JP3267471B2 - マスク、これを用いた露光装置やデバイス生産方法 - Google Patents
マスク、これを用いた露光装置やデバイス生産方法Info
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/10—Scattering devices; Absorbing devices; Ionising radiation filters
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- 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
- G03F1/00—Originals 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
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子などのデ
バイスを生産するためのリソグラフィ工程で使用するマ
スク、特に位相シフト法を用いた露光用のマスクの技術
分野に属する。
バイスを生産するためのリソグラフィ工程で使用するマ
スク、特に位相シフト法を用いた露光用のマスクの技術
分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】デバイスの製造において、ますます微細
化するパターンの露光転写精度を向上させるため、光学
的な干渉効果を利用して転写解像度を向上させる位相シ
フト露光技術が注目されている。
化するパターンの露光転写精度を向上させるため、光学
的な干渉効果を利用して転写解像度を向上させる位相シ
フト露光技術が注目されている。
【０００３】例えば特開平5-3146号公報では、Ｘ線の干
渉効果を利用したＸ線露光用の位相シフトマスクを提案
している。これは図１０に示すように、Ｘ線透過膜（メ
ンブレン）１上の吸収体パターン２の側壁に、吸収体２
とはＸ線の透過率が異なる物質からなる位相シフト層３
を設けたものである。例えば、メンブレン１としては３
μm厚さの窒化シリコンが、吸収体２としては0.7μm厚
さのタングステンが、位相シフト層３としては幅0.125
μmで厚さ0.7μmの酸化タンタル等が用いられる。
渉効果を利用したＸ線露光用の位相シフトマスクを提案
している。これは図１０に示すように、Ｘ線透過膜（メ
ンブレン）１上の吸収体パターン２の側壁に、吸収体２
とはＸ線の透過率が異なる物質からなる位相シフト層３
を設けたものである。例えば、メンブレン１としては３
μm厚さの窒化シリコンが、吸収体２としては0.7μm厚
さのタングステンが、位相シフト層３としては幅0.125
μmで厚さ0.7μmの酸化タンタル等が用いられる。
【０００４】位相シフト層３とメンブレン１とを透過し
たＸ線は、メンブレン１のみを透過したＸ線と比べて位
相がおよそπだけ異なるように設計されており、これら
のＸ線が干渉することによってレジストに吸収されるＸ
線の強度分布形状がシャープなものとなるため、露光解
像度が向上する原理である。
たＸ線は、メンブレン１のみを透過したＸ線と比べて位
相がおよそπだけ異なるように設計されており、これら
のＸ線が干渉することによってレジストに吸収されるＸ
線の強度分布形状がシャープなものとなるため、露光解
像度が向上する原理である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の位相シフトマスクにおいては次のような解決すべき
課題がある。すなわち、位相シフト層３とメンブレン１
とを透過したＸ線は、メンブレン１のみを透過したＸ線
に比べて位相シフト層３によるＸ線吸収によって強度が
低下する。したがって位相シフト法における干渉効果が
完全なものとはならず、現実的には、レジストに吸収さ
れるＸ線の強度分布形状はそれほどシャープなものとは
ならない。
来の位相シフトマスクにおいては次のような解決すべき
課題がある。すなわち、位相シフト層３とメンブレン１
とを透過したＸ線は、メンブレン１のみを透過したＸ線
に比べて位相シフト層３によるＸ線吸収によって強度が
低下する。したがって位相シフト法における干渉効果が
完全なものとはならず、現実的には、レジストに吸収さ
れるＸ線の強度分布形状はそれほどシャープなものとは
ならない。
【０００６】図１１はその様子を示すグラフ図である。
図１１(A)のグラフは図１０の位相シフトマスクを透過
した直後のＸ線の電場の分布である。シフタを透過した
Ｘ線は位相が反転しているが、振幅が小さくなってい
る。マスクを透過したＸ線は数十μm離れたレジストを
露光する。図１１(B)のグラフはレジスト上のＸ線の電
場の分布である。レジスト上のＸ線の分布はＸ線の回折
等の効果によってマスク直後の分布より鈍ったものとな
っている。図１１(C)のグラフはレジスト上のＸ線の強
