【手続補正書】
【提出日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの１列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを、軸上を除いた斜入射の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、
前記行列状パターンのピッチがｎｉ個あり、ｉ番目の前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘｉ、行方向のピッチをＰｙｉ、前記千鳥格子状パターンのピッチがｎｊ個あり、ｊ番目の前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘｊ、行方向のピッチをＰｙｊ、前記投影光学系の開口数をＮＡ、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、
Ｐｘｏｉ／２＝（Ｐｘｉ／２）ＮＡ／λ、１≦ｉ≦ｎｉ、
Ｐｙｏｉ／２＝（Ｐｙｉ／２）ＮＡ／λ、１≦ｉ≦ｎｉ、
Ｐｘｏｊ／２＝（Ｐｘｊ／２）ＮＡ／λ、１≦ｊ≦ｎｊ、
Ｐｙｏｊ／２＝（Ｐｙｊ／２）ＮＡ／λ、１≦ｊ≦ｎｊ、
αｉ＝ｔａｎ−１（Ｐｘｏｉ／Ｐｙｏｉ）、１≦ｉ≦ｎｉ、
αｊ＝２ｔａｎ−１（Ｐｘｏｊ／（２Ｐｙｏｊ））、１≦ｊ≦ｎｊ、
ａｉ＝１／（４（Ｐｙｏｉ／２））／ｓｉｎ（αｉ）、１≦ｉ≦ｎｉ、
ａｊ＝１／（４（Ｐｙｏｊ／２））／ｓｉｎ（αｊ）、１≦ｊ≦ｎｊ、
前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がａｉで等しく、列方向からの角度がαｉ、π−αｉ、π＋αｉ、２π−αｉの方向に位置し、また、前記瞳の中心からの距離がａｊで等しく、列方向からの角度がαｊ、π−αｊ、π＋αｊ、２π−αｊの方向に位置する光を含み、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち３光束又は４光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの１列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを４重極照明の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、
前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がａで等しく、列方向からの角度がα、π−α、π＋α、２π−αの方向に位置し、前記行列状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ１、行方向のピッチをＰｙ１、前記千鳥格子状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ２、行方向のピッチをＰｙ２、前記投影光学系の開口数をＮＡ、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、
Ｐｘｏ１／２＝（Ｐｘ１／２）ＮＡ／λ、
Ｐｙｏ１／２＝（Ｐｙ１／２）ＮＡ／λ、
Ｐｘｏ２／２＝（Ｐｘ２／２）ＮＡ／λ、
Ｐｙｏ２／２＝（Ｐｙ２／２）ＮＡ／λ、
α１＝ｔａｎ−１（Ｐｘｏ１／Ｐｙｏ１）、
α２＝２ｔａｎ−１（Ｐｘｏ２／（２Ｐｙｏ２））、
ａ１＝１／（４（Ｐｙｏ１／２））／ｓｉｎ（α１）、
ａ２＝１／（４（Ｐｙｏ２／２））／ｓｉｎ（α２）、
αはα１、α２を含み、ａはａ１、ａ２を含み、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち３光束又は４光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法。
【請求項３】
複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの１列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを８重極照明の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、
前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がａ１で等しく、列方向からの角度がα１、π−α１、π＋α１、２π−α１の方向に位置し、前記瞳の中心からの距離がａ２で等しく、列方向からの角度がα２、π−α２、π＋α２、２π−α２の方向に位置し、前記行列状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ１、行方向のピッチをＰｙ１、前記千鳥格子状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ２、行方向のピッチをＰｙ２、前記投影光学系の開口数をＮＡ、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、
Ｐｘｏ１／２＝（Ｐｘ１／２）ＮＡ／λ、  
Ｐｙｏ１／２＝（Ｐｙ１／２）ＮＡ／λ、
Ｐｘｏ２／２＝（Ｐｘ２／２）ＮＡ／λ、
Ｐｙｏ２／２＝（Ｐｙ２／２）ＮＡ／λ、
α１＝ｔａｎ−１（Ｐｘｏ１／Ｐｙｏ１）、
α２＝２ｔａｎ−１（Ｐｘｏ２／（２Ｐｙｏ２））、
