JPH05326367A - Exposure method, aligner and photomask used therefor - Google Patents

Exposure method, aligner and photomask used therefor

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JPH05326367A
JPH05326367A JP4128983A JP12898392A JPH05326367A JP H05326367 A JPH05326367 A JP H05326367A JP 4128983 A JP4128983 A JP 4128983A JP 12898392 A JP12898392 A JP 12898392A JP H05326367 A JPH05326367 A JP H05326367A
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photomask
reticle
exposure
sample
image
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JP4128983A
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Yoshihiko Okamoto
好彦 岡本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To restrain that the image formation face of a projection lens becomes out of focus due to its curved deformation which is caused in an exposure treatment as one process in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device. CONSTITUTION:In an exposure treatment, a photoresist film on a semiconductor wafer 3 is irradiated, via a reticle 12 and a reduction-projection lens 13, with light which has been radiated from an exposure light source 2, and a prescribed pattern on the reticle 12 is transferred to the photoresist film on the semiconductor wafer 3. The exposure treatment is executed in a state that the reticle 12 has been deformed so as to correct the image-face deformation of the image of a semiconductor integrated circuit pattern on the reticle 12 which is projected onto the main face of the semiconductor wafer 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、露光方法、露光装置お
よびそれに用いるフォトマスク技術に関し、特に、半導
体集積回路装置の製造工程で用いる露光方法、露光装置
およびフォトマスク(以下、マスクという)に適用して
有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method, an exposure apparatus and a photomask technique used therefor, and more particularly to an exposure method, an exposure apparatus and a photomask (hereinafter referred to as a mask) used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device. It relates to technology that is effective when applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の露光工程で用いら
れる露光装置として、例えば縮小投影露光装置がある。
2. Description of the Related Art As an exposure apparatus used in an exposure process of a semiconductor integrated circuit device, there is, for example, a reduction projection exposure apparatus.

【0003】縮小投影露光装置は、発光部から放射され
た光をレチクルおよび縮小投影レンズを介して半導体ウ
エハに照射することにより、レチクル上に形成されたパ
ターンを縮小投影レンズにより縮小して半導体ウエハに
転写する装置である。
A reduction projection exposure apparatus irradiates a semiconductor wafer with light emitted from a light emitting portion through a reticle and a reduction projection lens, and reduces a pattern formed on the reticle by the reduction projection lens to reduce the semiconductor wafer. It is a device to transfer to.

【0004】縮小投影露光装置においては、一回の露光
処理で露光される領域の面積が小さいので、露光処理に
際して、半導体ウエハをステップ移動させながら個々の
領域を順次露光し、半導体ウエハ全面の露光処理を行っ
ている。
In the reduction projection exposure apparatus, since the area of the region exposed in one exposure process is small, each region is sequentially exposed while the semiconductor wafer is moved stepwise during the exposure process, and the entire surface of the semiconductor wafer is exposed. It is processing.

【0005】縮小投影露光装置で用いるレチクルは、例
えば平面四角形状の平坦な透明ガラス基板上に、クロム
(Cr)等からなる金属パターンが形成されてなる。こ
の金属パターンのある部分は遮光領域を形成し、金属パ
ターンのない部分は透光領域を形成している。ただし、
レチクル上のパターンは、実際の半導体集積回路装置の
素子や配線のパターン等よりも大きなパターンが形成さ
れている。
The reticle used in the reduction projection exposure apparatus is formed by forming a metal pattern made of chromium (Cr) or the like on a flat transparent glass substrate having, for example, a flat rectangular shape. The part with the metal pattern forms a light-shielding region, and the part without the metal pattern forms a light-transmitting region. However,
The pattern on the reticle is larger than the actual pattern of elements and wirings of the semiconductor integrated circuit device.

【0006】なお、半導体集積回路装置の露光技術につ
いては、例えば株式会社オーム社、昭和59年11月3
0日発行、「LSIハンドブック」P253〜P260
に記載があり、投影露光方法等について説明されてい
る。
Regarding the exposure technique of the semiconductor integrated circuit device, for example, Ohmsha Co., Ltd., November 3, 1984.
Published on 0th, "LSI Handbook" P253-P260
And the projection exposure method and the like are described.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、投影露光装
置の投影レンズの結像面は、平面にならず弯曲状に変形
していることが知られている。この弯曲は、像面弯曲歪
と呼ばれている。
By the way, it is known that the image forming surface of the projection lens of the projection exposure apparatus is not flat but is deformed in a curved shape. This curvature is called image plane distortion.