度の分布である。レジスト上のＸ線強度はＸ線の電場の
２乗に比例する。図１１(D)のグラフはネガ型のレジス
トをこのマスクで露光した場合の、最終的に得られるレ
ジスト断面形状を示す。このように従来の位相シフトマ
スクを用いた場合には、レジストに吸収されるＸ線の強
度分布があまりシャープなものとはならなず、得られる
レジストパターンは形状が崩れるため、期待されるほど
の解像度は得られない。
図１１(A)のグラフは図１０の位相シフトマスクを透過
した直後のＸ線の電場の分布である。シフタを透過した
Ｘ線は位相が反転しているが、振幅が小さくなってい
る。マスクを透過したＸ線は数十μm離れたレジストを
露光する。図１１(B)のグラフはレジスト上のＸ線の電
場の分布である。レジスト上のＸ線の分布はＸ線の回折
等の効果によってマスク直後の分布より鈍ったものとな
っている。図１１(C)のグラフはレジスト上のＸ線の強
度の分布である。レジスト上のＸ線強度はＸ線の電場の
２乗に比例する。図１１(D)のグラフはネガ型のレジス
トをこのマスクで露光した場合の、最終的に得られるレ
ジスト断面形状を示す。このように従来の位相シフトマ
スクを用いた場合には、レジストに吸収されるＸ線の強
度分布があまりシャープなものとはならなず、得られる
レジストパターンは形状が崩れるため、期待されるほど
の解像度は得られない。
【０００７】本発明は上記従来の技術が有する課題を解
決すべくなされたものであり、その目的は、レジストに
吸収される露光光の強度分布形状をシャープなものと
し、露光解像度を大幅に向上することができるマスク
や、該マスクを用いた露光装置、デバイス生産方法など
を提供することである。
決すべくなされたものであり、その目的は、レジストに
吸収される露光光の強度分布形状をシャープなものと
し、露光解像度を大幅に向上することができるマスク
や、該マスクを用いた露光装置、デバイス生産方法など
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のマスクは、放射線を吸収する吸収体パターンを支持
する透過体に、該吸収体よりも前記放射線に対する吸収
率が小さい位相シフタを設け、該位相シフタを設けた部
分の透過体の厚さが他の場所より薄く、前記位相シフタ
が設けてある部分を透過した放射線と前記透過体のみの
部分を透過した放射線とが、それらの強度が互いにほぼ
等しく且つそれらの位相が互いにほぼπラジアン異なる
ように設定してあり、前記透過体の前記他の場所より薄
い部位の段差をｔm、前記位相シフタの厚さをｔs、前記
透過体の複素屈折率を１−δm−ｉｋm、前記位相シフタ
の複素屈折率を１−δs−ｉｋs、前記放射線の波長をλ
としたとき、 ｔm＝±ｋs×λ／(2×(ｋm×δs−ｋs×δm)) ｔs＝±ｋm×λ／(2×(ｋs×δm−ｋm×δs)) （複号同順） の関係をほぼ満たすことを特徴とするものである。
明のマスクは、放射線を吸収する吸収体パターンを支持
する透過体に、該吸収体よりも前記放射線に対する吸収
率が小さい位相シフタを設け、該位相シフタを設けた部
分の透過体の厚さが他の場所より薄く、前記位相シフタ
が設けてある部分を透過した放射線と前記透過体のみの
部分を透過した放射線とが、それらの強度が互いにほぼ
等しく且つそれらの位相が互いにほぼπラジアン異なる
ように設定してあり、前記透過体の前記他の場所より薄
い部位の段差をｔm、前記位相シフタの厚さをｔs、前記
透過体の複素屈折率を１−δm−ｉｋm、前記位相シフタ
の複素屈折率を１−δs−ｉｋs、前記放射線の波長をλ
としたとき、 ｔm＝±ｋs×λ／(2×(ｋm×δs−ｋs×δm)) ｔs＝±ｋm×λ／(2×(ｋs×δm−ｋm×δs)) （複号同順） の関係をほぼ満たすことを特徴とするものである。
【０００９】
【００１０】
【００１１】また、吸収体と位相シフタを同一材料とす
ることが、放射線はＸ線もしくは真空紫外線とすること
が好ましい。
ることが、放射線はＸ線もしくは真空紫外線とすること
が好ましい。
【００１２】また本発明の露光装置は、上記マスクを用
いてウエハにパターンを露光する手段を有することを特
徴とする。
いてウエハにパターンを露光する手段を有することを特
徴とする。
【００１３】また本発明のデバイス生産方法は、上記マ
スクを用いてデバイスを生産することを特徴とするもの
である。
スクを用いてデバイスを生産することを特徴とするもの
である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のマスクの基本的な原理
は、位相シフト層を透過した露光光の強度と位相シフト
層を透過しなかった露光光の強度とをほぼ等しくするこ
とである。これを達成するためには、位相シフタのパタ
ーンのある部分のメンブレンを部分的に薄くして（段差
を設け）この部分での吸収を小さくし、露光光が位相シ
フタ部を透過する時の吸収を打ち消すようにすればよ
