JPH07211617A

JPH07211617A - パターン形成方法，マスク、及び投影露光装置

Info

Publication number: JPH07211617A
Application number: JP618894A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukuda; 宏福田; Toshihiko Tanaka; 稔彦田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【構成】マスクパターンを投影レンズを介して基板上へ
投影露光する際、露光光学系の光路中に透過率が光の入
射角に依存する様な多重干渉膜１３を設ける。【効果】位相シフトマスク，瞳フィルタ，変形照明等の
複雑な方法を用いることなく、光学系の結像特性を改善
し、解像度と焦点深度を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種固体素子の微細パ
ターンを形成するためのパターン形成方法、及びこれに
用いられるマスク及び投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の固体素子の集積度及び動作速
度を向上するため、回路パターンの微細化が進んでい
る。現在これらのパターン形成には、量産性と解像性能
に優れた縮小投影露光法が広く用いられている。

【０００３】図４に縮小投影露光法の光学系を模式的に
示す。この方法は、二次光源面上の有効光源１を発した
光を照明光学系２を介してマスク３に照射し、マスク３
上のパターンを投影レンズ４を介して基板５上へ投影す
ることにより基板上にパターンを転写する。

【０００４】図３（ａ）はこの方法による結像の原理を
模式的に示す。マスク３に入射した光はマスクにより０
次回折光７，一次回折光８，二次回折光９等に回折さ
れ、これらの回折光が投影レンズ４により再び基板５上
に集束され、互いに干渉することにより像が形成され
る。この方法の解像限界は露光波長に比例し、投影レン
ズの開口数（ＮＡ）に反比例するため、高ＮＡ化と短波
長化により解像限界の向上が行われてきた。しかし、６
４ＭｂｉｔＤＲＡＭ以降、回路寸法が光の波長より小さ
くなってしまうため、従来の高ＮＡ化と短波長化による
解像度の向上が困難となってきた。

【０００５】そこで、高ＮＡ化と短波長化以外の手段に
より解像度を上げるための様々な方法が試みられてい
る。例えば、マスクを斜めから照明することにより解像
度と焦点深度を向上する変形照明法が知られている。図
３（ｂ）に示す様に、この方法によればより大きな角度
で回折された回折光まで投影レンズの瞳を通過できるた
め、解像度が向上する。

【０００６】又、マスクを透過する光の位相を制御する
位相シフト法が知られている。位相シフト法のうち、隣
りあう開口部間の位相を反転させる空間周波数倍増型位
相シフト法は解像度向上に極めて効果的だが、適用パタ
ーンが周期パターン等に限定されるという欠点を有す
る。これに対して、透過パターンの周囲又はエッジ部分
に微小幅の位相反転部を設けるエッジ強調型位相シフト
法は、適用パターンを選ばない点が特長である。

【０００７】図３（ｃ）は、エッジ強調型位相シフトマ
スク１１により回折された光が結像する様子を示したも
ので、各回折光線の太さは光の強度を表わしている。こ
のマスクは、図３（ａ）の従来法と比較して、マスクに
より回折された光のうち大きな角度で回折された高次回
折光成分又は高い空間周波数成分を強調するという作用
を持っている。

【０００８】一方、実空間としてのマスクに対する空間
周波数空間である投影レンズの瞳面６ではマスクパター
ンのフーリエ変換像が得られる。そこで、瞳面に空間フ
ィルタを設けて振幅透過率を変調することにより、投影
レンズの空間周波数伝達特性を変化させることができ
る。例えば、瞳の周辺部の透過率をその内側より高くし
た高周波強調型瞳フィルタ１２を設けると、瞳の周辺部
を通過する高空間周波数成分又は高次回折光が瞳の中心
部を通過する光に対して相対的に強調される（図３
（ｄ））。従って、この方法によってもエッジ強調型位
相シフト法と同様の作用が得られる。又、逆に高次回折
光を抑制した場合、いわゆるアポダイゼーション、又は
多重振幅結像（多重焦点）作用により、焦点深度増大等
の効果が得られる。更に、エッジ強調型位相シフト法又
は瞳フィルタリング法を変形照明法と組み合わせると、
一層大きな効果を得ることができる。

