JPS62238622A - X-ray exposure apparatus - Google Patents

X-ray exposure apparatus

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JPS62238622A
JPS62238622A JP61081190A JP8119086A JPS62238622A JP S62238622 A JPS62238622 A JP S62238622A JP 61081190 A JP61081190 A JP 61081190A JP 8119086 A JP8119086 A JP 8119086A JP S62238622 A JPS62238622 A JP S62238622A
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JP
Japan
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resist
ray
amount
rays
mask
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Application number
JP61081190A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Amamiya
光陽 雨宮
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a width of resist pattern to be controlled to a target value, by variably controlling an amount of half shade on the surface of the resist based on the target value of the width of the resist pattern after development, and controlling an X-ray exposure so as to obtain a thickness of the residual resist film as previously set. CONSTITUTION:X-rays 2 from an X-ray source 1 are pseudoparallelized by a solar slit 3, selectively attenuated by X-ray absorbing patterns 5 of a mask 4 and reach resist 6 on a wafer. The mask pattern 5 is thereby transferred and exposed to the resist. Various set data such as a target width of the resist and a residuasl film thickness are stored in a memory 18. A CPU 17 determines an aperture ratio of the solar slit 3, a proximity gap and an X-ray exposure D so as to provide an amount of half shade of 0.2mum at maximum. Monitoring values detected by an X-ray detector 10 by means of an interface 16, a wafer chuck 8 is moved by a drive section 15 so as to obtain the X-ray exposure D and a period of time for which the resist is irradiated with the X-rays is controlled. According to such operations, a resist pattern having the target width of 0.50mum can be transferred with the residual film thickness as previously set.

Description

【発明の詳細な説明】 [a業上の利用分野] 本発明は、半導体装置製造用のX線露光装置に関し、特
に擬似平行X線を用いてプロキシミティ露光を行なうX
線露光装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Application in Industry A] The present invention relates to an X-ray exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices, and in particular to an X-ray exposure apparatus for performing proximity exposure using pseudo-parallel X-rays.
It relates to a line exposure device.

[従来の技術] 近年の超LSIの微細化に伴ない、光に代わってX線を
用いてマスクパターンをレジスト上に転写するX線露光
が考えられている。
[Prior Art] With the recent miniaturization of VLSIs, X-ray exposure is being considered in which a mask pattern is transferred onto a resist using X-rays instead of light.

X線露光には、発散X線または、擬似平行X線を用いる
方式が提案されているが、基本的には、両者ともマスク
パターンを1対1でレジスト上に転写するプロキシミテ
ィ露光である。
For X-ray exposure, methods using divergent X-rays or pseudo-parallel X-rays have been proposed, but both are basically proximity exposures in which a mask pattern is transferred onto a resist on a one-to-one basis.

しかしながら、従来のX線露光装置では、線源の制約上
、または完全な平行X線を用いることができない等によ
り、プロキシミティ露光において転写パターンの縁部に
半影部が必然的に生じ、その結果、マスクパターンの線
巾と現像後のレジストの線巾とが必ずしも一致しなくな
る欠点が避けられない。
However, in conventional X-ray exposure equipment, due to limitations of the radiation source or the inability to use completely parallel X-rays, penumbra inevitably occurs at the edge of the transferred pattern during proximity exposure. As a result, the disadvantage is that the line width of the mask pattern and the line width of the resist after development do not necessarily match.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明の課題は、擬似平行X線を用いたプロキシミティ
露光において、露光条件を制御することにより、最終的
なレジスト線巾を目標値に管理することのできるX線露
光装置を提供することであり、目標とするレジスト線巾
と使用マスクおよびレジストの特性等の特定条件を与え
ることにより最適な露光条件を決定して自動的に制御す
ることのできるX線露光装置を提供することである。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to manage the final resist line width to a target value by controlling the exposure conditions in proximity exposure using pseudo-parallel X-rays. The aim is to provide an X-ray exposure system that can determine and automatically control optimal exposure conditions by providing specific conditions such as the target resist line width, mask used, and resist characteristics. An object of the present invention is to provide a line exposure device.