い。
は、位相シフト層を透過した露光光の強度と位相シフト
層を透過しなかった露光光の強度とをほぼ等しくするこ
とである。これを達成するためには、位相シフタのパタ
ーンのある部分のメンブレンを部分的に薄くして（段差
を設け）この部分での吸収を小さくし、露光光が位相シ
フタ部を透過する時の吸収を打ち消すようにすればよ
い。
【００１５】以下の説明では露光光としてＸ線を例にと
るが、これに限らず真空紫外線、あるいは更に波長の長
い紫外光や可視光などにも適用可能である。
るが、これに限らず真空紫外線、あるいは更に波長の長
い紫外光や可視光などにも適用可能である。
【００１６】例えば露光光をＸ線とすると、波長λのＸ
線が複素屈折率がｎ＝1−δ−ｉｋで厚さｔの物質を透
過した場合、透過したＸ線の強度は exp（−４πｋｔ／
λ）倍になり、位相は ２πδｔ／λ rad だけ変化す
る。これらの関係式を用いれば、位相シフタ部を透過し
たＸ線と透過パタン部を透過したＸ線の、位相差が±π
rad で強度が等しくなる条件は、メンブレンの段差をｔ
m、位相シフタの厚さをｔs、メンブレンの複素屈折率を
１−δm−ｉｋm、シフタの複素屈折率を１−δs−ｉｋ
s、Ｘ線の波長をλとしたとき、 ｔm＝±ｋs×λ／(2×(ｋm×δs−ｋs×δm)) ・・・(1) ｔs＝±ｋm×λ／(2×(ｋs×δm−ｋm×δs)) ・・・(2) となる。また本発明の露光装置は、上記マスクを用いて
ウエハにパターンを露光する手段を有することを特徴と
する。
線が複素屈折率がｎ＝1−δ−ｉｋで厚さｔの物質を透
過した場合、透過したＸ線の強度は exp（−４πｋｔ／
λ）倍になり、位相は ２πδｔ／λ rad だけ変化す
る。これらの関係式を用いれば、位相シフタ部を透過し
たＸ線と透過パタン部を透過したＸ線の、位相差が±π
rad で強度が等しくなる条件は、メンブレンの段差をｔ
m、位相シフタの厚さをｔs、メンブレンの複素屈折率を
１−δm−ｉｋm、シフタの複素屈折率を１−δs−ｉｋ
s、Ｘ線の波長をλとしたとき、 ｔm＝±ｋs×λ／(2×(ｋm×δs−ｋs×δm)) ・・・(1) ｔs＝±ｋm×λ／(2×(ｋs×δm−ｋm×δs)) ・・・(2) となる。また本発明の露光装置は、上記マスクを用いて
ウエハにパターンを露光する手段を有することを特徴と
する。
【００１７】マスクの製造し易さや破損しにくさを考え
ると、シフタの厚さやメンブレンの段差はできるだけ小
さいほうが望ましい。そのためにはメンブレンの複素屈
折率の虚部と実部の比とシフタの複素屈折率の虚部と実
部の比との差が大きいことが望ましい。メンブレンの材
料としてはＸ線吸収が小さく機械的な強度が大きく且つ
Ｘ線照射等に対して寸法安定姓が高いことなどが要求さ
れる。Ｘ線露光で使用される１nm程度の波長領域では、
窒化シリコン(Ｓi3Ｎ4)や炭化ケイ素(ＳiＣ)、窒化ホウ
素(ＢＮ)、ダイアモンド等の材料が好ましい。位相シフ
タの材料としては、金、白金、銀、パラジウム、タング
ステン、モリブデン、タンタル、ニッケル、クロム、チ
タン、ベリリウム等各種の金属やその化合物などが好ま
しい。
ると、シフタの厚さやメンブレンの段差はできるだけ小
さいほうが望ましい。そのためにはメンブレンの複素屈
折率の虚部と実部の比とシフタの複素屈折率の虚部と実
部の比との差が大きいことが望ましい。メンブレンの材
料としてはＸ線吸収が小さく機械的な強度が大きく且つ
Ｘ線照射等に対して寸法安定姓が高いことなどが要求さ
れる。Ｘ線露光で使用される１nm程度の波長領域では、
窒化シリコン(Ｓi3Ｎ4)や炭化ケイ素(ＳiＣ)、窒化ホウ
素(ＢＮ)、ダイアモンド等の材料が好ましい。位相シフ
タの材料としては、金、白金、銀、パラジウム、タング
ステン、モリブデン、タンタル、ニッケル、クロム、チ
タン、ベリリウム等各種の金属やその化合物などが好ま
しい。
【００１８】＜実施例１＞本発明のより具体的な実施例
を説明する。図１は位相シフトマスクを用いた露光の概
念図である。フレーム５によってメンブレン１を支持
し、該メンブレン上に放射線吸収体２からなる転写パタ
ーンを形成している。このマスクに近接してウエハ６を
配置して、Ｘ線を照射することによってウエハに露光転
写を行う。
を説明する。図１は位相シフトマスクを用いた露光の概
念図である。フレーム５によってメンブレン１を支持
し、該メンブレン上に放射線吸収体２からなる転写パタ
ーンを形成している。このマスクに近接してウエハ６を
配置して、Ｘ線を照射することによってウエハに露光転
写を行う。
【００１９】図２は図１の位相シフトマスクの部分拡大
図である。メンブレン１表面に転写パターンとなる吸収
体２と、その両脇に位相シフタ３を設け、メンブレン１
裏面には位相シフタ３に対応する位置に孔４を設けて段
差を形成している。メンブレン１は厚さ２μmの窒化シ
リコン（Ｓi3Ｎ4）膜、吸収体２は厚さ１μmの金、位相
