(57)【要約】      （修正有）【課題】多重露光に用いられる原版のデータの作成時間を短縮する原版データ作成プログラム及び原版データ作成方法。【解決手段】投影光学系を介して感光剤への潜像の形成に用いられる原版のデータを作成させるプログラムで、有効光源の強度分布関数をフーリエ変換し、前記原版の前記投影光学系の物体面どの可干渉性の分布を示すコヒーレントマップを生成するステップと、原点から可干渉性が許容下限値未満の領域へ至る基準ベクトルを特定するステップと、複数の要素を有するパターンデータから１つの要素を選択し、選択された要素の中心を始点として前記基準ベクトルを配置したときに前記基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素を前記パターンデータから取り除き、前記パターンデータとは異なる第１のパターンデータを作成するステップと、前記取り除かれた要素を有する第２のパターンデータを作成するステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。【選択図】図２
2008076683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系により照明され投影光学系を介して感光剤に潜像を形成するのに用いられる原版のデータをコンピュータに作成させる原版データ作成プログラムであって、
有効光源の強度分布を示す関数をフーリエ変換して、前記原版が配置される前記投影光学系の物体面における可干渉性の分布を示すコヒーレントマップを生成するマップ生成ステップと、
前記コヒーレントマップにおいて、原点から可干渉性が許容下限値未満の領域へ至る基準ベクトルを特定する特定ステップと、
複数の要素を有するパターンデータから１つの要素を選択し、選択された要素の中心を始点として前記基準ベクトルを配置したときに前記基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素を前記パターンデータから取り除き、前記パターンデータとは異なる第１のパターンデータを作成する第１のデータ作成ステップと、
前記第１のパターンデータを作成するときに取り除かれた要素を有する第２のパターンデータを作成する第２のデータ作成ステップと
を前記コンピュータに行わせる
ことを特徴とする原版データ作成プログラム。
【請求項２】
前記コヒーレントマップの原点を前記第１のパターンデータの要素の中心へ重ね合わせ、可干渉性が設定された値以上の領域に補助パターンを追加して配置する配置ステップを前記コンピュータに行わせる
ことを特徴とする請求項１に記載の原版データ作成プログラム。
【請求項３】
前記マップ生成ステップでは、有効光源の強度分布を示す関数に偏光に起因する因子をかけてフーリエ変換する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の原版データ作成プログラム。
【請求項４】
照明光学系により照明され投影光学系を介して感光剤に潜像を形成するのに用いられる原版のデータを作成する原版データ作成方法であって、
有効光源の強度分布を示す関数をフーリエ変換して、前記原版が配置される前記投影光学系の物体面における可干渉性の分布を示すコヒーレントマップを生成するマップ生成ステップと、
前記コヒーレントマップにおいて、原点から可干渉性が許容下限値未満の領域へ至る基準ベクトルを特定する特定ステップと、
複数の要素を有するパターンデータから１つの要素を選択し、選択された要素の中心を始点として前記基準ベクトルを配置したときに前記基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素を前記パターンデータから取り除き、前記パターンデータとは異なる第１のパターンデータを作成する第１のデータ作成ステップと、
前記第１のパターンデータを作成するときに取り除かれた要素を有する第２のパターンデータを作成する第２のデータ作成ステップと、
を備えることを特徴とする原版データ作成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の第１のデータ作成ステップにおいて作成された前記第１のパターンデータに基づいて第１の原版を作成するステップと、
請求項４に記載の第２のデータ作成ステップにおいて作成された前記第２のパターンデータに基づいて第２の原版を作成するステップと、
を備えることを特徴とする原版作成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の原版作成方法により作成された第１の原版を照明し、投影光学系を介して前記第１の原版のパターンの像を感光剤に露光する第１の露光ステップと、
請求項５に記載の原版作成方法により作成された第２の原版を照明し、投影光学系を介して前記第２の原版のパターンの像を感光剤に露光する第２の露光ステップと、
を備えることを特徴とする露光方法。
【請求項７】
前記感光剤を現像するステップを介さずに請求項６に記載の第１の露光ステップ及び第２の露光ステップを実行した後、前記感光剤を現像するステップを実行する
ことを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の第１の露光ステップと第２の露光ステップとの間に、前記感光剤を現像するステップを実行する
ことを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版データ作成プログラム、原版データ作成方法、原版作成方法、露光方法及びデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスク（レチクル）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に露光する投影露光装置は従来から使用されており、高解像度を実現可能な露光装置が益々要求されている。高解像度を実現する露光方法として、投影光学系の開口数（ＮＡ）を増加する方法、露光波長（λ）を短波長化する方法、及びｋ１ファクタを小さくする方法が知られている。
【０００３】
微細パターンを得るための露光方法の１つとして、広義の多重露光がある。広義の多重露光は、狭義の多重露光と複数回露光とを含む。狭義の多重露光では、現像プロセスを経ることなく潜像パターンを足し合わせる。例えば、代表的な２重露光では、密なパターンを、疎な２種類なパターンに分けて２重露光する。あるいは、別の２重露光では、ラインパターンを縦方向と横方向にわけ、それらを別々に露光して所望のラインパターンを形成する。あるいは、複数回露光では、現像プロセスを経て潜像パターンを足し合わせる。これらの方法は、ｋ１ファクタを小さくする方法の１つである。以下では、狭義の多重露光と複数回露光とを含むものとして、単に「多重露光」という用語を用いる。
【０００４】
非特許文献１に示す技術では、どのようにレイアウトパターンの複数の要素を分割すればいいのかが示されている。すなわち、インターフェレンスマップ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｍａｐ、以下では干渉マップと呼ぶ）を導き、干渉マップからフォービッデンピッチを求めている。そして、レイアウトパターンの複数の要素のうち、フォービッデンピッチの位置にある要素を、別のマスクパターンとする。フォービッデンピッチがないマスクのデータを作成する。別のマスクのパターンに対しても同様にフォービッデンピッチの位置にある要素をさらに別のマスクとするようにする。同様の手続きを繰り返していくことにより、フォービッデンピッチがなくなるように、レイアウトパターンの複数の要素を分割できる。
【０００５】
一方、特許文献１及び特許文献２に示す技術では、近似的な像面強度（振幅）の分布を数値計算で求め、干渉マップを導出している。すなわち、干渉マップは、近似的な像面強度（振幅）の分布を示すマップである。
【０００６】