[問題点を解決するための手段] 本発明のX線露光装置は擬似平行X線を用いてプロキシ
ミティ露光を行なうものであり、特に前述の課題を達成
するために、現像後のレジストの線巾の目標値に基づい
てレジスト面上での半影量を可変制御する第1制御手段
と、予じめ設定されたレジスト残膜厚になるようにX線
照射量を制御する第2制御手段とを備えている。
[Means for Solving the Problems] The X-ray exposure apparatus of the present invention performs proximity exposure using pseudo-parallel X-rays. A first control means that variably controls the amount of penumbra on the resist surface based on a target width value, and a second control means that controls the amount of X-ray irradiation so that a preset resist residual film thickness is achieved. It is equipped with

第1制御手段は、前記半影量の制御のために、例えばプ
ロキシミティギャップを可変制御するギャップ制御手段
、あるいは擬似平行X線の平行度を例えば開口比の異な
るソーラスリットの変換等によって変化させる手段を含
んでなるものである。
The first control means is a gap control means that variably controls the proximity gap, or changes the parallelism of the pseudo-parallel X-rays, for example, by converting solar slits with different aperture ratios, in order to control the amount of penumbra. It consists of means.

また第2制御・手段は、X線源の照射強度を予じめ定め
られた大きさに一定に制御される場合にはレジストへの
X線の照射時間を制御する手段を含み、逆にレジストへ
のX線の照射時間が例えば装置のスルーブツトの面から
ある固定時間に制限されている場合にはX線の照射強度
を可変制御する手段を含んでなるものである。
Further, the second control means includes means for controlling the X-ray irradiation time to the resist when the irradiation intensity of the X-ray source is controlled to be constant at a predetermined level; If the X-ray irradiation time is limited to a certain fixed time due to the throughput of the apparatus, for example, the apparatus includes means for variably controlling the X-ray irradiation intensity.

[作用] 擬似平行X線を用いてプロキシミティ露光する場合、マ
スクパターンの線巾とそれに対応する現像後のレジスト
の線巾との違いは、主に半影量の大きさと、レジストへ
のX線の照射量の大きさに依存する。半影量はX線の平
行度およびプロキシミティギャップによって変化し、レ
ジストへのX線照射量はレジストの残膜率を左右してレ
ジスト線巾に影響を与える。
[Operation] When performing proximity exposure using pseudo-parallel X-rays, the difference between the line width of the mask pattern and the corresponding line width of the resist after development is mainly due to the size of the penumbra amount and the amount of X to the resist. It depends on the magnitude of the radiation dose. The amount of penumbra changes depending on the parallelism of the X-rays and the proximity gap, and the amount of X-ray irradiation to the resist influences the residual film rate of the resist and influences the resist line width.

本発明のX線露光装置においては、第1制御手段によっ
て半影量゛を目標レジスト線巾に基づいて制御し、同時
にレジストへのX線照射量を目標残膜厚になるように第
2制御手段で制御するものであり、半影量と照射量の積
極的な制御によりレジスト線巾の高精度の管理が果たさ
れるものである。
In the X-ray exposure apparatus of the present invention, the first control means controls the penumbra amount based on the target resist line width, and at the same time, the second control unit controls the X-ray irradiation amount to the resist so that it becomes the target residual film thickness. The resist line width can be controlled with high accuracy by actively controlling the amount of penumbra and the amount of irradiation.

