JP2645347B2 - 平行ｘ線用露光マスク - Google Patents
平行ｘ線用露光マスクInfo
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- absorber
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- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、所謂シンクロトロン放射光のような平行
Ｘ線を使用して微細パターンを高精度に転写する半導体
リソグラフィ用の露光マスクに関する。
Ｘ線を使用して微細パターンを高精度に転写する半導体
リソグラフィ用の露光マスクに関する。
半導体リソグラフィに用いられるマスクは、通常照射
光透過率の高い支持膜をマスク本体とし、露光時照射光
を吸収して転写パターンとなる照射光吸収体をその表面
に形成してできたものであるが、半導体リソグラフィに
用いられる光源を更に波長の短いものに変えようとする
傾向から、このマスクの構造についてもそれに合わせて
再検討する必要がある。即ち、半導体集積回路の高集積
化の要請と共に、露光用光源としてもサブミクロンオー
ダのパターン転写が可能なＸ線源が提案されているが、
金属ターゲットを電子ビームで励起してＸ線を発散的に
発生させるＸ線源の場合は、露光時マスク中心部から周
縁部に近くなるに従ってパターンが拡大投影されるとい
う問題がある。そこで特開昭62−152126号では、第８図
に示すように、Ｘ線透過率の高い支持膜（１）の上に形
成されるＸ線吸収体（２）の側面をＸ線の入射角度に合
わせて傾斜せしめたマスク構造を提案し、上述の発散的
Ｘ線源の場合は、このような構造を有するマスクを使用
することにより基板（ウェハ）（３）上に歪みの無いマ
スクパターンの転写が可能であるとしている。
光透過率の高い支持膜をマスク本体とし、露光時照射光
を吸収して転写パターンとなる照射光吸収体をその表面
に形成してできたものであるが、半導体リソグラフィに
用いられる光源を更に波長の短いものに変えようとする
傾向から、このマスクの構造についてもそれに合わせて
再検討する必要がある。即ち、半導体集積回路の高集積
化の要請と共に、露光用光源としてもサブミクロンオー
ダのパターン転写が可能なＸ線源が提案されているが、
金属ターゲットを電子ビームで励起してＸ線を発散的に
発生させるＸ線源の場合は、露光時マスク中心部から周
縁部に近くなるに従ってパターンが拡大投影されるとい
う問題がある。そこで特開昭62−152126号では、第８図
に示すように、Ｘ線透過率の高い支持膜（１）の上に形
成されるＸ線吸収体（２）の側面をＸ線の入射角度に合
わせて傾斜せしめたマスク構造を提案し、上述の発散的
Ｘ線源の場合は、このような構造を有するマスクを使用
することにより基板（ウェハ）（３）上に歪みの無いマ
スクパターンの転写が可能であるとしている。
これに対し、次期Ｘ線源として期待されているシンク
ロトロン放射状のような平行Ｘ線の場合は、以上のよう
な問題がなく、従ってこれに用いられるマスクとして
も、第９図に示すように、Ｘ線吸収体（２）の側面をＸ
線透過支持膜（１）の表面に直角に設け、且つ該吸収体
（２）の厚みを十分厚くして、Ｘ線透過率のコントラス
トが十分大きく採れるようにしている。
ロトロン放射状のような平行Ｘ線の場合は、以上のよう
な問題がなく、従ってこれに用いられるマスクとして
も、第９図に示すように、Ｘ線吸収体（２）の側面をＸ
線透過支持膜（１）の表面に直角に設け、且つ該吸収体
（２）の厚みを十分厚くして、Ｘ線透過率のコントラス
トが十分大きく採れるようにしている。
ところが、このような構造のマスクに平行Ｘ線を当て
基板（３）上のレジスト（3a）に露光した後、現像され
たレジスト（3a）の断面形状を調べてみると、フレネル
回折の影響が大きくて、第10図のように、その中央部が
かなり落ち窪んだ状態となっているものがある。極端な
場合はその凹みが基板（３）表面近くまで達していて、
エッチング後の回路パターンが設計上の回路パターンと
全く違ったものとなって得られることもある。
基板（３）上のレジスト（3a）に露光した後、現像され
たレジスト（3a）の断面形状を調べてみると、フレネル
回折の影響が大きくて、第10図のように、その中央部が
かなり落ち窪んだ状態となっているものがある。極端な
場合はその凹みが基板（３）表面近くまで達していて、
エッチング後の回路パターンが設計上の回路パターンと
全く違ったものとなって得られることもある。
本発明は以上のような問題に鑑み創案されたもので、
平行Ｘ線を露光光源として用いるマスク構造に改良を加
え、回折の影響をできるだけ軽減してサブミクロンオー
