【手続補正書】
【提出日】平成20年4月23日(2008.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  マスクを照明光学系により照明し、前記マスクを経た光により投影光学系を介して基板に所望のパターンを露光する露光方法において、
前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクを形成するステップと、
前記照明光学系の光軸近傍に強度分布のピークを有する照明光を利用して前記位相シフトマスクを照明するステップと、
前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影光学系を介して投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写するステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項２】  マスクを照明光学系により照明し、前記マスクを経た光により投影光学系を介して基板に所望のパターンを露光する露光方法において、
前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクを形成するステップと、
小σ照明と大σ照明に相当する有効光源により前記位相シフトマスクを多重照明するステップと、
前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影光学系を介して投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写するステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項３】
前記所望のパターンは、少なくとも２つの第１の線が所定の間隔で整列する第１のパターン部と、第１の線よりも線幅が大きな第２の線を有する第２のパターン部とを有し、
前記位相シフトマスクを形成するステップにおいて、
前記第１のパターン部の前記第１の線を前記ダミーのパターンの遮光部と重ねることによって前記位相シフトマスクを形成することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項４】
前記ダミーのパターンには遮光部を設けないことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項５】
前記所望のパターンに対応する部分にハーフトーン位相シフト形の光透過部を有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項６】
前記光軸近傍に強度分布のピークを有する照明光は、円形の有効光源を有する、又はσが０．３以下であることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項７】
前記小σ照明は、円形の有効光源を含む、又は、σが０．３以下の有効光源であることを特徴とする請求項２記載の露光方法。
【請求項８】
前記大σ照明は、四重極の有効光源を含む、又は、輪帯状の有効光源を含む、又は、σが１よりも大きな有効光源を含む、又は、σが０．６以上の有効光源であることを特徴とする請求項２記載の露光方法。
【請求項９】
マスクを照明する照明光学系と、前記マスクを経た光を用いて基板に所望のパターンを投影露光する投影光学系とを有する露光装置において、
前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクと、前記照明光学系の光軸近傍に強度分布のピークを有する照明光とを利用して、前記照明光学系は前記位相シフトマスクを照明し、
前記投影光学系が前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
マスクを照明する照明光学系と、前記マスクを経た光を用いて基板に所望のパターンを投影露光する投影光学系とを有する露光装置において、
前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクと、小σ照明と大σ照明に相当する有効光源とを用いて、前記照明光学系は前記位相シフトマスクを多重照明し、
前記投影光学系が前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記有効光源形状が五重極になるように五重極の開口を有する絞りを含むことを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
前記大σ照明はσが１よりも大きな有効光源を含む、又は、四重極の有効光源を含む、又は、輪帯状の有効光源を含むことを特徴とする請求項１７記載の露光装置。
【請求項１３】
前記小σ照明と前記大σ照明のそれぞれの露光量の調整、及び前記大σ照明のピークの位置の調整の少なくとも一方を行う調整部を有することを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３記載のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を投影露光するステップと、
前記投影露光された前記基板を現像するステップとを有するデバイス製造方法。
