JPH06347999A - 露光用マスク - Google Patents

露光用マスク

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JPH06347999A
JPH06347999A JP14033993A JP14033993A JPH06347999A JP H06347999 A JPH06347999 A JP H06347999A JP 14033993 A JP14033993 A JP 14033993A JP 14033993 A JP14033993 A JP 14033993A JP H06347999 A JPH06347999 A JP H06347999A
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JP
Japan
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light
optical axis
pellicle film
incident
reflected light
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Application number
JP14033993A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Yamagami
正宏 山上
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06347999A publication Critical patent/JPH06347999A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting

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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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】露光装置における反射光による悪影響を減少さ
せ、ホトリソグラフィ工程での歩留を向上させること。 【構成】縮小投影露光用のレチクル1のパターン3形成
部を覆うペリクル膜5をガラス基板2に対して傾斜させ
て用いる。 【効果】光学系の光軸周辺部から入射した光の反射光を
光軸周辺部から分散させることができるので、半導体基
板上のホトレジストの光軸周辺部が反射光によって集中
的に感光せず、現像後のホトレジスト残膜の厚さのバラ
ツキを減少させることができる。従ってホトリソグラフ
ィ工程での歩留を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造技術に
関し、特に半導体基板に回路パターンを形成するための
ホトリソグラフィー技術に用いるホトマスクやレチクル
に利用して有効なものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置製造技術のうち、半導体基板
に所望の回路パターンを形成する技術として、ホトリソ
グラフィー技術がある。この技術は、パターンの形成さ
れたマスクに光を透過させ、ホトレジストと称する感光
剤が塗布された半導体基板にマスクパターンを転写する
技術である。この技術に用いられるホトマスクやレチク
ル(以下、単にマスクと称する)には、従来から異物の
付着を防止するための防塵カバーであるペリクル膜が装
着される。図4にマスク13の断面構造図を示す。マス
ク13はガラス基板上14に光を遮断する物質、例えば
クロムや酸化クロムによって回路配線等のパターン15
が形成されている。ガラス基板14のパターン15形成
部を囲むように、フレーム16が接着剤等によってガラ
ス基板14に接着されている。フレーム16の上面に
は、ペリクル膜17がガラス基板14上に形成されたパ
ターン15を覆うように、その周縁部が接着剤等によっ
て接着されている。ペリクル膜17はガラス基板14に
平行に装着されており、図5に示すように、マスク13
を露光装置18にセットする際は、光学系の光軸19と
マスク13のパターン15が描画されている面が直角と
なるようにセットする。そのため、ペリクル膜17と露
光装置18の光軸19とは直角となっている。
【0003】尚、ペリクルに関しては、例えば特開昭6
0−57841号公報等に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ホトリソグラフィー技
術において、光学系構成要素のうち、光が透過するもの
は、レンズ、マスク、ペリクル膜、半導体基板に塗布さ
れたホトレジストなどがあるが、それらの表面の反射率
はゼロではない。従って、マスクのパターンを露光する
際には、レンズやホトレジストの表面で反射した光がペ
リクル膜やマスク等の表面で更に反射し、また半導体基
板側へ戻ることを繰り返す。このように多重反射を繰り
返す際、反射光は半導体基板上に塗布されたホトレジス
ト等の感光剤を感光させる。光が反射する角度によって
は、パターンが投影される部分をも感光させてしまう。
図5に示すように、ガラス基板14、ペリクル膜17、
半導体基板20は互いに平行であり、光学系の光軸19
とは直角となっている。レンズ22表面は曲面となって
おり、光軸19に近づくにつれレンズ22表面と光軸1
9との関係は直角に近づいている。ペリクル膜17との
関係を言えば、レンズ22表面が光軸19に近いほど、
ペリクル膜17とレンズ22表面とは平行の関係に近づ
く。図6に示すように、マスク13から入射した入射光
23はレンズ22表面に対し直角に近い角度で入射す
る。特に光軸19付近でレンズ22に入射した入射光2
3はレンズ22を透過するとともに、その一部が反射光
24となりレンズ22表面で直角に近い反射角で反射
し、ペリクル膜17に対し直角に近い角度で入射する。
更にペリクル膜17で直角に近い反射角で反射した反射
光24はレンズ22を透過して半導体基板20の光軸1
9周辺部に入射する。このように光軸19周辺では反射
