JPH0429142A - Exposing method and mask used for same - Google Patents
Exposing method and mask used for sameInfo
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- G03F7/70216—Mask projection systems
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、露光技術、特に、マスクに描画されたパター
ンを被転写物上のレジストに露光する技術に関し、例え
ば、半導体装置の製造工程において、ホトマスク（以下
、マスクという、）に描画された回路パターン（以下、
パターンという。）を半導体ウェハ（以下、ウェハとい
う。）上のレジストに露光するのに利用して有効なもの
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to exposure technology, particularly to a technology for exposing a pattern drawn on a mask to a resist on a transfer target, for example, in the manufacturing process of semiconductor devices. , a circuit pattern (hereinafter referred to as "mask") drawn on a photomask (hereinafter referred to as "mask")
It's called a pattern. ) is useful for exposing a resist on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer).
半導体装置の製造工程において、マスクに描画された回
路パターンをウェハ上のレジストに縮小投影露光する場
合、露光光源からの光線をマスクに照射し、マスクを透
過した光線を縮小投影レンズを介してウェハに照射し、
この光線によりウェハのレジストを露光し、マスクのパ
ターンをウェハ上に縮小投影露光することが、実施され
ている。In the manufacturing process of semiconductor devices, when a circuit pattern drawn on a mask is subjected to reduction projection exposure on a resist on a wafer, the mask is irradiated with light from an exposure light source, and the light transmitted through the mask is transferred to the wafer through a reduction projection lens. irradiate to
A resist on a wafer is exposed to this light beam, and a pattern of a mask is exposed to a reduction projection onto the wafer.
なお、露光技術を述べである例としては、特開昭６４−
６７９１４号公報、および、株式会社工業調査会発行「
電子材料１９８１年１１月号別冊」昭和５６年１１月１
０日発行 Ｐ１０３〜Ｐ１０９、がある。An example of exposure technology described is Japanese Patent Laid-Open No. 1986-
Publication No. 67914 and published by Kogyo Kenkyukai Co., Ltd.
Electronic Materials November 1981 Special Issue” November 1, 1981
There are P103 to P109 issued on the 0th.
前記のような露光方法においては、ウェハに転写される
パターンの倍率は、使用される縮小投影露光装置の倍率
により一義的に決定されてしまうため、ウェハに転写さ
れるパターンの倍率を、量的に定まる倍率に対して若干
増減したい場合であっても、マスクを作り直すか、縮小
投影露光装置の縮小レンズを変更する必要がある。In the exposure method described above, the magnification of the pattern transferred to the wafer is uniquely determined by the magnification of the reduction projection exposure apparatus used, so the magnification of the pattern transferred to the wafer cannot be quantitatively determined. Even if it is desired to slightly increase or decrease the magnification determined by , it is necessary to recreate the mask or change the reduction lens of the reduction projection exposure apparatus.
本発明の目的は、ウェハに転写されるパターンの倍率等
を、一義的に定まる倍率等に対して若干増減することを
容易に実現することができる露光技術を提供することに
ある。An object of the present invention is to provide an exposure technique that can easily realize a slight increase or decrease in the magnification of a pattern transferred onto a wafer with respect to a uniquely determined magnification.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
（課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。(Means for Solving the Problems) Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.
すなわち、マスク自体に光学的な補正を実行する光学系
が付設され、このマスクが使用されてマスクのパターン
がレジスト膜に露光されることを特徴とする。That is, the mask itself is provided with an optical system that performs optical correction, and this mask is used to expose a resist film to a pattern on the mask.
前記した手段によれば、補正用光学系を透過した光束が
、例えば、収束されると、縮小投影露光装置により一義
的に定まる倍率は、当該光束が収束された分だけ、さら
に縮小されることになる。According to the above-described means, when the light beam transmitted through the correction optical system is converged, for example, the magnification uniquely determined by the reduction projection exposure device is further reduced by the amount by which the light beam is converged. become.
