JPH05291116A - Ｘ線露光方法 - Google Patents
Ｘ線露光方法Info
- Publication number
- JPH05291116A JPH05291116A JP4089158A JP8915892A JPH05291116A JP H05291116 A JPH05291116 A JP H05291116A JP 4089158 A JP4089158 A JP 4089158A JP 8915892 A JP8915892 A JP 8915892A JP H05291116 A JPH05291116 A JP H05291116A
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- Japan
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- ray
- exposure
- pattern
- substrate
- ray mask
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Classifications
-
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線露光方法、特にポジ型Ｘ線レジスト膜に
微細パターンと幅広パターンとを同時に転写する場合の
Ｘ線露光方法に関し、得られる幅広のレジストパターン
内のレジスト残膜発生を防止することを目的とする。 【構成】 ポジ型Ｘ線レジスト膜２を被着した基板１を
Ｘ線マスク３に近接させ、微細パターンの転写に適した
露光量で露光を行った後、基板１をＸ線マスク３から離
隔して少量の追加露光を行う。
微細パターンと幅広パターンとを同時に転写する場合の
Ｘ線露光方法に関し、得られる幅広のレジストパターン
内のレジスト残膜発生を防止することを目的とする。 【構成】 ポジ型Ｘ線レジスト膜２を被着した基板１を
Ｘ線マスク３に近接させ、微細パターンの転写に適した
露光量で露光を行った後、基板１をＸ線マスク３から離
隔して少量の追加露光を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線露光方法に関する。
近年、半導体装置では高集積・高密度化の要求に対応し
てパターンの微細化が進行しており、この傾向が今後も
続くことは確実である。そのため、紫外線露光法（フォ
トリソグラフィ）では形成し得ない極めて微細なパター
ンを形成する技術として、紫外線より波長の短い軟Ｘ線
を使用するＸ線露光法（Ｘ線リソグラフィ）が注目され
ており、実用化のための検討がなされている。
近年、半導体装置では高集積・高密度化の要求に対応し
てパターンの微細化が進行しており、この傾向が今後も
続くことは確実である。そのため、紫外線露光法（フォ
トリソグラフィ）では形成し得ない極めて微細なパター
ンを形成する技術として、紫外線より波長の短い軟Ｘ線
を使用するＸ線露光法（Ｘ線リソグラフィ）が注目され
ており、実用化のための検討がなされている。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線露光法は、基板（半導体ウェーハ
等）の表面にＸ線レジスト膜を形成し、このＸ線レジス
ト膜をＸ線マスクを介して軟Ｘ線で露光した後、現像し
てレジストパターンを得るものである。通常、露光時に
は基板とＸ線マスクとの間に微小な間隙（例えば15μm
程度）を設けておく（いわゆる近接露光方式）。Ｘ線レ
ジストとしてはネガ型、ポジ型ともに種々開発されてお
り、転写するパターンの種類等に応じて適宜使い分けら
れているが、高感度且つ高解像度で、しかも現状で容易
に入手出来る、化学増幅型のポジ型レジストが微細パタ
ーン転写用として多く用いられている。
等）の表面にＸ線レジスト膜を形成し、このＸ線レジス
ト膜をＸ線マスクを介して軟Ｘ線で露光した後、現像し
てレジストパターンを得るものである。通常、露光時に
は基板とＸ線マスクとの間に微小な間隙（例えば15μm
程度）を設けておく（いわゆる近接露光方式）。Ｘ線レ
ジストとしてはネガ型、ポジ型ともに種々開発されてお