具体的には、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｒｏｓｓ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（以下、ＴＣＣと呼ぶ）を導出する。そして、ＴＣＣの結果により、空中像をＮ種類の像（固有関数と呼ばれる）に分解（特異値分解（Ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖａｌｕｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；  ＳＶＤ））する。この手法は、Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（以下、ＳＯＣＳと呼ぶ）と呼ばれる。
【０００７】
ＳＯＣＳで分解したＮ種類の固有関数は、それぞれ正負の値を持つ。Ｎ種類の固有関数を強度にして足し合わせて、空中像を得る。より厳密には、ｉ番目の固有関数に対応した固有値（ｉ番目の固有値）と、ｉ番目の固有関数の強度を掛け合わせて得られたＮ種類の関数を足し合わせて、空中像を得る。
【０００８】
ここで、一番大きい固有値を第一の固有値とし、対応する固有関数を第一の固有関数とすれば、第一の固有関数は空中像の形成に対する寄与が一番大きい。そこで、第一の固有関数を空中像であると近似する。この近似により像面強度（振幅）の分布を導出することが可能となる。すなわち、干渉マップを求めることができる。
【０００９】
干渉マップで正の値を持つ箇所には、コンタクトホールパターンを透過した露光光の位相と、補助パターンを透過した露光光の位相とが等しくなるような補助パターンを挿入する。干渉マップで負の値を持つ箇所には、コンタクトホールパターンを透過した露光光の位相と、補助パターンを透過した露光光の位相との差が１８０度になるように補助パターンを配置する。
【非特許文献１】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．  ５８５３、  （２００５）  ｐ１８０．
【特許文献１】特開２００４−２２１５９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示す技術では、干渉マップを導出するために、ＴＣＣや固有関数を求める必要があり、数値計算が全体的に複雑な傾向がある。これにより、マスクデータの作成時間が長くなる傾向にある。
【００１１】
そして、非特許文献１に示す技術では、そのような干渉マップを用いて、多重露光を行うためのマスクのデータが作成される。これにより、同様に、マスクデータの作成時間が長くなる傾向にある。
【００１２】
そこで、本発明は、多重露光に用いられる原版のデータの作成時間を短縮することができる原版データ作成プログラム及び原版データ作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１側面に係る原版データ作成プログラムは、照明光学系により照明され投影光学系を介して感光剤に潜像を形成するのに用いられる原版のデータをコンピュータに作成させる原版データ作成プログラムであって、有効光源の強度分布を示す関数をフーリエ変換して、前記原版が配置される前記投影光学系の物体面における可干渉性の分布を示すコヒーレントマップを生成するマップ生成ステップと、前記コヒーレントマップにおいて、原点から可干渉性が許容下限値未満の領域へ至る基準ベクトルを特定する特定ステップと、複数の要素を有するパターンデータから１つの要素を選択し、選択された要素の中心を始点として前記基準ベクトルを配置したときに前記基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素を前記パターンデータから取り除き、前記パターンデータとは異なる第１のパターンデータを作成する第１のデータ作成ステップと、前記第１のパターンデータを作成するときに取り除かれた要素を有する第２のパターンデータを作成する第２のデータ作成ステップとを前記コンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２側面に係る原版データ作成方法は、照明光学系により照明され投影光学系を介して感光剤に潜像を形成するのに用いられる原版のデータを作成する原版データ作成方法であって、有効光源の強度分布を示す関数をフーリエ変換して、前記原版が配置される前記投影光学系の物体面における可干渉性の分布を示すコヒーレントマップを生成するマップ生成ステップと、前記コヒーレントマップにおいて、原点から可干渉性が許容下限値未満の領域へ至る基準ベクトルを特定する特定ステップと、複数の要素を有するパターンデータから１つの要素を選択し、選択された要素の中心を始点として前記基準ベクトルを配置したときに前記基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素を前記パターンデータから取り除き、前記パターンデータとは異なる第１のパターンデータを作成する第１のデータ作成ステップと、前記第１のパターンデータを作成するときに取り除かれた要素を有する第２のパターンデータを作成する第２のデータ作成ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多重露光に用いられる原版のデータの作成時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、特に、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる原版のデータを作成する際に適用可能である。ここで、マイクロメカニクスは、半導体集積回路製造技術を微細構造体の製作に応用し、高度な機能を持ったミクロン単位の機械システムやそれを作る技術をいう。本発明は、例えば、投影光学系の最終面とウェハの表面とを液体に浸漬し、投影光学系及び液体を介して感光剤に潜像を形成するいわゆる液浸露光に好適である。
【００１７】
本発明で開示する概念は、数学的にモデル化することができる。そのため、コンピュータ・システムのソフトウェア機能として実装可能である。ここで、コンピュータ・システムのソフトウェア機能は、実行可能なコードを含んだプログラミングを含み、補助パターン挿入を実施することができる。ソフトウェア・コードは、汎用コンピュータで実行可能である。ソフトウェア・コード動作中に、コード、もしくは、関連データ記録は、汎用コンピュータ・プラットフォーム内に格納される。しかし、その他の場合、ソフトウェアは他の場所に格納されるか、もしくは、適切な汎用コンピュータ・システムにロードされることもある。したがって、ソフトウェア・コードは、１つまたは複数のモジュールとして、少なくとも１つの機械可読媒体で保持可能である。以下に述べる発明は、上述のコードという形式で記述され、１つまたは複数のソフトウェア製品として機能させることができる。ソフトウェア・コードは、コンピュータ・システムのプロセッサにより実行される。コンピュータ・プラットフォームは、本明細書で述べ、かつ、実施例で示す方法、カタログ、または、ソフトウェア・ダウンロード機能を実施することができる。
【００１８】
次に、本発明の実施形態に係る原版データ作成プログラムを実行するためのコンピュータの構成を、図１を用いて説明する。
【００１９】
コンピュータ１は、バス配線１０、制御部２０、表示部３０、記憶部４０、入力部６０及び媒体インターフェース７０を備える。
【００２０】
制御部２０、表示部３０、記憶部４０、入力部６０及び媒体インターフェース７０は、バス配線１０を介して相互に接続されている。媒体インターフェース７０は、記録媒体８０を接続可能に構成されている。
【００２１】
