JPH0652704B2 - Projection exposure method and apparatus - Google Patents

Projection exposure method and apparatus

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JPH0652704B2
JPH0652704B2 JP59175232A JP17523284A JPH0652704B2 JP H0652704 B2 JPH0652704 B2 JP H0652704B2 JP 59175232 A JP59175232 A JP 59175232A JP 17523284 A JP17523284 A JP 17523284A JP H0652704 B2 JPH0652704 B2 JP H0652704B2
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projection
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば半導体装置の製造における半導体ウエ
ハ焼付け装置などで使用され、所定パターンの投影を行
う投影露光方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure method and apparatus used for, for example, a semiconductor wafer printing apparatus in the manufacture of semiconductor devices, which projects a predetermined pattern.

[従来の技術] 従来の投影露光装置は、所定パターンが形成されたマス
クないしレチクル(以下単に「マスク」と総称する)を
透過する光を露光に利用したものである。マスクとして
は、ガラスなどの光透過性の基板に対し、クロムなどの
遮光物質によって必要なパターンを形成したものが使用
される。このマスクの一方の面側から適宜の光源により
光を照射すると、パターン部分を除いて光が他方の面側
に透過する。この透過光は所定の投影光学系に入射し、
それによって所定の感光レジストを塗布したウエハ上に
前記パターンの像の投影が行なわれることになる。
[Prior Art] A conventional projection exposure apparatus uses light transmitted through a mask or reticle (hereinafter simply referred to as a "mask") having a predetermined pattern for exposure. As the mask, a mask having a necessary pattern formed on a light-transmitting substrate such as glass by a light-shielding substance such as chromium is used. When light is emitted from one surface side of the mask by an appropriate light source, the light is transmitted to the other surface side except the pattern portion. This transmitted light enters a predetermined projection optical system,
As a result, the image of the pattern is projected onto the wafer coated with a predetermined photosensitive resist.

[発明が解決しようとする課題] ところで、以上のような投影露光装置においては、マス
ク基板上の光が透過すべき部分に光を遮る塵埃、指紋あ
るいは傷などが存在すると、これらによって透過すべき
光が局部的に遮られるようになる。このため、これら塵
埃等の像も投影されることとなり、本来の投影されるべ
きパターンに悪影響を与えることとなる。従って、半導
体ウエハ上に形成されるエレメントあるいは回路の不良
などを招き、生産効率が低下することとなる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the projection exposure apparatus as described above, if there is dust, fingerprints, scratches, or the like that block light at a portion on the mask substrate where light should pass, it should be transmitted by these. The light will be blocked locally. Therefore, the image of these dusts and the like is also projected, which adversely affects the originally projected pattern. Therefore, the element or the circuit formed on the semiconductor wafer may be defective and the production efficiency may be reduced.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上記
従来技術の欠点を改善し、塵埃等による投影パターンに
対する不良発生を低減することができる投影露光方法及
び装置を提供することをその目的するものである。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a projection exposure method and apparatus capable of improving the above-mentioned drawbacks of the conventional technology and reducing the occurrence of defects in a projection pattern due to dust or the like. To do.

[課題を解決するための手段] 上記の課題を達成するために、本発明による投影露光方
法では、所定の厚みを有する基板の一方の表面に原画パ
ターンを形成してなるマスク基板に露光用のエネルギー
線を照射し、前記原画パターンに対応したエネルギー分
布を感応性基板上に投影露光するに際して、前記マスク
基板の原画パターンは前記エネルギー線に対して反射性
をもつ物質によって形成され、前記マスク基板に前記エ
ネルギー線を照射することによって前記原画パターンを
構成する物質から反射エネルギー線が発生され、該反射
エネルギー線が前記感応性基板上で前記原画パターンと
相似のエネルギー分布となるように所定倍率の投影系を
介して前記感応性基板に導かれる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the projection exposure method according to the present invention, a mask substrate formed by forming an original pattern on one surface of a substrate having a predetermined thickness is used for exposure. When irradiating an energy ray and projecting and exposing an energy distribution corresponding to the original image pattern on a sensitive substrate, the original image pattern of the mask substrate is formed of a material having reflectivity with respect to the energy ray. A reflected energy ray is generated from the substance forming the original image pattern by irradiating the energy ray on the substrate, and the reflected energy ray has a predetermined magnification so as to have an energy distribution similar to the original image pattern on the sensitive substrate. It is guided to the sensitive substrate via a projection system.

この場合、好ましくは前記マスク基板は前記エネルギー
線に対して透過性の基板の一方の表面に前記物質を密着
させた状態に形成され、前記露光用のエネルギー線は前
記透過性の基板の他方の表面側に照射され、これによっ
て前記反射エネルギー線が前記透過性の基板の他方の表
面側から発生されるようにする。
In this case, preferably, the mask substrate is formed in a state where the substance is brought into close contact with one surface of the substrate that is transparent to the energy rays, and the energy beam for exposure is formed on the other surface of the transparent substrate. The surface side is irradiated so that the reflected energy rays are generated from the other surface side of the transparent substrate.