り、転写するパターンの種類等に応じて適宜使い分けら
れているが、高感度且つ高解像度で、しかも現状で容易
に入手出来る、化学増幅型のポジ型レジストが微細パタ
ーン転写用として多く用いられている。
【０００３】高集積・高密度の半導体装置の製造工程に
おいては、０.5μm 以下の微細パターンー（例えばスル
ーホール）と 100μm 以上の幅広パターン（例えばダイ
シングライン、ボンディングパッド）とを同時に露光す
ることがしばしばある。この場合、従来は微細パターン
の転写に適した条件で露光していた。
おいては、０.5μm 以下の微細パターンー（例えばスル
ーホール）と 100μm 以上の幅広パターン（例えばダイ
シングライン、ボンディングパッド）とを同時に露光す
ることがしばしばある。この場合、従来は微細パターン
の転写に適した条件で露光していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、化学増幅型
のポジ型レジスト膜を露光する場合、微細パターンの転
写に最適の条件で露光すると、幅広の露光領域において
は現像後にレジストが薄く残ることがあり、このレジス
ト残膜が発生しない程度に露光量を増加すれば微細パタ
ーンの精度を損なう、という問題があった。
のポジ型レジスト膜を露光する場合、微細パターンの転
写に最適の条件で露光すると、幅広の露光領域において
は現像後にレジストが薄く残ることがあり、このレジス
ト残膜が発生しない程度に露光量を増加すれば微細パタ
ーンの精度を損なう、という問題があった。
【０００５】本発明はこのような問題を解決して、微細
パターンと幅広パターンとを同時に精度良く転写するこ
とが可能なＸ線露光方法を提供することを目的とする。
パターンと幅広パターンとを同時に精度良く転写するこ
とが可能なＸ線露光方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、[1] 微細透光パターンと幅広透光パターンとが混
在するＸ線マスクを介して基板上のポジ型レジスト膜を
Ｘ線露光する方法であって、該基板を該Ｘ線マスクに近
接させて第一の露光を行った後、該基板を該Ｘ線マスク
から離隔して該第一の露光より露光量が少ない第二の露
光を行うことを特徴とするＸ線露光方法とすることで、
[2] 前記Ｘ線マスクの幅広透光パターン内にダミー遮光
パターンを付加して該幅広透光パターンを実質的に幅の
狭い複数の透光パターンに分割してなるＸ線マスクを使
用し、前記基板を該Ｘ線マスクに近接させて該Ｘ線マス
クを介して該基板上のポジ型レジスト膜を露光すること
を特徴とするＸ線露光方法とすることで、[3] 前記[1]
において、前記Ｘ線マスクに代えて前記[2] における前
記Ｘ線マスクを使用することを特徴とするＸ線露光方法
とすることで、達成される。
れば、[1] 微細透光パターンと幅広透光パターンとが混
在するＸ線マスクを介して基板上のポジ型レジスト膜を
Ｘ線露光する方法であって、該基板を該Ｘ線マスクに近
接させて第一の露光を行った後、該基板を該Ｘ線マスク
から離隔して該第一の露光より露光量が少ない第二の露
光を行うことを特徴とするＸ線露光方法とすることで、
[2] 前記Ｘ線マスクの幅広透光パターン内にダミー遮光
パターンを付加して該幅広透光パターンを実質的に幅の
狭い複数の透光パターンに分割してなるＸ線マスクを使
用し、前記基板を該Ｘ線マスクに近接させて該Ｘ線マス
クを介して該基板上のポジ型レジスト膜を露光すること
を特徴とするＸ線露光方法とすることで、[3] 前記[1]
において、前記Ｘ線マスクに代えて前記[2] における前
記Ｘ線マスクを使用することを特徴とするＸ線露光方法
とすることで、達成される。
【０００７】
【作用】請求項１： Ｘ線露光ではパターンエッジにお
けるフレネル回折による解像度低下（回折ぼけ）は少な
いが、マスクと基板とのギャップが大きくなれば回折ぼ
けが増加する。又、特にＸ線源が電子衝撃型の場合は発
散Ｘ線束を利用することになるから、マスクと基板との
ギャップが大きいと半影ぼけが増加する。本発明はこの
性質を巧みに利用したものであり、先ずマスクと基板と
を充分に接近させて微細パターンの転写に最適な露光量
