JPH04258110A - Ｘ線露光装置及びｘ線露光方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線リソグラフィーに
利用するＸ線露光装置及びＸ線露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化及び高
速化に伴い、集積回路のパターン線幅が約３年間で７０
％に縮小される傾向にある。又、大容量メモリ素子（例
えば４ＭＤＲＡＭ）の更なる集積化により、１６Ｍｂｉ
ｔ容量のもの等では０．５μｍルールのデバイス設計が
行われる様になってきた。これに伴い焼付け装置にも一
層の高性能化が要求され、転写可能な最小線幅が０．５
μｍ以下という高性能が要求され始めてきている。この
為、露光光源波長としてＸ線領域（２〜２０Å）の光を
利用したステッパが開発されつつある。これらのＸ線露
光装置を用いるプロセスでは、金属、セラミックス、酸
化物等が付加されているＸ線被露光基板上にレジストパ
ターンを設けるものである。レジストのすぐ下の材料は
導電体であったり不導電体であったりし、その形状も段
差があるもの又はないもの等様々な形態が考えられる。 又、Ｘ線露光装置を用いる様なプロセスでは、高解像、
ハイアスペクトのレジストパターンが要求される為、使
用されるレジストには、ポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）、化学増幅型レジスト（メインポリマーはノボ
ラック樹脂）等のポリマーが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記の如きレジストは高解像力等を満たすレジストである
ものの電気的には絶縁性の高い材料であり、又、レジス
トが塗布される基板も電気的には絶縁性の高い材料（例
えば酸化シリコン）等である場合も考えられ、レジスト
と基板、即ち被露光基板が電気的に高い絶縁性を有する
場合がある。又、Ｘ線露光装置では、従来の光に比べて
高エネルギーを持つＸ線を光源として用いる為、被露光
基板から光電子及びオージェ電子が発生する。更に、Ｘ
線露光装置では、Ｘ線の強度が低下しない様にヘリウム
雰囲気となっている場合があるが、この様な乾燥雰囲気
内でＸ線の露光を行うと露光時に被露光基板と気体の摩
擦による静電気が発生する。一方、Ｘ線露光時には、Ｘ
線マスク面と被露光基板との間のギャップは１０〜数１
０μｍの範囲の一定値に保たれている必要がある。従っ
て、以上の様なＸ線露光装置においてはＸ線露光を行う
と、レジスト表面が帯電され、一方、マスク面と被露光
基板との間のギャップが少ない為、マスク面とレジスト
表面とが接触して放電し、マスク面やレジスト表面が傷
付けられたり破損するという問題が生じる。更に、放出
される光電子やオージェ電子等の影響でレジストが過剰
露光され、微細パターン形成時に寸法精度等に狂い等を
生じるという問題も発生する。従って本発明の目的は、
上記従来技術の問題点を解決し、帯電防止性や寸法精度
に優れたＸ線露光装置及びＸ線露光方法を提供すること
である。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、Ｘ線光源部、Ｘ線
マスク部、Ｘ線被露光基板及び該基板を固定する手段と
からなるＸ線露光装置において、上記Ｘ線被露光基板が
その上に少なくとも一層の電気導電性の高い膜を有し、
且つ上記基板を所定位置に固定する手段の少なくとも１
部に導電部を有し、これらの導電部が夫々電気的に接触
する様に形成されていることを特徴とするＸ線露光装置
及びこれを用いたＸ線露光方法である。

【０００５】

【作用】本発明のＸ線露光装置は、露光時の静電気の発
生や高エネルギーのＸ線により被露光基板から発生する
光電子及びオージェ電子が、Ｘ線被露光基板上の導電性
膜に吸収された後、基板の固定手段に設けられた導電部
を通って外部へ流れる構成となっている為、Ｘ線マスク
面と被露光基板との間のプロキシミティギャップを一定
に保ちつつＸ線を露光することが出来、且つＸ線露光時
に発生するレジスト膜面の帯電が防止され、その結果Ｘ
線マスクと基板とが接触し放電することがなくなり、Ｘ
線マスクや基板の破損を防止出来る。又、放出される光
電子及びオージェ電子の影響でレジストが過剰露光され
ることも防止出来る為、寸法精度よくレジストパターン
を形成することが出来る。