また本発明による投影露光装置においては、所定厚みの
平行面を有する透明基板の一方の表面に原画パターンを
形成してなるマスク基板に対して露光用の照明光を照射
する照明系と、前記原画パターンに対応した光分布を感
光性基板に結像投影する投影系とが備えられており、特
に前述の課題を達成するために、前記マスク基板の原画
パターンを前記照明光に対して反射性をもつ物質によっ
て形成し、前記マスク基板と感光性基板との間の投影光
路中に、前記照明系からの照明光を前記マスク基板に導
くと共に前記原画パターンを構成する物質からの反射光
を前記投影系を介して前記感光性基板に導く導光手段を
配置してある。
Further, in the projection exposure apparatus according to the present invention, an illumination system for irradiating exposure light to a mask substrate formed by forming an original image pattern on one surface of a transparent substrate having a parallel surface with a predetermined thickness, and the original image. A projection system for image-projecting a light distribution corresponding to the pattern onto the photosensitive substrate is provided, and in order to achieve the above-mentioned problems, the original pattern of the mask substrate is provided with reflectivity for the illumination light. Formed of a substance having the above structure, and guides the illumination light from the illumination system to the mask substrate in the projection optical path between the mask substrate and the photosensitive substrate and projects the reflected light from the substance forming the original image pattern. A light guide means for guiding the photosensitive substrate through the system is arranged.

この場合、好ましい一つの態様では前記導光手段が前記
照明系からの照明光の前記マスク基板への照明光路と前
記投影光路との共通光路中に配置された光路分割器を含
んでいる。
In this case, in a preferred aspect, the light guide means includes an optical path splitter arranged in a common optical path of the illumination light path of the illumination light from the illumination system to the mask substrate and the projection light path.

また別の好ましい態様では、前記照明系は前記マスク基
板の原画パターンが形成された一方の表面の反対側の面
から前記照明光を照射するように配置され、前記導光手
段は前記原画パターンを構成する物質で反射されて前記
透明基板を通過した反射光を前記投影系へ導くように配
置される。
In yet another preferred aspect, the illumination system is arranged so as to irradiate the illumination light from a surface opposite to one surface of the mask substrate on which the original image pattern is formed, and the light guide unit directs the original image pattern. It is arranged so as to guide the reflected light, which is reflected by the constituent material and has passed through the transparent substrate, to the projection system.

前記導光手段が前記光路分割器を含む場合、好ましい一
つの態様によれば前記照明系は前記照明光に特定の偏光
特性を与えるように構成され、前記光路分割器は偏光ビ
ームスプリッタによって構成される。
When the light guide means includes the optical path splitter, according to a preferred aspect, the illumination system is configured to give the illumination light a specific polarization characteristic, and the optical path splitter is configured by a polarization beam splitter. It

更に別の好ましい態様によれば、前記投影系は投影レン
ズ系またはミラー投影系のいずれか一方によって構成さ
れ、前記照明系は前記照明光を発する光源として放電灯
またはレーザのいずか一方を含んでいる。
According to still another preferred aspect, the projection system is configured by either a projection lens system or a mirror projection system, and the illumination system includes either a discharge lamp or a laser as a light source that emits the illumination light. I'm out.

更に別の好ましい態様によれば、前記マスク基板は前記
原画パターンを形成した透明基板の表面に反射防止コー
トを有しており、それによって前記透明基板上で前記原
画パターンを構成する物質が存在しない部分からの反射
光が低減されるように対策が講じられている。
According to still another preferred embodiment, the mask substrate has an antireflection coating on the surface of the transparent substrate on which the original image pattern is formed, so that there is no substance forming the original image pattern on the transparent substrate. Measures are taken to reduce the reflected light from the part.

[作用] 本発明による投影露光方法及び装置では、感光性基板へ
のマスクパターンの投影露光にマスク基板からの透過光
ではなく反射光が使用される。
[Operation] In the projection exposure method and apparatus according to the present invention, reflected light, not transmitted light from the mask substrate, is used for projection exposure of the mask pattern onto the photosensitive substrate.

すなわち、本発明の基本原理を示す第1図と共に本発明
の作用を説明すれば、第1図において、まず照明光は、
光路分割を行なうミラープリズム(以下単に「ハーフプ
リズム」という)10に対して図の右方から矢印FAの
如く入射される。マスク12はハーフプリズム10の上
方に配置されており、矢印FAの如く入射した照明光は
ハーフプリズム10の作用によりマスク12をその下面
から照明する。
That is, the operation of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing the basic principle of the present invention. In FIG.
The light enters the mirror prism (hereinafter, simply referred to as “half prism”) 10 that splits the optical path from the right side of the drawing as indicated by arrow FA. The mask 12 is arranged above the half prism 10, and the illumination light incident as shown by the arrow FA illuminates the mask 12 from its lower surface by the action of the half prism 10.