したがって、マスクを作り直したり、縮小投影露光装置
における縮小レンズの倍率を変更したすせずに、転写さ
れるパターンの倍率を一義的に定まる倍率に対して変更
することができる。Therefore, the magnification of the pattern to be transferred can be changed to a uniquely determined magnification without remaking a mask or changing the magnification of the reduction lens in the reduction projection exposure apparatus.
第１図は本発明の一実施例である縮小投影露光方法を示
す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a reduction projection exposure method which is an embodiment of the present invention.
本実施例において、本発明に係る露光方法は、拡大ホト
マスク（以下、マスクという。）３に描画されたパター
ン４をウェハ１に形成されたレジスト膜２に縮小投影露
光する方法として使用されており、その露光方法には第
１図に示されている縮小投影露光装置１１が使用されて
いる。In this embodiment, the exposure method according to the present invention is used as a method of reducing projection exposure of a pattern 4 drawn on an enlarged photomask (hereinafter referred to as a mask) 3 onto a resist film 2 formed on a wafer 1. In this exposure method, a reduction projection exposure apparatus 11 shown in FIG. 1 is used.
この縮小投影露光装置１１は光源装置１２を備えており
、光源装置１２はＩ綜またはＧ線等のような所定波長の
露光用光線を照射するように構成されている。光源装置
！１２の光軸１３上にはコンデンサレンズ１４が配設さ
れており、このレンズ１４は光ｆ１１２からの光線が安
定した収束光束になるように構成されている。光軸１３
上におけるレンズ１４の光学的後方位置にはマスクホル
ダ１５が設備されており、このマスクホルダ１５はマス
ク３を保持するとともに、後記するウェハホルダと協働
して、マスク３とウェハ１との位置合わせ確保するよう
に構成されている。このマスクホルダ１５のさらに光学
的後方位置には縮小レンズ１６が光軸と光軸１３と合致
されて配設されており、このレンズ１６はマスク１５を
透過した光束を収束し、その収束光束によりパターン像
をウェハ１上に、予め設定された倍率に縮小して結ばせ
るように構成されている。This reduction projection exposure apparatus 11 includes a light source device 12, and the light source device 12 is configured to irradiate an exposure light beam of a predetermined wavelength, such as I-line or G-line. Light source device! A condenser lens 14 is disposed on the optical axis 13 of the light beam f112, and this lens 14 is configured so that the light beam from the light f112 becomes a stable convergent beam. Optical axis 13
A mask holder 15 is installed at the optical rear position of the lens 14 at the top, and this mask holder 15 holds the mask 3 and also cooperates with a wafer holder to be described later to align the mask 3 and the wafer 1. configured to ensure that A reduction lens 16 is disposed at an optically rear position of the mask holder 15 so as to be aligned with the optical axis and the optical axis 13, and this lens 16 converges the light beam transmitted through the mask 15, and It is configured to reduce the pattern image to a preset magnification and form it on the wafer 1.
縮小レンズ１６の略結像位置にはウェハホルダ１７が設
備されており、このウェハホルダ１７は被転写物として
のウェハ１を保持するように構成されている。ウェハホ
ルダ】７はマスクホルダ１５と協働して位置合わせを確
保するように構成されているとともに、縮小レンズ１６
と協働して焦点合わせを確保するように構成されている
。A wafer holder 17 is installed approximately at the image formation position of the reduction lens 16, and this wafer holder 17 is configured to hold the wafer 1 as a transfer target. The wafer holder 7 is configured to cooperate with the mask holder 15 to ensure alignment, and also has a reduction lens 16.
is configured to cooperate with the camera to ensure focusing.
