【０００１】[0001]
【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、マスクに形成された原画パターン
を感応基板上に転写する露光方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method for transferring an original image pattern formed on a mask onto a sensitive substrate in order to manufacture a semiconductor device, a liquid crystal device or the like.
【０００２】[0002]
【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、１Ｂｂｉｔメモリ、４Ｂｂｉｔメモ
リと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。この要求に答えるべく、現在リソグラフィ工程で
使われる露光装置は、縮小投影型露光装置（ステッパ
ー）が主流である。特に原画パターンを有するレチクル
を１／５縮小投影レンズで１５×１５ｍｍ角程度に縮小
してウェハ上のレジスト層に露光する方法が多用されて
いる。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, miniaturization and higher integration have been advancing year by year, and 1 Bbit memory, 4 B bit memory and a lithography process with a narrower line width have been required. In order to meet this demand, reduction projection type exposure apparatuses (steppers) are the mainstream of exposure apparatuses currently used in lithography processes. In particular, a method of reducing a reticle having an original image pattern to about 15 × 15 mm square by a ⅕ reduction projection lens and exposing the resist layer on the wafer is often used.
【０００３】このステッパーの投影レンズは年々、解像
力を上げるために高開口数（Ｎ．Ａ.)化され、露光用照
明光の波長が４３６ｎｍ（ｇ線）のとき、Ｎ．Ａ．＝
０．４８程度のものが実用化されている。このように投
影レンズの開口数を大きくすることは、それに応じて実
効的な焦点深度が小さくなることを意味し、Ｎ．Ａ．＝
０．４８にした投影レンズの焦点深度は、例えば±０．
８μｍ以下である。すなわち、ウェハ上の１つのショッ
ト領域を１５×１５ｍｍ角とすると、この領域全体の表
面（レジスト層）が、投影レンズの最良結像面に対して
±０．８μｍ以内（望ましくは±０．２μｍ以内）に正
確に位置決めされなければならない。The projection lens of this stepper has a higher numerical aperture (NA) in order to increase the resolution every year, and when the wavelength of the illumination light for exposure is 436 nm (g line), the N.V. A. =
The one with about 0.48 has been put into practical use. Increasing the numerical aperture of the projection lens in this way means that the effective depth of focus decreases correspondingly, and N.E. A. =
The depth of focus of the projection lens set to 0.48 is ± 0.
It is 8 μm or less. That is, assuming that one shot area on the wafer is a 15 × 15 mm square, the entire surface (resist layer) of this area is within ± 0.8 μm (preferably ± 0.2 μm) with respect to the best image plane of the projection lens. Must be accurately positioned within.
【０００４】そこで投影レンズの焦点深度の不足に対応
するために、投影レンズに対してウェハを光軸方向に変
位させつつ、同一レチクルのパターンを多重露光する方
法が提案されている。この方法は、投影レンズのみかけ
上の焦点深度を増大させることになり、１つの有効な露
光方法である。Therefore, in order to cope with the shortage of the depth of focus of the projection lens, a method has been proposed in which the wafer is displaced relative to the projection lens in the optical axis direction and the pattern of the same reticle is multiple-exposed. This method increases the apparent depth of focus of the projection lens and is one effective exposure method.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする問題点】この多重焦点露光方
法は、ベストフォーカスのコントラストは若干低下させ
るものの、広い焦点範囲に渡ってコントラストを保証し
ようとするものである。この方法は実験等の結果から、
レチクルのパターン面がほとんど暗部（遮へい部）であ
り、その中に矩形の開口部（透過部）が散在するよう
な、所謂コンタクトホール工程用のパターンに対しては
有効であるが、その他のパターン、特に明暗の直線状パ
ターンが繰返されるような配線層等のレチクルパターン
に対してはコンタクトホールの場合ほどには有効でない
のが現状である。このような配線層等のレチクルパター
ンでは、焦点位置を変化させるとウェハ上で本来暗線と
なるべき部分に明線部のデフォーカス像による光強度が
与えられる結果、コントラストが急激に低下してレジス
トの膜減りが生じるためである。また投影露光方法で
は、投影レンズの性能上、転写可能な繰返しパターンの
周期はある値以上に制限されている。この値は投影レン
ズの解像限界とも呼ばれており、現在実用化されている
ものでは、ｇ線で１／５縮小、Ｎ．Ａ．＝０．４５のと
き繰返しパターンの明線と暗線の線幅はウェハ上で０．
８μｍ（レチクル上で４μｍ）程度となっている。This multi-focus exposure method is intended to guarantee the contrast over a wide focus range, although the contrast of the best focus is slightly lowered. This method is based on the results of experiments, etc.
It is effective for so-called contact hole process patterns where the pattern surface of the reticle is almost a dark part (shielding part) and rectangular openings (transmissive parts) are scattered in it, but other patterns At present, it is not as effective as a contact hole for a reticle pattern such as a wiring layer in which a bright and dark linear pattern is repeated. In such a reticle pattern such as a wiring layer, when the focus position is changed, the light intensity due to the defocus image of the bright line portion is given to the portion that should originally be the dark line on the wafer, resulting in a sharp decrease in contrast and This is because the film thickness is reduced. Further, in the projection exposure method, the cycle of the repetitive pattern that can be transferred is limited to a certain value or more due to the performance of the projection lens. This value is also called the resolution limit of the projection lens, and in the currently practically used one, it is 1/5 reduction at the g-line, N. A. = 0.45, the line width of the bright line and the dark line of the repetitive pattern is 0.
It is about 8 μm (4 μm on the reticle).
【０００６】従って、レチクル上のパターンの線幅を細
くしても、それ以下の線幅のパターンは正常に露光され
ることがなく、投影露光法によるリソグラフィの限界
は、もっぱら投影レンズの性能（解像力）で決まると考
えられている。またプロキシミティ露光法においても、
照明光の波長に応じて生じる回折現象から、マスク上の
明線と暗線の繰り返し周期は、ある値よりも小さくする
ことは難しく、極力波長を短くすることで対応してい
る。このため軟Ｘ線等の特別なエネルギー線を必要とし
た。Therefore, even if the line width of the pattern on the reticle is narrowed, a pattern with a line width smaller than that is not normally exposed, and the limit of lithography by the projection exposure method is mainly due to the performance of the projection lens ( It is considered to be determined by the resolution. Also in the proximity exposure method,
Due to the diffraction phenomenon that occurs depending on the wavelength of the illumination light, it is difficult to make the repetition period of the bright line and the dark line on the mask smaller than a certain value, and the wavelength is shortened as much as possible. Therefore, special energy rays such as soft X-rays are required.
【０００７】本発明は、これらの問題点に鑑みてなされ
たもので、より微細なパターンを投影光学系の開口数の
極端な増大、照明光の極端な短波長化を計ることなく転
写可能にすることを第１の目的とする。さらに本発明
は、投影露光法、プロキシミティ露光法を問わず、より
微細なパターンの転写を可能とする方法を得ることを第
２の目的とする。The present invention has been made in view of these problems, and makes it possible to transfer a finer pattern without extremely increasing the numerical aperture of the projection optical system and the wavelength of the illumination light. The first purpose is to do so. A second object of the present invention is to obtain a method capable of transferring a finer pattern regardless of the projection exposure method or the proximity exposure method.
【０００８】さらに本発明は、コンタクトホール以外の
ほとんどのパターンに対しても、多重焦点露光法による
効果が十分に得られるような方法を得ることを第３の目
的とする。A third object of the present invention is to obtain a method capable of sufficiently obtaining the effect of the multi-focus exposure method even for most patterns other than contact holes.
【０００９】[0009]
【問題点を解決する為の手段】上記目的を達成するため
に、請求項第１項に記載された発明では、照明光学系内
に形成される２次光源像からの光で所定パターンが形成
されたマスクを照明し、該パターンを感応基板に露光す
る方法において、前記２次光源像を径や幅を可変もしく
は、切り替え可能な輪帯状に形成することとした。In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, a predetermined pattern is formed by light from a secondary light source image formed in the illumination optical system. In the method of illuminating the formed mask and exposing the pattern on the sensitive substrate, the secondary light source image is formed in the shape of an annular zone whose diameter and width can be changed or switched.
【００１０】また、請求項第２項に記載された発明では
照明光学系内に形成される２次光源像からの光で所定パ
ターンが形成されたマスクを照明し、投影光学系を介し
て該パターンを感応基板に露光する方法において、前記
投影光学系の瞳を通過する光束を輪帯状に制限すること
とした。本発明では、上記目的を達成するために、感応
基板（エネルギー線に感光する層を有する基板）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やパタ
ーン密度に応じて複数のパターンに分解し、分解された
パターンを相互に位置合わせして重ね合わせ露光するよ
うにした。According to the second aspect of the invention, light from a secondary light source image formed in the illumination optical system illuminates a mask on which a predetermined pattern is formed, and the mask is projected through the projection optical system. In the method of exposing the pattern to the sensitive substrate, the light flux passing through the pupil of the projection optical system is limited to the annular shape. In the present invention, in order to achieve the above object, the entire pattern to be formed on a sensitive substrate (substrate having a layer sensitive to energy rays) is decomposed into a plurality of patterns according to the local shape of the pattern and the pattern density. Then, the decomposed patterns are aligned with each other so as to be superimposed and exposed.
【００１１】ここで複数のパターンに分解し、分解され
たパターンを相互に位置合わせして重ね合わせ露光する
ことの概要を図１に基づいて説明する。図１において、
感応基板上に形成すべき全体パターンは、チップ（又は
ショット）領域ＣＰ内に作られるパターンＰＡ、ＰＢで
あり、パターンＰＡはライン・アンド・スペース（Ｌ／
Ｓ）状で９０゜に屈曲したパターンであり、パターンＰ
Ｂは単純なＬ／Ｓパターンである。Here, an outline of disassembling into a plurality of patterns, aligning the disassembled patterns with each other and performing overlay exposure will be described with reference to FIG. In FIG.
The entire pattern to be formed on the sensitive substrate is the patterns PA and PB formed in the chip (or shot) area CP, and the pattern PA is line and space (L / L).
S) is a pattern bent at 90 ° and has a pattern P
B is a simple L / S pattern.
【００１２】パターンＰＡ、ＰＢは、それぞれ３つの分
解パターンに分けられ、各分解パターンは３枚のレチク
ルＲ1、Ｒ2、Ｒ3に形成される。各レチクルＲ1、Ｒ
2、Ｒ3はチップ領域ＣＰに対応した遮光帯ＳＢが周囲
に形成され、その内部の夫々にパターンＰＡを分解した
３つのパターンＰＴＡ1、ＰＴＡ2、ＰＴＡ3と、パタ
ーンＰＢを分解した３つのパターンＰＴＢ1、ＰＴ
Ｂ2、ＰＴＢ3とが形成されている。また各レチクルＲ
1、Ｒ2、Ｒ3にはアライメント用のマークＲＭ1、Ｒ
Ｍ2、ＲＭ3、ＲＭ4が設けられ、チップ領域ＣＰに付
随して設けられたマークＷＭ1、ＷＭ2、ＷＭ3、ＷＭ
4との位置合わせに使われる。The patterns PA and PB are each divided into three decomposition patterns, and each decomposition pattern is formed onthree reticles R1 , R2 and R3 . Each reticle R1 , R
2 , R3 has a light-shielding band SB corresponding to the chip area CP formed around it, and three patterns PTA1 , PTA2 , and PTA3 obtained by decomposing the pattern PA andthree patterns obtained by decomposing the pattern PB are provided inside thereof. Pattern PTB1 , PT
B2 and PTB3 are formed. Also, each reticle R
Alignment marks RM1 , R on1 , R2 , R3
Marks WM1 , WM2 , WM3 , and WM provided with M2 , RM3 , and RM4 and attached to the chip area CP
Used for alignment with4 .
【００１３】パターンＰＴＡ1、ＰＴＡ2、ＰＴＡ3、
ＰＴＢ1、ＰＴＢ2、ＰＴＢ3は図では暗線で示すが、
実際には光透過部による明線である。パターンＰＴ
Ａ1、ＰＴＢ1をチップ領域ＣＰに位置決めして露光し
た後、レチクルＲ2に変えて、パターンＰＴＡ2、ＰＴ
Ｂ2をチップ領域ＣＰに位置決めして露光し、次いでレ
チクルＲ3を位置決めしてパターンＰＴＡ3、ＰＴＢ3
を露光する。The patterns PTA1 , PTA2 , PTA3 ,
Although PTB1 , PTB2 and PTB3 are shown by dark lines in the figure,
Actually, it is a bright line due to the light transmitting portion. Pattern PT
A1 and PTB1 are positioned in the chip area CP and exposed, and then changed to a reticle R2 to form patterns PTA2 and PT
B2 is positioned in the chip area CP for exposure, and then reticle R3 is positioned for patterns PTA3 , PTB3
To expose.