このマスク12は、例えば平行平坦面を有するガラス基
板14の上面に真空蒸着などの方法によってクロムなど
の遮光物質(以下単にパターン形成体という)16によ
る所定のパターンを形成したものである。尚、ここでは
ガラス基板14上のパターンのうち、光が透過する部分
には異物18が付着しているものとする。また照明光は
マスク12のガラス基板14の下面側、すなわちパター
ン形成体16が設けられていない側のガラス面から入射
するようになっている。
The mask 12 is formed by forming a predetermined pattern of a light shielding material (hereinafter simply referred to as a pattern forming body) 16 such as chromium on the upper surface of a glass substrate 14 having a parallel flat surface by a method such as vacuum deposition. Here, it is assumed that the foreign matter 18 is attached to the portion of the pattern on the glass substrate 14 through which light is transmitted. Further, the illumination light is adapted to enter from the lower surface side of the glass substrate 14 of the mask 12, that is, the glass surface on the side where the pattern forming body 16 is not provided.

ガラス基板14に入射する照明光のうち、パターン形成
体16或いは異物18以外の部分に入射した光は矢印F
Bの如くガラス基板14をほぼ透過する。
Of the illumination light incident on the glass substrate 14, the light incident on a portion other than the pattern forming body 16 or the foreign matter 18 is indicated by an arrow F.
As shown in B, it is almost transmitted through the glass substrate 14.

一方、パターン形成体16の部分に入射した光は、入射
面が平坦でしかもパターン形成体16が平坦面に真空蒸
着等でクロムなどの金属遮光膜を設けたものであること
から、鏡面反射によって矢印FCの如く入射光と逆の光
路をたどることになる。この反射光はハーフプリズム1
0を真下へ向けて通過する。
On the other hand, the light incident on the pattern forming body 16 has a flat incident surface, and since the pattern forming body 16 is provided with a metal light-shielding film such as chromium by vacuum deposition on the flat surface, the light is reflected by specular reflection. As shown by the arrow FC, the optical path is the reverse of the incident light. This reflected light is a half prism 1
Pass 0 straight down.

他方、異物18の部分に入射した照明光は、一般に異物
が不定形であるので殆どが矢印FDの如く散乱され、異
物18からの反射光がハーフプリズム10へ入射する恐
れは極めて僅かとなる。
On the other hand, most of the illumination light that has entered the foreign matter 18 is scattered because the foreign matter is indefinite, and the reflected light from the foreign matter 18 is extremely unlikely to enter the half prism 10.

このため、マスク12の下方に配置される投影光学系
(図示せず)には主としてパターン形成体16のパター
ン形状に対応する前記反射光FCが入射することとな
る。すなわち、投影光学系に対する入射光のパターン
は、矢印FBで示す透過光に対応する領域20と、矢印
FCで示す反射光に対応する領域22と、矢印FDで示
す散乱光に対応する領域24とからなるものの、領域2
2を除いて実質的に暗部となる。尚、領域24は領域2
0に対して同等か又はそれ以下の光量である。
Therefore, the reflected light FC corresponding to the pattern shape of the pattern forming body 16 mainly enters the projection optical system (not shown) arranged below the mask 12. That is, the pattern of the incident light with respect to the projection optical system includes a region 20 corresponding to the transmitted light indicated by the arrow FB, a region 22 corresponding to the reflected light indicated by the arrow FC, and a region 24 corresponding to the scattered light indicated by the arrow FD. Area 2
Except for 2, the area is substantially dark. The area 24 is the area 2
The amount of light is equal to or less than 0.

以上は異物18がパターン形成体16と同一の面側にあ
る場合であるが、異物18がガラス基板14の下面側に
付着している場合は、照明光が異物によって散乱される
ので投影光学系へ向う反射成分が少ないことに加えて、
ガラス基板14の厚みによりパターン形成体16との焦
点位置のずれも作用することとなる。このため、異物1
8の像は投影光学系の結像面側でデフォーカスされ、異
物18の像が感光性基板に欠陥像として投影されるおそ
れは一層少なくなる。
The above is the case where the foreign material 18 is on the same surface side as the pattern forming body 16. However, when the foreign material 18 is attached to the lower surface side of the glass substrate 14, the illumination light is scattered by the foreign material, so the projection optical system. In addition to having a small amount of reflection component going to
Depending on the thickness of the glass substrate 14, the shift of the focal position with respect to the pattern forming body 16 also acts. Therefore, the foreign matter 1
The image 8 is defocused on the image plane side of the projection optical system, and the image of the foreign matter 18 is less likely to be projected as a defect image on the photosensitive substrate.