シフタ３はクロム（Ｃr）である。
図である。メンブレン１表面に転写パターンとなる吸収
体２と、その両脇に位相シフタ３を設け、メンブレン１
裏面には位相シフタ３に対応する位置に孔４を設けて段
差を形成している。メンブレン１は厚さ２μmの窒化シ
リコン（Ｓi3Ｎ4）膜、吸収体２は厚さ１μmの金、位相
シフタ３はクロム（Ｃr）である。
【００２０】波長1nmのＸ線に対する各物質の屈折率
は、 Ｓi3Ｎ4 n＝1 -0.00044 -0.000034i Ｃr n＝1 -0.00088 -0.00025i である。
は、 Ｓi3Ｎ4 n＝1 -0.00044 -0.000034i Ｃr n＝1 -0.00088 -0.00025i である。
【００２１】このとき、先の式(1),(2)から、最適なメ
ンブレン１の段差ｔm、及び位相シフタの厚さｔsを求め
ると、ｔm＝1.57μm、ｔs＝0.22μmとなる。即ち、位相
シフタ３としてＣrを0.22μm厚で設け、その部分のメン
ブレン１の孔を1.57μmの深さに掘り込めば良い。この
Ｘ線マスクを用いれば位相シフタ部を透過したＸ線と透
過パターン部を透過したＸ線の、位相差が±π rad で
強度が等しくなり、位相シフト効果が高まるため転写性
能が向上する。
ンブレン１の段差ｔm、及び位相シフタの厚さｔsを求め
ると、ｔm＝1.57μm、ｔs＝0.22μmとなる。即ち、位相
シフタ３としてＣrを0.22μm厚で設け、その部分のメン
ブレン１の孔を1.57μmの深さに掘り込めば良い。この
Ｘ線マスクを用いれば位相シフタ部を透過したＸ線と透
過パターン部を透過したＸ線の、位相差が±π rad で
強度が等しくなり、位相シフト効果が高まるため転写性
能が向上する。
【００２２】図６はこの様子を示すグラフ図である。図
６(A)のグラフは本実施例の位相シフトマスクを透過し
た直後のＸ線の電場の分布である。シフタを透過したＸ
線は位相が反転して、振幅はメンブレンのみを透過した
Ｘ線と等しくなっている。マスクを透過したＸ線は数十
μm離れたレジストを露光する。図６(B)のグラフはレジ
スト上のＸ線の電場の分布を、図６(C)のグラフはレジ
スト上のＸ線の強度の分布を示すものである。レジスト
上のＸ線強度はＸ線の電場の２乗に比例する。図６(D)
のグラフはネガ型のレジストをこのマスクで露光した場
合のレジスト断面形状を示す。このように本実施例の位
相シフトマスクを用いると、先の図１１に示したものに
比べて、レジストに吸収されるＸ線の強度分布形状がシ
ャープなものとなり、露光転写の解像力を大幅に向上さ
せることができる。
６(A)のグラフは本実施例の位相シフトマスクを透過し
た直後のＸ線の電場の分布である。シフタを透過したＸ
線は位相が反転して、振幅はメンブレンのみを透過した
Ｘ線と等しくなっている。マスクを透過したＸ線は数十
μm離れたレジストを露光する。図６(B)のグラフはレジ
スト上のＸ線の電場の分布を、図６(C)のグラフはレジ
スト上のＸ線の強度の分布を示すものである。レジスト
上のＸ線強度はＸ線の電場の２乗に比例する。図６(D)
のグラフはネガ型のレジストをこのマスクで露光した場
合のレジスト断面形状を示す。このように本実施例の位
相シフトマスクを用いると、先の図１１に示したものに
比べて、レジストに吸収されるＸ線の強度分布形状がシ
ャープなものとなり、露光転写の解像力を大幅に向上さ
せることができる。
【００２３】本実施例のマスクの製造方法は次の通りで
ある。まず、メンブレン表面にシフタパターンを電子ビ
ーム描画とクロムのリフトオフ法によって形成する。次
にメンブレン裏面にネガ型レジストを塗布しておいて表
面から軟Ｘ線を照射してレジストパターンを得る。次に
このレジストパターンをマスクにメンブレンをエッチン
グして孔を設ける。最後にメンブレン表面に吸収体を電
子ビーム描画とめっき法によって形成する。
ある。まず、メンブレン表面にシフタパターンを電子ビ
ーム描画とクロムのリフトオフ法によって形成する。次
にメンブレン裏面にネガ型レジストを塗布しておいて表
面から軟Ｘ線を照射してレジストパターンを得る。次に
このレジストパターンをマスクにメンブレンをエッチン
グして孔を設ける。最後にメンブレン表面に吸収体を電
子ビーム描画とめっき法によって形成する。
【００２４】＜実施例２＞図３は第２実施例のＸ線位相
シフトマスクの拡大断面図を示す。本実施例ではメンブ
レン１表面に孔４を設けて、その孔４の底に位相シフタ
３を成膜している。メンブレン１は厚さ２μmの炭化シ
リコン(ＳiＣ)膜、吸収体２は厚さ１μmのタンタル(Ｔ
a)、位相シフタ３はニッケル(Ｎi)である。
シフトマスクの拡大断面図を示す。本実施例ではメンブ
レン１表面に孔４を設けて、その孔４の底に位相シフタ
３を成膜している。メンブレン１は厚さ２μmの炭化シ
リコン(ＳiＣ)膜、吸収体２は厚さ１μmのタンタル(Ｔ
a)、位相シフタ３はニッケル(Ｎi)である。