（或いはそれより若干少な目）の第一の露光を行った
後、このギャップを拡大して若干量（第一の露光の10〜
20％程度）の追加露光（第二の露光）を行って残膜の発
生を防止するものである。この場合、図２に示すよう
に、第二の露光時にはパターンエッジ付近ではＸ線強度
が弱くなっており、微細パターンの解像度や寸法精度へ
の影響が少ない。
けるフレネル回折による解像度低下（回折ぼけ）は少な
いが、マスクと基板とのギャップが大きくなれば回折ぼ
けが増加する。又、特にＸ線源が電子衝撃型の場合は発
散Ｘ線束を利用することになるから、マスクと基板との
ギャップが大きいと半影ぼけが増加する。本発明はこの
性質を巧みに利用したものであり、先ずマスクと基板と
を充分に接近させて微細パターンの転写に最適な露光量
（或いはそれより若干少な目）の第一の露光を行った
後、このギャップを拡大して若干量（第一の露光の10〜
20％程度）の追加露光（第二の露光）を行って残膜の発
生を防止するものである。この場合、図２に示すよう
に、第二の露光時にはパターンエッジ付近ではＸ線強度
が弱くなっており、微細パターンの解像度や寸法精度へ
の影響が少ない。
【０００８】請求項２： 前述のレジスト残膜は、経験
上、パターンエッジから10〜20μmの範囲には殆ど発生
しない。従って、Ｘ線マスクの透光パターンの幅（即ち
露光領域の幅）が20μm 以下であればレジスト残膜は殆
ど発生しない。本発明はこの点に着目したものであり、
Ｘ線マスクの幅広透光パターン内に約20μm ピッチでダ
ミー遮光膜パターンを設け、透光パターンの幅を実質的
に20μm 以下にしてレジスト残膜の発生を防止する。こ
れは勿論、微細パターンへの影響はない。
上、パターンエッジから10〜20μmの範囲には殆ど発生
しない。従って、Ｘ線マスクの透光パターンの幅（即ち
露光領域の幅）が20μm 以下であればレジスト残膜は殆
ど発生しない。本発明はこの点に着目したものであり、
Ｘ線マスクの幅広透光パターン内に約20μm ピッチでダ
ミー遮光膜パターンを設け、透光パターンの幅を実質的
に20μm 以下にしてレジスト残膜の発生を防止する。こ
れは勿論、微細パターンへの影響はない。
【０００９】請求項３： 前記請求項１及び２の併用で
あり、レジスト残膜発生の防止がより一層容易になる。
あり、レジスト残膜発生の防止がより一層容易になる。
【００１０】
【実施例】本発明に係るＸ線露光方法の実施例を図１を
用いて説明する。図１は本発明の実施例の説明図であ
り、(A) は第一の実施例を示す側断面図、(B) は第二の
実施例で使用したＸ線マスクの一部を示す平面図であ
る。
用いて説明する。図１は本発明の実施例の説明図であ
り、(A) は第一の実施例を示す側断面図、(B) は第二の
実施例で使用したＸ線マスクの一部を示す平面図であ
る。
【００１１】先ず第一の実施例を説明する。図１(A) に
おいて、１は基板（半導体ウェーハ）、２はポジ型レジ
スト膜、３はＸ線マスクである。ポジ型レジスト膜２は
化学増幅型のポジ型Ｘ線レジスト( Hoechst 社製、ＲＡ
Ｙ−ＰＦ）を基板１表面に厚さ１μm に回転塗布したの
ち、ホットプレートでプレべーキング（ 120℃、１分
間）して形成したものである。
おいて、１は基板（半導体ウェーハ）、２はポジ型レジ
スト膜、３はＸ線マスクである。ポジ型レジスト膜２は
化学増幅型のポジ型Ｘ線レジスト( Hoechst 社製、ＲＡ
Ｙ−ＰＦ）を基板１表面に厚さ１μm に回転塗布したの
ち、ホットプレートでプレべーキング（ 120℃、１分
間）して形成したものである。
【００１２】Ｘ線マスク３は軟Ｘ線に対して透明な材料
からなるマスク基板上に軟Ｘ線吸収体（金属）の遮光膜
パターンを形成したものであり、この例では超ＬＳＩの
スルーホール形成層に相当するパターンを有し、露光す
るパターンの最小寸法が０.5μm 角、最大寸法は 100μ
m 角、ダイシングラインの幅が 100μm である。ダイシ
ングライン内には一部に位置合わせパターン（４〜10μ
m ）、レジストレーション評価用パターン（１〜10μm
）等がある。3aはＸ線マスク３の微細透光パターンで
