JPS6221223A - 軟ｘ線用投影結像装置 - Google Patents

軟ｘ線用投影結像装置

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JPS6221223A
JPS6221223A JP60160785A JP16078585A JPS6221223A JP S6221223 A JPS6221223 A JP S6221223A JP 60160785 A JP60160785 A JP 60160785A JP 16078585 A JP16078585 A JP 16078585A JP S6221223 A JPS6221223 A JP S6221223A
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JP
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soft
rays
ray
pattern
fzp
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JP60160785A
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Hideki Makabe
真壁　英樹
Kenji Iwahashi
岩橋　賢治
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
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  • 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はフレネルゾーンプレートＣＦＺＰ）を用いた軟
Ｘ線用結像光学系に関する。
６口１　従来の技術 半導体産業におけるＩＣパターンの形成は目下のところ
、光学レンズ系を用いた光による縮小露光が主流である
が、更に集積度を高めたいという最近の要求に対して、
光によるいわゆるホトリソグラフィーは回折現象による
物理的な限界に達しており、この壁を打ち破るものとし
て、格段に波長の短い軟Ｘ線によるリソグラフィーが注
目すしている。
本発明は、このような軟Ｘ線領域の結像光学系として極
めて重要である。
また、−万、生物学、医学の分野では細胞を生きたまま
の状態で観察したいという要求が強い。
電子顕微鏡ではこの要求を満すことは困難であり、この
分野では軟Ｘ線顕微鏡の実用化が待望されている。
本発明は軟Ｘ線顕微鏡の結像光学系としても利用するこ
とができ、この分野でも有用である。
しかし従来Ｘ線リソグラフィーの分野では適当な結像光
学系がないため、現在行われているのは全て密着露光方
式である。この方式によれば、マスクパターンは現寸大
であり、転写できる微細パターンの最小線幅はマスクパ
ターンの最小線幅を越えることは不可能であり、現実に
はこれより必ス悪＜なってしまう。このため、マスクパ
ターンの製作が極めて困難になる。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような現状技術の改善を目的としたもので
、ホトリソグラフィーで大きな成果が実、証された縮小
投影露光方式を軟Ｘ線リソグラフィーにおいても可能な
らしめるためになされたものである。
に）問題点解決のための手段 本発明による結像光学系の基本的な構成要素は、第１図
に示すように、点光源に近い発散軟Ｘ線光源ｌと、投影
マスクパターン３と、投影マスクパターンを均一に照射
し、ＦＺＰに効率良く光を集中さすための軟Ｘ線用の球
面反射鏡２と、結像用ＦＺＰ４と、マスクパターンの縮
小微細パターン像を記録するためのレジスト５であり、
上記各素子は第１図のように配置されて軟Ｘ線結像光学
系を形成している。
（ホ）作用 格子状パターンをレンズで投影結像させる場合、解像で
きる最小格子ピッチ（解像幅）ＷはレンズのＦナンバー
をＦとし、使用波長を入とすると、Ｗ＝１．２２Ｆ−え
　−・（＋１ り で与えられる。４００ｎｍ、ｌ！’可視光と８λの軟Ｘ
線を較べると、同じ解像幅に対して、Ｆナンバーは軟Ｘ
線の場合、可視光の場合の５００倍でよく、非常に小さ
な直径のＦＺＰで良い。解像幅をｌ／ｌＯに高めてても
Ｆナンバーは５０倍も大きくてよいのであり、非常に解
像度の良いパターン投影が可能である。
本発明では凹面鏡でＸ線をＦＺＰ上に集中しているので
Ｘ線の利用効率が高い。凹面鏡でＸ線の像を結像させる
ことも考えられるが、結像用の凹面鏡では、鏡面精度は
使用波長の１／８以上が必要なので、８Ａ程度の軟Ｘ線
の場合、面精度はＩＡ以上となって製作はきわめて困難
である。
（へ）実施例 レンズを用いない結像素子として古くからフレネルゾー
