JPH06291014A - 転写露光装置 - Google Patents
転写露光装置Info
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- JPH06291014A JPH06291014A JP5077227A JP7722793A JPH06291014A JP H06291014 A JPH06291014 A JP H06291014A JP 5077227 A JP5077227 A JP 5077227A JP 7722793 A JP7722793 A JP 7722793A JP H06291014 A JPH06291014 A JP H06291014A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】サブハーフミクロン領域における転写露光装置
において、転写パターンの原図であるマスクに周期的に
配列された複数個の欠陥パターンを用い、光学的平均化
処理を行なうことによって無欠陥の転写パターンを得
る。 【構成】光学系１で転写パターンの原図となるマスクａ
２を露光し、レンズ系ａ３の前焦点面に設置したマスク
ａ２のフーリェ変換像がレンズ系ａ３の後焦点面に形成
される。マスクａ２には周期的に配列した複数個の欠陥
パターンが配置され、レンズ系ａ３の後焦点面に設置す
るマスクｂ５には２次元の格子状パターンが形成されて
いる。レンズ系ａ３の後焦点面でマスクａ２のフーリェ
変換像とマスクｂ５のパターンの光学的掛け算の演算が
生じる。マスクｂ５からの出力がレンズ系ｂ６によって
再度フーリェ変換され、実像が結像面４に転写パターン
として形成される。
において、転写パターンの原図であるマスクに周期的に
配列された複数個の欠陥パターンを用い、光学的平均化
処理を行なうことによって無欠陥の転写パターンを得
る。 【構成】光学系１で転写パターンの原図となるマスクａ
２を露光し、レンズ系ａ３の前焦点面に設置したマスク
ａ２のフーリェ変換像がレンズ系ａ３の後焦点面に形成
される。マスクａ２には周期的に配列した複数個の欠陥
パターンが配置され、レンズ系ａ３の後焦点面に設置す
るマスクｂ５には２次元の格子状パターンが形成されて
いる。レンズ系ａ３の後焦点面でマスクａ２のフーリェ
変換像とマスクｂ５のパターンの光学的掛け算の演算が
生じる。マスクｂ５からの出力がレンズ系ｂ６によって
再度フーリェ変換され、実像が結像面４に転写パターン
として形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は転写露光装置に関し、特
にサブハーフミクロン領域における縮小転写露光装置に
関する。
にサブハーフミクロン領域における縮小転写露光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの加工寸法は益々
小さくなり、サブハーフミクロンの領域に入ってきた。
微細加工技術の中で重要なものに露光技術があるが、微
細パターンを形成する転写露光装置に対する要求加工寸
法は、一層微細パターンが求められることとなってき
た。サブミクロン幅の転写パターンを形成する従来の露
光技術には、縮小転写露光装置が広く用いられている。
小さくなり、サブハーフミクロンの領域に入ってきた。
微細加工技術の中で重要なものに露光技術があるが、微
細パターンを形成する転写露光装置に対する要求加工寸
法は、一層微細パターンが求められることとなってき
た。サブミクロン幅の転写パターンを形成する従来の露
光技術には、縮小転写露光装置が広く用いられている。
【０００３】図６に従来の転写露光装置の概念図を示
す。光源系１から照射される露光光によって、転写パタ
ーンの原図であるマスクａ２を露光する。そして、レン
ズ系ａ３によって、結像面４に図７に示すような縮小さ
れた原図と同じ転写パターンが形成される。この際、原
図パターンに欠陥があると、そのまま欠陥パターンが形
成される。この時、マスクａ２からレンズ系ａ３までの
距離をｌ1 、レンズ系ａ３から結像面４までの距離をｌ
2 、焦点距離をｆとすると、いわゆる結像の条件１／ｌ
1 ＋１／ｌ2 ＝１／ｆが成立している。また、縮小光学
系であるから、マスクａ２の原図は転写パターンの数倍
程度の大きさとなっている。
す。光源系１から照射される露光光によって、転写パタ
ーンの原図であるマスクａ２を露光する。そして、レン
ズ系ａ３によって、結像面４に図７に示すような縮小さ
れた原図と同じ転写パターンが形成される。この際、原
図パターンに欠陥があると、そのまま欠陥パターンが形
成される。この時、マスクａ２からレンズ系ａ３までの
距離をｌ1 、レンズ系ａ３から結像面４までの距離をｌ
