JPH02165615A - Ｘ線露光用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、高密度集積回路装置等の微細パターンを極
めて高精度に半導体ウェハに転写する方法として期待さ
れるｘｍ露光方法に用いるＸ線露光用マスクに関する。

〈従来の技術〉 従来のＸ線露光用マスクは、Ｘ線吸収係数の小さい軽元
素からなるＳｉＮやＢＮ、またはポリイミド等の数ミク
ロン厚の透過性薄膜の上に、Ａｕ。

Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、等のＸ線吸収係数の大きい重金属で所
望のＸ線吸収体パターンを形成したものが一般的に用い
られている。

モしてＳｉ等の半導体基板上に塗布されたＸ線感光レジ
ストにパターンを転写するには、Ｘ線吸収体面とウェハ
露光面とを向かい合わせに配置し、Ｘ線露光用マスクの
吸収体パターン面とは逆の面側からＸ線を照射すること
により、Ｘ線透過性薄膜とＸ線吸収体との吸収係数の差
によって透過Ｘ線のエネルギーに差を生じ、半導体基板
上のＸ線レジストに必要なパターンが転写できる。

Ｘ線の波長は、現在半導体製造用露光装置に広く用いら
れている紫外光（波長２０Ｑｎ＋ｓ〜４００ｎｍ）に比
べて格段に短い（波長数人〜数百人）ので微細なパター
ンの転写においても回折現象が殆ど無いことから、Ｘ線
露光方法は、超ＬＳＩパターンに代表されるサブミクロ
ンパターンを形成するリソグラフィー技術として期待さ
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところがＸ線露光の場合、パターンを転写するのに十分
なＸ線の吸収を得るには、吸収体の厚みが１μｍ〜数μ
ｍになることがあり、この厚さの吸収体をサブミクロン
のパターンで形成することは技術的にかなり無理な面が
あった。また、吸収体のＸ線吸収により、吸収体を支え
る透過性薄膜が発熱して不規則な歪みをマスクに生じ、
アライメント精度が低下するというサブミクロンパター
ンの転写において極めて重大な問題があった。

この発明は、Ｘ線吸収体パターンの厚みを薄くすること
により、Ｘ線吸収体をサブミクロンパターンに形成する
ことを容易にし、さらに厚さが薄くても露光に十分な透
過・吸収Ｘ線エネルギー差を生じる吸収体構造を提供す
るものであり、かつ吸収体のＸ線吸収割合を低くしてマ
スクの発熱による歪みを防止することにより、アライメ
ント精度を向上させることを目的としたものである。

〈課題を解決するための手段〉 即ち、この発明はＸ線透過性薄膜の上に形成するＸ線吸
収体を原子番号の異なる２種類以上の物質で反射積層構
造体としたものである。そしてこのＸ線反射積層構造体
は、原子番号の大きい物質と小さい物質を交互に繰り返
して積み重ねた構造であり、各物性の層が少なくとも２
回以上繰り返した多層構造とするのが望ましい。

く作用〉 この発明は、Ｘ線吸収体を支持するＸ線透過性薄膜の上
にＸ線吸収体として反射積層構造体を形成することによ
り、吸収体の反対側から照射されろＸ線の殆どを反射さ
せ、透過・吸収Ｘ線エネルギー差を作り出し、ウェハに
転写する際のパターンコントラストを生じさせるもので
ある。

しかも、従来の吸収体と異なりＸ線を反射することで透
過・吸収エネルギー差を生じさせることから、吸収体パ
ターンに蓄積されるＸ線エネルギーも少なくなるので、
マスクの発熱による歪みでアライメント精度が低下する
ことも防止できろ。

さらに、吸収体の厚みを軽減できるので、吸収体を微細
なパターンで形成することが容易となり、パターン転写
精度が向上するという作用がある。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例を示すＸ線露光用マスクの断
面図である。Ｘ線の吸収係数の小さい軽元素からなるＳ
ｉＮ、ＢＮ等のＸ線透過性薄膜１を、ベースとなる石英
基板、らしくはＳｉ等の半導体基板上にＣＶＤ法により
形成する。この石英基板らしくは半導体基板は、Ｘ線透
過性薄膜形成後、周辺部を残して除去されマスク支持体
３となる。