ダのパターンが精度良く転写できるようにしようとする
ものである。
平行Ｘ線を露光光源として用いるマスク構造に改良を加
え、回折の影響をできるだけ軽減してサブミクロンオー
ダのパターンが精度良く転写できるようにしようとする
ものである。
そのため本発明は、第１図（ａ）（ｂ）に示されるよ
うに、Ｘ線透過支持膜（１）の上に設けられたＸ線吸収
体（２）の側面形状を成型して、該Ｘ線吸収体（２）の
中を透過直進する平行Ｘ線の該直進方向における透過部
分の距離の総和l1,l2,…lxがパターン幅方向の中央部を
中心にその周りで順次少なくなるようにすると共に、平
行Ｘ線照射方向からＸ線吸収体を投影した時の投影最大
幅と投影最小幅の比を1.5から６の範囲とし、このＸ線
吸収体（２）を透過したＸ線の位相変化を該パターン幅
方向中央部を中心にその周りで順次小さくなるようにし
たものである。
うに、Ｘ線透過支持膜（１）の上に設けられたＸ線吸収
体（２）の側面形状を成型して、該Ｘ線吸収体（２）の
中を透過直進する平行Ｘ線の該直進方向における透過部
分の距離の総和l1,l2,…lxがパターン幅方向の中央部を
中心にその周りで順次少なくなるようにすると共に、平
行Ｘ線照射方向からＸ線吸収体を投影した時の投影最大
幅と投影最小幅の比を1.5から６の範囲とし、このＸ線
吸収体（２）を透過したＸ線の位相変化を該パターン幅
方向中央部を中心にその周りで順次小さくなるようにし
たものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
Ｘ線露光マスクに照射した平行Ｘ線は、Ｘ線透過支持
膜中についてはそのまま透過するが、Ｘ線吸収体中では
その大部分が吸収されて透過分のＸ線強度が非常に弱め
られることになる。従って、前述した第９図に示す構造
を有するマスクでは、回折の影響を考慮しない場合、透
過Ｘ線の強度比に対応したＸ線透過率のコントラストが
得られるとして、レジスト（3a）上にＸ線吸収体（２）
のパターンが正確に転写されると考えられていた。
膜中についてはそのまま透過するが、Ｘ線吸収体中では
その大部分が吸収されて透過分のＸ線強度が非常に弱め
られることになる。従って、前述した第９図に示す構造
を有するマスクでは、回折の影響を考慮しない場合、透
過Ｘ線の強度比に対応したＸ線透過率のコントラストが
得られるとして、レジスト（3a）上にＸ線吸収体（２）
のパターンが正確に転写されると考えられていた。
しかし、実際にはこのような断面矩形の膜厚が一定な
Ｘ線吸収体（２）を透過直進して出てくるＸ線の２次波
は、第７図に示すように、その位相が同相であるため、
回折の結果、Ａ点において波の振幅を強め合うことにな
り、Ａ点での強度が大きくなる。従って現像後に、第10
図に示すようなレジスト（3a）断面形状となってしまう
わけである。
Ｘ線吸収体（２）を透過直進して出てくるＸ線の２次波
は、第７図に示すように、その位相が同相であるため、
回折の結果、Ａ点において波の振幅を強め合うことにな
り、Ａ点での強度が大きくなる。従って現像後に、第10
図に示すようなレジスト（3a）断面形状となってしまう
わけである。
本発明者等は、このような原因究明と共に、回折の影
響を極力少なくする構成の検討を行った。その結果、Ｘ
線吸収体（２）を透過直進して出てくるＸ線の２次波の
位相が各点で異なっていれば、Ａ点では回折によって波
の振幅を弱め合うことにより、Ａ点でのＸ線２次波の強
度を弱めることができるという理論的な結論を得た。
響を極力少なくする構成の検討を行った。その結果、Ｘ
線吸収体（２）を透過直進して出てくるＸ線の２次波の
位相が各点で異なっていれば、Ａ点では回折によって波
の振幅を弱め合うことにより、Ａ点でのＸ線２次波の強
度を弱めることができるという理論的な結論を得た。
一般にＸ線吸収体（２）の膜厚が厚いほど、Ｘ線の透
過率は低くなると共に、そこを透過直進して出てくるＸ
線の２次波の位相変化は大きくなる。従って本発明者等
が上述のような結果を得るために考えついた構成の一つ
は、前述の第１図（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ線吸収
体（２）の幅方向断面のうち、中央部の厚みを厚くして
これを中心にその周辺で次第にその厚みを薄くする構成
である。即ち、Ｘ線はＸ線吸収体（２）の前記中央部を
中心に、そのほとんどが吸収されることになるが、該吸
収体（２）を透過直進して出てくるＸ線の２次波は、そ
の中央部で位相変化が大きく、その周辺部にいくに従っ
て小さくなる。そのため回折による影響の結果、Ａ点で
は、２次波同士が波の振幅を弱め合い、そこでのＸ線強
度は弱められることになる。
過率は低くなると共に、そこを透過直進して出てくるＸ
線の２次波の位相変化は大きくなる。従って本発明者等
が上述のような結果を得るために考えついた構成の一つ
は、前述の第１図（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ線吸収
体（２）の幅方向断面のうち、中央部の厚みを厚くして
これを中心にその周辺で次第にその厚みを薄くする構成
である。即ち、Ｘ線はＸ線吸収体（２）の前記中央部を
中心に、そのほとんどが吸収されることになるが、該吸
収体（２）を透過直進して出てくるＸ線の２次波は、そ
の中央部で位相変化が大きく、その周辺部にいくに従っ
て小さくなる。そのため回折による影響の結果、Ａ点で
は、２次波同士が波の振幅を弱め合い、そこでのＸ線強
度は弱められることになる。
更に、同様な結果は、第２図（ａ）（ｂ）乃至第６図
（ａ）（ｂ）に示す構成によっても得られた。これらの
形状に共通の構成は、いずれもＸ線吸収体（２）の側面
が加工されており、平行Ｘ線を照射した時に該Ｘ線吸収
体（２）中を透過直進する平行Ｘ線の該直進方向におけ
る透過部分の距離の総和l1,l2…lxがパターン幅方向の
中央部を中心にその周りで順次少なくなるようにしたこ
とである。このような構成を有していれば、いかなる形
状であろうと、Ｘ線吸収体（２）を透過したＸ線２次波
の位相変化は前記パターン幅方向中央部を中心にその周
りで順次小さくなる。その結果、レジスト（3a）上に転
写されるパターンの中央部（Ａ点等）では回折によって
位相の異なる２次波同士が振幅を弱め合い、その中央部
におけるＸ線強度が小さくなることになる。
（ａ）（ｂ）に示す構成によっても得られた。これらの
形状に共通の構成は、いずれもＸ線吸収体（２）の側面
が加工されており、平行Ｘ線を照射した時に該Ｘ線吸収
体（２）中を透過直進する平行Ｘ線の該直進方向におけ
る透過部分の距離の総和l1,l2…lxがパターン幅方向の
中央部を中心にその周りで順次少なくなるようにしたこ
とである。このような構成を有していれば、いかなる形
状であろうと、Ｘ線吸収体（２）を透過したＸ線２次波
の位相変化は前記パターン幅方向中央部を中心にその周
りで順次小さくなる。その結果、レジスト（3a）上に転
写されるパターンの中央部（Ａ点等）では回折によって
位相の異なる２次波同士が振幅を弱め合い、その中央部
におけるＸ線強度が小さくなることになる。
但し、後述する実施例の実験結果から明らかなよう
に、シンクロトロン放射光の照射方向からＸ線吸収体を
投影した時の投影最大幅（第１図〜第６図のＷ）と投影
最小幅（同じく第１図〜第６図のｗ）の比が1.5〜６の
範囲となっていないと、回折の影響が大きく現われ、現
像後のレジストの凹凸が大きなものとなった。
に、シンクロトロン放射光の照射方向からＸ線吸収体を
投影した時の投影最大幅（第１図〜第６図のＷ）と投影
最小幅（同じく第１図〜第６図のｗ）の比が1.5〜６の
範囲となっていないと、回折の影響が大きく現われ、現
像後のレジストの凹凸が大きなものとなった。
以上が本発明の構成とその原理を説明するものであ
る。
る。
〔実施例〕 本発明のマスク構成と従来のマスク構成とに夫々シン
クロトロン放射光を照射して半導体リソグラフィに使用
した場合の実験結果につき、以下詳述する。
クロトロン放射光を照射して半導体リソグラフィに使用
した場合の実験結果につき、以下詳述する。
次表に示すＸ線吸収体の断面形状が夫々異なるマスク
を用い、これにシンクロトロン放射光を照射してシリコ
ン基板の表面に塗布されたポリメチルメタアクリレート
にＸ線吸収体のパターンを転写した。その後現像を行な
ってポリメチルメタアクリレート表面の凹凸を調べ、同
表に示す結果を得た。
を用い、これにシンクロトロン放射光を照射してシリコ
ン基板の表面に塗布されたポリメチルメタアクリレート
にＸ線吸収体のパターンを転写した。その後現像を行な
ってポリメチルメタアクリレート表面の凹凸を調べ、同
表に示す結果を得た。
尚、表中注１）の投影最大幅と投影最小幅の比とは、
シンクロトロン放射光の照射方向からＸ線吸収体を投影
した時の投影最大幅（第１図乃至第６図の夫々（ｂ）で
Ｗで示される幅）と投影最小幅（同じくｗで示される
幅）の比である。
シンクロトロン放射光の照射方向からＸ線吸収体を投影
した時の投影最大幅（第１図乃至第６図の夫々（ｂ）で
Ｗで示される幅）と投影最小幅（同じくｗで示される
幅）の比である。
又、注２）で示された断面矩形形状からなるＸ線吸収
体の投影最大幅と投影最小幅の比は、本来１であるが、
本実験では加工上1.05より小さいものが得られなかった
ため、便宜上1.05のものを用いて実験を行なった。
体の投影最大幅と投影最小幅の比は、本来１であるが、
本実験では加工上1.05より小さいものが得られなかった
ため、便宜上1.05のものを用いて実験を行なった。
上記の表結果から明らかなように、No.1乃至No.6の本
発明のマスクを使用して露光を行なった場合、現像後の
ポリメチルメタアクリレートの表面の凹凸は最大でも0.
1μｍであり、No.7の従来のマスクを使用して得られた
ポリメチルメタアクリレート表面の凹凸が0.4μｍであ
るのに比べ、その凹凸が小さくなっており、平行Ｘ線源
を用いた場合の回折の影響を軽減できていることがわか
る。特に、本発明のマスクの場合でも、投影最大幅と投
影最小幅の比が大きくなる程、その効果が高いことがこ
の実験から明らかとなった。
発明のマスクを使用して露光を行なった場合、現像後の
ポリメチルメタアクリレートの表面の凹凸は最大でも0.
1μｍであり、No.7の従来のマスクを使用して得られた
ポリメチルメタアクリレート表面の凹凸が0.4μｍであ
るのに比べ、その凹凸が小さくなっており、平行Ｘ線源
を用いた場合の回折の影響を軽減できていることがわか
る。特に、本発明のマスクの場合でも、投影最大幅と投
影最小幅の比が大きくなる程、その効果が高いことがこ
の実験から明らかとなった。
以上詳述したように本発明の平行Ｘ線用露光マスクに
よれば、回折の影響が軽減されて現像後のレジスト表面
の凹凸が少なくなり、パターン転写が高精度に行なえる
平行Ｘ線の本来の効果を遺憾なく発揮することが可能と
なる。
よれば、回折の影響が軽減されて現像後のレジスト表面
の凹凸が少なくなり、パターン転写が高精度に行なえる
平行Ｘ線の本来の効果を遺憾なく発揮することが可能と
なる。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明マスクの構成の一例を示す
断面図、第２図（ａ）（ｂ）は同じくその一例を示す断
面図、第３図（ａ）（ｂ）は同じくその一例を示す断面
図、第４図は（ａ）（ｂ）同じく他の一例を示す断面
図、第５図（ａ）（ｂ）は更に他の一例を示す断面図、
第６図（ａ）（ｂ）は同じく別の一例を示す断面図、第
７図は平行Ｘ線用に従来用いられていた露光マスクの拡
大図、第８図は発散的Ｘ線を使用する場合に最適な露光
マスクの説明図、第９図は第７図のマスクの全体の概略
を示す断面図、第10図は従来のマスクを用いて平行Ｘ線
を照射し現像後得られたレジストの断面形状を示す説明
図である。 図中、（１）はＸ線透過支持膜、（２）はＸ線吸収体、
（３）は基板、（3a）はレジストを各示す。
断面図、第２図（ａ）（ｂ）は同じくその一例を示す断
面図、第３図（ａ）（ｂ）は同じくその一例を示す断面
図、第４図は（ａ）（ｂ）同じく他の一例を示す断面
図、第５図（ａ）（ｂ）は更に他の一例を示す断面図、
第６図（ａ）（ｂ）は同じく別の一例を示す断面図、第
７図は平行Ｘ線用に従来用いられていた露光マスクの拡
大図、第８図は発散的Ｘ線を使用する場合に最適な露光
マスクの説明図、第９図は第７図のマスクの全体の概略
を示す断面図、第10図は従来のマスクを用いて平行Ｘ線
を照射し現像後得られたレジストの断面形状を示す説明
図である。 図中、（１）はＸ線透過支持膜、（２）はＸ線吸収体、
（３）は基板、（3a）はレジストを各示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 張谷 雅人 審判官 辻 徹二 審判官 松田 悠子 (56)参考文献 特開 昭60−239019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−176235（ＪＰ，Ａ) 「シンクロトロン放射技術」358ペー ジ
Claims (1)
- 【請求項１】Ｘ線透過支持膜と、その膜表面に設けら
れ、平行Ｘ線によって基板上のレジストに投影されるパ
ターンを形成するＸ線吸収体とを有する平行Ｘ線用露光
マスクにおいて、Ｘ線吸収体の中を透過直進する平行Ｘ
線の該直進方向における透過部分の距離の総和が前記パ
ターン幅方向の中央部を中心にその周りで順次少なくな
り、且つ平行Ｘ線照射方向からＸ線吸収体を投影した時
の投影最大幅と投影最小幅の比が1.5から６であるよう
にＸ線吸収体の側面形状を成形し、該Ｘ線吸収体を透過
したＸ線の位相変化を該パターン幅方向中央部を中心に
その周りで順次小さくなるようにしたことを特徴とする
平行Ｘ線用露光マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20262988A JP2645347B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 平行ｘ線用露光マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20262988A JP2645347B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 平行ｘ線用露光マスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252416A JPH0252416A (ja) | 1990-02-22 |