【０００６】

【実施例】以下、図面を使用して本発明の実施例を具体
的に説明する。

【０００７】実施例１ 図１は本発明のＸ線露光装置の断面を図解的に説明する
図である。本露光装置は、図１に示した様に、被露光基
板２とそれを固定する手段である基板チャック３との間
に電気的接点４を有しており、更に、基板チャック３は
チャンバー１と導通している。又、Ｘ線マスク５の一側
面部と、マスクチャック６の一部を構成するＸ線マスク
の位置決めを行うブロック７との間に電気的接点を有し
、更に、ブロック部７とチャンバー１とは導通しており
、チャンバー１がアース電位となっている。尚、チャン
バー１内はヘリウム雰囲気であり、その圧力は１００　
Ｔｏｒｒ　程度となっている。

【０００８】図２（ａ）は、図１に示したＸ線マスク部
、被露光基板２とそれを固定する手段である基板チャッ
ク３の部分拡大図である。又、（ｂ）は、（ａ）を上か
らみた平面図である。被露光基板２１はその上に導電膜
２２をもつＳｉウエハーである。被露光基板２１の形成
材料としては本実施例で使用したＳｉウエハーがよく用
いられるが、これ以外にも、ＧａＡｓ基板やガラス基板
、又はＳｉウエハー上に金属、セラミックス、酸化物等
が付着及び加工されたものも使用出来る。基板２１上に
積層する導電膜２２は、ここではカーボンで形成する。 尚、導電膜２２の形成には、本実施例のカーボンの様な
無機物が主に使われているが、塗布型の、例えば、ポリ
塩化ビニルベンジルトリメチルアンモニウム塩等の導電
性ポリマー等の有機物で形成してもよい。又、２３はＸ
線に感光するレジストであり、ここではＳｉ含有レジス
トＳＮＲ（商品名：東洋曹達社製）を用いた。但し、最
外周部は図２（ａ）に示す様にエッジリンスを行いレジ
スト２３を取り除き導電膜２２を露出させておく。２４
は基板チャックでありＡｌからなるが、この他、ステン
レス等の金属やアルミナ等のセラミックスも使用出来る
。この基板チャック２４上にはアースバネ２５ａ及び２
５ｂがあり、図２（ａ）に示す様に２５ａで導電膜２２
に接して形成されている。アースバネ２５の形成材質は
リン青銅であるが、ステンレス等でもよい。 又、その形状は、図２（ａ）に示す様にアースバネ２５
ａの導電膜２２と接触する部分は導電膜２２を傷付けな
い様に接触端が曲面になっている。しかし、これに限ら
ずアースバネ２５の材質及び形状としては、導電性があ
り、且つ導電膜２２、基板２１及びレジスト２３を傷付
けなければこれらの限りではない。又、２５をアースバ
ネと呼んだがバネ性のないピン等であってもかまわない
。又、図２（ａ）中の２６はＸ線マスク構造体、２７は
マスクチャック、２８はその一部でマスクの位置決めに
用いられるブロックである。本発明のＸ線露光方法にお
いては、図２（ａ）に示す様にＸ線マスク２６の裏面か
らＸ線が照射され、マスク上のパターンがレジスト膜２
３に転写される。そのＸ線露光時に被露光基板から発生
する光電子及びオージェ電子は、導電膜２２に吸収され
た後、アースバネ２５ａ、基板チャック２４を通って、
チャンバー１へと流れていく。又、Ｘ線マスク構造体２
６から発生する電子も同様に、マスク導電膜、ブロック
２８、マスクチャック２７を通って、チャンバー１へと
流れていく。しかし、Ｘ線露光ステパーではプロキシミ
ティー露光の為、Ｘ線マスク構造体２６のマスク面と被
露光基板２１上のレジスト膜２３との間隔は、１０〜５
０μｍ程度の定まった値に固定されなければならない。 この為アースバネ２５の存在がこのプロキシミティギャ
ップを変動させてしまう様では、微細パターンの形成を
行うことが出来ない。その為、図２（ｂ）に示した様に
アースバネ２５は複数個設け、且つ図２に示した様にプ
ロキシミティギャップに悪影響を及ぼす様な２５ｂは、
導電膜２２に接しない様にステップの動きに合わせて作
動させ、プロキシミティギャップに影響を与えない２５
ａのみを導電膜２２と接する様にして導通をとる。

