JPH05335214A - 光投影露光方法 - Google Patents
光投影露光方法Info
- Publication number
- JPH05335214A JPH05335214A JP4141755A JP14175592A JPH05335214A JP H05335214 A JPH05335214 A JP H05335214A JP 4141755 A JP4141755 A JP 4141755A JP 14175592 A JP14175592 A JP 14175592A JP H05335214 A JPH05335214 A JP H05335214A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- modified illumination
- photomask
- line
- elements
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造などでの微細加工における
フォトリソグラフィでの光投影露光方法に関し、デバイ
スパターン(フォトマスクパターン)に最適な変形照明
方式で投影露光する方法を提供する。 【構成】 変形照明系、フォトマスク4、投影レンズか
らなる露光装置を用いて、該フォトマスクのパターンを
基板6上のレジストに投影露光する方法において、変形
照明光源に、光軸を点対称軸とした4つ要素32を有す
る変形照明33を用いて、フォトマスク4のパターンの
ライン方向に応じて、4つ要素32のうちで、最短距離
にある2つの要素を結ぶ線が、パターンのライン方向と
平行ないし垂直であるように、変形照明33を回転配置
するように構成する。
フォトリソグラフィでの光投影露光方法に関し、デバイ
スパターン(フォトマスクパターン)に最適な変形照明
方式で投影露光する方法を提供する。 【構成】 変形照明系、フォトマスク4、投影レンズか
らなる露光装置を用いて、該フォトマスクのパターンを
基板6上のレジストに投影露光する方法において、変形
照明光源に、光軸を点対称軸とした4つ要素32を有す
る変形照明33を用いて、フォトマスク4のパターンの
ライン方向に応じて、4つ要素32のうちで、最短距離
にある2つの要素を結ぶ線が、パターンのライン方向と
平行ないし垂直であるように、変形照明33を回転配置
するように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造など
での微細加工におけるフォトリソグラフィに関し、より
詳しくは、光リソグラフィーでの光投影露光方法に関す
る。超LSIなどの半導体装置での高集積化・微細加工
の進展はリソグラフィー技術改良に大きく依存してお
り、その中でも光を用いた光リソグラフィーは量産に適
し、経済性の理由からも採用されており、さらに改良の
ための研究開発が行われている。
での微細加工におけるフォトリソグラフィに関し、より
詳しくは、光リソグラフィーでの光投影露光方法に関す
る。超LSIなどの半導体装置での高集積化・微細加工
の進展はリソグラフィー技術改良に大きく依存してお
り、その中でも光を用いた光リソグラフィーは量産に適
し、経済性の理由からも採用されており、さらに改良の
ための研究開発が行われている。
【0002】
【従来の技術】光投影露光技術での解像度を高めるため
に、レンズの開口度(NA)を高くすることや光源の波
長を短くすることが重要である。一方、焦点深度はNA
の増大とともに減少することになる。そこで、限界解像
度および焦点深度を向上させる変形照明法(斜め入射の
照明法)が最近注目されている(例えば、日経マイクロ
デバイス、No. 82、1992年4月号、pp.28-37参
照)。
に、レンズの開口度(NA)を高くすることや光源の波
長を短くすることが重要である。一方、焦点深度はNA
の増大とともに減少することになる。そこで、限界解像
度および焦点深度を向上させる変形照明法(斜め入射の
照明法)が最近注目されている(例えば、日経マイクロ
デバイス、No. 82、1992年4月号、pp.28-37参
照)。
【0003】それ以前の従来照明法では露光装置の光軸
と一致した円形穴(絞りアパーチャ)からフォトマスク
(レチクル)への照明光は垂直入射である。投影光学系
の解像限界に近い微細なパターンを形成する場合、基本
的にはフォトマスクから出た0次光、+1次光および−
次光の3光束で結像させているが、変形照明法では絞り
の穴の位置が光軸からずらされており、穴からの照明光
はフォトマスクに対して斜めに入射し、フォトマスクか
ら出た0次光および+1次光の2光束で結像させてい
る。焦点位置では従来照明法の方がコントラストが高い
が、デフォーカス位置では変形照明法の方がコントラス
トが高くなり、総合的に焦点深度および解像度が向上す
る。
と一致した円形穴(絞りアパーチャ)からフォトマスク
(レチクル)への照明光は垂直入射である。投影光学系
の解像限界に近い微細なパターンを形成する場合、基本
的にはフォトマスクから出た0次光、+1次光および−