【0008】ところが、パターンの転写される半導体ウ
エハは、その上面がほぼ平坦となるように保持されてい
るので、その像面弯曲歪に起因して、露光領域の一部、
特に周辺で焦点がぼけてしまい、転写精度が低下する問
題があった。
However, since the semiconductor wafer to which the pattern is transferred is held so that its upper surface is substantially flat, a part of the exposure area is caused by the image plane distortion distortion.
In particular, there is a problem that the focus is blurred around the periphery and the transfer accuracy is lowered.

【0009】この問題は、特に、半導体集積回路装置の
素子や配線等の微細化に伴う投影露光装置の解像度の向
上に伴って顕著となる。これは、高解像度を得るために
は、通常、開口数(Numerical Aperture 以下、NAと
略す)の高い投影レンズを用いるが、NAを上げると像
面弯曲歪が大きくなる上、焦点深度が大幅に浅くなり、
像面弯曲歪をカバーできる範囲が狭くなるからである。
This problem becomes more noticeable as the resolution of the projection exposure apparatus is improved with the miniaturization of elements and wirings of the semiconductor integrated circuit device. This is because a projection lens with a high numerical aperture (hereinafter, abbreviated as NA) is usually used in order to obtain high resolution. However, if NA is increased, the curvature of field is increased and the depth of focus is significantly increased. Becoming shallower,
This is because the range that can cover the image surface distortion becomes narrower.

【0010】このような問題を回避するため従来は、例
えば縮小投影露光装置内に、露光領域の周辺で焦点がぼ
けないように、すなわち、投影レンズを経由する光の光
路長が露光領域の中央と周辺とで等しくなるように、複
数枚のレンズを重ねて配置したり、投影レンズ自体の材
料や形状等を設定したりしていたが、それぞれ投影光学
系の機構が複雑になる、投影レンズの制約が増える等の
問題があった。
In order to avoid such a problem, conventionally, for example, in a reduction projection exposure apparatus, the focus is not blurred around the exposure area, that is, the optical path length of light passing through the projection lens is at the center of the exposure area. The lens and the shape of the projection lens itself have been set so that multiple lenses are overlapped so that the projection lens and the periphery are the same, but the projection optical system mechanism becomes complicated. There was a problem such as an increase in restrictions.

【0011】本発明は上記課題に着目してなされたもの
であり、その目的は、像面弯曲歪に起因する焦点ぼけを
抑制することのできる技術を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing defocusing due to image plane distortion.

【0012】本発明の他の目的は、露光装置の投影光学
系の機構を簡単化することのできる技術を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of simplifying the mechanism of the projection optical system of the exposure apparatus.

【0013】本発明の他の目的は、露光装置の投影レン
ズの制約を緩和することのできる技術を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of relaxing the restriction of the projection lens of the exposure apparatus.

【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、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 be apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

【0015】[0015]

【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簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0016】すなわち、請求項1記載の発明は、フォト
マスクに照射した光の透過光を投影光学系を介して試料
に照射することにより、前記フォトマスク上に形成され
たパターンを前記試料に転写する際に、前記試料に投影
される前記パターンの像の像面歪が補正されるように、
前記フォトマスクを歪ませた状態で露光する露光方法と
するものである。
That is, according to the first aspect of the invention, the pattern formed on the photomask is transferred to the sample by irradiating the sample with the transmitted light of the light applied to the photomask through the projection optical system. So that the image plane distortion of the image of the pattern projected on the sample is corrected,
An exposure method is used in which the photomask is exposed in a distorted state.

【0017】請求項2記載の発明は、発光部から放射さ
れた光をフォトマスクと投影光学系とを介して試料台上
に載置された試料に対して照射することにより、前記フ
ォトマスクに形成された所定パターンを前記試料に転写
する露光装置であって、前記試料に投影される前記所定
パターンの像の像面歪が補正されるように歪ませたフォ
トマスクをマスク保持台に設置した露光装置構造とする
ものである。
According to a second aspect of the present invention, light emitted from the light emitting unit is applied to the sample placed on the sample stage through the photomask and the projection optical system so that the photomask is exposed to the photomask. An exposure apparatus for transferring a formed predetermined pattern to the sample, wherein a photomask distorted so as to correct the image plane distortion of the image of the predetermined pattern projected on the sample is set on a mask holding table. The exposure apparatus has a structure.