【００２５】波長１nmのＸ線に対する各物質の屈折率は ＳiＣ n＝1 -0.000406 -0.000025i Ｎi n＝1 -0.00102 -0.000471i である。
【００２６】このとき、先の式(1),(2)から、最適なメ
ンブレンの段差ｔm、及び位相シフタの厚さｔsを求める
と、ｔm＝1.42μm、ｔs＝0.08μmとなる。即ち、メンブ
レンの孔４の深さを1.42μmとし、その中にシフタ３と
してNiを0.08μm設ければ良い。
ンブレンの段差ｔm、及び位相シフタの厚さｔsを求める
と、ｔm＝1.42μm、ｔs＝0.08μmとなる。即ち、メンブ
レンの孔４の深さを1.42μmとし、その中にシフタ３と
してNiを0.08μm設ければ良い。
【００２７】＜実施例３＞図４は第３実施例のＸ線位相
シフトマスクの拡大断面図を示す。本実施例ではメンブ
レン１の裏面に位相シフタ３を設け、メンブレン１の表
面の位相シフタパターンに対応する位置に孔４を形成し
ている。
シフトマスクの拡大断面図を示す。本実施例ではメンブ
レン１の裏面に位相シフタ３を設け、メンブレン１の表
面の位相シフタパターンに対応する位置に孔４を形成し
ている。
【００２８】本実施例のマスクの製造方法は次の通りで
ある。まず、メンブレン裏面に位相シフタを電子ビーム
描画とリフトオフ法によって形成する。次にメンブレン
表面にネガ型レジストを塗布しておいて裏面から軟Ｘ線
を照射してレジストパターンを得る。次にこのレジスト
パターンをマスクにメンブレンをエッチングして孔を設
ける。最後にメンブレン表面に吸収体パターンを形成す
る。
ある。まず、メンブレン裏面に位相シフタを電子ビーム
描画とリフトオフ法によって形成する。次にメンブレン
表面にネガ型レジストを塗布しておいて裏面から軟Ｘ線
を照射してレジストパターンを得る。次にこのレジスト
パターンをマスクにメンブレンをエッチングして孔を設
ける。最後にメンブレン表面に吸収体パターンを形成す
る。
【００２９】＜実施例４＞図５は第４実施例のＸ線マス
クの拡大断面図を示す。本実施例ではメンブレン１の表
面に吸収体２と位相シフタ３を同一材料で設けている。
メンブレン１の裏面には位相シフタ３に対応する位置に
孔４を形成している。メンブレン１は厚さ２μmの炭化
シリコン膜、吸収体２は厚さ１μmのタングステン、位
相シフタ３は吸収体２と同一材料のタングステンであ
る。
クの拡大断面図を示す。本実施例ではメンブレン１の表
面に吸収体２と位相シフタ３を同一材料で設けている。
メンブレン１の裏面には位相シフタ３に対応する位置に
孔４を形成している。メンブレン１は厚さ２μmの炭化
シリコン膜、吸収体２は厚さ１μmのタングステン、位
相シフタ３は吸収体２と同一材料のタングステンであ
る。
【００３０】波長１nmのＸ線に対する各物質の屈折率は SiC n＝1 -0.000406 -0.000025i W n＝1 -0.0013 -0.00039i である。
【００３１】このとき、先の式(1),(2)から、最適なメ
ンブレンの段差ｔm、及び位相シフタの厚さｔsを求める
と、ｔm＝1.55μm、ｔs＝0.1μmとなる。即ち、位相シ
フタ３としてWを0.1μm設け、その部分に対応したメン
ブレンの孔を1.48μmの深さで形成すれば良い。
ンブレンの段差ｔm、及び位相シフタの厚さｔsを求める
と、ｔm＝1.55μm、ｔs＝0.1μmとなる。即ち、位相シ
フタ３としてWを0.1μm設け、その部分に対応したメン
ブレンの孔を1.48μmの深さで形成すれば良い。
【００３２】本実施例のマスクの製造方法は次の通りで
ある。まず、メンブレン表面にタングステンを１μmの
厚さに成膜する。この上にレジストを塗布して吸収体パ
ターンとシフタパターンを電子ビーム描画する。このと
き吸収体パターンとシフタパターンとで露光量を変え
て、吸収体パターン部ではレジストが厚くシフタパター
ン部ではレジストが薄く残るようにする。次にこのレジ
ストパターンをマスクにドライエッチング法でタングス
テンをパターニングする。このときシフタパターン部で
はレジストが薄いので、ドライエッチングの途中でレジ
ストがなくなり、タングステンの一部もエッチングされ
る。このようにして吸収体とシフタパターンを同時に作
製することができる。次にメンブレン裏面にメンブレン
パターンを描画した後メンブレンをエッチングして孔を
形成する。
ある。まず、メンブレン表面にタングステンを１μmの
厚さに成膜する。この上にレジストを塗布して吸収体パ
ターンとシフタパターンを電子ビーム描画する。このと
き吸収体パターンとシフタパターンとで露光量を変え
て、吸収体パターン部ではレジストが厚くシフタパター
ン部ではレジストが薄く残るようにする。次にこのレジ
ストパターンをマスクにドライエッチング法でタングス
テンをパターニングする。このときシフタパターン部で
はレジストが薄いので、ドライエッチングの途中でレジ