次光の3光束で結像させているが、変形照明法では絞り
の穴の位置が光軸からずらされており、穴からの照明光
はフォトマスクに対して斜めに入射し、フォトマスクか
ら出た0次光および+1次光の2光束で結像させてい
る。焦点位置では従来照明法の方がコントラストが高い
が、デフォーカス位置では変形照明法の方がコントラス
トが高くなり、総合的に焦点深度および解像度が向上す
る。
【0004】変形照明での光投影露光装置(図1)は、
光源35、集光ミラー36、ハエの目レンズ1および照
明レンズ2からなる照明系3、所定のパターン10付き
フォトマスク4、投影レンズ5およびレジスト層付き基
板6からなる従来の光投影露光装置において、例えば、
光源36とフォトマスク4との間に、中心部が遮光して
光軸からずれた位置に穴(透穴)を備えた絞り(以下、
変形照明絞りと呼ぶ)7を配置したものである。変形照
明絞り7は光源とレンズ2との間に配置する。そして、
変形照明絞り(アパーチャー)7における穴形状とし
て、輪帯穴としたものや点対称の4つ穴8(図2)とし
たものが知られている。
光源35、集光ミラー36、ハエの目レンズ1および照
明レンズ2からなる照明系3、所定のパターン10付き
フォトマスク4、投影レンズ5およびレジスト層付き基
板6からなる従来の光投影露光装置において、例えば、
光源36とフォトマスク4との間に、中心部が遮光して
光軸からずれた位置に穴(透穴)を備えた絞り(以下、
変形照明絞りと呼ぶ)7を配置したものである。変形照
明絞り7は光源とレンズ2との間に配置する。そして、
変形照明絞り(アパーチャー)7における穴形状とし
て、輪帯穴としたものや点対称の4つ穴8(図2)とし
たものが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】フォトマスク3でのパ
ターンが、例えば、図3に示すような図面上で水平部分
11A、垂直部分11Bおよび斜め部分11Cを有しか
つラインアンド(&)スペースが微細化で0.3μm程度
に細くかつ狭い寸法となっているパターンをけいせいす
る場合において、以前の図10に示す形状の照明を用い
た光投影露光方法で基板上のレジスト層を露光し、現像
すると、図4に示すように解像度の向上が図れずに(解
像度が低くて)一本の太いレジスト層ライン12となっ
てしまう。また、図11に示した4分割変形照明33を
用いた変形照明法の光投影露光方法で基板上のレジスト
層を露光し、その際に、変形照明要素32の配置を要素
32のうちで、最短距離にある2つの穴を結ぶ線が、図
面上でパターンのライン方向と平行ないし垂直であるよ
うにし、そして現像すると、図5に示すように、図面上
で平行ないし垂直のパターンライン部分13Aおよび1
3Bは細いレジスト層ラインとして形成されるが、斜め
のパターンライン部分13Cが一体化して太いレジスト
層ラインとなってしまう。
ターンが、例えば、図3に示すような図面上で水平部分
11A、垂直部分11Bおよび斜め部分11Cを有しか
つラインアンド(&)スペースが微細化で0.3μm程度
に細くかつ狭い寸法となっているパターンをけいせいす
る場合において、以前の図10に示す形状の照明を用い
た光投影露光方法で基板上のレジスト層を露光し、現像
すると、図4に示すように解像度の向上が図れずに(解
像度が低くて)一本の太いレジスト層ライン12となっ
てしまう。また、図11に示した4分割変形照明33を
用いた変形照明法の光投影露光方法で基板上のレジスト
層を露光し、その際に、変形照明要素32の配置を要素
32のうちで、最短距離にある2つの穴を結ぶ線が、図
面上でパターンのライン方向と平行ないし垂直であるよ
うにし、そして現像すると、図5に示すように、図面上
で平行ないし垂直のパターンライン部分13Aおよび1
3Bは細いレジスト層ラインとして形成されるが、斜め
のパターンライン部分13Cが一体化して太いレジスト
層ラインとなってしまう。
【0006】このように一部にレジストパターンに解像
不良が生じるのは、図6に示すように、フォトマスク4
の斜め部分11Cへの照明光(13A、13Bおよび1
3C)がその上方の変形照明33の要素32から基本的
に3方向からとなるからである。そして、微細に解像で
きるのは、図7に示すように、フォトマスク4の水平部
分11A(または垂直部分11B)への照明光(14A
および14B)がその上方の変形照明33の要素32か
ら基本的に2方向からとなるからである。
不良が生じるのは、図6に示すように、フォトマスク4
の斜め部分11Cへの照明光(13A、13Bおよび1
3C)がその上方の変形照明33の要素32から基本的
に3方向からとなるからである。そして、微細に解像で
きるのは、図7に示すように、フォトマスク4の水平部
分11A(または垂直部分11B)への照明光(14A
および14B)がその上方の変形照明33の要素32か
ら基本的に2方向からとなるからである。
【0007】従って、4つ穴の変形照明絞りを固定して
いる限りは、個々のパターン形状に合わせた照明システ
ムとはなってなおらず、変形照明法での斜め入射の効果
を最大限に発揮させてはいない。本発明の目的は、4分