記憶部４０には、パターンデータ４１、コヒーレントマップ４２、マスクのデータ群４３、有効光源情報４４、ＮＡ情報４５、λ情報４６及びマスクのデータを作成するプログラムである原版データ作成プログラム４７が記憶されている。パターンデータ４１は、集積回路などの設計においてレイアウト設計されたパターン（以下、レイアウトパターンと呼ぶ）のデータである。コヒーレントマップ４２は、後述のように、マスクが配置される面（投影光学系の物体面）における可干渉性の分布を示したものである。マスクのデータ群４３は、第１マスクのデータ、第２マスクのデータ、・・・、第Ｎ（Ｎは自然数）マスクのデータを含む。第１マスク〜第Ｎマスクのデータのそれぞれは、第１マスク〜第ＮマスクのそれぞれにＣｒ等のパターンが描画されるためのデータである。有効光源情報４４は、後述の露光装置１００（図２３参照）の投影光学系の瞳面に形成される光の分布の形状に関する情報である。ＮＡ情報４５は、露光装置１００の投影光学系の像側開口数ＮＡに関する情報である。λ情報４６は、露光装置１００の露光光の波長λに関する情報である。原版データ作成プログラム４７は、マスク（原版）のデータを作成するためのプログラムである。
【００２２】
制御部２０は、例えば、ＣＰＵ，ＧＰＵ，ＤＳＰ又はマイコンなどであり、一時記憶のためのキャッシュメモリをさらに含む。表示部３０は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示デバイスである。記憶部４０は、例えば、メモリやハードディスクなどである。入力部６０は、例えば、キーボードやマウスなどである。媒体インターフェース７０は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＵＳＢインターフェースなどである。記録媒体８０は、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリなどである。
【００２３】
次に、本発明の実施形態におけるコヒーレントマップ４２の構成を説明する。
【００２４】
露光装置１００（図２３参照）の露光光の波長をλとし、投影光学系の像側開口数をＮＡとする。照明光学系よりマスク面に入射する光束がなす開口数と投影光学系の物体側開口数との比をσとする。
【００２５】
露光装置では様々なＮＡとλとを取りうるため、パターンの寸法を（λ／ＮＡ）で規格化すると便利である。例えば、λが２４８ｎｍでＮＡが０．７３のとき、１００ｎｍを上述のように規格化すると０．２９となる。このような規格化を本明細書ではｋ１換算と呼ぶことにする。
【００２６】
なお、マスクに描画されたＣｒ等のパターン（以下、マスクパターンとする）の大きさと、ウェハ面上に結像されるパターン（以下、ウェハパターンとする）の大きさとは、投影光学系の倍率分だけ異なる。以下では、話を簡単にするため、マスクパターンの大きさに投影光学系の倍率をかけたウェハパターンの大きさに換算した大きさでマスク面上の長さ（座標）を表し、マスクパターンの大きさとウェハパターンの大きさとを１：１で対応させる。ここで、マスク面とは投影光学系の物体面を表し、この面にマスクが配置される。
【００２７】
半導体露光装置におけるマスクパターンとウェハパターンとの関係は、部分コヒーレント結像の関係にある。部分コヒーレント結像では、マスク面での可干渉性を知るために、有効光源の情報（有効光源情報４４）が必要となる。ここで、可干渉性とは、マスク面上の距離に応じた干渉の度合いである。例えば、マスクパターンにおける２つの要素を可干渉性が０の距離に配置すれば、２つの要素で回折された光は干渉することがない。
【００２８】
可干渉性は、Ｖａｎ  Ｃｉｔｔｅｒｔ−Ｚｅｒｎｉｋｅの定理により、有効光源の強度分布をフーリエ変換することで得ることができる。より厳密には、可干渉性は、有効光源の強度分布をフーリエ変換したものの絶対値で与えられる。以下では、有効光源の強度分布をフーリエ変換しその絶対値を取ったものを、便宜的に、コヒーレントマップと呼ぶ。
【００２９】
コヒーレントマップ４２は、マスク面における可干渉性の分布を示したものであり、常に正の値を持つ。それに対して、背景技術の欄で説明した干渉マップは、近似的な像面強度（振幅）を示したものであり、正負の値をもつ。そのため、コヒーレントマップ４２と干渉マップとは、全く異なる物理量を扱ったものであり、その性質も全く異なるものである。
【００３０】
図４に有効光源の強度分布（有効光源情報４４）の例を示し、図５にコヒーレントマップ４２の例を示す。
【００３１】
図４は、マスクがないときに、照明光学系が投影光学系の瞳面上に形成する光の強度分布を示す。図４では、投影光学系の瞳の半径を１に正規化している。白抜き部は光照射領域を表し、白線で描かれた半径１の円はσ＝１を示している。ここで、露光装置のＮＡ（投影光学系の像側開口数）を０．７３、波長を２４８ｎｍとする。
【００３２】
図５は、図４の有効光源の強度分布から求められたコヒーレントマップ４２を示している。図５の横軸は、マスク面のｘ座標をｎｍ単位で表し、縦軸は、マスク面のｙ座標をｎｍ単位で表している。原点を（０ｎｍ，０ｎｍ）としたとき、図５は、マスク面における原点に対する可干渉性を表す。
【００３３】
図５では、最も明るい所を１とした場合の値（色の濃淡で表される値）が１に近いほど原点との可干渉性が高いことを意味し、その値が０に近いほど原点との可干渉性が低いことを意味する。例えば、マスク面で（±３１０ｎｍ，０ｎｍ）、（０ｎｍ，±３１０ｎｍ）、（±３１０ｎｍ，±３１０ｎｍ）の位置では原点との可干渉性が高い。逆に、（±１６０ｎｍ，±３１０ｎｍ）、（±３１０ｎｍ，±１６０ｎｍ）の位置では原点との可干渉性が低い。すなわち、フォービッデンピッチを表す。こうして求めたフォービッデンピッチは、λ、ＮＡ及び有効光源に関する情報を含んでいる。
【００３４】
フォービッデンピッチが検出されたならば、レイアウトパターン（パターンデータ４１）からフォービッデンピッチにある要素を取り除き、フォービッデンピッチのないパターンデータを作る。取り除かれた要素にも同様の手続きを繰り返せば、焦点深度を良好にすることができるパターンデータを作成することができる。
【００３５】
次に、原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れを、図２及び図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
ステップＳ１では、コンピュータ１の制御部２０は、有効光源の強度分布を決定する。
【００３７】
すなわち、入力部６０には、利用者により、あらかじめ、有効光源の強度分布に関する情報が入力される。制御部２０は、有効光源の強度分布に関する情報を、受け取り、有効光源情報４４として記憶部４０に記憶させる。同様に、パターンデータ４１、ＮＡ情報４５、λ情報４６も、利用者によりあらかじめ入力部６０に入力され、制御部２０を介して記憶部４０に記憶される。
【００３８】
また、原版データ作成プログラム４７が記録された記録媒体８０が、媒体インターフェース７０に接続される。そして、原版データ作成プログラム４７は、インストールされ、制御部２０を介して記憶部４０に記憶される。
【００３９】
入力部６０には、利用者により、原版データ作成プログラム４７の起動命令が入力される。制御部２０は、原版データ作成プログラム４７の起動命令を受け取り、その起動命令に基づいて、記憶部４０を参照し、原版データ作成プログラム４７を起動する。制御部２０は、原版データ作成プログラム４７に従い、有効光源情報４４を表示部３０に表示させる。有効光源情報４４を閲覧した利用者により、有効光源の強度分布を選択する命令が入力部６０に入力される。制御部２０は、有効光源情報４４と有効光源の強度分布を選択する命令とに基づいて、有効光源の強度分布（図４参照）を決定し、決定した有効光源の強度分布の情報を保持する。
【００４０】
ステップＳ２では、コンピュータ１の制御部２０は、コヒーレントマップ４２を生成する。
【００４１】
すなわち、入力部６０には、利用者により、コヒーレントマップ４２の生成命令が入力される。制御部２０は、コヒーレントマップ４２の生成命令を受け取り、コヒーレントマップ４２の生成命令に基づいて、記憶部４０を参照し、ＮＡ情報４５及びλ情報４６を受け取る。制御部２０は、有効光源の強度分布の情報に基づいて、有効光源の強度分布を示す関数を生成する。制御部２０は、ＮＡ情報４５及びλ情報４６に基づいて、有効光源の強度分布を示す関数をフーリエ変換して、コヒーレントマップ４２（図５参照）を生成する。さらに、制御部２０は、コヒーレントマップ４２を表示部３０に表示させる。