2 、焦点距離をｆとすると、いわゆる結像の条件１／ｌ
1 ＋１／ｌ2 ＝１／ｆが成立している。また、縮小光学
系であるから、マスクａ２の原図は転写パターンの数倍
程度の大きさとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、要求転写パターンの寸法は近年サブハーフミクロン
の領域に入り、近い将来にはクォーターミクロン以下の
領域に入ってくると予想される。この時、前述のように
原図であるマスクａにおいては、転写パターンの数倍の
大きさであるにもかかわらず要求加工精度は実用上益々
厳しいものとなってきている。すなわち、設計寸法どお
りに原図パターンが加工されるのはもちろんのこと、特
に原図パターンの無欠陥化の要求は最大の課題である。
て、要求転写パターンの寸法は近年サブハーフミクロン
の領域に入り、近い将来にはクォーターミクロン以下の
領域に入ってくると予想される。この時、前述のように
原図であるマスクａにおいては、転写パターンの数倍の
大きさであるにもかかわらず要求加工精度は実用上益々
厳しいものとなってきている。すなわち、設計寸法どお
りに原図パターンが加工されるのはもちろんのこと、特
に原図パターンの無欠陥化の要求は最大の課題である。
【０００５】通常、原図となるマスクａ２（図６）は、
５〜６インチ角の大面積であり、ほぼこの大面積全面に
無欠陥の超微細パターンの加工形成が要求されることに
なる。転写パターンのより微細化への流れは時代の趨勢
であり、上述の原図マスクパターンの無欠陥化は、実用
技術としてさらに大きな課題となって行くことは自明の
理と言えよう。
５〜６インチ角の大面積であり、ほぼこの大面積全面に
無欠陥の超微細パターンの加工形成が要求されることに
なる。転写パターンのより微細化への流れは時代の趨勢
であり、上述の原図マスクパターンの無欠陥化は、実用
技術としてさらに大きな課題となって行くことは自明の
理と言えよう。
【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解決すべく無欠陥の原図パターンマスク作成という大
きな課題に対して、光学的平均化処理を行うことにより
無欠陥の転写パターンを得ることが可能な新たな手段に
よって、大きな許容度を与える転写露光装置を提供する
ことにある。
を解決すべく無欠陥の原図パターンマスク作成という大
きな課題に対して、光学的平均化処理を行うことにより
無欠陥の転写パターンを得ることが可能な新たな手段に
よって、大きな許容度を与える転写露光装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、転写パターン
の原図となるマスクａと、このマスクａを露光する光学
系と、前記マスクａの後方に設置したレンズ系ａと、こ
のレンズ系ａの後焦点面に設置したマスクｂと、このマ
スクｂの後方に設置され縮小した実像を結ばせる光学系
とを備える転写露光装置である。マスクａには基準とな
る転写パターンが２次元平面上において周期的に配置さ
れている。マスクｂは２次元の格子状パターンから成っ
ている。縮小した実像を結ばせる光学系は、マスクｂが
前焦点面となる位置に配置されたレンズ系ｂと、このレ
ンズ系ｂの後焦点面に前記実像を結ばせる結像面とを有
する光学系であるか、あるいは前記レンズ系ａの結像の
条件を満たす結像面を有する光学系である。
の原図となるマスクａと、このマスクａを露光する光学
系と、前記マスクａの後方に設置したレンズ系ａと、こ
のレンズ系ａの後焦点面に設置したマスクｂと、このマ
スクｂの後方に設置され縮小した実像を結ばせる光学系
とを備える転写露光装置である。マスクａには基準とな
る転写パターンが２次元平面上において周期的に配置さ
れている。マスクｂは２次元の格子状パターンから成っ
ている。縮小した実像を結ばせる光学系は、マスクｂが
前焦点面となる位置に配置されたレンズ系ｂと、このレ
ンズ系ｂの後焦点面に前記実像を結ばせる結像面とを有
する光学系であるか、あるいは前記レンズ系ａの結像の
条件を満たす結像面を有する光学系である。
【０００８】
【作用】本発明においては、転写パターンの原図である
マスクａは、基準となる転写パターンが２次元平面にお
いて周期的に配置された構成となっている。基準となる
転写パターン（これを一つの集合体単位と考える）は２
次元平面上に多数配置されており、各々の集合体単位は
完全な無欠陥パターンである必要はない。このような欠
陥を含む原図マスクａを用いて露光を行うことによっ
て、マスクａのフーリェ変換像とマスクｂとの光学的掛
け算の演算が生じ、本発明の構成の光学的平均化処理を
用いれば完全な無欠陥の転写パターンを得ることができ
