JPH0895229A - Photomask for exposure device and its pattern plotter - Google Patents

Photomask for exposure device and its pattern plotter

Info

Publication number
JPH0895229A
JPH0895229A JP22806994A JP22806994A JPH0895229A JP H0895229 A JPH0895229 A JP H0895229A JP 22806994 A JP22806994 A JP 22806994A JP 22806994 A JP22806994 A JP 22806994A JP H0895229 A JPH0895229 A JP H0895229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photomask
pattern
exposure apparatus
image
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22806994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Nakayama
保彦 中山
Hide Kobayashi
秀 小林
Hideaki Shimamura
英昭 島村
Yoshitada Oshida
良忠 押田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP22806994A priority Critical patent/JPH0895229A/en
Publication of JPH0895229A publication Critical patent/JPH0895229A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To suppress the curvature of field and image distortions on the imag ing planes of the projecting lenses of reduction steppers and to absorb the difference from one stepper to another by forming the pattern previously distorting the shape and pattern of a photomask. CONSTITUTION: The metallic pattern 3 of the photomask 1 for correcting distortions are plotted with distortion in some places in such a manner that the image distortions of the projecting lenses using the photomask 1 are offset on a wafer at the time the pattern is plotted by a reticle plotter. For example, the photomask is provided with a pattern 4 plotted in such a manner that the image distortion generated at the time of assembling the respective projecting lenses in the stepper offset on the wafer by the pattern shape (distortion correcting patterns) plotted to offset the image distortion intrinsic to the projecting lenses on the wafer. On the other hand, the surface shape of a photomask 2 is so worked as to form an aspherical surface that the curvature of image intrinsic to the projecting lenses and the curvature of image field generated at the time of assembling the respective projecting lenses are offset on the wafer.

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、半導体集積回路の露光
工程で用いられるフォトマスク(以下、レチクルともい
う)に係り、特に、露光装置の投影レンズの結像面にお
ける像面湾曲や像歪を抑制して各露光装置間の機差を吸
収するのに好適な露光装置用フォトマスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask (hereinafter also referred to as a reticle) used in an exposure process of a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a field curvature and an image distortion in an image forming plane of a projection lens of an exposure apparatus. The present invention relates to a photomask for an exposure apparatus, which is suitable for suppressing the difference between the exposure apparatuses and suppressing the difference.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の露光工程で用いられる
露光装置としては、例えば、縮小投影露光装置が従来か
ら使用されている。
2. Description of the Related Art As an exposure apparatus used in an exposure process of a semiconductor integrated circuit, for example, a reduction projection exposure apparatus has been conventionally used.

【0003】縮小投影露光装置は、光源部から発せられ
た光を、レチクル及び縮小レンズを介して半導体ウェハ
に照射し、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ェ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 source through a reticle and a reduction lens, reduces a pattern formed on the reticle by the reduction projection lens, and transfers it onto the semiconductor wafer. It is a device that does.

【0004】縮小投影露光装置で用いるレチクルは、例
えば平面四角形上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おり、こ
の金属パターンの形成されている部分が遮光領域を形成
し、金属パターンの形成されていない部分が透明領域を
形成するようになっている。
The reticle used in the reduction projection exposure apparatus has a metal pattern made of chromium (Cr) or the like formed on a flat transparent glass substrate having, for example, a plane quadrangle, and the portion where the metal pattern is formed is A light shielding area is formed, and a portion where the metal pattern is not formed forms a transparent area.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記縮小投影露光装置
の投影レンズの結像面は、平面にならず湾曲状に変形し
ているという特徴を有しており、この湾曲は像面湾曲と
呼ばれている。また、結像面は理想格子(正方形格子)
状にはならず歪があり、この歪は像歪と呼ばれている。
The image plane of the projection lens of the reduction projection exposure apparatus is characterized in that it is not flat but is deformed into a curved shape, and this curvature is called field curvature. Has been. The image plane is an ideal lattice (square lattice).
There is distortion that does not take the form, and this distortion is called image distortion.

【0006】ところで、パターンが転写される半導体ウ
ェハは、その上面がほぼ平坦(水平状態)となるように
保持されている。このため、前記像面湾曲に起因して露
光領域の一部、特に周辺部で焦点がぼけてしまい、転写
精度が低下するという問題点を有していた。
By the way, the semiconductor wafer to which the pattern is transferred is held so that its upper surface is substantially flat (horizontal state). For this reason, there is a problem that a part of the exposure area, particularly the peripheral portion, is defocused due to the curvature of field, and the transfer accuracy is deteriorated.

【0007】この問題点は、特に、半導体の素子や配線
等の微細化に伴う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を上げると像面湾曲が大きくなる
上、焦点深度が大幅に狭くなるからである。
[0007] This problem becomes remarkable especially as the resolution of the exposure apparatus is improved with the miniaturization of semiconductor elements and wirings. This is usually the numerical aperture for high resolution
This is because a projection lens with high (Numerical Aperture, abbreviated as NA hereinafter) is used, but if NA is increased, the curvature of field becomes large and the depth of focus becomes considerably narrow.

【0008】このような問題点を回避するため、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、即ち、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部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適宜設定したりしていたが、これら
の構成は、投影光学系の機構が複雑になったり、投影レ
ンズの制約が増える等の各種の問題点を発生していた。
In order to avoid such a problem, conventionally, for example, in the reduction projection exposure apparatus, the focus is not blurred around the exposure area, that is, the optical path length of the light passing through the projection lens is the exposure area. In order to make the center and the peripheral part of the projection lens equal, a plurality of lenses are arranged in an overlapping manner and the material and shape of the projection lens itself are appropriately set. There have been various problems such as a complicated mechanism and an increase in restrictions on the projection lens.