【００４２】
ステップＳ３では、コンピュータ１の制御部２０は、基準ベクトルを特定する。基準ベクトルは、後述のように、フォービッデンピッチを示すベクトルである。
【００４３】
すなわち、入力部６０には、利用者により、基準ベクトルの特定命令が入力される。制御部２０は、基準ベクトルの特定命令を受け取り、基準ベクトルの特定命令に基づいて、コヒーレントマップ４２において原点から可干渉性が許容下限値未満の領域へ至るベクトル量を抽出して、基準ベクトルを特定する。
【００４４】
ステップＳ４では、コンピュータ１の制御部２０は、後のステップで作成するパターンデータの整理番号ｉに初期値「１」をセットする（図２で示す（１））。
【００４５】
ステップＳ５では、コンピュータ１の制御部２０は、パターンデータ４１にフォービッデンピッチがあるか否かを判定する。
【００４６】
すなわち、入力部６０には、利用者により、フォービッデンピッチの判定命令が入力される。制御部２０は、フォービッデンピッチの判定命令を受け取り、フォービッデンピッチの判定命令に基づいて、記憶部４０を参照し、パターンデータ４１を受け取る。制御部２０は、パターンデータ４１を処理対象として、パターンデータ４１の複数の要素からある要素を注目要素として選択する。制御部２０は、選択された注目要素の中心を始点とするように基準ベクトルを配置したときに、基準ベクトルの終点と重なる位置に要素があるか否かを判断する。ここで、要素の中心とは、例えば要素が正方形である場合、正方形の対角線の交点とする。要素が長方形の場合は長方形の対角線の交点とする。制御部２０は、基準ベクトルの終点と重なる位置に要素があると判断する場合、パターンデータ４１にフォービッデンピッチがあると判定する。制御部２０は、基準ベクトルの終点と重なる位置に要素がないと判断する場合、パターンデータ４１にフォービッデンピッチがないと判定する。
【００４７】
制御部２０は、パターンデータ４１にフォービッデンピッチがあると判定する場合、処理をステップＳ６へ進め、パターンデータ４１にフォービッデンピッチがないと判定する場合、処理をステップＳ７へ進める。
【００４８】
ステップＳ６では、コンピュータ１の制御部２０は、基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素をパターンデータ４１から取り除き、取り除かれた要素の情報をキャッシュメモリに一時記憶する。
【００４９】
ステップＳ７では、コンピュータ１の制御部２０は、パターンデータ４１の複数の要素のうち取り除かれて残った全ての要素について、ステップＳ５の判定を行ったか否かを判断する。制御部２０は、全ての要素について判定を行ったと判断した場合、処理をステップＳ８（図２、図３で示す（２））へ進め、全ての要素について判定を行っていないと判断した場合、処理をステップＳ５へ進める。
【００５０】
ステップＳ８では、コンピュータ１の制御部２０は、第ｉパターンデータ（整理番号がｉのパターンデータ）を作成する。
【００５１】
ｉ＝１の場合、制御部２０は、基準ベクトルの終点と重なる位置にある全ての要素をパターンデータ４１から取り除いたものを第ｉパターンデータとする。ｉ≧２の場合、制御部２０は、基準ベクトルの終点と重なる位置にある全ての要素を有するパターンデータを保持する。そして、基準ベクトルの終点と重なる位置にある全ての要素を、そのパターンデータから取り除いたものを第ｉパターンデータとして保持する。即ち、複数の要素を有するパターンデータから１つ要素を選択し、選択された要素の中心を始点として前記基準ベクトルを配置する。そのときに前記基準ベクトルの終点と重なる位置にある要素を、前記パターンデータから取り除いて前記パターンデータとは異なるパターンデータ（これを第１のパターンデータとする）を作成する。そして、第１のパターンデータを作成するときに取り除かれた要素を有するパターンデータを第２のパターンデータとして作成する。
【００５２】
ステップＳ９では、コンピュータ１の制御部２０は、パターンデータの整理番号ｉを１だけ加算したもの（ｉ＋１）を新たにｉとしてセットする。
【００５３】
ステップＳ１０では、コンピュータ１の制御部２０は、コヒーレントマップ４２の原点をシフトする。
【００５４】
すなわち、入力部６０には、利用者により、第ｉパターンデータの表示命令が入力される。制御部２０は、第ｉパターンデータの表示命令を受け取り、第ｉパターンデータの表示命令に基づいて、第ｉパターンデータを表示部３０に表示させる。これにより、表示部３０は、第ｉパターンデータとコヒーレントマップ４２とを同時に表示している。第ｉパターンデータとコヒーレントマップ４２とを閲覧した利用者により、入力部６０には、（第ｉパターンデータにおける）注目要素の選択命令が入力される。制御部２０は、注目要素の選択命令を受け取り、注目要素の選択命令に基づいて、コヒーレントマップ４２の原点を第ｉパターンデータの注目要素の中心へシフトして重ね合わせる。さらに、制御部２０は、第ｉパターンデータと、原点をシフトさせたコヒーレントマップ４２とを、表示部３０に表示させる。また、制御部２０は、注目要素を主パターンとして第ｉマスクのデータ４３を生成し、第ｉマスクのデータ４３を記憶部４０に記憶させる。
【００５５】
ステップＳ１１では、コンピュータ１の制御部２０は、補助パターンを配置する。
【００５６】
すなわち、パターンデータ４１と原点をシフトさせたコヒーレントマップ４２とを閲覧した利用者により、入力部６０には、補助パターンの配置命令が入力される。制御部２０は、補助パターンの配置命令を受け取り、補助パターンの配置命令に基づいて、可干渉性が設定された値以上の領域に補助パターンを追加して配置する。制御部２０は、記憶部４０を参照し、マスクのデータ４３に補助パターンの情報を含めたものを新たにマスクのデータ４３とする。そして、制御部２０は、パターンデータ４１に代えて、マスクのデータ４３を表示部３０に表示させる。また、制御部２０は、マスクのデータ４３を記憶部４０に記憶させる。
【００５７】
ステップＳ１２では、コンピュータ１の制御部２０は、キャッシュメモリを参照し、取り除かれた要素があるか否かを判断する。制御部２０は、取り除かれた要素があると判断する場合、処理をステップＳ１３へ進め、取り除かれた要素がないと判断する場合、処理を終了する。
【００５８】
ステップＳ１３では、コンピュータ１の制御部２０は、第ｉパターンデータの作成時に取り除かれた要素を有するパターンデータ４１（第２のパターンデータ）を新たな処理対象として作成する（図３、図２で示す（１））。
【００５９】
以上のように、本実施形態の原版データ作成プログラム４７による処理では、コヒーレントマップ４２を用いて補助パターンを適切な位置に配置したマスクのデータ群４３を作成できる。すなわち、ＴＣＣや固有関数を求めることなくを求めることなく、補助パターンを適切な位置に配置したマスクのデータ群４３を作成できるので、数値計算を全体的に簡素化できる。これにより、多重露光のためのマスクのデータ群４３の作成時間を短縮することができる。
【００６０】
また、原版作成方法としてＥＢ描画装置に第１マスク〜第Ｎマスクのデータ（原版データ）を入力として与えれば、第１マスク〜第Ｎマスクのデータに応じたＣｒ等のパターンを各マスク１３０に描画することができる。これにより、多重露光のためのマスク１３０を作成することができる。ここで、複数のマスクが作成されるが、第１のパターンデータから作成されるマスクを第１のマスクとし、第２のパターンデータから作成されるマスクを第２のマスクとする。
【００６１】
次に、フォービッデンピッチを調べる方法について説明する。
【００６２】
フォービッデンピッチを調べる方法として、孤立パターンの周囲に解像しない大きさの補助パターンを挿入し、孤立パターンの結像特性を評価する方法がある。
【００６３】