【００１４】パターンＰＴＢ1、ＰＴＢ2、ＰＴＢ3の
夫々は、パターンＰＢのＬ／Ｓパターンのうち、明線に
対応した線状パターンを２本おきに取り出してまとめた
もので、ライン・アンド・スペースのピッチは全体パタ
ーンのときの３倍（デューティは１／３）になってい
る。パターンＰＴＡ1、ＰＴＡ2、ＰＴＡ3の夫々につ
いても同様であるが、各パターン中には、パターンＰＡ
の各ラインのように、９０゜で屈曲して連続したライン
が生じないように分解してある。そして９０゜の屈曲部
は互いに直交する２本のライン（各ラインは別レチクル
に形成）の端部が一部重なり合うように定められてい
る。このように、ライン・アンド・スペースパターンの
場合は、互いに隣り合う明線同志は、それぞれ別のレチ
クルに形成するようにし、１枚のレチクル中では明線の
パターン密度を低下（図１の場合は１／３）させて明線
の孤立化を計るようにした。Each of the patterns PTB1 , PTB2 and PTB3 is a line-and-line pattern obtained by collecting every two linear patterns corresponding to a bright line among the L / S patterns of the pattern PB. The space pitch is three times that of the entire pattern (duty is 1/3). The same applies to each of the patterns PTA1 , PTA2 , and PTA3 , but in each pattern, the pattern PA
As in each line, it is bent at 90 ° and disassembled so as not to form a continuous line. The 90 ° bent portion is defined such that the ends of two lines (each line is formed on another reticle) orthogonal to each other partially overlap each other. As described above, in the case of the line-and-space pattern, adjacent bright lines are formed on different reticles, and the pattern density of the bright lines is reduced in one reticle (in the case of FIG. 1). 1/3) to measure the isolation of the bright line.
【００１５】[0015]
【作用】本発明のように、前記２次光源像を径や幅を可
変もしくは、切り替え可能な輪帯状に形成したり、前記
投影光学系の瞳を通過する光束を輪帯状に制限すること
で投影光学系のみかけ上の焦点深度を増大させることが
できる。図２（Ａ）はライン・アンド・スペース状の全
体パターンＰaをそのまま１枚のレチクルＲに形成した
場合を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のパターンＰaの
明線を１本おきに形成した分解パターンＰbの場合を示
す。ここでＰa、Ｐbの明線の幅は等しく、ｄである。
これらのレチクルＲに照明光が照射されると、それぞれ
のパターンピッチＰに応じた方向に回折光が発生する。
このｎ次回折光の回折角θは照明光の波長をλとして、
ｓｉｎθ＝ｎλ／Ｐ（ただしｎ＝０、±１、±２…）と
表わされる。すなわち、パターンとピッチが大きい分解
パターンＰbの方が同一回折次数の回折角が小さくな
り、その結果一次以上の結像に寄与する回折光が増加
し、イメージ・コントラストが大きくなることになる。
以下にその実例を示す。According to the present invention, by forming the secondary light source image in the shape of an annular zone whose diameter and width can be changed or switched, or by limiting the light flux passing through the pupil of the projection optical system to the annular zone. The apparent depth of focus of the projection optical system can be increased. FIG. 2A shows the case where the entire line-and-space pattern Pa is directly formed on one reticle R, and FIG. 2B shows the bright line of the pattern Pa of FIG. 2A. The case of the decomposition pattern Pb formed every other line is shown. Here, the widths of the bright lines of Pa and Pb are equal and d.
When the reticle R is illuminated with the illumination light, diffracted light is generated in a direction corresponding to each pattern pitch P.
The diffraction angle θ of the n-th order diffracted light is λ, where λ is the wavelength of the illumination light.
It is expressed as sin θ = nλ / P (where n = 0, ± 1, ± 2 ...). That is, the diffraction angle of the same diffraction order is smaller in the decomposed pattern Pb having a larger pitch than the pattern, and as a result, the diffracted light contributing to the image formation of the first or higher order is increased and the image contrast is increased.
The example is shown below.
【００１６】図２（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）にｇ線、Ｎ．
Ａ．＝０．４５、σ＝０．５の投影レンズを用いて、感
光基板上に０．４μｍＬ／Ｓ（０．４μｍ幅の明線と暗
線の繰り返しパターン）を投影露光する際のベストフォ
ーカスでの空間像の計算値（シミュレーション）を示
す。ここでσ値とは投影レンズの入射瞳の面積と光源像
の面積の比を表わす。図２（Ｃ）は１枚のレチクルによ
り露光した場合の空間像の強度分布を表わし、横軸はあ
る明線の中心を原点とした感光基板上の位置（μｍ）で
あり、縦軸は相対強度である。図２（Ｆ）は２枚のレチ
クルに分解して各々露光した空間像強度の和を示し、図
２（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ分解されたパターンの空間
像の強度分布を表わす。このシミュレーションより明ら
かなように、パターンを分割して露光することにより空
間像のコントラストが向上する。2 (C), (D) and (E), g line, N.V.
A. = 0.45, σ = 0.5 using a projection lens, the best focus when projecting and exposing 0.4 μmL / S (repeated pattern of bright and dark lines of 0.4 μm width) on a photosensitive substrate. The calculated value (simulation) of the aerial image is shown. Here, the σ value represents the ratio of the area of the entrance pupil of the projection lens to the area of the light source image. FIG. 2C shows the intensity distribution of the aerial image when exposed by one reticle, the horizontal axis is the position (μm) on the photosensitive substrate with the center of a certain bright line as the origin, and the vertical axis is relative. Strength. FIG. 2 (F) shows the sum of the aerial image intensities exposed on each of the two reticles after being decomposed, and FIGS. 2 (D) and 2 (E) show the intensity distributions of the aerial images of the decomposed patterns. As is clear from this simulation, the contrast of the aerial image is improved by dividing and exposing the pattern.
【００１７】すなわち、Ｌ／Ｓ状のパターンの場合は、
２つ以上の分解パターンにすることで、同じ開口数の投
影レンズを使ったとしても、より多くの高次光を結像に
使うことができるのである。このことはより微細な線状
パターンを、投影レンズの性能で決まる解像限度まで最
大限結像させることを意味し、パターンの像質（レジス
トパターンの像質）を良好なものにする。That is, in the case of an L / S pattern,
By using two or more decomposition patterns, even if a projection lens with the same numerical aperture is used, more high-order light can be used for image formation. This means that a finer linear pattern is formed to the maximum extent up to the resolution limit determined by the performance of the projection lens, and the image quality of the pattern (image quality of the resist pattern) is improved.
【００１８】さらに、全体パターンＰaに対して明部の
比率を低くしたパターンＰbにすることにより、投影レ
ンズの最良結像面と感光基板表面とがデフォーカスした
場合でも、パターンＰbの暗部のデフォーカス像はあく
まで暗部を維持し、明線化することがなく、明線像のコ
ントラストのみが低下するだけになる。このため多重焦
点露光法を各分解パターン毎に行なえば、コンタクトホ
ールのときと同様にみかけ上の焦点深度を増大させた効
果が得られる。Further, by making the pattern Pb in which the ratio of the bright portion is lower than that of the whole pattern Pa , even if the best image plane of the projection lens and the surface of the photosensitive substrate are defocused, the pattern Pb of the pattern Pb The defocused image in the dark portion maintains the dark portion, does not become a bright line, and only the contrast of the bright line image decreases. Therefore, if the multi-focus exposure method is performed for each decomposition pattern, the effect of increasing the apparent depth of focus can be obtained as in the case of the contact hole.
【００１９】[0019]
【実施例】図３は本発明の実施例に好適な投影型露光装
置（ステッパー）の構成を示す斜視図である。このステ
ッパーの基本構成は、例えば特開昭６２−１４５７３０
号公報に開示されたものと同様であるので、以下簡単に
説明する。露光用光源２からの照明光は、レチクルブラ
インド（照明視野絞り）等を有する照明光学系４を通
り、レチクルステージ６上の１枚のレチクルを照明す
る。レチクルステージ６には、ここでは４枚のレチクル
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4が同時に載置可能で、ｘ、ｙ方
向に２次元移動する。このレチクルステージ６には、位
置計測用のレーザ干渉計１０からのレーザービームを反
射する移動鏡８ｘ、８ｙが互いに直角に固定されてい
る。レチクルアライメント系１２はレチクルのアライメ
ントマークＲＭ1〜ＲＭ4を検出するととにも、ウェハ
Ｗ上のマークＷＭ1〜ＷＭ4も検出可能に設けられる。
このため、アライメント系１２は４枚のうちの１枚のレ
チクルを装置に対して位置決めする場合、あるいはマー
クＲＭ1〜ＲＭ4とマークＷＭ1〜ＷＭ4を同時に検出
してダイ・バイ・ダイアライメントする場合の両方に利
用できる。尚、図３ではアライメント系１２は１ケ所に
しか設けられていないが、図１に示した各マークＲ
Ｍ1、ＲＭ2、ＲＭ3、ＲＭ4に対応して複数ケ所に配
置されている。マークＲＭ1〜ＲＭ4、又はマークＷＭ
1〜ＷＭ4の光電検出は、マーク検出系１４によって行
なわれる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 is a perspective view showing the construction of a projection type exposure apparatus (stepper) suitable for an embodiment of the present invention. The basic structure of this stepper is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-145730.
Since it is the same as that disclosed in the publication, it will be briefly described below. Illumination light from the exposure light source 2 passes through an illumination optical system 4 including a reticle blind (illumination field stop) and illuminates one reticle on the reticle stage 6. Here, four reticles R1 , R2 , R3 , and R4 can be simultaneously placed on the reticle stage 6, and move two-dimensionally in the x and y directions. On this reticle stage 6, movable mirrors 8x and 8y that reflect the laser beam from the laser interferometer 10 for position measurement are fixed at right angles to each other. The reticle alignment system 12 is provided so as to detect the alignment marks RM1 to RM4 of the reticle and also detect the marks WM1 to WM4 on the wafer W.
Therefore, when the alignment system 12 positions one of the four reticles with respect to the apparatus, or simultaneously detects the marks RM1 to RM4 and the marks WM1 to WM4 , the die-by-die alignment is performed. It can be used for both. Although the alignment system 12 is provided only in one place in FIG. 3, each mark R shown in FIG.
It is arranged at a plurality of locations corresponding to M1 , RM2 , RM3 , and RM4 . Marks RM1 to RM4 or mark WM
The photoelectric detection of1 to WM4 is performed by the mark detection system 14.
【００２０】さて、レチクルのパターン領域の像は投影
レンズ系１６を介してウェハＷ上に予め形成されたチッ
プ領域ＣＰに結像投影される。ウェハＷはｘ、ｙ方向に
移動するウェハステージ２６上に載置されるが、このウ
ェハステージはｙ方向に移動するＹステージ２６ｙ、Ｙ
ステージ２６ｙ上をｘ方向に移動するＸステージ２６
ｘ、Ｘステージ２６ｘ上で投影光軸方向（Ｚ方向）に微
動するＺステージ２６ｚで構成される。Ｚステージ２６
ｚ上には、レーザ干渉計３０ｘ、３０ｙからのレーザー
ビームを反射する移動鏡２８ｘ、２８ｙが互いに直角に
固定されている。またＺステージ２６ｚには、ウェハＷ
とほぼ同じ高さになるように基準マークＦＭが固定され
ている。Ｘステージ２６ｘ、Ｙステージ２６ｙの各軸方
向の駆動はモータ２７ｘ、２７ｙで行なわれる。ここで
投影レンズ系１６には、結像補正機構１８が組み込ま
れ、露光光の入射によるエネルギー蓄積状態、環境条件
等によって変動する投影レンズ系１６の光学特性（倍
率、焦点、ある種のディストーション等）を時々刻々自
動的に補正している。この結像補正機構１８は、例えば
特開昭６０−７８４５４号公報に詳しく開示されている
ので、ここでは説明を省略する。また、このステッパー
には、レチクルステージ６の下方から投影レンズ系１６
のみを介してウェハＷ上のマーク（ＷＭ1〜ＷＭ4等）
を検出するアライメント光学系２０と、このアライメン
ト光学系２０で検出されたマーク光情報を光電検出する
マーク検出系２２とで構成されたＴＴＬ（スルーザレン
ズ）方式のアライメント系と、投影レンズ系１６の直近
に別設されたオフ・アクシス方式のアライメント系２４
とを備えている。The image of the reticle pattern area is image-projected via the projection lens system 16 onto the chip area CP previously formed on the wafer W. The wafer W is placed on the wafer stage 26 that moves in the x and y directions. This wafer stage is a Y stage 26y and Y that moves in the y direction.
X stage 26 that moves on stage 26y in the x direction
The X, X stage 26x is composed of a Z stage 26z that moves slightly in the projection optical axis direction (Z direction). Z stage 26
Moving mirrors 28x and 28y for reflecting the laser beams from the laser interferometers 30x and 30y are fixed on z at right angles to each other. Further, the wafer W is mounted on the Z stage 26z.