【0009】一方、理想格子からの像の歪に関しては、
露光領域内でパターン密度に差が生じるため、半導体の
性能を左右する工程、例えばゲート工程などでは像歪の
少ない露光装置を選択して使用しなければならないとい
う問題があった。
On the other hand, regarding the distortion of the image from the ideal lattice,
Since there is a difference in pattern density in the exposure area, there is a problem that an exposure apparatus with less image distortion must be selected and used in a step that influences the performance of the semiconductor, such as a gate step.

【0010】また、図9に示すように、複数のラインの
うち、故障などで使用できない装置を回避して故障して
いない空いている装置を選択使用して露光工程を自動化
しようとしたとき、前の工程で用いた露光装置の像歪と
これから用いる露光装置の像歪との差が、ある一定の許
容値内に入っていないと、ショートや断線を発生して使
用できないという露光装置間の機差の制約を受ける問題
点を有していた。
Further, as shown in FIG. 9, when an attempt is made to automate an exposure process by avoiding an apparatus that cannot be used due to a failure or the like among a plurality of lines and selecting and using an empty apparatus that has not failed, If the difference between the image distortion of the exposure device used in the previous step and the image distortion of the exposure device to be used from now on is not within a certain allowable value, a short circuit or disconnection may occur and the exposure device cannot be used. It had a problem of being restricted by machine difference.

【0011】さらに、投影レンズには、該投影レンズ組
立の際の組立誤差に起因した各投影レンズ固有の像面湾
曲や像歪が存在するため、各露光装置により最適焦点面
や、アライメントオフセット量が異なる。このため、露
光工程を自動化するためには、ほとんど素性(特性)の
同じ投影レンズが搭載された露光装置しか使用できない
という制約を受ける問題点を有していた。
Further, since the projection lens has an image field curvature and an image distortion peculiar to each projection lens due to an assembly error at the time of assembling the projection lens, an optimum focal plane and an alignment offset amount are set by each exposure apparatus. Is different. Therefore, in order to automate the exposure process, there is a problem that only an exposure apparatus equipped with a projection lens having almost the same features (characteristics) can be used.

【0012】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
縮小投影露光装置の投影レンズの結像面における像面湾
曲や像歪を抑制して各露光装置間の機差を吸収すること
ができる露光装置用フォトマスクを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art.
An object of the present invention is to provide a photomask for an exposure apparatus capable of suppressing field curvature and image distortion on the image forming plane of the projection lens of the reduction projection exposure apparatus and absorbing machine differences between the exposure apparatuses.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の露光装置用フォトマスクは、半導体露光装
置の投影光学系を介して試料に照射することによりパタ
−ンを前記試料に転写する露光装置用フォトマスクにお
いて、該フォトマスクの形状およびパターンが、該パタ
ーンの結像面における像面湾曲および像歪が相殺されて
理想格子状に一致して結像するように、予めひずませて
形成されている構成にしたものである。
In order to achieve the above object, the photomask for an exposure apparatus of the present invention transfers a pattern to the sample by irradiating the sample through a projection optical system of a semiconductor exposure apparatus. In the photomask for the exposure apparatus, the shape and pattern of the photomask are preliminarily distorted so that the field curvature and the image distortion in the image forming plane of the pattern are canceled and the image is formed in an ideal lattice pattern. It has a structure that is not formed.

【0014】そして、前記形状およびパターンをひずま
せたフォトマスクを、前記像面湾曲および像歪を相殺し
て補正可能にひずませて形成された歪補正用基板と、理
想格子状のパターンが描画されて前記歪補正用基板に密
着されたフォトマスクとからなる構成にするとよい。
A distortion correcting substrate formed by distorting the photomask whose shape and pattern are distorted so as to be able to correct the field curvature and the image distortion and an ideal lattice pattern. It is preferable that the photomask is drawn and is in close contact with the distortion correction substrate.

【0015】一方、本発明の露光装置用フォトマスクの
パターン描画装置は、描画するパターンの設計データを
収納したマスク設計値データベースと、マスク設計値デ
ータベースよりパターンデータを送られて描画座標を決
定する描画座標算出部と、決定された描画座標を制御す
る描画方法制御部と、制御された描画座標をフォトマス
クに描画するレチクル描画装置とを備えたパターン描画
装置において、(i)前記フォトマスクが使用される露
光装置の像歪のデータを前記描画座標算出部に送る露光
装置像歪データベースと、(ii)前記像歪のデータと前
記マスク設計値データベースからのパターンデータとに
より、パターン形状を前記像歪がウエハ上で相殺されて
理想格子状に一致して結像するようにひずませた歪補正
パターンの描画座標を決定する描画座標算出部と、を設
ける構成にしたものである。
On the other hand, the pattern drawing apparatus for a photomask for an exposure apparatus of the present invention determines the drawing coordinates by sending the mask design value database which stores the design data of the pattern to be drawn and the pattern data from the mask design value database. In a pattern drawing apparatus including a drawing coordinate calculation unit, a drawing method control unit that controls the determined drawing coordinates, and a reticle drawing device that draws the controlled drawing coordinates on a photomask, (i) the photomask is The exposure apparatus image distortion database for sending the image distortion data of the exposure apparatus used to the drawing coordinate calculation unit, and (ii) the pattern shape by the image distortion data and the pattern data from the mask design value database. Distortion correction pattern drawing seat distorted so that image distortion is canceled on the wafer and imaged in conformity with an ideal lattice. , A drawing coordinate calculation unit for determining a is obtained by the configuration in which the.

