JPH02218112A - パターン転写方法とマスク - Google Patents

パターン転写方法とマスク

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JPH02218112A
JPH02218112A JP1039665A JP3966589A JPH02218112A JP H02218112 A JPH02218112 A JP H02218112A JP 1039665 A JP1039665 A JP 1039665A JP 3966589 A JP3966589 A JP 3966589A JP H02218112 A JPH02218112 A JP H02218112A
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Atsuo Hattori
敦夫 服部
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70066Size and form of the illuminated area in the mask plane, e.g. reticle masking blades or blinds

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、光、X線、電子線等のエネルギー線により
集積回路パターン等のパターンをウェハ上のレジスト層
に転写する方法並びにこの方法の実施に直接使用するパ
ターン転写用マスクに関するものである。
[発明の概要] この発明は、パターン転写用マスクにおいて被転写パタ
ーン領域を12角形以上の多角形状に形成すると共に、
この多角形状の被転写パターン領域を取囲むように方形
状の輪郭形状を有する透過阻止領域を形成したことによ
りスループットの向上を図ったものである。
[従来の技術] 従来、ステップアンドリピート型縮少投影露光装置等の
パターン転写装置にあっては、第20図に例示するよう
なホトマスク10が用いられている。
ホトマスクlOにおいて、例えばガラス又は石英からな
る方形状のマスク基板の表面には1例えばクロム等の金
属を被着してバターニングすることにより被露光パター
ン領域12が形成されている。
被露光パターン領域12は、−例として8個のチップ内
パターン領域A−Hを直交行列的に配置してなり、この
配置の輪郭に対応する領域12の平面図形は、長方形を
なすようになっている。長方形状の領域12は、その四
辺がそれぞれホトマスクlOの四辺と平行をなすように
配置されている。
ホトマスクlOには、長方形状の領域12を取囲むよう
に帯状の遮光領域14が形成されている。この遮光領域
14は、後述するように絞り機構の開口端ぼけが投影さ
れる領域である。
第21図は、上記のようなホトマスクIOを用いる投影
露光系の一例を示すものである。ランプ20及びミラー
22を含む照明系から放射される光は、コンデンサレン
ズ24、絞り機構28、ホトマスクlO1投影レンズ(
例えば5:l縮少投影レンズ)28を介してウニへステ
ージ上のウェハ30に照射される。ウェハステージは、
X方向(左右方向)、Y方向(前後方向)、X方向(上
下方向即ち光軸方向)及びθ方向(回転方向)に任意に
ウェハ位置を制御可能になっている。
絞り機構2Bは、第20図に平面配置を示すようにX方
向に移動自在な2枚の遮光部材P、Qと。
Y方向に移動自在な2枚の遮光部材R,Sとを組合せて
方形状の絞り孔26aを形成するもので、この絞り孔2
8aの開口端ぼけがホトマスクlO上の遮光領域14に
投影されるように各遮光部材の位置を制御可能になって
いる。
露光処理にあたっては、ホトマスク10をマスクステー
ジにセットした後、マスクステージのX、Y、θ方向の
位置制御によりマスク位置合せを行なう、そして、絞り
を調節してからウェハステージにウェハをセットし、ウ
ェハステージのX、Y、Z、θ方向の位置制御によりウ
ェハ位置合せを行なう、この後、図示しないシャッタを
開いて1回目の露光を行ない、その露光が終ると、ウェ
ハステージをステップ移動させて2回目の露光を行ない
、以下同様にしてウェハ全面終了までステ・ンプ移動及
び露光を繰返す0通常、このような一連の操作はコンピ
ュータ制御の下に自動的に遂行される。
第22図は、上記のような露光処理により半導体ウェハ
30上のレジスト層に対してホトマスクlOの被露光パ
ターン領域12のパターンを反復的に転写した例を示す
もので、 12Aは1回の露光により転写されたパター
ン転写領域を示している。ウェハ上面には、このような
パターン転写領域12Aがステップ移動及び露光の繰返
しに伴い二次元的に配置されるようになる。
[発明が解決しようとする課題] 上記した従来技術によると、投影露光系のレンズ径等で
決まる円形状の有効露光領域16が与えられた場合、こ
の領域16の円にほぼ内接する長方形が被露光パターン
領域12に相当し、この長方形状の領域12内に配置さ
れたチップ内パターンが1回の露光処理でウェハに転写
される。
スルーブツトを向上させるためには、長方形状の領域1
2の面積を大きくすればよいが、このようにすると、円
形状の有効露光領域16の面積も領域12の長方形に外
接する程度に大きくしなければならない、このため、露
光装置としては、レンズ径が大きいものを必要とすると
共に、マスク基板においても、位置合せマーク、防塵用
のペリクル付きフレーム等の設置スペースが減少すると
いう問題点があった。
この発明の目的は、有効露光領域の拡−犬を要せずして
スルーブツトの向上を可能とすることにある。
