JPS5940533A - X線リトグラフイ−法およびその方法を実施する系 - Google Patents

X線リトグラフイ−法およびその方法を実施する系

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Publication number
JPS5940533A
JPS5940533A JP58132966A JP13296683A JPS5940533A JP S5940533 A JPS5940533 A JP S5940533A JP 58132966 A JP58132966 A JP 58132966A JP 13296683 A JP13296683 A JP 13296683A JP S5940533 A JPS5940533 A JP S5940533A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
penumbra
mask
ray
energy source
Prior art date
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Pending
Application number
JP58132966A
Other languages
English (en)
Inventor
ウイリアム・デ−・バクレイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Biosystems Inc
Original Assignee
Perkin Elmer Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Perkin Elmer Corp filed Critical Perkin Elmer Corp
Publication of JPS5940533A publication Critical patent/JPS5940533A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes

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】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】 本発明はX線IJ l・グラフィーに関し、詳細には選
択的に系の解像力を変化する方法および装置に関する。
種々のタイプのリトグラフィーか半導体ウニ・・上に被
覆したホトレジストを露光する集積半導体回路の製造に
使用されている。与えられたチップにより多くのデバイ
スを配置して微小化する要求の結果として、リトグラフ
ィーは良好な解像力および小サイズを得るために必要な
短波長に向って進んだ。X線リトグラフィーが解像力の
問題を解決するだめ提案された。それはX線は約4〜5
0Aの範囲、もつと一般的には約4〜16Aの範囲のと
くに短い波長を有するからである。このようなリトグラ
フィーの場合所望パターンを有するマスクがそのバク−
7に応じて露光されるレジストを被覆した半導体基板と
放射線源の間に挿入される。
常用X線リトグラフィー系は固定的電子ビームスポット
サイズを使用し、このスポットサイズにより半陰影効果
のため系の制限的解像力が決定される。スポットは一般
にスループットを最大にするだめ陽極のパワー散逸を増
大し、X線束を増強するようにできるたけ大きく固定さ
れる。本発明の目的は所要の良好な解像力特性を得ると
ともに良好なスループット特性を有する改善された新規
X線リトグラフィー系を得ることである。
前記目的のため現在まで使用されたX線IJ トゲラフ
イー系に比する本発明の系の利点は以下の説明から明ら
かになる。
要約すれは本発明は電子ビームおよびx#!ターケゝッ
トを含む放射エネルギー源、表面にレジストを備えるウ
ェハをこのエネルギー源から離して支持する装置、なら
びにエネルギー源とウェハの間にマスクを支持する装置
を特徴とする改善された新規X線すトグラフィー系ヲ1
8ることである。さらに本発明による系はマスク上の最
小パターンに適合するようにウェハ上の半陰影を変化す
る装置を含み、それによって解像力をスループットに対
しまたはスルーノ0ノドを解像力1(対し最大にするこ
とができる。
本発明の1つの特徴によれは放射エネルギーのはさらに
ウニ・・上の半陰影を調節するだめ、X線ターゲット上
の電子ビームのスポットサイズを変化する装置を有する
本発明のもう1つの特徴によれはウェハ上の半陰影を調
節する装置はマスクとウニ・・間のキ゛ヤツプまだはエ
ネルギー源とマスク間のギャップを変化する装置を有す
る。
有利に本発明の1態様によれは放射線源はタングステア
 M線放射線を発生する。
さらに本発明により表面にレジストを備えるウェハを放
射エネルギー源から離して支持し、マスクを放射エネル
ギー源とウニ・・の間に支持するX線リトグラフィーを
実施する改善された新規方法が得られる。本発明による
方法はさらに放射エネルギー源を得るだめ電子ビームを
X線ターゲットに当てるように向け、マスク上の最小パ
ターンに適合するようにウニ・・上の半陰影を調節し、
それによって解像力をスループットに対し、またはスル
ープットを解像力に対し最大にする過程を含む。
以下の詳細な説明をよりよく理解し、本発明の当業界に
対する寄与をよりよく評価しつるように、本発明の重要