【０００９】なお、変形照明法及び高周波強調型瞳フィ
ルタについては、例えば、ジャパニーズジャーナル
オブアプライドフィジクス，第３１巻，第４１２６
頁から第４１３０頁（１９９２年）(Japanese Journal
of Applied Physics, Vol.３０，pp.４１２６−４１３
０(１９９２))において論じられている。又、各種位相
シフト法については、例えば、ジャパニーズジャーナ
ルオブアプライドフィジクス，第３０巻，第２９９
１頁から第２９９７頁（１９９１年)(JapaneseJournal
of Applied Physics, Vol.３０，pp.２９９１−２９９
７（１９９１)）に論じられている。瞳フィルタリング
法については、例えば、ジャーナルオブバキュウム
サイエンスアンドテクノロジー，ビー，第９巻，第
６号（１９９１年）（Journal of Vacuum Science and
Technology,Vol.Ｂ９，Ｎo.６(１９９１)）において論
じられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、変形照明法の
場合にも同様に光量の減少を押さえるために照明光学系
の改造が必要であるという問題があった。又、マスクの
直上に位相回折等を設けることにより照明光のマスクへ
の入射角を傾ける方法が提案されているが、この方法で
は光を回折させるために非常に微細な位相回折格子を大
面積にわたって形成しなければならないという問題があ
った。

【００１１】又、位相シフト法は非常に精密なマスク技
術を要するという問題がある。即ち、マスク上の個々の
パターンに応じて位相を制御するための位相シフタを加
工しなければならないが、特にエッジ強調型マスクの場
合、シフタの横方法寸法がマスク上のパターン寸法より
はるかに小さいため、その加工が難しいという問題があ
った。一方、瞳フィルタリング法では、位相シフト法の
様な細かい加工は必要ないものの、非常に精密な光学系
である投影レンズの内部を改造しなければならないとい
う問題があった。特に、上述の高周波強調型フィルタで
は、瞳中心部での光の透過率を下げるため何らかの方法
で光のエネルギを瞳面から取り除かなければならない。
この場合、熱や迷光が発生してレンズの結像特性が劣化
する恐れがあった。

【００１２】更に、変形照明法と瞳フィルタリング法の
場合、その効果がマスク上の全てのパターンに対して共
通に現れるという問題点があった。一方、近年のＬＳＩ
のシステム化に伴い、１チップ上にメモリとロジックが
混在する傾向にある。この場合、メモリ領域とロジック
領域の回路パターンの性質（周期性等）が異なるため、
各領域に対して各々最適化した露光法を適用することが
好ましいが、従来変形照明法と瞳フィルタリング法はこ
の要求に対応できなかった。

【００１３】本発明の第一の目的は、照明光学系の改造
や微細な回折格子を必要としない簡便な手法により変形
照明法と同様の効果を実現し、解像度と焦点深度を向上
することにある。

【００１４】本発明の第二の目的は、エッジ強調型位相
シフト法，瞳フィルタリング法等の複雑な方法を用いる
ことなく、より簡便な手法により光学系の空間周波数伝
達特性を改善し、解像度と焦点深度を向上することにあ
る。

【００１５】本発明の第三の目的は、これらの効果をマ
スク上の特定の領域に対して選択的に得ることのできる
パターン形成方法，マスク，投影露光装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的は、光源
を発した光を照明光学系を介してマスクに照射し、マス
ク上のパターンを投影レンズを介して基板上へ投影露光
する際、マスクと照明光学系の間に、光透過率が光の入
射角度に依存する様な薄膜を設けることにより達成され
る。この際、上記入射角度依存性は、マスクに垂直に入
射する光に対する透過率が小さくなる様に設定すること
が好ましい。ここで上記入射角度依存性は、薄膜中の多
重干渉効果により制御できる。

【００１７】又、上記第二の目的は、基板とレンズの
間、又は投影レンズとマスクの間に、光透過率が光の入
射角度に依存する様な薄膜を設けることにより達成され
る。この際、上記薄膜透過率の入射角度依存性は、マス
クによる０次回折光の入射角度に対する透過率が小さく
なる様にしたり、逆に大きな角度で入射する光に対して
透過率が低くなるようにする等、目的に応じて様々に設
定することができる。この様な薄膜は、基板とレンズの
間に干渉フィルタとして設置してもよく、又、基板上の
レジスト膜の上に直接塗布することもできる。