る。このように本発明は、光の分布がフーリェ変換され
て結像面に表われるという原理に基くものであって理論
的に可能であり、また光源系等の条件を満たすことによ
って装置構成が可能である。
マスクａは、基準となる転写パターンが２次元平面にお
いて周期的に配置された構成となっている。基準となる
転写パターン（これを一つの集合体単位と考える）は２
次元平面上に多数配置されており、各々の集合体単位は
完全な無欠陥パターンである必要はない。このような欠
陥を含む原図マスクａを用いて露光を行うことによっ
て、マスクａのフーリェ変換像とマスクｂとの光学的掛
け算の演算が生じ、本発明の構成の光学的平均化処理を
用いれば完全な無欠陥の転写パターンを得ることができ
る。このように本発明は、光の分布がフーリェ変換され
て結像面に表われるという原理に基くものであって理論
的に可能であり、また光源系等の条件を満たすことによ
って装置構成が可能である。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例の転写露光装置の概念
図である。光源系１を用いて転写パターンの原図である
マスクａ２を露光する。マスクａ２はレンズ系ａ３の前
焦点面に設置してあり、レンズ系ａ３によってマスクａ
２の原図のフーリェ変換像がレンズ系ａ３の後焦点面に
形成される。ｆ1 はレンズ系ａ３の焦点距離を表してい
る。
明する。図１は本発明の一実施例の転写露光装置の概念
図である。光源系１を用いて転写パターンの原図である
マスクａ２を露光する。マスクａ２はレンズ系ａ３の前
焦点面に設置してあり、レンズ系ａ３によってマスクａ
２の原図のフーリェ変換像がレンズ系ａ３の後焦点面に
形成される。ｆ1 はレンズ系ａ３の焦点距離を表してい
る。
【００１０】図２にはマスクａ２の原図パターンが示し
てある。＊印（本来の無欠陥パターン）は一つの基準と
なる転写パターン（一つの集合体単位）を示している。
この集合体単位が２次元平面上に周期的に配列されてい
る。ここで注意すべきことは、図２から分かるように各
々の集合体単位は全て形が異なっており、９個の不完全
パターン（＊印が完全パターン）がマスクａ２を形成し
ている。すなわち、原図となるマスクａ２は複数個の欠
陥パターンが２次元平面上に配置された構成となってい
る。
てある。＊印（本来の無欠陥パターン）は一つの基準と
なる転写パターン（一つの集合体単位）を示している。
この集合体単位が２次元平面上に周期的に配列されてい
る。ここで注意すべきことは、図２から分かるように各
々の集合体単位は全て形が異なっており、９個の不完全
パターン（＊印が完全パターン）がマスクａ２を形成し
ている。すなわち、原図となるマスクａ２は複数個の欠
陥パターンが２次元平面上に配置された構成となってい
る。
【００１１】次に、図１に戻ってレンズ系ａ３の後焦点
面にマスクｂ５を設置する。図３（ａ）、（ｂ）にマス
クｂ５のパターン例が示してある。マスクｂ５のパター
ンは２次元の格子状パターンである。図３（ａ）のパタ
ーンは２次元格子が露光光を遮る働きをし、格子以外の
所で露光光が透過する。図３（ｂ）のパターンは、２次
元格子状に配置した孔が露光光を透過させる働きをす
る。本実施例に用いるマスクｂ５は、図３（ａ）または
図３（ｂ）のいずれでもよい。
面にマスクｂ５を設置する。図３（ａ）、（ｂ）にマス
クｂ５のパターン例が示してある。マスクｂ５のパター
ンは２次元の格子状パターンである。図３（ａ）のパタ
ーンは２次元格子が露光光を遮る働きをし、格子以外の
所で露光光が透過する。図３（ｂ）のパターンは、２次
元格子状に配置した孔が露光光を透過させる働きをす
る。本実施例に用いるマスクｂ５は、図３（ａ）または
図３（ｂ）のいずれでもよい。
【００１２】ここまでの結果として、レンズ系ａ３の後
焦点面において、マスクａ２のフーリェ変換像とマスク
ｂ５のパターンとの光学的掛け算の演算が生じる。次い
で、マスクｂ５からの出力がレンズ系ｂ６によって再度
フーリェ変換され、実像が結像面４に転写パターンとし
て形成される。ここで、マスクｂ５はレンズ系ｂ６の前
焦点面に、また結像面４は後焦点面にそれぞれ設置す
る。ｆ2 はレンズ系ｂ６の焦点距離を表わしている。結
像面４に結像された実像は、原図パターンをｆ2／ｆ1
倍（すなわち縮小）したパターンであり、本発明の構成
による光学的平均化処理により、図４に示すように完全
な無欠陥の転写パターンとなる。図４では原理を示すた
めに縮小した形には書いていない。
焦点面において、マスクａ２のフーリェ変換像とマスク
ｂ５のパターンとの光学的掛け算の演算が生じる。次い
で、マスクｂ５からの出力がレンズ系ｂ６によって再度
フーリェ変換され、実像が結像面４に転写パターンとし