【0016】また、本発明の他の露光装置用フォトマス
クのパターン描画装置は、描画するパターンの設計デー
タを収納したマスク設計値データベースと、マスク設計
値データベースよりパターンデータを送られて描画座標
を決定する描画座標算出部と、決定された描画座標を制
御する描画方法制御部と、制御された描画座標をフォト
マスクに描画するレチクル描画装置とを備えたパターン
描画装置において、(i)前記フォトマスクが使用され
る露光装置の像歪のデータを前記描画座標算出部に送る
露光装置像歪データベースと、(ii)前記像歪のデータ
と前記マスク設計値データベースからのパターンデータ
とにより、パターン形状を前記像歪がウエハ上で相殺さ
れて理想格子状に一致して結像するようにひずませた歪
補正パターンの描画座標を決定する描画座標算出部と、
(iii)フォトマスクの面形状を、ウエハ上で像面湾曲
が相殺されて理想格子状に一致するように厚さ分布を有
して加工を行うフォトマスク加工部と、を設ける構成に
したものである。
A photomask pattern drawing apparatus for an exposure apparatus according to another aspect of the present invention includes a mask design value database that stores design data of a pattern to be drawn, and pattern data sent from the mask design value database to set drawing coordinates. A pattern drawing apparatus comprising: a drawing coordinate calculation unit that determines the drawing coordinates; a drawing method control unit that controls the determined drawing coordinates; and a reticle drawing device that draws the controlled drawing coordinates on a photomask. An exposure apparatus image distortion database that sends image distortion data of an exposure apparatus in which a mask is used to the drawing coordinate calculation unit, and (ii) a pattern shape based on the image distortion data and the pattern data from the mask design value database. The distortion correction pattern is drawn so that the image distortion is canceled on the wafer to form an image in conformity with an ideal lattice. A drawing coordinate calculation unit for determining the coordinates,
(Iii) A configuration in which the surface shape of the photomask is provided with a photomask processing section that performs processing with a thickness distribution so that the curvature of field on the wafer is canceled and the curvature of the wafer matches the ideal lattice shape. Is.

【0017】そして、前記フォトマスク加工部を、プロ
セス段差の設計値データを収納するプロセス段差設計デ
ータベースと、該プロセス段差の設計値データおよび露
光装置の像面湾曲のデータとを受けてフォトマスクの表
面加工形状を決定するマスク表面加工形状算出部と、該
決定されたフォトマスクの表面加工形状を制御する加工
制御部と、該制御に基づいてフォトマスクの表面を加工
するマスク形状加工装置とからなる構成にすることが好
ましい。
Then, the photomask processing section receives the process step design database for storing the design value data of the process step, the design value data of the process step and the field curvature data of the exposure apparatus, and the photomask processing section From a mask surface processing shape calculation unit that determines the surface processing shape, a processing control unit that controls the determined surface processing shape of the photomask, and a mask shape processing apparatus that processes the surface of the photomask based on the control. It is preferable to have the following structure.

【0018】[0018]

【作用】上記構成としたことにより、露光装置の投影レ
ンズの結像面における像面湾曲や像歪が補正され、半導
体の素子や配線等が微細化しても像面湾曲に起因する露
光領域周辺部の焦点ぼけが解消され、解像度を高めて転
写精度を向上させることが可能になる。そして同時に、
露光装置間の機差を吸収することが可能になり、像歪に
起因する特定の露光装置を使用する制約を解消すること
が可能となる。
With the above structure, the field curvature and the image distortion in the image forming plane of the projection lens of the exposure apparatus are corrected, and even if the semiconductor element, wiring, etc. are miniaturized, the periphery of the exposure area caused by the field curvature is corrected. The defocus of the part is eliminated, and the resolution can be increased and the transfer accuracy can be improved. And at the same time,
It is possible to absorb the machine difference between the exposure apparatuses, and it is possible to eliminate the restriction of using a specific exposure apparatus due to image distortion.

【0019】一方、フォトマスクの形状およびパターン
は、ウェハ上に理想格子状で、かつ平面状の像が存在し
たときの、ウェハの投影レンズによるレチクルへの逆投
影像を計算により求め、この計算値に基づいてレチクル
の厚さ分布を持たせて加工され、また、パターン形状を
ひずませて描画されることにより、投影レンズ固有の像
面湾曲や像歪が補正されたレチクルを加工形成すること
ができる。
On the other hand, the shape and pattern of the photomask are calculated by calculating the back projection image of the wafer onto the reticle by the projection lens when an ideal lattice-shaped and planar image exists on the wafer. The reticle is processed with the thickness distribution of the reticle based on the values, and the reticle is processed and formed by correcting the field curvature and image distortion peculiar to the projection lens by drawing with the pattern shape distorted. be able to.

