JP2712286B2 - Ｘ線露光方法 - Google Patents
Ｘ線露光方法Info
- Publication number
- JP2712286B2 JP2712286B2 JP11983688A JP11983688A JP2712286B2 JP 2712286 B2 JP2712286 B2 JP 2712286B2 JP 11983688 A JP11983688 A JP 11983688A JP 11983688 A JP11983688 A JP 11983688A JP 2712286 B2 JP2712286 B2 JP 2712286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- pattern
- mask
- exposure
- diamond
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (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)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、微細パターンの高精度転写を目的とするＸ
線露光方法およびシンクロトロン軌道放射光を図形の転
写媒体とするSR露光装置に関する。
線露光方法およびシンクロトロン軌道放射光を図形の転
写媒体とするSR露光装置に関する。
（従来の技術） 従来のSR露光装置においては、放射光強度のピークが
数Åないし10Åにある電子ストレージ・リングを光源と
し、真空ビーム・ライン中に放射光を取り出し、数十μ
ｍ厚のBe箔を用いて該ビーム・ラインと仕切られたHe雰
囲気中において、SiNxまたはSiCもしくはSi等の薄膜を
基板とするＸ線露光マスクを用いてパターン転写を行っ
ている（例えばノースホランドパブリッシングカンパニ
ー（North−Holland Publishing Company）刊行のニュ
ークリアインスツルメンツアンドメソッズ（Nuclear In
struments and Methods）第208巻（1983年）第281頁参
照）。
数Åないし10Åにある電子ストレージ・リングを光源と
し、真空ビーム・ライン中に放射光を取り出し、数十μ
ｍ厚のBe箔を用いて該ビーム・ラインと仕切られたHe雰
囲気中において、SiNxまたはSiCもしくはSi等の薄膜を
基板とするＸ線露光マスクを用いてパターン転写を行っ
ている（例えばノースホランドパブリッシングカンパニ
ー（North−Holland Publishing Company）刊行のニュ
ークリアインスツルメンツアンドメソッズ（Nuclear In
struments and Methods）第208巻（1983年）第281頁参
照）。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のSR露光装置に限らず従来のプラズマＸ
線源や電子ビーム励起Ｘ線源を使った露光装置でも、高
々10Å前後の波長の軟Ｘ線を利用していたため、十分な
マスクのコントラストを得るにはマスクパターン（Ｘ線
吸収体パターン）をおよそ１μｍ近い膜厚の重金属で形
成しなければならず、縦横比（アスペクト比）の大きい
マスクパターンの形成が不可欠であった。ところが、ア
スペクト比の大きいＸ線吸収体パターンの形成並びに欠
陥修正は非常に難しく、所望のＸ線吸収体パターンを形
成することができなかったばかりでなく、高々１μｍな
いし２μｍの厚さのマスク基板上に１μｍもの膜厚のＸ
線吸収体パターンを形成するため、Ｘ線吸収体パターン
の応力によるマスクの歪が増大し、転写パターンの寸法
に見合った位置合わせ精度を確保することが極めて困難
であった。
線源や電子ビーム励起Ｘ線源を使った露光装置でも、高
々10Å前後の波長の軟Ｘ線を利用していたため、十分な
マスクのコントラストを得るにはマスクパターン（Ｘ線
吸収体パターン）をおよそ１μｍ近い膜厚の重金属で形
成しなければならず、縦横比（アスペクト比）の大きい
マスクパターンの形成が不可欠であった。ところが、ア
スペクト比の大きいＸ線吸収体パターンの形成並びに欠
陥修正は非常に難しく、所望のＸ線吸収体パターンを形
成することができなかったばかりでなく、高々１μｍな
いし２μｍの厚さのマスク基板上に１μｍもの膜厚のＸ
線吸収体パターンを形成するため、Ｘ線吸収体パターン
の応力によるマスクの歪が増大し、転写パターンの寸法
に見合った位置合わせ精度を確保することが極めて困難
であった。
本発明は、Ｘ線露光技術の最大の欠点であるＸ線露光
マスクの製造の困難さを軽減し、且つ精度を向上させる
ために、通常のフォトマスクと同等もしくはそれ以下の