【0018】[0018]

【作用】上記した手段によれば、像面弯曲歪をフォトマ
スクの歪によって補正した状態で露光することにより、
像面弯曲歪に起因する露光領域周辺での焦点ぼけを抑制
することが可能となる。
According to the above-mentioned means, by exposing in a state where the image plane curvature distortion is corrected by the distortion of the photomask,
It is possible to suppress the defocusing around the exposure area due to the image plane distortion.

【0019】[0019]

【実施例1】図1は本発明の一実施例である露光装置の
説明図、図2は図1の露光装置に用いるマスクの断面図
である。
Embodiment 1 FIG. 1 is an explanatory view of an exposure apparatus which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a mask used in the exposure apparatus of FIG.

【0020】本実施例1の露光装置は、図1に示すよう
に、半導体集積回路装置製造の露光工程で使用される縮
小投影露光装置1である。
The exposure apparatus of the first embodiment is, as shown in FIG. 1, a reduction projection exposure apparatus 1 used in the exposure process of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.

【0021】縮小投影露光装置1の露光光源(発光部)
2と、半導体ウエハ(試料)3とを結ぶ光路上には、第
1平面鏡4、シャッタ5、集光レンズ6、アパーチャ
7、ショートカットフィルタ8、第2平面鏡9、マスク
ブラインド10、集光レンズ11、レチクル(フォトマ
スク)12および縮小投影レンズ(投影光学系)13が
配置されている。
Exposure light source (light emitting section) of the reduction projection exposure apparatus 1
A first plane mirror 4, a shutter 5, a condenser lens 6, an aperture 7, a shortcut filter 8, a second plane mirror 9, a mask blind 10 and a condenser lens 11 are provided on an optical path connecting the semiconductor wafer (sample) 3 and the semiconductor wafer 2. , A reticle (photomask) 12 and a reduction projection lens (projection optical system) 13 are arranged.

【0022】露光光源2には、例えばi線(波長365
nm)等のような光を放射する高圧水銀ランプが使用され
ている。なお、露光光源2の周囲には、楕円面鏡14が
設置されている。また、縮小投影レンズ13には、例え
ば最大露光領域が20×20mm、NAが0.5の1/5
縮小投影レンズが使用されている。
The exposure light source 2 includes, for example, i-line (wavelength 365).
High pressure mercury lamps that emit light such as (nm) are used. An ellipsoidal mirror 14 is installed around the exposure light source 2. The reduction projection lens 13 has, for example, a maximum exposure area of 20 × 20 mm and an NA of 1/5 of 0.5.
A reduction projection lens is used.

【0023】半導体ウエハ3は、例えばシリコン(S
i)単結晶からなり、その主面を上に向けた状態で試料
台15上に載置されている。半導体ウエハ3の主面上に
は、既にフォトレジスト(図示せず)がスピン塗布法等
によって塗布されている。なお、試料台15は、下方か
ら順にY軸移動台15y、X軸移動台15x、Z軸移動
台15z、ウエハ吸着台15aが積み重ねられて構成さ
れている。
The semiconductor wafer 3 is made of, for example, silicon (S
i) It is made of a single crystal and is placed on the sample table 15 with its main surface facing upward. A photoresist (not shown) has already been applied to the main surface of the semiconductor wafer 3 by a spin coating method or the like. The sample table 15 is configured by stacking a Y-axis moving table 15y, an X-axis moving table 15x, a Z-axis moving table 15z, and a wafer suction table 15a in order from the bottom.

【0024】レチクル12は、半導体ウエハ3上に所定
の半導体集積回路パターンを形成するためのマスクであ
り、レチクル保持台(マスク保持台)16上に着脱自在
の状態で保持されている。レチクル12には、例えば実
寸の5倍の半導体集積回路パターンの原画が形成されて
いる。
The reticle 12 is a mask for forming a predetermined semiconductor integrated circuit pattern on the semiconductor wafer 3, and is held on a reticle holding base (mask holding base) 16 in a detachable state. On the reticle 12, for example, an original image of a semiconductor integrated circuit pattern that is five times the actual size is formed.