尚、上述した第1図の場合とは反対に、マスク12の上
下面をひっくり返して、マスク12のパターン面側に照
明光を下から入射させるようにした場合であっても、パ
ターン形成体16の表面を鏡面として反射率を高めるよ
うすれば、パターン形成体16以外の部分に付着した異
物18に入射する照明光の散乱によって同様の効果を得
ることができるが、この方法では、パターン形成体16
の表面上に異物18が付着した場合に異物部分の照明光
が散乱されて投影光学系への入射光が局部的に減光され
ることとなり、感光性基板上に投影されるパターン像に
局部的な影響を与えて好ましくない。このような点か
ら、照明光は第1図に示すようにマスク12のパターン
形成体16が形成されていない側のガラス面側に入射さ
せるようにした方がよい。また、このようにすれば、異
物18による散乱光はその殆どがガラス基板14内にお
ける内部反射により減衰散乱され、投影光学系に至る不
要光が一層微弱になるという効果がある。
Contrary to the case of FIG. 1 described above, even if the upper and lower surfaces of the mask 12 are turned upside down so that the illumination light is made incident on the pattern surface side of the mask 12 from below, If the surface of 16 is used as a mirror surface to increase the reflectance, the same effect can be obtained by scattering of the illumination light incident on the foreign matter 18 attached to the portion other than the pattern forming body 16. Body 16
When the foreign matter 18 adheres to the surface of the foreign substance, the illumination light of the foreign matter portion is scattered and the incident light to the projection optical system is locally dimmed, and the pattern image projected on the photosensitive substrate is locally illuminated. It is not preferable because it has a negative influence. From this point of view, it is preferable that the illumination light is made incident on the glass surface side of the mask 12 where the pattern forming body 16 is not formed, as shown in FIG. Further, by doing so, most of the scattered light by the foreign material 18 is attenuated and scattered by the internal reflection in the glass substrate 14, and the unnecessary light reaching the projection optical system is further weakened.

以上のように、本発明では、マスク12からの反射光を
投影露光に利用するので、パターン形成体16による光
の反射率は高くすればするほど好ましい結果が得られ
る。また、照明用の光源も光量の大きなものが好まし
く、このような光源としては、例えば超高圧水銀放電
灯、あるいはパルス発光タイプのエキシマレーザ等が好
適である。
As described above, in the present invention, since the reflected light from the mask 12 is used for projection exposure, the higher the reflectance of light by the pattern forming body 16 is, the more preferable result is obtained. Further, it is preferable that the light source for illumination also has a large amount of light, and as such a light source, for example, an ultra-high pressure mercury discharge lamp or a pulse emission type excimer laser is suitable.

[実施例] 以下、本発明にかかる投影光学装置を添付図面に示す実
施例に基づいて詳細に説明する。
[Examples] Hereinafter, a projection optical apparatus according to the present invention will be described in detail based on Examples shown in the accompanying drawings.

第2図は本発明の第1実施例を示しており、この実施例
は、本発明を半導体ウエハ焼付け装置の1つである縮小
投影型露光装置に適用した例である。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to a reduction projection type exposure apparatus which is one of semiconductor wafer printing apparatuses.

第2図において、露光光源100の背後には楕円鏡10
2が設けられており、露光光源100の光が集光される
ようになっている。集光された光は干渉フィルタ104
により単色化され、更にはフライアイインテグレータ1
06に入射して均一な照度分布の光に変換されるように
なっている。
In FIG. 2, an elliptical mirror 10 is provided behind the exposure light source 100.
2 is provided so that the light from the exposure light source 100 is condensed. The condensed light is the interference filter 104.
Is made into a single color by the fly eye integrator 1
The light is incident on 06 and is converted into light having a uniform illuminance distribution.

フライアイインテグレータ106の次にはコンデンサレ
ンズ108が配置されており、均一な照度分布に変換さ
れた光がほぼ平行光線化されるようになっている。この
平行光線化された光はハーフプリズム10に照明光とし
て入射する。尚、以下の説明において、楕円鏡102、
干渉フィルタ104、フライアイインテグレータ106
及びコンデンサレンズ108を照明光学系110と総称
することとする。
A condenser lens 108 is arranged next to the fly-eye integrator 106 so that the light converted into a uniform illuminance distribution is converted into substantially parallel rays. The light converted into parallel rays enters the half prism 10 as illumination light. In the following description, the elliptical mirror 102,
Interference filter 104, fly-eye integrator 106
The condenser lens 108 and the condenser lens 108 are collectively referred to as an illumination optical system 110.