【0020】[0020]

【実施例】本発明に係る各種フォトマスクを図1ないし
図5を参照して説明する。図1は像歪補正用の露光装置
用フォトマスクを示す図で、図1(a)は平面図、図1
(b)は図1(a)のb−b断面図である。図2はウエ
ハ上の段差形状をも考慮した図1の変形例で、図2
(a)は平面図、図2(b)は図2(a)のb−b断面
図である。図3は像歪および像面湾曲の補正機能とフォ
トマスクとを分離し、補正機能をフォトマスクの上面に
設けたレチクル例を示す図、図4は図3の変形例で、補
正機能をフォトマスクの下面に設けたレチクル例を示す
図、図5は歪補正用基板をフォトマスクの下面に密着さ
せ、フォトマスクの上面にペリクル膜をはったレチクル
例を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various photomasks according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a photomask for an exposure apparatus for image distortion correction, FIG. 1A is a plan view, and FIG.
(B) is a bb sectional view of FIG. FIG. 2 is a modification of FIG. 1 in consideration of the step shape on the wafer.
2A is a plan view, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line bb of FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of a reticle in which a correction function for image distortion and field curvature is separated from a photomask, and the correction function is provided on the upper surface of the photomask. FIG. 4 is a modification example of FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a reticle provided on the lower surface of a mask, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a reticle in which a distortion correction substrate is brought into close contact with the lower surface of a photomask and a pellicle film is put on the upper surface of the photomask.

【0021】図1は、本発明の露光装置用フォトマスク
の基本的な構成を示す図である。図1(b)に示すよう
に、歪補正用のフォトマスク1は、例えば透明な合成石
英からなるフォトマスク基板2と、その表面上に描画さ
れた例えばCr等からなる金属パターン3とから構成さ
れている。そして、金属パターン3の描画された部分は
遮光領域を形成し、金属パターン3の描画されていない
部分は非遮光の透明領域を形成している。
FIG. 1 is a diagram showing the basic structure of a photomask for an exposure apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1B, the distortion-correcting photomask 1 is composed of a photomask substrate 2 made of, for example, transparent synthetic quartz, and a metal pattern 3 made of, for example, Cr, drawn on the surface thereof. Has been done. The portion where the metal pattern 3 is drawn forms a light-shielding area, and the portion where the metal pattern 3 is not drawn forms a non-light-shielding transparent area.

【0022】金属パターン3は、レチクル描画装置で描
画される際、フォトマスク1を使用する投影レンズの像
歪がウェハ上で相殺されるように、図1(a)に示すよ
うに場所によってひずんで描画されている。例えば4
は、投影レンズ特有の像歪がウェハ上で相殺されるよう
に描画されたパターン形状(以下、歪補正パターンとい
う)で、露光装置内の各投影レンズを組み立てるときに
発生する像歪がウェハ上で相殺されるように描画された
パターンである。一方、フォトマスク基板2は、その表
面形状が投影レンズ特有の像面湾曲と各投影レンズの組
み立て時に発生する像面湾曲とがウェハ上で相殺される
ように非球面に加工されている。
When the metal pattern 3 is drawn by the reticle drawing device, the image distortion of the projection lens using the photomask 1 is offset on the wafer so as to be offset depending on the position as shown in FIG. 1 (a). Is drawn in. Eg 4
Is a pattern shape (hereinafter referred to as a distortion correction pattern) that is drawn so that the image distortion peculiar to the projection lens is canceled on the wafer, and the image distortion generated when assembling each projection lens in the exposure apparatus is on the wafer. The pattern is drawn so as to be offset by. On the other hand, the surface shape of the photomask substrate 2 is processed into an aspherical surface so that the field curvature peculiar to the projection lens and the field curvature generated at the time of assembling each projection lens are offset on the wafer.

【0023】前記投影レンズの像歪は、通常、投影領域
をいくつかの格子状に分割し、計算により各格子点にお
ける理想格子点と実際に投影レンズで投影される格子点
の差から求め、また、像面湾曲は、フォーカスを変えて
各格子点のフォーカス位置を測定することにより求め
る。
The image distortion of the projection lens is usually obtained by dividing the projection area into several grids and calculating from the difference between the ideal grid point at each grid point and the grid point actually projected by the projection lens. The field curvature is obtained by changing the focus and measuring the focus position of each lattice point.

【0024】上記図1に示すフォトマスク1を製造する
には、まず、1例として透明な合成石英ガラス基板の表
面形状を、ウェハ上で像面湾曲が相殺されるように前記
計算および測定にて予め求めた値の形状、すなわち、Z
方向の歪が平面的な像歪としてのみ残る形状に加工す
る。ここで、像面湾曲は、最大0.4μm程度存在し、
これをフォトマスク1の高さ形状変化に換算すると、投
影レンズの倍率を5倍とするならば約10μmに相当す
る。合成石英ガラス基板の表面形状の加工精度は1μm
以下なので、これをウェハ上に換算すると、0.04μ
mとなり、十分な補正精度が得られる。
In order to manufacture the photomask 1 shown in FIG. 1, first, as an example, the surface shape of a transparent synthetic quartz glass substrate is subjected to the above calculation and measurement so that the field curvature is canceled on the wafer. The shape of the value obtained in advance, that is, Z
The shape is processed so that the directional distortion remains only as a planar image distortion. Here, the field curvature is about 0.4 μm at maximum,
Converting this into a change in the height shape of the photomask 1, if the magnification of the projection lens is 5 times, it corresponds to about 10 μm. The processing accuracy of the surface shape of the synthetic quartz glass substrate is 1 μm
Since it is below, it is converted to 0.04μ on the wafer.
m, and sufficient correction accuracy can be obtained.