【００１８】更に、上記第三の目的は、これらの薄膜を
上記マスクの特定の部分に対応する領域に対して選択的
に設けることにより達成される。

【００１９】又、上記第二又は第三の目的は、上記マス
クにおいて遮光パターンが形成された面と反対側の面
上、もしくは上記遮光パターン層とマスク基板の間の全
面又は特定の領域に、上記マスクを照明する光の角度分
布の範囲内で光透過率が光の入射角度に依存する特性を
有する薄膜を設けることにより達成される。更に、これ
らの目的は、投影露光装置において、基板と投影レンズ
の間、又は投影レンズとマスクの間、又はマスクと照明
光学系の間のうちの少なくとも一ヵ所に、光透過率が光
の入射角度に依存する特性を有する薄膜干渉フィルタを
設けるとともに、上記フィルタをマスクに応じて交換可
能とすることにより達成される。

【００２０】

【作用】投影露光法で用いられている部分コヒーレント
照明光学系では、一般にマスクは様々な方向からの光で
照明されている。そこで、本発明では、図１に模式的に
示す様に、マスク３に対して斜め方向から入射する光に
対して透過率が相対的に大きくなる様な干渉フィルタ１
３をマスク３と照明光学系２の間に設ける。これによ
り、マスクを照明する照明光の角度分布を様々に制御で
きる。

【００２１】図１（ａ）は、有効光源１内の様々な位置
ａ〜ｅを発した光が、照明光学系２を介してマスク３を
様々な角度で照明する様子を模式的に示している。干渉
フィルタ１３の透過率の入射角度依存性は、図１（ｂ）
に示す様に垂直入射光に対する透過率が小さくなる様に
設定されている。図３（ｂ）に示した様に、変形照明法
ではマスクを斜め方向から照明することにより解像度と
焦点深度を向上する。従って、図１の干渉フィルタを用
いることにより、変形照明法と同様の効果が得られる。

【００２２】一方、図３に示した様に、大きな角度で回
折された光は瞳の周辺部を通過し、やはり大きな角度を
持ってレジスト膜へ入射する。

【００２３】そこで、本発明では、図２（ａ）に示す様
に、基板５上に塗布された感光性レジスト膜１０と投影
レンズ４の間に、干渉フィルタ１４を設ける。ここで、
薄膜干渉フィルタ１４は、図２（ｂ）に示した様にフィ
ルタに対して垂直に近い角度で入射する０次回折光や低
空間周波数成分を抑制するため、レジスト膜中へ入射す
る光のうち比較的大きな角度を有する高次回折光や高空
間周波数成分が相対的に強調される。更に、これらがレ
ジスト中で干渉して像強度分布を形成し、この分布に応
じた光化学反応がレジスト中に誘起される。

【００２４】図３（ｃ）及び（ｄ）に示した様に、エッ
ジ強調型位相シフトマスクと瞳フィルタは、マスクによ
る回折光の強度を回折角又は回折次数に応じて変化させ
ることにより、光学系の空間周波数伝達特性を改善す
る。従って、図２の干渉フィルタを用いることにより、
エッジ強調型位相シフトマスクや瞳フィルタを用いるこ
となく、光学系の空間周波数伝達特性を改善することが
できる。干渉フィルタを、マスクの直下に設けた場合に
も同様の効果が得られることは、図２から明らかであ
る。但し、レンズの倍率によりマスク側と基板側で回折
光の角度分布は異なるため、この点を考慮する必要があ
る。干渉フィルタは基板側とマスク側の両方に設けても
よい。

【００２５】このように、透過率が光の入射角に依存す
る様な膜を光路中に設けることにより、マスク直上でマ
スク照明光のマスク入射角度分布を制御したり、マスク
直下又はレジスト膜の直上で回折光の強度を回折角又は
回折次数に応じて変化させることにより、露光光学系の
結像特性を改善し、解像度と焦点深度を向上する。透過
率の入射角依存性は、薄膜内の多重干渉効果を利用する
ことにより様々に制御することができる。