本発明の前述の目的と特徴を一層明確にするために、本
発明の実施例について図面と共に説明すれば以下の通り
である。
In order to further clarify the above-mentioned objects and features of the present invention, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示し、露光系は、X線2を
照射する縁線源1と、照射X線2の平行度を所定平行度
範囲内に制限する馨a軍行イヒ工「什としてのソーラス
リット3と、擬似平行化されたX線によってウェハ7の
レジスト6の表面にX線吸収材製パターン5のプロキシ
ミティ露光を行なうマスク4とを含んでいる。ソーラス
リット3は別の平行度のものとスリット交換部9によっ
て交換可能である。ウェハ7はウェハチャック8に吸着
保持され、近接配置されたマスク4と共に駆動部15に
よって照射X線を横切る方向に穆動可能であり、その制
御は駆動制御部14によって行なわれる。ウェハとマス
クのギャップは、保持駆動部11によって可変であり、
その制御はギャップ制御部13により行なわれる。マス
ク4の上方にはX線強度を検出するX線検出器1oが設
置されており、またマスクとウェハとのギャップを検出
するギャップセンサ12も設けられている。これら検出
器およびセンサの検出データはインターフェース16を
介して演算処理部(CPU)17へ送られ、メモリ18
に予じめ与えられている設定情報とプログラムデータに
基づいて、スリット交換部9、ギャップ制御部13、駆
動制御部14等がCP U 17により制御されるよう
になっている。
[Embodiment] FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and the exposure system includes an edge radiation source 1 that irradiates X-rays 2, and a gate that limits the parallelism of the irradiated X-rays 2 to within a predetermined parallelism range. a military equipment includes a solar slit 3 as a fixture and a mask 4 that performs proximity exposure of a pattern 5 made of an X-ray absorbing material on the surface of the resist 6 of the wafer 7 using pseudo-parallelized X-rays. The solar slit 3 can be exchanged with one with a different degree of parallelism using a slit exchanging unit 9.The wafer 7 is held by suction on a wafer chuck 8, and the wafer 7 is moved in a direction transverse to the irradiated X-rays by a drive unit 15 together with a mask 4 arranged in close proximity. The wafer and the mask can be moved vertically, and the control is performed by the drive control unit 14. The gap between the wafer and the mask is variable by the holding drive unit 11.
This control is performed by the gap control section 13. An X-ray detector 1o for detecting X-ray intensity is installed above the mask 4, and a gap sensor 12 for detecting the gap between the mask and the wafer is also provided. Detection data from these detectors and sensors is sent to the arithmetic processing unit (CPU) 17 via the interface 16, and is sent to the memory 18.
The slit exchange section 9, gap control section 13, drive control section 14, etc. are controlled by the CPU 17 based on setting information and program data given in advance to the CPU 17.

先ずはじめに本発明で用いているレジスト線巾の管理の
原理について以下に述べる。
First, the principle of resist line width management used in the present invention will be described below.

X線源からの非平行X線を擬似平行化する方法はいくつ
か提案されているが、ここでは、特開昭59−1198
38 、同59−127837 、同60−34018
などに開示されている縁線源や面線源とソーラスリット
を組合わせた方式を用いた場合の線巾制御を説明する。
Several methods have been proposed for pseudo-parallelizing unparalleled X-rays from an X-ray source, but here we will discuss
38, 59-127837, 60-34018
Line width control when using a method that combines an edge line source or a surface line source with a solar slit as disclosed in et al.

この方式は第2図に示したような構成からなり、まず縁
線源1からランダムな方向に放射されたX線2のうち、
ソーラスリット3を通過可能な入射角度00以下のもの
のみがマスク4上に照射される。θ0はソーラスリット
3の穴径aと厚さbとから、 θo = tan−’ (a/b) で定義され、スリット3を出たX線の平行度はこの角度
θ。以下に保たれることになる。マスク4に照射された
X線の一部は、マスク4のA、等のX線吸収パターン5
によって遮られ、パターン5の無い部分を通過したX線
はウェハ7上に塗布されたレジスト6を選択的に感光さ
せる。この場合、実用上はプロキシミティギャップP1
を5〜40μm、θ0を0.1−0.01 radとす
るのが適当である。
This method consists of the configuration shown in Fig. 2. First, among the X-rays 2 emitted in random directions from the edge ray source 1,
Only light having an incident angle of 00 or less that can pass through the solar slit 3 is irradiated onto the mask 4 . θ0 is defined as θo = tan-' (a/b) from the hole diameter a and thickness b of the solar slit 3, and the parallelism of the X-rays exiting the slit 3 is this angle θ. It will be kept below. A part of the X-rays irradiated to the mask 4 are absorbed by the X-ray absorption pattern 5 such as A of the mask 4.
The X-rays that are blocked by the pattern 5 and pass through the area without the pattern 5 selectively expose the resist 6 coated on the wafer 7 . In this case, in practice, the proximity gap P1
It is appropriate that θ0 be 5 to 40 μm and θ0 be 0.1 to 0.01 rad.

マスクパターン5の無い部分を通過したX線によるレジ
スト6の感光部には、X線の角度θ。に基づいてその縁
部に半影部が生じ、その大きさΔに応じて第3図に示す
ようにマスクパターンによるマスク線巾ぶつに対してレ
ジスト線巾JlRが異なる線巾となる。半影量Δは、 Δ=P、@tanθ。
The exposed area of the resist 6 due to the X-rays that have passed through the area without the mask pattern 5 has an angle θ of the X-rays. A penumbra is generated at the edge based on the size Δ, and as shown in FIG. 3, the resist line width JlR becomes different from the mask line width of the mask pattern, as shown in FIG. The amount of penumbra Δ is Δ=P, @tanθ.