【0025】このようにして加工されたフォトマスク1
に対して、例えばスパッタリング装置等によってCr等
からなる金属膜を堆積した後、その金属膜上にレジスト
膜を塗布する。そしてレチクル描画装置によりウェハ上
で像歪が相殺されるような前記計算および測定にて予め
求めた図1(a)に示すパターン形状に歪補正パターン
4を描画する。ここで、像歪は最大0.1μm位存在
し、これをフォトマスク1上に換算すると0.5μmと
なる。レチクル描画装置の描画精度は0.1μmなの
で、十分な補正精度が得られる。レチクル描画装置で歪
補正パターン4を転写した後、レジストに転写されたパ
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3を形成し、フォトマスク1を製造する。
The photomask 1 processed in this way
On the other hand, after depositing a metal film of Cr or the like by a sputtering apparatus or the like, a resist film is applied on the metal film. Then, the reticle drawing device draws the distortion correction pattern 4 in the pattern shape shown in FIG. 1A which is obtained in advance by the calculation and measurement so that the image distortion is canceled on the wafer. Here, the maximum image distortion is about 0.1 μm, which is 0.5 μm when converted on the photomask 1. Since the drawing accuracy of the reticle drawing apparatus is 0.1 μm, sufficient correction accuracy can be obtained. After the distortion correction pattern 4 is transferred by the reticle drawing device, the metal film is patterned by using the pattern transferred to the resist as a mask to form the metal pattern 3, and the photomask 1 is manufactured.

【0026】図2はウェハ上の製品(チップ)の高さも
考慮した図1の変形例を示す図である。実際のウェハ
は、工程を経るに従いチップ内で段差が発生し、この段
差は最大1μmくらいに達するため、段差の両方に微細
なパターンが存在すると、両方のパターンにフォーカス
をあわせるためのマージンは非常に小さくなる。よっ
て、このような段差も考慮して図2(b)に示すように
フォトマスク1bの表面形状を加工することにより、フ
ォーカスマージンを増加させることが可能になり、焦点
ぼけを防止することができる。
FIG. 2 is a diagram showing a modification of FIG. 1 in consideration of the height of the product (chip) on the wafer. In an actual wafer, a step is generated in the chip as the process goes through, and the step reaches a maximum of about 1 μm. Therefore, if a fine pattern exists on both steps, the margin for focusing on both patterns is extremely large. Becomes smaller. Therefore, it is possible to increase the focus margin and prevent defocusing by processing the surface shape of the photomask 1b as shown in FIG. 2B in consideration of such a step. .

【0027】図3は、前記図1に示す第1の実施例にお
ける像歪および像面湾曲の補正機能とフォトマスクとを
分離し、補正機能をフォトマスク1´の上面にもたせた
例である。像歪および像面湾曲の歪補正用基板5と設計
値通りのパターンが描画されているフォトマスク1´と
は真空吸着で密着されている。5aは歪補正面である。
この構成によれば、このような歪補正用基板5は各露光
装置に対して1個作成すればよく、フォトマスク1´は
各露光装置に流用することが可能になる。
FIG. 3 shows an example in which the function of correcting the image distortion and field curvature in the first embodiment shown in FIG. 1 and the photomask are separated, and the correction function is provided on the upper surface of the photomask 1 '. . The substrate 5 for correcting distortion of image distortion and field curvature and the photomask 1'on which a pattern as designed is drawn are closely attached by vacuum suction. Reference numeral 5a is a distortion correction surface.
According to this configuration, one such distortion correction substrate 5 may be prepared for each exposure apparatus, and the photomask 1'can be used for each exposure apparatus.

【0028】図4は上記の補正機能をフォトマスク1´
の下面にもたせた例である。この構成によれば、平らな
面でフォトマスク1´を保持できるため、保持方法が容
易となる。
FIG. 4 shows a photomask 1'having the above correction function.
It is an example of putting it on the lower surface of. According to this configuration, the photomask 1'can be held on a flat surface, so that the holding method becomes easy.

【0029】図5は、歪補正用基板5をフォトマスクの
下面に密着し、フォトマスクの上面にペリクル膜17を
貼った例である。18はレチクルストッカー、19は空
間、20は従来構成のレチクルである。この構成によれ
ば、フォトマスク上面に付着する異物をペリクル膜17
により防止することができる。
FIG. 5 shows an example in which the distortion correction substrate 5 is adhered to the lower surface of the photomask and the pellicle film 17 is attached to the upper surface of the photomask. Reference numeral 18 is a reticle stocker, 19 is a space, and 20 is a reticle having a conventional configuration. According to this structure, foreign matter attached to the upper surface of the photomask is removed from the pellicle film 17
Can be prevented by.

【0030】図6は上記補正機能を露光装置に内蔵し、
フォトマスクと近接させたときの実施例である。補正機
能が露光装置に内蔵されているため、フォトマスクは各
露光装置で共有可能である。図中、図3ないいし図5と
同符号のものは同機能のものを示す。21はウエハ、A
は露光領域を示す。本装置を使用することにより、投影
レンズ固有の歪が補正され、像面湾曲に起因する焦点ぼ
けや、像歪に起因する使用装置の限定を抑制することが
可能となる。
FIG. 6 shows that the above-mentioned correction function is built in the exposure apparatus,
It is an example when it is brought close to the photomask. Since the correction function is built in the exposure apparatus, the photomask can be shared by each exposure apparatus. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 or FIG. 5 indicate the same functions. 21 is a wafer, A
Indicates an exposure area. By using this device, distortion peculiar to the projection lens is corrected, and it becomes possible to suppress defocus due to field curvature and limitation of the device used due to image distortion.