【００２６】多重干渉フィルタは、マスクの直上，直
下、又はマスクと共役な基板直上に設けることができる
ため、マスク上の特定の領域の直上，直下、又は基板上
で上記領域と共役な領域の直上のみに選択的に設けるこ
とができる。この様にすることにより、上で述べた様々
な効果をマスク上の特定の領域内のパターンのみに対し
て作用させることができる。

【００２７】更に、多重干渉フィルタをマスク直上に設
けた場合の変形照明効果と、マスク直下又は基板直上に
設けた場合の高空間周波数強調効果又は多重焦点効果を
組み合わせることにより、より大きな効果を得ることが
できる。

【００２８】多重干渉フィルタをマスクパターンの直上
に設ける場合、干渉膜をマスク上に形成するとともに、
このマスクを遮光部に若干の透過率を与えるとともにそ
の透過光位相をマスク開口部の位相と反転させたいわゆ
るハーフトーン位相シフトマスクとすることにより、解
像度と焦点深度を更に増大することができる。この様な
マスクは、マスクに蒸着する膜の構成を変えるだけで、
光学系の解像や位相シフタ等の複雑なマスク加工なし
に、輪帯照明法の効果と空間周波数特性改善効果を同時
に実現する。

【００２９】一方、多重干渉フィルタをマスク直下又は
基板直上に設ける場合、０次回折光の入射角度は有効光
源の形状によりある広がりをもっているため、フィルタ
透過率の角度依存性は有効光源の形状に応じて変えるこ
とが好ましい。例えば、回折光の高空間周波数成分を強
調する場合、０次回折光の入射光角度分布の中心付近で
その透過率が最小になるように設定することが望まし
い。更に、図２では簡単のため高次回折光を強調するエ
ッジ強調効果について説明したが、透過率の角度依存性
は目的に応じて様々に設定することが考えられる。例え
ば、図２とは逆に高次回折光を抑制した場合、いわゆる
アポダイゼーション、又は多重振幅結像（多重焦点）作
用により、焦点深度増大等の効果が得られる。この場
合、入射角θ（上記薄膜表面の法線方向と入射光線の成
す角）が、０.７・ａsin（ＮＡ）＜θ＜ａsin（ＮＡ）
（但し、ａsinは逆sin関数）の範囲で、透過率が入射角
θの減少関数となる様に設定することが好ましい。又、
エッジ強調効果と多重振幅結像作用を同時に達成するこ
とも可能である。いずれの場合にも輪帯照明等の斜入射
照明と組み合わせることにより焦点深度と解像度をさら
に向上することができる。

【００３０】多重干渉フィルタをマスク直下又は基板直
上に設ける場合、投影光学系の光路中にフィルタが挿入
されることになる。従って、これにより透過光の位相が
フィルタ入射角に応じて変化して収差が発生する恐れが
ある。従って、できるだけ位相変化が小さくなるように
多重干渉フィルタを設計することが好ましい。又、必要
に応じて予め収差補正を行っておくことが望ましい。収
差補正法としてはレンズ設計段階で行うほか、瞳収差補
正フィルタ等を用いることができる。一方、多重干渉フ
ィルタによる位相変化を積極的に利用することもでき
る。即ち、高空間周波数成分の位相を低空間周波数成分
の位相と反転させることにより、多重焦点効果もしくは
デフォーカス収差抑制効果が得られる。

【００３１】なお、界面での光の反射は入射光の偏光状
態に依存するが、一般に露光に用いられる光は無偏光状
態なので、Ｓ偏光（入射面に垂直な電場振動成分）の干
渉とＰ偏光（入射面に平行電場振動成分）の干渉の効果
は平均化される。しかし、一般にＳ偏光を用いるとより
大きな干渉の効果が得られる。そこで、マスクパターン
が特定の方向に伸びる周期パターンの場合、パターンの
繰返し方向と垂直な方向に電場が振動するＳ偏光を用い
ることにより、より大きな効果が得られる。又、これは
高ＮＡ化したときに問題となるＰ偏光により生じる電場
の光軸方向成分による像コントラストの低下を防ぐとい
う意味からも好ましい。