【０００９】この様な本発明のＸ線露光装置は、前記し
た被露光基板２１を用い、前記の様にステップの動きに
合わせてアースバネ２５を作動させ、Ｘ線露光をするこ
とによりプロキシミティギャップを一定値に保ちつつＸ
線を露光することが出来、且つ、Ｘ線露光時に発生する
レジスト膜面の帯電が防止され、その結果Ｘ線マスクと
基板とが接触し放電することがなくなり、Ｘ線マスクや
基板の破損を防止出来る。更に、レジストの過剰露光も
防ぐことが出来る為、寸法精度よくレジストパターンを
形成することが出来た。尚、導電膜２２はその材料に最
適な方法によりその後エッチングする。この実施例で用
いたカーボンの場合には、酸素プラズマを用いてエッチ
ングする。この場合、導電膜２２はレジストパターンの
形状に沿ってエッチングされ、レジスト膜の一部として
次のプロセスに利用される。

【００１０】実施例２ 図３は、本発明の別の実施例であるＸ線露光装置内の被
露光基板２とそれを固定する手段である基板チャック３
の部分拡大図である。尚、被露光基板３１、基板チャク
３４及びアースバネ３５は実施例１と同様のものが用い
られる。被露光基板３１上には、ポリイミド、ノボラッ
ク樹脂等のポリマーからなる膜３９があり、その上に導
電膜３２をＴｉで形成する。更に導電膜３２上に、ＰＭ
ＭＡ（ポリメチルメタアクリレート　　商品名ＯＥＢＲ
−１０００　　東京応化（株）製）を塗布してＸ線レジ
スト膜３３を積層する。但し、最外周部は図２（ａ）に
示す様にエッジリンスを行いレジスト３３を取り除き導
電膜３２を露出させておく。

【００１１】上記の様にして形成したＸ線露光装置を用
い、実施例１と同様にステップの動きに合わせてアース
バネ３５を作動させて、Ｘ線露光することにより精度よ
くレジストパターンを形成することが出来た。尚、導電
膜３２はその材料に最適な方法によりその後エッチング
する。この実施例で用いたＴｉの場合には、ＣＦ４ガス
を用いたプラズマを用いてエッチングする。更に、酸素
プラズマによりポリマーの膜３９もエッチングする。本
実施例の場合、ポリマーの膜３９が次のプロセスでレジ
ストとしての作用を果たす為、ポリマーの膜３９のパタ
ーン形成後は導電膜３２はその後のプロセスにより除去
されたりされなかったりする。

【００１２】実施例３ 図４は、本発明の別の実施例であるＸ線露光装置内の被
露光基板２とそれを固定する手段である基板チャック３
の部分断面図である。被露光基板４１は最表面がＳｉＯ
２であるＳｉウエハーである。４４は基板４１を固定す
る基板チャックであり、４５はアースピンである。この
アースピン４５は、実施例１と同様にステップの動きに
合わせて作動する。又、４３はＸ線レジストであり、こ
こでは化学増幅型レジストＲＡＹ−ＰＮ（商品名：ヘキ
スト社製）を用いた。但し、最外周部はエッジリンスを
行いレジスト４３を取り除いておく。更にレジスト４３
上の導電膜４２は、アルカリ可溶型導電性高分子を用い
形成する。ここでは、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメ
タン）錯体とメタクリレート樹脂からなるポリマーを用
い形成する。又、この導電膜４２はＸ線露光された後、
Ｘ線レジスト４３の現像時に同時に剥離される。

【００１３】実施例４ 図５は、本発明の別の実施例であるＸ線露光装置内の被
露光基板の部分断面図である。Ｘ線レジスト５３及び導
電膜５２は、実施例３と同様のものを用いた。被露光基
板５１は、導電性のＳｉ上に金属等の導電体が蒸着及び
加工されたものである。又、基板チャック５４にもＡｌ
等の金属が用いられている。従って、この場合はアース
バネやピンは不要となる。上記の様にして形成した本発
明のＸ線露光装置は、Ｘ線露光の際に被露光基板２から
発生する光電子及びオージェ電子等は、導電膜５２に吸
収された後、基板５１、基板チャック５４を通って、チ
ャンバー１へと流れていく。その為、Ｘ線露光時に発生
するレジスト膜面の帯電が防止され、その結果Ｘ線マス
クと基板とが接触し放電することがなくなり、Ｘ線マス
クや基板の破損を防止出来る。更に、レジストの過剰露
光も防ぐことが出来る為、寸法精度よくレジストパター
ンを形成することが出来た。

【００１４】実施例５ 図６は、本発明の別の実施例であるＸ線露光装置内の被
露光基板の部分断面図である。被露光基板６１は、最表
面がＳｉＮであるＳｉウエハーである。６３は導電性レ
ジストであり、ここでは４級アンモニウム塩をもったポ
リスチレンを用いた。６５はアースピンであり、これは
実施例１と同様にＸ線露光時のステップに合わせて作動
する。上記の様にして形成した本発明のＸ線露光装置は
、Ｘ線露光の際に被露光基板２から発生する光電子及び
オージェ電子等は、導電性レジスト６３に吸収された後
、アースピン６５、基板チャック６４を通ってチャンバ
ー１へと流れていく。その為、Ｘ線露光時に発生するレ
ジスト膜面の帯電が防止され、その結果Ｘ線マスクと基
板とが接触し放電することがなくなり、Ｘ線マスクや基
板の破損を防止出来る。更に、レジストの過剰露光も防
ぐことが出来る為、寸法精度よくレジストパターンを形
成することが出来た。

【００１５】

【効果】以上の様に本発明のＸ線露光装置は、露光時の
静電気や高エネルギーのＸ線により被露光基板から発生
する光電子及びオージェ電子が、Ｘ線被露光基板上の電
気導電性の高い膜に吸収された後、基板の固定手段に設
けられた導電部を通って外部へ流れる構成となっている
為、Ｘ線マスク面と被露光基板との間のプロキシミティ
ギャップを一定に保ちつつＸ線を露光することが出来、
且つＸ線露光時に発生するレジスト膜面の帯電が防止さ
れ、その結果Ｘ線マスクと基板とが接触し放電すること
がなくなり、Ｘ線マスクや基板の破損を防止出来る。 又、放出される光電子及びオージェ電子の影響でレジス
トが過剰露光されることも防止出来る為、寸法精度よく
レジストパターンを形成することが出来る。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線露光装置の断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施例のＸ線露光装置のＸ線
被露光基板及び該基板を固定する手段の部分断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の平面図である。

【図３】本発明の別の実施例のＸ線露光装置のＸ線被露
光基板及び該基板を固定する手段の部分断面図である。

【図４】本発明の別の実施例のＸ線露光装置のＸ線被露
光基板及び該基板を固定する手段の部分断面図である。

【図５】本発明の別の実施例のＸ線露光装置のＸ線被露
光基板及び該基板を固定する手段の部分断面図である。

【図６】本発明の別の実施例のＸ線露光装置のＸ線被露
光基板及び該基板を固定する手段の部分断面図である。

【符号の説明】

１：チャンバー ２、２１、３１、４１、５１、６１：Ｘ線被露光基板３
、２４、３４、４４、５４、６４：基板チャック４、２
５、３５、４５、６５：アースバネ又はピン２５ａ、３
５ａ、４５ａ、６５ａ：導電膜に接しているアースバネ
又はピン。 ２５ｂ、３５ｂ、４５ｂ、６５ｂ：導電膜に接している
アースバネ又はピン。 ２２、３２、４２、５２：導電膜 ２３、３３、４３、５３、６３：レジスト５、２６：Ｘ
線マスク ６、２７：マスクチャック ７、２８：ブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｘ線光源部、Ｘ線マスク部、Ｘ線被露
   光基板及び該基板を固定する手段とからなるＸ線露光装
   置において、上記Ｘ線被露光基板がその上に少なくとも
   一層の電気導電性の高い膜を有し、且つ上記基板を所定
   位置に固定する手段の少なくとも１部に導電部を有し、
   これらの導電部が夫々電気的に接触する様に形成されて
   いることを特徴とするＸ線露光装置。
2. 【請求項２】　　Ｘ線被露光基板の表面にＸ線マスクを
   重ね、該マスクを通してＸ線を露光するＸ線露光方法に
   おいて、該基板がその上に少なくとも一層の電気導電性
   の高い膜を有し、且つ上記基板を所定位置に固定する手
   段の少なくとも１部に導電部を有し、これらの導電部を
   必要に応じて電気的に接触させることを特徴とするＸ線
   露光方法。