The reference mark FM is fixed so that the reference mark FM has almost the same height. Motors 27x and 27y drive the X stage 26x and the Y stage 26y in the respective axial directions. An imaging correction mechanism 18 is incorporated in the projection lens system 16, and the optical characteristics (magnification, focus, certain distortion, etc.) of the projection lens system 16 that fluctuate depending on the energy storage state due to the incidence of exposure light, environmental conditions, and the like. ) Is automatically corrected every moment. The image forming correction mechanism 18 is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-78454, so its explanation is omitted here. In addition, the projection lens system 16 is attached to the stepper from below the reticle stage 6.
Marks on wafer W through only (WM1 to WM4 etc.)
Of the alignment optical system 20 for detecting the mark and a mark detection system 22 for photoelectrically detecting the mark light information detected by the alignment optical system 20, and a projection lens system 16 and a TTL (through the lens) type alignment system. Off-axis alignment system 24 installed separately near the
It has and.
【００２１】また図３には示していないが、特開昭６０
−７８４５４号公報に開示されているのと同様に、ウェ
ハＷの表面の高さ位置を高分解能で検出する斜入射光式
フォーカスセンサーが設けられ、Ｚステージ２６ｚとと
もに、投影レンズ系の最良結像面とウェハ表面とを常に
合致させる自動焦点合わせ機構として動作する。ここで
図３の構成における照明光学系４と投影レンズ系１６と
の光学的な関係を図４を用いて説明する。照明光学系４
は、投影レンズ系１６の瞳ＥＰ内に２次光源像（面光
源）を投射するように構成され、所謂ケーラー照明法が
採用される。瞳ＥＰの大きさに対して、面光源像はわず
かに小さくなるように設定されている。今、全体パター
ンＰaを有するレチクルＲの１点に着目してみると、こ
の点に到達する照明光ＩＬには、ある立体角θr／２が
存在する。この立体角θr／２は全体パターンＰaを透
過した後も保存され、０次光の光束Ｄa0として投影レン
ズ系１６に入射する。この照明光ＩＬの立体角θr／２
は、照明光の開口数とも呼ばれている。また投影レンズ
系１６が両側テレセントリック系であるものとすると、
レチクルＲ側とウェハＷ側の夫々で、瞳ＥＰの中心（光
軸ＡＸが通る点）を通る主光線ｌ1は光軸ＡＸと平行に
なる。こうして瞳ＥＰを通った光束はウェハＷ側で結像
光束ＩＬmとなってウェハＷ上の１点に結像する。この
場合、投影レンズ系１６の縮小倍率が１／５であると、
光束ＩＬmの立体角θw／２はθw＝５・θrの関係に
なる。立体角θw／２はウェハＷ上での結像光束の開口
数とも呼ばれている。また投影レンズ系１６単体でのウ
ェハ側の開口数は、瞳ＥＰいっぱいに光束を通したとき
の光束ＩＬmの立体角で定義される。Further, although not shown in FIG.
In the same manner as that disclosed in Japanese Patent Publication No. 78454.
C Incident light type that detects the height position of the surface of W with high resolution
A focus sensor is provided, and Z stage 26z and
The best image plane of the projection lens system and the wafer surface are always
It works as an automatic focusing mechanism for matching. here
The illumination optical system 4 and the projection lens system 16 in the configuration of FIG.
The optical relationship of the above will be described with reference to FIG. Illumination optical system 4
Is a secondary light source image (surface light) in the pupil EP of the projection lens system 16.
Source), the so-called Koehler illumination method
Adopted. The surface light source image does not change with respect to the size of the pupil EP.
It is set to be extremely small. Now the whole putter
PaFocusing on one point of reticle R that has
In the illumination light IL reaching the pointr/ 2
Exists. This solid angle θr/ 2 is the overall pattern PaThrough
It is preserved even after passing, and the 0th-order light flux Da0As projected len
Then, the incident light enters the lens system 16. The solid angle θ of this illumination light ILr/ 2
Is also called the numerical aperture of the illumination light. Also projection lens
Assuming system 16 is a bilateral telecentric system,
At the reticle R side and the wafer W side, the center of the pupil EP (light
Chief ray l passing through (the point where axis AX passes)1Is parallel to the optical axis AX
Become. Thus, the light flux passing through the pupil EP forms an image on the wafer W side.
Luminous flux ILmThen, an image is formed on one point on the wafer W. this
In this case, if the reduction ratio of the projection lens system 16 is 1/5,
Luminous flux ILmSolid angle ofw/ 2 is θw= 5 · θrIn a relationship
Become. Solid angle θw/ 2 is the aperture of the image forming light beam on the wafer W
Also called a number. In addition, the projection lens system 16 alone
The numerical aperture on the front side is when the light flux passes through the pupil EP.
Luminous flux of ILmIs defined by the solid angle of.
【００２２】さて、全体パターンＰaが図２（Ａ）で示
したものと同等であると、１次以上の高次回折光Ｄa1、
Ｄa2、……が発生する。これら高次光には、０次光束Ｄ
a0の外側に広がって発生するものと、０次光束Ｄa0の内
側に分布して発生するものとがある。特に０次光束Ｄa0
の外側に分布する高次光の一部は、例えば投影レンズ系
１６に入射したとしても瞳ＥＰでけられることになり、
ウェハＷへは達しない。従って、より多くの高次回折光
を結像に利用するとなると、瞳ＥＰの径をできるだけ大
きくすること、すなわち投影レンズ系１６の開口数
（Ｎ．Ａ.)をさらに大きくしなければならない。あるい
は、照明光ＩＬの開口数（立体角θr／２）を小さくす
ること（面光源像の径を小さくすること）で、パターン
Ｐaからの高次光Ｄa1、Ｄa2等の広がり角を小さく押え
ることも可能である。ただしこの場合、ウェハＷ側での
０次の結像光束ＩＬmの開口数（立体角θw／２）を極
端に小さくしてしまうと、本来の解像性能を損うことに
なる。さらに元来、パターンＰaのピッチやデューティ
によって高次光の回折角は一義的に決まってしまうの
で、仮りに照明光ＩＬの立体角θr／２を零に近づける
ことが可能だとしても、高次回折光のうちのある次数以
上は瞳ＥＰでけられることになる。ところが、本実施例
のように、全体パターンを複数の分解パターンに分ける
と、図２（Ｂ）からも明らかなように、０次光束の外側
に広がる高次光の回折角が小さく押えられるため、瞳Ｅ
Ｐを容易に通過させることが可能となる。Now, the overall pattern PaIs shown in Fig. 2 (A)
If it is equivalent to what was donea1,
Da2, …… occurs. These higher-order lights include the 0th-order light flux D
a0That are generated outside of thea0Of
Some are distributed to the side and occur. Especially 0th-order luminous flux Da0
Part of the higher-order light distributed outside the
Even if it is incident on 16, it will be kicked by the pupil EP,
It does not reach the wafer W. Therefore, more high-order diffracted light
Is used for imaging, the diameter of the pupil EP should be as large as possible.
To work, that is, the numerical aperture of the projection lens system 16
(NA) must be made even larger. There
Is the numerical aperture of the illumination light IL (solid angle θr/ 2) is reduced
Pattern (reducing the diameter of the surface light source image)
PaHigher light from Da1, Da2Hold down the spread angle of
It is also possible. However, in this case, on the wafer W side
0th-order imaging light flux ILmNumerical aperture of (solid angle θw/ 2) pole
If you make it too small at the end, you will impair the original resolution performance.
Become. Originally, pattern PaPitch and duty
The diffraction angle of higher-order light is uniquely determined by
Then, it is assumed that the solid angle θ of the illumination light IL isr/ 2 approaches zero
Even if it is possible, it is possible to
The upper part will be kicked by the eyes EP. However, this embodiment
Divide the whole pattern into multiple decomposition patterns like
And, as is clear from FIG. 2B, the outside of the 0th-order luminous flux
The diffraction angle of the high-order light that spreads in the
It becomes possible to easily pass P.
【００２３】ところで、図３においては４枚のレチクル
Ｒ1〜Ｒ4が同一のレチクルステージ６上に載置され、
そのうち任意の１枚のレチクルの中心が投影レンズ系１
６の光軸ＡＸ上に位置するように交換可能である。この
交換時の各レチクルの位置決め精度は、レーザ干渉計１
０を用いているため、極めて高精度（例えば±０．０２
μｍ）にできる。このため、４枚のレチクルＲ1〜Ｒ4
の相互の位置関係を予め精密に計測しておけば、レーザ
干渉計１０の座標計測値のみに基づいてレチクルステー
ジ６を移動させることで各レチクルを位置決めできる。
また各レチクルＲ1〜Ｒ4の相互位置関係を予め計測し
ない場合であっても、各レチクル毎にアライメント系１
２、マーク検出系１４、基準マークＦＭ等を用いて精密
に位置決めすることができる。By the way, in FIG. 3, four reticles R1 to R4 are placed on the same reticle stage 6,
The projection lens system 1 is the center of any one reticle.
It can be exchanged so as to be located on the optical axis AX of 6. The positioning accuracy of each reticle at the time of this replacement is determined by the laser interferometer 1
Since 0 is used, extremely high accuracy (for example, ± 0.02
μm). Therefore, four reticles R1 to R4
If the mutual positional relationship of (1) to (3) is precisely measured in advance, each reticle can be positioned by moving the reticle stage 6 based on only the coordinate measurement value of the laser interferometer 10.
Even if the mutual positional relationship of the reticles R1 to R4 is not measured in advance, the alignment system 1 is set for each reticle.
2, the mark detection system 14, the reference mark FM, and the like can be used for precise positioning.
【００２４】さらに本実施例では、分解パターンを有す
る各レチクルＲ1〜Ｒ4の露光時に、多重焦点露光法を
併用するものとする。このため、ウェハＷ上の１つのチ
ップ領域（ショット領域）ＣＰを、あるレチクルを用い
て露光する際、斜入射光式フォーカスセンサーがベスト
フォーカス点として検出したウェハ表面の高さ位置Ｚ0
と、この位置Ｚ0から例えば０．５μｍ程度上の高さ位
置Ｚ1、及びＺ0から例えば０．５μｍ程度下の高さ位
置Ｚ2の３つの焦点位置の各々で繰り返し露光を行なう
ようにする。従ってあるチップ領域ＣＰを１つのレチク
ルで露光する間に、ウェハＷの高さはＺステージ２６ｚ
により０．５μｍステップで上下動される。Further, in this embodiment, there is a decomposition pattern.
Reticle R1~ RFourWhen using the multi-focus exposure method
It should be used together. Therefore, one wafer on the wafer W
Use a reticle as the up area (shot area) CP
The best way to do this is with an oblique-incidence light focus sensor
Wafer surface height position Z detected as focus point0
And this position Z0Height of about 0.5 μm
Setting Z1, And Z0From about 0.5 μm below
Setting Z2Repeated exposure at each of the three focus positions
To do. Therefore, one chip area CP
The height of the wafer W is Z stage 26z during the exposure
Is moved up and down in 0.5 μm steps.
【００２５】尚、Ｚステージ２６ｚを露光動作中に上下
動させる代りに、結像補正機構１８を用いて、投影レン
ズ系１６そのものの最良結像面（レチクル共役面）を上
下動させても同様の効果が得られる。この場合、特開昭
６０−７８４５４号公報に開示されているように、結像
補正機構１８は投影レンズ系１６内の密封されたレンズ
空間内の気体圧力を調整する方式であるので、本来の補
正のための圧力調整値に、結像面を±０．５μｍ程度上
下動させるためのオフセット圧力値を露光動作中に加え
ればよい。この際、圧力オフセットによって焦点面のみ
を変動させ、倍率やディストーション等は変動させない
ようなレンズ空間の組み合わせを選定する必要がある。It should be noted that, instead of moving the Z stage 26z up and down during the exposure operation, even if the best image forming surface (reticle conjugate surface) of the projection lens system 16 itself is moved up and down by using the image forming correction mechanism 18, the same operation is performed. The effect of is obtained. In this case, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-78454, the image forming correction mechanism 18 is a system that adjusts the gas pressure in the sealed lens space in the projection lens system 16, so that the original An offset pressure value for vertically moving the image plane by about ± 0.5 μm may be added to the pressure adjustment value for correction during the exposure operation. At this time, it is necessary to select a combination of lens spaces in which only the focal plane is changed by the pressure offset, and the magnification and distortion are not changed.
【００２６】さらに、投影レンズ系１６が両側テレセン
トリックである利点を使って、レチクルを上下動させる
ことで、同様に最良結像面の高さ位置を変化させること
ができる。一般に縮小投影の場合、像側（ウェハ側）で
の焦点ずれ量は、物体側（レチクル側）の焦点ずれ量に
換算すると、縮小倍率の２乗で決まってくる。このた
め、ウェハ側で±０．５μｍの焦点ずれが必要なとき、
縮小倍率を１／５とすると、レチクル側では±０．５／
（１／５）2＝±１２．５μｍとなる。Further, by taking advantage of the fact that the projection lens system 16 is telecentric on both sides, the height position of the best image forming plane can be similarly changed by moving the reticle up and down. Generally, in the case of reduction projection, the defocus amount on the image side (wafer side) is determined by the square of the reduction magnification when converted into the defocus amount on the object side (reticle side). Therefore, when defocus of ± 0.5 μm is required on the wafer side,
If the reduction ratio is 1/5, it is ± 0.5 / on the reticle side.