角が直角に近いため、反射光24が分散せず、光軸19
周辺に集中してしまう。そのため、光軸19周辺に集中
する反射光24がレンズ22を透過すると、図7(a)
に示すように半導体基板20における光軸19周辺部で
も反射光24が集中するため、ホトレジスト21も集中
的に感光し、レジスト残膜予定部21aも感光してしま
う。従って、レジスト現像後の投影パターンのレジスト
残膜21bが光軸19周辺部で薄くなってしまうという
問題が生じている(図7(b))。このようなレジスト
残膜21bの厚さのバラツキは、後のエッチング工程に
影響を与え、ホトリソグラフィ工程での歩留低下の要因
のひとつとなっている。
【0005】そこで本発明は、露光装置における反射光
による悪影響を減少させ、ホトリソグラフィ工程での歩
留を向上させることを目的とする。
【0006】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになる
であろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
のとおりである。すなわち、露光用マスクのパターン形
成部を覆うペリクル膜を基板に対して傾斜させるもので
ある。
【0008】
【作用】上記手段によると、光軸周辺部を基板に対して
直角に近い入射角で入射した光が、レンズ表面で直角に
近い反射角で反射して、ペリクル表面に入射すると、ペ
リクル表面はマスク表面に対して傾斜しているため、ペ
リクル表面への入射角はレンズ表面での反射角より小さ
くなり、ペリクル表面での反射角も小さくなる。従っ
て、光軸周辺部に入射した光の反射光は光軸周辺部から
分散するため、半導体基板上では反射光によってホトレ
ジストが光軸付近で集中的に感光せず、レジスト残膜の
厚さのバラツキを減少させる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の露光用マスクの一実施例を縮
小投影露光装置に用いた例について説明する。図1
(a)は露光用マスクの一つであるレチクル1の斜視図
である。レチクルは、チップパターンの拡大されたもの
が1枚に2チップから4チップ分形成されており、縮小
投影露光装置で縮小して半導体基板に転写するものであ
る。レチクル1はガラス基板2上に光を遮断する物質、
例えばクロムや酸化クロムによって回路配線等のパター
ン3が形成されている。ガラス基板2のパターン3形成
部を囲むように、フレーム4が接着剤等によってガラス
基板2に接着されている。このフレーム4は、アルミ合
金等の金属、または樹脂からなり、その上部は、ガラス
基板2に対して傾斜している。フレーム4の上面には、
ニトロセルロース等からなるペリクル膜5がガラス基板
2上に形成されたパターン3を覆うように、その周縁部
が接着剤等によって接着されている。傾斜しているフレ
ーム4の上部にペリクル膜5を接着することにより、ペ
リクル膜5はガラス基板2に対して傾斜する。図2に縮
小投影露光装置6にレチクル1をセットした場合の、レ
チクル1、レンズ系7、および半導体基板8の位置関係
の概略を示す。レチクル1は、ガラス基板2と光学系の
光軸10とが直角となるよう、また、半導体基板8と平
行になるようにセットされる。この場合、ペリクル膜5
はガラス基板2に対して傾斜しているため、縮小投影露
光装置6の光軸10とは直角とはならない。レンズ系7
は、レチクル1のパターンを、例えば5分の1または1
0分の1に縮小して、半導体基板8上に投影するもので
ある。半導体基板8上にはポジ型のホトレジスト9が塗
布されており、レチクル1のパターンが縮小されたもの
が投影され、後の現像処理で、感光しなかった部分がパ
ターンとして残る。
【0010】次に、露光時のレチクル1からの入射光及
び投影光学系内での反射光の経路について説明する。図
3は縮小投影露光装置6のレチクル1とレンズ7aとの
関係を示す部分図である。レチクル1の上方の光源(図
示せず)よりガラス基板2に対して垂直に光が入射す
る。入射した光は、レチクルのパターン3に遮られた部
分を除き、ペリクル膜5を透過してレンズ7aに入射す
るが、一部の光はレンズ7aの表面で反射する。レンズ
7aの表面は曲面となっており、光が入射する位置によ
り反射角が異なる。すなわち、光軸10に近づくほど反
射角は直角に近づく。例えば、レチクル1周縁部付近で
ガラス基板2に対してほぼ垂直に入射した入射光11a
は、レンズ7a表面に対しては入射点の接線に対してθ
1の入射角で入射し、θ1と等しい反射角で反射する。
従って、レチクル1周縁部付近で入射した光は入射角及
び反射角が比較的小さいため、光軸付近から分散しやす
い。これに対して光軸10付近では、ガラス基板2に対
してほぼ垂直に入射した入射光12aは、レンズ7a表
面の光軸10付近でレンズ7a表面に対しほぼ垂直に入
射する。その光の一部が反射光12bとなりレンズ7a
表面で直角に近い反射角で反射する。対向するペリクル
膜が、光軸10に対し直角の場合は、レンズ7a表面で
反射した反射光はペリクル膜に対して直角に近い角度で
入射するため、光軸10付近で多重反射が生じるが、本
発明ではペリクル膜5がガラス基板2に対して傾斜して
いるため、レンズ7a表面で反射した反射光12bはペ
リクル膜5に対して低い角度で入射する。従って、入射
角と等しい角度でペリクル膜5で反射し光軸10付近か
ら分散する。すなわち、ペリクル膜5を傾斜させている
ことにより、反射光12bの反射経路の途中で反射角を
減少させて、光軸10付近の多重反射を分散させてい
る。これにより、光軸10周辺部から入射した光の反射
光12bは光軸10周辺部から分散し、半導体基板8の
の光軸10付近に反射光12bが集中しないため、反射
光12bによって光軸10付近が集中的に感光しない。
従って、現像後のレジスト残膜の厚さのバラツキを減少
させることができる。
【0011】次に本発明の作用効果について説明する。
【0012】(1)マスクのパターン形成部を覆うペリ
クル膜にガラス基板に対して傾斜をつけることにより、
光軸周辺部を基板に対して直角に近い入射角で入射した
光が、レンズ表面で直角に近い反射角で反射し、その反
射光がペリクル膜に入射しても、傾斜したペリクル膜へ
の入射角はマスク表面への入射角より小さくなるため、
ペリクル膜での反射角は小さくなる。従って、光軸周辺
部から入射した光の反射光を光軸周辺部から分散させる
ことができる。
【0013】(2)光軸周辺部から入射した光の反射光
を光軸周辺部から分散させるので、半導体基板上のホト
レジストの光軸周辺部が反射光によって集中的に感光し
ない。従って現像後のホトレジスト残膜の厚さのバラツ
キを減少させることができる。
【0014】(3)ホトレジスト残膜の厚さのバラツキ
を減少させるので、ホトリソグラフィ工程での歩留を向
上させることができる。
【0015】以上、本発明者によって、なされた発明を
実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることは言うまでもない。上記実
施例では、ペリクル膜を1方向に傾斜させていたが、反
射光が光軸周辺部から分散する方向であれば、複数方向
に傾斜させてもよい。例えば、2方向に傾斜させる場合
は、図8に示すようにペリクル膜25を光軸31を境と
して2方向対称に傾斜させると、傾斜角度を大きくする
ことができ、反射光32bをより効果的に分散させるこ
とができる。
【0016】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0017】すなわち、マスクのパターン形成部を覆う
ペリクル膜にガラス基板に対して傾斜をつけることによ
り、光学系の光軸周辺部から入射した光の反射光を光軸
周辺部から分散させることができるので、半導体基板上
のホトレジストの光軸周辺部が反射光によって集中的に
感光せず、現像後のホトレジスト残膜の厚さのバラツキ
を減少させることができる。従ってホトリソグラフィ工
程での歩留を向上させることができる。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施例であるレチクルの
斜視図である。(b)は、本発明の一実施例であるレチ
クルの側面図である。
【図2】本発明の一実施例であるレチクルを縮小投影露
光装置にセットした場合のレチクル、レンズ系、および
半導体基板の位置関係の概略を示す図である。
【図3】本発明の一実施例であるレチクルを縮小投影露
光装置にセットした場合のレチクル、レンズ、入射光及
び反射光との関係を示す部分図である。
【図4】従来のマスクの構造断面図である。
【図5】従来のマスクを露光装置にセットした場合のマ
スク、レンズ、および半導体基板の位置関係の概略を示
す図である。
【図6】従来のマスクを露光装置にセットした場合のマ
スク、レンズ、入射光及び反射光との関係を示す部分図
である。
【図7】(a)は従来のマスクを用いた露光処理の、半
導体基板での光の入射状態を示す図である。(b)は従
来のマスクを用いた露光処理における現像後のレジスト
残膜の状態を示す図である。
【図8】本発明の他の実施例であるレチクルを縮小投影
露光装置にセットした場合のレチクル、レンズ、入射光
及び反射光との関係を示す部分図である。
【符号の説明】
1……レチクル,2……ガラス基板,3……パターン,
4……フレーム,5……ペリクル膜,6……縮小投影露
光装置,7……レンズ系,7a……レンズ,8……半導
体基板,9……ホトレジスト,10……光軸,11a…
…入射光,11b……反射光,12a……入射光,12
b……反射光,13……マスク,14……ガラス基板,
15……パターン,16……フレーム,17……ペリク
ル膜,18……露光装置,19……光軸,20……半導
体基板,21……ホトレジスト,21a……レジスト残
膜予定部,21b……レジスト残膜,22……レンズ,
23……入射光,24……反射光,25……レチクル,
26……ガラス基板,27……パターン,28……フレ
ーム,29……ペリクル膜,30……レンズ,31……
光軸,32a……入射光 32b……反射光

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光透過性の基板の表面に遮光材料によって
    所望のパターンが形成され、光を透過させることにより
    所望のパターンを感光材料に投影させるための露光用マ
    スクであって、前記基板のパターン形成面にパターン形
    成領域を囲むフレームが装着され、該フレームの上部に
    は前記パターン形成領域を覆う光透過性の膜が取り付け
    られており、該膜は、前記基板に対し傾斜していること
    を特徴とする露光用マスク。
  2. 【請求項2】前記フレームの膜装着部は、前記基板に対
    し傾斜していることを特徴とする請求項1記載の露光用
    マスク。
  3. 【請求項3】前記露光用マスクは縮小投影露光装置で用
    いるレチクルであることを特徴とする請求項1または2
    記載の露光用マスク。
JP14033993A 1993-06-11 1993-06-11 露光用マスク Pending JPH06347999A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007009543A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-25 Carl Zeiss Smt Ag Pellicle for use in a microlithographic exposure apparatus
WO2007093194A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Freescale Semiconductor, Inc. Method of patterning a layer using a pellicle
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JP2008304840A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Nikon Corp マスク保護装置、マスク、露光方法、デバイス製造方法、及び搬送方法

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