ストがなくなり、タングステンの一部もエッチングされ
る。このようにして吸収体とシフタパターンを同時に作
製することができる。次にメンブレン裏面にメンブレン
パターンを描画した後メンブレンをエッチングして孔を
形成する。
【００３３】本実施例では、シフタが吸収体と同一の材
料で構成したので、マスク作成の際にシフタ層を別に成
膜する必要がなく、マスク製造の際の生産性が高い。
料で構成したので、マスク作成の際にシフタ層を別に成
膜する必要がなく、マスク製造の際の生産性が高い。
【００３４】＜実施例５＞次に上記のマスクを用いたＸ
線露光装置の実施例を説明する。図７はＸ線露光装置の
全体図であり、図中、シンクロトロン放射源１０の発光
点１１から放射したシートビーム形状のシンクロトロン
放射光１２を、僅かな曲率を有する凸面ミラー１３によ
って放射光軌道面に対して垂直な方向に拡大する。拡大
した放射光は移動シャッタ１４によって照射領域内で露
光量が均一となるように調整し、シャッタ１４を経た放
射光をＸ線マスク１５に導びく。Ｘ線マスク１５は上記
説明した実施例のいずれかで説明した方法によって作成
したものである。ウエハ１６はスピンコート法によって
１μｍ厚のレジストを塗布し、既定の条件でプリベーク
を行ったもので、Ｘ線マスク１５とは３０μｍ程度の近
接した間隔で配置している。ステッピング露光によっ
て、ウエハ１６の複数のショット領域にマスクパターン
を並べて露光転写したら、ウエハを回収し、現像処理を
行う。
線露光装置の実施例を説明する。図７はＸ線露光装置の
全体図であり、図中、シンクロトロン放射源１０の発光
点１１から放射したシートビーム形状のシンクロトロン
放射光１２を、僅かな曲率を有する凸面ミラー１３によ
って放射光軌道面に対して垂直な方向に拡大する。拡大
した放射光は移動シャッタ１４によって照射領域内で露
光量が均一となるように調整し、シャッタ１４を経た放
射光をＸ線マスク１５に導びく。Ｘ線マスク１５は上記
説明した実施例のいずれかで説明した方法によって作成
したものである。ウエハ１６はスピンコート法によって
１μｍ厚のレジストを塗布し、既定の条件でプリベーク
を行ったもので、Ｘ線マスク１５とは３０μｍ程度の近
接した間隔で配置している。ステッピング露光によっ
て、ウエハ１６の複数のショット領域にマスクパターン
を並べて露光転写したら、ウエハを回収し、現像処理を
行う。
【００３５】＜実施例６＞ 次に上記Ｘ線マスクおよび上記Ｘ線露光装置を用いた微
小デバイスの生産方法について説明する。ここでいう微
小デバイスとはＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶デ
バイス、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッドなどが挙げら
れる。以下は半導体デバイスの例を示す。
小デバイスの生産方法について説明する。ここでいう微
小デバイスとはＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶デ
バイス、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッドなどが挙げら
れる。以下は半導体デバイスの例を示す。
【００３６】図８は半導体デバイスの生産の全体フロー
を示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの
回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計
した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、
ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用い
てウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は
前工程と呼ばれ、上記用意したＸ線マスクとウエハを用
いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路
を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼
ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半
導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイ
シング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ
封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステッ
プ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐
久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導
体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）され
る。
を示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの
回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計
した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、
ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用い
てウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は
前工程と呼ばれ、上記用意したＸ線マスクとウエハを用
いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路
を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼
ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半
導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイ
シング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ
封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステッ
プ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐
久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導
体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）され
る。
【００３７】図９は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される。本実施例の生産方法
を用いれば、従来は難しかった高集積度の半導体デバイ
スを生産することができる。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される。本実施例の生産方法
を用いれば、従来は難しかった高集積度の半導体デバイ
スを生産することができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明のマスクを用いれば、従来に比べ
て露光解像度を大幅に向上させることができる。このマ
スクを用いて露光を行えば従来以上に高精度なデバイス
を生産することができる。
て露光解像度を大幅に向上させることができる。このマ
スクを用いて露光を行えば従来以上に高精度なデバイス
を生産することができる。
【図１】第１の実施例のＸ線位相シフトマスクの断面図
である。
である。
【図２】図１の部分的な拡大断面図である。
【図３】第２の実施例のＸ線位相シフトマスクの断面図
である。
である。
【図４】第３の実施例のＸ線位相シフトマスクの断面図
である。
である。
【図５】第４の実施例のＸ線位相シフトマスクの断面図
である。
である。
【図６】実施例の位相シフトマスクを用いた場合の作用
を説明するグラフ図である。
を説明するグラフ図である。
【図７】Ｘ線露光装置の実施例の全体構成図である。
【図８】半導体デバイス生産の全体フローを示す図であ
る。
る。
【図９】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。
る。
【図１０】従来のＸ線位相シフトマスクの断面拡大図で
ある。
ある。
【図１１】従来の位相シフトマスクの作用を説明する図
１ メンブレン（Ｘ線透過膜） ２ 吸収体パターン ３ 位相シフタ ４ メンブレンに設けた孔 ５ フレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−316047（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−104456（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−158121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−92438（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15909（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/08 - 1/16