ハーフプリズム10は第1図について先の説明したもの
と同様のものであり、その上方にはマスク12が配置さ
れている。マスク12は、ガラス基板14のパターン面
側の端縁部が真空チャック112によって固定支持され
ている。すなわち、真空チャック112に設けられてい
る真空配管114から図示しない排気系により排気を行
なうことにより、真空チャック112にマスク12が吸
着保持されている。尚、本実施例では、マスク12の下
方、すなわちガラス基板14のガラス面側から照明光が
入射しガラス基板14のパターン面に密着形成されたパ
ターン形成体16による反射光の投影露光に利用するの
で、これらの照明光の入射或いは反射を妨げることがな
いようにするためにマスク12の上面側で支持が行なわ
れている。
The half prism 10 is the same as that described above with reference to FIG. 1, and the mask 12 is arranged above it. The edge of the mask 12 on the pattern surface side of the glass substrate 14 is fixed and supported by the vacuum chuck 112. That is, the mask 12 is suction-held on the vacuum chuck 112 by evacuation from the vacuum pipe 114 provided on the vacuum chuck 112 by an exhaust system (not shown). In this embodiment, the illumination light enters from below the mask 12, that is, from the glass surface side of the glass substrate 14, and is used for projection exposure of reflected light by the pattern forming body 16 that is closely formed on the pattern surface of the glass substrate 14. Therefore, support is provided on the upper surface side of the mask 12 so as not to interfere with the incidence or reflection of these illumination lights.

他方、ハーフプリズム10の下方、すなわちマスク12
と反対側の位置には投影光学系(縮小投影レンズ)11
6が配置されており、更にその下方には、被転写体であ
るウエハ118が配置されている。尚、投影光学系11
6としては、縮小投影レンズ以外に、等倍投影レンズ、
等倍ミラープロジェクションなどが使用されることもあ
る。
On the other hand, below the half prism 10, that is, the mask 12
The projection optical system (reduction projection lens) 11 is provided at the position opposite to
6 is arranged, and further below that, a wafer 118, which is a transferred body, is arranged. The projection optical system 11
6 includes an equal-magnification projection lens in addition to the reduction projection lens,
The same-magnification mirror projection may be used.

次に、上記第1実施例の全体的作用について説明する。
まず、露光光源100から照射された光は、照明光学系
110により単色の均一な照度分布を有する平行光線に
変換され、図の右方からハーフプリズム10に入射す
る。この照明光はハーフプリズム10によって上方に光
路が変更され、ガラス基板14の下面、すなわちガラス
面側からマスク12に入射する。
Next, the overall operation of the first embodiment will be described.
First, the light emitted from the exposure light source 100 is converted into parallel rays having a uniform illuminance distribution of a single color by the illumination optical system 110, and enters the half prism 10 from the right side of the drawing. The optical path of the illumination light is changed upward by the half prism 10, and enters the mask 12 from the lower surface of the glass substrate 14, that is, the glass surface side.

入射した照明光の一部はパターン形成体16によって反
射され、この反射光は逆進してハーフプリズム10を通
過し、投影光学系116に入射する。そして、この投影
光学系116によりウエハ118の被転写面上にパター
ン形成体16のパターン120が結像される。
Part of the incident illumination light is reflected by the pattern forming body 16, and the reflected light travels backward and passes through the half prism 10 to enter the projection optical system 116. Then, the pattern 120 of the pattern forming body 16 is imaged on the transfer surface of the wafer 118 by the projection optical system 116.

尚、マスク12のガラス基板14ではそのガラス面でも
照明光が反射されるが、これはパターン形成体16によ
る反射光に比べて極めて少ない。また、照明光のうち異
物18に入射したものは、第1図において説明したよう
にほとんど散乱されることとなる。このため、欠陥を生
じるような異物18の像がウエハ118上に結像される
ことはない。
The glass substrate 14 of the mask 12 also reflects the illumination light on the glass surface thereof, but this is extremely smaller than the light reflected by the pattern forming body 16. In addition, most of the illumination light that is incident on the foreign matter 18 will be scattered as described in FIG. Therefore, an image of the foreign material 18 that causes a defect is not formed on the wafer 118.

次に、第3図は本発明の第2実施例を示しており、第1
図または第2図中のものと同様の構成部分については同
一の符号を用いている。
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
The same reference numerals are used for the same components as those in the figure or FIG.

この第2実施例では、上述した第2図に示す第1実施例
と比較して、光路分割手段としてハーフプリズム10の
代りに光の偏光方向により光路を変更する偏光ビームス
プリッタ200を用いており、偏光板202及び4分の
1波長板(以下これをλ/4波長板という)204を組
合せている点で異なっている。
In the second embodiment, as compared with the first embodiment shown in FIG. 2 described above, a polarization beam splitter 200 that changes the optical path according to the polarization direction of light is used as the optical path splitting means instead of the half prism 10. , A polarizing plate 202 and a quarter-wave plate (hereinafter referred to as a λ / 4 wave plate) 204 are combined.

詳述すると、偏光ビームスプリッタ200とコンデンサ
レンズ108との間には偏光板202が配置されてお
り、また偏光ビームスプリッタ200とマスク12のガ
ラス基板14との間にはλ/4波長板204が配置され
ている。
More specifically, a polarizing plate 202 is arranged between the polarizing beam splitter 200 and the condenser lens 108, and a λ / 4 wavelength plate 204 is arranged between the polarizing beam splitter 200 and the glass substrate 14 of the mask 12. It is arranged.