て形成される。ここで、マスクｂ５はレンズ系ｂ６の前
焦点面に、また結像面４は後焦点面にそれぞれ設置す
る。ｆ2 はレンズ系ｂ６の焦点距離を表わしている。結
像面４に結像された実像は、原図パターンをｆ2／ｆ1
倍（すなわち縮小）したパターンであり、本発明の構成
による光学的平均化処理により、図４に示すように完全
な無欠陥の転写パターンとなる。図４では原理を示すた
めに縮小した形には書いていない。
【００１３】すなわち、本発明の構成によれば、複数個
の不完全な欠陥パターンが周期的に配置された原図マス
クパターンから、完全な無欠陥の縮小された周期パター
ンを得ることができる。この時、図２のような複数個の
不完全な欠陥パターン（周期的に配列）について、それ
ぞれ重ね合わせて光学的和をとり平均化処理を施すこと
によって、図４のような完全な無欠陥のパターンが周期
的に形成されて結像され、本発明の目的は達成される。
の不完全な欠陥パターンが周期的に配置された原図マス
クパターンから、完全な無欠陥の縮小された周期パター
ンを得ることができる。この時、図２のような複数個の
不完全な欠陥パターン（周期的に配列）について、それ
ぞれ重ね合わせて光学的和をとり平均化処理を施すこと
によって、図４のような完全な無欠陥のパターンが周期
的に形成されて結像され、本発明の目的は達成される。
【００１４】図５は本発明の他の実施例である転写露光
装置の概念図を示している。光源系１を用いて転写パタ
ーンの原図であるマスクａ２を露光する。マスクａ２は
前述の図２の説明のとおりである。レンズ系ａ３によっ
て、マスクａ２の原図パターンのフーリェ変換像がレン
ズ系ａ３の後焦点面に形成される。ｆはレンズ系ａ３の
焦点距離を表わしている。また、レンズ系ａ３の後焦点
面にマスクｂ５を設置する。マスクｂ５は前述の図３
（ａ）、（ｂ）に示したとおりであり、図（ａ）、
（ｂ）のいずれを用いてもよい。
装置の概念図を示している。光源系１を用いて転写パタ
ーンの原図であるマスクａ２を露光する。マスクａ２は
前述の図２の説明のとおりである。レンズ系ａ３によっ
て、マスクａ２の原図パターンのフーリェ変換像がレン
ズ系ａ３の後焦点面に形成される。ｆはレンズ系ａ３の
焦点距離を表わしている。また、レンズ系ａ３の後焦点
面にマスクｂ５を設置する。マスクｂ５は前述の図３
（ａ）、（ｂ）に示したとおりであり、図（ａ）、
（ｂ）のいずれを用いてもよい。
【００１５】ここまでの結果として、レンズ系ａ３の後
焦点面において、マスクａ２のフーリェ変換像とマスク
ｂ５のパターンとの光学的掛け算の演算が生じる。マス
クｂ５からの出力が、結像面４において実像、すなわち
転写パターンとして形成される。この時、マスクｂ５か
らの出力はレンズ系ａ３によって再度フーリェ変換さ
れ、ｌ2 ／ｌ1 倍（すなわち縮小）した転写パターンが
形成される。ここでは、１個のレンズ系ａ３がフーリェ
変換と結像の２役を務めている。図５において、ｌ1 は
マスクａ２からレンズ系ａ３までの距離、ｌ2 はレンズ
系ａ３から結像面４までの距離を表わしており、いわゆ
るレンズの結像の条件１／ｌ1 ＋１／ｌ2＝１／ｆが満
たされている。
焦点面において、マスクａ２のフーリェ変換像とマスク
ｂ５のパターンとの光学的掛け算の演算が生じる。マス
クｂ５からの出力が、結像面４において実像、すなわち
転写パターンとして形成される。この時、マスクｂ５か
らの出力はレンズ系ａ３によって再度フーリェ変換さ
れ、ｌ2 ／ｌ1 倍（すなわち縮小）した転写パターンが
形成される。ここでは、１個のレンズ系ａ３がフーリェ
変換と結像の２役を務めている。図５において、ｌ1 は
マスクａ２からレンズ系ａ３までの距離、ｌ2 はレンズ
系ａ３から結像面４までの距離を表わしており、いわゆ
るレンズの結像の条件１／ｌ1 ＋１／ｌ2＝１／ｆが満
たされている。
【００１６】図２に示した欠陥を含んだ原図パターンで
あるマスクａ２から、図４に示した無欠陥の転写パター
ンが得られる基本原理は実施例１と同様である。従っ
て、本実施例の構成によっても本発明の目的は達成され
る。図１、図５に示した実施例において、レンズ系ａ３
およびレンズ系ｂ６の表わし方については、図では１個
のレンズのみで代表したが、多数のレンズの組合せから
成るレンズ系でも光束を収斂するレンズ系であれば一向
に差し支えない。
あるマスクａ２から、図４に示した無欠陥の転写パター
ンが得られる基本原理は実施例１と同様である。従っ
て、本実施例の構成によっても本発明の目的は達成され
る。図１、図５に示した実施例において、レンズ系ａ３
およびレンズ系ｂ６の表わし方については、図では１個
のレンズのみで代表したが、多数のレンズの組合せから
成るレンズ系でも光束を収斂するレンズ系であれば一向