な特徴を概括的に説明した。
もちろん本発明の付加的特徴は以下に詳細に説明される
。当業者はこの開示の基礎となる概念を容易に使用して
本発明の多数の目的を実施する他の系の基礎としうろこ
とは明らかである。
それゆえこの開示が本発明の思想寸だは範囲からはずれ
ない同様の系も含むものであることは重要である。
次に本発明を図面により説明する。
第1および2図に示すように放射エネルギー源10は1
2,14.16および18、ならひに第1図で13.1
5.17および19、第2図で21.23.25および
27で示すX線を発する。X線はレジストを表面に備え
る基板またはウエノ・20に当る。X線源10とウニ・
・20の間に全体的に22で示すマスクか挿入され、こ
のマスクはたとえば金のような吸収材料24゜26のパ
ターン線を有する。第1図にはパターン線29.31、
第2図にはパターン線33および35も示される。吸収
材料はそれが存在する領域でX線を吸収し、それによっ
てその領域のレジストの露光が防止される。所要時間の
露光後、レジストは現像され、基板の次の処理か実施さ
れる。
X線12および14はパターン線24の内側コーナとと
もにA−Bで示す第1半陰影を形成する。同様にX線1
6および18は隣接パターン線26の外側コーナによっ
てC−Dで示す第2半陰影を形成する。第1半陰影A、
 −Bは第2半陰影C−Dと重ならず、それから距離B
−Cだけ離れていることが指摘される。これは第1図に
示すように電子ビームスポットサイズが81であり、マ
スクがX線源10から距離りに配置され、ウェハがマス
クから距離dに配置されている場合である。
さらに第1図においてX線13および15はパターン線
29の外側コーナによってE−Fで示す第6半陰影を形
成する。X線17および19は隣接するパターン線31
の内側コーナによってG−Hで示す第4半陰影を形成す
る。第ろ半陰影E−Fは第4半陰影G−1(と重ならず
、それから距離F−Gだけ離れていることが指摘される
第2図に示すように電子ビームスポットザイズS2は第
1図のスポットサイズS1に比して約2倍の直径を有す
る。その結果として第1半陰影A−Bは第2半陰影C−
Dと重なり、それによって半陰影効果のだめ系の解像力
が制限される。
さらに第2図においてX線21および23はパターン線
33の外側コーナによってJ−にで示す第6半陰影を形
成する。x&125および27もパターン線35の内側
コーナによってL−Mで示す第4半陰影を形成する。そ
の結果第6半陰影J−にはL−にの範囲で第4半陰影L
−Mと重なる。半陰影はもつと広く離れだまだは低い解
像力のパターン線に対しては重ならないことが指摘され
る。
実際にはパターン線距離より小さい半陰影で作業するこ
とが一般に必要である。それゆえ第1図の系は上限の場
合である。第2図の系は通常使用されない。
本発明によれば半陰影をマスクの最小パターン線サイズ
に適するように変化することができ、すなわち0.5μ
mのパターン線を有するマスクは1μmのパターン線を
有するマスクと異なる半陰影を使用する。これはデバイ
ス製造に使用する多数のマスクのそれぞれに対し適当な
半陰影、解像力の選択を可能にし、または種々のICに
対しその要求に従って異なる半陰影を選択することがで
きる。
現在まで常用のX線IJ )グラフィー系は半陰影効果
のだめ系の制限された解像力を決定する固定電子ビーム
スポットサイズを使用した。スポットは一般にスループ
ットを最大にするだめ、陽極パワー散逸しだがってX線
束を増大するようにできるだけ大きく固定された。本発
明によれば系の解像力は電子ビームスポットサイズを変
化することによって選択することができる。
スポットが大きいほどパワーが大きくなる。それによっ
て解像力およびスループットの調節が可能になる。大き
いパターンに対しては解像力を低下し、それによってス
ループットが」二昇し、小さいパターンに対しては解像
力を上昇し、それによってスループットが減少する。
第1および2図の場合、解像力およびスループットを最
大にするため、本発明の1実施例によれは電子ビームス
ポットサイズSは点B−Cが上限と一致するように選択
される。すなわち上限の場合隣接するパターン線の隣接
する半陰影はちょうど互いに接触まだは一致するけれど
、重ならない。
この概念を実施するため本発明の1つの実施例によれは
電子ビームガンは可変焦点能力を備える。第3図に示す
ように全体的に10で示す放射エネルギー源はシャフト
30に回転可能に支持される水冷陽極28を有し、この
陽極は冷却水のだめの適当な通路32および34を有す
る。ガンアセンブリ36はフィラメント38を含み、こ
れから電子39が放出され、陽極ターゲット28に当る
。アセンブリは静電シールド40を備える。X線円錐は
水冷した真空窓42を通過する。制御装置44はガンア
センブリ36を垂直に陽極ターケゞット28に対して近
くまたは遠くに動かし、電子ビームスポットサイズSが
調節される。すなわちスポット直径は解像力をスループ
ットに対しまだはスループットを解像力に対し最大にす
るため、制御装置44により静電的に、手によりまだは
自動的に調節することができる。
本発明のもう1つの実施例によれば、半陰影をマスク上
の最小パターン線に適するように調節することによって
、解像力およびスループットを最大にするため、マスク
とウェハまたはエネルギー源とマスクの間のギャップが
変化される。第1および2図によればマスク22または