=P、・a / b =P、・SJ2    ・・(1) で表わされ、ここで、3℃はソーラスリットの開口比(
= a / b )である。
=P, ・a / b =P, ・SJ2 ・・(1) where 3℃ is the aperture ratio of the solar slit (
= a / b).

レジスト線巾IRがマスク線巾AMと異なる主因は半影
量Δであり、従ってPlやsaを変化させることでfL
Rを制御可能である。
The main reason why the resist line width IR differs from the mask line width AM is the penumbra amount Δ, so by changing Pl and sa, fL
R can be controlled.

現像後のレジスト線巾のマスク線巾に対する違いは半影
量ΔのみならずX線のレジストへの照射量の変化によっ
ても現れ、これをネガレジストについて次に説明する。
The difference in the resist line width after development with respect to the mask line width appears not only due to the penumbra amount Δ but also due to changes in the amount of X-ray irradiation to the resist, and this will be explained next with respect to a negative resist.

ネガレジストの残膜率Tは、 T;γ・log  (D/ Do ) で与えられ、ここでDは実際のレジストへのX線照射量
、DOはレジストの感度すなわちそのレジストがゲル化
反応を始めるX線照射量、γはネガレジストのγ値(解
像度)である。通常、ネガレジストでは残膜率Tを0.
5以上に選ぶ。
The residual film rate T of a negative resist is given by T; γ log (D/Do), where D is the actual amount of X-ray irradiation to the resist, and DO is the sensitivity of the resist, that is, the gelation reaction of the resist. The starting X-ray irradiation amount and γ are the γ value (resolution) of the negative resist. Normally, with negative resist, the residual film rate T is 0.
Choose 5 or more.

マスクパターン5の下でX線強度分布が第4図に示すよ
うなものである場合、X線照射量がり。
If the X-ray intensity distribution under mask pattern 5 is as shown in FIG. 4, the amount of X-ray irradiation is low.

に達すると、マスクパターン5によってX線が全く遮ら
れない位置のレジストのみが現像後に残るものとなり始
め、従フてこのときに現像したレジストの線巾は第4図
においてjlRIどなる。この照射量では、十分なX線
照射を受けることにならない半影部(2Δ)の部分のレ
ジストは、現像しても残るような状態に未だ達していな
い。
When this point is reached, only the resist at positions where the X-rays are not blocked by the mask pattern 5 at all begins to remain after development, and the line width of the resist developed at this time becomes jlRI in FIG. With this irradiation amount, the resist in the penumbra (2Δ), which does not receive sufficient X-ray irradiation, has not yet reached a state where it will remain even after development.

X 11照IM量を増加してそhがワn、L−外スレX
線がマスクパターンによって全く遮られない部分に比べ
て半分の照射量しか受けられない部分、すなわちX線強
度が0.5の部分までのレジストがDo以上のX線照射
量を受け、現像によってレジスト膜として残ることにな
る。このときのレジスト線巾は第4図においてJZR2
であり、またピーク部分におけるレジストの残膜率Tは
、 T=γ・log  (2Do / Do ) :0.3
 yで表わされる。
X 11 Increase the amount of IM and that's it, L-Outside thread
The portions of the resist that receive only half the radiation dose compared to the portions where the rays are not blocked at all by the mask pattern, that is, the portions with an X-ray intensity of 0.5, receive an X-ray radiation dose of Do or more, and the resist is removed by development. It will remain as a film. The resist line width at this time is JZR2 in Figure 4.
And, the residual film rate T of the resist at the peak part is T=γ・log (2Do/Do): 0.3
It is represented by y.

このようにX線のレジストに対する照射量の増減によっ
てレジスト線巾が変化する。また第4図に明らかなよう
に半影量によってもレジスト線巾が変化するから、この
半影量Δと共にX線照射量を増減させることでレジスト
の線巾をさらに制御できることになる。
In this way, the resist line width changes as the amount of X-rays irradiated onto the resist increases or decreases. Furthermore, as is clear from FIG. 4, since the resist line width also changes depending on the amount of penumbra, the line width of the resist can be further controlled by increasing or decreasing the amount of X-ray irradiation along with the penumbra amount Δ.