【0025】ところで、本実施例1においては、レチク
ル12の中央を透過した光が縮小投影レンズ13を経由
して半導体ウエハ3に到達した場合の光路長と、レチク
ル12の周辺を透過した光が縮小投影レンズ13を経由
して半導体ウエハ3に到達した場合の光路長とがほぼ等
しくなるように、レチクル12が球面に沿うような状態
で弯曲状に形成されている。
By the way, in the first embodiment, the light path length when the light transmitted through the center of the reticle 12 reaches the semiconductor wafer 3 via the reduction projection lens 13 and the light transmitted around the reticle 12 are: The reticle 12 is formed in a curved shape along the spherical surface so that the optical path length when reaching the semiconductor wafer 3 via the reduction projection lens 13 is substantially equal.

【0026】したがって、本実施例1の縮小投影露光装
置1は、半導体ウエハ3に投影されるレチクル12上の
半導体集積回路パターンの像面がレチクル12の歪によ
ってほぼ平坦となるように補正された状態で露光処理す
ることが可能な構造になっている。ただし、露光領域内
の像面が焦点深度内に入っていれば、露光領域全面の像
面弯曲歪を完全に除去する必要はない。
Therefore, in the reduction projection exposure apparatus 1 of the first embodiment, the image plane of the semiconductor integrated circuit pattern on the reticle 12 projected on the semiconductor wafer 3 is corrected so that it is substantially flat due to the distortion of the reticle 12. The structure is such that exposure processing can be performed in this state. However, if the image plane in the exposure region is within the depth of focus, it is not necessary to completely remove the image plane distortion of the entire exposure region.

【0027】レチクル12の断面図を図2に示す。レチ
クル12を構成するレチクル基板(フォトマスク基板)
12aは、例えば透明な合成石英ガラスからなり、その
主面上には、例えばCr等からなる金属パターン12b
が形成されている。なお、金属パターン12bのある部
分は、遮光領域を形成し、金属パターン12bのない部
分は、透光領域を形成している。
A cross-sectional view of the reticle 12 is shown in FIG. Reticle substrate that constitutes the reticle 12 (photomask substrate)
12a is made of, for example, transparent synthetic quartz glass, and a metal pattern 12b made of, for example, Cr or the like is formed on its main surface.
Are formed. The part where the metal pattern 12b is provided forms a light-shielding region, and the part where the metal pattern 12b is not provided forms a light-transmitting region.

【0028】レチクル12の球面半径は、縮小投影レン
ズ13の特性等によって変わるので一概には言えない
が、例えば半径50m程度に設定されている。この球面
半径は、例えば通常の平板状のマスクを用いた場合の縮
小投影レンズ13の像面弯曲歪を測定した後、その測定
値に縮小投影レンズ13の縮小率の逆数を掛けた値で近
似される。
The spherical radius of the reticle 12 cannot be generally stated because it varies depending on the characteristics of the reduction projection lens 13 and the like, but is set to a radius of about 50 m, for example. This spherical radius is approximated by, for example, a value obtained by measuring the image plane distortion of the reduction projection lens 13 when using a normal flat mask and then multiplying the measured value by the reciprocal of the reduction ratio of the reduction projection lens 13. To be done.

【0029】例えば本実施例1の縮小投影レンズ13の
場合、通常の平板状のマスクを用いたとすると、露光領
域周辺の像面弯曲歪は、0.4μm程度である。この場
合、試料面側の像面弯曲歪は、例えば半径250m程度
の球面で近似できる。したがって、マスク面側の像面弯
曲歪は、半径50m程度の球面で近似できる。
For example, in the case of the reduction projection lens 13 of the first embodiment, if an ordinary flat plate mask is used, the image plane distortion around the exposure area is about 0.4 μm. In this case, the image plane curvature distortion on the sample surface side can be approximated by a spherical surface having a radius of about 250 m, for example. Therefore, the image plane curvature distortion on the mask surface side can be approximated by a spherical surface having a radius of about 50 m.

【0030】このようなレチクル12を製造するには、
例えば次のようにする。まず、透明な合成石英ガラス基
板等を用意し、これを球面に沿うような弯曲状に球面研
磨して、レチクル基板12aを形成する。
To manufacture such a reticle 12,
For example: First, a transparent synthetic quartz glass substrate or the like is prepared, and the reticle substrate 12a is formed by polishing the surface of the substrate in a curved shape along a spherical surface.

【0031】続いて、レチクル基板12aの凹側に、例
えばスパッタリング法等によってCr等からなる金属膜
(図示せず)を堆積した後、その金属膜上に、例えば電
子線用のレジスト膜(図示せず)を堆積する。
Subsequently, after depositing a metal film (not shown) made of Cr or the like on the concave side of the reticle substrate 12a by, for example, a sputtering method or the like, a resist film for electron beam (see FIG. (Not shown) is deposited.