(1/5)2 = ± 12.5 μm.
【００２７】次に、先の図１でも簡単に説明したが、全
体パターンを分解パターンへ分割するいくつかの例を図
５、図６、図７、図８を参照して説明する。図５は全体
パターンが、図５（Ａ）に示すように幅Ｄ1の明線パタ
ーンＰＬcと幅Ｄ2（Ｄ2≒Ｄ1)の暗線パターンＰＬs
とが交互に繰り返されたライン・アンド・スペースの場
合に、２枚のレチクルの夫々に図５（Ｂ）、（Ｃ）に示
すような分解パターンを形成する例である。図５（Ｂ）
の分解パターンと図５（Ｃ）の分解パターンでは、とも
に明線パターンＰＬcが全体パターンにくらべて１本お
きに形成されている。そして２つの分解パターン同志で
は、明線パターンＰＬcの位置が相補的になっている。
この場合、全体パターンでのピッチはＤ1＋Ｄ2（≒２
Ｄ1)、デューティはＤ1／（Ｄ1＋Ｄ2)≒１／２である
が、分解パターンでのピッチは２Ｄ1＋２Ｄ2（≒４Ｄ
1)、デューティはＤ1／（２Ｄ1＋２Ｄ2)≒１／４にな
る。このため各レチクル上での明線パターンＰＬcの孤
立化が計られることになる。Next, as briefly explained with reference to FIG.
Illustration of some examples of dividing body patterns into decomposition patterns
5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. Figure 5 is the whole
The pattern has a width D as shown in FIG.1The clear line pattern
PLcAnd width D2(D2≒ D1) Dark line pattern PLs
Line and space where and are repeated alternately
In each case, the two reticles are shown in FIGS. 5 (B) and 5 (C), respectively.
It is an example of forming such a decomposition pattern. FIG. 5 (B)
In the decomposition pattern of and the decomposition pattern of FIG.
Bright line pattern PLcIs one compared to the overall pattern
Is formed. And two decomposition patterns
Is the bright line pattern PLcThe positions of are complementary.
In this case, the pitch in the whole pattern is D1+ D2(≒ 2
D1), The duty is D1/ (D1+ D2) ≈ 1/2
However, the pitch in the disassembly pattern is 2D1+ 2D2(≒ 4D
1), The duty is D1/ (2D1+ 2D2) ≒ 1/4
It Therefore, the bright line pattern PL on each reticlecThe fox
The activation will be measured.
【００２８】図６は、全体パターンが図６（Ａ）のよう
にＬ／Ｓ状のときに、各明線パターンＰＬc毎に別々の
レチクルへふり分けるのではなく、各明線パターンを全
て微小な矩形明部ＰＬdに分解して、図６（Ｂ）、
（Ｃ）のように互いに相補的に配置した様子を示したも
のである。この方法では、２つの分解パターンは、とも
に孤立化した矩形明部ＰＬdがＬ／Ｓのピッチ方向では
互いに直交する方向にずれるように定められている。従
って任意の１つの矩形明部ＰＬdに着目すると、Ｌ／Ｓ
のピッチ方向の両脇については、幅（Ｄ1＋２Ｄ2)の暗
部が存在することになり、ピッチ方向のデューティは約
１／４になっている。In FIG. 6, when the entire pattern is L / S-shaped as shown in FIG. 6A, each bright line pattern PLc is not divided into separate reticles but all the bright line patterns. Disassembled into minute rectangular bright parts PLd , FIG.
It shows a state in which they are arranged complementarily to each other as in (C). In this method, the two decomposition patterns are defined so that the rectangular bright portions PLd , which are both isolated, are displaced in the directions orthogonal to each other in the L / S pitch direction. Therefore, focusing on one arbitrary rectangular bright part PLd , L / S
On both sides in the pitch direction, there is a dark part having a width (D1 + 2D2 ), and the duty in the pitch direction is about ¼.
【００２９】図７は、図７（Ａ）のように全体パターン
では直角に屈曲する線状パターンを図７（Ｂ）、（Ｃ）
に示すように屈曲部で方向別に分割して２本の直線状パ
ターンＰＴe、ＰＴfにした様子を示す。ここでパター
ンＰＴe、ＰＴfの内部は透明部で、その周囲が遮へい
部である。ここで２つのパターンＰＴe、ＰＴfが明部
であると、屈曲部のところでは一部オーバーラップさせ
るとよい。ただしオーバーラップする部分は２つのパタ
ーンＰＴe、ＰＴfの夫々の長手方向に対してともに約
４５゜になるようにする。このため、パターンＰＴe、
ＰＴfの接続部は、直角にするのではなく、例えば４５
゜で切り取った形状にしておく。このように、９０゜で
屈曲した線状パターンを２本のパターンＰＴe、ＰＴf
に分解して重ね合わせ露光すると、特に屈曲部のレジス
ト上での像再生が良好になり、９０゜でまがった内側の
コーナー部の形状がきれいに露光される。またその他の
角度で屈曲した直線状パターンについても同様の方法を
適用し得る。さらに直線状パターンでなくとも、鋭角
（９０゜以下）で屈曲したエッジをもつパターンの場合
は、エッジの２つの方向によって２つのパターンに分解
するとよい。FIG. 7 shows linear patterns which are bent at right angles in the entire pattern as shown in FIG. 7A and are shown in FIGS. 7B and 7C.
Divided by the direction at the bent portion as shown in two linear patterns PTe, showing a state in which the PTf. Here pattern PTe, internal PTf is transparent portion, the periphery thereof is shielding portion. Here, if the two patterns PTe and PTf are bright portions, it is preferable to partially overlap the bent portions. However the overlapping portion is to both be about 45 degrees with respect to the two patterns PTe, longitudinal respective PTf. Therefore, the pattern PTe ,
The connection part of PTf should be, for example, 45
Keep the shape cut at ゜. Thus, two linear pattern bent 90 ° pattern PTe, PTf
When the image is decomposed into two pieces and superposed and exposed, particularly the image reproduction on the resist at the bent portion becomes good, and the shape of the inner corner portion rotated at 90 ° is exposed cleanly. The same method can be applied to linear patterns bent at other angles. Further, in the case of a pattern having an edge bent at an acute angle (90 ° or less) even if it is not a linear pattern, it may be decomposed into two patterns depending on the two directions of the edge.
【００３０】図８は、図８（Ａ）のようにＴ字状に交差
する全体パターンを、図８（Ｂ）、（Ｃ）のように方向
によって２つの線状パターンＰＴg、ＰＴhに分解した
場合を示す。線状パターンＰＴg、ＰＴhはともに明部
であるものとすると、線状パターンＰＴgの先端は９０
゜以上の角度をもつ二等辺三角形にしておき、この三角
形の部分が図８（Ｃ）のようにパターンＰＴhの直線エ
ッジに一部オーバーラップするようにする。このように
すると、Ｔ字状パターンの９０゜のコーナー部が、レジ
スト像の上では極めて鮮明になり、丸みをおびたりする
ことが少なくなる。In FIG. 8, the entire pattern intersecting in a T shape as shown in FIG. 8A is converted into two linear patterns PTg and PTh depending on the directions as shown in FIGS. 8B and 8C. The case of disassembly is shown. If both the linear patterns PTg and PTh are bright parts, the tip of the linear pattern PTg is 90.
An isosceles triangle having an angle of deg. Or more is made, and the part of this triangle partially overlaps the straight edge of the pattern PTh as shown in FIG. 8C. By doing so, the 90 ° corner portion of the T-shaped pattern becomes extremely clear on the resist image and is less likely to be rounded.
【００３１】以上、パターン分解のいくつかの例を示し
たが、図１で示した全体パターンＰＡに対しては、図５
の方法と図７の方法を併用して、複数の分解パターンＰ
ＴＡ1、ＰＴＡ2、ＰＴＡ3に分けたのである。尚、分
解する数は２以上であればよく、特に制限はない。ただ
し、分解したパターン（レチクル）の数が多いと、重ね
合わせ露光時の誤差がそれだけ累積されることになり、
スループットの点でも不利である。The above are some examples of pattern decomposition.
However, for the overall pattern PA shown in FIG.
7 and the method of FIG. 7 together, a plurality of decomposition patterns P
TA1, PTA2, PTA3It was divided into Incidentally, minutes
The number to be solved may be two or more and is not particularly limited. However
However, if the number of disassembled patterns (reticles) is large, they will overlap.
The error at the time of alignment exposure will be accumulated that much,
It is also disadvantageous in terms of throughput.
【００３２】さらに分解した各パターンは、それぞれ別
のレチクルＲ1〜Ｒ4に形成するようにしたが、特開昭
６２−１４５７３０号公報に開示されているように、一
枚の大型ガラス基板上に、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
設けるようにしてもよい。次に図９を参照して本実施例
の代表的なシーケンスを説明する。Each of the further decomposed patterns is formed on different reticles R1 to R4 , but as disclosed in JP-A-62-145730, a single large glass substrate is formed. In addition, a plurality of pattern areas of the same size may be provided, and each decomposed pattern may be provided in each pattern area. Next, a typical sequence of this embodiment will be described with reference to FIG.
【００３３】[0033]
【ステップ１００】まず分解パターンを有する各レチク
ルＲ1〜Ｒ4をレチクルステージ６上に載置し、各レチ
クルＲ1〜Ｒ4をレチクルステージ６上でアライメント
系１２を用いて正確に位置決めする。特に各レチクルＲ
1〜Ｒ4のローテーション誤差は十分な精度で小さくす
る。このため、レチクルステージ６上の各レチクルＲ1
〜Ｒ4を保持する部分には微小回転機構を設ける。ただ
し、各レチクルＲ1〜Ｒ4をｘ、ｙ方向に微小移動させ
る機構は省略できる。それはレチクルステージ６そのも
のがレーザ干渉計１０によって座標位置を精密に管理さ
れているからであり、各レチクルＲ1〜Ｒ4のマークＲ
Ｍ1〜ＲＭ4をアライメント系１２で検出するようにレ
チクルステージ６を位置決めしたときの各座標値を記憶
しておけばよい。また各レチクルＲ1〜Ｒ2のローテー
ションの基準は、実際にはウェハステージ側のレーザ干
渉計３０ｘ、３０ｙで規定される座標系であるから、基
準マークＦＭとマークＲＭ1〜ＲＭ4をアライメント系
１２で検出して、各レチクルＲ1〜Ｒ4のローテーショ
ン誤差がウェハステージ側の座標系において零になるよ
うに追い込む必要がある。このようなレチクルのローテ
ーションに関するアライメント手法は、例えば特開昭６
０−１８６８４５号公報に詳しく開示されている。[Step 100] First, each reticle having a decomposition pattern
Le R1~ RFourPlace the reticle on the reticle stage 6 and
Curu R1~ RFourOn the reticle stage 6
Accurate positioning using system 12. Especially each reticle R
1~ RFourRotation error of the
It Therefore, each reticle R on the reticle stage 61
~ RFourA minute rotation mechanism is provided in the portion for holding. However
Each reticle R1~ RFourIs slightly moved in the x and y directions
The mechanism for doing so can be omitted. That is reticle stage 6
The laser interferometer 10 precisely controls the coordinate position.
Each reticle R1~ RFourMark R
M1~ RMFourIs detected by the alignment system 12.
Memorize each coordinate value when positioning the tickle stage 6
Just keep it. Also, each reticle R1~ R2Rotation
In practice, the laser standard on the wafer stage side is
Since the coordinate system is defined by the totalizers 30x and 30y,
Semi-mark FM and mark RM1~ RMFourThe alignment system
12 to detect each reticle R1~ RFourRotation
Error becomes zero in the coordinate system on the wafer stage side.
It is necessary to drive down. Rote of such a reticle
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-68242 discloses an alignment method related to
The details are disclosed in Japanese Patent Publication No. 0-186845.
【００３４】[0034]
【ステップ１０１】次に照明光学系４内に設けられた照
明視野絞りとしてのレチクルブラインドの開口形状や寸
法を、レチクルの遮光帯ＳＢに合わせるように設定す
る。[Step 101] Next, the opening shape and size of a reticle blind as an illumination field stop provided in the illumination optical system 4 are set so as to match the light-shielding band SB of the reticle.
【００３５】[0035]
【ステップ１０２】続いて、フォトレジストを塗布した
ウェハＷをウェハステージ上にローディングし、オフ・
アクシス方式のアライメント系２４、あるいはＴＴＬ方
式のアライメント光学系２０を用いて、ウェハＷ上のい
くつかのチップ領域ＣＰに付随したマークを検出して、
ウェハ全体のアライメント（グローバルアライメント）
を行ない、ウェハＷ上のチップ領域ＣＰの配列座標と投
影レンズ系１６の光軸ＡＸ（レチクルのパターン領域中
心点）とのｘ−ｙ平面内での位置関係を規定する。ここ
で、ウェハＷへの露光がファースト・プリントのとき
は、マークＷＭ1〜ＷＭ4が存在しないので、ステップ
１０２は省略される。[Step 102] Subsequently, a photoresist was applied.