ａ１＝１／（４（Ｐｙｏ１／２））／ｓｉｎ（α１）、
ａ２＝１／（４（Ｐｙｏ２／２））／ｓｉｎ（α２）、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち３光束又は４光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させることを特徴とする露光方法。
【請求項４】
前記マスクはハーフトーン位相シフトマスクであり、前記照明はラジアル偏光照明であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５】
前記マスクはバイナリーマスクであり、前記照明は無偏光照明であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光方法。
【請求項６】
ａｉ、αｉ、Ｐｘｏｉ、Ｐｘｏｉ、Ｐｘｏｊ、Ｐｘｏｊが、
１／（４（Ｐｙｏｉ／２））／ｓｉｎ（αｉ）＜１、１≦ｉ≦ｎｉと、
１／（２（Ｐｙｏｉ／２）／ｓｉｎ（αｉ＋βｉ）／ｃｏｓ（βｉ）＞１、
βｉ＝ｔａｎ−１（２Ｐｘｏｉ／Ｐｙｏｉ）−αｉ、１≦ｉ≦ｎｉと、
１／（２（Ｐｙｏｊ／２））／（ｓｉｎ（ｔａｎ−１（１／Ｐｙｏｊ／ｅｊ）））＞１、
ｅｊ＝１／（２（Ｐｘｏｊ／２））−ａｉｃｏｓ（αｉ）、１≦ｊ≦ｎｊの３つの不等式を成立させる値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】
ａｊ、αｊ、Ｐｘｏｉ、Ｐｘｏｉ、Ｐｘｏｊ、Ｐｘｏｊが、
１／（４（Ｐｙｏｊ／２））／ｓｉｎ（αｊ）＜１、１≦ｊ≦ｎｊと、
１／（２（Ｐｙｏｊ／２）／（ｓｉｎ（ｔａｎ−１（１／（２（Ｐｙｏｊ／２））／ａｊ）＞１、１≦ｊ≦ｎｊと、
１／（４（Ｐｙｏｉ／２））／（ｓｉｎ（ｔａｎ−１（１／（４（Ｐｙｏｉ／２）／ｃｉ）））＞１、
ｃｉ＝１／（２（Ｐｘｏｉ／２））−ａｊｃｏｓ（αｊ）、１≦ｉ≦ｎｉ
の３つの不等式を成立させる値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８】
ａ１、α１、Ｐｘｏ１、Ｐｘｏ１、Ｐｘｏ２、Ｐｘｏ２が、
１／（４（Ｐｙｏ１／２））／ｓｉｎ（α１）＜１と、
１／（２（Ｐｙｏ１／２）／ｓｉｎ（α１＋β１）／ｃｏｓ（β１）＞１、
β１＝ｔａｎ−１（２Ｐｘｏ１／Ｐｙｏ１）−α１と、
１／（２（Ｐｙｏ２／２））／（ｓｉｎ（ｔａｎ−１（１／（２（Ｐｙｏ２／２））／ｅ２）））＞１、
ｅ２＝１／（２（Ｐｘｏ２／２））−ａ１ｃｏｓ（α１）
の３つの不等式を成立させる値であることを特徴とする請求項２又は３記載の露光方法。
【請求項９】
ａ２、α２、Ｐｘｏ１、Ｐｘｏ１、Ｐｘｏ２、Ｐｘｏ２が、
１／（４（Ｐｙｏ２／２））／ｓｉｎ（α２）＜１と、
１／（２（Ｐｙｏ２／２）／（ｓｉｎ（ｔａｎ−１（１／（２（Ｐｙｏ２／２））／ａ２）＞１と
１／（４（Ｐｙｏ１／２））／（ｓｉｎ（ｔａｎ−１（１／（４（Ｐｙｏ１／２））／ｃ１）））＞１、
ｃ１＝１／（２（Ｐｘｏ１／２））−ａ２ｃｏｓ（α２）
の３つの不等式を成立させる値であることを特徴とする請求項２又は３記載の露光方法。
【請求項１０】
前記行列状パターンはＸ方向のピッチＰｘとＹ方向のピッチＰｙを有し、前記千鳥格子状パターンはピッチＰｘｂ、Ｐｙｂを有し、次式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光方法。
Ｐｘ／Ｐｙ＝Ｐｘｂ／Ｐｙｂ＝ｄ
Ｃ＝（−１＋√（１＋ｄ２））／ｄ
Ｐｙｂ／Ｐｙ＝Ｐｘｂ／Ｐｘ＝ｃ（４＋ｄ２）／２ｄ／（１＋ｃ２）
【請求項１１】
前記コンタクトホールパターンは、所定のパターンと、当該所定のパターンよりも寸法の小さな補助パターンを含み、
前記露光方法は、前記所定のパターンが解像され、かつ、前記補助パターンの解像が抑制することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の露光方法を用いて被露光体を露光するステップと、
前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有するデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】露光方法及びデバイス製造方法
【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】
本発明の別の側面としての露光方法は、複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの１列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを４重極照明の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がａで等しく、列方向からの角度がα、π−α、π＋α、２π−αの方向に位置し、前記行列状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ１、行方向のピッチをＰｙ１、前記千鳥格子状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ２、行方向のピッチをＰｙ２、前記投影光学系の開口数をＮＡ、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