【0032】その後、そのレジスト膜に、例えば電子線
描画法を用いて半導体集積回路パターンを転写した後、
そのレジスト膜に転写されたパターンをマスクとして金
属膜をパターニングして金属パターン12bを形成し、
レチクル12を製造する。
After that, a semiconductor integrated circuit pattern is transferred to the resist film by using, for example, an electron beam drawing method,
Using the pattern transferred to the resist film as a mask, the metal film is patterned to form a metal pattern 12b,
The reticle 12 is manufactured.

【0033】金属パターン12bのパターン形成に際し
て、電子線描画方法を用いた理由は、電子線描画方法の
場合、焦点深度が深いので、本実施例1のレチクル基板
12aのように中央と周辺とで5μm程度の高低差があ
る基板に対しても高精度なパターン形成が可能だからで
ある。
The reason for using the electron beam drawing method in forming the pattern of the metal pattern 12b is that the electron beam drawing method has a large depth of focus. Therefore, as in the reticle substrate 12a of the first embodiment, the electron beam drawing method is used at the center and the periphery. This is because it is possible to form a highly accurate pattern even on a substrate having a height difference of about 5 μm.

【0034】次に、本実施例1の縮小投影露光装置1の
露光方法を説明する。まず、露光光源2から第1平面鏡
4に対して光を照射する。
Next, an exposure method of the reduction projection exposure apparatus 1 of the first embodiment will be described. First, the exposure light source 2 irradiates the first plane mirror 4 with light.

【0035】第1平面鏡4では、露光光源2から入射し
た光の進路を入射方向に対してほぼ垂直な方向に変え
て、その光をシャッタ5、集光レンズ6、アパーチャ7
およびショートカットフィルタ8を介して第2平面鏡9
に照射する。
In the first plane mirror 4, the path of the light incident from the exposure light source 2 is changed to a direction substantially perpendicular to the incident direction, and the light is emitted by the shutter 5, the condenser lens 6, and the aperture 7.
And the second plane mirror 9 via the shortcut filter 8.
To irradiate.

【0036】第2平面鏡9では、第1平面鏡4から入射
した光の進路を入射方向に対してほぼ垂直な方向に変え
て、その光をマスクブラインド10および集光レンズ1
1を介してレチクル12に照射する。
In the second plane mirror 9, the path of the light incident from the first plane mirror 4 is changed to a direction substantially perpendicular to the incident direction, and the light is masked blind 10 and the condenser lens 1.
Irradiate the reticle 12 via 1.

【0037】そして、レチクル12の透過領域を透過し
た光を、縮小投影レンズ13を介して半導体ウエハ3に
照射し、レチクル12上の半導体集積回路パターンを、
例えば1/5に縮小して半導体ウエハ3上のフォトレジ
ストに転写する。
Then, the light transmitted through the transmission area of the reticle 12 is irradiated onto the semiconductor wafer 3 through the reduction projection lens 13 to form the semiconductor integrated circuit pattern on the reticle 12.
For example, it is reduced to ⅕ and transferred to the photoresist on the semiconductor wafer 3.

【0038】この時、本実施例1においては、半導体ウ
エハ3上のフォトレジストに転写される像の像面弯曲歪
を、レチクル12の歪みによって補正した状態で露光処
理を行う。これにより、像面弯曲歪に起因する露光領域
周辺での焦点ぼけ抑制することが可能となっている。
At this time, in the first embodiment, the exposure process is performed in a state where the image plane distortion of the image transferred to the photoresist on the semiconductor wafer 3 is corrected by the distortion of the reticle 12. This makes it possible to suppress defocusing around the exposure area due to the image plane distortion.

【0039】このように本実施例1によれば、以下の効
果を得ることが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0040】(1).半導体ウエハ3上のフォトレジストに
転写されるレチクル12上の半導体集積回路パターンの
像面をレチクル12の歪によってほぼ平坦に補正した状
態で露光処理することにより、像面弯曲歪に起因する露
光領域周辺での焦点ぼけを抑制することが可能となる。
すなわち、露光領域全面において最適な焦点合せの状態
で露光処理を行うことが可能となる。したがって、露光
処理におけるパターン転写精度を大幅に向上させること
が可能となる。
(1). By exposing the image surface of the semiconductor integrated circuit pattern on the reticle 12 transferred to the photoresist on the semiconductor wafer 3 to be substantially flat by the distortion of the reticle 12, the image surface is exposed. It is possible to suppress defocusing around the exposure area due to the curvature distortion.
That is, it becomes possible to perform the exposure processing in the optimal focusing state over the entire exposure area. Therefore, it is possible to significantly improve the pattern transfer accuracy in the exposure process.