半影量ΔやX線照射量り以外にもレジスト線巾に影響す
る因子は存在し、例えばレジスト線巾℃Rはマスクのコ
ントラストβ(マスクパターンのない部分のX線透過強
度/マスクパターンを透過したX線強度)にも関係する
7箪5rE21 !、” Rが?nと5の場合の夫々に
ついてX線強度分布を示すが、照射量2 D oの場合
、β=20ではレジスト線巾はjZRll、β=5では
ILR12>fLR□1となる。
There are factors that affect the resist line width in addition to the penumbra amount Δ and the X-ray irradiation amount. For example, the resist line width ℃R is determined by the mask contrast β (X-ray transmission intensity in the area without mask pattern / transmitted through the mask pattern). 7.5rE21 which is also related to X-ray intensity)! , "The X-ray intensity distributions are shown for cases where R is ?n and 5, respectively. In the case of irradiation dose 2 Do, when β = 20, the resist line width is jZRll, and when β = 5, ILR12>fLR□1. .

このようにマスクコントラストβが変化するとレジスト
の線巾が変動するので、線源が変ったり、汚れ等によフ
てX線の実効波長が変化した場合のマスクコントラスト
βの変化を考慮して、レジストの線巾の制御に補正値を
与えるようにするのがよい。
When the mask contrast β changes in this way, the line width of the resist changes, so consider the change in the mask contrast β when the effective wavelength of the X-ray changes due to a change in the radiation source or dirt, etc. It is preferable to give a correction value to control the line width of the resist.

以上のように、擬似平行X線によるプロキシミティ露光
の場合、現像後のレジストの線巾はマスクの線1jly
やX線照射量D、マスクコントラストβ、プロキシミテ
ィギャップP1、スリット開口比SJ2等が複雑に影響
し、例えばネガレジストの場合、半影量Δ=Pヨ・ 2
、レジストのγ値をγ、とすると、2Δ≦ILMの場合
、現像後のレジストの線巾ILMは次式の通り、これら
因子の函数で表わせる。
As described above, in the case of proximity exposure using pseudo-parallel X-rays, the line width of the resist after development is equal to the line 1jly of the mask.
, X-ray irradiation amount D, mask contrast β, proximity gap P1, slit aperture ratio SJ2, etc. have a complex influence. For example, in the case of a negative resist, penumbra amount Δ=Pyo・2
, the γ value of the resist is γ, and when 2Δ≦ILM, the line width ILM of the resist after development can be expressed as a function of these factors as shown in the following equation.

IIR= fz(J2v 、Δ、1/β、Do/D)・
・・(2)また露光装置としての重果な要求事項に単位
時間当りのウェハ処理能力、すなわちスループットがあ
り、これは主として露光時間tによって定まる。一方、
ソーラスリットの開口比SLを小さくするとソーラスリ
ットを通過するX線量が減少し、ウェハに照射されるX
線密度が小さくなる。
IIR= fz(J2v, Δ, 1/β, Do/D)・
(2) Another important requirement for an exposure apparatus is the wafer processing capacity per unit time, that is, the throughput, which is mainly determined by the exposure time t. on the other hand,
When the aperture ratio SL of the solar slit is reduced, the amount of X-rays passing through the solar slit decreases, and the amount of X-rays irradiated to the wafer decreases.
Linear density becomes smaller.

従って露光時間tは、照射X線量りとSfLとの函数と
して次のように表せる。
Therefore, the exposure time t can be expressed as a function of the irradiated X-ray dose and SfL as follows.

t=fs(D、5JZ)  ・・(3)このことから、
レジストのパターン形状の他にスルーブツトを考慮に入
れて、露光時間tを制御パラメータとしてレジスト線巾
を制御することも可能である。
t=fs(D, 5JZ)...(3) From this,
In addition to the resist pattern shape, it is also possible to take into account the throughput and control the resist line width using the exposure time t as a control parameter.

すなわち本発明に係るX線露光装置では、目標とするレ
ジスト線巾と、対応するマスクおよびレジストの特性等
の特定の条件を設定値として与えたときに、それに対応
したその他の露光条件の最適値を演算により決定して露
光を行なうものである。
In other words, in the X-ray exposure apparatus according to the present invention, when a target resist line width and specific conditions such as the corresponding mask and resist characteristics are given as set values, the optimum values of other exposure conditions corresponding to the target resist line width and other specific conditions such as the characteristics of the corresponding mask and resist are given as set values. is determined by calculation and exposure is performed.