【請求項１５】
照明光学系により照明され、基板に所望のパターンを露光するために用いられる位相シフトマスクであって、
前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスク。
【請求項１６】
前記所望のパターンは、少なくとも２つの第１の線が所定の間隔で整列する第１のパターン部と、第１の線よりも線幅が大きな第２の線を有する第２のパターン部とを有し、
前記第１のパターン部の前記第１の線を前記ダミーのパターンの遮光部とが重なることを特徴とする請求項１５記載の位相シフトマスク。
【請求項１７】
前記ダミーのパターンには遮光部を設けないことを特徴とする請求項１５記載の位相シフトマスク。
【請求項１８】
前記所望のパターンに対応する部分にハーフトーン位相シフト形の光透過部を有することを特徴とする請求項１５記載の位相シフトマスク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
そこで、微細な（例えば、０．１５μｍ以下の）線幅を持ち、各種パターンやＬ＆Ｓパターンから孤立及び複雑なパターンまでが混在するマスクパターンを、マスクを交換せずに、解像度良く露光可能な露光方法及び装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一側面としての露光方法は、マスクを照明光学系により照明し、前記マスクを経た光により投影光学系を介して基板に所望のパターンを露光する露光方法において、前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクを形成するステップと、前記照明光学系の光軸近傍に強度分布のピークを有する照明光を利用して前記位相シフトマスクを照明するステップと、前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影光学系を介して投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写するステップとを有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本実施例の別の一側面としての露光方法は、マスクを照明光学系により照明し、前記マスクを経た光により投影光学系を介して基板に所望のパターンを露光する露光方法において、前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクを形成するステップと、小σ照明と大σ照明に相当する有効光源により前記位相シフトマスクを多重照明するステップと、前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影光学系を介して投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写するステップとを有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の別の側面としての露光装置は、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクを経た光を用いて基板に所望のパターンを投影露光する投影光学系とを有する露光装置において、前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクと、前記照明光学系の光軸近傍に強度分布のピークを有する照明光とを利用して、前記照明光学系は前記位相シフトマスクを照明し、前記投影光学系が前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写することを特徴とする。
本発明の別の側面としての露光装置は、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクを経た光を用いて基板に所望のパターンを投影露光する投影光学系とを有する露光装置において、前記マスクとして、前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する位相シフトマスクと、小σ照明と大σ照明に相当する有効光源とを用いて、前記照明光学系は前記位相シフトマスクを多重照明し、前記投影光学系が前記位相シフトマスクを経た光を基板に投影することによって、前記所望のパターンを前記基板に転写することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて基板を投影露光するステップと、前記投影露光された前記基板を現像するステップとを有する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の別の側面としての位相シフトマスクは、照明光学系により照明され、基板に所望のパターンを露光するために用いられる位相シフトマスクであって、
