JPS58118617A - Macro-photographing device - Google Patents

Macro-photographing device

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Publication number
JPS58118617A
JPS58118617A JP57001196A JP119682A JPS58118617A JP S58118617 A JPS58118617 A JP S58118617A JP 57001196 A JP57001196 A JP 57001196A JP 119682 A JP119682 A JP 119682A JP S58118617 A JPS58118617 A JP S58118617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photomask
photographing
stage
lens
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP57001196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Ono
伸一 小野
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.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
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Publication of JPS58118617A publication Critical patent/JPS58118617A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements

Abstract

PURPOSE:To obtain a device which can make macro-photographing in such a way that one chip of a photomask having a highly dense pattern is enlarged to the same size of a reticle, by combining an optical system containing a highly precise lens, a deveice system, and a lighting system. CONSTITUTION:The macro-photographing device of this invention is equipped with an X-stage 4 having an opening, through which a transmitting lighting light is passed to a photomask 1 to be photographed, a Y-stage 3, and a mask fitting tool 2. Moreover, a lens system having a lens 17 of 5-20 times magnification, >=300lines/mm. effective resolving power, and >=14mm. diameter effective photographing range, and a high resolution light sensitive dry plate 19 having <=10mu resolution, are provided. This device makes macro-photographing of one chip of the photomask.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高密度の遮光パターンを有するフォトマスク
のワンチップサイズを正確に拡大撮影できる装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus capable of accurately enlarging and photographing a single chip size of a photomask having a high-density light-shielding pattern.

従来、フォトリングラフィ技術を用いたフォトマスクθ
〕製造法は、始めにパターンジェネレーターにより最終
パターンの10倍のワンチップパターン(これをレチク
ルと称す)を製作し、さらVこステップアンドリピータ
−により1//1oIICm写、多面付を行なってフォ
トマスクを製造していfこ。パターンの設計者は、パタ
ーンの欠陥の有無などのチェックを自らの目視検査で確
認することを希望することが多く、このような場合には
、フォトマスク製造の前段階で造られるレチクルを写真
フィルム上に拡大(通常20倍、したがって最終フォ)
 マスクツ20 o倍) シy、、:ものを利用してい
た。
Conventionally, photomask θ using photolithography technology
] The manufacturing method is to first create a one-chip pattern (this is called a reticle) that is 10 times larger than the final pattern using a pattern generator, and then perform 1//1oIICm copying and multi-sided printing using a step-and-repeater. We are manufacturing masks. Pattern designers often wish to visually inspect the pattern for the presence or absence of defects, and in such cases, the reticle, which is created in the pre-processing stage of photomask manufacturing, is coated with photographic film. Zoom up (usually 20x, hence the final photo)
Masktsu 20 o times) Shiy,,: I was using things.

失言したように、レチクルはフォトマスクα310倍パ
ターンを有しているから、このような大形のパターンを
拡大することは、従来からある製版用拡大カメラや尋犬
撮影装置を用いて、特に問題は生じなかったのである。
As I said, the reticle has a 310x Photomask α pattern, so enlarging such a large pattern using a conventional enlarging camera for plate making or an interrogator photography device is particularly problematic. did not occur.

しかしながら、超LSIや固体撮像素子用のフォトマス
クにあっては、極めて高密度のパターンを要求されるの
であり、従来のフォトリングラフィ技術すなわちパター
ンジェネレーターやステップアンドリピータ−を用いる
ことなく、電子ビーム露光装置によりフォトマスク自体
のパターンと等倍率のパターンを直接描画することがあ
る。このような手段では10倍パターンのレチクルを造
ることがないので、製造したフォトマスクを、設計者が
目視検査するにはフォトマスクから拡大撮影する必要が
生じる。しかし、一般にフォトマスクは高密度のパター
ンを有しており、レチクルに比べて10倍の密度と細か
さであり、かかる高密度フォトマスクを正確に拡大再現
する手法は装置糸、光学系の制約により極めて困難であ
る。
However, photomasks for VLSI and solid-state imaging devices require extremely high-density patterns; An exposure device may directly draw a pattern at the same magnification as the pattern on the photomask itself. Since such a method does not produce a reticle with a 10x pattern, it is necessary for a designer to take an enlarged photograph of the photomask in order to visually inspect the manufactured photomask. However, photomasks generally have a high-density pattern, which is 10 times as dense and fine as a reticle, and the method of accurately enlarging and reproducing such a high-density photomask is limited by the limitations of the equipment and optical system. It is extremely difficult due to