この最適露光条件の決定に際して、実験やシミュレーシ
ョン等によって得られたデータを基に条件の決定を行な
ってもよく、あるいは解析によって決まる関数やその近
似式などを用いて計算してもよい。
When determining the optimal exposure conditions, the conditions may be determined based on data obtained through experiments, simulations, etc., or may be calculated using a function determined by analysis or an approximate expression thereof.

最適な露光条件を決める際に、入力する特定条件の選択
方法には自由度があり、使用するマスクとレジストが決
定している場合に現像後のレジスト線巾目標値と残膜率
設定値を入力して最適な半影量とX線照射量とを求める
制御例について以下に説明する。
When determining the optimal exposure conditions, there is a degree of freedom in how to select specific conditions to input.If the mask and resist to be used have been determined, it is possible to set the resist line width target value and residual film rate setting value after development. An example of control in which the optimal penumbra amount and X-ray irradiation amount are determined by input will be described below.

一例としてマスクのコントラストβ=10、マスク線巾
045μmに対してレジスト線巾0.45〜0.50μ
mを目標とし、γ値1.5のレジストを用いて残膜率T
 = 0.53のレジストパターンを転写する場合、半
影量Δが 0.1〜0.2μmとなるようにソーラスリ
ットの開口比SLとプロキシミティギャップP1とが設
定制御され、またX線照射量りは、T=y ・log 
CD/Do )からT=  0.53. γ=1.5に
よりD = 2.25D 0に制御されることになる。
As an example, the mask contrast β = 10, the resist line width is 0.45 to 0.50 μm for the mask line width of 045 μm.
m as a target, and using a resist with a γ value of 1.5, the remaining film rate T
When transferring a resist pattern of = 0.53, the aperture ratio SL and proximity gap P1 of the solar slit are set and controlled so that the penumbra amount Δ is 0.1 to 0.2 μm, and the X-ray irradiation amount is is T=y・log
CD/Do) to T=0.53. Due to γ=1.5, D=2.25D0 is controlled.

以下に説明する。This will be explained below.

第1図において線線源1から放射されたX線2はソーラ
スリット3によって入射角θ。以内に擬似平行化される
。ここでθ。はソーラスリット3の穴径aと厚さbとを
用いてθ。=  tan−’ (a/b)で定義される
。擬似平行化されたX線は、マスク4のX線吸収パター
ン5によって選択的に減衰されてウェハ上のレジスト6
に達し、マスクパターンの転写露光が果たされる。
In FIG. 1, X-rays 2 emitted from a line source 1 pass through a solar slit 3 at an incident angle θ. Pseudo-parallelization is achieved within Here θ. is θ using the hole diameter a and thickness b of the solar slit 3. = tan-' (a/b). The pseudo-parallelized X-rays are selectively attenuated by the X-ray absorption pattern 5 of the mask 4 and are exposed to the resist 6 on the wafer.
The transfer exposure of the mask pattern is completed.

この露光の手順は以下の通りである。The procedure for this exposure is as follows.

(1)まず前述の例のように、β=10、ILM=0.
45μm、y=i、s、レジスト感度Do、目漂値とし
てのレジスト線巾(max)0.50μmおよび残膜率
T = 0.53の各設定データをメモリ18に記憶さ
せておく。
(1) First, as in the above example, β=10, ILM=0.
Setting data of 45 μm, y=i, s, resist sensitivity Do, resist line width (max) as a drift value of 0.50 μm, and residual film rate T=0.53 are stored in the memory 18.

(2)次いで上記(1)の設定条件をもとに、演算処理
部17によって半影量(max)0.2μmとX線照射
量D = 2.25D oとが計算され、半影量が最大
0.2μmとなるようなソーラスリット3の開口(し 
e’   /I  L  −F−! Jp  p) >
  ニジ  −J’  、−−、−/  rs    
 l−At  t6  h A)組合わせのなかから決
定されると共に、使用レジストの感度Doの設定値から
実際のX線照射量りが決定される。
(2) Next, based on the setting conditions in (1) above, the arithmetic processing unit 17 calculates the penumbra amount (max) 0.2 μm and the X-ray irradiation amount D = 2.25D o, and the penumbra amount is The opening of the solar slit 3 has a maximum diameter of 0.2 μm.
e' /I L -F-! Jp p) >
Niji -J',--,-/rs
l-At t6 h A) The actual amount of X-ray irradiation is determined from among the combinations, and the set value of the sensitivity Do of the resist used.