あり、上記の０.5μm 角のパターンに相当する。3bは幅
広透光パターンであり、上記の 100μm 幅のダイシング
ラインの空所（位置合わせパターン等のない部分）に相
当する。
からなるマスク基板上に軟Ｘ線吸収体（金属）の遮光膜
パターンを形成したものであり、この例では超ＬＳＩの
スルーホール形成層に相当するパターンを有し、露光す
るパターンの最小寸法が０.5μm 角、最大寸法は 100μ
m 角、ダイシングラインの幅が 100μm である。ダイシ
ングライン内には一部に位置合わせパターン（４〜10μ
m ）、レジストレーション評価用パターン（１〜10μm
）等がある。3aはＸ線マスク３の微細透光パターンで
あり、上記の０.5μm 角のパターンに相当する。3bは幅
広透光パターンであり、上記の 100μm 幅のダイシング
ラインの空所（位置合わせパターン等のない部分）に相
当する。
【００１３】使用したＸ線露光装置はＸ線源が電子衝撃
型、特性Ｘ線の波長が４.4Å（ターゲット材料がパラジ
ウム）である。表面にポジ型レジスト膜２を有する基板
１をこの装置に装着し、基板１とＸ線マスク３とのギャ
ップを15μm とし、最小寸法のパターン（０.5μm 角）
が精度良く転写出来る露光量（この場合 1,400kJ）で露
光する。その後、基板１とＸ線マスク３とのギャップを
約70μm に拡げて上記の露光量の20％程度の露光量で追
加露光する。次に基板１を装置から取り出し、ホットプ
レートでベーキング（60℃、１分間）したのち、現像液
（東京応化製、ＮＭＤ−３を純水で２：１に希釈したも
の）で90分間現像し、所望のレジストパターンを得る。
型、特性Ｘ線の波長が４.4Å（ターゲット材料がパラジ
ウム）である。表面にポジ型レジスト膜２を有する基板
１をこの装置に装着し、基板１とＸ線マスク３とのギャ
ップを15μm とし、最小寸法のパターン（０.5μm 角）
が精度良く転写出来る露光量（この場合 1,400kJ）で露
光する。その後、基板１とＸ線マスク３とのギャップを
約70μm に拡げて上記の露光量の20％程度の露光量で追
加露光する。次に基板１を装置から取り出し、ホットプ
レートでベーキング（60℃、１分間）したのち、現像液
（東京応化製、ＮＭＤ−３を純水で２：１に希釈したも
の）で90分間現像し、所望のレジストパターンを得る。
【００１４】このようにして得たレジストパターンは、
幅広露光領域にレジスト残膜の発生はなく（上記の工程
のうち20％追加露光を行わなかったものには発生し
た）、微細パターンのパターン劣化も僅少であった。
幅広露光領域にレジスト残膜の発生はなく（上記の工程
のうち20％追加露光を行わなかったものには発生し
た）、微細パターンのパターン劣化も僅少であった。
【００１５】次に第二の実施例を説明する。図１(B) は
第一の実施例において使用したＸ線マスク３に代えて使
用するＸ線マスク４の部分平面図であり、Ｘ線マスク３
ではダイシングライン内の空所となっている部分（即
ち、位置合わせパターン等のない部分）には幅４μm の
ライン状のダミー遮光パターン4aが20μm ピッチで配さ
れている。このＸ線マスク４を使用し、基板１を15μm
に近接させ、微細パターンの転写に適した露光量で露光
する。このようにして得たダイシングラインのレジスト
パターンにはレジスト残膜の発生はなく、微細パターン
のパターン劣化は皆無であった。
第一の実施例において使用したＸ線マスク３に代えて使
用するＸ線マスク４の部分平面図であり、Ｘ線マスク３
ではダイシングライン内の空所となっている部分（即
ち、位置合わせパターン等のない部分）には幅４μm の
ライン状のダミー遮光パターン4aが20μm ピッチで配さ
れている。このＸ線マスク４を使用し、基板１を15μm
に近接させ、微細パターンの転写に適した露光量で露光
する。このようにして得たダイシングラインのレジスト
パターンにはレジスト残膜の発生はなく、微細パターン
のパターン劣化は皆無であった。
【００１６】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施することが出来る。例えば、
第二の実施例におけるＸ線マスク４を使用し、第一の実