前記所望のパターンに対応する部分に重なるように形成された周期性のあるダミーのパターンと、前記所望のパターンに対応する部分と前記ダミーのパターンとが重なる部分を前記所望のパターンの線幅よりも大きくしたパターンとを有する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図３（Ｅ）は、図３（Ａ）に示す円形開口１５１と図３（Ｃ）に示す輪帯開口１５４とを有する開口絞り１５０Ｅの概略平面図である。従って、開口絞り１５０Ｅも、光軸近傍に強度分布のピークを有する照明光と軸外に強度分布のピークを有する照明光とが合成された照明光をもたらす。開口絞り１５０Ｅは、円１５１及び１５４からなる透過率１の光透過部と、透過率０の遮光部１５２Ｄとを有する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、開口１５１及び１５４の形状は、四角形その他の多角形、扇形の一部など種々の変更が可能である。また、σが１を超えてもよい。かかる変形例を図４及び図５を参照して説明する。ここで、図４（Ａ）及び（Ｂ）は図３（Ｄ）に示す開口絞り１５０Ｄの変形例である開口絞り１５０Ｇ及び１５０Ｈの概略平面図である。図４（Ｃ）は図３（Ｅ）に示す開口絞り１５０Ｅの変形例である開口絞り１５０Ｉの概略平面図である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
コンタクト部２４は、それぞれ例示的に線幅３Ｌを有する長方形であり、二対のコンタクト部２４は微細な間隔Ｌを介して平行に整列している。また、各パターン部２１には２つのコンタクト部２４がゲート部２２の両端に設けられている。本発明は、このように微細な線幅と間隔が（Ｌに）等しいゲート部２２と微細な間隔Ｌを隔てて（ゲート部２２の）最小線幅Ｌに比べて大きい線幅（即ち、３Ｌ）が並んだコンタクト部２４を同時に解像することを目的としている。本発明に好適な線幅Ｌは、数式１に示すｋ１と光源の波長λと投影光学系のＮＡに依存する。例えば、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーとＮＡ＝０．６の投影光学系を使用した場合、数式１から理論解像Ｒはｋ１＝０．２５として１０３ｎｍとなり、ＮＡ＝０．８５であればＲ＝７３ｎｍとなり、これがＬとなる。また、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを使用してＮＡ＝０．８５であれば、Ｒ＝５７ｎｍとなり、これがＬとなる。なお、ｋ１は０．２５から約０．５（あるいはそれ以上）まで変化することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図８（Ａ）は、図６に示すＡ断面を含む断面に関するプレート４００上の光強度分布である。図８（Ｂ）は、図６に示すＢ断面を含む断面に関するプレート４００上の光強度分布である。プレート４００上の強度分布はプレート４００のレジストの露光量分布と解釈できる。図８（Ａ）を参照するに、Ａ断面に関して、光透過部２４ｂの光強度が高すぎてコンタクト部２４が正しくプレート４００に転写されないことが理解される。図８（Ｂ）を参照するに、Ｂ断面に関して、後述するプレート４００のレジストの閾値を色々振っても、ダミーパターン３０が残ってしまってゲート部２２が正しくプレート４００に転写されないことが理解される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
パターン２１０はゲートパターン２０に類似するが一部が太くされている点で相違する。パターン２１０は、一対のパターン部２１２ａ及び２１２ｂ（特に断らない限り、参照番号２１２は両者を総括する。）から構成され、各パターン部２１２は、Ｄ断面を通る微細なゲート部２２０と、Ｃ断面を通る２つのコンタクト部２３０とから構成される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図９（Ａ）に示すように、ゲート部２２０と、コンタクト部２３０の遮光部２３２及び２３６の線幅は、本来、それぞれＬであったものがＬ１（＞Ｌ）に大きくされている。また、図９（Ｂ）を参照するに、遮光部２３２及び２３６のそれぞれが、遮光部２４６の中心線Ｕ１及びＵ２に関して、等しくＬ２だけ外側に太くされている。この結果、Ｌ１はＬ＋２×Ｌ２であることが理解される。また、領域２３４の線幅はＬ−２×Ｌ２であることが理解される。本実施形態と異なり、遮光部２３２及び２３６は、それぞれ中心線Ｕ１及びＵ２に関して左右異なる幅で太くされてもよいし、例えば、図９（Ｃ）に示すように左右の一方で太くされてもよい。また、遮光部２３２が太くされる線幅と遮光部２３６が太くされる線幅は異なってもよい。遮光部２３２及び２３６をこのように太くする理由はパターン２１０をダミーパターン２４０から露光量に関して差を設けるためである。線幅Ｌに対して太くされるべき線幅Ｌ１の比は、例えば、数十％程度（例えば、約１７％）である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図１０（Ａ）は、図９（Ａ）に示すＣ断面を含む断面に関するプレート４００上の光強度分布である。図１０（Ｂ）は、図９（Ａ）に示すＤ断面を含む断面に関するプレート４００上の光強度分布である。プレート４００上の強度分布はプレート４００のレジストの露光量分布と解釈できる。図１０（Ａ）を図８（Ａ）と比較すると、Ｃ断面に関して、光透過部２３４の光強度が光透過部２４ｂよりも減少していることが理解される。これは光透過部２３４の線幅がＬよりも小さくなった（Ｌ−２×Ｌ２）ためである。このため、レジストの閾値を適当に振ると、コンタクト部２３０がプレート４００に転写できることが理解される。図１０（Ｂ）を図８（Ｂ）と比較すると、Ｄ断面に関して、ゲート部２２０の間の光透過部２４４の光強度がゲート部２２の間の光透過部３４よりも減少していることが理解される。これはゲート部２２０の間の光透過部２４４の線幅がＬよりも小さくなった（Ｌ−２×Ｌ２）ためである。このため、レジストの閾値を適当に振ると、ゲート部２２０がプレート４００に転写できることが理解される。以上から、レジストの閾値を適当に振ると所望のパターンが正しくプレート４００に転写できることが理解される。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