に差し支えない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、周期的に
配置した複数個の欠陥（不完全）パターンから成る原図
マスクから、縮小された無欠陥の周期的に配置された転
写パターンを得ることができるので、原図パターンの無
欠陥化を行う必要がなくなり、原図パターンマスクの作
成に極めて大きな許容度を与えることができるようにな
り、光学露光転写技術に新たな可能性を与え、サブハー
フミクロン領域の微細パターン形成における転写技術の
実用化を可能とすることができる。
配置した複数個の欠陥（不完全）パターンから成る原図
マスクから、縮小された無欠陥の周期的に配置された転
写パターンを得ることができるので、原図パターンの無
欠陥化を行う必要がなくなり、原図パターンマスクの作
成に極めて大きな許容度を与えることができるようにな
り、光学露光転写技術に新たな可能性を与え、サブハー
フミクロン領域の微細パターン形成における転写技術の
実用化を可能とすることができる。
【図１】本発明の一実施例である転写露光装置の概念図
である。
である。
【図２】原図マスクパターン図である。
【図３】２次元の格子状マスクパターン図で、同図
（ａ）、（ｂ）はそれぞれパターン例である。
（ａ）、（ｂ）はそれぞれパターン例である。
【図４】転写パターン図である。
【図５】本発明の他の実施例である転写露光装置の概念
図である。
図である。
【図６】従来の転写露光装置の概念図である。
【図７】従来の原図マスクパターンを転写したパターン
図である。
図である。
１ 光源系 ２ マスクａ ３ レンズ系ａ ４ 結像面 ５ マスクｂ ６ レンズ系ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 転写パターンの原図となるマスクａと、
このマスクａを露光する光源系と、前記マスクａの後方
に設置したレンズ系ａと、このレンズ系ａの後焦点面に
設置したマスクｂと、このマスクｂの後方に設置され縮
小した実像を結ばせる光学系とを備えることを特徴とす
る転写露光装置。 - 【請求項２】 前記マスクａには基準となる転写パター
ンが２次元平面上において周期的に配置されている請求
項１記載の転写露光装置。 - 【請求項３】 前記マスクｂは２次元の格子状パターン
から成る請求項１記載の転写露光装置。 - 【請求項４】 前記縮小した実像を結ばせる光学系は、
前記マスクｂが前焦点面となる位置に配置されたレンズ
系ｂと、このレンズ系ｂの後焦点面に前記実像を結ばせ
る結像面とを有する光学系であるか、あるいは前記レン
ズ系ａの結像の条件を満たす結像面を有する光学系であ
る請求項１記載の転写露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077227A JPH07109818B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 転写露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077227A JPH07109818B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 転写露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291014A true JPH06291014A (ja) | 1994-10-18 |
| JPH07109818B2 JPH07109818B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=13627974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5077227A Expired - Lifetime JPH07109818B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 転写露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109818B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP5077227A patent/JPH07109818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07109818B2 (ja) | 1995-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960507 |