ンプレート（ＦＺＰ）が知られており、近時レーザの発
達により、ホログラフィやエレクトロンビームによって
高性能のＦＺＰが簡単に作れるようになったので、ＦＺ
Ｐの種々な応用が提案されている。たとえば、ホログラ
フィ法でＦＺＰを製作する場合について述べる。第３図
に示すようにＰＬから発散する球面波とＰ２へ収束する
球面波とによって、ＰｌとＰ２の中間でＦＺＰのパター
ンを記録すれば、このＦＺＰの記録光源の波長Ｃ仮に４
００ＯＡとする）に対してはｆ＝−のレンズとして作用
するが、使用軟Ｘ線の波長Ｃ仮に８Ａとする）に対して
は ｆ’＝　−ｘ　ｆ　：＝　５０　Ｏｆ　＝　２５０　ａ
となる。
従って、使用軟Ｘ線の波長８へに対して焦点距離１００
ｍｍのＦＺＰを作ろうとすればａ　＝＝　０．４ｍｍで
ある。
一方、解像幅Ｗ　＝　０．２μｍを得ようとすれば射出
ｆｉ１式から、ＦＺＰの口径は０．４９ｍｍとなるから
、このようなＦＺＰをホログラフィ法で製作することは
十分可能である。
実際には、使用軟Ｘ線を透過する適当な基板にＡｕを必
要な厚さ蒸着しその上にホトにシストを塗布して、前記
したＦＺＰのパターンを記録し、イオンビームエツチン
グによりＡｕ層に転写してＦＺＰを形成する。もちろん
、適当な軟Ｘ線の透過基板がなければ適当な支持枠を入
れて透し彫りの形式にすることも可能である。
このようにして作られたＦＺＰの最外輪帯のピッチは解
像幅Ｗに等しく中心に向うほどピッチのあらくなる同心
円群から形成されている。以下述べる実施例はこのよう
なＦＺＰを用いるものである。
本発明におけるもう一つの主要要素である軟Ｘ線用反射
鏡は、鏡面基板上に炭素とタングステンの層を層厚さ数
λで交互にスパッタして１５〜１６層を形成したもので
ある。
第１図は本発明の一実施例を示し、１はＸ線源、２は軟
Ｘ線用の凹面反射鏡、４がＦＺＰで、投影用マスクパタ
ーン３は凹面反射鏡２とＦＺＰ４との間にセットされる
。６はＩＣパターン等を形成する基板で、５はオートレ
ジスト層である。凹面反射鏡２はＸ線源１のＸ線放射域
の像をＦＺＰ４０面に形成するように配置されている。
以下−実施例として、１チツプ５ｍｍ角のＩＣパターン
を一括露光で１１５縮小で記録する場合を説明する。
ス 軟Ｘ線としてＡ／？の特性Ｘ線に６Ｑ線を用いれば波、
長大は８．３４λである。
ＦＺＰの焦点距離ｆを１００ｍｍとすれば解像幅Ｗ　＝
　Ｑ、　２μを得るためには Ｗ＝１．２２　ｘ　ＣＦＺＰのＦナンバー）×入の式に
よりＦＺＰの大きさは直径Ｑ、５１ｍｍが必要となる。
一例としてＦＺＰとレジスト面までの距離を１２０ｍｍ
とすればＦＺＰとマスクパターンまでの距離は６００ｍ
ｍである。
次にマスクパターンの必要な大きさは２５ｍｍ角であり
、これを均一に照射するために球面反射鏡が第１図のよ
うに配置され、この球面反射鏡によりＸ線源の像はＦＺ
Ｐ上に結像されている。
（へ）効果 たとえば、最小線幅０．２μのパターンを作ろうとすれ
ば、マスクパターンの最小線幅は１μで良く、マスクパ
ターンの製作が著しく容易になる。
従来法である密着露光方式の場合は第２図からも容易に
判るように照射Ｘ線は出来るだけ平行でなければパター
ン３．ｆの下側にもＸ線が入り込み、Ｘ線源も点光源に
出来るだけ近かいものでなければ禄影の周縁にぼやけを
生じる。このため、Ｘ線管球を用いる場合は、Ｘ線源ｌ
は出来るだけマスク３から遠ざけ、電子をターゲットに
可能な限り絞って当てる必要があるため、回転陽極を用
いるなどの対策が必要で、理想の光源としてＳＯＲ光が
指向されることになる。これに対して本発明によれば、
このような光源に対する制約をも大幅に緩和できるもの
である。
また、このほかにも、レジストとマスクパターンの間隔
の副部や位置合わせ機構に対する制約、熱による影響に
対しても縮小露光方式のほうが有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例光学系を示し、第２図は従
来の密着露光法を説明する図、第３図はＦＺＰの製作法
の一例を説明する図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 軟Ｘ線発生手段と、軟Ｘ線用の結像用フレネルゾーンプ
    レートと、軟Ｘ線の線源の像を上記フレネルゾーンプレ
    ート上に形成する軟Ｘ線用凹面反射鏡とよりなり、上記
    フレネルゾーンプレートと上記凹面反射鏡との間に投影
    用パター ンを配置するようにした軟Ｘ線用投影結像装置。
JP60160785A 1985-07-19 1985-07-19 軟ｘ線用投影結像装置 Pending JPS6221223A (ja)

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