JPH088161A - 転写シミュレータ装置 - Google Patents

転写シミュレータ装置

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JPH088161A
JPH088161A JP6136909A JP13690994A JPH088161A JP H088161 A JPH088161 A JP H088161A JP 6136909 A JP6136909 A JP 6136909A JP 13690994 A JP13690994 A JP 13690994A JP H088161 A JPH088161 A JP H088161A
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JP
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mask
light
light receiving
liquid crystal
wavelength
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JP6136909A
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Naohisa Tamada
尚久 玉田
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスクパターンの補正,マスクパターン欠陥
の検査などが容易に行なえる転写シミュレータ装置を提
供する。 【構成】 転写シミュレータ装置は、波長λ2の照明光
源と、コンデンサレンズ2と、投影レンズ6と、投影レ
ンズ絞り7と、受光素子13と、データ処理装置14
と、液晶マスク12と、液晶制御装置15とを備える。
照明光源1の波長λ2は、実際の露光装置における照明
光源から発せられる光の波長λ1よりも大きいものであ
る。受光素子13はデータ処理装置14に接続され、液
晶マスク12は液晶制御装置15に接続される。データ
処理装置14と液晶制御装置15とは接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路の製
造工程において行なわれるパターン露光の検証を行なう
ための転写シミュレータ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、デバイスの高集積化の要求はます
ます高まってきている。それに伴い、半導体集積回路に
おけるパターンの微細化が要求されてきている。半導体
集積回路の製造工程には、半導体集積回路におけるパタ
ーンを形成する際の1つの工程として露光工程がある。
図5は、このような露光工程において用いられる従来の
縮小投影露光装置の概略構成を示す模式図である。
【0003】図5を参照して、縮小投影露光装置は、波
長λ1の光を発する照明光源11と、この照明光源11
下に配置されたコンデンサレンズ2と、コンデンサレン
ズ2下に配置されたマスクホルダ5と、マスクホルダ5
下に配置された投影レンズ6および投影レンズ絞り7
と、ウェハステージ10とを有する。マスクホルダ5上
には所定のマスクパターン4が形成されたフォトマスク
3が載置される。ウェハステージ10上には、所定のレ
ジストパターン9が形成される露光基板8が載置され
る。
【0004】上記の構成を有する露光装置において、照
明光源11から発せられた光は、コンデンサレンズ2,
フォトマスク3,投影レンズ6および投影レンズ絞り7
を透過して露光基板8上に照射される。このとき、露光
基板8表面には、レジストなどの感光性材料が塗布され
ている。この感光性材料に、上記の光が照射される。そ
して、現像工程を経て、露光基板8の表面にレジストパ
ターン9が形成されることになる。このレジストパター
ン9を用いて、半導体集積回路における種々のパターン
形成が行なわれる。
【0005】上述のように、パターンの微細化に伴い、
上記のレジストパターン9にも微細なパターン形状が要
求される。このような微細なレジストパターン9を形成
するための一手法として、i線などの短波長の光を使用
する手法を挙げることができる。このi線の波長λは、
365nm程度である。このように短波長のi線などの
光を使用することによって、微細なパターンの形成が可
能となる。今後さらに微細なパターンを形成するには、