膜厚のＸ線吸収体パターンで十分なコントラストを得ら
れるＸ線露光方法とそれに用いるＸ線露光装置とを提供
するものである。
マスクの製造の困難さを軽減し、且つ精度を向上させる
ために、通常のフォトマスクと同等もしくはそれ以下の
膜厚のＸ線吸収体パターンで十分なコントラストを得ら
れるＸ線露光方法とそれに用いるＸ線露光装置とを提供
するものである。
（課題を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために本発明は、従来より長
い波長の軟Ｘ線を露光用として用い、44Å以上の軟Ｘ線
に対する透過率の大きいダイヤモンド状カーボン膜基板
上に0.1μｍないし0.2μｍの膜厚の重金属パターンを形
成したＸ線露光マスクを用いてパターン転写を行う。Ｘ
線露光マスクの温度上昇を防ぐため、Ｘ線露光マスクは
減圧He雰囲気中に設置される。電子ストレージ・リング
側の真空中へのHEガスの進入を防ぐための隔離窓には、
ダイヤモンド状カーボン膜を用いる。
い波長の軟Ｘ線を露光用として用い、44Å以上の軟Ｘ線
に対する透過率の大きいダイヤモンド状カーボン膜基板
上に0.1μｍないし0.2μｍの膜厚の重金属パターンを形
成したＸ線露光マスクを用いてパターン転写を行う。Ｘ
線露光マスクの温度上昇を防ぐため、Ｘ線露光マスクは
減圧He雰囲気中に設置される。電子ストレージ・リング
側の真空中へのHEガスの進入を防ぐための隔離窓には、
ダイヤモンド状カーボン膜を用いる。
（作用） 本発明の構成においては、20Å以上44Å以下の波長の
軟Ｘ線はダイヤモンド状カーボンマスク基板に殆ど吸収
されてしまうため、パターン転写は44Å以上の軟Ｘ線に
よって行われる。44ÅにＫ吸収端を有し、それ以上の波
長領域における透過率の大きい炭素を除いては、20Å以
上の波長領域では、あらゆる元素の吸収が大きく、この
ため例えばＸ線露光マスクパターン材料としてAuを用い
た場合、Ｘ線マスクに必要なコントラスト値20を得るた
めに、必要なパターン厚は、従来の７Åないし８ÅのＸ
線露光では約0.7μｍないし0.9μｍであるのに対し、44
Åでは0.1μｍでよく、Ｘ線露光マスクの作製並びにパ
ターンの欠陥修正が格段に容易になる。またレジストに
よる吸収効率も飛躍的に増大するため、露光時間は大幅
に短縮される。
軟Ｘ線はダイヤモンド状カーボンマスク基板に殆ど吸収
されてしまうため、パターン転写は44Å以上の軟Ｘ線に
よって行われる。44ÅにＫ吸収端を有し、それ以上の波
長領域における透過率の大きい炭素を除いては、20Å以
上の波長領域では、あらゆる元素の吸収が大きく、この
ため例えばＸ線露光マスクパターン材料としてAuを用い
た場合、Ｘ線マスクに必要なコントラスト値20を得るた
めに、必要なパターン厚は、従来の７Åないし８ÅのＸ
線露光では約0.7μｍないし0.9μｍであるのに対し、44
Åでは0.1μｍでよく、Ｘ線露光マスクの作製並びにパ
ターンの欠陥修正が格段に容易になる。またレジストに
よる吸収効率も飛躍的に増大するため、露光時間は大幅
に短縮される。
（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図に示すように、放射光の臨界波長が20Å
ないし80Åの電子ストレージ・リング11の電子軌道の接
線方向にビーム・ライン12を接続し、ビーム・ライン12
の内部を真空排気装置を用いて少なくとも10-5Pa以下の
圧力まで減圧する。電子ストレージ・リング11から放射
される軟Ｘ線13を前記ビーム・ライン中12に取り出し、
このビーム・ラインの真空中に設置したミラー14で全反
射させる。ビーム・ライン12の中間を約１μｍ厚のダイ
ヤモンド状カーボン膜15で封止し、このダイヤモンド状
カーボン膜15とビーム・ライン12の終端部の間の試料室
16にHeガスを導入し、圧力制御装置を用いてHe圧力が10
0Paないし1000Paになるように制御する。厚さ約１μｍ
のダイヤモンド状カーボン膜基板上に厚さ約0.1μｍな
いし0.2μｍのAuまたはＷ等の重金属でパターンを形成
したＸ線置露光マスク17をＸ線レジスト例えばFBM（商
品名）やCPMSを塗布したウエハ18に任意の方法で重ね合
わせて前記試料室16内に設置し、露光シャッター19を所
定の時間開放して、前記ミラーから全反射された軟Ｘ線
を照射して該パターンをウエハに転写する。
明する。第１図に示すように、放射光の臨界波長が20Å
ないし80Åの電子ストレージ・リング11の電子軌道の接
線方向にビーム・ライン12を接続し、ビーム・ライン12
の内部を真空排気装置を用いて少なくとも10-5Pa以下の
圧力まで減圧する。電子ストレージ・リング11から放射