例工ば、レチクル(10倍パターン)を拡大する従来装
置について言うと、その解像力は、万線にして最小25
ミクロン幅、矩形にして10ミクロン角が限度であり、
4ミクロンないし5ミクロン程度の矩形パターンを主構
成とする超LS丁用のフォトマスクの拡大撮影装置とし
ては全く不充分である。
For example, regarding a conventional device that magnifies a reticle (10x pattern), its resolving power is at least 25
The limit is micron width, 10 micron square in rectangle,
This is completely inadequate as a magnifying imaging device for a photomask for ultra-LS, which mainly consists of a rectangular pattern of about 4 to 5 microns.

本発明は、こQ−よ5な問題を解決するために高精度な
光学系(特にレンズ)と装置糸2よび照明糸な組合せて
、高密度パターンを有するフォトマスクのワンチップを
レチクルと同程度の大とさ5〜20倍に拡大撮影できる
装置を案出しfこものである。
In order to solve these problems, the present invention combines a high-precision optical system (especially lenses), a device thread 2, and an illumination thread to make a single chip of a photomask with a high-density pattern the same as a reticle. He devised a device that could magnify images by 5 to 20 times.

として有するフォトマスクであるから、照明装置として
透過照明糸を用い、光軸の中心にフォトマスクのワンチ
ップを設定できるX、Yステージとフォトマスク固定具
はいずれも照明光が透過できる開口部を設けらnてなり
、有効撮影範囲14m径以上で、万線パターンの実効分
解能が1ミリメートルあたり300m以上の倍率5〜2
0倍レンズ糸と、解像力が10ミクロンより高精度の光
感応性乾板を装着してなる拡大撮影装置である。一本発
明の実施例を示す第1図に基いて、以下さらに詳細に説
明すると、拡大撮影されるフォトマスク(1)はマスク
固定具(2)により保持され、このマスク固定具(2)
はYステージ(3)に固定される。Yステージ(3)は
Xステージ(4)のレール(5]の上にスライド可能に
設置され、Xス子−ジ(4)も同様に鏡台(6:Q]レ
ール(7)上に設置されろ。各ステージ(3)(4)に
は来れそれ移動用ハンドル(81(91が付属しており
1図ではXステージ(4)が移動ネジα0)により軸支
され。
Since this is a photomask, a transmitted illumination thread is used as the illumination device, and the X and Y stages and photomask fixtures, which can set one chip of the photomask at the center of the optical axis, all have openings through which the illumination light can pass. A magnification of 5 to 2 with an effective imaging range of 14 m or more in diameter and an effective resolution of line patterns of 300 m or more per millimeter.
This is a magnification photographing device equipped with a 0x lens thread and a photosensitive dry plate with a resolution higher than 10 microns. 1 showing an embodiment of the present invention, a more detailed explanation will be given below. A photomask (1) to be photographed in an enlarged manner is held by a mask fixture (2), and this mask fixture (2)
is fixed to the Y stage (3). The Y stage (3) is slidably installed on the rail (5) of the X stage (4), and the X stage (4) is similarly installed on the mirror stand (6:Q) rail (7). Each stage (3) and (4) comes with a moving handle (81 (91); in Figure 1, the X stage (4) is supported by a moving screw α0).

かつこの移動ネジ(10σ)回転によりスライドされる
ことが示されている。Yステージ(3)もこのXステー
?(41と同様のスライド機構を有するものである。
Moreover, it is shown that it is slid by the rotation of this moving screw (10σ). Is the Y stage (3) also this X stage? (It has a sliding mechanism similar to 41.