次に、図１２を参照して、マスク２００の変形例としてのマスク２００Ａを説明する。ここで、図１２は、マスク２００Ａの概略平面図である。マスク２００Ａは、同図に示すように、パターン２１０と、ダミーパターン２４０Ａとから構成されるマスクパターン２６０Ａを有する。パターン２１０は、図９と同様であるため、説明は省略する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
ダミーパターン２４０Ａは光透過部２４２Ａ及び２４４Ａから構成され、両者は位相が０度と１８０度に設定されて１８０度反転している。光透過部２４２Ａ及び２４４Ａは、Ｙ方向にそれぞれ幅２Ｌを有し、Ｙ方向に交互に平行に整列している。このように、本実施形態のダミーパターン２４０Ａは、図９に示すダミーパターン２４０とは異なり、遮光部を有しない。従って、クロムなどから構成される遮光部を有するのはパターン２１０のみとなる。このようなクロムレス構成により、パターン２１０とダミーパターン２４０Ａとの露光量に差をつけることが可能である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
即ち、光透過部２３４の幅が光透過部２４２Ａ及び２４４Ａの幅よりも小さいので、図８（Ａ）の中央部の露光量は図１０（Ａ）の中央部に示す露光量と同じように減少することが理解されるであろう。同様に、二対の遮光部２３２によって挟まれた光透過部２４４Ａ（及び一対のゲート部２２０によって挟まれた光透過部２４４Ａ）の幅が光透過部２４２Ａ及び２４４Ａの幅よりも小さいので、図８（Ｂ）の中央部の露光量は図１０（Ｂ）の中央部に示す露光量と同じように減少することが理解されるであろう。この結果、所望のパターンをコントラスト良くプレート４００に転写することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
なお、パターン２１０において位相が反転する境界部の線幅を適宜設定し、所望のパターン２１０とダミーパターン２４０との露光量を最適に制御しても同様の効果が得られることが理解されるであろう。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
次に、図１４を参照して、マスク２００の変形例としてのマスク２００Ｂを説明する。ここで、図１４は、マスク２００Ｂの概略平面図である。マスク２００Ｂは、同図に示すように、パターン２１０Ａと、ダミーパターン２４０Ａとから構成されるマスクパターン２６０Ｂを有する。ダミーパターン２４０Ａは、図１２と同様であるため、説明は省略する。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
図１４に示すように、パターン２１０Ａは、一対のパターン部２１４ａ及び２１４ｂ（特に断らない限り、参照番号「２１４」はこれらを総括するものとする。）からなり、各パターン部２１４は、ゲート部２２０と一対のコンタクト部２３０Ａから構成される。各コンタクト部２３０Ａは、光透過部２３４Ａと遮光部２３２及び２３６とを有する。ゲート部２２０及び遮光部２３２及び２３６は図９を参照して上述したものと同様であるのでここでは説明は省略する。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
このように、所望のパターンの一部（パターン部２１２の間を含む）の光透過率を制御することにより、所望のパターンをコントラスト良くプレート４００に転写することができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
マスク２００には、一部の線幅が太くされたパターン２１０等と、パターン２１０に重ねられたダミーパターン２４０とから構成されたマスクパターン２６０が形成されている。ゲート部２２０は、ダミーパターン２４０の遮光部（暗線部）２３６に重ねられてＬ＆Ｓパターンをダミーパターン２４０と共に形成し、位相シフトマスクにより解像性能が高められている。また、ゲート部２２０は、ダミーパターン２４０よりも太くされてその間の光透過部はダミーパターン２４０よりも露光量が減少している。コンタクト部２３０は、ダミーパターン２４０に重ねられて一部（即ち、領域２３４）が光透過部に変化され、一部（即ち、遮光部２３２及び２３６）がダミーパターン２４０の線幅よりも太くされ、その結果、光透過部２３４がダミーパターン２４０よりも露光量が減少している。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2002324743.tif 000001