[課題を解決するための手段] この発明は、マスク基板上に被転写パターン領域を形成
して成るマスクに対して絞り機構に設けられた開口サイ
ズ可変の方形状の絞り孔を介して転写用のエネルギー線
を照射し、前記マスクを透過したエネルギー線により前
記被転写パターン領域のパターン像をウェハ上のレジス
ト層に転写することを含むパターン転写方法において、
前記被転写パターン領域は、各々方形状でほぼ同一サイ
ズの多数のチップ内パターン領域を直交行列的に配置し
て成り、この直交行列的な配置の輪郭に対応する前記被
転写パターン領域の平面図形は、行方向及び列方向につ
いて各方向毎に2等分可能であり且つ各2等分線毎にそ
の両側の部分図形が該2等分線に関して対称である12
角形以上の多角形をなしており、前記マスク基板上には
、前記エネルギー線の透過を阻止する材料を前記被転写
パターン領域を取囲むように被着して方形状の輪郭形状
を有する透過阻止領域が形成されており、前記絞り孔の
開口サイズを該絞り孔の開口端ぼけが前記透過阻止領域
内に投影されるように定めた状態でパターン転写を行な
うことを特徴とするものである。
[作 用] この発明のパターン転写方法によると、被転写パターン
領域が第1図に被露光パターン領域12として例示する
ように多角形状をなすので、有効露光領域1Bを拡大し
なくても、被転写パターン領域内により多くのチップ内
パターン領域を配置することができる。
また、パターン転写は、被転写パターン領域の周囲に形
成した方形状の輪郭形状の透過阻止領域に適合するよう
に方形状の絞り孔の開口サイズを定めて行なうようにし
たので、被転写パターン領域が多角形状であっても従来
の絞り機構のままで支障なくパターン転写を行なえる。
[実施例] 第1図は、この発明の一実施例によるホトマスク上方の
遮光部材配置を示すもので、第20図のものと異なる点
は、ホトマスク10において被露光パターン領域12及
び遮光領域14の形状を変更したことであり、その他の
点は第20図及び第21図に関して前述したものと同様
である。
被露光パターン領域12にあっては、各々方形状でほぼ
同一サイズの12個のチップ内パターン領域A−Lが直
交行列的に配置されており、この直交行列的な配置の輪
郭に対応する領域12の平面図形は、行方向及び列方向
について各方向毎に2等分可能であり且つ各2等分線毎
にその両側の部分図形が該2等分線に関して対称である
12角形をなしている。このような12角形状の領域1
2を取囲むように方形状の輪郭形状を有する遮光領域1
4が形成されている。
露光処理にあたっては、遮光部材P−8の配置を調整す
ることにより絞り孔26a(第21図)の開口サイズを
絞り孔26aの開口端ぼけが遮光領域14内に投影され
るように定めた状態でパターン転写を行なう。
第2図は、このようにして半導体ウェハ30上のレジス
ト層へパターン転写した一例を示すもので、12Aは1
回の露光で転写されたパターン転写領域を示している。
第2図と第22図を対比すると、第2図の場合の方が露
光1回当りに転写されるチップ内パターン数が多く、ウ
ェハ1枚当りのパターン転写回数が少なくて済むことが
明らかである。
第3図は、被露光パターン領域12の12角形状平面図
形を示すもので、X方向(行方向)に沿う3辺の長さを
a、2a、aとし、X方向(列方向)に沿う3辺の長さ
をb、2b、bとすると、このような図形は、第4図乃
至第6図に示すようにチップ内パターン領域を配置する
ことにより構成される。すなわち、第4図の例では、短
辺及び長辺の長さがそれぞれa及びbである長方形状の
チップ内パターン領域B1を12個直交行列的に配置し
たものである。また、第5図の例では、短辺及び長辺の
長さがそれぞれb/2及びaである長方形状のチップ内
パターン領域B2を24個直交行列的に配置したもので
ある。さらに、第6図の例では、短辺及び長辺の長さが
それぞれa / 2及びb/2である長方形状のチップ
内パターン領域B3を48個直交行列的に配置したもの
である。
第7図は、第3図の図形をステップアンドリピート方式
で転写した場合の組合せ配置を示すもので、X方向及び
X方向のいずれについても密接した配置となっている。
第8図、第1θ図、第12図、第14図、第16図及び
第18図は、いずれも被露光パターン領域12の平面図
形の他の例を示すもので、これらの平面図形についても
各図形毎に第4図乃至第6図から類推していくつかの配
置例が容易に考えられる。
第8図の12角形状平面図形は、X方向の3辺の長さを
いずれもaとし且つX方向の3辺の長さをいずれもbと
したもので、第9図に示すように密接した組合せ配置が
可能である。
第10図の12角形状平面図形は、X方向の3辺の長さ
をいずれもaとし且つX方向の3辺の長さをb、2b、
bとしたもので、第11図に示すように密接した組合せ
配置が可能である。
第12図の12角形状平面図形は、X方向の3辺の長さ
をいずれもaとし且つX方向の3辺の長さをb、3b、
bとしたもので、第13図に示すように密接した組合せ
配置が可能である。
第14図の12角形状平面図形は、X方向の3辺の長さ
をいずれもaとし且つX方向の3辺の長さをす、4b、
bとしたもので、第15図に示すように密接した組合せ
配置が可能である。
第16図の20角形状平面図形は、X方向の5辺の長さ
をa、a、2a、a、aとし且つX方向の5辺の長さを
す、b、2b、b、bとしたもので、第17図に示すよ
うに密接した組合せ配置が可能である。
第18図の28角形状平面図形は、X方向の7辺の長さ
をa、a、a、2a、a、a、aとし且つX方向の7辺
