pattern is exposed to light, and corresponds to an edge portion of the phase member on the transmission portion of the pattern. The edge portion is re-exposed through a photomask having a transmission portion.
特に、本発明の請求項４に係る第２の露光方法では、
エネルギー線に対する透過部（Ｇ）と遮蔽部（Cr）とが
交互に配列され、遮蔽部を挟む両側の透過部でエネルギ
ー線に位相差が生じるようにその両側の透過部の少なく
とも一方でエネルギー線の位相を変化させる位相部材
（π）が設けられるラインアンドスペースパターン（第
２図（ｂ））にエネルギー線を照射して感応基板を露光
し、かつラインアンドスペースパターンの配列方向に関
して位相部材の複数のエッジ部を包含する大きさで透過
部（G3）が形成されるフォトマスク（第２図（ｄ））を
介して、感応基板上での複数のエッジ部の転写領域をエ
ネルギー線で露光するものである。このため、感応基板
上に位相部材のエッジ部が形成されることがなく、複数
のエッジ部の転写領域を一回の露光動作で処理でき、か
つラインアンドスペースパターンの配列方向に関する位
置合わせ精度を比較的緩くできるので、感応基板の露光
時間の短縮、即ちスループットの向上を図ることが可能
となっている。In particular, in the second exposure method according to claim 4 of the present invention,
The transmission parts (G) and the shielding parts (Cr) for the energy rays are alternately arranged, and at least one of the transmission parts on both sides of the transmission parts on both sides sandwiching the shielding part so that a phase difference occurs between the energy rays. A line and space pattern (FIG. 2 (b)) provided with a phase member (π) for changing the phase is exposed to an energy beam to expose the sensitive substrate, and the phase and the phase member are arranged with respect to the arrangement direction of the line and space pattern. Through a photomask (FIG. 2 (d)) in which a transmission portion (G 3 ) having a size including the plurality of edges is formed, a transfer region of the plurality of edges on the sensitive substrate is irradiated with energy rays. Exposure. Therefore, the edge portion of the phase member is not formed on the sensitive substrate, the transfer regions of the plurality of edge portions can be processed by one exposure operation, and the alignment accuracy in the arrangement direction of the line and space pattern can be improved. Since it can be made relatively loose, the exposure time of the sensitive substrate can be shortened, that is, the throughput can be improved.
［作 用］ 本発明の露光方法では、最終的に感応基板上に形成す
べき全体パターンを、パターンの局所的な形状もしくは
密度に応じて複数のパターンに分解してもよい。ここ
で、分解された各パターン内では透明部の周辺は遮光部
で囲まれており、かつ遮光部の対向した２つのエッジ部
が互いに異なる透明部に隣接するように形成されている
（なお、本明細書では、全体パターンと分解パターンと
を区別しやすくするため、分解パターンにおける遮蔽
部、透過部はそれぞれ遮光部、透明部と呼ぶこととし
た）。[Operation] In the exposure method of the present invention, the entire pattern to be finally formed on the sensitive substrate may be decomposed into a plurality of patterns according to the local shape or density of the pattern. Here, in each of the decomposed patterns, the periphery of the transparent portion is surrounded by a light-shielding portion, and two opposing edge portions of the light-shielding portion are formed so as to be adjacent to different transparent portions. In this specification, in order to make it easy to distinguish the entire pattern from the disassembled pattern, the shielding portion and the transmitting portion in the disassembled pattern are referred to as a light shielding portion and a transparent portion, respectively.
上記のような条件で分解された場合には、透明部に設
けられた位相部材の全てのエッジ部は透明部でなく、遮
光部上に存在するようになる。従って、基板上にエッジ
部分のレジストが残るという現象を防ぐことができる。When decomposed under the above conditions, all the edge portions of the phase member provided in the transparent portion are present not on the transparent portion but on the light shielding portion. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon that the resist at the edge portion remains on the substrate.
これら分解したそれぞれのパターンは、別々のマスク
に設けるか、あるいは、一枚のマスク上に複数の同一サ
イズのパターン領域を設け、分解した各パターンを各パ
ターン領域内に設けるようにすればよい。そして前述の
ように、それぞれが所定の位置に重なるように露光を行
なうことにより、所定のパターンを基板上に転写するこ
とができる。These decomposed patterns may be provided on separate masks, or a plurality of pattern regions of the same size may be provided on one mask, and each decomposed pattern may be provided in each pattern region. Then, as described above, a predetermined pattern can be transferred onto the substrate by performing exposure so that each of them overlaps a predetermined position.