Wafer W is loaded on the wafer stage and turned off.
Axis type alignment system 24 or TTL method
On the wafer W by using the linear alignment optical system 20.
Detects marks attached to some chip areas CP,
Whole wafer alignment (global alignment)
By aligning the array coordinates of the chip area CP on the wafer W and
Optical axis AX of shadow lens system 16 (in the pattern area of the reticle
The positional relationship in the xy plane with the (center point) is defined. here
Then, when the exposure on the wafer W is the first print
Mark WM1~ WMFourSo there is no step
102 is omitted.
【００３６】[0036]
【ステップ１０３】次に分解パターンの数、すなわちレ
チクルの枚数に対応したパターン番号ｎと、ウェハＷ上
に露光すべきチップ領域ＣＰの数に対応したチップ番号
ｍがコンピュータを含む主制御装置に登録される。ここ
でパターン番号ｎは、レチクルの枚数Ａのうちのいずれ
か１つの数にセットされ、チップ番号ｍは最大９とし
て、初期状態では１にセットされる。[Step 103] Next, a pattern number n corresponding to the number of disassembled patterns, that is, the number of reticles, and a chip number m corresponding to the number of chip regions CP to be exposed on the wafer W are registered in a main controller including a computer. To be done. Here, the pattern number n is set to any one of the numbers A of the reticles, and the chip number m is set to 9 at the maximum, and is set to 1 in the initial state.
【００３７】[0037]
【ステップ１０４】次にパターン番号ｎに対応したレチ
クルが投影レンズ系１６の直上にくるように、レチクル
ステージ６を精密に位置決めする。[Step 104] Next, the reticle stage 6 is precisely positioned so that the reticle corresponding to the pattern number n is directly above the projection lens system 16.
【００３８】[0038]
【ステップ１０５】そして、ウェハステージを、チップ
番号ｍに基づいて、ステッピングさせ、露光すべきｍ番
目のチップ領域ＣＰを投影レンズ系１６の直下に位置決
めする。このとき、ｎ番目のレチクルの中心とｍ番目の
チップ領域ＣＰの中心とは、グローバルアライメント時
の結果に応じて、通常±１μｍ程度の範囲内にアライメ
ントされる。[Step 105] Then, the wafer stage is stepped based on the chip number m, and the m-th chip region CP to be exposed is positioned directly below the projection lens system 16. At this time, the center of the n-th reticle and the center of the m-th chip region CP are normally aligned within a range of about ± 1 μm according to the result of the global alignment.
【００３９】[0039]
【ステップ１０６】次に、ダイ・バイ・ダイ・アライメ
ントを実行するものとすると、アライメント光学系１
２、あるいはアライメント光学系２０を用いてチップ領
域ＣＰに付随したマークＷＭ1〜ＷＭ4のレチクルマー
クＲＭ1〜ＲＭ4に対する位置ずれを精密に計測し、そ
の位置ずれが許容範囲内になるまでウェハステージ２
６、又はレチクルステージ６のいずれか一方を微動させ
る。[Step 106] Next, assuming that die-by-die alignment is performed, the alignment optical system 1
2 or precisely measure the positional deviation with respect to the reticle mark RM1 ~RM4 marks WM1 ~WM4 accompanying the chip area CP using the alignment optical system 20, the wafer until the positional deviation is within the allowable range, Stage 2
6 or the reticle stage 6 is slightly moved.
【００４０】尚、ＴＴＬ方式のアライメント光学系２
０、又はアライメント光学系１２によってダイ・バイ・
ダイ・アライメントを行なう代りに、特開昭６１−４４
４２９号公報に開示されているように、ウェハＷ上の３
〜９個のチップ領域ＣＰのマークＷＭ1〜ＷＭ4の各位
置を計測し、その計測値に基づいて統計的な演算手法に
よりすべてのチップ領域のステッピング位置を求めるエ
ンハンスト・グローバルアライメント（Ｅ．Ｇ．Ａ）法
等を採用してもよい。The TTL alignment optical system 2
0, or the alignment optical system 12
Instead of performing die alignment, JP-A-61-44
As disclosed in Japanese Patent No.
Enhanced global alignment (E.G.) which measures each position of the marks WM1 to WM4 of the ~ 9 chip areas CP and obtains the stepping positions of all the chip areas by a statistical calculation method based on the measured values. .A) method or the like may be adopted.
【００４１】[0041]
【ステップ１０７】次に、ｍ番目のチップ領域ＣＰに対
して、ｎ番目のレチクルで露光を行なうが、ここでは各
チップ領域毎に多重焦点露光法を適用するので、まず、
チップ領域に対して斜入射光式デフォーカスセンサーを
働かせ、最良結像面に対するチップ領域表面の高さ位置
を精密に計測する。そして、Ｚステージ２６ｚによって
ベストフォーカス位置に調整してから、通常の露光量の
１／３程度でレチクルのパターンを露光する。次に、例
えばウェハＷ上で０．５μｍのＬ／Ｓパターンが正確に
結像される位置をベストフォーカスとした場合、この高
さ位置に対して＋０．５μｍ、−０．５μｍ程度変化さ
せた２ケ所の各々にＺステージ２６ｚをオフセットさ
せ、各高さ位置でそれぞれ１／３の露光量で露光を行
う。すなわち本実施例では、ベストフォーカス点、その
前後の点の計３つの高さ位置で３重露光を行なう。多重
露光の各露光時における露光量は、ほぼ通常の露光量の
１／３でよいが、微妙に調整するとよい。尚、結像補正
機構１８を使って、最良結像面そのものを上下動させる
ときは、段階的に像面位置を固定する代りに、±０．５
μｍの間で連続的に像面を移動させつつ露光を行なうこ
ともできる。この場合、照明光学系４内に設けられたシ
ャッターは、１つのチップ領域ＣＰに対して１回だけ開
けばよく、スループット的には極めて有利である。[Step 107] Next, the m-th chip area CP is exposed by the n-th reticle. Here, since the multi-focus exposure method is applied to each chip area, first,
The oblique incident light type defocus sensor is operated on the chip area to precisely measure the height position of the surface of the chip area with respect to the best image plane. Then, after adjusting to the best focus position by the Z stage 26z, the pattern of the reticle is exposed with about 1/3 of the normal exposure amount. Next, for example, when the position where the L / S pattern of 0.5 μm is accurately formed on the wafer W is the best focus, the height position is changed by about +0.5 μm or −0.5 μm. The Z stage 26z is offset at each of the two locations, and exposure is performed at an exposure amount of 1/3 at each height position. That is, in this embodiment, triple exposure is performed at a total of three height positions of the best focus point and the points before and after it. The exposure dose at each exposure of the multiple exposure may be approximately 1/3 of the normal exposure dose, but it may be finely adjusted. When the image forming correction mechanism 18 is used to move the best image forming surface itself up and down, instead of fixing the image surface position stepwise, ± 0.5
It is also possible to perform exposure while continuously moving the image plane within the range of μm. In this case, the shutter provided in the illumination optical system 4 needs to be opened only once for one chip area CP, which is extremely advantageous in terms of throughput.
【００４２】[0042]
【ステップ１０８】ｍ番目のチップ領域の露光が完了す
ると、セットされたｍの値を１だけインリクメントす
る。[Step 108] When the exposure of the m-th chip area is completed, the set value of m is incremented by 1.
【００４３】[0043]
【ステップ１０９】ここでウェハＷ上のすべてのチップ
領域の露光が完了したか否かを判断する。ここではｍの
最大値を９としたので、この時点でｍが１０以上になっ
ていれば次のステップ１１０へ進み、９以下のときはス
テップ１０５に戻り、次のチップ領域へのステッピング
が行なわれる。[Step 109] Here, it is determined whether or not the exposure of all the chip areas on the wafer W is completed. Since the maximum value of m is 9 here, if m is 10 or more at this point, the process proceeds to the next step 110, and if m is 9 or less, the process returns to step 105 to perform stepping to the next chip region. Be done.
【００４４】[0044]
【ステップ１１０】ウェハＷ上にｎ番目のレチクルが露
光されると、ウェハステージを１番目のチップ領域に対
する露光位置へリセットし、チップ番号ｍを１にセット
する。[Step 110] When the nth reticle is exposed on the wafer W, the wafer stage is reset to the exposure position for the first chip area, and the chip number m is set to 1.
【００４５】[0045]
【ステップ１１１】ここで用意した分解パターンのすべ
てのレチクルが露光されているときは、１枚のウェハに
対する露光が終了したことになる。まだ残っているレチ
クルがあるときは、ステップ１１２に進む。[Step 111] When all the reticles of the disassembly pattern prepared here are exposed, it means that the exposure for one wafer is completed. If there are any remaining reticles, the process proceeds to step 112.
【００４６】[0046]
【ステップ１１２】次にパターン番号ｎは他のレチクル
に対応した値に変更し、再びステップ１０４へ戻り、同
様の動作を繰り返す。以上の各ステップで、ファースト
・プリントの際は先のステップ１０２以外に、ステップ
１０６も省略されることは言うまでもない。[Step 112] Next, the pattern number n is changed to a value corresponding to another reticle, the process returns to step 104 again, and the same operation is repeated. Needless to say, in the above steps, step 106 is omitted in addition to step 102 in the first print.
【００４７】以上のようにして、次々にウェハＷの処理
を行なうが、例えば同一プロセスをへた複数枚のウェハ
を処理するときは、そのロット内の全てのウェハに対し
て１枚目のレチクルで露光してから、レチクル交換を行
ない、次のレチクルでロット内の全てのウェハを露光す
るようなシーケンスにしてもよい。また、ステップ１０
６ではダイ・バイ・ダイ・アライメントを行なうとき
は、チップ領域ＣＰに付随した１種類のマークを、各レ
チクルＲ1〜Ｒ4の夫々とのアライメント時に共通に使
うようにしておけば、ウェハＷ上に転写される各レチク
ル毎のパターンの間での相対位置ずれを最小にすること
ができる。As described above, the wafers W are successively processed. For example, when a plurality of wafers processed by the same process are processed, the first reticle for all the wafers in the lot is processed. Alternatively, the reticle may be exchanged after the exposure in step 1 and all the wafers in the lot are exposed in the next reticle. Step 10
In die 6, when performing die-by-die alignment, one kind of mark attached to the chip area CP is commonly used during alignment with each of the reticles R1 to R4 , and the wafer W It is possible to minimize the relative positional deviation between the patterns for each reticle transferred onto the reticle.
【００４８】さらに、Ｅ．Ｇ．Ａ法を採用するときは、
露光シーケンス中の各アライメント系、駆動系等のドリ
フトが問題となる可能性もあるが、基準マークＦＭを使
ってレチクル交換のたび、又はウェハ露光終了のたびに
各系のドリフトをチェックすることで、仮りにドリフト
が生じてもただちに補正することができる。以上本実施
例では、孤立化された分解パターンの夫々を、複数点の
焦点位置で多重露光を行なうために、解像限界の増大と
焦点深度の増大とがともに得られることになる。ここで
言う解像限界とは、レチクル上の全体パターンがＬ／Ｓ
状のように密なために、回折現象等によって、レジスト
上にパターン転写したときの明線と暗線が良好に分離し
て解像されない限界のことを意味し、投影レンズ系１６
単体の理論解像力とは別の意味である。本実施例では全
体パターン中の各線状パターンを孤立化するように分解
しておき、孤立化されたパターンを投影するので、ほと
んど投影レンズ系１６の理論解像力までいっぱいに使っ
て、より微細な線状パターンを転写することができる。
この効果は多重焦点露光法を併用しない場合、すなわち
図９中のステップ１０７でＺステージ２６ｚをベストフ
ォーカスに固定したまま、各分解パターンのレチクルＲ
1〜Ｒ4を重ね合わせ露光する場合であっても同様に得
られるものである。Furthermore, E. G. When adopting method A,
The drift of each alignment system, drive system, etc. during the exposure sequence may be a problem, but by checking the drift of each system every time the reticle is replaced or the wafer exposure is completed by using the fiducial mark FM. Even if a drift occurs, it can be corrected immediately. As described above, in the present embodiment, since each of the isolated decomposition patterns is subjected to the multiple exposure at the focal positions of a plurality of points, both the increase in the resolution limit and the increase in the depth of focus can be obtained. The resolution limit here means that the entire pattern on the reticle is L / S.
Since it is dense like a pattern, it means that the bright line and the dark line when a pattern is transferred onto a resist are well separated and cannot be resolved due to a diffraction phenomenon or the like.
It has a different meaning from the theoretical resolution of a simple substance. In this embodiment, since each linear pattern in the overall pattern is decomposed so as to be isolated and the isolated pattern is projected, almost the theoretical resolution of the projection lens system 16 is fully used to obtain finer lines. Pattern can be transferred.
This effect is obtained when the multi-focus exposure method is not used at the same time, that is, while the Z stage 26z is fixed to the best focus in step 107 in FIG.
The same is obtained even when1 to R4 are superposed and exposed.