【００３２】また、レジスト膜直上に干渉フィルタを設
ける代わりに、レジスト上に適当な薄膜を直接塗布して
もよい。干渉フィルタの場合、広い範囲で光学条件を制
御できるため強い多重干渉効果を得ることができるのに
対して、レジスト上に干渉膜を塗布する場合材料的な制
約から屈折率等の光学条件が限定されてしまうが、簡便
なプロセス的手法により実現できるという点で魅力的で
ある。

【００３３】

【実施例】（実施例１）開口数０.５のｉ線縮小投影露
光装置を用いて、Ｓｉ基板上に塗布したノボラック系ポ
ジ型レジスト膜（膜厚１μｍ）上に、様々なパターンを
含むマスクを様々なデフォーカス条件で転写した。ここ
で、マスクの直上に図５に示す透過率の入射角度依存性
を有する干渉フィルタを設けた。この結果、０.３０μ
ｍＬ／Ｓパターンを焦点深度１.３μｍで形成できた。
比較のために、フィルタを設けずに同様の実験を行った
ところ、焦点深度は０.４μｍＬ／Ｓパターンに対して
１μｍしか得られず、本発明の効果が確認された。

【００３４】なお、フィルタ膜は、マスクのパターン面
の反対側の面に直接蒸着形成する等してもよい。フィル
タの材料は、ＢＮ，ＳｉＣ，ＳｉＣＮ，ＳｉＯ₂，人工
ダイヤモンド、又は適当な金属薄膜とこれらの組合せ
等、様々なものを用いることができる。又、誘電体多層
膜とすることにより、透過率の角度依存性を様々に設定
することが可能である。又、露光装置の波長，開口数，
使用するレジストプロセス等に関しても、上記実施例に
示したものに限定しない。

【００３５】（実施例２）図６（ａ）に模式的に示す様
な、メモリマット上の周期的配線パターンと、周辺回路
部上のランダムな配線パターンを有するメモリの配線層
に対するマスクにおいて、マスク基板２０上のメモリマ
ット部に対応する領域のみに実施例１と同様の特性を有
する多重干渉膜２１を、又、周辺回路部領域に光強度調
整膜２２を形成した。その上に保護膜２３を形成し、さ
らにその上に通常の遮光パターン２４を形成した。な
お、光強度調整膜は多重干渉膜２１による光強度の減衰
を相殺するために設けたもので、省略することも可能で
ある。又、保護膜も必ずしも必要ない。

【００３６】図６（ｂ）は本実施例のマスク断面図を示
す。本実施例により、メモリマット及び周辺回路部の両
方に対して良好なパターン形成を行うことができた。

【００３７】（実施例３）実施例２において、メモリマ
ット部の遮光パターンを透過率４％の半透明膜とし、か
つ、その透過光の位相がマスク開口部の透過光の位相と
反転するような、いわゆるハーフトーン位相シフトマス
クとした。これにより、メモリマット部の解像度が更に
向上した。

【００３８】（実施例４）実施例２において、メモリマ
ット部を空間周波数倍増型（周期的）位相シフトマスク
で構成し、かつ、多重干渉膜２１を実施例１で用いたよ
うな特性のものに代えて、逆にマスクパターンに垂直に
入射する光に対する透過率が大きくなるようなものとし
た。これにより、メモリマット部においては空間周波数
倍増型位相シフトマスクを高コヒーレント照明下で用い
たのと同様の、極めて高い解像度と大きな焦点深度を得
ることができた。一方、周辺回路部では従来通りの転写
特性が維持された。又、周辺回路部に更に実施例１の特
性をもつ多重干渉膜を設ける等してもよい。これによ
り、周辺回路部では輪帯照明の効果が得られる。

【００３９】（実施例５）実施例１と同様の露光装置と
レジストを用いて、同様のパターン転写を行った。ここ
で、基板とレンズの間にＳｉＮのメンブレン構造からな
る干渉フィルタを設けた。メンブレン膜厚が、１.５，
１.７，２μｍの３種類（各々フィルタＡ，Ｂ，Ｃとす
る）を用意した。