また、本発明の請求項４の露光方法では、位相部材の
エッジ部分のうち透過部上にあって光量が０になるとこ
ろに、マスクの別部分、ないし別のマスクを用いて、再
度露光を行なうものである。このようにすれば、エッジ
部分に十分な光量を与えることができるので、所定のパ
ターンを基板状に転写できる。In the exposure method according to the fourth aspect of the present invention, the exposure is performed again using another part of the mask or another mask at a position where the light amount becomes zero on the transmission part among the edge parts of the phase member. It is what you do. In this case, a sufficient amount of light can be given to the edge portion, and thus a predetermined pattern can be transferred onto the substrate.
したがって、従来の単純な位相シフトレチクルでは位
相部材のエッジが転写されてしまうようなパターンであ
っても、位相部材のエッジ部分がガラス部分にかからな
いようにガラス部分を分割して露光すること、ないし位
相部材のエッジ部に再度露光を行なうことにより、位相
部材のエッジの跡を残さずにレジストパターンを得るこ
とができる。Therefore, even in a pattern in which the edge of the phase member is transferred with a conventional simple phase shift reticle, the glass portion is divided and exposed so that the edge portion of the phase member does not cover the glass portion, or By exposing the edge of the phase member again, a resist pattern can be obtained without leaving a trace of the edge of the phase member.
［実施例］ （第１実施例） 第１実施例は、本発明を格子状のパターンに適用した
例である。Example (First Example) The first example is an example in which the present invention is applied to a lattice pattern.
第１図（ａ）はウエハに転写すべきパターンが形成さ
れたフォトマスクの一例を示す図である。第１図（ａ）
に示すようにマスク基板（石英等のガラス基板）Ｍに
は、遮光帯LSTで囲まれたパターン領域PA内に、所定波
長の光ビーム（例えば、ｉ線、KrFエキシマレーザ等）
に対する透過部（マスク裸面部）Ｇと遮蔽部（クロム
等）Crとにより格子状のマスクパターンRPが形成されて
いる。FIG. 1A shows an example of a photomask on which a pattern to be transferred to a wafer is formed. Fig. 1 (a)
As shown in the figure, a mask substrate (glass substrate such as quartz) M is provided with a light beam (for example, i-line, KrF excimer laser, etc.) of a predetermined wavelength in a pattern area PA surrounded by a light-shielding band LST.
A masking pattern RP in a lattice pattern is formed by a transparent portion (mask naked surface portion) G and a shielding portion (chrome or the like) Cr.
第１図（ａ）で示した目的とするパターンRPにおいて
は、同図で縦方向の透過部Ｇと横方向の透過部Ｇとが連
なっており、遮蔽部Crが透過部Ｇに囲まれるような構成
のパターンであるため、従来の位相シフト法を用いた場
合には以下に詳述するようにパターン欠陥が生じる。す
なわち、本実施例のパターンRPに対して最も効果的に周
波数変調が行えるように、透過光の位相を、例えばπだ
け変化させる膜厚の位相部材（誘電体膜）を設けた場
合、第１図（ｂ）のようになる。第１図（ｂ）において
Ｈで示した部分が、位相部材πが設けられている透明部
である。同図からわかるように、このパターンでは透過
部（マスク裸面部）Ｇ上に位相部材πのエッジがあるの
で、パターンをポジレジスト上に露光し、現像処理を施
した場合には、第１図（ｃ）のように遮蔽部Crに対応し
たレジストパターン（凸部）Ｒとともに、位相部材πの
エッジに対応してレジストが残る。すなわち、スペース
パターン（凹部）Ｓ上に、細いレジストパターン（凸
部）Ｅができてしまう。In the target pattern RP shown in FIG. 1 (a), the transmission part G in the vertical direction and the transmission part G in the horizontal direction are continuous with each other so that the shielding part Cr is surrounded by the transmission part G in FIG. Since the pattern has such a structure, a pattern defect occurs when the conventional phase shift method is used, as described in detail below. That is, when a phase member (dielectric film) having a thickness that changes the phase of transmitted light by, for example, π is provided so that the frequency modulation can be performed most effectively on the pattern RP of the present embodiment, the first The result is as shown in FIG. The portion indicated by H in FIG. 1 (b) is a transparent portion provided with the phase member π. As can be seen from this figure, since this pattern has an edge of the phase member π on the transmission part (mask naked surface part) G, when the pattern is exposed on a positive resist and subjected to development processing, the pattern shown in FIG. As shown in (c), the resist remains corresponding to the edge of the phase member π together with the resist pattern (convex portion) R corresponding to the shielding portion Cr. That is, a thin resist pattern (convex portion) E is formed on the space pattern (concave portion) S.