| JP2645347B2 true JP2645347B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=16460514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20262988A Expired - Lifetime JP2645347B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 平行ｘ線用露光マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645347B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2864570B2 (ja) * | 1989-10-27 | 1999-03-03 | ソニー株式会社 | 露光マスク及び露光方法 |
| US5414746A (en) * | 1991-04-22 | 1995-05-09 | Nippon Telegraph & Telephone | X-ray exposure mask and fabrication method thereof |
| US5372916A (en) * | 1991-09-12 | 1994-12-13 | Hitachi, Ltd. | X-ray exposure method with an X-ray mask comprising phase shifter sidewalls |
| JPH0689848A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-03-29 | Canon Inc | Ｘ線マスク構造体の作製方法及び該作製方法により作製されたｘ線マスク構造体、並びに該ｘ線マスク構造体を用い作製されたデバイス |
| JPH08111369A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Nec Corp | Ｘ線露光用マスクおよびその製造方法 |
| JP2003124099A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-04-25 | Univ Waseda | パターン描画方法、マスクおよびマスク製造方法 |
| JP5093294B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2012-12-12 | Ｔｄｋ株式会社 | メモリコントローラ、メモリコントローラを備えるフラッシュメモリシステム、並びにフラッシュメモリの制御方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176235A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-10 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Ｘ線露光用マスク原板 |
| JPS60239019A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-27 | Canon Inc | Ｘ線露光用マスクおよびｘ線露光方法 |
| JPS62106626A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-18 | Fujitsu Ltd | 露光マスクの製造方法 |
| JPS62151736U (ja) * | 1987-02-25 | 1987-09-26 | ||
| JPS62151737U (ja) * | 1987-02-25 | 1987-09-26 |
-
1988
- 1988-08-16 JP JP20262988A patent/JP2645347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「シンクロトロン放射技術」３５８ページ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252416A (ja) | 1990-02-22 |
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