【0041】(2).上記(1) により、例えば像面弯曲歪を
補正するためにレンズを積層しなければならない等のよ
うな投影光学系機構における像面弯曲歪み補正のための
制約を緩和することが可能となる。
(2) By the above (1), the constraint for correcting the image plane distortion in the projection optical system mechanism, such as the case where lenses must be laminated in order to correct the image plane distortion, is relaxed. It becomes possible to do.

【0042】(3).上記(1) により、像面弯曲歪を補正す
るための縮小投影レンズ13自体の制約を緩和すること
が可能となる。
(3). By the above (1), it is possible to relax the restriction of the reduction projection lens 13 itself for correcting the image plane distortion.

【0043】(4).上記(2) ,(3) により、縮小投影露光
装置1の投影光学系の機構を簡単にすることができ、か
つ、縮小投影レンズ13の設計を容易にすることができ
るので、縮小投影露光装置1の製造を容易にすることが
可能となる。
(4) Due to the above (2) and (3), the mechanism of the projection optical system of the reduction projection exposure apparatus 1 can be simplified and the reduction projection lens 13 can be easily designed. Therefore, the reduction projection exposure apparatus 1 can be easily manufactured.

【0044】[0044]

【実施例2】図3は本発明の他の実施例である露光装置
の説明図、図4は図3の露光装置に用いるマスクおよび
マスク保持部の断面図、図5は図3の露光装置のマスク
保持台に設置する前のマスクの断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 3 is an explanatory view of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view of a mask and a mask holding portion used in the exposure apparatus of FIG. 3, and FIG. 5 is an exposure apparatus of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the mask before being installed on the mask holding table of FIG.

【0045】本実施例2においては、縮小投影露光装置
1のレチクル保持台16の中央が、球面に沿うような状
態で弯曲状に形成されている。レチクル12およびレチ
クル保持台16の断面図を図4に示す。
In the second embodiment, the center of the reticle holding table 16 of the reduction projection exposure apparatus 1 is formed in a curved shape along the spherical surface. A cross-sectional view of the reticle 12 and the reticle holding table 16 is shown in FIG.

【0046】レチクル保持台16の保持台本体16a
は、例えば合成石英ガラス等のような透明材料からな
り、球面に沿って弯曲する吸着面16sを有している。
Holding table body 16a of reticle holding table 16
Is made of a transparent material such as synthetic quartz glass and has a suction surface 16s that is curved along a spherical surface.

【0047】保持台本体16aの外周には、レチクル1
2を真空吸着するための吸着ノズル16bが設置されて
いる。レチクル12のレチクル基板(フォトマスク基
板)12a1 は、吸着ノズル16bによって真空吸引さ
れ、保持台本体16aの弯曲状の吸着面16sに沿って
弯曲した状態で、レチクル保持台16上に保持されてい
る。レチクル12の弯曲量は、前記実施例1と同一であ
る。
The reticle 1 is attached to the outer periphery of the holding table body 16a.
A suction nozzle 16b for vacuum-sucking 2 is installed. The reticle substrate (photomask substrate) 12a 1 of the reticle 12 is vacuum-sucked by the suction nozzle 16b, and is held on the reticle holding table 16 in a curved state along the curved suction surface 16s of the holding table body 16a. There is. The amount of curvature of the reticle 12 is the same as that in the first embodiment.

【0048】本実施例2において、レチクル12のレチ
クル基板12a1 は、例えばポリイミド系樹脂等のよう
な可撓性を有する透明材料からなり、レチクル保持台1
6に設置する前は図5に示すように平板状になってい
る。
In the second embodiment, the reticle substrate 12a 1 of the reticle 12 is made of a flexible transparent material such as polyimide resin, and the reticle holding table 1 is used.
Before being installed in No. 6, it has a flat plate shape as shown in FIG.

【0049】すなわち、本実施例2においては、レチク
ル12をレチクル保持台16に設置した段階で図4に示
すようにレチクル12の形状が弯曲状に設定されるよう
になっている。
That is, in the second embodiment, when the reticle 12 is installed on the reticle holding table 16, the shape of the reticle 12 is set to be curved as shown in FIG.