そこで、第１図（ｄ），（ｅ）に示すように、格子パ
ターン（第１図（ａ）に示した本発明の全体パターン）
RPを、横方向のパターンRP1と縦方向のパターンRP2とに
分解し、それぞれの透明部に１つおきに位相部材を設け
た。これら分解パターンRP1、RP2は、それぞれ遮光部Cr
1、Cr2と透過部とが交互に繰り返して配置されており、
各透明部のうち、位相部材πを設けた透明部をH1,H2、
位相部材のない透明部をG1,G2として示した。同図から
わかるように、ここで、分解パターンRP1、RP2の各々
は、第１図（ａ）に示した全体パターンRPを成す透過部
Ｇの一部分に対応した透明部G1,G2の周辺を囲む遮光部C
r1、Cr2（但し、第１図（ｄ）、（ｅ）には図示してい
ないが、ここでは遮光部としてパターン領域PAを囲む遮
光帯LSTも含むものとする）を有するとともに、全体パ
ターンRPを成す遮蔽部Crの一部分に対応した各遮光部Cr
1、Cr2の対向した２つのエッジ部が互いに異なる透明部
G1又はH1、G2又はH2に隣接して形成される。この結果、
全体パターンは各位相部材πのエッジ部が透明部Ｇ内に
存在しないように複数のパターンに分解されることにな
る。従って、第１図（ｂ）に示した全体パターンでは各
位相部材πのエッジ部が透明部Ｇ内に存在していたが、
第１図（ｄ）、（ｅ）に示した分解パターンRP1、RP2の
各々では各位相部材πのエッジ部が遮光部Cr1、Cr2内に
存在することになる。そして、第１図（ｄ），（ｅ）中
のＡ点が重なるように、順次位置合わせして重ね合わせ
露光を行なったところ、第１図（ｆ）のように、スペー
スパターンＳ上にレジストが残ることなく、欠陥の無い
レジストパターンＲを得ることができた。Therefore, as shown in FIGS. 1 (d) and (e), a lattice pattern (the entire pattern of the present invention shown in FIG. 1 (a))
The RP, decomposed into patterns RP 1 transverse and the longitudinal direction of the pattern RP 2, provided with a phase member every second in each of the transparent portions. Each of these decomposition patterns RP 1 and RP 2
1 , Cr 2 and the transmission part are alternately and repeatedly arranged,
Among the transparent portion, the transparent portions having a phase member [pi H 1, H 2,
The transparent portions without the phase member are shown as G 1 and G 2 . As can be seen from this figure, each of the decomposition patterns RP 1 and RP 2 is a transparent part G 1 , G 2 corresponding to a part of the transmission part G forming the whole pattern RP shown in FIG. Shading part C surrounding the periphery of
r 1 and Cr 2 (although not shown in FIGS. 1 (d) and 1 (e), it is assumed here that a light-shielding portion LST surrounding the pattern area PA is also included as a light-shielding portion), and that the entire pattern RP Each light shielding part Cr corresponding to a part of the shielding part Cr forming
1 , the transparent part where two opposite edges of Cr 2 are different from each other
It is formed adjacent to G 1 or H 1 , G 2 or H 2 . As a result,
The whole pattern is decomposed into a plurality of patterns so that the edge of each phase member π does not exist in the transparent portion G. Therefore, in the entire pattern shown in FIG. 1 (b), the edge of each phase member π exists in the transparent portion G,
In each of the decomposition patterns RP 1 and RP 2 shown in FIGS. 1D and 1E, the edge of each phase member π exists in the light shielding portions Cr 1 and Cr 2 . Then, when superposition exposure was performed by sequentially aligning the points A so that the points A in FIGS. 1D and 1E overlap with each other, the resist was formed on the space pattern S as shown in FIG. A resist pattern R having no defect could be obtained without remaining.
（第２実施例） 第２実施例は、本発明を孤立した直線パターン（第２
図（ａ））に適用した例である。第２図（ａ）におい
て、パターン領域PA内のマスク裸面部（透過部Ｇ）に
は、クロム等の遮蔽部Crで３本の直線パターンが形成さ
れている。(Second Embodiment) In a second embodiment, an isolated linear pattern (second
This is an example applied to FIG. In FIG. 2 (a), three linear patterns are formed on the mask bare surface portion (transmission portion G) in the pattern area PA by a shielding portion Cr such as chrome.
従来の方法で、周波数変調型の位相部材πを設けた場
合には例えば第２図（ｂ）のようなパターンになる。こ
の場合にも、ポジレジストを用いてパターンの転写をす
ると、透過部Ｇ上にある位相部材πのエッジ部が、第２
図（ｃ）のように遮光部Crに対応したレジストパターン
（凸部）Ｒとともに、スペースパターン（凹部）Ｓ上に
レジストパターンＥとして残り、欠陥となってしまう。When a frequency modulation type phase member π is provided by a conventional method, the pattern becomes, for example, as shown in FIG. 2 (b). Also in this case, when the pattern is transferred using a positive resist, the edge of the phase member π on the transmission portion G
As shown in FIG. 3C, the resist pattern E remains on the space pattern (concave portion) S together with the resist pattern (convex portion) R corresponding to the light shielding portion Cr, resulting in a defect.
そこで、第２図（ｄ）に示すような、全体パターン
（第２図（ｂ））の透過部Ｇ上にある位相部材πのエッ
ジ部に対応する部分を透過部G3としてもつパターンを用
意した。そして、第２図（ｂ）に示したマスクパターン
の露光に続けてこのパターンをＡ点が重なるように位置
合わせして重ね合わせ露光するようにした。この結果を
第２図（ｅ）に示す。同図から明らかなように、スペー
スパターンＳ上にレジストが残ることなく、欠陥のない
レジストパターンＲを得ることができる。Therefore, providing a pattern having, as shown in FIG. 2 (d), a portion corresponding to the edge portion of the phase members π located on the transmissive portion G of the entire pattern (FIG. 2 (b)) as a transmission unit G 3 did. Then, following the exposure of the mask pattern shown in FIG. 2 (b), this pattern was positioned so that the point A overlapped and the pattern was exposed. The result is shown in FIG. As is apparent from FIG. 7, a resist pattern R having no defect can be obtained without the resist remaining on the space pattern S.
ここでは第２図（ｄ）のパターンにより、前述の位相
部材πのエッジ部に対応した部分のレジストが露光され
るようにしたので、基板上にレジストが残ってしまう現
象を防ぐことができた。In this case, the resist in the portion corresponding to the edge portion of the phase member π is exposed by the pattern of FIG. 2D, so that the phenomenon that the resist remains on the substrate can be prevented. .
（第３実施例） 第３実施例は、複雑な形状をもつ孤立したパターンが
周期的に並んだマスクパターン（第３図（ａ）で示す）
に、本発明の２つの露光方法（第１、第２の実施例によ
る方法）を単独、または組合せて適用した例である。Third Embodiment A third embodiment is a mask pattern in which isolated patterns having a complicated shape are periodically arranged (shown in FIG. 3A).
In this example, two exposure methods (methods according to the first and second embodiments) of the present invention are applied singly or in combination.
第３図（ａ）に示すように、パターン領域PA内のマス
ク裸面部（透過部Ｇ）には、遮蔽部Crにより形成された
複数の孤立パターンが周期的に配列されている。従っ
て、このままでは周波数変調型の位相部材を設けても、
先の第１、第２実施例と同様に位相部材のエッジ部に対
応した部分のレジストが残ってしまい、所望のレジスト
パターンを得ることは困難である。As shown in FIG. 3A, a plurality of isolated patterns formed by the shielding portions Cr are periodically arranged on the mask bare surface portion (transmission portion G) in the pattern area PA. Therefore, even if a frequency modulation type phase member is provided as it is,
As in the first and second embodiments, the resist in the portion corresponding to the edge of the phase member remains, and it is difficult to obtain a desired resist pattern.
これに対し、第３図（ｂ）で示す位相部材πを設けた
第１のフォトマスクと、第１のフォトマスクにおいて、
透過部Ｇ上にある位相部材πのエッジ部に対応した部分
に露光を行なうための第２のマスク（第３図（ｃ））を
用意し、ポジレジスト付ウエハに対して２つのマスクの
Ａ点が互いに重なるように位置合わせして露光を行なっ
たところ、第３図（ｄ）のようにスペースパターンＳ上
にレジストが残ることなく、欠陥の無いレジストパター
ンＲを得ることができた。ここで、第３図（ｂ）、
（ｃ）に示したパターンでは共に、透過部Ｇ透過部Ｇ内
に位相部材πのエッジ部が存在しているが、重ね合わせ
露光を行った場合にはいずれのフォトマスクのエッジ部
であっても、他方のフォトマスクの透過部Ｇ（位相部材
πを備えた透過部も含む）に重なるため、エッジ部に対
応した部分のレジストが基板上に残存することはない。
尚、第３図（ｃ）で示す分解パターンにおいても位相部
材πを設けているが、第３図（ｂ）に示したパターンに
おける各透明部の間隔（遮光部Crの線幅）が投影光学系
の解像度に比較して充分に大きい場合には、特に設けな
くてもよい。On the other hand, in the first photomask provided with the phase member π shown in FIG.