【００４９】次に本発明の第２の実施例によるパターン
分解の手法と、それに伴った露光方法を説明する。図１
０（Ａ）はウェハＷ上に形成される回路パターン構成の
一例を模式的に表わした断面であり、製造の後半ではウ
ェハ表面に微小な凹凸が形成される。この微小凹凸は場
合によっては投影レンズ系１６の焦点深度（例えば±
０．８μｍ）よりも大きくなることもある。図１０
（Ａ）ではウェハ表面にレジスト層ＰＲが形成され、ウ
ェハ上の凸部にパターンＰr1、Ｐr2、Ｐr4を露光し、凹
部にパターンＰr3を露光する場合を示す。この場合、従
来の露光方法では、１枚のレチクル上に透明部としての
パターンＰr1〜Ｐr4の全てを形成していたが、本実施例
では凸部のところに露光されるパターンＰr1、Ｐr2、Ｐ
r4は図１０（Ｂ）のようにレチクルＲ1上に透過部
Ｐs1、Ｐs2、Ｐs4として形成しておき、凹部のところに
露光されるパターンＰr3は図１０（Ｃ）のようにレチク
ルＲ2上に透過部Ｐs3として形成しておく。Next, a pattern decomposition method according to the second embodiment of the present invention and an exposure method associated therewith will be described. FIG.
0 (A) is a cross section schematically showing an example of the circuit pattern configuration formed on the wafer W, and in the latter half of manufacturing, minute irregularities are formed on the wafer surface. Depending on the case, the minute unevenness may cause the depth of focus of the projection lens system 16 (for example, ±
It may be larger than 0.8 μm). Figure 10
In (A), the resist layer PR is formed on the surface of the wafer, and the projections on the wafer are exposed with the patterns Pr1 , Pr2 , and Pr4 , and the recesses are exposed with the pattern Pr3 . In this case, in the conventional exposure method, all the patterns Pr1 to Pr4 as transparent portions were formed on one reticle, but in the present embodiment, the pattern Pr1 to be exposed at the convex portion, Pr2 , P
As shown in FIG. 10B,r4 is formed as transmission parts Ps1 , Ps2 , and Ps4 on the reticle R1 , and the pattern Pr3 exposed at the concave portion is as shown in FIG. 10C. The transparent portion Ps3 is formed on the reticle R2 .
【００５０】そして、それぞれのレチクルＲ1、Ｒ2を
用いて重ね合わせ露光する際、レチクルＲ1のときは投
影レンズ系１６の最良結像面をウェハＷ上の凸部側に合
わせるようにして露光し、レチクルＲ2のときは最良結
像面を凹部側に合わせるようにして露光する。このよう
にすれば、チップ領域ＣＰ内の全てのパターンが極めて
解像力よく露光され、凸部、凹部に影響されて、部分的
なデフォーカスを起すことが防止できる。When overlay exposure is performed using the respective reticles R1 and R2 , the best image plane of the projection lens system 16 is aligned with the convex portion side on the wafer W when the reticles R1 are used. In the case of the reticle R2 , the exposure is performed so that the best image forming surface is aligned with the concave side. By doing so, it is possible to prevent all patterns in the chip region CP from being exposed with extremely high resolution and being affected by the convex portions and the concave portions to cause partial defocus.
【００５１】本実施例ではさらに、各レチクルＲ1、Ｒ
2の露光時に、第１実施例で説明した多重焦点露光法を
併用してもよい。また線状パターンがウェハＷ上の凹部
から凸部にかけて露光されるようなときは、レチクル上
ではその線状パターンを長手方向で分解して凸部にかか
る部分と凹部にかかる部分とに分ければよい。さらにウ
ェハＷ上の凸部、凹部を３段階に分けて、３つの分解パ
ターンを作り、３つの焦点位置に分けて露光してもよ
い。もちろん、図５〜図８で説明した分解ルールを併用
してもよい。Further, in this embodiment, each reticle R1 , R
The multiple focus exposure method described in the first embodiment may be used together with the second exposure. Further, when the linear pattern is exposed from the concave portion to the convex portion on the wafer W, the linear pattern can be decomposed in the longitudinal direction on the reticle to divide it into a convex portion and a concave portion. Good. Further, the projections and the depressions on the wafer W may be divided into three stages to form three decomposition patterns, and the exposure may be divided into three focal positions. Of course, you may use together the disassembly rule demonstrated in FIGS.
【００５２】図１１は、第３の実施例によるパターン分
解手法を説明する図である。近年、レチクル上に形成さ
れた微小孤立パターン（コンタクトホール等）やコーナ
ーエッジの形状を正確に再現して露光する目的でサブ・
スペース・マークを入れることが提案されている。図１
１（Ａ）はコンタクトホールとしてレチクル上に形成さ
れる微小矩形開口部Ｐcmを表わし、この開口部Ｐcmはウ
ェハ上に露光したとき１〜２μｍ角程度になる。この種
の開口部Ｐcmは投影露光すると、レジスト上では９０゜
の角部がつぶれて丸まることが多い。そこで投影光学系
では解像されない程小さいサイズ（例えばウェハ上で
０．２μｍ角）のサブ・スペース・マークＭspを開口部
Ｐcmの４隅の角部近傍に設ける。FIG. 11 is a diagram for explaining the pattern decomposition method according to the third embodiment. In recent years, sub-patterns have been used for the purpose of accurately reproducing the shape of minute isolated patterns (contact holes, etc.) and corner edges formed on a reticle.
It is suggested to put a space mark. FIG.
Reference numeral 1 (A) represents a minute rectangular opening Pcm formed as a contact hole on the reticle, and this opening Pcm is about 1 to 2 μm square when exposed on the wafer. When this type of opening Pcm is projected and exposed, a 90 ° corner is often crushed and rounded on the resist. Therefore, a sub space mark Msp having a size (for example, 0.2 μm square on the wafer) that is too small to be resolved by the projection optical system is provided near the four corners of the opening Pcm .
【００５３】このように本来の開口部Ｐcmの他にサブ・
スペース・マークＭspを形成する場合、開口部Ｐcmの配
列ピッチが狭くなると、従来のレチクルではサブ・スペ
ース・マークＭspを入れることが難しくなる。ところが
本発明のように、全体パターンにおける開口部Ｐcmを１
つおきにサブ・スペース・マークＭspと共に別々のレチ
クル（又は別々の分解パターン）に形成しておけば、１
つの開口部Ｐcmの周囲には充分なスペース（遮へい部）
ができるので、サブ・スペース・マークＭspの設け方に
自由度が得られるといった利点がある。Thus, in addition to the original opening Pcm , the sub
When forming the space mark Msp , if the array pitch of the openings Pcm becomes narrow, it becomes difficult to insert the sub space mark Msp in the conventional reticle. However, as in the present invention, the opening Pcm in the entire pattern is set to 1
If every other reticle (or different decomposition pattern) is formed with the sub space mark Msp every other time, 1
Sufficient space around one opening Pcm (shield)
Therefore, there is an advantage that a degree of freedom can be obtained in providing the sub space mark Msp .
【００５４】図１１（Ｂ）はラインパターンＰLmの端部
近傍の両側に線状のサブ・スペース・マークＭspを設け
た場合を示す。全体パターンを分解パターンに分けたと
き、露光すべき矩形状、又はライン状パターンに付随し
たサブ・スペース・マークＭspはかならず分解されたそ
のパターンとともにレチクル上に形成しておく必要があ
る。また１つの全体パターン（例えば屈曲した線状パタ
ーン）を複数のパターンに分解したとき、各分解パター
ン中にコーナーエッジが生まれたときは、そのコーナー
エッジ近傍等に新たにサブ・スペース・マークを設けて
おいてもよい。FIG. 11B shows the line pattern P.LmEnd of
Linear sub-space marks M on both sides in the vicinityspProvided
It shows the case. If you divide the whole pattern into decomposition patterns
Associated with a rectangular or line pattern to be exposed.
Sub Space Mark MspIt was always disassembled
Pattern on the reticle.
It Also, one overall pattern (for example, a bent linear pattern)
When the pattern is decomposed into multiple patterns, each decomposition pattern
If a corner edge is created during
Add a new sub space mark near the edge
You can leave it.
【００５５】図１２は第４の実施例によるパターン分解
手法を説明する図である。本実施例では、いままでの各
実施例で説明した効果以外に、投影光学系の解像限界を
超えた微小線幅のリソグラフィが達成されるといった効
果が得られる。図１２（Ａ）はウェハＷの断面の一例を
示し、レジスト層ＰＲに紙面と直交する方向に伸びた細
いラインパターンＰr5、Ｐr6、Ｐr7をレジスト像として
残す場合を示す。FIG. 12 is a diagram for explaining the pattern decomposition method according to the fourth embodiment. In addition to the effects described in each of the above-described embodiments, the present embodiment has the effect of achieving lithography with a minute line width exceeding the resolution limit of the projection optical system. FIG. 12A shows an example of a cross section of the wafer W, and shows a case where thin line patterns Pr5 , Pr6 , and Pr7 extending in the direction orthogonal to the paper surface are left as a resist image in the resist layer PR.
【００５６】レジスト層ＰＲ上でパターンＰr5、Ｐr6、
Ｐr7の周囲は全て感光させるものとすると、レチクル上
の分解パターンは図１２（Ｂ）、（Ｃ）のように２つに
分ける。図１２（Ｂ）、（Ｃ）で、２枚のレチクルの夫
々には、パターンＰr5、Ｐr6、Ｐr7のところで互いにオ
ーバーラップするような遮光部が形成される。オーバー
ラップする遮光部の幅ΔＤがパターンＰr5、Ｐr6、Ｐr7
の線幅を決定する。ここで明らかなように、従来の方法
では、パターンＰr5、Ｐr6、Ｐr7の夫々に対応した１本
の暗線パターンを露光するため、各パターンＰr5〜Ｐr7
の線幅は投影レンズの性能等で制限されてしまう。しか
しながら本実施例では２枚のレチクルの夫々に分解され
たパターン上での暗部の幅は極めて大きなものになり、
回折の影響をほとんど受けない。このため投影レンズの
性能、回折等の制限を受けずに、幅ΔＤを極めて小さく
でき、例えば０．８μｍを解像限界とする露光装置を使
って０．４μｍのラインパターンを作ることができる。
本実施例の場合、ウェハＷ上へ転写されるパターン像の
寸法精度は、２枚のレチクル（各分解パターン）の各ア
ライメント精度、ウェハＷ上の各チップ領域ＣＰとのア
ライメント精度、及び２枚のレチクル間でのパターン領
域の作成誤差等に依存して悪化することが考えられる。
しかしながらアライメント精度は年々向上してきてお
り、また各レチクルのパターン領域の作成誤差、マーク
打ち込み誤差等は、予め計測して、アライメント時に位
置補正するようなシーケンスをとれば実用上の問題は少
ないと考えられる。さらに図１２（Ｂ）、（Ｃ）のパタ
ーン分解手法からも明らかではあるが、２つの分解パタ
ーンの夫々での露光時の光量は、どちらの分解パターン
に対してもほぼ適正露光量にしておけばよい。またレジ
スト層ＰＲはポジ型、ネガ型のいずれでもよく、多重焦
点露光法との併用も有効である。On the resist layer PR, the patterns Pr5 , Pr6 ,
Assuming that the entire area around Pr7 is exposed to light, the decomposition pattern on the reticle is divided into two as shown in FIGS. 12 (B) and 12 (C). In FIGS. 12B and 12C, the two reticles each have a light-shielding portion that overlaps each other at the patterns Pr5 , Pr6 , and Pr7 . The width ΔD of the overlapping light-shielding portion is the pattern Pr5 , Pr6 , Pr7.
Determine the line width of. As is apparent here, in the conventional method, one dark line pattern corresponding to each of the patterns Pr5 , Pr6 , and Pr7 is exposed, so that each of the patterns Pr5 to Pr7 is exposed.
Line width is limited by the performance of the projection lens. However, in this embodiment, the width of the dark portion on the pattern decomposed into the two reticles becomes extremely large,
Almost unaffected by diffraction. Therefore, the width ΔD can be made extremely small without being restricted by the performance of the projection lens, diffraction, etc., and a line pattern of 0.4 μm can be formed by using an exposure apparatus having a resolution limit of 0.8 μm, for example.
In the case of the present embodiment, the dimensional accuracy of the pattern image transferred onto the wafer W is as follows: the alignment accuracy of the two reticles (each decomposition pattern), the alignment accuracy with each chip area CP on the wafer W, and the two images. It is conceivable that the reticle will be aggravated depending on the pattern area creation error between the reticles.
However, the alignment accuracy is improving year by year, and it is considered that there will be few practical problems if a sequence is performed in which the reticle pattern area creation error, mark entry error, etc. are measured in advance and the position is corrected during alignment. To be Further, as is clear from the pattern decomposition methods of FIGS. 12B and 12C, the light amount at the time of exposure of each of the two decomposition patterns should be set to a proper exposure amount for both decomposition patterns. Good. Further, the resist layer PR may be either a positive type or a negative type, and it is effective to use it in combination with a multi-focus exposure method.