露光装置１００（図２３参照）のＮＡを０．７３、露光光の波長λを２４８ｎｍとする。露光すべきコンタクトホールの寸法を１２０ｎｍとする。有効光源の強度分布は図６のようであるとする。図６の白線で描かれた半径１の円はは、σ＝１を表している。白抜き部は光照射部で、本明細書ではポールと呼ぶ。σ＝０から各ポール中心への距離は、横軸ｘ方向の距離ｂｘ＝０．５５（σ換算）、縦軸ｙ方向の距離ｂｙ＝０．５５（σ換算）である。各ポールの直径ａはσ換算で０．２とする。ここで、σ換算の値は、投影光学系の瞳の半径を１に正規化したときの大きさを表す。
【００６４】
まず、制御部２０は、図７に示すようなコヒーレントマップ４２を生成する。図７の目盛は図５に示した目盛と同様である。次に、制御部２０は、可干渉性の閾値（設定された値）を決める。制御部２０は、例えば、可干渉性の設定された値を０．５とする。可干渉性が閾値（設定された値）を超えていて、かつ、ピークをとる位置は、マスク上で（±３１０ｎｍ，０ｎｍ）、（０ｎｍ，±３１０ｎｍ）、（±３１０ｎｍ，±３１０ｎｍ）の位置である。これらの位置は、可干渉性が高い位置である。そこで、制御部２０は、図８に示すマスクのデータにおいて、原点に主パターンＭＰ１０１を配置し、間隔ｄ＝３１０ｎｍとして補助パターンＳＰ１０１〜ＳＰ１０８を配置する。図８の目盛は図５に示した目盛と同様である。
【００６５】
また、制御部２０は、可干渉性の許容下限値を決める。制御部２０は、例えば、可干渉性の許容下限値を０．１とする。可干渉性が許容下限値未満であり、かつ、底となる位置は、マスク上で（±１６０ｎｍ，±３１０ｎｍ）、（±３１０ｎｍ，±１６０ｎｍ）の位置である。これらの位置は、可干渉性が低い位置である。制御部２０は、図９に示すマスクのデータにおいて、原点に主パターンＭＰ１０１を配置し、補助パターンＦＰ１０１〜ＦＰ１０８を可干渉性が低い位置に配置する。図９の目盛は図５に示した目盛と同様である。図８に示すデータによるマクスは、本発明の補助パターン挿入方法によるマスクである。
【００６６】
図８に示す補助パターンＳＰ１０１〜ＳＰ１０８の寸法と、図９に示す補助パターンＦＰ１０１〜ＦＰ１０８の寸法とは、いずれも、８０ｎｍとした。さらに、図８に示す補助パターンＳＰ１０１〜ＳＰ１０８の数と、図９に示す補助パターンＦＰ１０１〜ＦＰ１０８の数とは、いずれも、８個である。図９に示すデータによるマスクは、フォービッデンピッチを調べる方法を示すマスクである。
【００６７】
次に、補助パターンがないマスクと、本発明の補助パターン挿入方法によるマスクと、フォービッデンピッチを調べる方法を示すマスクとの結像特性のシミュレーション結果を比較する。
【００６８】
図１０は、結像特性のシミュレーション結果である。図１０の横軸はデフォーカス量であり、縦軸はホール径（ＣＤ；Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）である。図１０では、補助パターンがないマスクの結像特性が、三角マークのグラフで示されている。本発明の補助パターン挿入方法によるマスクの結像特性が、菱形マークのグラフで示されている。フォービッデンピッチを調べる方法を示すマスクの結像特性が、正方形マークのグラフで示されている。
【００６９】
従来では、補助パターンを入れると、デフォーカス−ＣＤ特性が良くなると言われていた。実際、図８のマスクと、補助パターンがないマスクとのデフォーカス−ＣＤ特性を比較すると、図８のマスクのほうがデフォーカス−ＣＤ特性がよい。すなわち、図８のマスクのほうが結像特性が向上しており、微細パターンを精度よく形成するのに有利になっている。
【００７０】
しかし、図９のマスクと、補助パターンがないマスクとのデフォーカス−ＣＤ特性を比較すると、補助パターンがないマスクのほうがデフォーカス−ＣＤ特性がよい。この結果は、図９ではフォービッデンピッチの位置に補助パターンを入れてしまったので、デフォーカス−ＣＤ特性が悪くなったと解釈できる。
【００７１】
すなわち、コヒーレントマップで干渉性が悪い位置は、原点に対してフォービッデンピッチを示している。フォービッデンピッチという名前から、距離に依存する現象だと思われがちだが図９を参照するに、方向も関係している。その結果、フォービッデンピッチは距離と方向の両方に依存する。そのため、フォービッデンピッチは基準ベクトルＶＰ１０１〜ＶＰ１０８で表現されることがわかる。
【００７２】
次に、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００７３】
コヒーレントマップ４２を用いたパターンデータ分割の一例を示す。露光装置１００（図２３参照）のＮＡを０．７３、露光光の波長λを２４８ｎｍとする。図１１に示すパターンデータ４１（レイアウトパターン）が処理対象である場合を考える。図１１のパターンデータ４１には、３つのコンタクトホールＭＰ２０１〜ＭＰ２０３のパターンがある。３つのコンタクトホールＭＰ２０１〜ＭＰ２０３のパターンの寸法は、それぞれ、１２０ｎｍであるとする。
【００７４】
コンタクトホールＭＰ２０２は、コンタクトホールＭＰ２０１からｙ方向に−３１０ｎｍ離れている。コンタクトホールＭＰ２０３は、コンタクトホールＭＰ２０２からｘ方向に３１０ｎｍ、ｙ方向に−１６０ｎｍ離れている。
【００７５】
有効光源の強度分布が図１２に示す四重極のタイプに決定されている場合を考える。図１２の白線で描かれた半径１の円は、σ＝１を表している。白抜き部は光照射部で、σ＝０から各ポール中心への距離は、横軸ｘ方向の距離ｂｘ＝０．５５（σ換算）、縦軸ｙ方向の距離ｂｙ＝０．５５（σ換算）である。各ポールの直径ａはσ換算で０．３とする。
【００７６】
制御部２０は、図１２に示す有効光源の強度分布を示す関数をフーリエ変換して、図１３に示すコヒーレントマップ４２を生成する。図１３の目盛は図５に示した目盛と同様である。マスク上で（±３１０ｎｍ，０ｎｍ）、（０ｎｍ，±３１０ｎｍ）、（±３１０ｎｍ，±３１０ｎｍ）の位置で原点との可干渉性が高い。逆に、（±１６０ｎｍ，±３１０ｎｍ）、（±３１０ｎｍ，±１６０ｎｍ）の位置では原点との可干渉性が低い。
【００７７】
制御部２０は、図１３に示すコヒーレントマップ４２から、例えば、フォービッデンピッチを表す基準ベクトルＶＰ２０８を導出する。制御部２０は、図１１に示すパターンデータ４１を処理対象として、要素（コンタクトホール）ＭＰ２０２を注目要素として選択する。制御部２０は、選択された注目要素ＭＰ２０２の位置を始点とするように基準ベクトルＶＰ２０８を配置したときに、基準ベクトルＶＰ２０８の終点と重なる位置に要素（コンタクトホール）ＭＰ２０３があると判断する。すなわち、コンタクトホールＭＰ２０２とコンタクトホールＭＰ２０３とは、フォービッデンピッチの関係にあると判断される。そこで、制御部２０は、基準ベクトルＶＰ２０８の終点と重なる位置にある要素ＭＰ２０３を図１１に示すパターンデータ４１から取り除き、図１４に示す第１パターンデータを作成する。制御部２０は、要素ＭＰ２０３から、図１５に示す第２パターンデータを作成する。これにより、図１１に示すパターンデータ４１は、図１４に示す第１パターンデータと、図１５に示す第２パターンデータとに分割されたことになる。この分割により、フォービッデンピッチがない２枚のマスク（第１マスク及び第２マスク）のデータを生成することができる。
【００７８】
さて、前述のように、可干渉性が高い位置に補助パターンを入れるとデフォーカス−ＣＤ特性が向上する。そこで、分割したマスクに最適な補助パターンを入れて露光すれば、単純な２重露光よりもデフォーカス−ＣＤ特性が向上する。
【００７９】
コヒーレントマップは、原点からの干渉の度合いを見積もったものである。すなわち、ある点と点での干渉性を表すものである。この可干渉性を利用すれば、結像性能が向上する。
【００８０】
ｎ個のコンタクトホールのパターンがあるときは、ｎ個のコンタクトホールのそれぞれを注目要素として処理を行う。すなわち、原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れが、図１６及び図１７に示すように、次の点で図２及び図３に示す処理の流れと異なる。図１６及び図１７は、原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れを示すフローチャートである。