施例と同様、近接露光の後に基板１とＸ線マスク４との
ギャップを拡げて追加露光を行う方法であっても、本発
明は有効である。
く、更に種々変形して実施することが出来る。例えば、
第二の実施例におけるＸ線マスク４を使用し、第一の実
施例と同様、近接露光の後に基板１とＸ線マスク４との
ギャップを拡げて追加露光を行う方法であっても、本発
明は有効である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポジ型Ｘ線レジスト膜に微細パターンと幅広パターンと
を同時に転写する際、得られる幅広のレジストパターン
内のレジスト残膜発生を防止することが可能なＸ線露光
方法を提供することが出来、微細パターンを有する半導
体装置の製造歩留り向上に寄与する。
ポジ型Ｘ線レジスト膜に微細パターンと幅広パターンと
を同時に転写する際、得られる幅広のレジストパターン
内のレジスト残膜発生を防止することが可能なＸ線露光
方法を提供することが出来、微細パターンを有する半導
体装置の製造歩留り向上に寄与する。
【図１】 本発明の実施例の説明図である。
【図２】 本発明の作用を説明する図である。
１ 基板 ２ ポジ型レジスト膜 ３，４ Ｘ線マスク 3a 微細透光パターン 3b 幅広透光パターン 4a ダミー遮光パターン
Claims (3)
- 【請求項１】 微細透光パターン(3a)と幅広透光パター
ン(3b)とが混在するＸ線マスク(3) を介して基板(1) 上
のポジ型レジスト膜(2) をＸ線露光する方法であって、 該基板(1) を該Ｘ線マスク(3) に近接させて第一の露光
を行った後、該基板(1) を該Ｘ線マスク(3) から離隔し
て該第一の露光より露光量が少ない第二の露光を行うこ
とを特徴とするＸ線露光方法。 - 【請求項２】 前記Ｘ線マスク(3) の幅広透光パターン
(3b)内にダミー遮光パターン(4a)を付加して該幅広透光
パターン(3b)を実質的に幅の狭い複数の透光パターンに
分割してなるＸ線マスク(4) を使用し、 前記基板(1) を該Ｘ線マスク(4) に近接させて該Ｘ線マ
スク(4) を介して該基板(1) 上のポジ型レジスト膜(2)
を露光することを特徴とするＸ線露光方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のＸ線露光方法において、
前記Ｘ線マスク(3)に代えて請求項２記載のＸ線露光方
法における前記Ｘ線マスク(4) を使用することを特徴と
するＸ線露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4089158A JPH05291116A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Ｘ線露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4089158A JPH05291116A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Ｘ線露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291116A true JPH05291116A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13963031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4089158A Withdrawn JPH05291116A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Ｘ線露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291116A (ja) |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP4089158A patent/JPH05291116A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |