JPH04346414A - X線マスク及びx線露光方法 - Google Patents
X線マスク及びx線露光方法Info
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Landscapes
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
線マスク及びX線露光方法に関する。
クは、X線を良く透過するメンブレン膜上にX線を吸収
する吸収体層からなるX線吸収体パタンを形成して作成
されている。本X線マスクを使用した1:1の等倍近接
X線露光においては、吸収体層の厚さがマスクコントラ
スト(吸収体パタンのない部分のX線透過率/吸収体パ
タン部のX線透過率)を決めるので、その厚さは露光特
性を左右する重要な要因となる。マスクコントラストは
吸収体層の膜厚をt(nm)、照射X線に対する線吸収
係数をμ(1/nm)としたときに、1/exp(−μ
t)で与えられる。従来、上記コントラストが高い程、
X線露光の解像性,転写パタンの寸法制御性,露光マー
ジン等の露光特性が良くなると考えられていたので、吸
収体層の厚さは吸収体パタンが形成可能な範囲で出来る
限り厚く形成されていた。この場合のコントラストとし
ては7〜10がだいたいの判断基準となっていた。例え
ば、タンタル(Ta)を吸収体材料とした場合には、0
.65μmの膜厚で中心波長が0.8nmのシンクロト
ロン放射光に対してコントラストが約7であり、最低こ
のコントラストは確保するように吸収体層の厚さが0.
65μm以上となるように作成されていた。しかし、こ
のコントラストの判断基準は吸収体パタンの平面的サイ
ズが1μm以上の大きなパタンをもとに導出されており
、これより微細パタンの接近露光において顕著となるX
線回折と相互干渉の影響に伴う実効的な露光コントラス
トの変化は考慮されていなかった。
トのX線マスクを用いたX線露光では、プロキシミティ
ギャップ(マスクとウエハ間距離)が30μm以上でも
、平面的サイズが0.3μm以上の大きさのパタンは良
好に転写可能であった。しかし、0.3μmより小さな
パタンに対しては、X線の回折と干渉の影響で急激に解
像性劣化が生じ、特に0.2μm以下のパタン転写が困
難となる問題があった。このため、従来のX線マスクを
用いて0.2μm以下のパタンを転写するには、プロキ
シミティギャップを10μm前後の実用上不可能な値ま
で小さくする必要があった。
のパタンに対して20μm以上の大きなプロキシミティ
ギャップにおいて実効的露光コントラストが高く、結果
として解像性の高いX線マスク及びX線露光方法を提供
することにある。
以下の微細パタンの近接露光におけるX線回折と相互干
渉の影響を逆利用するために、吸収体層における照射X
線の移相変化量{360(1−n)t/λ}とマスクコ
ントラスト{1/exp(−μt)}を吸収体層の膜厚
tにより制御し、実効的な露光コントラストを増加させ
ることを特徴とする。
0μm以上の大きい条件でも0.3μm以下のパタンに
対する実効的露光コントラストの増加が図れるので、本
マスクを使用したX線露光で得られる解像特性は従来の
X線マスクを用いた解像特性に比べ良好である。特に、
0.2μm以下のパタンも容易に解像可能である。また
、吸収体層の厚さを従来に比べ薄くできるので、結果と
して微細パタンでも加工が容易で加工精度の高いX線マ
スクとX線露光方法が得られる。
明する。 (実施例1) 図1は本発明による第1の実施例を示す図である。図1
において、符号1は吸収体層、2はメンブレン、3はこ
れらを基本的な構成要素とするX線マスクであり、本マ
スクには吸収体パタン4が形成されている。4は線幅L
4aのラインパタンが一定間隔L4bで繰り返している
ラインアンドスペースの吸収体パタンである。ここでは
断面図を示す。吸収体層1はタンタル(Ta)、メンブ
レン2は2μmの窒化シリコン(SiN)で構成した。 吸収体パタン4のサイズL4aは0.15μm、そのス
ペース幅L4bも0.15μmである。吸収体パタン4
に対応する吸収体層1の厚さt4 は、0.8nmのピ
ーク波長を有するシンクロトロン放射光に対して位相変
化量|360(1−n)t/λ|が83度、マスクコン
トラスト1/exp(−μt) が2.45となるよ
うに0.3μmに制御した。このときの、タンタルの屈
折率nは0.99939、線吸収係数μは0.0029
871/nmである。
シリコン基板の両面に窒化シリコン膜をCVDで2μm
膜厚に形成した後、タンタルをスパッタリングで0.3
μmの膜厚に形成し、引続き二酸化シリコン(SiO2
)を0.2μm膜厚にECRで形成した。本基板にE
Bレジストを塗布し、EB露光により吸収体パタン4上
のレジストのみを残すように露光した。このレジストパ
タンをエッチングマスクとして二酸化シリコンをRIE
によりエッチングした。さらに、二酸化シリコンをエッ
チングマスクとしてRIEにより、タンタルをエッチン
グした。最後に本基板の裏側より窒化シリコン膜をエッ
チングマスクとして、シリコン基板をウェットエッチン
グで除去した。本マスク製造工程では吸収体パタン4の
形成時のタンタルの膜厚が0.3μmと薄いので、エッ
チング特性は良好であり、パタンの倒れやパタンエッジ
での不均一性等の従来の問題がなくなり、0.15μm
とパタン寸法が小さいにも関わらずパタン形状、寸法精
度とも良好に形成された。
ーク波長を有するシンクロトロン放射光を利用したX線
露光装置でパタン転写を行なった。マスクとウエハのギ
ャップは30μmに制御した。露光レジストとして、F
BM−G(ポジ型レジスト)を1μm塗布した。本マス
クを使用した場合、0.15μmの吸収体パタン4をレ
ジストパタンに転写可能な露光量変動幅が80〜110
mJ/cm2 と大きな値が得られた。
0μmギャップの露光条件では吸収体パタン4をレジス
トパタンに転写することが不可能であった。
転写特性がよくなる理由を以下に説明する。図2にX線
露光におけるX線マスクを透過した透過X線強度分布の
一般的例を示す。マスク吸収体パタンがないときのX線
強度を1としている。メンブレンを透過したX線30μ
mのギャップに応じて回折を起こす。また、吸収体層を
透過するX線は強度の減衰{1−exp(−μt)}倍
と同時に位相の変化{360(1−n)t/λ}度を生
じる。さらにこれらのX線は互いに干渉を起こす。上記
回折と干渉の及び範囲はX線の波長とギャップに依存し
ており、本実施例のX線波長とギャップの場合、最も影
響が大きく現われる範囲はパタンエッジから高々0.2
μmまでである。従って、パタンサイズが小さい程X線
回折と相互干渉の効果が大きくなり、透過X線強度分布
が変化する。場合によっては、図2の(a),(b)に
示すような強度の反転現象を起こし、マスクパタンに忠
実なレジストパタンが得られるなくなる。しかしながら
、本発明のごとく位相変化量と減衰量(マスクコントラ
ストと従属関係)を最適な値に選択すれば、上記回折と
干渉の効果を逆利用することが可能となり、マスクパタ