【００４０】図７はこれらの干渉フィルタの透過率の入
射角度依存性を示す。なお、ＳｉＮ膜の屈折率は約２.
２であった。これらのメンブレンフィルタは、Ｘ線リ
ソグラフィ用のマスクの場合と全く同様にして製作する
ことができる。

【００４１】照明条件をσが０.６〜０.７の輪帯照明と
し、フィルタＢを用いて周期的なラインアンドスペース
（Ｌ／Ｓ）パターンを転写した。この結果、０.２８μ
ｍパターンを焦点深度１.７μｍで形成できた。又、照
明条件をσが０.５の通常照明に戻し、これに代えて実
施例１で用いたフィルタをマスク直上に設けたところ、
ほぼ同様の効果が得られた。一方、σ＝０.５の通常照
明とフィルタＡを用いたところ、０.４２ μｍホールパ
ターンを約２.５μｍの焦点深度内で形成できた。レジ
ストパターンの断面形状も良好であった。次に、ＮＡを
０.４５に変更し、フィルタＣを用いて同様のパターン
転写を行ったところ、やはり同様の効果が認められた。

【００４２】比較のために、フィルタを設けずに同様の
実験を行ったところ、焦点深度は０.４ μｍのＬ／Ｓパ
ターンに対して１μｍしか得られず、本発明の効果が確
認された。なお、本実施例ではメンブレン構造のフィル
タを用いたが、オプチカルフラットな石英基板上に薄膜
を蒸着する等してもよい。又、基板にペリクル膜を用い
ることもできる。

【００４３】（実施例６）図８に示す様に周期的パター
ンから構成されるメモリ領域３０と、ランダムパターン
から構成されるロジック領域３１を含むマスク３２を露
光するに際して、マスクの直上及び直下に、マスク上メ
モリ領域に相当する領域のみに各々多重干渉膜３３，３
４を形成したフィルタを設けた。ここで、干渉フィルタ
３３は実施例１同様マスクを斜め方向から照明する光を
強調し、干渉フィルタ３４は、実施例３同様マスクによ
り大きな角度で回折された光を強調する。これにより、
ロジック領域に対しては従来通りの露光が行われるのに
対して、メモリ領域に対しては実質的に輪帯照明及び高
空間周波数強調が行われる。本実施例により、メモリ領
域に対する高い解像度と大きな焦点深度と、ロジック領
域に対する良好なパターン忠実性を両立させることがで
きた。

【００４４】又、実施例４と同様、メモリ領域を空間周
波数倍増型（周期的）位相シフトマスクとするとともに
干渉膜３３を垂直照明光を強調するものに変更すると、
メモリ領域の解像度を更に上げることができる(この場
合、干渉膜３４は必要ない。)。これによりメモリ領域
の設計ルールを微細化し、ＬＳＩチップの面積を減少さ
せることができる。

【００４５】（実施例７）Ｓｉ基板上に塗布したノボラ
ック系ポジ型レジスト膜（膜厚１μｍ）上に、パーフル
オロアルキルポリエーテルを塗布（膜厚１００ｎｍ）
し、これに開口数０.５のｉ線縮小投影露光装置を用い
て、様々なパターンを含むマスクを様々なデフォーカス
条件で転写した。レジスト及びパーフルオロアルキルポ
リエーテルの屈折率は、各々約１.７及び１.２９であっ
た。本実施例により、露光領域の全面で０.４２μｍホ
ールパターンを約１.５μｍの焦点深度内で±１０％の
寸法精度で形成することができた。レジストパターンの
断面形状も良好であった。比較のために、薄膜を塗布せ
ずに同様の実験を行ったところ、焦点深度は０.４ μｍ
のパターンに対して１μｍしか得られず、本発明の効果
が確認された。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、光源を発した光を照明
光学系を介してマスクに照射し、マスク上のパターンを
投影レンズを介して基板上へ投影露光してパターンを形
成する際、露光光学系の光路中にその透過率が光の入射
角に依存する様な薄膜を設けることにより、変形照明
法，位相シフト法，瞳フィルタリング法等を用いること
なく、光学系の空間周波数伝達特性を変化させて解像度
向上及び焦点深度を増大させることができる。これによ
り、光リソグラフィを用いて、０.２〜０.３μｍの回路
パターン寸法を有するＬＳＩを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理の説明図。