される軟Ｘ線13を前記ビーム・ライン中12に取り出し、
このビーム・ラインの真空中に設置したミラー14で全反
射させる。ビーム・ライン12の中間を約１μｍ厚のダイ
ヤモンド状カーボン膜15で封止し、このダイヤモンド状
カーボン膜15とビーム・ライン12の終端部の間の試料室
16にHeガスを導入し、圧力制御装置を用いてHe圧力が10
0Paないし1000Paになるように制御する。厚さ約１μｍ
のダイヤモンド状カーボン膜基板上に厚さ約0.1μｍな
いし0.2μｍのAuまたはＷ等の重金属でパターンを形成
したＸ線置露光マスク17をＸ線レジスト例えばFBM（商
品名）やCPMSを塗布したウエハ18に任意の方法で重ね合
わせて前記試料室16内に設置し、露光シャッター19を所
定の時間開放して、前記ミラーから全反射された軟Ｘ線
を照射して該パターンをウエハに転写する。
第２図（ａ）〜（ｅ）はダイヤモンド状カーボン膜の
製造プロセスの一例を示す。数百μｍないし数mmの厚さ
を有するSiウエハ21の一表面上にこのSiウエハの所定の
領域をエッチング除去するためのエッチングマスクパタ
ーン22を例えばLPCVD SI3N4膜を用いて形成する（第２
図（ａ））。Siウエハ21の他方の表面上に反応ガスとし
てCH4とH2を用いたDCグロー放電により、数百nmないし
１μｍ程度の厚みのダイヤモンド状カーボン膜23を堆積
した後、前記ダイヤモンド状カーボン膜23の内部応力が
約２×108dyn/cm2ないし１×109dyn/cm2になるまで約30
0℃ないし400℃のN2雰囲気中で約１時間ないし２時間ア
ニールする。続いてスパッタリング法もしくは電子ビー
ム蒸着法などの方法により、約0.1μｍ厚のＷ、Auもし
くはTa等のいずれかの重金属薄膜24を前記ダイヤモンド
状カーボン膜23の表面状に堆積し、この重金属薄膜24上
に電子ビーム露光技術もしくは集束イオンビーム露光技
術を用いて所望のレジストパターン25を形成する（第２
図（ｃ））。しかるのちレジストパターン25をマスクに
用いて反応性イオンエッチングもしくはイオンミリング
などの方法により、前記重金属薄膜24をパターニングす
る（第２図（ｄ））。最後に前記重金属パターン24を任
意の治具を用いて保護しつつ、沸騰した30Wt％KOH水溶
液でSi3N4膜パターン22をマスクとしてSi基板21の所定
の領域をエッチングすれば所望のＸ線マスクが得られ
る。（第２図（ｅ）） このＸ線マスクの製造プロセスにおいてＸ線吸収体パ
ターンの形成プロセスを省略すれば、ダイヤモンド状カ
ーボン膜を用いたＸ線取り出し窓が得られる。
製造プロセスの一例を示す。数百μｍないし数mmの厚さ
を有するSiウエハ21の一表面上にこのSiウエハの所定の
領域をエッチング除去するためのエッチングマスクパタ
ーン22を例えばLPCVD SI3N4膜を用いて形成する（第２
図（ａ））。Siウエハ21の他方の表面上に反応ガスとし
てCH4とH2を用いたDCグロー放電により、数百nmないし
１μｍ程度の厚みのダイヤモンド状カーボン膜23を堆積
した後、前記ダイヤモンド状カーボン膜23の内部応力が
約２×108dyn/cm2ないし１×109dyn/cm2になるまで約30
0℃ないし400℃のN2雰囲気中で約１時間ないし２時間ア
ニールする。続いてスパッタリング法もしくは電子ビー
ム蒸着法などの方法により、約0.1μｍ厚のＷ、Auもし
くはTa等のいずれかの重金属薄膜24を前記ダイヤモンド
状カーボン膜23の表面状に堆積し、この重金属薄膜24上
に電子ビーム露光技術もしくは集束イオンビーム露光技
術を用いて所望のレジストパターン25を形成する（第２
図（ｃ））。しかるのちレジストパターン25をマスクに
用いて反応性イオンエッチングもしくはイオンミリング
などの方法により、前記重金属薄膜24をパターニングす
る（第２図（ｄ））。最後に前記重金属パターン24を任
意の治具を用いて保護しつつ、沸騰した30Wt％KOH水溶
液でSi3N4膜パターン22をマスクとしてSi基板21の所定
の領域をエッチングすれば所望のＸ線マスクが得られ
る。（第２図（ｅ）） このＸ線マスクの製造プロセスにおいてＸ線吸収体パ
ターンの形成プロセスを省略すれば、ダイヤモンド状カ
ーボン膜を用いたＸ線取り出し窓が得られる。
本発明ではＸ線マスクの、Ｘ線吸収体パターンの膜厚
がわずか0.1μｍでよいので、レジストをマスクに用い
た反応性イオンエッチングもしくはイオンミリングによ
るパターン形成が可能であり、従来のＸ線マスクのＸ線
吸収体パターンのように多層レジスト技術を用いた複雑
なパターン形成プロセスは不用となる。また従来は殆ど
不可能であったＸ線吸収体パターンの欠陥修正も、集束
イオンビームリソグラフィ技術を用いてマスク基板を殆