ンに忠実なX線強度分布が得られる。これにより0.3
μm以下の微細パタンにおいても実効的な露光コントラ
ストを向上することが可能になる。図2の(c)で示す
ように、マスクパタンに忠実なX線強度分布が得られる
範囲を露光量マージンCと定義した場合、前記の反転現
象を起こす位置(a)のX線強度の極小値をaとし位置
(b)のX線強度の極大値をbとしたとき、i)aが1
より小さくなるときC=a/b,ii) aが1より大
なるときc=1/bとなる。
相変化量に対する関係を図3(a),(b)に示す。 (a)はプロキシミティギャップが30μm、(b)は
20μmの場合の結果である。これらの図において、■
,■,■はラインパタンの線幅とスペース幅がそれぞれ
0.2μm,0.15μm,0.1μmの場合である。 これらの結果からも明らかなように、露光量マージンは
マスクコントラストが約2.5、位相変化量が約80度
で極大値を持ち、マスクコントラストが1〜4、位相変
化量が30〜120度の範囲では他の条件に比べ非常に
高い値である。従って、この条件を満足するように吸収
体層の膜厚を制御すれば、プロキシミティギャップが2
0〜30μmと大きい場合でも、0.1〜0.2μmの
微細パタンが良好にパタン転写することができることに
なる。吸収体層がタンタルの場合、本条件を満たす膜厚
は75〜450nmである。
の場合について実施例を示したが、吸収体層での位相変
化量及びマスクコントラストの条件が上記条件を満足す
るものであれば、金,タングステン,その他の材料であ
っても同様の効果が得られることは明らかである。
線マスクを使用すると、20μm以上の大きなプロキシ
ミティギャップで0.3μm以下の微細パタンを精度良
く転写することができる。さらに、吸収体層の膜厚を薄
くすることができるのでX線マスクの製造も従来に比べ
容易になり、精度も高くなる効果がある。
線強度分布の一般的例を示す図である。
化量に対する関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 X線を透過するメンブレン膜と、該メ
ンブレン膜上に形成されたX線吸収体層からなるX線吸
収体パタンを有するX線マスクにおいて、照射するX線
のピーク波長をλ(nm)、この波長に対する前記吸収
体層の屈折率をn、線吸収係数をμ(1/nm)とした
ときに、前記X線吸収体層の膜厚t(nm)が30<|
360(1−n)t/λ|<120、かつ1<1/ex
p(−μt)<4 を満足する条件に設定されたことを特徴とするX線マス
ク。 - 【請求項2】 X線を透過するメンブレン膜と、該メ
ンブレン膜上に形成されたX線吸収体層からなるX線吸
収体パタンを有するX線マスクを用いて、照射するX線
のピーク波長をλ(nm)、この波長に対する前記吸収
体層の屈折率をn、線吸収係数をμ(1/nm)とした
ときに、前記X線吸収体層の膜厚t(nm)が30<|
360(1−n)t/λ|<120、かつ1<1/ex
p(−μt)<4 を満足する条件でパタン転写することを特徴とするX線
露光方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14811991A JP3042728B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | X線マスク及びx線露光方法 |
US08/146,474 US5414746A (en) | 1991-04-22 | 1993-11-01 | X-ray exposure mask and fabrication method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14811991A JP3042728B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | X線マスク及びx線露光方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04346414A true JPH04346414A (ja) | 1992-12-02 |
JP3042728B2 JP3042728B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=15445686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14811991A Expired - Lifetime JP3042728B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-05-24 | X線マスク及びx線露光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3042728B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5405802A (en) * | 1992-01-31 | 1995-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Process of fabricating a semiconductor substrate |
JPH0851057A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | X線露光用マスクおよび露光方法 |
JPH09190963A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Canon Inc | マスク及びこれを用いたデバイス生産方法や露光装置 |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP14811991A patent/JP3042728B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5405802A (en) * | 1992-01-31 | 1995-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Process of fabricating a semiconductor substrate |
JPH0851057A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | X線露光用マスクおよび露光方法 |
JPH09190963A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Canon Inc | マスク及びこれを用いたデバイス生産方法や露光装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3042728B2 (ja) | 2000-05-22 |
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