割変形照明を用いた場合で、デバイスパターン(フォト
マスクパターン)に最適な変形照明系かつ分割照明系で
投影露光する方法を提供することである。
いる限りは、個々のパターン形状に合わせた照明システ
ムとはなってなおらず、変形照明法での斜め入射の効果
を最大限に発揮させてはいない。本発明の目的は、4分
割変形照明を用いた場合で、デバイスパターン(フォト
マスクパターン)に最適な変形照明系かつ分割照明系で
投影露光する方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、変形照明
系、フォトマスク、投影レンズからなる露光装置を用い
て、該フォトマスクのパターンを基板上のレジストに投
影露光する方法において、前記変形照明系に、光軸を点
対称軸とした4分割した要素を有する変形照明を用い
て、前記フォトマスクのパターンのライン方向に応じ
て、該変形照明を回転させて露光を行うことを特徴とす
る光投影露光方法によって達成される。
系、フォトマスク、投影レンズからなる露光装置を用い
て、該フォトマスクのパターンを基板上のレジストに投
影露光する方法において、前記変形照明系に、光軸を点
対称軸とした4分割した要素を有する変形照明を用い
て、前記フォトマスクのパターンのライン方向に応じ
て、該変形照明を回転させて露光を行うことを特徴とす
る光投影露光方法によって達成される。
【0009】そして、フォトマスク毎に、変形照明での
4分割した要素のうちで、最短距離にある2つ要素を結
ぶ線が、前記パターンのライン方向と平行ないし垂直で
あるように、前記変形照明を回転配置することになる。
4分割した要素のうちで、最短距離にある2つ要素を結
ぶ線が、前記パターンのライン方向と平行ないし垂直で
あるように、前記変形照明を回転配置することになる。
【0010】
【作用】本願発明では、解像度を向上させたいパターン
毎に、そのライン方向に合わせて、該ラインを長手方向
から見て、2方向の斜め入射光となる様に4分割変形照
明を回転配置するので、変形照明法での斜め入射の効果
を十分に発揮させることができる。
毎に、そのライン方向に合わせて、該ラインを長手方向
から見て、2方向の斜め入射光となる様に4分割変形照
明を回転配置するので、変形照明法での斜め入射の効果
を十分に発揮させることができる。
【0011】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。例えば、DRA
Mにおいては、図8に示すように、活性領域21、ビッ
ト線22、ワード線23および蓄積キャパシタ24のパ
ターン配置となっている。それぞれのパターンに対応す
るレジストパターンを、図1の光投影露光装置(ステッ
パー)にて露光する。露光装置の変形照明は、図11に
示すような4分割光源を用いる。変形光源の作り方とし
ては、例えば、ハエの目レンズ1の後に図2に示すよう
な4つ穴のあいた絞り7を置くことにより、作ることが
できる。
様例によって本発明を詳細に説明する。例えば、DRA
Mにおいては、図8に示すように、活性領域21、ビッ
ト線22、ワード線23および蓄積キャパシタ24のパ
ターン配置となっている。それぞれのパターンに対応す
るレジストパターンを、図1の光投影露光装置(ステッ
パー)にて露光する。露光装置の変形照明は、図11に
示すような4分割光源を用いる。変形光源の作り方とし
ては、例えば、ハエの目レンズ1の後に図2に示すよう
な4つ穴のあいた絞り7を置くことにより、作ることが
できる。
【0012】活性領域21のパターンのみは図9に示す
ような繰返しパターンであり、これがフォトマスクのク
ロムパターンでもある。このパターン21は図面上で斜
めに延在しており、このパターンのライン方向に対し
て、変形照明33の4つの要素32のうちで最短距離に
ある2つの要素を結ぶ線が平行ないし垂直であるよう
に、該照明32を回転配置する。絞り7を用いる場合
は、絞りを回転させるだけでよい。これは、図6および
図7に示した変形照明32の配置のうちで、図6の場合
を採用することである。図12に示すように、斜めパタ
ーンがお互いに直交していない場合にも、この方法が適
用できる。この場合は、2つの斜めパターンの延在して
いる方向の中心線方向に、変形照明33の4つの要素3
2のうちで最短距離にある2つの要素を結ぶ線を一致さ
もるように変形照明33を回転させる。変形照明を回転
させることにより、水平・垂直方向に延在するパターン
への解像力向上効果は失われるが、図8に示すDRAM
の活性領域において、水平・垂直なパターンはセル以外
の領域にある。セル以外の領域はパターン寸法はモル部
よりも、大きく設計されるため、解像力向上の効果が失
われても問題にはならない。
ような繰返しパターンであり、これがフォトマスクのク
ロムパターンでもある。このパターン21は図面上で斜
めに延在しており、このパターンのライン方向に対し
て、変形照明33の4つの要素32のうちで最短距離に
ある2つの要素を結ぶ線が平行ないし垂直であるよう
に、該照明32を回転配置する。絞り7を用いる場合
は、絞りを回転させるだけでよい。これは、図6および
図7に示した変形照明32の配置のうちで、図6の場合
を採用することである。図12に示すように、斜めパタ
ーンがお互いに直交していない場合にも、この方法が適
用できる。この場合は、2つの斜めパターンの延在して
いる方向の中心線方向に、変形照明33の4つの要素3
2のうちで最短距離にある2つの要素を結ぶ線を一致さ
もるように変形照明33を回転させる。変形照明を回転
させることにより、水平・垂直方向に延在するパターン
への解像力向上効果は失われるが、図8に示すDRAM
の活性領域において、水平・垂直なパターンはセル以外
の領域にある。セル以外の領域はパターン寸法はモル部
よりも、大きく設計されるため、解像力向上の効果が失
われても問題にはならない。
【0013】そして、ビット線22、ワード線23およ
び蓄積キャパシタ24のそれぞれのパターンについて
は、図面上で水平方向または垂直方向に延在するパター
ンである。ビット線22ではほぼ水平なラインパターン
であり、ワード線23は垂直なラインパターンであり、
そして蓄積キャパシタ24は長手方向が垂直な矩形パタ
ーンである。これらの場合には、ライン方向に対して、
変形照明33の4つの要素32のうちで最短距離にある
2つの要素を結ぶ線が平行ないし垂直であるように、図
7に示した変形照明33の配置にする。変形照明33の
配置の変更は、光軸を中心として45度の回転で行え
る。
び蓄積キャパシタ24のそれぞれのパターンについて
は、図面上で水平方向または垂直方向に延在するパター
ンである。ビット線22ではほぼ水平なラインパターン
であり、ワード線23は垂直なラインパターンであり、
そして蓄積キャパシタ24は長手方向が垂直な矩形パタ
ーンである。これらの場合には、ライン方向に対して、
変形照明33の4つの要素32のうちで最短距離にある
2つの要素を結ぶ線が平行ないし垂直であるように、図
7に示した変形照明33の配置にする。変形照明33の
配置の変更は、光軸を中心として45度の回転で行え
る。
【0014】いずれの場合においても、光源にi線(波
長λ=0.365μm)を用い、開口度(NA)が0.5の
投影レンズで、ライン&スペースが0.3μmの解像度で
パターンを得ることができる。
長λ=0.365μm)を用い、開口度(NA)が0.5の
投影レンズで、ライン&スペースが0.3μmの解像度で
パターンを得ることができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る変形
照明方式の光投影露光方法によれば、パターン形状に応
じて最適の露光を行って解像度を高めたレジストパター
ン(所定のデバイスパターン)を得ることができる。
照明方式の光投影露光方法によれば、パターン形状に応
じて最適の露光を行って解像度を高めたレジストパター
ン(所定のデバイスパターン)を得ることができる。
【図1】変形照明方式の光投影露光装置の概略図であ
る。
る。
【図2】4つ穴の変形照明絞りの平面図である。
【図3】フォトマスクのラインパターンの部分平面図で
ある。
ある。
【図4】以前の光投影露光装置によるレジストラインパ
ターンの部分平面図である。
ターンの部分平面図である。
【図5】変形照明方式でのレジストラインパターンの部
分平面図である。
分平面図である。
【図6】変形照明方式での3方向入射光となる場合のフ
ォトマスクと絞りとの関係を示す概略図である。
ォトマスクと絞りとの関係を示す概略図である。
【図7】変形照明方式での2方向入射光となる場合(解
像度の良い場合)のフォトマスクと絞りとの関係を示す
概略図である。
像度の良い場合)のフォトマスクと絞りとの関係を示す
概略図である。
【図8】DRAMのパターンを示す概略部分平面図であ
る。
る。
【図9】DRAMの活性領域のパターンを示す概略部分
平面図である。
平面図である。
【図10】通常照明の形状を示す平面図である。
【図11】分割照明の形状を示す平面図である。
【図12】お互いに直交しない場合の分割照明の回転を
示す平面図である。
示す平面図である。
1…光源 3…照明系 4…フォトマスク 5…投影レンズ 6…基板 7…変形照明絞り 8…穴 11…クロムライン 12…太いレジスト層ライン 13A、13B…細いレジスト層ライン 13C…太いレジスト層ライン 21…活性領域パターン 22…ビット線パターン 23…ワード線パターン 31…通常照明形状 32…分割照明の要素 33…分割照明
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G02B 26/00 9226−2K
Claims (3)
- 【請求項1】 変形照明系、フォトマスク、投影レンズ
からなる露光装置を用いて、該フォトマスクのパターン
を基板上のレジストに投影露光する方法において、前記
変形照明系の光源に、光軸を点対称軸とした4つ要素
(32)を有する変形照明(33)を用いて、前記フォ
トマスク(4)のパターンのライン方向に応じて、該変
形照明(33)を回転させて露光を行うことを特徴とす
る光投影露光方法。 - 【請求項2】 前記変形照明(33)での4つ要素(3
2)のうちで、最短距離にある2つの要素を結ぶ線が、
前記パターンのライン方向と平行ないし垂直であるよう
に、前記変形照明(33)を回転配置することを特徴と
する請求項1記載の光投影露光方法。 - 【請求項3】 前記変形照明(33)での4つ要素(3
2)のうちで、最短距離にある2つの要素を結ぶ線が、
前記パターンのライン方向の中心線と一致するように、
前記変形照明(33)を回転配置することを特徴とする
請求項1記載の光投影露光方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4141755A JPH05335214A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 光投影露光方法 |
| US08/069,853 US5465220A (en) | 1992-06-02 | 1993-06-01 | Optical exposure method |
| EP93304280A EP0573281B1 (en) | 1992-06-02 | 1993-06-02 | Method for optimizing a light source profile in an optical exposure apparatus and optical exposure method in which a light source profile is set using such optimization method, in particular where the light is projected obliquely towards a mask |
| US08/510,128 US5607821A (en) | 1902-06-09 | 1995-08-01 | Optical exposure method |
| US08/734,790 US6045976A (en) | 1992-06-02 | 1996-10-25 | Optical exposure method |
| KR97041359A KR0136800B1 (en) | 1992-06-02 | 1997-08-27 | An optimization method for a light source profile |
| US09/500,527 US6420094B1 (en) | 1992-06-02 | 2000-02-09 | Optical exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4141755A JPH05335214A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 光投影露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335214A true JPH05335214A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15299443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4141755A Pending JPH05335214A (ja) | 1902-06-09 | 1992-06-02 | 光投影露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335214A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008124177A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Nikon Corp | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| JP2010092079A (ja) * | 2010-01-27 | 2010-04-22 | Nikon Corp | 液晶表示素子の製造方法及び露光装置 |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP4141755A patent/JPH05335214A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008124177A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Nikon Corp | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| JP2010092079A (ja) * | 2010-01-27 | 2010-04-22 | Nikon Corp | 液晶表示素子の製造方法及び露光装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010529 |