【００５７】次に本発明の第５の実施例を図１３
（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。図３に示したステ
ッパーの光源として、近年エキシマレーザ光源を用いる
ことが注目されている。エキシマレーザ光源はレーザ媒
質として希ガス・ハライド（ＸｅＣｌ、Ｋｒｆ、ＡｒＦ
等）のように、レーザ・ゲインの高いものが使われる。
このためレーザチューブ内の電極間に高圧放電を起す
と、特別な共振ミラーがなくても紫外域の強力な光を誘
導放出し得る。この場合放出された光のスペクトルはブ
ロードなものであり、時間的にも空間的にもコヒーレン
シィは低い。このようなブロードバンドの光は、投影レ
ンズの材質にもよるが、著しく大きな色収差を発生す
る。紫外域の光を効率よく透過させるために、エキシマ
レーザ用の投影レンズは石英のみで作られることが多
い。このためエキシマレーザ光のスペクトル幅は極めて
狭くする必要があるとともに、その絶対波長も一定にさ
せる必要がある。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (A) and (B). Recently, attention has been paid to using an excimer laser light source as the light source of the stepper shown in FIG. The excimer laser light source uses a rare gas halide (XeCl, Krf, ArF) as a laser medium.
Etc.) with a high laser gain is used.
Therefore, when a high-voltage discharge is generated between the electrodes in the laser tube, strong light in the ultraviolet region can be stimulated and emitted without a special resonance mirror. In this case, the spectrum of the emitted light is broad, and the coherency is low both temporally and spatially. Such broadband light causes remarkably large chromatic aberration depending on the material of the projection lens. In order to efficiently transmit light in the ultraviolet region, the projection lens for the excimer laser is often made of only quartz. For this reason, it is necessary to make the spectral width of the excimer laser light extremely narrow and also to keep its absolute wavelength constant.
【００５８】そこで本実施例では、図１３（Ａ）に示す
ようにエキシマレーザチューブ２０２の外部に共振器と
して作用する全反射ミラー（リアミラー２０１）、低反
射率ミラー（フロントミラー）２０５とを設けてコヒー
レンシィを少し高めるとともに、レーザチューブ２０２
の外部でミラー２０１とミラー２０５との間に、２つの
可変傾角のファブリ・ペロー・エタロン２０３、２０４
を配置してレーザ光の狭帯化を計るようにした。ここで
エタロン２０３、２０４は２枚の石英板を所定のギャッ
プで平行に対向させたもので、一種のバンドパスフィル
ターとして働く。エタロン２０３、２０４のうちエタロ
ン２０３は粗調用で、エタロン２０４は微調用であり、
このエタロン２０４の傾角を調整することで、出力され
るレーザ光の波長の絶対値が一定値になるように、波長
変動をモニターしつつ逐次フィードバック制御する。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 13A, a total reflection mirror (rear mirror 201) acting as a resonator and a low reflectance mirror (front mirror) 205 are provided outside the excimer laser tube 202. Laser tube 202 while increasing the coherency a little
Two variable tilt Fabry-Perot etalons 203, 204 between the mirror 201 and the mirror 205 outside the
Was arranged to measure the narrowing of the laser beam. Here, the etalons 203 and 204 are two quartz plates facing each other in parallel with a predetermined gap, and function as a kind of bandpass filter. Of the etalons 203 and 204, the etalon 203 is for coarse adjustment and the etalon 204 is for fine adjustment.
By adjusting the tilt angle of the etalon 204, feedback control is sequentially performed while monitoring the wavelength variation so that the absolute value of the wavelength of the output laser light becomes a constant value.
【００５９】そこで本実施例では、このようなエキシマ
レーザ光源の構成と投影レンズの軸上色収差とを積極的
に利用して、最良結像面を光学的上下動させることで、
多重焦点露光法を行なうようにした。すなわち、あるチ
ップ領域ＣＰを露光する際、エキシマレーザ光源内のエ
タロン２０４、又は２０３のうちいずれか一方を、絶対
波長安定化に必要な傾角から所定量だけずらしながらエ
キシマレーザ（パルス等）を照射する。エタロンの傾角
をずらすと、絶対波長がわずかにシフトするので、投影
レンズの軸上色収差に対応して最良結像面は光軸方向に
位置変動を起す。このため５０〜１００パルスのエキシ
マレーザで露光する間にエタロンの傾角を離散的、又は
連続的に変化させれば、レチクル、ウェハ間のメカ的な
移動をまったく行なうことなく同様の多重焦点露光法が
実施できる。Therefore, in this embodiment, the best image formation plane is optically moved up and down by positively utilizing the structure of the excimer laser light source and the axial chromatic aberration of the projection lens.
The multi-focus exposure method was performed. That is, when exposing a certain chip region CP, an excimer laser (pulse or the like) is irradiated while shifting either one of the etalon 204 or 203 in the excimer laser light source from a tilt angle required for absolute wavelength stabilization by a predetermined amount. To do. When the tilt angle of the etalon is shifted, the absolute wavelength slightly shifts, so that the position of the best image formation plane changes in the optical axis direction corresponding to the axial chromatic aberration of the projection lens. Therefore, if the tilt angle of the etalon is changed discretely or continuously during the exposure with the excimer laser of 50 to 100 pulses, the same multi-focus exposure method can be performed without any mechanical movement between the reticle and the wafer. Can be implemented.
【００６０】図１３（Ｂ）は、同様のエキシマレーザの
他の構成を示し、リアミラー２０１の代りに波長選択素
子としての反射型の回折格子（グレーティング）２０６
を傾斜可能に設けたものである。この場合、グレーティ
ング２０６は波長設定時の粗調に使い、エタロン２０４
を微調に使う。多重焦点露光法のためには、エタロン２
０４、又はグレーティング２０６のうちいずれか一方を
傾斜させれば発振波長が変化し、最良像面が上下動す
る。FIG. 13B shows another structure of the same excimer laser, in place of the rear mirror 201, a reflection type diffraction grating (grating) 206 as a wavelength selection element.
Is provided so that it can be tilted. In this case, the grating 206 is used for coarse adjustment when setting the wavelength, and the etalon 204
Use finely. Etalon 2 for multi-focus exposure
If either 04 or the grating 206 is tilted, the oscillation wavelength changes, and the best image plane moves up and down.
【００６１】以上のように、エキシマレーザを用いると
色収差という物理現象を使って像面（焦点位置）を変化
させることができるが、色収差には縦色収差（軸上色収
差）と横色収差（倍率色収差）の２つがあり、それぞれ
が波長の変化によって同時に生じることがある。倍率色
収差は、投影倍率を狂わせることを意味するので、無視
できる程度に補正しておく必要がある。そこで一例とし
ては、両側テレセントリックな投影レンズの場合は投影
レンズ内の最もレチクル側に設けられたテレセン維持用
のフィールドレンズ群（補正光学系）を光軸方向に上下
動させる構成とし、エタロン２０４の傾斜と同期させて
フィールドレンズ群を上下動させれば、倍率色収差を補
正することができる。As described above, when the excimer laser is used, the image plane (focal position) can be changed by using a physical phenomenon called chromatic aberration. The chromatic aberration includes longitudinal chromatic aberration (axial chromatic aberration) and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification). ), Each of which may occur simultaneously due to a change in wavelength. Since the chromatic aberration of magnification means that the projection magnification is changed, it is necessary to correct it so that it can be ignored. Therefore, as an example, in the case of a projection lens that is telecentric on both sides, the field lens group (correction optical system) for maintaining the telecentric lens, which is provided closest to the reticle in the projection lens, is moved up and down in the optical axis direction. If the field lens group is moved up and down in synchronization with the tilt, lateral chromatic aberration can be corrected.
【００６２】また図３に示した結像補正機構１８を連動
して用いて、投影レンズ系１６内の制御圧力にオフセッ
トを加える方式であっても、同様に横色収差（倍率誤
差）を補正することができる。次に、先に説明した多重
焦点露光法の他のシーケンスを第６の実施例として説明
する。Further, even in the system in which the image forming correction mechanism 18 shown in FIG. 3 is used in conjunction, an offset is added to the control pressure in the projection lens system 16, the lateral chromatic aberration (magnification error) is similarly corrected. be able to. Next, another sequence of the multi-focus exposure method described above will be described as a sixth embodiment.
【００６３】このシーケンスのために、図３に示したス
テッパーにはウェハステージ２６のヨーイングを計測す
るための差動干渉計が設けられ、移動鏡２８ｘ、又は２
８ｙに一定間隔で平行に並んだ２本の測長用ビームを投
射し、２本の測長ビームの光路差の変化を計測する。こ
の計測値はウェハステージ２６の移動中、又はステッピ
ング後に生じる微小回転誤差量に対応している。For this sequence, the stepper shown in FIG. 3 is provided with a differential interferometer for measuring the yawing of the wafer stage 26, and the moving mirror 28x or 2 is used.
Two measuring beams are arranged in parallel at a constant interval on 8y, and the change in the optical path difference between the two measuring beams is measured. This measured value corresponds to a minute rotation error amount that occurs during the movement of the wafer stage 26 or after stepping.
【００６４】そこでまずウェハＷ上の全てのチップ領域
に対して、１つの焦点位置でステップアンドリピート方
式で順次露光している。このとき、各チップ領域の露光
中に、ウェハステージ２６のヨーイング量を計測して記
憶していく。そしてＺステージ２６ｚの高さ変更、又は
エキシマレーザ光の波長シフト等を行なって第２の焦点
位置で同様にステップアンドリピート方式で１番目のチ
ップ領域から順次露光を行なっていく。このとき各チッ
プ領域にステッピングしたときのヨーイング量と、先に
記憶された当該チップ領域露光時のヨーイング量とを比
較し、許容値内の差しかないときはそのまま露光を行な
う。比較の結果が差が大きいときは、ウェハＷを保持し
て微小回転するθテーブルで回転補正するか、レチクル
を保持するθテーブルを回転させて補正する。Therefore, first, all chip areas on the wafer W are sequentially exposed at one focus position by the step-and-repeat method. At this time, the yawing amount of the wafer stage 26 is measured and stored during the exposure of each chip area. Then, the height of the Z stage 26z is changed, or the wavelength of the excimer laser light is shifted, and exposure is sequentially performed from the first chip area by the step-and-repeat method at the second focus position. At this time, the yawing amount when stepping to each chip area is compared with the yawing amount when previously storing the chip area, and when there is no difference within the allowable value, the exposure is performed as it is. When the comparison result shows that the difference is large, the wafer W is held and the rotation is corrected by the θ table which is slightly rotated, or the θ table which holds the reticle is rotated and corrected.
【００６５】この際、ｘ、ｙ方向のレチクルとチップ領
域の位置ずれは、アライメント系１２等によりダイ・バ
イ・ダイ方式でモニターしつつ、リアルタイムにアライ
メント（位置ずれ補正）するとよい。すなわち、ｘ、ｙ
方向のアライメント誤差は、チップ領域に付随したマー
クＷＭ1〜ＷＭ4、レチクルマークＲＭ1〜ＲＭ4を検
出しつつ、そのアライメント誤差が零になるようにレチ
クルステージ６又は、ウェハステージ２６をサーボ制御
する状態にしておき、同時にレチクル又はウェハを差動
干渉計からのヨーイング計測値に基づいて回転補正す
る。At this time, the positional deviation between the reticle and the chip area in the x and y directions may be monitored in real time by the alignment system 12 or the like by the die-by-die method (positional deviation correction). That is, x, y
Direction of alignment error, the mark WM1 ~WM4 accompanying the chip area, while detecting the reticle mark RM1 ~RM4, the alignment error or the reticle stage 6 so as to zero, the servo control of the wafer stage 26 The reticle or wafer is rotationally corrected at the same time based on the yawing measurement value from the differential interferometer.
【００６６】このようなシーケンスにすると、各チップ
領域に対するアライメント時間が短かくなるとともに、
チップローテーション、ウェハローテーションの誤差に
よる重ね合わせ精度の低下が無視できる。またウェハス
テージのヨーイング量を記憶しておくので、１層目の露
光（ファーストプリント）時から多重焦点露光法を使う
ときでも、分解したレチクルによる重ね合わせ露光の精
度を何ら低下させることがない。With such a sequence, the alignment time for each chip area becomes short and
The decrease in overlay accuracy due to chip rotation and wafer rotation errors can be ignored. Further, since the yawing amount of the wafer stage is stored, even when the multi-focus exposure method is used from the exposure of the first layer (first printing), the accuracy of overlay exposure by the disassembled reticle is not reduced at all.