【００８１】
ステップＳ２３では、第ｉパターンデータとコヒーレントマップ４２とを閲覧した利用者により、入力部６０には、ｎ個のコンタクトホールのうち未選択のコンタクトホールを注目要素とする注目要素の選択命令が入力される。また、制御部２０は、注目要素の中心へ原点をシフトさせたコヒーレントマップ４２を合成コヒーレントマップ４２ｉ（ｉは自然数）に足し合わせて新たな合成コヒーレントマップ４２ｉ＋１を生成する。ここで、合成コヒーレントマップ４２ｉは、ｉ個の注目要素についてコヒーレントマップ４２を足し合わせたものである。他の点は、図３に示すステップＳ１０と同様である。
【００８２】
ステップＳ２５では、制御部２０は、第ｉパターンデータの全ての要素、すなわち、ｎ個のコンタクトホールの全てを選択したか否かを判断する。制御部２０は、ｎ個のコンタクトホールの全てを選択したと判断した場合、処理をＳ１１へ進め、ｎ個のコンタクトホールの全てを選択していないと判断した場合、処理をステップＳ２３へ進める。
【００８３】
図１７の処理を数式で表すと数式１のようになる。すなわち、コヒーレントマップ４２をｆ（ｘ，ｙ）、ｉ番目のコンタクトホールパターンの中心座標を（ｘｉ，ｙｉ）としたとき、
Ｆ１（ｘ，ｙ）＝Σｆ（ｘ−ｘｉ，ｙ−ｙｉ）・・・数式１
としてｉ＝１〜ｎについて合計したＦ１（ｘ，ｙ）を合成コヒーレントマップ４２ｎにすればよい。後は、Ｆ１（ｘ，ｙ）が一定の閾値を超え、かつ、ピークになる位置に補助パターンを配置すれば結像特性が向上する。
【００８４】
図１６及び図１７に示す処理により、図１８に示す第１マスクのデータと、図１９に示す第２マスクのデータとが得られる。図１８に示す第１マスクのデータと、図１９に示す第２マスクのデータとのそれぞれを、ＥＢ描画装置へ入力として与えれば、２枚のマスクが出来上がる。この２枚のマスクを用いた２重露光によれば、図１１のパターンデータにより描画されたマスクで一回露光よりも、微細パターンを精度よく形成することができる。
【００８５】
図１８に示す第１マスクのデータ及び図１９に示す第２マスクのデータにおいて、補助パターンの寸法は、解像しない程度に小さいことが好ましく、例えば、主パターン（コンタクトホールのパターン）の寸法の７５％近傍がよい。ここで、寸法とは、面積ではなく、パターンの一辺の長さである。図１８及び図１９の場合、主パターン（コンタクトホールのパターン）の寸法は、例えば、１２０ｎｍである。すなわち、１辺が１２０ｎｍの正方形のパターンを主パターンとしてマスクのデータに含める。よって、補助パターンの寸法（１辺の長さ）は、１２０ｎｍ×７５％＝９０ｎｍ程度がよい。しかしながら、本発明では、補助パターンが可干渉性が高い領域に追加して配置されている。そのため、補助パターンが配置されれば、少なからず解像力向上につながる。その意味で、補助パターンの寸法は、主パターン（コンタクトホールのパターン）の寸法の７５％近傍に限定されない。本発明者が調べたところ、補助パターンの寸法を主パターン（コンタクトホールのパターン）の寸法の５０〜８５％にした場合も、十分な効果を得ることができる。すなわち、この場合も、補助パターンを、解像させずに、主パターンが精度よくウェハ面上に結像されるように補助させることができる。
【００８６】
なお、補助パターンは、長さの異なる１２０ｎｍ×５０〜８５％の辺と１２０ｎｍ×５０〜８５％の辺とを有する長方形状のパターンであっても良い。
【００８７】
例えば、パターンデータ４１の別の一例として、長方形のコンタクトホールのパターンデータを考える。このとき、長方形の補助パターンを追加して配置すればよい。例えば、主パターン（コンタクトホールのパターン）の寸法は、長辺がＡであり、短辺がＢ（＜Ａ）であるとする。このとき、補助パターンの寸法は、長辺がＡ×５０〜８５％であり、短辺がＢ×５０〜８５％であることが好ましい。
【００８８】
例えば、パターンデータ４１のさらに別の一例として、ラインのパターンデータを考える。このとき、ラインの補助パターンを追加して配置すればよい。例えば、主パターン（ラインのパターン）の寸法は、長さがＣであり、幅がＤ（＜＜Ｃ）であるとする。このとき、ラインのパターンがコンタクトホールのパターンに比べて解像しやすいので、補助パターンの寸法は、幅がＤ×３５〜７０％であることが好ましく、長さに関してはＣと同程度でよい。
【００８９】
マスクのデータにおいて、補助パターンの形状は、主パターンの形状と略相似であることが好ましい。例えば、主パターン（例えば、コンタクトホールのパターン）が正方形のとき、略正方形の補助パターンをマスクのデータに追加して配置することが好ましい。主パターン（コンタクトホールのパターン）が長方形のとき、長方形の補助パターンをマスクのデータに追加して配置することが好ましい。
【実施例２】
【００９０】
通常のｖａｎ  Ｃｉｔｔｅｒｔ−Ｚｅｒｎｉｋｅの定理では偏光の影響は考慮されていない。しかしながら、近年、ｋ１が小さいパターンを露光する際には偏光の影響が無視できなくなっている。
【００９１】
そこで、本発明者は、ｖａｎ  Ｃｉｔｔｅｒｔ−Ｚｅｒｎｉｋｅの定理に偏光の効果を組み込む方法を提案する。具体的には、制御部２０は、有効光源のσに投影光学系のＮＡを対応させ、集光する偏光を３次元的に表現してｖａｎ  Ｃｉｔｔｅｒｔ−Ｚｅｒｎｉｋｅの定理を導出する。すなわち、制御部２０は、有効光源の強度分布を示す関数に偏光に起因する因子をかけて、フーリエ変換する。偏光に起因する因子は、ｘ偏光がｘ偏光になる効果の因子、ｘ偏光がｙ偏光なる効果の因子、ｘ偏光がｚ偏光になる効果の因子、ｙ偏光がｘ偏光になる効果の因子、ｙ偏光がｙ偏光なる効果の因子、及びｙ偏光がｚ偏光になる効果の因子を含んでいる。ここで、有効光源の強度分布を示す関数に偏光に起因する因子をかけて得られる関数において、有効光源の強度分布の特徴は維持されている。
【００９２】
次に、偏光の効果を組み込んだコヒーレントマップ４２の例を説明する。
【００９３】
露光装置のＮＡを０．７３、露光光の波長λが２４８ｎｍの場合を考える。図２０のようなダイポールタイプの有効光源を仮定する。白抜き部は光照射領域を表し、白線で描かれた半径１の円はσ＝１を示している。σ＝０から各ポール中心までの距離は横軸方向にσ換算で０．８、ポールの直径はσ換算で０．３である。
【００９４】
例えば、制御部２０は、有効光源の強度分布を示す関数にｙ偏光（Ｓ偏光）に起因する因子をかけてフーリエ変換して、図２１に示すコヒーレントマップ４２を生成する。図２１の目盛は図５に示した目盛と同様である。例えば、制御部２０は、有効光源の強度分布を示す関数にｘ偏光（Ｐ偏光）に起因する因子をかけてフーリエ変換して、図２２に示すコヒーレントマップ４２を生成する。図２２の目盛は図２１に示した目盛と同様である。図２１に示すコヒーレントマップ４２と図２２に示すコヒーレントマップ４２とを比較すると、可干渉性が高い領域と低い領域とは、ｙ偏光のときにはっきりしているのに対し、ｘ偏光のときにはっきりしない。これにより、ｙ偏光のとき、可干渉性が高い領域に補助パターンを配置すれば、微細パターンを精度よく形成することができる。それにたいして、ｘ偏光のとき、補助パターンを配置することは効果的でないことがわかる。
【００９５】
なお、偏光状態には、無偏光状態（すなわち、偏光がランダムに変化している）も含む。偏光を考慮したコヒーレントマップ４２を導出できれば、偏光を考慮した多重露光が可能になることは明らかである。すなわち、制御部２０は、照明光（露光光）の偏光状態を考慮してコヒーレントマップ４２を生成し、フォビッデンピッチを示す基準ベクトルを特定する。例えば、制御部２０は、図２１に示す基準ベクトルＶＰ３０９を特定する。そして、図２に示すステップＳ４〜Ｓ１３と同様の処理により、偏光を考慮した多重露光用のマスクのデータ群４３を得ることができる。したがって、この場合も可干渉性が高い位置に補助パターンを配置することができ、微細パターンを精度よく形成することができる。