【0031】図7は前記図1に示すフォトマスク1の歪
補正パターン4を描画するパターン描画装置の構成を示
すブロック図である。描画されるフォトマスクが描画装
置に搬入されると、まず、このフォトマスクを用いる露
光装置の像歪のデータが像歪データベース6より描画座
標算出部7に送られる。像歪データベース6には予め測
定された各種露光装置の素性のデータが入力されてお
り、像面湾曲および像歪が分かるようになっている。他
方、描画座標算出部7には、描画するパターンの理想設
計データがマスク設計値データベース8より送られ、こ
れらのデータから、歪補正パターン4の描画座標が決定
される。ここで決定された描画座標は、描画方法制御部
9により制御され、レチクル描画装置10によりフォト
マスク上に描画される。
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of a pattern drawing apparatus for drawing the distortion correction pattern 4 of the photomask 1 shown in FIG. When the photomask to be drawn is carried into the drawing apparatus, first, the image distortion data of the exposure apparatus using this photomask is sent from the image distortion database 6 to the drawing coordinate calculation unit 7. The image distortion database 6 is preliminarily measured and the characteristic data of various exposure apparatuses are input so that the field curvature and the image distortion can be understood. On the other hand, ideal design data of the pattern to be drawn is sent from the mask design value database 8 to the drawing coordinate calculation unit 7, and the drawing coordinates of the distortion correction pattern 4 are determined from these data. The drawing coordinates determined here are controlled by the drawing method controller 9 and drawn on the photomask by the reticle drawing device 10.

【0032】図8はウエハ上の段差形状も考慮したパタ
ーン描画装置の構成を示すブロック図で、上記図7に示
すパターン描画装置に、符号11ないし14で示すフォ
トマスク加工部を付加したものである。
FIG. 8 is a block diagram showing the structure of a pattern drawing apparatus in consideration of the step shape on the wafer. The pattern drawing apparatus shown in FIG. 7 is provided with a photomask processing section 11 to 14. is there.

【0033】図8において、描画するフォトマスクが描
画装置に搬入されると、まず、このフォトマスクを用い
る露光装置の像面湾曲のデータとプロセス段差の設計値
のデータが露光装置像歪データベース6とプロセス段差
設計データベース11よりフォトマスク表面加工形状算
出部12に送られ、フォトマスクの表面加工形状が決定
される。ここで決定された表面形状は、加工制御部13
により制御され、フォトマスク形状加工装置14により
所望の形状に加工される。この加工されたフォトマスク
がレチクル描画装置10に搬入されると、このフォトマ
スクを用いる露光装置の像歪のデータが像歪データベー
ス6より描画座標算出部7に送られる。該描画座標算出
部7には、マスク設計値データベース8より描画するパ
ターンの理想設計データも送られ、これらのデータか
ら、歪補正パターン4の描画座標が決定される。ここで
決定された描画座標は、描画方法制御部9により制御さ
れ、レチクル描画装置10によりフォトマスク上に描画
される。
In FIG. 8, when the photomask to be drawn is loaded into the drawing apparatus, first, the data of the field curvature of the exposure apparatus using this photomask and the data of the design value of the process step are provided in the exposure apparatus image distortion database 6 Then, it is sent from the process step design database 11 to the photomask surface processing shape calculation unit 12, and the surface processing shape of the photomask is determined. The surface shape determined here is the processing control unit 13
And is processed into a desired shape by the photomask shape processing device 14. When this processed photomask is carried into the reticle drawing apparatus 10, image distortion data of the exposure apparatus using this photomask is sent from the image distortion database 6 to the drawing coordinate calculation unit 7. Ideal design data of the pattern to be drawn is also sent from the mask design value database 8 to the drawing coordinate calculation unit 7, and the drawing coordinates of the distortion correction pattern 4 are determined from these data. The drawing coordinates determined here are controlled by the drawing method controller 9 and drawn on the photomask by the reticle drawing device 10.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
縮小投影露光装置の投影レンズの結像面における像面湾
曲や像歪を抑制して設計値通りの転写露光を可能にする
ほか、プロセスマージンも増加させ、さらに、露光装置
間の機差を吸収して露光工程を自動化する際の特定の露
光装置を使用する制約を解消することができる効果を奏
する。
As described above, according to the present invention,
In addition to suppressing the field curvature and image distortion on the image plane of the projection lens of the reduction projection exposure system to enable transfer exposure as designed, it also increases the process margin and absorbs machine differences between exposure systems. Thus, it is possible to eliminate the restriction of using a specific exposure apparatus when automating the exposure process.

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

【図1】像歪補正用の露光装置用フォトマスクを示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a photomask for an exposure apparatus for image distortion correction.

【図2】ウエハ上の段差形状をも考慮した図1の変形例
である。
FIG. 2 is a modified example of FIG. 1 in consideration of a step shape on a wafer.

【図3】像歪および像面湾曲の補正機能とフォトマスク
とを分離し、補正機能をフォトマスクの上面に設けたレ
チクル例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a reticle in which a correction function for image distortion and a curvature of field and a photomask are separated, and the correction function is provided on the upper surface of the photomask.

【図4】図3の変形例で、補正機能をフォトマスクの下
面に設けたレチクル例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a reticle provided with a correction function on the lower surface of a photomask in the modification of FIG. 3;

【図5】歪補正用基板をフォトマスクの下面に密着さ
せ、フォトマスクの上面にペリクル膜をはったレチクル
例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a reticle in which a distortion correction substrate is brought into close contact with a lower surface of a photomask and a pellicle film is provided on the upper surface of the photomask.

【図6】補正機能を露光装置に内蔵し、本発明に係るフ
ォトマスクと近接させたときの実施例である。
FIG. 6 shows an example in which a correction function is incorporated in an exposure apparatus and brought close to the photomask according to the present invention.