【００６７】以上、本実施例では各チップ領域の露光の
たびに焦点位置を変えるのではなく、１枚のウェハに対
する１回目の露光が終了した時点で焦点位置を変えるだ
けなので、スループットの向上が期待できる。以上、本
発明の各実施例を説明したが、分解されたパターンの各
々は、パターン形状が異なるために必然的に像強度も異
なってくる。そのため、各分解パターン毎に適正露光量
が異なることがある。そこで分解されたパターンの各々
について、レチクルのパターン領域の透過率等を計測し
て各分解パターン毎に適正露光量を決定するようにして
もよい。また、投影露光時の結像光束の開口数を小さく
することも焦点深度を増大させるのに役立つ。結像光束
の開口数は、投影レンズの瞳ＥＰに可変開口絞り板を設
けること、照明光学系内の２次光源像の大きさを絞りや
変倍光学系等を用いて変えること等で調整できる。さら
に瞳ＥＰを通る光束を図１４のような絞りでリング状
（輪帯状）に制限してもよい。あるいは２次光源像を径
や幅を可変、又は切替え可能なリング状に形成してもよ
い。As described above, in the present embodiment, the focus position is not changed each time each chip area is exposed, but only the focus position is changed when the first exposure for one wafer is completed, so that the throughput is improved. Can be expected. Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the decomposed patterns inevitably have different image intensities because the pattern shapes are different. Therefore, the proper exposure amount may differ for each decomposition pattern. Therefore, for each of the decomposed patterns, the transmittance or the like of the pattern area of the reticle may be measured to determine the appropriate exposure amount for each decomposed pattern. Further, reducing the numerical aperture of the image-forming light flux during projection exposure is also useful for increasing the depth of focus. The numerical aperture of the image-forming light flux is adjusted by providing a variable aperture diaphragm plate on the pupil EP of the projection lens and changing the size of the secondary light source image in the illumination optical system using a diaphragm or a variable power optical system. it can. Further, the light flux passing through the pupil EP may be limited to a ring shape (ring shape) by a diaphragm as shown in FIG. Alternatively, the secondary light source image may be formed in a ring shape whose diameter and width can be changed or switched.
【００６８】[0068]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、２次光源
像を径や幅を可変もしくは、切り替え可能な輪帯状に形
成したり、投影光学系の瞳を通過する光束を輪帯状に制
限することで投影光学系のみかけ上の焦点深度を増大さ
せることができる。従来は多重焦点露光法の適用が難か
しかったパターンに対しても同方法を適用できるように
なる。また、パターンの空間周波数を低減できるため
に、フォーカス位置を変化させない場合についても、よ
り微細なパターンの形成が可能である。As described above, according to the present invention, the secondary light source image is formed in the shape of an annular zone whose diameter and width can be changed or switched, and the luminous flux passing through the pupil of the projection optical system is formed into an annular zone. By limiting, the apparent depth of focus of the projection optical system can be increased. The same method can be applied to a pattern which has been difficult to apply the multi-focus exposure method in the past. Further, since the spatial frequency of the pattern can be reduced, it is possible to form a finer pattern even when the focus position is not changed.
【００６９】また、エキシマ露光等で波長を変化させて
多重露光を行うことで焦点深度の拡大方法の選択が広が
る。これらは、光を用いる０．５μｍ以下のリソグラフ
ィで焦点深度をいかにして増大させるかという物理的限
界に対する解法の有力な手法である。更に、レチクルを
分割する方法は近年、各パターンにサブ・スペース・マ
ーク等を入れる技術が開発され、同一のレチクルに本パ
ターンとともにサブ・スペース・マークを入れることが
スペース的にむずかしいことへの解決ともなる。Further, by carrying out multiple exposure by changing the wavelength by excimer exposure or the like, the selection of the method of expanding the depth of focus is widened. These are powerful techniques for solving the physical limit of how to increase the depth of focus in light-using lithography of 0.5 μm or less. In addition, in recent years, as a method of dividing the reticle, a technology has been developed to put a sub space mark, etc. in each pattern, and it is difficult to put the sub space mark together with this pattern in the same reticle in terms of space. Will also be.
【図１】本発明の方法を模式的に表わした図。FIG. 1 is a diagram schematically showing the method of the present invention.
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はライン・アンド・スペースパ
ターンとその間引きパターンとの回折光の発生の様子を
示す図。（Ｃ）はライン・アンド・スペースパターンの
ときの像強度分布のシミュレーション結果を表わすグラ
フ。（Ｄ）、（Ｅ）は間引きパターンのときの像強度分
布のシミュレーションを表わすグラフ。（Ｆ）は図２
（Ｄ）、（Ｅ）の像強度を重ね合わせたシミュレーショ
ン結果を表わすグラフ。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing how a line-and-space pattern and a thinned pattern thereof generate diffracted light. FIG. (C) is a graph showing the simulation result of the image intensity distribution in the line and space pattern. (D) and (E) are graphs showing a simulation of the image intensity distribution in the case of a thinning pattern. (F) is shown in FIG.
The graph which represents the simulation result which overlapped the image intensity of (D) and (E).
【図３】本発明の実施に好適なステッパーの構成を示す
斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a stepper suitable for implementing the present invention.
【図４】ステッパーの投影光学系における結像の様子を
示す図。FIG. 4 is a diagram showing a state of image formation in a projection optical system of a stepper.
【図５】本発明の方法のパターン分解法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a pattern decomposition method of the method of the present invention.
【図６】本発明の方法のパターン分解法を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a pattern decomposition method of the method of the present invention.
【図７】本発明の方法のパターン分解法を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a pattern decomposition method of the method of the present invention.
【図８】本発明の方法のパターン分解法を説明する図。FIG. 8 is a diagram explaining a pattern decomposition method of the method of the present invention.
【図９】本発明の方法を用いた１つの露光手順を説明す
るフローチャート図。FIG. 9 is a flowchart explaining one exposure procedure using the method of the present invention.
【図１０】第２の実施例によるパターン分解法を説明す
る図。FIG. 10 is a diagram illustrating a pattern decomposition method according to a second embodiment.
【図１１】第３の実施例によるパターン形成法を説明す
る図。FIG. 11 is a diagram illustrating a pattern forming method according to a third embodiment.
【図１２】第４の実施例によるパターン分解法を説明す
る図。FIG. 12 is a diagram illustrating a pattern decomposition method according to a fourth embodiment.
【図１３】第５の実施例による露光方法を実施するのに
好適なレーザ光源の構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a laser light source suitable for carrying out an exposure method according to a fifth embodiment.
【図１４】結像光束の開口数を調整するための輪帯状フ
ィルターを示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing a ring-shaped filter for adjusting the numerical aperture of an image forming light beam.
Ｒ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4 レチクル Ｗ ウェハ ＣＰ ショット領域 ＰＡ、ＰＢ 全体パターン ＰＴＡ1、ＰＴＡ2、ＰＴＡ3 ＰＡの分解パターン ＰＴＢ1、ＰＴＢ2、ＰＴＢ3 ＰＢの分解パターン ２ 光源部 ４ 照明光学系 ６ レチクルステージ １６ 投影レンズ １８ 結像補正機構R, R1 , R2 , R3 , R4 Reticle W Wafer CP Shot area PA, PB Overall pattern PTA1 , PTA2 , PTA3 PA decomposition pattern PTB1 , PTB2 , PTB3 PB decomposition pattern 2 Light source Part 4 Illumination optical system 6 Reticle stage 16 Projection lens 18 Imaging correction mechanism
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成８年７月５日[Submission date] July 5, 1996
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００９】[0009]
【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
めに、請求項第１項に記載された発明では、所定の照明
系からの光で所定のパターンが形成されたマスクを照明
し、投影光学系を介して該パターンを感応基板に露光す
る方法において、前記感応基板上に形成すべき全体パタ
ーンを、パターンの形状とパターンの密度と前記感応基
板の表面構造との少なくとも１つに応じて複数の分解さ
れたパターンに分け、該複数の分解パターンの夫々を前
記感応基板上に順次位置合わせして露光する際、前記投
影光学系の瞳内に設けられた光学部材により制限される
該瞳を通過する光束の大きさもしくは形状と、前記照明
系内に形成される２次光源像の大きさもしくは形状と、
適正露光量との少なくとも１つを前記分解パターンに応
じて規定する工程を有することした。In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, the mask from which a predetermined pattern is formed is illuminated with light from a predetermined illumination system, In the method of exposing the sensitive substrate to the pattern via a projection optical system, the entire pattern to be formed on the sensitive substrate is determined according to at least one of the shape of the pattern, the density of the pattern and the surface structure of the sensitive substrate. Are divided into a plurality of decomposed patterns and each of the plurality of decomposed patterns is sequentially aligned and exposed on the sensitive substrate and exposed by an optical member provided in a pupil of the projection optical system. The size or shape of the light flux passing through the pupil and the size or shape of the secondary light source image formed in the illumination system,
The method has a step of defining at least one of the proper exposure dose according to the decomposition pattern.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１０】請求項第２項に記載された発明では、請求
項第１項の光学部材は前記瞳を通過する光束を輪帯状に
制限する絞りであることとした。請求項第３項に記載さ
れた発明では、請求項第１項の光学部材は可変開口絞り
であることとした。請求項第４項に記載された発明で
は、請求項第１項の２次光源像の形状は輪帯形状を含む
こととした。請求項第５項に記載された発明では、請求
項第４項の輪帯状の２次光源像は径や幅を可変、又は切
り替え可能であることとした。請求項第６項に記載され
た発明では、請求項第１項の適正露光量は、前記分解パ
ターンの形状に応じて規定されることとした。。請求項
第７項に記載された発明では、請求項第１項の適正露光
量は、前記分解パターンの透過率に応じて規定されるこ
ととした。請求項第８項に記載された発明では、照明光
学系内に形成される２次光源像からの光で所定のパター
ンを照明し、該パターンを感応基板に露光する方法にお
いて、前記２次光源像は輪帯状に形成されるとともに、
前記パターンに応じて該輪帯状の２次光源像の径や幅を
可変もしくは、切り替えることとした。請求項第９項に
記載された発明では、請求項第８項の感応基板上には少
なくとも２つの異なるパターンが露光され、各々のパタ
ーンに応じて前記輪帯状の２次光源像の径や幅を可変も
しくは、切り替えることとした。According to the second aspect of the invention, the optical member according to the first aspect is a diaphragm for limiting the light flux passing through the pupil into an annular shape. According to the invention described in claim 3, the optical member according to claim 1 is a variable aperture stop. According to the invention described in claim 4, the shape of the secondary light source image according to claim 1 includes an annular shape. In the invention described in claim 5, the ring-shaped secondary light source image of claim 4 is variable or switchable in diameter and width. In the invention described in claim 6, the proper exposure amount according to claim 1 is defined according to the shape of the decomposition pattern. . According to the invention described in claim 7, the proper exposure amount according to claim 1 is defined according to the transmittance of the decomposition pattern. In the invention described in claim 8, in a method of illuminating a predetermined pattern with light from a secondary light source image formed in an illumination optical system, and exposing the pattern to a sensitive substrate, the secondary light source The image is formed in a ring shape,
The diameter and width of the ring-shaped secondary light source image are variable or switched according to the pattern. According to a ninth aspect of the present invention, at least two different patterns are exposed on the sensitive substrate of the eighth aspect, and the diameter and width of the ring-shaped secondary light source image corresponding to each pattern are exposed. Variable or switched.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００６８[Correction target item name] 0068
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００６８】以上のように本発明によれば、分解パター
ンに応じて、適正露光量と、投影光学系からの結像光束
の開口数と、投影光学系の瞳内を通る光束の形状と、照
明系内に形成される輪帯状の２次光源像の径や幅との少
なくとも１つを規定するので、分解パターンに応じて適
切な露光条件で露光を行うことができる。また、投影光
学系からの結像光束の開口数を小さくしたり、投影光学
系の瞳内を通る光束の形状を輪帯状に制限したり、照明
系内に形成される２次光源像を径や幅を可変もしくは、
切り替え可能な輪帯状に制限することで、投影光学系の
実質的な焦点深度を増大させることができる。これら
は、光を用いるリソグラフィで焦点深度をいかにして増
大させるかという物理的限界に対する解決の有力な手法
である。As described above, according to the present invention, the proper exposure amount, the numerical aperture of the image forming light beam from the projection optical system, the shape of the light beam passing through the pupil of the projection optical system, Since at least one of the diameter and the width of the ring-shaped secondary light source image formed in the illumination system is defined, it is possible to perform exposure under appropriate exposure conditions according to the decomposition pattern. In addition, the numerical aperture of the image-forming light beam from the projection optical system is reduced, the shape of the light beam passing through the pupil of the projection optical system is limited to an annular shape, and the secondary light source image formed in the illumination system is changed in diameter. Or variable width,
By limiting the shape to a switchable annular shape, the substantial depth of focus of the projection optical system can be increased. These are powerful methods for solving the physical limit of how to increase the depth of focus in light-based lithography.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8142769AJP2998637B2 (en) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | Exposure method |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8142769AJP2998637B2 (en) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | Exposure method |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320615ADivisionJP2940553B2 (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Exposure method |
| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6544721B1 (en) | 1998-06-16 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Multiple exposure method |
| JP2005086212A (en)* | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Asml Netherlands Bv | Substrate exposure method and lithography projection apparatus |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6544721B1 (en) | 1998-06-16 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Multiple exposure method |
| US6403291B1 (en) | 1998-06-30 | 2002-06-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Multiple exposure method |
| JP2005086212A (en)* | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Asml Netherlands Bv | Substrate exposure method and lithography projection apparatus |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2998637B2 (en) | 2000-01-11 |
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