A second mask (FIG. 3 (c)) for exposing a portion corresponding to the edge portion of the phase member π on the transmission portion G is prepared, and two masks A for the wafer with a positive resist are prepared. Exposure was performed by aligning the points so that they overlapped each other. As a result, a resist pattern R having no defect could be obtained without leaving any resist on the space pattern S as shown in FIG. 3D. Here, FIG. 3 (b),
In both of the patterns shown in (c), the edge portion of the phase member π exists in the transmission portion G in the transmission portion G. Also, the resist overlaps with the transmission part G (including the transmission part provided with the phase member π) of the other photomask, so that the resist corresponding to the edge part does not remain on the substrate.
Although the phase member π is provided also in the decomposition pattern shown in FIG. 3C, the distance between the transparent portions (the line width of the light shielding portion Cr) in the pattern shown in FIG. When the resolution is sufficiently larger than the resolution of the system, it is not necessary to particularly provide the resolution.
また、第３図（ａ）のパターンを、第１実施例での方
法に基づいて第３図（ｅ），（ｆ）に示す２つのパター
ンに分解して露光を行なっても、同様に欠陥の無いパタ
ーンを得ることができた。第３図（ｅ）、（ｆ）に示す
分解パターンは共に、パターン領域PA内のマスク裸面部
（透過部Ｇ）に遮光部Cr（図中の斜線部）によりパター
ンが形成されており、その透過部Ｇの一部には位相部材
が設けられている。ここで、第３図（ｅ），（ｆ）の分
解パターンにおいて、遮光部Cr内で斜線部がオーバーラ
ップする部分であって、最終的に目的とするパターン
（第３図（ａ））の遮蔽部Crである。このように分解し
た場合には、図からわかるように、それぞれのフォトマ
スク（分解パターン）の遮光部Crの幅は、第３図（ａ）
に示した元のパターンに比べて大きなものとなるので、
この面からも解像度向上の効果が得られる。Also, when the pattern of FIG. 3A is decomposed into the two patterns shown in FIGS. 3E and 3F based on the method of the first embodiment, exposure is performed, A pattern with no defects was obtained. In both of the decomposition patterns shown in FIGS. 3 (e) and 3 (f), a pattern is formed by a light-shielding portion Cr (hatched portion in the drawing) on the mask bare surface portion (transmission portion G) in the pattern area PA. A phase member is provided in a part of the transmission part G. Here, in the disassembled patterns of FIGS. 3 (e) and 3 (f), the hatched portions in the light-shielding portion Cr overlap and are the final target patterns (FIG. 3 (a)). This is the shielding portion Cr. In this case, as can be seen from the figure, the width of the light-shielding portion Cr of each photomask (decomposition pattern) is as shown in FIG.
Is larger than the original pattern shown in
From this aspect, the effect of improving the resolution can be obtained.
［発明の効果］ 本発明によれば、位相部材のエッジ部がパターン欠陥
となる現象を防ぐことができるため、いままで空間周波
数変調型の位相シフター法を適用できなかったパターン
に対しても位相シフト法を適用することが可能である。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to prevent a phenomenon in which an edge portion of a phase member becomes a pattern defect, and therefore, it is possible to prevent a phase shifter method of a spatial frequency modulation type from being applied to a pattern. It is possible to apply the shift method.