【図7】図1に示す歪補正パターンを描画するパターン
描画装置のブロック図である。
7 is a block diagram of a pattern drawing device that draws the distortion correction pattern shown in FIG. 1. FIG.

【図8】ウエハ上の段差形状も考慮したパターン描画装
置のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a pattern drawing apparatus in consideration of a step shape on a wafer.

【図9】露光工程の自動化ラインを示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing an automation line of an exposure process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…歪補正用のフォトマスク、2…フォトマスク基板、
3…金属パターン、4…歪補正パターン、5…歪補正用
基板、6…露光装置像歪データベース、7…描画座標算
出部、8…マスク設計値データベース、9…描画方法制
御部、10…レチクル描画装置、11…プロセス段差設
計データベース、12…マスク表面加工形状算出部、1
3…加工制御部、14…マスク形状加工装置。
1 ... Photomask for distortion correction, 2 ... Photomask substrate,
3 ... Metal pattern, 4 ... Distortion correction pattern, 5 ... Distortion correction substrate, 6 ... Exposure device image distortion database, 7 ... Drawing coordinate calculation unit, 8 ... Mask design value database, 9 ... Drawing method control unit, 10 ... Reticle Drawing device, 11 ... Process step design database, 12 ... Mask surface processing shape calculation unit, 1
3 ... Processing control unit, 14 ... Mask shape processing device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 押田 良忠 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshitada Oshida 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Kanagawa Manufacturing Technology Research Institute

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体露光装置の投影光学系を介して試
料に照射することによりパタ−ンを前記試料に転写する
露光装置用フォトマスクにおいて、該フォトマスクの形
状およびパターンが、該パターンの結像面における像面
湾曲および像歪が相殺されて理想格子状に一致して結像
するように、予めひずませて形成されていることを特徴
とする露光装置用フォトマスク。
1. A photomask for an exposure apparatus, wherein a pattern is transferred to the sample by irradiating the sample through a projection optical system of a semiconductor exposure apparatus, wherein the shape and pattern of the photomask is a combination of the patterns. A photomask for an exposure apparatus, which is preliminarily distorted so that an image curvature and an image distortion in an image plane are canceled and an image is formed in conformity with an ideal lattice shape.
【請求項2】 前記形状およびパターンをひずませたフ
ォトマスクが、前記像面湾曲および像歪を相殺して補正
可能にひずませて形成された歪補正用基板と、理想格子
状のパターンが描画されて前記歪補正用基板に密着され
たフォトマスクとからなる請求項1記載の露光装置用フ
ォトマスク。
2. A distortion-correcting substrate formed by a photomask whose shape and pattern are distorted so that the field curvature and the image distortion are offset and can be corrected, and an ideal lattice pattern. 2. The photomask for an exposure apparatus according to claim 1, wherein the photomask is drawn and is in close contact with the distortion correction substrate.
【請求項3】 描画するパターンの設計データを収納し
たマスク設計値データベースと、マスク設計値データベ
ースよりパターンデータを送られて描画座標を決定する
描画座標算出部と、決定された描画座標を制御する描画
方法制御部と、制御された描画座標をフォトマスクに描
画するレチクル描画装置とを備えた露光装置用フォトマ
スクのパターン描画装置において、(i)前記フォトマ
スクが使用される露光装置の像歪のデータを前記描画座
標算出部に送る露光装置像歪データベースと、(ii)前
記像歪のデータと前記マスク設計値データベースからの
パターンデータとにより、パターン形状を前記像歪がウ
エハ上で相殺されて理想格子状に一致して結像するよう
にひずませた歪補正パターンの描画座標を決定する描画
座標算出部と、を設けたことを特徴とする露光装置用フ
ォトマスクのパターン描画装置。
3. A mask design value database that stores design data of a pattern to be drawn, a drawing coordinate calculation unit that sends pattern data from the mask design value database to determine drawing coordinates, and controls the determined drawing coordinates. A photomask pattern drawing apparatus for an exposure apparatus, comprising: a drawing method control unit; and a reticle drawing apparatus for drawing controlled drawing coordinates on a photomask, wherein (i) image distortion of the exposure apparatus using the photomask. The image distortion of the exposure apparatus is sent to the drawing coordinate calculation unit by the exposure apparatus image distortion database, and (ii) the image distortion data and the pattern data from the mask design value database cancels the image distortion of the pattern shape on the wafer. And a drawing coordinate calculation unit that determines the drawing coordinates of the distortion correction pattern that is distorted so as to form an image in conformity with an ideal grid. Pattern writing apparatus of an exposure apparatus for photomask, characterized in that the.
【請求項4】 描画するパターンの設計データを収納し
たマスク設計値データベースと、マスク設計値データベ
ースよりパターンデータを送られて描画座標を決定する
描画座標算出部と、決定された描画座標を制御する描画
方法制御部と、制御された描画座標をフォトマスクに描
画するレチクル描画装置とを備えた露光装置用フォトマ
スクのパターン描画装置において、(i)前記フォトマ
スクが使用される露光装置の像歪のデータを前記描画座
標算出部に送る露光装置像歪データベースと、(ii)前
記像歪のデータと前記マスク設計値データベースからの
パターンデータとにより、パターン形状を前記像歪がウ
エハ上で相殺されて理想格子状に一致して結像するよう
にひずませた歪補正パターンの描画座標を決定する描画
座標算出部と、(iii)フォトマスクの面形状を、ウエ
ハ上で像面湾曲が相殺されて理想格子状に一致するよう
に厚さ分布を有して加工を行うフォトマスク加工部と、
を設けたことを特徴とする露光装置用フォトマスクのパ
ターン描画装置。
4. A mask design value database that stores design data of a pattern to be drawn, a drawing coordinate calculation unit that sends pattern data from the mask design value database to determine drawing coordinates, and controls the determined drawing coordinates. A photomask pattern drawing apparatus for an exposure apparatus, comprising: a drawing method control unit; and a reticle drawing apparatus for drawing controlled drawing coordinates on a photomask, wherein (i) image distortion of the exposure apparatus using the photomask. The image distortion of the exposure apparatus is sent to the drawing coordinate calculation unit by the exposure apparatus image distortion database, and (ii) the image distortion data and the pattern data from the mask design value database cancels the image distortion of the pattern shape on the wafer. And a drawing coordinate calculation unit that determines drawing coordinates of the distortion correction pattern that is distorted so as to form an image in conformity with an ideal lattice. The surface shape of the photomask, and the photomask processing unit for performing processing having a thickness distribution such curvature coincides are offset to the ideal grid pattern on the wafer,
A pattern drawing apparatus for a photomask for an exposure apparatus, comprising:
【請求項5】 前記フォトマスク加工部が、プロセス段
差の設計値データを収納するプロセス段差設計データベ
ースと、該プロセス段差の設計値データおよび露光装置
の像面湾曲のデータとを受けてフォトマスクの表面加工
形状を決定するマスク表面加工形状算出部と、該決定さ
れたフォトマスクの表面加工形状を制御する加工制御部
と、該制御に基づいてフォトマスクの表面を加工するマ
スク形状加工装置とからなる請求項4記載の露光装置用
フォトマスクのパターン描画装置。
5. The photomask processing unit receives a process step design database that stores process step design value data, a process step design value data, and a field curvature data of an exposure apparatus, and a photomask of the photomask is received. From a mask surface processing shape calculation unit that determines the surface processing shape, a processing control unit that controls the determined surface processing shape of the photomask, and a mask shape processing apparatus that processes the surface of the photomask based on the control. The pattern drawing apparatus for a photomask for an exposure apparatus according to claim 4.
JP22806994A 1994-09-22 1994-09-22 Photomask for exposure device and its pattern plotter Pending JPH0895229A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22806994A JPH0895229A (en) 1994-09-22 1994-09-22 Photomask for exposure device and its pattern plotter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22806994A JPH0895229A (en) 1994-09-22 1994-09-22 Photomask for exposure device and its pattern plotter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0895229A true JPH0895229A (en) 1996-04-12