本実施例において、マスク３は石英ガラス等が用いられ
て平板形状に形成されているマスクブランク５を備えて
おり、このブランク５の一主面にパターン４がクローム
等が用いられて、リソグラフィー等のような適当な手段
により形成されている。マスクブランク５のパターン４
が形成された主面と反対側の主面には、倍率補正用のレ
ンズとしてのフレネルレンズ６が当接されて付設されて
おり、このフレネルレンズ６は入射光束を若干収束する
ように構成されている。In this embodiment, the mask 3 includes a mask blank 5 made of quartz glass or the like and formed into a flat plate shape, and a pattern 4 made of chrome or the like is used on one main surface of the blank 5 for lithography or the like. It is formed by suitable means such as. Pattern 4 of mask blank 5
A Fresnel lens 6 as a lens for magnification correction is attached to the main surface opposite to the main surface on which is formed, and this Fresnel lens 6 is configured to slightly converge the incident light flux. ing.
次に、前記構成に係る縮小投影露光装置１１およびマス
ク３が使用される場合につき、本発明の一実施例である
縮小投影露光方法を説明する。Next, a reduction projection exposure method, which is an embodiment of the present invention, will be described in a case where the reduction projection exposure apparatus 11 and mask 3 having the above configuration are used.
前記のように、−主面にフレネルレンズ６が付設されて
いるマスク３は、フレネルレンズ６が光源１２側を、パ
ターン４がウェハホルダ１７側をそれぞれ向くように配
されて、マスクホルダ１５に装着される。As mentioned above, - the mask 3 with the Fresnel lens 6 attached to its main surface is mounted on the mask holder 15 with the Fresnel lens 6 facing the light source 12 side and the pattern 4 facing the wafer holder 17 side. be done.
他方、被転写物としてのウェハ１はレジスト膜２側がマ
スクホルダ１５側に向くように配されて、ウェハホルダ
１７に装着される。On the other hand, the wafer 1 as a transfer target is placed on the wafer holder 17 with the resist film 2 side facing the mask holder 15 side.
そして、ウェハ１とマスク３とは、複数回のパターン同
士が重ね合わせ露光されるように位置合わせされる。ま
た、縮小レンズ１６とウェハホルダ１７とは、縮小レン
ズ１６による像がウェハホルダ１７上のウェハ１におけ
るレジスト膜２において通正に結ばれるように、焦点合
わせされる。Then, the wafer 1 and the mask 3 are aligned so that the patterns of a plurality of times are overlapped and exposed. Further, the reduction lens 16 and the wafer holder 17 are focused so that the image formed by the reduction lens 16 is directly focused on the resist film 2 on the wafer 1 on the wafer holder 17.
その後、光源１２から光線２０が照射されると、コンデ
ンサレンズ１４によりコンデンサ光束２１が形成され、
この光束２１がフレネルレンズ６に入射される。After that, when the light beam 20 is irradiated from the light source 12, a condenser light beam 21 is formed by the condenser lens 14,
This light beam 21 is incident on the Fresnel lens 6.
フレネルレンズ６に入射した光線２０は、フレネルレン
ズ６によって若干収束されることにより、倍率補正光束
２２となる。The light ray 20 incident on the Fresnel lens 6 is slightly converged by the Fresnel lens 6, thereby becoming a magnification correction light beam 22.
この補正光束２２はフレネルレンズ６に隣接したマスク
３を透過することにより、パターン４を光学的に乗せた
情報光束２３となる。そして、この情報光束２３は縮小
レンズ１６に入射し、このレンズ１６によって予め設定
されている所定の倍率に縮小されることにより、縮小光
束２４となる。This correction light beam 22 becomes an information light beam 23 on which the pattern 4 is optically placed by passing through the mask 3 adjacent to the Fresnel lens 6. The information light beam 23 enters the reduction lens 16 and is reduced by the lens 16 to a predetermined magnification, thereby becoming a reduced light beam 24.
この縮小光束２４はウェハ１のレジスト膜２に照射し、
これにより、ウェハｌのレジスト膜２にマスクゴのパタ
ーンが縮小投影露光されることになる。This reduced light flux 24 irradiates the resist film 2 of the wafer 1,
As a result, the pattern of the mask plate is exposed by reduction projection onto the resist film 2 of the wafer 1.