Claims (5)
- 【請求項１】 放射線を吸収する吸収体パターンを支持
する透過体に、該吸収体よりも前記放射線に対する吸収
率が小さい位相シフタを設け、該位相シフタを設けた部
分の透過体の厚さが他の場所より薄く、前記位相シフタ
が設けてある部分を透過した放射線と前記透過体のみの
部分を透過した放射線とが、それらの強度が互いにほぼ
等しく且つそれらの位相が互いにほぼπラジアン異なる
ように設定してあり、前記透過体の前記他の場所より薄
い部位の段差をｔm、前記位相シフタの厚さをｔs、前記
透過体の複素屈折率を１−δm−ｉｋm、前記位相シフタ
の複素屈折率を１−δs−ｉｋs、前記放射線の波長をλ
としたとき、 ｔｍ＝±ｋｓ×λ／（２×（ｋｍ×δｓ−ｋｓ×δｍ）） ｔｓ＝±ｋｍ×λ／（２×（ｋｓ×δｍ−ｋｍ×δｓ）） （複号同順） の関係をほぼ満たす ことを特徴とするマスク。 - 【請求項２】 前記吸収体と前記位相シフタを同一材料
で構成したことを特徴とする請求項１に記載のマスク。 - 【請求項３】 前記放射線はＸ線もしくは真空紫外線で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のマスク
を用いてウエハにパターンを露光する手段を有すること
を特徴とする露光装置。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載のマスク
のパターンでウエハを露光する段階と、該露光したウエ
ハを現像する段階とを含むことを特徴とするデバイス生
産方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19754395A JP3267471B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | マスク、これを用いた露光装置やデバイス生産方法 |
| US08/687,782 US5770335A (en) | 1995-08-02 | 1996-07-31 | Mask and exposure apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19754395A JP3267471B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | マスク、これを用いた露光装置やデバイス生産方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943829A JPH0943829A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3267471B2 true JP3267471B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=16376234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19754395A Expired - Fee Related JP3267471B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | マスク、これを用いた露光装置やデバイス生産方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5770335A (ja) |
| JP (1) | JP3267471B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-08-02 JP JP19754395A patent/JP3267471B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-07-31 US US08/687,782 patent/US5770335A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10828711B2 (en) | 2017-09-22 | 2020-11-10 | Gestion Roberto Inc. | Tool for facilitating removal of a broken exhaust manifold stud from a cylinder head and method of using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5770335A (en) | 1998-06-23 |
| JPH0943829A (ja) | 1997-02-14 |
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