【0050】このように、本実施例2においても、前記
実施例1と同様、半導体ウエハ3に投影されるレチクル
12上の半導体集積回路パターンの像面が、レチクル1
2の歪によってほぼ平坦となるように補正された状態
で、露光処理することが可能となる。
Thus, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the image plane of the semiconductor integrated circuit pattern on the reticle 12 projected onto the semiconductor wafer 3 is the reticle 1.
The exposure processing can be performed in a state where the distortion is corrected to be substantially flat by the distortion of 2.

【0051】また、本実施例2の場合、レチクル基板1
2a1 が、可撓性を有する樹脂によって構成されている
ので、レチクル12のコストを前記実施例1よりも下げ
ることが可能となる。
In the case of the second embodiment, the reticle substrate 1
Since 2a 1 is made of a flexible resin, the cost of the reticle 12 can be reduced as compared with the first embodiment.

【0052】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
1,2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。
Although the invention made by the present inventor has been concretely explained based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned Embodiments 1 and 2, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.

【0053】例えば前記実施例2においては、レチクル
の構成材料をポリイミド系樹脂としたが、これに限定さ
れるものではなく種々変更可能であり、例えばポリエス
テル系樹脂としても良い。
For example, in Example 2, the constituent material of the reticle is a polyimide resin, but the constituent material is not limited to this, and various modifications are possible. For example, a polyester resin may be used.

【0054】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半導体
集積回路装置の製造工程で用いる露光方法および装置に
適用した場合について説明したが、これに限定されず種
々適用可能であり、例えば液晶基板上に所定パターンを
形成する際に用いる露光方法や露光装置等、大面積露光
を必要とする製品の製造工程で用いる露光方法や露光装
置等に適用することも可能である。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the exposure method and apparatus used in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device which is the background field of application has been described, but the invention is not limited to this. However, the present invention can be applied to various methods, such as an exposure method and an exposure apparatus that are used when forming a predetermined pattern on a liquid crystal substrate, and an exposure method and an exposure apparatus that are used in the manufacturing process of products that require large-area exposure. It is also possible.

【0055】[0055]

【発明の効果】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、
下記のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0056】すなわち、前記した手段によれば、像面弯
曲歪をフォトマスクの歪によって補正した状態で露光す
ることにより、像面弯曲歪に起因する露光領域周辺での
焦点ぼけを抑制することが可能となる。すなわち、露光
領域全面において最適な焦点合せの状態で露光処理を行
うことが可能となる。したがって、露光処理におけるパ
ターン転写精度を大幅に向上させることが可能となる。
That is, according to the above-mentioned means, by exposing in the state where the image plane distortion is corrected by the distortion of the photomask, it is possible to suppress the defocusing around the exposure area due to the image plane distortion. It will be possible. That is, it becomes possible to perform the exposure processing in the optimal focusing state over the entire exposure area. Therefore, it is possible to significantly improve the pattern transfer accuracy in the exposure process.

【0057】この結果、例えば像面弯曲歪を補正するた
めにレンズを積層しなければならない等のような投影光
学系の機構における像面弯曲歪みを補正するための制約
を緩和できる。また、像面弯曲歪を補正するための投影
レンズ自体の制約を緩和できる。したがって、露光装置
の投影光学系の機構を簡単にすることができ、かつ、投
影レンズの設計を容易にすることができるので、露光装
置の製造を容易にすることが可能となる。
As a result, it is possible to relax the constraint for correcting the image plane distortion in the mechanism of the projection optical system, such as the case where the lenses must be laminated to correct the image plane distortion. In addition, the constraint of the projection lens itself for correcting the image plane distortion can be relaxed. Therefore, since the mechanism of the projection optical system of the exposure apparatus can be simplified and the design of the projection lens can be facilitated, the manufacture of the exposure apparatus can be facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である露光装置の説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an exposure apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】図1の露光装置に用いるマスクの断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a mask used in the exposure apparatus of FIG.

【図3】本発明の他の実施例である露光装置の説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an exposure apparatus that is another embodiment of the present invention.

【図4】図3の露光装置に用いるマスクおよびマスク保
持部の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a mask and a mask holder used in the exposure apparatus of FIG.