X、Yステージf3H41の有効移動範囲は、近時のフ
ォトマスクの太ぎさにより決まる。すなわち、最近のフ
ォトマスクは4〜6インチ角のものであり、かかるフォ
トマスクのどの位置のチップも撮影可能とするためには
、X、Yステージ[31(4)の移動範囲は100闘〜
i5QllIm程度とすることになる。
The effective movement range of the X, Y stage f3H41 is determined by the thickness of the recent photomask. That is, recent photomasks are 4 to 6 inches square, and in order to be able to photograph the chip at any position on such a photomask, the movement range of the X and Y stage [31 (4) is 100 to
It will be approximately i5QllIm.

故にマスク固定具(2)、X、Yステージ(3)(41
K穿設される開口部の太きさも、ステージがどの位置に
移動しても、下方からの照明光を透過できるようVこ、
1100W〜150Wrln角程度となる。
Therefore, mask fixture (2), X, Y stage (3) (41
The width of the opening to be drilled is also adjusted so that the illumination light from below can pass through no matter where the stage moves.
It will be about 1100W to 150Wrln angle.

一方、照明糸は、水銀灯などの高出力光源Qllとコリ
メーターレンズO2からなり、波長カットフィルター0
3)と電磁式シャッター圓およびグラスファイバー(1
5)を連設して、光源からの光を撮影対象物たるフォト
マスク(1! K導く。但し、グラスファイバー(15
)の直後に光を均一化する1こめの拡散板(16)を配
してなる。光源および集光糸は強力なものが望ましく、
具体的には露光される乾板Q1面σ)光量として実用上
5×10 mW/m1以上は必要である。
On the other hand, the illumination string consists of a high-power light source Qll such as a mercury lamp, a collimator lens O2, and a wavelength cut filter 0.
3) and electromagnetic shutter circle and glass fiber (1
5) are connected in series to guide the light from the light source to the photomask (1!
) is provided with one diffuser plate (16) for uniformizing the light. It is desirable that the light source and light collecting thread be strong.
Specifically, the amount of light σ) on the exposed dry plate Q1 side is practically required to be 5×10 mW/m1 or more.

それ以下の光量では露光時間が長すぎ、コントラスト等
からも望ましくない。
If the amount of light is less than that, the exposure time will be too long, which is undesirable from the viewpoint of contrast and the like.

グラスファイバー(15)は、装置的な制約から鏡台(
6)の直下に光源(11)を設置できない時に用いら才
するのであり、装置の構造上鏡台(6)の直下に光源(
Illを協ける場合には、グラスファイバー(15)を
省略できるのは当然である。また、コリメーターレンズ
(121に換えて光源(Illの背後に凹面鏡を設置す
る方式でも良い。
Glass fiber (15) is not suitable for mirror stands (15) due to equipment constraints.
It is useful when the light source (11) cannot be installed directly under the mirror stand (6) due to the structure of the device.
It is natural that the glass fiber (15) can be omitted if the Ill can be used. Alternatively, a concave mirror may be installed behind the light source (Ill) instead of the collimator lens (121).

次にレンズaηについて述べると、失言したように実効
分解能が万線パターンにして5QC1想/w以上である
から、少な(とも線幅167ミクロンの線を等間隔に施
した万線を解像することが必要である0またフォトマス
クのワンチップの大きさは、近時10闘角まで想定でき
るから、それを撮影できろ範囲として直径14閤は必要
である。さいレンズを用いるのが良い。
Next, talking about the lens aη, as I forgot to mention, the effective resolution is more than 5QC1/w in a line pattern, so it can resolve lines with a small line width of 167 microns at equal intervals. In addition, the size of one photomask chip can be assumed to be up to 10 angles these days, so a diameter of 14 angles is required to photograph it.It is better to use a small lens.