【図２】本発明の原理の説明図。

【図３】従来法の作用を示す説明図。

【図４】従来装置の構成を示す説明図。

【図５】本発明の一実施例の特性図。

【図６】本発明の第二の実施例の説明図。

【図７】本発明の第二の実施例の特性図。

【図８】本発明の第三の実施例の説明図。

【符号の説明】

１…有効光源、２…照明光学系、３…マスク、１３…薄
膜干渉フィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源を発した光を照明光学系を介してマス
クに照射し、上記マスク上のパターンを投影レンズを介
して基板上へ投影露光することによりパターンを形成す
る方法であって、上記光の光路の途中に、光透過率が光
の入射角度に依存する特性を有する薄膜を設けたことを
特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】請求項１において、上記光透過率が光の入
射角度に依存する特性を有する薄膜は、上記マスクと上
記照明光学系の間に設けるパターン形成方法。
【請求項３】請求項１において、上記光透過率が光の入
射角度に依存する特性を有する薄膜は、少なくとも上記
基板と上記投影レンズの間、又は上記投影レンズと上記
マスクの間のうちのどちらかに設けるパターン形成方
法。
【請求項４】請求項２において、上記薄膜の光透過率の
入射角度依存性は、上記マスクに垂直に入射する光に対
する透過率が小さくなる様に設定されるパターン形成方
法。
【請求項５】請求項３において、上記薄膜の光透過率の
入射角度依存性は、上記マスクによる０次回折光の入射
角度に対する透過率が小さくなる様に設定されるパター
ン形成方法。
【請求項６】請求項３において、上記薄膜の光透過率
は、入射角θが、０.７・ａsin(ＮＡ)＜θ＜ａsin（Ｎ
Ａ）（但し、ａsinは逆sin関数、ＮＡは上記投影レンズ
の開口数）の範囲で、入射角θの減少関数であるパター
ン形成方法。
【請求項７】請求項１において、上記薄膜は、上記マス
クの特定の部分に対応する領域に対して選択的に設けら
れたパターン形成方法。
【請求項８】請求項１において、上記薄膜の光透過率の
入射角度依存性は、薄膜中の多重干渉効果により制御さ
れるパターン形成方法。
【請求項９】請求項２または３において、上記薄膜は上
記マスク上に直接蒸着された膜であるパターン形成方
法。
【請求項１０】請求項３において、上記薄膜は上記基板
表面のレジスト上に塗布された塗布膜であるパターン形
成方法。
【請求項１１】光源を発した光を照明光学系を介してマ
スクに照射し、上記マスク上のパターンを投影レンズを
介して基板上へ投影露光する際に用いられるマスクであ
って、上記マスクの遮光パターンが形成された面と反対
側の面上、もしくは上記遮光パターン層とマスク基板の
間の全面又は特定の領域に、その透過率が上記マスクに
斜めに入射する光より垂直に入射する光に対して小さく
なる様な特性を有する薄膜を設けたことを特徴とするマ
スク。
【請求項１２】請求項１１において、上記遮光パターン
は２％から１０％の透過率を有し、上記遮光パターンを
透過した光の位相が、同一マスク上の上記遮光パターン
が存在しない領域の透過光の位相とほぼ反転しているマ
スク。
【請求項１３】光源を発した光を照明光学系を介してマ
スクに照射し、上記マスク上のパターンを投影レンズを
介して基板上へ投影露光する投影露光装置であって、上
記マスクと上記照明光学系の間、上記投影レンズと上記
マスクの間、又は上記基板と上記投影レンズの間のうち
の少なくとも一ヵ所に、光透過率が光の入射角度に依存
する特性を有する薄膜干渉フィルタを設けたことを特徴
とする投影露光装置。
【請求項１４】請求項１３において、上記薄膜干渉フィ
ルタは上記マスクに応じて交換可能である投影露光装
置。