本実施例の作用について説明すると、コンデンサレンズ
108からは干渉フィルタ104によって単色化された
光が出力されるが、これが偏光板202によって一定の
偏光を受けた後に偏光ビームスプリッタ200に入射す
る。偏光ビームスプリッタ200は、この偏光された入
射光をほぼ100%の反射率で上方すなわちマスク12
の方向に向わせる。
Explaining the operation of the present embodiment, the condenser lens 108 outputs the light monochromaticized by the interference filter 104, and the light is incident on the polarization beam splitter 200 after being subjected to a certain polarization by the polarizing plate 202. The polarization beam splitter 200 directs this polarized incident light upwards or mask 12 with a reflectance of approximately 100%.
In the direction of.

この上方に向けられた照明光は、λ/4波長板204に
よって所定の向きの円偏光となってマスク12に入射す
る。この入射円偏光がパターン形成体16によって反射
されると、この反射光は入射円偏光に対して逆回転の円
偏光となる。この光が再びλ/4波長板204を通過す
ると、偏光面が入射光とは逆に傾いた直線偏光の光とな
る。すなわち偏光ビームスプリッタ200からλ/4波
長板204に入射する光と、λ/4波長板204から偏
光ビームスプリッタ200に入射する光とでは偏光面が
90゜異なった状態となる。このため、パターン形成体
16によって反射された光は、偏光ビームスプリッタ2
00内を下方へ直進して投影光学系116に入射するこ
ととなる。
The illumination light directed upward is turned into circularly polarized light in a predetermined direction by the λ / 4 wavelength plate 204 and enters the mask 12. When the incident circularly polarized light is reflected by the pattern forming body 16, the reflected light becomes circularly polarized light having a reverse rotation with respect to the incident circularly polarized light. When this light passes through the λ / 4 wave plate 204 again, it becomes a linearly polarized light whose polarization plane is inclined opposite to the incident light. That is, the polarization planes of the light entering the λ / 4 wavelength plate 204 from the polarization beam splitter 200 and the light entering the polarization beam splitter 200 from the λ / 4 wavelength plate 204 are different by 90 °. Therefore, the light reflected by the pattern forming body 16 is not reflected by the polarization beam splitter 2
It goes straight down in 00 and enters the projection optical system 116.

以上のように、この第2実施例では、照明光に適宜の偏
光を与えて入射光と反射光とを分離するようにしている
ので、フォトマスク12に入射する照明光及びウエハ1
18に入射する光の光量の減少が防止される。
As described above, in the second embodiment, since the incident light and the reflected light are separated by giving appropriate polarization to the illumination light, the illumination light incident on the photomask 12 and the wafer 1 are separated.
A decrease in the amount of light incident on 18 is prevented.

第4図は本発明の第3実施例を示しており、この場合も
図中符号については、前述した第1図〜第3図のものと
同様の構成部分については同一の符号を用いている。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In this case as well, the same reference numerals are used for the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 described above. .

この第3実施例では、上述した第2図に示す第1実施例
と比較して、特定の液体を満たした液槽300を用いる
点で異なっている。
The third embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 2 described above in that a liquid tank 300 filled with a specific liquid is used.

詳述すると、液槽300はマスク12の下方に設けられ
ており、内部には液体302が満たされている。この液
体302にはマスク12のガラス基板14のガラス面側
が浸されており、このガラス基板14の屈折率と液体3
02の屈折率とがほぼ同じになるように液体302の組
成が選ばれている。また、液槽300の下側、すなわち
ハーフプリズム10側は透明なガラス面304によって
構成されており、このガラス面304は高精度の平面度
を備えている。
More specifically, the liquid tank 300 is provided below the mask 12, and the inside thereof is filled with the liquid 302. The glass surface side of the glass substrate 14 of the mask 12 is dipped in the liquid 302, and the refractive index of the glass substrate 14 and the liquid 3
The composition of the liquid 302 is selected so that the refractive index of 02 is almost the same. Further, the lower side of the liquid tank 300, that is, the half prism 10 side is constituted by a transparent glass surface 304, and this glass surface 304 has a highly accurate flatness.