(3)上記(2)で求められたP8値となるように、イ
ンターフェース16を介してギャップセンサ12の出力
のフィードバックをとりつつギャップ制御部13により
駆動部11を介してマスク4とウェハ7との間のプロキ
シミティギャップを設定する。
(3) The gap controller 13 controls the mask 4 and the wafer 7 via the drive unit 11 while feedbacking the output of the gap sensor 12 via the interface 16 so that the P8 value obtained in (2) above is achieved. Set the proximity gap between

(4)前記(2)′で決定された開口比S℃のソーラス
リット3をスリット交換部9に選択させ、セットさせる
(4) The solar slit 3 having the aperture ratio S° C. determined in (2)′ is selected and set in the slit replacement section 9.

(5)X線検出器10の検出値をインターフェース16
を介して監視しながら、(2)で決定されたX線照射量
りとなるように駆動制御部14を介して駆動部15によ
りウェハチャック8を移動させ、レジストへのX線照射
時間を制御する。
(5) Detection values of the X-ray detector 10 are transferred to the interface 16
The wafer chuck 8 is moved by the drive unit 15 via the drive control unit 14 so that the amount of X-ray irradiation determined in (2) is achieved while monitoring via .

以上の動作で目標とする線巾0.50μmのレジストパ
ターンが設定残膜率で転写されることになる。
Through the above operations, a resist pattern with a target line width of 0.50 μm is transferred at the set remaining film rate.

以上の実施例はネガレジストを用いた場合について述べ
たが、他のタイプのレジストについてもそれに応じた解
析式やシミュレーション結果を用いることにより同様な
制御が可能である。
Although the above embodiments have been described using negative resists, similar control is possible for other types of resists by using corresponding analytical formulas and simulation results.

また前述の実施例において擬似平行X線の平行度θ0、
すなわちソーラスリットの開口比Slを小さくすると、
ソーラスリットを通過するX線強度が当然のことながら
減衰される。従って同じ照射量を確保するには露光時間
tを比較的長くしなければならないが、スループットと
の関係で露光時間tを予じめ固定的に設定する場合、前
述の(3)式を考慮に入れて、スルーブツトから定めた
露光時間tと、XR,Xや、β、Do等を決定して(1
)〜(3)式により半影量Δと照射量りを求めることが
でき、露光時間tで照射量りとなるようにX線強度を例
えばソーラスリットの開口比SfLにより制御すること
により、同様の目標線巾のレジストパターンをスループ
ット優先で転写することができる。
In addition, in the above-mentioned embodiment, the parallelism θ0 of the pseudo-parallel X-rays,
In other words, if the aperture ratio Sl of the solar slit is decreased,
The X-ray intensity passing through the solar slit is naturally attenuated. Therefore, in order to secure the same irradiation amount, the exposure time t must be relatively long, but if the exposure time t is fixed in advance in relation to throughput, the above equation (3) should be taken into account. Determine the exposure time t determined from the throughput, XR, X, β, Do, etc. (1
) to (3) can be used to calculate the penumbra amount Δ and the irradiation amount, and by controlling the X-ray intensity by, for example, the aperture ratio SfL of the solar slit so that the irradiation amount is equal to the exposure time t, a similar target can be obtained. Line width resist patterns can be transferred with priority given to throughput.

さらに本発明は擬似平行X線を用いるプロキシミティ露
光に広く適用できるものであり、擬似平行化についても
管球X線源とスリットとの組合わせに限ることなく、例
えばSORを用いた他の・擬似平行X線方式にも同様に
適用可能である。
Furthermore, the present invention can be widely applied to proximity exposure using pseudo-parallel X-rays, and pseudo-parallelization is not limited to the combination of a tube X-ray source and a slit, but can also be applied to other types of exposure using, for example, SOR. It is similarly applicable to the pseudo-parallel X-ray method.