ど損傷させずに行うことができ、Ｘ線露光マスクの歩留
りを飛躍的に向上させることができた。
がわずか0.1μｍでよいので、レジストをマスクに用い
た反応性イオンエッチングもしくはイオンミリングによ
るパターン形成が可能であり、従来のＸ線マスクのＸ線
吸収体パターンのように多層レジスト技術を用いた複雑
なパターン形成プロセスは不用となる。また従来は殆ど
不可能であったＸ線吸収体パターンの欠陥修正も、集束
イオンビームリソグラフィ技術を用いてマスク基板を殆
ど損傷させずに行うことができ、Ｘ線露光マスクの歩留
りを飛躍的に向上させることができた。
（発明の効果） 本発明は以上説明したように、44Å以上の長波長軟Ｘ
線を図形の転写媒体としているので、Ｘ線吸収体パター
ンが約0.1μｍないし0.2μｍと従来のおよそ1/5ないし1
/10の厚みで十分なコントラストが得られる。従ってＸ
線露光マスクの作製が格段に容易になったばかりでな
く、パターン欠陥の検査および修正も飛躍的に容易にな
った。またＸ線吸収体パターンの厚みの減少に比例して
Ｘ線吸収体パターンの内部応力によるマスクの歪も低減
したため、Ｘ線露光におけるマスクの位置合わせ精度も
飛躍的に向上した。更にレジストによる軟Ｘ線の吸収効
率は約50倍高められ、露光時間は約1/10以下に短縮され
た。
線を図形の転写媒体としているので、Ｘ線吸収体パター
ンが約0.1μｍないし0.2μｍと従来のおよそ1/5ないし1
/10の厚みで十分なコントラストが得られる。従ってＸ
線露光マスクの作製が格段に容易になったばかりでな
く、パターン欠陥の検査および修正も飛躍的に容易にな
った。またＸ線吸収体パターンの厚みの減少に比例して
Ｘ線吸収体パターンの内部応力によるマスクの歪も低減
したため、Ｘ線露光におけるマスクの位置合わせ精度も
飛躍的に向上した。更にレジストによる軟Ｘ線の吸収効
率は約50倍高められ、露光時間は約1/10以下に短縮され
た。
第１図は本発明のＸ線露光装置の一実施例を示す基本構
成図、第２図（ａ）〜（ｅ）はＸ線露光マスクの製造プ
ロセスを示す模式断面図である。 11……電子ストレージ・リング、12……ビーム・ライ
ン、13……軟Ｘ線、14……ミラー、15……ダイヤモンド
状カーボン膜、16……試料室、17……Ｘ線露光マスク、
18……ウエハ、19……露光シャッター、21……Siウエ
ハ、22……Si3N4、23……ダイヤモンド状カーボン膜、2
4……重金属薄膜、25……レジストパターン。
成図、第２図（ａ）〜（ｅ）はＸ線露光マスクの製造プ
ロセスを示す模式断面図である。 11……電子ストレージ・リング、12……ビーム・ライ
ン、13……軟Ｘ線、14……ミラー、15……ダイヤモンド
状カーボン膜、16……試料室、17……Ｘ線露光マスク、
18……ウエハ、19……露光シャッター、21……Siウエ
ハ、22……Si3N4、23……ダイヤモンド状カーボン膜、2
4……重金属薄膜、25……レジストパターン。
Claims (1)
- 【請求項１】ダイヤモンド状カーボン膜を介して44Å以
上の波長の軟Ｘ線を減圧He雰囲気中に導き、ダイヤモン
ド状カーボン膜を基板とするＸ線露光マスクに形成した
パターンを基板表面に転写するＸ線露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11983688A JP2712286B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Ｘ線露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11983688A JP2712286B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Ｘ線露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289114A JPH01289114A (ja) | 1989-11-21 |