の長さをす、b、b、2b、b、b、bとしたもので、
第18図に示すように密接した組合せ配置が可能である
第3図、第8図、第1θ図、第12図、第14図、第1
6図又は第18図に示したような被露光パターン領域1
2についても、その周囲に遮光材を被着して方形状の輪
郭形状を有する遮光領域を形成し、第1図で述べたと同
様にして露光処理を行なうことができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、被転写パターン領域
を多角形状としてより多くのチップ内パターン領域を配
置するようにしたので、露光1回当りの転写面積が拡大
され、スループットが向上する効果が得られるものであ
る。
また、有効露光領域は拡大しなくてよいので。
特に大口径の露光装置を用いなくてよいこと。
マスク基板では位置合せマーク、ペリクル付きフレーム
等の設置スペースを十分とれることなどの利点もある。
その上、被転写パターン領域の周囲に方形状の輪郭形状
の透過阻止領域を設けたので、従来の絞り機構のままで
パターン転写を行なえる利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例によるホトマスク上方の
遮光部材配置を示す上面図、 第2図は、第1図のマスクパターンの転写例を示すウェ
ハ上面図、 第3図は、被露光パターン領域の平面図形の一例を示す
図。 第4図乃至第6図は、被露光パターン領域内におけるチ
ップ内パターン領域の異なる配置例をそれぞれ示す平面
図、 第7図は、第3図の図形の組合せ配置を示す平面図、 第8図、第1θ図、第12図、第14図、第16図及び
第18図は、被露光パターン領域の平面図形の他の例を
それぞれ示す図、 第9図、第11図、第13図、第15図、第17図及び
第19図は、それぞれ第8図、第1O図、第12図、第
14図、第16図及び第18図の図形の組合せ配置を示
す平面図、 第20図は、従来例によるホトマスク上方の遮光部材配
置を示す上面図、 第21図は、投影露光系の一例を示す図、第22図は、
第20図のマスクパターンの転写例を示すウェハ上面図
である。 lO・・・ホトマスク、12・・・被露光パターン領域
、14・・・遮光領域、20・・・ランプ、22・・・
ミラー%24・・・コンデンサレンズ、26・・・絞り
機構、28・・・投影レンズ、30・・・ウェハ、p−
s・・・遮光部材、A−L。 B、−B、・・・チップ内パターン領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、マスク基板上に被転写パターン領域を形成して成る
    マスクに対して絞り機構に設けられた開口サイズ可変の
    方形状の絞り孔を介して転写用のエネルギー線を照射し
    、前記マスクを透過したエネルギー線により前記被転写
    パターン領域のパターン像をウェハ上のレジスト層に転
    写することを含むパターン転写方法において、 前記被転写パターン領域は、各々方形状でほぼ同一サイ
    ズの多数のチップ内パターン領域を直交行列的に配置し
    て成り、 この直交行列的な配置の輪郭に対応する前記被転写パタ
    ーン領域の平面図形は、行方向及び列方向について各方
    向毎に2等分可能であり且つ各2等分線毎にその両側の
    部分図形が該2等分線に関して対称である12角形以上
    の多角形をなしてお前記マスク基板上には、前記エネル
    ギー線の透過を阻止する材料を前記被転写パターン領域
    を取囲むように被着して方形状の輪郭形状を有する透過
    阻止領域が形成されており、 前記絞り孔の開口サイズを該絞り孔の開口端ぼけが前記
    透過阻止領域内に投影されるように定めた状態でパター
    ン転写を行なうことを特徴とするパターン転写方法。 2、マスク基板上に被転写パターン領域を形成して成る
    パターン転写用マスクにおいて、 前記被転写パターン領域は、各々方形状でほぼ同一サイ
    ズの多数のチップ内パターン領域を直交行列的に配置し
    て成り、 この直交行列的な配置の輪郭に対応する前記被転写パタ
    ーン領域の平面図形は、行方向及び列方向について各方
    向毎に2等分可能であり且つ各2等分線毎にその両側の
    部分図形が該2等分線に関して対称である12角形以上
    の多角形をなしており、 前記マスク基板上には、前記エネルギー線の透過を阻止
    する材料を前記被転写パターン領域を取囲むように被着
    して方形状の輪郭形状を有する透過阻止領域が形成され
    ていることを特徴とするパターン転写用マスク。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103019039A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 夏普株式会社 用于曝光的掩模版、曝光方法以及半导体晶片的生产方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103019039A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 夏普株式会社 用于曝光的掩模版、曝光方法以及半导体晶片的生产方法
JP2013080196A (ja) * 2011-09-22 2013-05-02 Sharp Corp 露光用レチクル、露光方法および半導体ウエハの製造方法

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