Ｘ線透過性薄膜ｌの一主平面上には重金属（若しくは重
金属化合物でもよい）と軽元素物質の層が繰り返し重な
り、その周期が使用Ｘ線波長のｌ／２となるようなＸ線
反射積層体２を形成する。そして所定のパターニングを
行うことにより、いわゆる吸収体パターンと呼ばれるマ
スクパターンが形成されるのである。

元来Ｘ線は物質透過能力が高いので、Ｘ線マスクにおい
ても吸収体のパターンによる十分なコントラストを得る
ためには原子番号の大きいＡｕ、ＰＬ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ
等の重金属を用いて厚さ数千人〜数ミクロンのパターン
を形成しなければならなかった。吸収体の厚みは、厚く
なればなるほど微細なパターンを形成しに＜＜、かつパ
ターン断面形状においてそのアスペクト比が高くなるた
め、発散Ｘ線を使用する場合には半影ボケと呼ばれる解
像力悪化現象を生じることがあったが、本実施例による
Ｘ線露光用マスクでは、第２図に示すようにＸ線透過性
薄膜ｌの上に重金属層４と軽元素物質層５を少なくとも
２回以上繰り返し重ねたＸ線反射積層構造体２を形成す
ることによって、積層構造体に当たるＸ線の大部分を入
射方向と逆の方向に反射させることから、従来のような
吸収体の厚みによる効果を必要としないため、吸収体と
同等の効果をらつ反射積層構造体自体の厚みを薄くする
ことができ、パターンも形成し易く、半影ボケも低減す
ることができる。また、Ｘ線反射積層構造体２によって
Ｘ線の大部分が反射されるので、マスクでのＸ線エネル
ギー吸収による発熱を防ぎ、この発熱によりマスクが歪
んでアライメント精度が低下することを押えることがで
きる。

上記実施例のＸ線反射積層構造体についてもう少し詳し
く説明する。

Ｘ線は可視光とは異なって効率良く反射させる手段は少
なく、特に垂直に近い角度で入射したＸ線を反射させる
には特別な構造体を必要とする。

物質に入射したＸ線は構成原子で散乱を受けるが、散乱
Ｘ線はそれぞれ干渉しあい、物質内でうなりを生じる。

その腹と節の周期はＸ線の波長をλとするとλ／２であ
る。従って節の部分に原子番号の大きい重金属４、腹の
部分に原子番号の小さい軽元素物質５を配置することに
よりＸ線が物質内でより効率良く反射が生じることにな
る。

Ｘ線反射積層構造体は反射効率を高めるため疑似単結晶
構造とする必要があり、膜厚制御は数人の精度が必要な
ことから、これを実現するためには従来のＣＶＤ法、ス
パッタ法に加えイオンビーム蒸着法など、精密な膜厚制
御を行える技術を利用する。

重金属層には従来の吸収体に用いられている元素単体、
あるいはそれらの化合物でも良く、また軽元素物質層に
はＣ，Ｓｉ、Ｂ等がよい。

〈発明の効果〉 上記のように本発明のＸ線露光用マスクによれば、入射
Ｘ線の大部分を反射して入射・反射Ｘ線エネルギー差を
作り出せるため、Ｘ線吸収体の発熱が軽減され、それに
よるマスクの歪みを押えられるので、アライメント精度
が向上するほか、吸収体の厚さを薄くできるので、微細
パターンの転写精度の向上が図られ、その効果は絶大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線露光用マスクの断面図
、第２図は第１図の要部の拡大図である。 ■・・・Ｘ線透過性薄膜、２・・・Ｘ線反射積層構造体
、４・・・重金属物質層、５・・・軽金属物質層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線透過性薄膜の上に所望パターンのＸ線吸収体
   を形成してなるＸ線露光用マスクにおいて、 上記Ｘ線吸収体を原子番号の異なる２種類以上の物質の
   反射積層構造体とすることを特徴とするＸ線露光用マス
   ク。