、Ｐｘｏ１／２＝（Ｐｘ１／２）ＮＡ／λ、Ｐｙｏ１／２＝（Ｐｙ１／２）ＮＡ／λ、Ｐｘｏ２／２＝（Ｐｘ２／２）ＮＡ／λ、Ｐｙｏ２／２＝（Ｐｙ２／２）ＮＡ／λ、α１＝ｔａｎ−１（Ｐｘｏ１／Ｐｙｏ１）、α２＝２ｔａｎ−１（Ｐｘｏ２／（２Ｐｙｏ２））、ａ１＝１／（４（Ｐｙｏ１／２））／ｓｉｎ（α１）、ａ２＝１／（４（Ｐｙｏ２／２））／ｓｉｎ（α２）、αはα１、α２を含み、ａはａ１、ａ２を含み、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち３光束又は４光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させ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】
本発明の更に別の側面としての露光方法は、複数のコンタクトホールが行列状に配置された行列状パターンと、複数のコンタクトホールの１列の周期パターンが隣り合う行で互いに半ピッチずれている千鳥格子状パターンとが混在する混在パターンを有するマスクを８重極照明の有効光源で照明し、投影光学系を介して被露光体に投影する露光方法であって、前記有効光源は、前記投影光学系の前記瞳の中心からの距離がａ１で等しく、列方向からの角度がα１、π−α１、π＋α１、２π−α１の方向に位置し、前記瞳の中心からの距離がａ２で等しく、列方向からの角度がα２、π−α２、π＋α２、２π−α２の方向に位置し、前記行列状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ１、行方向のピッチをＰｙ１、前記千鳥格子状パターンの前記コンタクトホール間の列方向のピッチをＰｘ２、行方向のピッチをＰｙ２、前記投影光学系の開口数をＮＡ、前記照明光の波長をλとすると次式が成立し、Ｐｘｏ１／２＝（Ｐｘ１／２）ＮＡ／λ、Ｐｙｏ１／２＝（Ｐｙ１／２）ＮＡ／λ、Ｐｘｏ２／２＝（Ｐｘ２／２）ＮＡ／λ、Ｐｙｏ２／２＝（Ｐｙ２／２）ＮＡ／λ、α１＝ｔａｎ−１（Ｐｘｏ１／Ｐｙｏ１）、α２＝２ｔａｎ−１（Ｐｘｏ２／（２Ｐｙｏ２））、ａ１＝１／（４（Ｐｙｏ１／２））／ｓｉｎ（α１）、ａ２＝１／（４（Ｐｙｏ２／２））／ｓｉｎ（α２）、
前記コンタクトホールパターンからの回折光のうち３光束又は４光束を前記投影光学系の瞳内で干渉及び結像させ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】変更
【補正の内容】
【００１４】
上述の露光方法を用いて被露光体を露光するステップを有するデバイス製造方法も本発明の別の側面を構成する。デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図２（ａ）は、４重極照明用絞りとして構成された開口絞り１２０Ａの概略平面図である。開口絞り１２０Ａは、σ＝０．２以下のα、π―α、π＋α、２π―α、に配置された４つの円形開口部を有する。開口絞り１２０Ａは、４つの円からなる透過率１の光透過部（白色部分）と、透過率０の遮光部（灰色部分）とを有する。図３は、４重極照明用絞りとして構成された開口絞り１２０Ｂの概略平面図である。このように、４重極照明は円弧状でもよく、形状は限定されないが、４つの光源位置の中心に対して対称な形状、又は、Ｘ軸及びＹ軸に対して対称な形状が好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
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、投影光学系１４０の有効面積に対応するほぼ矩形の任意の開口形状を有している。マスキングブレード１２６の開口部を透過した光束をマスク１３０の照明光として使用する。マスキングブレード１２６は開口幅を自動可変な絞りであり、転写領域を変更できる。また、露光装置１００は、スキャン方向の転写領域を変更可能にする、上述のマスキングブレードと類似した構造のスキャンブレードを更に有してもよい。スキャンブレードも開口幅が自動可変できる絞りであり、マスク１３０面と光学的にほぼ共役な位置に設けられる。露光装置１００は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行うショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
マスクステージ１３２は、マスク１３０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ１３２及び投影光学系１４０は、例えば、床等に載置されたベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ鏡筒定盤上に設けられる。マスクステージ１３２は、当業界周知のいかなる構成をも適用できる。図示しない移動機構はリニアモータなどで構成され、ＸＹ方向にマスクステージ１３２を駆動することでマスク１３０を移動することができる。露光装置１００は、マスク１３０とウェハ１７０を主制御ユニット１５０によって同期した状態で走査する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