| JP2712286B2 true JP2712286B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=14771459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11983688A Expired - Lifetime JP2712286B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Ｘ線露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712286B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4242588A (en) * | 1979-08-13 | 1980-12-30 | American Science And Engineering, Inc. | X-ray lithography system having collimating optics |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP11983688A patent/JP2712286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01289114A (ja) | 1989-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060292459A1 (en) | EUV reflection mask and method for producing it | |
| JPS60154619A (ja) | 金属層をエツチングする方法 | |
| JPH0864524A (ja) | Ｘ線吸収マスクの製造方法 | |
| JP3210143B2 (ja) | Ｘ線マスク構造体とその作製方法、及び、該ｘ線マスク構造体を用いたｘ線露光方法と、該ｘ線マスク構造体を用いて作成するデバイス製造方法 | |
| US4370556A (en) | Self-supporting mask, method for production as well as use of same | |
| JP2712286B2 (ja) | Ｘ線露光方法 | |
| US5567551A (en) | Method for preparation of mask for ion beam lithography | |
| EP0375534A2 (en) | Photomask and manufacturing method therefor | |
| KR100211012B1 (ko) | 리소그래픽마스크구조체와 그 생산방법 및 디바이스제조방법 | |
| US4555460A (en) | Mask for the formation of patterns in lacquer layers by means of X-ray lithography and method of manufacturing same | |
| JPH0732119B2 (ja) | Ｘ線リソグラフビームラインの均一性を改善する方法 | |
| Randall et al. | Repair of x‐ray lithography masks using UV‐laser photodeposition | |
| US4606803A (en) | Method of manufacturing a mask for the production of patterns in lacquer layers by means of X-ray lithography | |
| US5057388A (en) | Method for the preparation of mask for X-ray lithography | |
| EP0536635B1 (en) | X-ray mask, method of manufacturing the same and exposure method using the mask | |
| JP2675044B2 (ja) | Ｘ線露光用マスクの製造方法 | |
| EP0316111B1 (en) | Mask repair | |
| JP3219619B2 (ja) | Ｘ線マスクと該マスクの製造方法、ならびに該マスクを用いたデバイス生産方法 | |
| JP2502595B2 (ja) | Ｘ線露光用マスクの製造方法 | |
| JPH05152195A (ja) | Ｘ線マスクおよび転写方法 | |
| JP2001185479A (ja) | リソグラフィ用マスク基板およびその製造方法 | |
| JPH04338628A (ja) | Ｘ線リソグラフィ用マスクおよびその製造方法 | |
| Stewart et al. | State of the art in focused ion-beam mask repair systems | |
| JP3279181B2 (ja) | Ｘ線露光用マスクの製造方法 | |
| Berry et al. | 1 nm x-ray lithography using novel mask fabrication technique |