本実施例の作用について説明すると、照明光学系110
からハーフプリズム10に入射した照明光は、ハーフプ
リズム10により上方へ反射されて液槽300に入射
し、更にはマスク12に入射する。また、マスク12の
パターン形成体16によって反射された光は逆進して再
び液槽300を通過し、ハーフプリズム10を通過して
投影光学系116に入射する。以上の照明光の入射・反
射過程において、まず、液槽300のガラス面304は
平面度が高められており、従って光学系の収差発生など
が防止される。また、マスク12のガラス基板14は、
マスク形成工程の関係上、必ずしも平面度、特にガラス
面側の平面度を高めることができない場合があり、また
その厚さも個々のマスクで等しくなるようには十分制御
できない場合がある。このようなガラス基板14の平面
度やマスク毎のガラス基板の厚さの不揃いは、液槽30
0内の液体302によって是正されることとなる。この
ようにして、ガラス基板14のガラス面側における光学
的光路長をガラス基板14の全面に渡って均一にし、投
影光学系116を用いた光学系の収差をガラス基板14
の厚さや平面度のバラツキに左右されず一定とし、精密
な投影光学系を構成することができる。また、ガラス基
板14のガラス面側での反射も抑制することができる。
The operation of this embodiment will be described. Illumination optical system 110
The illumination light that has entered the half prism 10 from above is reflected upward by the half prism 10 and enters the liquid tank 300, and further enters the mask 12. Further, the light reflected by the pattern forming body 16 of the mask 12 travels backward, passes through the liquid tank 300 again, passes through the half prism 10, and enters the projection optical system 116. In the above-described illumination light incidence / reflection process, first, the glass surface 304 of the liquid tank 300 has a high degree of flatness, so that the occurrence of aberration of the optical system is prevented. Further, the glass substrate 14 of the mask 12 is
Due to the mask forming process, the flatness, especially the flatness on the glass surface side, may not always be increased, and the thickness may not be sufficiently controlled so that the individual masks have the same thickness. The unevenness of the flatness of the glass substrate 14 and the thickness of the glass substrate for each mask is caused by the liquid tank 30.
It will be corrected by the liquid 302 in 0. In this way, the optical optical path length on the glass surface side of the glass substrate 14 is made uniform over the entire surface of the glass substrate 14, and the aberration of the optical system using the projection optical system 116 is reduced.
It is possible to configure a precise projection optical system by keeping the value constant regardless of the variation in thickness and flatness. Further, reflection on the glass surface side of the glass substrate 14 can also be suppressed.

以上のように、この第3実施例は、マスク12のガラス
基板14のガラス面すなわち下面側の平面度が悪いと
き、あるいは個々のマスク12の厚さを十分均一に制御
することができない場合に特に有効である。
As described above, in the third embodiment, when the flatness of the glass surface of the glass substrate 14 of the mask 12, that is, the lower surface side is poor, or the thickness of each mask 12 cannot be controlled sufficiently uniformly. Especially effective.

尚、本発明は前述の各実施例に限定されるものではな
く、例えば、マスク12のガラス基板14のパターン面
に対して反射防止用のコーティングを施すことにより、
投影光学系116に入射する照明光のうち、パターンに
対応しない暗部(マスク12の透明部)の光を一層低減
するようにした場合も本発明の範疇に包含されるもので
ある。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, by applying an antireflection coating to the pattern surface of the glass substrate 14 of the mask 12,
Of the illumination light incident on the projection optical system 116, the case where the light of the dark portion (the transparent portion of the mask 12) not corresponding to the pattern is further reduced is also included in the scope of the present invention.

また、前述のいずれの実施例もマスク上に付着した異物
についての対策として主に説明したが、本発明はマスク
の基板上の傷などについても同様の効果を奏するもので
ある。
Further, although any of the above-described embodiments has been mainly described as a countermeasure against foreign matter attached on the mask, the present invention also has the same effect on scratches on the substrate of the mask.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、マスクによる反
射光を利用して原画パターンの投影露光を行なうので、
パターン形成体のパターンのみが良好に投影され、異
物、塵埃或いはマスク基板の傷などの不要パターンは実
質的に投影されず、従って、マスクの洗浄や検査などの
手間が簡略化されることとなり、半導体装置の製造にお
ける省力化および生産性向上を図ることができるという
効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the projection exposure of the original image pattern is performed using the reflected light from the mask.
Only the pattern of the pattern forming body is projected well, and unnecessary patterns such as foreign matter, dust or scratches on the mask substrate are not substantially projected, and therefore, the labor of cleaning and inspecting the mask is simplified. There is an effect that it is possible to save labor and improve productivity in manufacturing a semiconductor device.