【図5】図3の露光装置のマスク保持台に設置する前の
マスクの断面図である。
5 is a cross-sectional view of the mask before being placed on the mask holder of the exposure apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 縮小投影露光装置 2 露光光源(発光部) 3 半導体ウエハ(試料) 4 第1平面鏡 5 シャッタ 6 集光レンズ 7 アパーチャ 8 ショートカットフィルタ 9 第2平面鏡 10 マスクブラインド 11 集光レンズ 12 レチクル(フォトマスク) 12a レチクル基板(フォトマスク基板) 12a1 レチクル基板(フォトマスク基板) 12b 金属パターン 13 縮小投影レンズ(投影光学系) 14 楕円面鏡 15 試料台 15a ウエハ吸着台 15x x軸移動台 15y y軸移動台 15z z軸移動台 16 レチクル保持台(マスク保持台) 16a 保持台本体 16b 吸着ノズル 16s 吸着面1 Reduction Projection Exposure Device 2 Exposure Light Source (Light Emitting Unit) 3 Semiconductor Wafer (Sample) 4 First Plane Mirror 5 Shutter 6 Condenser Lens 7 Aperture 8 Shortcut Filter 9 Second Plane Mirror 10 Mask Blind 11 Condenser Lens 12 Reticle (Photomask) 12a reticle substrate (photomask substrate) 12a 1 reticle substrate (photomask substrate) 12b metal pattern 13 reduction projection lens (projection optical system) 14 ellipsoidal mirror 15 sample stage 15a wafer suction stage 15x x-axis movement stage 15y y-axis movement stage 15z z-axis moving table 16 reticle holding table (mask holding table) 16a holding table body 16b suction nozzle 16s suction surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7352−4M H01L 21/30 311 N ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location 7352-4M H01L 21/30 311 N

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フォトマスクに照射した光の透過光を投
影光学系を介して試料に照射することにより、前記フォ
トマスク上に形成された所定パターンを、前記試料に転
写する際に、前記試料に投影される前記所定パターンの
像の像面歪が補正されるように、前記フォトマスクを歪
ませた状態で露光することを特徴とする露光方法。
1. When a predetermined pattern formed on the photomask is transferred to the sample by irradiating the sample with transmitted light of the light applied to the photomask through a projection optical system, the sample An exposure method comprising exposing the photomask in a distorted state so that the image plane distortion of the image of the predetermined pattern projected on the substrate is corrected.
【請求項2】 発光部から放射された光をフォトマスク
と投影光学系とを介して試料台上に載置された試料に対
して照射することにより、前記フォトマスクに形成され
た所定パターンを前記試料に転写する露光装置であっ
て、前記試料に投影される前記所定パターンの像の像面
歪が補正されるように歪ませたフォトマスクをマスク保
持台に設置したことを特徴とする露光装置。
2. A predetermined pattern formed on the photomask is formed by irradiating a sample placed on a sample table with light emitted from a light emitting section through a photomask and a projection optical system. An exposure apparatus for transferring onto a sample, characterized in that a photomask distorted so as to correct the image plane distortion of the image of the predetermined pattern projected onto the sample is installed on a mask holder. apparatus.
【請求項3】 前記マスク保持台は、前記試料に投影さ
れる所定パターンの像の像面歪が補正されるように、球
面状に形成された吸着面を有することを特徴とする請求
項2記載の露光装置。
3. The mask holder has a suction surface formed in a spherical shape so that the image plane distortion of an image of a predetermined pattern projected on the sample is corrected. The exposure apparatus described.
【請求項4】 フォトマスク基板上に所定パターンが形
成されたフォトマスクであって、前記フォトマスク基板
に照射した光の透過光を投影光学系を介して試料に照射
した時に、前記試料に投影される所定パターンの像の像
面歪が補正されるように、前記フォトマスク基板を歪ま
せたことを特徴とするフォトマスク。
4. A photomask in which a predetermined pattern is formed on a photomask substrate, wherein the photomask substrate is projected onto the sample when the transmitted light of the light irradiating the photomask substrate is irradiated through a projection optical system. A photomask, wherein the photomask substrate is distorted so that the image plane distortion of an image of a predetermined pattern is corrected.
【請求項5】 前記フォトマスク基板を可撓性材料によ
って構成したことを特徴とする請求項4記載のフォトマ
スク。
5. The photomask according to claim 4, wherein the photomask substrate is made of a flexible material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008139848A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Nikon Corporation Photomask substrate, photomask substrate forming member, photomask substrate manufacturing method, photomask, and exposure method using photomask
JP2011192987A (en) * 2010-03-11 2011-09-29 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method

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