第１図、第２図、第３図は本発明実施例によるフォトマ
スク及び露光方法を模式的に表した図、第４図は従来の
位相シフト法によるパターン欠陥を説明する図である。 ［主要部分の符号の説明］ A:パターンの原点 R:レジストパターン S:スペースパターン E:パターン欠陥 π：位相部材1, 2, and 3 are diagrams schematically showing a photomask and an exposure method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining a pattern defect by a conventional phase shift method. [Explanation of Signs of Main Parts] A: Origin of Pattern R: Resist Pattern S: Space Pattern E: Pattern Defect π: Phase Member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬込 伸貴 東京都品川区西大井１丁目６番３号 株 式会社ニコン大井製作所内 (56)参考文献 特開 平４−76551（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−162668（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−173219（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166938（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147142（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/08 H01L 21/027 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Nobuki Magome 1-6-3 Nishioi, Shinagawa-ku, Tokyo Nikon Oi Works Co., Ltd. (56) References JP-A-4-76551 (JP, A) JP JP-A-4-162668 (JP, A) JP-A-3-173219 (JP, A) JP-A-4-166938 (JP, A) JP-A-4-147142 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) G03F 1/08 H01L 21/027 INSPEC (DIALOG) WPI (DIALOG)
Claims (6)
で感応基板を露光する方法において、 前記感応基板上に形成すべき２次元パターンを、第１方
向に透過部と遮蔽部とが交互に配列される第１パターン
と、前記第１方向と直交する第２方向に透過部と遮蔽部
とが交互に配列される第２パターンとを含む複数のパタ
ーンに分けるとともに、前記遮蔽部を挟む両側の透過部
で前記エネルギー線に位相差が生じるようにその両側の
透過部の少なくとも一方で前記エネルギー線の位相を変
化させる位相部材を設け、前記感応基板上に前記位相部
材のエッジ部を除いて前記２次元パターンが形成される
ように、前記複数のパターンにそれぞれ前記エネルギー
線を照射して前記感応基板上で前記複数のパターンを重
ね合わせ露光することを特徴とする露光方法。1. A method of exposing a sensitive substrate with predetermined energy rays through a photomask, wherein a two-dimensional pattern to be formed on the sensitive substrate is arranged such that transmissive portions and shield portions are alternately arranged in a first direction. And a plurality of patterns including a second pattern in which transmission portions and shielding portions are alternately arranged in a second direction orthogonal to the first direction. A phase member for changing the phase of the energy ray is provided on at least one of the transmission sections on both sides thereof so that a phase difference occurs in the energy ray in the transmission section. Each of the plurality of patterns is irradiated with the energy beam so as to form a two-dimensional pattern, and the plurality of patterns are overlapped and exposed on the sensitive substrate. Exposure method.
トマスクに形成されることを特徴とする請求項１に記載
の露光方法。2. The exposure method according to claim 1, wherein the plurality of patterns are formed on different photomasks.
周波数変調型であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の露光方法。3. The exposure method according to claim 1, wherein each of the first and second patterns is of a spatial frequency modulation type.
で感応基板を露光する方法において、 前記エネルギー線に対する透過部と遮蔽部とが交互に配
列され、前記遮蔽部を挟む両側の透過部で前記エネルギ
ー線に位相差が生じるようにその両側の透過部の少なく
とも一方で前記エネルギー線の位相を変化させる位相部
材が設けられるラインアンドスペースパターンに前記エ
ネルギー線を照射して前記感応基板を露光し、かつ前記
ラインアンドスペースパターンの配列方向に関して前記
位相部材の複数のエッジ部を包含する大きさで透過部が
形成されるフォトマスクを介して、前記感応基板上での
前記複数のエッジ部の転写領域を前記エネルギー線で露
光することを特徴する露光方法。4. A method of exposing a sensitive substrate with a predetermined energy ray through a photomask, wherein a transmission part and a shielding part for the energy ray are alternately arranged, and the transmission parts on both sides sandwiching the shielding part are provided. Expose the sensitive substrate by irradiating the energy ray to a line and space pattern provided with a phase member that changes the phase of the energy ray at least one of the transmission portions on both sides thereof such that a phase difference is generated in the energy ray, And a transfer region of the plurality of edge portions on the sensitive substrate via a photomask in which a transmission portion is formed with a size including the plurality of edge portions of the phase member in the arrangement direction of the line and space pattern. Is exposed to the energy ray.
記ラインアンドスペースパターンの転写領域が前記エネ
ルギー線で照射されるのを阻止する遮蔽部を有すること
を特徴とする請求項４に記載の露光方法。5. The photomask according to claim 4, wherein the photomask has a shielding portion for preventing a transfer area of the line and space pattern on the sensitive substrate from being irradiated with the energy rays. Exposure method.
ペースパターンが形成されるフォトマスクと異なること
を特徴とする請求項４又は５に記載の露光方法。6. The exposure method according to claim 4, wherein the photomask is different from a photomask on which the line and space pattern is formed.
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