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

第1図は本発明の基本的な原理を示す説明図、第2図は
本発明の第1実施例を示す構成図、第3図は本発明の第
2実施例を示す構成図、第4図は本発明の第3実施例を
示す構成図である。 (主要部分の符号の説明) 10……ハーフプリズム、12……マスク、14……ガ
ラス基板、16……パターン形成体、18……異物、1
00……露光光源、110……照明光学系、116……
投影光学系、118……ウエハ、200……偏光ビーム
スプリッタ、202……偏光板、204……λ/4波長
板。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the basic principle of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. The drawing is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. (Explanation of symbols of main parts) 10 ... Half prism, 12 ... Mask, 14 ... Glass substrate, 16 ... Pattern forming body, 18 ... Foreign matter, 1
00 ... exposure light source, 110 ... illumination optical system, 116 ...
Projection optical system, 118 ... Wafer, 200 ... Polarizing beam splitter, 202 ... Polarizing plate, 204 ... λ / 4 wavelength plate.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の厚みを有する透過性の基板の一方の
表面に原画パターンとなる物質を形成してなるマスク基
板に露光用のエネルギー線を照射し、前記原画パターン
に対応したエネルギー分布を感応性基板上に投影露光す
る方法において、 前記マスク基板の一方の表面に、前記エネルギー線に対
して反射性をもつ物質を密着させて形成しておき、前記
マスク基板の他方の表面側から前記エネルギー線を照射
することによって前記原画パターンを構成する物質で反
射され、前記マスク基板の他方の表面から射出する反射
エネルギー線を発生させ、該反射エネルギー線が前記感
応性基板上で前記原画パターンと相似のエネルギー分布
となるように、前記反射エネルギー線を所定倍率の投影
系を介して前記感応性基板に導くことを特徴とする投影
露光方法。
1. A mask substrate comprising a transparent substrate having a predetermined thickness on one surface of which a substance to be an original image pattern is formed is irradiated with an energy ray for exposure to obtain an energy distribution corresponding to the original image pattern. In the method of performing projection exposure on a sensitive substrate, a substance having a reflectivity for the energy rays is formed in close contact with one surface of the mask substrate, and the other surface side of the mask substrate is used for the exposure. Irradiation with energy rays causes the reflected energy rays to be reflected by the material forming the original pattern and emitted from the other surface of the mask substrate, and the reflected energy rays form the original pattern on the sensitive substrate. Projection characterized in that the reflected energy rays are guided to the sensitive substrate through a projection system of a predetermined magnification so as to have a similar energy distribution. Exposure method.
【請求項2】所定厚みの平行面を有する透明基板の一方
の表面に原画パターンを形成してなるマスク基板に対し
て露光用の照明光を照射する照明系と、前記原画パター
ンに対応した光分布を感応性基板に結像投影する投影系
とを備えた投影露光装置において、 前記マスク基板の原画パターンは前記照明光に対して反
射性をもつ物質によって形成され、前記マスク基板と感
応性基板との間の投影光路中に配置され、前記照明系か
らの照明光を前記マスク基板に導くと共に、前記原画パ
ターンを構成する物質からの反射光を前記投影系を介し
て前記感応性基板に導く光分割器と; 前記マスク基板の原画パターンが形成された一方の表面
側を前記光分割器の反対に向けるように前記マスク基板
を保持する保持部材とを設けたことを特徴とする投影露
光装置。
2. An illumination system for irradiating an illumination light for exposure to a mask substrate formed by forming an original image pattern on one surface of a transparent substrate having a parallel surface having a predetermined thickness, and a light corresponding to the original image pattern. In a projection exposure apparatus comprising a projection system for image-forming and projecting a distribution on a sensitive substrate, the original image pattern of the mask substrate is formed of a material having a reflectivity for the illumination light, and the mask substrate and the sensitive substrate. Is disposed in the projection optical path between the substrate and the illumination system, and guides the illumination light from the illumination system to the mask substrate, and guides the reflected light from the substance forming the original image pattern to the sensitive substrate via the projection system. A projection comprising: a light splitter; and a holding member for holding the mask substrate so that one surface side of the mask substrate on which the original image pattern is formed faces the opposite side of the light splitter. Light equipment.
【請求項3】前記照明系は、前記マスク基板の原画パタ
ーンが形成された一方の表面の反対側の面から前記照明
光を照射するように配置され、前記光分割器は、前記原
画パターンを構成する物質で反射されて前記透明基板を
通過した反射光を前記投影系へ導くように配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の投影
露光装置。
3. The illumination system is arranged so as to irradiate the illumination light from a surface opposite to one surface of the mask substrate on which an original image pattern is formed, and the light splitter divides the original image pattern. The projection exposure apparatus according to claim 2, wherein the projection exposure apparatus is arranged so as to guide the reflected light that has been reflected by the constituent substances and passed through the transparent substrate to the projection system.
【請求項4】前記照明系が前記照明光に特定の偏光特性
を与えるように構成され、前記光分割器が偏光ビームス
プリッタによって構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第2項に記載の投影露光装置。
4. The illumination system according to claim 2, wherein the illumination system is configured to give a specific polarization characteristic to the illumination light, and the light splitter is configured by a polarization beam splitter. The projection exposure apparatus described.
【請求項5】前記投影系が、投影レンズ系またはミラー
投影系のいずれか一方によって構成され、前記照明系が
前記照明光を発する光源として放電灯またはレーザのい
ずれか一方を含むことを特徴とする特許請求の範囲第2
項に記載の投影露光装置。
5. The projection system is configured by either a projection lens system or a mirror projection system, and the illumination system includes either a discharge lamp or a laser as a light source for emitting the illumination light. Claim 2 to
The projection exposure apparatus according to item.
【請求項6】前記マスク基板が、前記原画パターンを形
成した透明基板の表面に反射防止コートを有し、前記透
明基板上で前記原画パターンを構成する物質が存在しな
い部分からの反射光を低減させるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第3項に記載の投影露光装置。
6. The mask substrate has an antireflection coating on a surface of a transparent substrate on which the original image pattern is formed, and reduces reflected light from a portion on the transparent substrate where a substance forming the original image pattern does not exist. The projection exposure apparatus according to claim 3, characterized in that
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