Family

ID=16870713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22806994A Pending JPH0895229A (en) 1994-09-22 1994-09-22 Photomask for exposure device and its pattern plotter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0895229A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433437B1 (en) 2000-08-28 2002-08-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Manufacturing process for semiconductor device, photomask, and manufacturing apparatus for semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433437B1 (en) 2000-08-28 2002-08-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Manufacturing process for semiconductor device, photomask, and manufacturing apparatus for semiconductor device
US6503852B2 (en) 2000-08-28 2003-01-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Manufacturing process for semiconductor device, photomask, and manufacturing apparatus for semiconductor device
KR100395720B1 (en) * 2000-08-28 2003-08-25 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Manufacturing process for semiconductor device, photomask, and manufactuing apparatus for semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6337162B1 (en) Method of exposure, photomask, method of production of photomask, microdevice, and method of production of microdevice
US7126231B2 (en) Mask-making member and its production method, mask and its making method, exposure process, and fabrication method of semiconductor device
US20030174297A1 (en) Method of adjusting projection optical apparatus
JPH09167731A (en) Projection aligner, mask pattern for evaluating aberration, method for evaluating aberration, filter for removing aberration and production of semiconductor device
JPH10319321A (en) Illuminator, projection aligner using illuminator, production of device using the projection aligner and production of the projection aligner
CN101813883A (en) Mask blank substrate, mask blank, exposure mask, method for manufacturing semiconductor device and method for manufacturing mask blank substrate
US6844921B2 (en) Wafer holder
KR20200022741A (en) Method of manufacturing semiconductor device, method of extreme ultraviolet ray exposure and Method of optical proximity correction
JPH04155337A (en) Manufacture of photo mask
JP3200244B2 (en) Scanning exposure equipment
JP3495983B2 (en) Mask and projection exposure apparatus
JPH1064783A (en) Electron beam mask and exposure method
US6562524B2 (en) Photomask and method of fabricating the same
US5237393A (en) Reticle for a reduced projection exposure apparatus
US6151103A (en) Method and system for improved optical imaging in microlithography
JPH0895229A (en) Photomask for exposure device and its pattern plotter
JP3314762B2 (en) Electron beam exposure mask, electron beam exposure method using the same, electron beam exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2002118053A (en) Projection optical system, projection aligner provided with the projection optical system, and manufacturing method of device using the projection aligner
US6812999B2 (en) Device and method of correcting exposure defects in photolithography
JPWO2004066371A1 (en) Exposure equipment
KR20010007452A (en) Exposure Method, Exposure Device And Semiconductor Device Manufacturing Method
US6440614B1 (en) Mask and method of manufacturing semiconductor device
JPH02160237A (en) Mask substrate, production of mask and exposing method by using this mask substrate
JP2000195784A (en) Aligner manufacture of device
US20070072128A1 (en) Method of manufacturing an integrated circuit to obtain uniform exposure in a photolithographic process