本発明者は、かかる要件を満足するレンズαηの具体例
として、西ドイツラフ4フ社製の5−planarl、
6150閣、10:1.14■ダを提案するものである
。このレンズのF値は16で、万線パターンの500i
/1111を解像する実効分解能を有する。
As a specific example of the lens αη that satisfies such requirements, the present inventor has proposed 5-planarl, manufactured by West Germany Raff 4F;
6150 Cabinet, 10:1.14■da is proposed. The F value of this lens is 16, and the line pattern is 500i.
It has an effective resolution of /1111.

鏡筒0&の上部に設置された光感応性乾板α9は、銀塩
のガラス乾板が感光度が高いので賞月されるが、誦解像
度ということではフォトレジストが優れる。
As for the photosensitive drying plate α9 installed at the top of the lens barrel 0&, silver halide glass drying plates are often praised for their high photosensitivity, but photoresist is superior in terms of recitation resolution.

光源(11)として強力なものが使用できて、光感応性
乾板0!J面において5 y(W / all程度の露
光量が得られるならばフォトレジストを光感応性乾板a
9に用いることも可能である。光感応性乾板の解像度は
フォトマスクfilの1ミクロンパターンを写し取ると
いう建前から、レンズ倍率10倍として10ミクロン以
下の高解像度乾板αlを用いるものである。
A powerful light source (11) can be used, and there is no photosensitive dry plate! If an exposure amount of about 5 y (W/all) can be obtained on the J plane, the photoresist is transferred to a photosensitive dry plate a.
It is also possible to use it for 9. Since the resolution of the photosensitive dry plate is to copy a 1 micron pattern of a photomask film, a high resolution dry plate αl of 10 microns or less is used with a lens magnification of 10 times.

に部に遮光カバー(イ)を配した鏡筒08&ま、全体な
支柱(21)により支持さル、その接合部(221にお
いて鋭口、)叫を上下に微動できるよう焦点合わせ用の
ネジc!31を付属してなる。
The lens barrel 08 has a light-shielding cover (A) on the bottom and is supported by the overall support (21), and the joint part (221 has a sharp point) with a focusing screw c that allows slight movement up and down. ! 31 is attached.

本発明の拡大撮影装置によれば、電子ビーム露光機によ
りレチクルを介することなく直接描画されて製作された
フォトマスクを5〜20倍に拡大撮影できるのであり、
結果として万線パターンにして2ミクロンの画線、矩形
パターンにして5ミクロン角根度の微細パターンを、そ
の形状を損なうことなく拡大撮影できるものである。こ
才tは、近時の(超)LSI用フォトマスクの所持する
最小パターン、矩形パターンにして4〜5ミクロン角σ
〕微細パターンを拡大撮影するのに充分な性能を有する
と言って良いのである。
According to the magnification photographing device of the present invention, it is possible to magnify and photograph a photomask produced by drawing directly with an electron beam exposure machine without using a reticle, magnifying it 5 to 20 times.
As a result, it is possible to enlarge and photograph a line pattern of 2 microns and a rectangular pattern of fine patterns with a radius of 5 microns without damaging the shape. t is the smallest pattern possessed by recent photomasks for (super) LSIs, which is a rectangular pattern with an angle of 4 to 5 microns σ.
] It can be said that the performance is sufficient for enlarging and photographing fine patterns.

本発明の拡大撮影装置により得ら第1たフォトマスクの
ワンチップの5〜20倍の画像は、通常の拡大撮影装置
によりさらに10〜20倍程度拡大され、(最終的には
原寸の200倍程度)目視横歪によりパターン欠陥の有
無を検討できるものである。
The image, which is 5 to 20 times larger than the one-chip photomask obtained by the magnifying photographing device of the present invention, is further enlarged by about 10 to 20 times using a normal magnifying photographing device (finally 200 times the original size). degree) The presence or absence of pattern defects can be examined by visually observing lateral distortion.