ウェハ20を互いに他に対し、またはいずれかをエネル
ギー源10に対し選択的に垂直に移動する装置37が備
えられる。適当な移動装置たとえは機械的レバー、スク
リュー装置またはソレノイド等を使用することができる
。マスクとウェハのギャップの変化範囲は、小さいギャ
ップはマスク損傷の危険があるため制限され、大きいギ
ャップは解像力が回折により制限されることが指摘され
る。さらにギャップを変化すると像倍率が変化し、した
がってオーバレイが悪くなる。
このように本発明によりX線リトグラフィー用の改善さ
れた系か得られ、前記目的が有効に充足されることは明
らかである。
特殊な実施例が本発明の説明の目的で開示されたけれど
、この明細書を研究した後、さらにそれを改善すること
は当業者には容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1モード、第2図は第2モードで作業するX
線リトグラフィー系の光路図、第6図はX線発生装置の
縦断面図である。 28・・・陽極ターケ8ット、30・・・シャフト、3
6・・ガンアセンブリ、40・・・静電シールド、42
・・・真空窓、44・・・制御装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 表面にレジストを備えるウェハを放射エネルギー
    源から離して支持し、放射エネルギー源とウェハの間に
    マスクを支持し、電子ビームをX線ターケゞットに当る
    ように向けて放射エネルギー源を得、マスク上の最小パ
    ターンサイズに適合するようにウェハ上の半陰影を調節
    し、それによって解像力をスループットに対しまだはス
    ループットを解像力に対し最大にすることを特徴とする
    X線リトグラフィー法。 2、放射エネルギー源がタングステンMm放射線を発生
    する特許請求の範囲第1項記載の方法。 ろ、 ターゲットを、タングステンM線を発生するよう
    にタングステン、タングステン合金まだはタングステン
    化合物の群から選択する特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 4、 電子ビームおよびX線ターケゝットを形成すル装
    置を含む放射エネルギー源、表面にレジストを備えるウ
    ェハをこのエネルギー源から離して支持する装置、マス
    クをエネルギー源とウェハの間に支持する装置ならびに
    マスク上の最小パターンサイズに適合するようにウェハ
    上の半陰影を変化する装置を有し、それによって解像力
    をスループットに対しまたはスループットを解像力に対
    し最大にすることを特徴とするX線リトグラフィー系。 5、 ウェハ上の半陰影を変化する装置がX線ターrッ
    ト上の電子ビームのスポットサイズを変化する装置から
    なる特許請求の範囲第4項記載のリトグラフィー系。 6、 ウェハ上の半陰影を変化する装置がマスクとウェ
    ハの間まだはエネルギー源トマスクの間のギャップを変
    化する装置からなる特許請求の範囲第4項記載のリトグ
    ラフィー系。 Z 放射エネルギー源がタングステンIJ線放射線を発
    生する特許請求の範囲第4項〜第6項の1つ((記載の
    リトグラフィー系。 8、 ターゲットがタングステンM線を発生するように
    タングステン、タングステン合金およびタングステン化
    合物の群から選択されている特許請求の範囲第7項記載
    のリトグラフィー系。
JP58132966A 1982-08-30 1983-07-22 X線リトグラフイ−法およびその方法を実施する系 Pending JPS5940533A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41247582A 1982-08-30 1982-08-30
US412475 1982-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5940533A true JPS5940533A (ja) 1984-03-06

Family

ID=23633148

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JP58132966A Pending JPS5940533A (ja) 1982-08-30 1983-07-22 X線リトグラフイ−法およびその方法を実施する系

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JP (1) JPS5940533A (ja)

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US8670886B2 (en) 2009-06-16 2014-03-11 Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co., Ltd. Hybrid electric power device for crane and control method of hybrid electric power device for crane

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