このi線よりもさらに短波長の光を使用することが考え
られる。
【0006】上記のように短波長の光を用いて露光を行
なう場合には、実際に露光されるパターンの光強度を受
光素子などによって電気信号化することは困難であっ
た。そのため、マスク上の欠陥を調べる方法としては、
ブロードバンド光による画像処理を使用した方法やレー
ザ光をマスクに当て散乱光を検知する方法などが用いら
れてきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、半透明な欠陥や高さのごく微小な欠陥は検出
することが困難であった。そのため、実際にレジストに
パターンを転写することによって、マスクの欠陥を発見
しようとしていた。
【0008】しかし、実際にマスクパターンをレジスト
に転写してマスクの欠陥を発見する方法も煩雑であり、
パターンの微細化,複雑化,露光領域の広域化によって
欠陥の発見を難しくしていた。また、露光パターンの微
細化,複雑化,露光領域の広域化により、露光前に予め
露光が困難な場所の検討をつけなければ、正常に露光で
きていないところを発見するのは困難なものとなってき
ている。
【0009】さらに、パターンの微細化に伴いマスクパ
ターンをレジストに転写する際に、同一マスク上の異な
るパターンを同一の露光量で目標寸法にすることが困難
となってきている。そのため、予めマスク上のパターン
寸法を調整する必要も出てきている。さらに、上述のよ
うな短波長の光を用いる露光装置において用いられるレ
ンズも高価なものを使用する必要があった。
【0010】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものである。この発明の目的は、マスク欠
陥が容易に発見でき、かつ露光パターンの検証が容易と
なる安価な転写シミュレータ装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に従う転写シミ
ュレータ装置は、一つの局面では、第1の波長λ1の光
を用い第1の開口数NA1の光学系を有する露光装置に
よって行なわれるパターン露光の検証を行なうための転
写シミュレータ装置であることを前提とする。この転写
シミュレータ装置は、1つの局面では、光源と、マスク
と、第1と第2の光学系と、受光素子と、データ処理装
置とを備える。光源は、第1の波長λ1より長波長であ
る第2の波長λ2の光を発する。マスクは、光源下に配
置される。第1と第2の光学系は、光源下においてマス
クを上下から挟むように配置され、(λ2/λ1)×N
A1で表わされる第2の開口数NA2を有する。第2の
光学系は、マスク下に位置する。受光素子は、この第2
の光学系下に配置される。データ処理装置は、受光素子
に接続され、受光素子によって検知されたデータを処理
する。なお、本明細書において、「受光素子」とは、C
CD(Charge Coupled Device ),撮像管など照射され
た光を検知して電気信号に変換しうる素子のことを称す
るものとする。
【0012】この発明に従う転写シミュレータ装置は、
他の局面では、第1と第2の光源と、マスクと、第1と
第2の光学系と、第3と第4の光学系と、第1と第2の
受光素子と、データ処理装置とを備える。第1と第2の
光源は、第1の波長λ1よりも長波長である第2の波長
λ2の光を発する。マスクは、第1および第2の光源下
に配置され、このマスクには同一形状の第1と第2のパ
ターンが形成される。第1と第2の光学系は、第1の光
源下において第1のパターンを上下から挟むように配置
され、(λ2/λ1)×NA1で表わされる第2の開口
数NA2を有する。第2の光学系はマスク下に配置され
る。第3と第4の光学系は、第2の光源下において第2
のパターンを上下から挟むように配置され、(λ2/λ
1)×NA1で表わされる第2の開口数NA2を有す
る。第4の光学系はマスク下に配置される。第1の受光
素子は第2の光学系下に配置される。第2の受光素子は
第4の光学系下に配置される。データ処理装置は、第1
と第2の受光素子に接続され、この第1と第2の受光素
子によって検知されたデータを比較する。
【0013】
【作用】この発明に従う転写シミュレータ装置によれ
ば、一つの局面では、実際に露光に使用される光の波長
よりも長波長の光を使用している。これは、転写シミュ
レータ装置内の光学系の開口数を調整することによって
このような長波長の光の使用が可能となる。このよう
に、長波長の光を使用することによって、CCD,撮像
管などの受光素子によって露光された光の強度を検知す
ることが可能となる。このように検知されたデータは、
データ処理装置に送られる。そして、このデータ処理装
置内で、実際に露光されるべきパターンデータと、上記
の受光素子によって検知されたデータとを比較する。そ
れにより、容易にマスク欠陥あるいは露光パターンの欠
陥の発見あるいは修正をすることが可能となる。
【0014】この発明に従う転写シミュレータ装置によ
れば、他の局面では、マスク上に同一形状の第1と第2
のパターンが形成されている。この第1と第2のパター
ンに従った露光パターンが、第1と第2の受光素子によ
ってそれぞれ検知される。この第1と第2の受光素子
は、ともに同一のデータ処理装置に接続されている。そ
れにより、上記の第1と第2の受光素子によって検知さ
れたデータ同士を比較することが可能となる。それによ
り、マスク欠陥を検知することが可能となるとともに、
欠陥サイズの許容度をも判定することが可能となる。
【0015】
【実施例】以下、この発明に従う実施例について、図1
〜図4を用いて説明する。
【0016】(第1実施例)まず、図1を用いて、この
発明に従う第1の実施例について説明する。図1は、こ
の発明に従う第1の実施例における転写シミュレータ装
置の概略構成を示す模式図である。
【0017】図1を参照して、転写シミュレータ装置
は、波長λ2の光を発する照明光源1と、コンデンサレ
ンズ2と、投影レンズ6と、投影レンズ絞り7と、受光
素子13と、データ処理装置14と、液晶マスク12
と、液晶制御装置15とを備える。
【0018】照明光源1から発せられる光の波長λ2
は、実際に露光に用いられる光の波長λ1よりも長いも
のである。具体的には、波長λ2は、400nm〜50
0nm程度以上のものである。照明光源1としては、水
銀ランプなどを用いることができる。このような比較的
長波長の光を使用することによって、露光された光をC
CDなどの受光素子13によって検知することが可能と
なる。
【0019】コンデンサレンズ2と投影レンズ6の開口
数NA2は、次の式で表わされる。 NA2=(λ2/λ1)×NA1 このように、コンデンサレンズ2および投影レンズ6の
開口数NA2を規定することによって、これらは、実際
に露光が行なわれる露光装置のコンデンサレンズ2と投
影レンズ6に対して数学的に等価なものとなる。それに
より、実際の露光に用いられる光の波長よりも長波長の
光を使用して、実際の露光現象に極めて近い現象を再現
可能な転写シミュレータ装置が得られる。
【0020】液晶マスク12は、液晶により構成される
マスクである。液晶マスク12には、この液晶マスク1
2に形成されるパターン形状を制御するための液晶制御
装置15が接続される。この液晶制御装置15を有する
ことによって、液晶マスク12に形成されるパターン形
状を種々のものに容易に変更することが可能となる。こ
の液晶制御装置15は、データ処理装置14に接続され
ている。データ処理装置14は、受光素子13に接続さ
れる。
【0021】以上のような構成を有する転写シミュレー
タ装置を用いて実際にシミュレータを行なう際には、ま
ず、所定形状のパターンが形成された液晶マスク12を
所定位置に設置する。そして、照明光源1によって、実
際の露光波長λ1よりも長波長の波長λ2の光を照射す
る。この光は、コンデンサレンズ2を透過して液晶マス
ク12に照射される。そして、さらに、投影レンズ6お
よび投影レンズ絞り7を透過して、液晶マスク12のパ
ターンに従った光が受光素子13に照射される。そし
て、受光素子13によって結像した光強度を検知する。
このようにして受光素子13によって検知されたデータ
をデータ処理装置14に送り込む。このとき、データ処
理装置14には予め実際に露光を行ないたいパターンデ
ータが記憶されている。このパターンデータと、受光素
子13によって検知されたデータとを比較する。そし
て、パターンデータと検知データとがずれていた場合に
は、その補正値を計算して液晶制御装置15にそのデー
タをフィードバックする。そして、このデータに応じ
て、液晶制御装置15によって、液晶マスク12のマス
クパターン4の形状を適宜修正する。このとき、液晶1
2には、次の式で表わされるサイズのマスクパターンが
形成されることになる。
【0022】(実際に露光したいパターンデータのサイ
ズ)×(λ2/λ1)×(本光学系の投影倍率) 以上のようにして、受光素子13を用いて露光された光
のパターンを検知し、それをフィードバックするといっ
た動作が繰り返される。それにより、実際に露光したい
パターンデータが得られるように、マスクパターン形状
を補正することが可能となる。その結果、実際に露光さ
れたときの光学的要因によるレジスト寸法のずれを引起
こさないようなマスクパターンを有するフォトマスクを
容易に形成することができる。
【0023】(第2実施例)次に、図2を用いて、この
発明に従う第2の実施例について説明する。図2は、こ
の発明に従う第2の実施例における転写シミュレータ装
置を示す模式図である。
【0024】図2を参照して、本実施例における転写シ
ミュレータ装置では、マスクホルダ5が設けられてい
る。そして、このマスクホルダ5上には、上記の第1の
実施例における転写シミュレータ装置を用いてマスクパ
ターンが補正されたフォトマスク3が載置される。ま
た、本実施例においては、液晶マスク12および液晶制
御装置15は設けられていない。それ以外の構造に関し
ては図1に示される第1の実施例における転写シミュレ
ータ装置と同様である。
【0025】上記のようにマスクホルダ5上にフォトマ
スク3を載置して露光シミュレーションを行なうことに
よって、フォトマスク3のマスクパターン4が、目標ど
おり製造されたかどうかを検証することが可能となる。
つまり、マスクパターンの補正後の検証を行なうことが
可能となる。
【0026】(第3実施例)次に、この発明に従う第3
の実施例における転写シミュレータ装置について説明す
る。図3は、この発明に従う第3の実施例における転写
シミュレータ装置の概略構成を示す模式図である。
【0027】図3を参照して、本実施例における転写シ
ミュレータ装置は、波長λ2の光を発する光源1a,1
bと、コンデンサレンズ2a,2bと、フォトマスク3
と、投影レンズ6a,6bと、投影レンズ絞り7a,7
bと、受光素子13a,13bとを有する。そして、マ
スクホルダ5上には、同一形状のマスクパターン4a,
4bを有するフォトマスク3が載置される。
【0028】上記の転写シミュレータ装置によれば、同
一のマスクパターンによる2種類のデータが、受光素子
13a,13bによってそれぞれ検知される。そして、
データ処理装置14によってこの2種類のデータを比較
することによって、マスクパターンの欠陥を比較検査す
ることが可能となる。また、このとき、転写シミュレー
タ装置に用いられている光学系が実際に露光を行なう露
光装置の光学系と等価なものであるため、欠陥サイズの
許容度をも含めて判定することも可能となる。
【0029】(第4実施例)次に、図4を用いて、この
発明に従う第4の実施例における転写シミュレータ装置
について説明する。図4は、この発明に従う第4の実施
例における転写シミュレータ装置の概略構成を示す模式
図である。
【0030】図4を参照して、本実施例における転写シ
ミュレータ装置においては、受光素子13を上下方向に
移動させる昇降装置16が設けられている。この昇降装
置16はデータ処理装置14に接続されている。それ以
外の構造に関しては図2に示される第2の実施例におけ
る転写シミュレータ装置と同様である。
【0031】上記のように、昇降装置16を設けること
によって、受光素子13を上下方向に移動させることが
可能となる。それにより、パターンの焦点深度を見積る
ことが可能となる。具体的には、(実際の基板上で動か
した高さ)×(λ1/λ2)で示される量だけ、受光素
子13を高さ方向に移動させることによって、実際の基
板上での高さ方向の許容値を事前に見積ることが可能と
なる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、実際に露光に用いられる波長よりも長波長の光を用
いて露光を行なうので、受光素子によってその露光パタ
ーンを検知することが可能となる。このとき、転写シミ
ュレータ装置に用いられる光学系は、実際の露光装置に
用いられる光学系と等価なものであるため、実際の露光
装置と近似した結果が得られる。以上のことより、従来
例のように、実際にレジストに転写することなく、マス
クパターンの補正,マスクパターン欠陥の検査,パター
ンの焦点深度の見積りなどの作業を行なうことが可能と
なる。その結果、前述の作業を従来例よりも容易に行な
うことが可能となる。また、比較的長波長の光を用いる
ので、転写シミュレータ装置に用いる光学系を従来例よ
りも安価なものとすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に従う第1の実施例における転写シ
ミュレータ装置を示す模式図である。
【図2】 この発明に従う第2の実施例における転写シ
ミュレータ装置を示す模式図である。
【図3】 この発明に従う第3の実施例における転写シ
ミュレータ装置を示す模式図である。
【図4】 この発明に従う第4の実施例における転写シ
ミュレータ装置を示す模式図である。
【図5】 従来の縮小投影露光装置の概略構成を示す模
式図である。
【符号の説明】
1,11 照明光源、2 コンデンサレンズ、3 フォ
トマスク、4 マスクパターン、5 マスクホルダ、6
投影レンズ、7 投影レンズ絞り、8 露光基板、9
レジストパターン、10 ウェハステージ、12 液
晶マスク、13受光素子、14 データ処理装置、15
液晶制御装置、16 昇降装置。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の波長λ1の光を用い第1の開口数
    NA1の光学系を有する露光装置によって行なわれるパ
    ターン露光の検証を行なうための転写シミュレータ装置
    であって、 前記第1の波長λ1より長波長である第2の波長λ2の
    光を発する光源と、 前記光源下に配置されたマスクと、 前記光源下において前記マスクを上下から挟むように配
    置され、(λ2/λ1)×NA1で表わされる第2の開
    口数NA2を有する第1と第2の光学系と、 前記第2の光学系下に配置された受光素子と、 前記受光素子に接続され、前記受光素子によって検知さ
    れたデータを処理するためのデータ処理装置と、を備え
    た転写シミュレータ装置。
  2. 【請求項2】 前記マスクは、液晶により構成される液
    晶マスクであり、 前記液晶マスクには、前記データ処理装置で処理された
    データに基づいて前記液晶マスクのパターン形状を制御
    する液晶制御装置が接続される、請求項1に記載の転写
    シミュレータ装置。
  3. 【請求項3】 前記転写シミュレータ装置は、さらに、
    前記受光素子を上下に移動させるための移動手段を備え
    る、請求項1に記載の転写シミュレータ装置。
  4. 【請求項4】 第1の波長λ1の光を用い第1の開口数
    NA1の光学系を有する露光装置によって行なわれるパ
    ターン露光の検証を行なうための転写シミュレータ装置
    であって、 前記第1の波長λ1よりも長波長である第2の波長λ2
    の光を発する第1と第2の光源と、 前記第1および第2の光源下に配置され、同一形状の第
    1と第2のパターンが形成されたマスクと、 前記第1の光源下において前記第1のパターンを上下か
    ら挟むように配置され、(λ2/λ1)×NA1で表わ
    される第2の開口数NA2を有する第1と第2の光学系
    と、 前記第2の光源下において前記第2のパターンを上下か
    ら挟むように配置され、(λ2/λ1)×NA1で表わ
    される第2の開口数NA2を有する第3と第4の光学系
    と、 前記第2と第4の光学系下にそれぞれ配置された第1と
    第2の受光素子と、 前記第1と第2の受光素子に接続され、前記第1と第2
    の受光素子によって検知されたデータを比較するための
    データ処理装置と、を備えた転写シミュレータ装置。
JP6136909A 1994-06-20 1994-06-20 転写シミュレータ装置 Withdrawn JPH088161A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002039189A1 (fr) * 2000-11-10 2002-05-16 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Dispositif de transfert de motif comportant un projecteur pour circuits imprimes
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