以下に本発明の実施例を述べるが、もちろんこれにより
本発明が限定されるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto, of course.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に示す拡大撮影装置において、以下に示すような
仕様物性を有する物品を用いて4インチ角フォトマスク
のワンチップを10倍に拡大撮影した。
In the magnifying photographing apparatus shown in FIG. 1, one chip of a 4-inch square photomask was photographed at a magnification of 10 times using an article having the specified physical properties as shown below.

ox、Xステージ:位置精度10ミクロン()為ンドル
目盛による) 有効移動距離 各100閣 O光源:水銀灯 出力200W O波長カットフィルター:436nmグイクロックフィ
ルター 0レンズ:西独ラフイス社製5−planar F 1
.615011!11 倍率10倍、有効撮影範囲14■径 実効解像度 500線/鯛 0光感応性乾板=4.5インチ角高解像度乾板商品名[
サクシU N J  (/J−西六写具工業■製)解像
度 10ミクロン以下 0乾板面の光量 0005…W/CIItO露光時間 
60秒 以上のような、仕様によりフォトマスクの10倍パター
ンを得、これを通常の拡大撮影装置にて、さらに20倍
拡大し、写真フィルム面に200倍の拡大画像を得た。
ox,
.. 615011!11 Magnification 10x, effective shooting range 14cm diameter Effective resolution 500 lines / sea bream 0 light sensitive dry plate = 4.5 inch square high resolution dry plate Product name [
Sakshi U N J (manufactured by /J-Nishiroku Shagu Kogyo ■) Resolution 10 microns or less 0 Light intensity on dry plate surface 0005...W/CIItO Exposure time
A 10x photomask pattern was obtained according to specifications such as 60 seconds or more, and this was further enlarged 20x using a normal magnifying photographing device to obtain a 200x enlarged image on the photographic film surface.

得られプこ拡大写真画像は原寸4ミクロン角の矩形パタ
ーンであっても、そのコーナーかけぼ直角で丸みを帯び
ることな(、満足すべき形状のものであった。
Even though the obtained enlarged photographic image was a rectangular pattern with an original size of 4 microns square, its corners were at almost right angles and were not rounded (and had a satisfactory shape).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の拡大撮影装置σ]一実施例を示す部分
断面図である。 (11・・・フォトマスク (2)・・・マスク固定具
 (3)・・・Xステージ (4)・・・Xステージ 
(6:・・・鏡台 (11)・・・yt、肺(19・・
・グラスファイバー 061・・・拡散板 071・・
・レンズ0秒・・・鏡筒 0ト・・光感応性乾板 圀)
・・・支柱特許出願人 凸版印刷株式会社
FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the enlarged photographing device σ of the present invention. (11...Photomask (2)...Mask fixture (3)...X stage (4)...X stage
(6:...dressing table (11)...yt, lungs (19...
・Glass fiber 061... Diffusion plate 071...
・Lens 0 seconds... Lens barrel 0... Photosensitive dry plate)
... Pillar patent applicant Toppan Printing Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)a。撮影対象物のフォトマスクに対して透過照明
光を通過させる開口部を穿設されたX、Yステージおよ
びマスク固定具。 b9倍率5〜20倍、実効分解能600線/關以上で有
効撮影範囲14叫径以上のレンズ糸、C0解像度10ミ
クロン以下の高解像度光感応性乾板、 の上記a、 b、cを具備することを特徴とするフォト
マスクのワンチップを拡大撮影する装置。
(1) a. An X and Y stage and a mask fixing device, each having an opening that allows transmitted illumination light to pass through a photomask of an object to be photographed. b9 Magnification 5 to 20 times, effective resolution of 600 lines/square or more, effective imaging range of 14 or more diameter lens thread, high-resolution photosensitive dry plate with C0 resolution of 10 microns or less, and the above a, b, and c. A device for enlarging and photographing a single chip of a photomask.
JP57001196A 1982-01-07 1982-01-07 Macro-photographing device Pending JPS58118617A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62269924A (en) * 1986-05-06 1987-11-24 Suraidetsukusu Kk Microscope

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5124339A (en) * 1971-08-26 1976-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ENPITSUKE ZURIKI

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