【００９６】
次に、前述の実施例により作成されたマスク１３０を用いて、ウェハ上にマスクのパターンの像を投影する露光装置１００の実施形態について、図２３を用いて説明する。ここで、図２８は、露光装置１００の概略ブロック図である。
【００９７】
露光装置１００は、照明装置１１０と、マスクステージ１３２と、投影光学系１４０と、主制御ユニット１５０と、モニタ及び入力装置１５２と、ウェハステージ１７６とを備える。この露光装置１００は、投影光学系１４０の最終面とウェハ１７０との間に液体１８０を満たし、液体１８０を介してマスクパターンをウェハ１７０に露光する液浸露光装置である。露光装置１００は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置であるが、ステップアンドリピート方式その他の露光方式を適用してもよい。
【００９８】
照明装置１１０は、転写用の回路パターンが形成されたマスク１３０を照明し、光源部と照明光学系とを有する。
【００９９】
光源部は、光源としてのレーザー１１２と、ビーム整形系１１４とを含む。本実施形態では、レーザー１１２として、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを使用している。ただし、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザーを使用することができる。
【０１００】
ビーム整形系１１４は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備える等を使用することができる。
【０１０１】
照明光学系は、マスク１３０を照明する光学系である。本実施形態では、照明光学系は、集光光学系１１６、偏光制御手段１１７、オプティカルインテグレーター１１８、開口絞り１２０、集光レンズ１２２、折り曲げミラー１２４、マスキングブレード１２６、結像レンズ１２８を含む。照明光学系は、従来の照明、図６又は図２０に示す変形照明など様々な照明モードも実現することができる。
【０１０２】
集光光学系１１６は、複数の光学素子から構成され、オプティカルインテグレーター１１８に所望の形状の光束を効率よく導入する。
【０１０３】
集光光学系１１６は、マスク１３０への照明光の露光量を照明毎に変更可能な露光量調整部を含む。露光量調整部は、主制御ユニット１５０によって制御される。
【０１０４】
偏光制御手段１１７は、例えば、偏光素子を含み、投影光学系１４０の瞳１４２とほぼ共役な位置に配置される。偏光制御手段１１７は、瞳１４２に形成される有効光源の所定の領域の偏光状態を制御する。複数種類の偏光素子からなる偏光制御手段１１７が図示しないアクチュエータによって回転可能なターレット上に設けられて主制御ユニット１５０がかかるアクチュエータの駆動を制御してもよい。
【０１０５】
オプティカルインテグレーター１１８はマスク１３０に照明される照明光を均一化するための部材である。本実施形態では、オプティカルインテグレーター１１８としてハエの目レンズを用いる。但し、オプティカルインテグレーター１１８としては、光学ロッド、回折光学素子、マイクロレンズアレイなどを用いることができる。
【０１０６】
オプティカルインテグレーター１１８の出射面の直後には、形状及び径が固定された開口絞り１２０が設けられている。開口絞り１２０は、投影光学系１４０の瞳１４２とほぼ共役な位置に配置される。開口絞りの１２０の開口形状は投影光学系１４０の瞳面１４２の有効光源の強度分布に相当する。開口絞り１２０は有効光源の強度分布を制御する。
【０１０７】
集光レンズ１２２はオプティカルインテグレーター１１８の射出面近傍の２次光源から射出し、開口絞り１２０を透過した複数の光束を集光し、ミラー１２４で反射させて被照斜面としてのマスキングブレード１２６面を均一にケーラー照明する。
【０１０８】
マスキングブレード１２６は、複数の可動遮光板より構成され、矩形の開口形状を有する視野絞りである。
【０１０９】
結像レンズ１２８は、マスキングブレード１２６の開口形状をマスク１３０面上に照射する。
【０１１０】
マスク１３０は、転写されるべきパターンと補助パターンが形成され、マスクステージ１３２に支持及び駆動される。マスク１３０から発せられた回折光は投影光学系１４０を通りウェハ１７０に投影される。マスク１３０とウェハ１７０とは光学的に共役の関係に配置される。マスク１３０は、バイナリーマスク、ハーフトーンマスク、位相シフトマスクのいずれも使用することができる。
【０１１１】
投影光学系１４０は、マスク１３０に形成されたパターンをウェハ１７０上に投影する。投影光学系１４０としては、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する反射屈折光学系を使用することができる。
【０１１２】
主制御ユニット１５０は、各部の駆動制御を行うが、特に、モニタ及び入力装置１５２の入力装置から入力される情報、照明装置１１０からの情報に基づいて照明制御を行う。主制御ユニット１５０による制御情報やその他の情報はモニタ及び入力装置１５２のモニタに表示される
ウェハ１７０ではフォトレジスト１７２が基板１７４上に塗布されている。なお、ウェハ１７０は、液晶基板その他の被露光体に置き換えられても良い。
【０１１３】
ウェハ１７０はウェハステージ１７６に支持される。
【０１１４】
液体１８０には、露光波長の透過率がよく、投影光学系に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングが良い物質が選択される。本実施形態では純水を使用している。
【０１１５】
露光において、レーザー１１２から発せられた光束は、ビーム整形系１１４によりそのビーム形状が整形された後で、集光光学系１１６を介して、オプティカルインテグレーター１１８に導入される。オプティカルインテグレーター１１８は照明光を均一化し、開口絞り１２０は、図６又は図２０に示すような有効光源の強度分布を設定する。かかる照明光は集光レンズ１２２、折り曲げミラー１２４、マスキングブレード１２６、結像レンズ１２８を介してマスク１３０を最適な照明条件で照明する。マスク１３０を通過した光束は投影光学系１４０によって、ウェハ１７０上に所定倍率で縮小投影される。
【０１１６】
投影光学系１４０の最終面とウェハ１７０とは空気よりも屈折率の高い液体１８０に浸漬されているので、投影光学系１４０のＮＡは高くなり、ウェハ１７０に形成される解像度も微細になる。また、偏光制御により、レジスト１７２上にはコントラストの高い像が形成される。ただし、本実施形態では、液体１８０を用いた液浸露光装置について説明したが、液体１８０がない場合でもよい。
【０１１７】
次に、前述の実施例において作成された複数のマスクを用いて感光剤を露光する多重露光について説明する。例えば、２重露光では、まず第１のマスクを照明光学系により照明し、投影光学系を介して第１のマスクの像を感光剤に露光する（第１の露光）。次に、第２のマスクを照明光学系により照明し、投影光学系を介して第２のマスクの像を感光剤に露光する（第２の露光）。第１のマスクの像が投影露光された感光剤を現像せずに第２のマスクの像を同じ感光剤に投影露光するのが、狭義の意味での多重露光である。つまり、第１の露光及び第２の露光を行ってから現像をする。これに対して、露光順番に関係なく、第１の露光及び第２の露光のどちらか一方を行った後に感光剤を逐一現像をするのが複数回露光である。
【０１１８】
次に、前述の実施例により作成されたマスク１３０が適用される露光装置１００を利用したデバイスの製造方法を、図２４及び図２５を用いて説明する。図２４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。
【０１１９】
ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。具体的には、機能仕様を基に、スケマティックレベルの設計を行い、その後、レイアウト設計を行う。レイアウト設計では、ＣＡＤソフトを用いて、上記のようなレイアウトパターンを設計し、パターンデータ４１を生成する。
【０１２０】
ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターン形成に適したマスクを製作する。具体的には、本発明の方法により、マスクのデータ４３を作成する。そして、ＥＢ描画装置にマスクのデータ４３を入力として与え、マスクのデータ４３に応じたＣｒ等のパターンをマスク１３０に描画する。これにより、マスク１３０を作成する。
【０１２１】
ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハとを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、この半導体デバイスが出荷（ステップ７）される。
【０１２２】
図２４は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ここで、露光装置１００によって、前述の実施例によって作成された複数のマスクを用いて多重露光を行う。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。このデバイス製造方法によれば、デバイスの製造における歩留まりを向上させることができる。
【０１２３】
次に、多重露光に含まれる複数回露光について、図２６〜図３０の工程断面図を用いて説明する。
【０１２４】
図２６に示す工程では、ウェハＷの上にターゲットフィルム層ＴＦが形成される。ターゲットフィルム層ＴＦは、メタル層など実際のパターンが露光される層である。さらに、ターゲットフィルム層ＴＦの上には、ハードマスクＨＤが塗布される。
【０１２５】
図２７に示す工程では、ハードマスクＨＤの上にレジストＲＳＴを塗布し、一回目の露光を行う。現像過程を経て、レジストＲＳＴには露光パターンが形成される。
【０１２６】
図２８に示す工程では、レジストＲＳＴの露光パターンをマスクとして、ハードマスクＨＤをエッチングした後、レジストを剥離する。こうして、露光一回目のパターンがハードマスクＨＤに形成される。
【０１２７】
図２９に示す工程では、一回目の露光でパターンが形成されたハードマスクＨＤ上に再びレジスト（図示せず）を塗布し、２回目の露光を行う。レジストを現像すれば、レジストには２回目の露光パターンが形成される。その後、レジスト剥離、及び、ハードマスクＨＤへのエッチング過程を経てハードマスクＨＤに１回目の露光パターンと２回目の露光パターンが形成される。
【０１２８】
図３０に示す工程では、再びエッチングを行いターゲットフィルムＴＦにパターンを転写し、クリーニング（ハードマスクＨＤ除去）すれば２回露光を用いたパターン形成が可能となる。
【０１２９】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施例ではバイナリーマスクによる露光方法を紹介したが、ハーフトーンマスクでも同様の補助パターン挿入方法が適用可能である。ここで、ハーフトーンマスクとは、バイナリーマスクの遮光部が半透光部材になっていて、かつ、開口部に対して位相差１８０度を設ける種類のマスクである。ただし、ハーフトーンマスクを使用する場合は、マスクパターンのサイズは、露光すべきパターンのサイズよりも大きくする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の実施形態におけるコンピュータの構成図。
【図２】原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れを示すフローチャート（本発明の実施形態）。
【図３】原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れを示すフローチャート（本発明の実施形態）。
【図４】本発明の実施形態における有効光源の強度分布を示す図。
【図５】本発明の実施形態におけるコヒーレントマップを示す図。
【図６】フォービッデンピッチを調べる方法における有効光源の強度分布を示す図。
【図７】フォービッデンピッチを調べる方法におけるコヒーレントマップを示す図。
【図８】フォービッデンピッチを調べる方法におけるマスクのデータを示す図。
【図９】フォービッデンピッチを調べる方法におけるマスクのデータを示す図。
【図１０】フォービッデンピッチを調べる方法における結像特性のシミュレーション結果を示す図。
【図１１】本発明の実施例１におけるパターンデータを示す図。
【図１２】本発明の実施例１における有効光源の強度分布を示す図。
【図１３】本発明の実施例１におけるコヒーレントマップを示す図。
【図１４】本発明の実施例１におけるパターンデータを示す図。
【図１５】本発明の実施例１におけるパターンデータを示す図。
【図１６】原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れを示すフローチャート（実施例１）。
【図１７】原版データ作成プログラムを実行してマスクのデータを作成する処理の流れを示すフローチャート（実施例１）。
【図１８】本発明の実施例１におけるマスクのデータを示す図。
【図１９】本発明の実施例１におけるマスクのデータを示す図。
【図２０】本発明の実施例２における有効光源の強度分布を示す図。
【図２１】本発明の実施例２におけるコヒーレントマップを示す図。
【図２２】本発明の実施例２におけるコヒーレントマップを示す図。
【図２３】露光装置の概略ブロック図。
【図２４】露光装置を利用したデバイスの製造方法を示すフローチャート。
【図２５】露光装置を利用したデバイスの製造方法を示すフローチャート。
【図２６】複数回露光を説明する図。
【図２７】複数回露光を説明する図。
【図２８】複数回露光を説明する図。
【図２９】複数回露光を説明する図。
【図３０】複数回露光を説明する図。
【符号の説明】
【０１３１】
１  コンピュータ
４１  パターンデータ
４２  コヒーレントマップ
４３  マスクのデータ群
４７  原版データ作成プログラム
【図１】
2008076683.tif 000003
【図２】
2008076683.tif 000004
【図３】
2008076683.tif 000005
【図４】
2008076683.tif 000006
【図６】
2008076683.tif 000007
【図８】
2008076683.tif 000008
【図９】
2008076683.tif 000009
【図１０】
2008076683.tif 000010
【図１１】
2008076683.tif 000011
【図１２】
2008076683.tif 000012
【図１４】
2008076683.tif 000013
【図１５】
2008076683.tif 000014
【図１６】
2008076683.tif 000015
【図１７】
2008076683.tif 000016
【図１８】
2008076683.tif 000017
【図１９】
2008076683.tif 000018
【図２０】
2008076683.tif 000019
【図２３】
2008076683.tif 000020
【図２４】
2008076683.tif 000021
【図２５】
2008076683.tif 000022
【図２６】
2008076683.tif 000023
【図２７】
2008076683.tif 000024
【図２８】
2008076683.tif 000025
【図２９】
2008076683.tif 000026
【図３０】
2008076683.tif 000027
【図５】
2008076683.tif 000028
【図７】
2008076683.tif 000029
【図１３】
2008076683.tif 000030
【図２１】
2008076683.tif 000031
【図２２】
2008076683.tif 000032