投影光学系１４０は、マスクパターンＭＰを経た回折光をウェハ１７０上に結像する機能を有する。投影光学系１４０は、複数のレンズ素子のみからなるダイプトリック光学系、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カタディオプトリック光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。そうでなければ、色収差の補償は、レーザーのスペクトルの幅を狭くすることで実現する。最近、狭帯域ＭＯＰＡレーザーは主な流れのうちの１つである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
パターンＭＰ２１のピッチはＸ方向（列方向）のピッチをＰｘ、Ｙ方向（行方向）のピッチをＰｙとする。４光束が瞳の中心位置に対して対称に入射すると、距離ａ乃至ｄが等しくなる。パターンのピッチＰｘ、ＰｙをＮＡ（開口数）とλで規格化し、Ｐｘｏ、Ｐｙｏで表すと次式のようになる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
次に、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して、ある光源からの光がパターンＭＰ２２を結像させる条件について検討する。図９（ａ）に示す有効光源（白色部分）からは、図９（ｂ）に示すように、０次回折光は位置Ａに入射し、他の回折光がその周囲に回折する。０次回折光Ａと１次回折光Ｂ及びＣが瞳に入射すると０次回折光Ａと１次回折光Ｂ及びＣが干渉し、３光束干渉となる。３光束干渉を与える瞳の大きさと光源の位置は次のようになる。パターンＭＰ２２のＸ方向のピッチをＰｘ２、Ｙ方向のピッチをＰｙ２とする。３光束が瞳の中心位置Ｏに対して対称に入射すると距離ａ乃至ｃが等しくなる。図９（ｂ）に示す回折光Ａ乃至Ｃの３光束干渉を考える。Ｐｘ２、Ｐｙ２をＮＡとλで規格化し、Ｐｘｏ２、Ｐｙｏ２で表すと、数式２及び３のようになる。距離ａ乃至ｃが等しくなる条件では、ＡＢの中点をＬ、ＣＤの中点をＭとするとＡＭとＡＣのなす角とＡＣとＣＬのなす角は等しく、ＡＯとＡＣのなす角は等しい。これらの角をα／２とすると、ＡＭとＡＯのなす角はαとなる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
図１５（ａ）は、パターンＭＰ２１及びＭＰ２２を照明するラジアル偏光の４重極照明（ラジアル偏光照明）を示している。図１５（ｂ）は、パターンＭＰ２１を４光束干渉する場合の瞳と回折光との関係を示す平面図である。図１５（ｃ）は、パターンＭＰ２２を３光束干渉する場合の瞳と回折光との関係を示す平面図である。なお、マスク１３０からの回折光は理想的には入射光と同じ向きに偏光しているから、０次回折光の偏光方向と１次回折光の偏光方向は同じである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
パターンＭＰ２１のＸ方向のピッチ（ｉ番目のコンタクトホール間の列方向のピッチ）をＰｘｉ，Ｙ方向（行方向）のピッチをＰｙｉ（１≦ｉ≦ｎｉ）とする。パターンＭＰ２２のＸ方向のピッチ（ｊ番目のコンタクトホール間の列方向のピッチ）をＰｘｊ，Ｙ方向（行方向）のピッチをＰｙｊ（１≦ｊ≦ｎｊ）とする。その場合に、パターンＭＰ２１とパターンＭＰ２２の最適な露光条件を満たすために、中心位置ａｉ、列方向からの角度αｉ、π−αｉ、π＋αｉ、２π−αｉの４方向に位置する光を含む有効光源を設定する。また、中心位置ａｊ、列方向からの角度αｊ、π−αｊ、π＋αｊ、２π−αｊの４方向に位置する光を含む有効光源を設定する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６８】
孤立ホールパターンがあったときは図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように孤立パターンの周囲に８個又は６個の補助パターンを置く。補助パターンは孤立ホールパターンより小さいホールとする。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、孤立パターンを白いホールで、周囲の補助パターンを灰色のホールで示している。補助パターンは所望（所定）のパターンよりも小さく、所望のパターンの解像を補助するが補助パターン自体は解像しないように（解像が抑制されるように）大きさが決められる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８６】
上述したように、パターンＭＰ２１及びＭＰ２２のハーフピッチＰｘ／２とＰｙ／２が等しい場合、ハーフピッチをＰｘ／２＝Ｐｙ／２＝Ｐ／２とすると数式１５から４光束より多く回折光が瞳に入射しないためには数式２４及び数式２５が成立する。この条件でパターンＭＰ２１は４光束干渉し、パターンＭＰ２２は３光束干渉してパターンを形成し、焦点深度を確保することができる。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、この条件を満たすハーフピッチの範囲、０．３５４＜ｋ１＜０．５６（数式２４）を枠線で囲ってある。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）より、パターンＭＰ２１及びＭＰ２２は共にこの条件を満たすとき、焦点深度が０．２μｍ以上得られていることが理解される。