[発明の効果] 以上に述べたように、本発明によれば、擬似平行X線を
用いたプロキシミティ露光に招ける半影量とX線照射量
とを与えられた条件下で最適に制御してレジスト線巾を
目標値に制御管理することができ、マスクパターンの線
巾に対して常に一定の関係のレジスト線巾に管理するこ
とが可能となるものである。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the amount of penumbra and the amount of X-ray irradiation induced in proximity exposure using pseudo-parallel X-rays can be optimally controlled under given conditions. Thus, the resist line width can be controlled and managed to a target value, and the resist line width can always be managed to have a constant relationship with the line width of the mask pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は擬似平行
X線によるプロキシミティ露光の概念図、第3図はマス
クパターンとレジストパターンの関係を示す断面図、第
4図はマスクパターン真下のX線強度分布を示す線図、
第5図はマスクコントラストによるX線強度分布の変化
を示す線図である。 1:縁線源 2:X線 3:ソーラスリット 4:マスク 5:マスクパターン 6:レジスト 7:ウェハ 8:ウェハチャック 9:ソーラスリット交換部 10:X線検出器 11:ウェハとマスクの保持・駆動部 12:ギャップセンサ 13:ギャップ制御部 14:駆動制御部 15:駆動部 16:インターフェース 17:演算処理部 18:メモリ。 第 1 図 第2図 第4図 第5図
Fig. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a conceptual diagram of proximity exposure using pseudo-parallel X-rays, Fig. 3 is a cross-sectional view showing the relationship between a mask pattern and a resist pattern, and Fig. 4 is a A diagram showing the X-ray intensity distribution directly below the mask pattern,
FIG. 5 is a diagram showing changes in X-ray intensity distribution due to mask contrast. 1: Edge radiation source 2: X-ray 3: Solar slit 4: Mask 5: Mask pattern 6: Resist 7: Wafer 8: Wafer chuck 9: Solar slit exchange unit 10: X-ray detector 11: Wafer and mask holding/ Drive section 12: Gap sensor 13: Gap control section 14: Drive control section 15: Drive section 16: Interface 17: Arithmetic processing section 18: Memory. Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、X線源からのX線を擬似平行化手段に通して予じめ
設定された平行度範囲内に平行化したうえで近接露光方
式でマスクパターンをウェハのレジスト面に露光するX
線露光装置において、現像後のレジストの線巾の目標値
に基づいてレジスト面上での半影量を可変制御する第1
制御手段と、設定されたレジスト残膜厚になるようにX
線照射量を制御する第2制御手段とを備えたことを特徴
とするX線露光装置。 2、第1制御手段がプロキシミティギャップを可変制御
するギャップ制御手段を含む特許請求の範囲第1項に記
載のX線露光装置。 3、第1制御手段が、前記擬似平行化手段の平行度を変
化させる手段を含む特許請求の範囲第1項に記載のX線
露光装置。 4、第2制御手段が、X線源の照射強度を一定に保って
レジストへの照射時間を可変制御する手段を含む特許請
求の範囲第1項に記載のX線露光装置。 5、第2制御手段が、レジストへのX線照射時間を一定
に保ってX線源の照射強度を可変制御する手段を含む特
許請求の範囲第1項に記載のX線露光装置。
[Claims] 1. The X-rays from the X-ray source are passed through a pseudo-collimating means to be collimated within a preset parallelism range, and then a mask pattern is formed on the resist surface of the wafer using a proximity exposure method. X exposed to
In the line exposure device, the first step is to variably control the amount of penumbra on the resist surface based on the target value of the line width of the resist after development.
control means and X so that the set resist residual film thickness is achieved.
An X-ray exposure apparatus comprising: second control means for controlling radiation dose. 2. The X-ray exposure apparatus according to claim 1, wherein the first control means includes gap control means for variably controlling the proximity gap. 3. The X-ray exposure apparatus according to claim 1, wherein the first control means includes means for changing the degree of parallelism of the pseudo-parallelization means. 4. The X-ray exposure apparatus according to claim 1, wherein the second control means includes means for variably controlling the irradiation time to the resist while keeping the irradiation intensity of the X-ray source constant. 5. The X-ray exposure apparatus according to claim 1, wherein the second control means includes means for variably controlling the irradiation intensity of the X-ray source while keeping the X-ray irradiation time to the resist constant.
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH022515A (en) * 1988-06-16 1990-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of orienting film for liquid crystal
JP2013546170A (en) * 2010-10-13 2013-12-26 ユーリタ アクチエンゲゼルシャフト Method and apparatus for printing periodic patterns
CN113970392A (en) * 2021-10-25 2022-01-25 安徽大学 Flexible proximity and pressure touch sensor, sensing system and flexible electronic skin

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