ところで、マスク３にフレネルレンズ６が付設されてい
ない従来例の場合、ウェハ１のレジスト膜２に縮小投影
露光されるマスク３のパターン４についての倍率は、縮
小レンズ１６の倍率により一義的に定まる。By the way, in the case of the conventional example in which the Fresnel lens 6 is not attached to the mask 3, the magnification of the pattern 4 of the mask 3 that is exposed by reduction projection onto the resist film 2 of the wafer 1 is uniquely determined by the magnification of the reduction lens 16. .
したがって、倍率を若干縮小したい場合であっても、パ
ターン４を縮小したマスク３を改めて作るか、倍率の異
なる縮小レンズ１６を用意する必要がある。その結果、
生産性が低下するばかりでなく、新たな回路開発に多大
の時間を消費することになる。Therefore, even if it is desired to reduce the magnification slightly, it is necessary to create a new mask 3 with the pattern 4 reduced or to prepare a reduction lens 16 with a different magnification. the result,
Not only does this reduce productivity, but a great deal of time is consumed in developing new circuits.
しかし、本実施例においては、フレネルレンズ６により
倍率が若干縮小されるため、パターン４を縮小したマス
ク３を改めて作り直したり、倍率の異なる縮小レンズ１
６を用意しなくても済む。However, in this embodiment, since the magnification is slightly reduced by the Fresnel lens 6, the mask 3 with the reduced pattern 4 may be remade, or the reduction lens 6 with a different magnification may be used.
There is no need to prepare 6.
つまり、縮小レンズ１６によって一義的に定まる縮小倍
率に対して、フレネルレンズ６により倍率が縮小補正さ
れたパターン４がレジスト膜２に露光されるからである
。したがって、生産性の低下を回避することができると
ともに、回路の変更や開発時間を大幅に短縮化すること
ができる。In other words, the pattern 4 whose magnification is corrected by the Fresnel lens 6 with respect to the reduction magnification uniquely determined by the reduction lens 16 is exposed to the resist film 2 . Therefore, it is possible to avoid a decrease in productivity, and it is also possible to significantly shorten circuit modification and development time.
前記実施例によれば次の効果が得られる。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
（１） マスク自体に光学的な補正を実行する光学系
を付設するとともに、このマスクを使用してマスクのパ
ターンをレジストに露光することにより、露光装置のレ
ンズ等において一義的に定まる光学的な作用を、マスク
に付設された光学系により所望に応して補正することが
できるため、マスクや露光装置を作り直したすせずに、
露光精度や性能を高めることができる。(1) The mask itself is equipped with an optical system that performs optical correction, and by using this mask to expose the mask pattern to the resist, the optical The effect can be corrected as desired using the optical system attached to the mask, so there is no need to rebuild the mask or exposure equipment.
Exposure accuracy and performance can be improved.
（２） マスクにフレネルレンズを付設するとともに
、このマスクを使用して、マスクのパターンをウェハ上
のレジスト膜に露光することにより、補正用光学系を透
過した光束が、例えば、収束されると、縮小投影露光装
置が一義的に定まる倍率は当該光束が収束された分だけ
、さらに縮小されることになる。したがって、マスクを
作り直したり、縮小投影露光装置における縮小レンズの
倍率を変更したすせずに、転写されるパターンの倍率を
一義的に定まる倍率に対して変更することができる。(2) By attaching a Fresnel lens to the mask and using this mask to expose the pattern of the mask onto the resist film on the wafer, the light flux that has passed through the correction optical system can be converged, for example. , the magnification that is uniquely determined by the reduction projection exposure apparatus is further reduced by the amount by which the light beam is converged. Therefore, the magnification of the pattern to be transferred can be changed to a uniquely determined magnification without remaking a mask or changing the magnification of the reduction lens in the reduction projection exposure apparatus.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない
例えば、マスク自体に付設される補正用の光学系として
は、光束を収束するフレネルレンズを使用するに限らず
、光束を拡大するフレネルレンズ、光学収差を補正する
光学系、光学歪を補正する光学系等を使用してもよい。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the correction optical system attached to the mask itself is not limited to a Fresnel lens that converges the light beam, but also a Fresnel lens that expands the light beam, an optical system that corrects optical aberrations, and an optical system that corrects optical distortion. An optical system or the like may be used.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である縮小投影露光技術に
適用した場合について説明した力（それに限定されるも
のではなく、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投
影露光袋ｆ（ステッパ）が使用される露光技術、１：１
反射投影露光装置が使用される露光技術等のような露光
技術全般に適用することができる。The above explanation mainly describes the case where the invention made by the present inventor is applied to the reduction projection exposure technology, which is the field of application that forms the background of the invention (but is not limited thereto, Exposure technique in which a reduction projection exposure bag f (stepper) is used, 1:1
The present invention can be applied to exposure techniques in general, such as exposure techniques in which a reflection projection exposure apparatus is used.
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.
マスク自体に光学的な補正を実行する光学系を付設する
とともに、このマスクを使用してマスクのパターンをレ
ジストに露光することにより、露光装置のレンズ等にお
いて一義的に定まる光学的な作用を、マスクに付設され
た光学系により所望に応じて補正することができるため
、マスクや露光装置を作り直したすせずに、露光精度や
性能を高めることができる。By attaching an optical system that performs optical correction to the mask itself and using this mask to expose the mask pattern to a resist, the optical effect that is uniquely determined by the lens of the exposure device, etc. Since correction can be made as desired using an optical system attached to the mask, exposure accuracy and performance can be improved without having to rebuild the mask or exposure device.
第１図は本発明の一実施例である縮小投影露光方法を示
す模式図である。
１・・・ウェハ、２・・・レジスト膜、３・・・マスク
、４・・・パターン、５・・・マスクブランク、６・・
・フレネルレンズ（倍率補正用レンズ）、１１・・・縮
小投影露光装置、１２・・・光源、１３・・・光軸、１
４・・・コンデンサレンズ、１５・・・マスクホルダ、
１６・・・縮小レンズ、１７・・・ウェハホルダ、２０
・・・露光光線、２１・・・コンデンサ光束、２２・・
・補正光束、２３・・・情報光束、２４・・・縮小光束
。
ｄ）。FIG. 1 is a schematic diagram showing a reduction projection exposure method which is an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Wafer, 2... Resist film, 3... Mask, 4... Pattern, 5... Mask blank, 6...
・Fresnel lens (magnification correction lens), 11... Reduction projection exposure device, 12... Light source, 13... Optical axis, 1
4... Condenser lens, 15... Mask holder,
16... Reduction lens, 17... Wafer holder, 20
...Exposure ray, 21...Condenser light flux, 22...
- Correction light flux, 23... Information light flux, 24... Reduction light flux. d).
Claims (1)
され、このマスクが使用されてマスクのパターンがレジ
ストに露光されることを特徴とする露光方法。 ２、前記光学系が、補正すべき事項により交換されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光方法。 ３、マスクブランクの露光光源側にフレネルレンズが交
換可能に配設されていることを特徴とするマスク。 ４、マスクブランクの露光光源と反対側に光学系が交換
可能に配設されていることを特徴とするマスク。Claims: 1. An exposure method characterized in that the mask itself is provided with an optical system for performing optical correction, and the mask is used to expose a pattern of the mask onto a resist. 2. The exposure method according to claim 1, wherein the optical system is replaced depending on matters to be corrected. 3. A mask characterized in that a Fresnel lens is replaceably disposed on the exposure light source side of the mask blank. 4. A mask characterized in that an optical system is replaceably disposed on the opposite side of the mask blank from the exposure light source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133834A JPH0429142A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Exposing method and mask used for same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2133834A JPH0429142A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Exposing method and mask used for same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0429142A true JPH0429142A (en) | 1992-01-31 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2133834A Pending JPH0429142A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Exposing method and mask used for same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0429142A (en) |
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-
1990
- 1990-05-25 JP JP2133834A patent/JPH0429142A/en active Pending
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