JPH04346214A - Ｘ線露光用マスクおよびその製造法 - Google Patents
Ｘ線露光用マスクおよびその製造法Info
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- JPH04346214A JPH04346214A JP3146587A JP14658791A JPH04346214A JP H04346214 A JPH04346214 A JP H04346214A JP 3146587 A JP3146587 A JP 3146587A JP 14658791 A JP14658791 A JP 14658791A JP H04346214 A JPH04346214 A JP H04346214A
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- mask
- reflective
- multilayer film
- pattern
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- X-Ray Techniques (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば、半導体等の製造
プロセスで使用されるＸ線縮小露光に用いられるＸ線露
光用マスクに関するものである。
プロセスで使用されるＸ線縮小露光に用いられるＸ線露
光用マスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長の短いＸ線を用いたリソグラフィー
では、紫外線を用いたものでは原理的に不可能であった
高解像度が実現できる。このようなＸ線リソグラフィー
では、Ｘ線縮小露光用マスクとして、マスクを透過した
光をその後の光学系で結像させる透過型Ｘ線マスクと、
マスクを反射した光を結像させる反射型Ｘ線マスクとが
ある。
では、紫外線を用いたものでは原理的に不可能であった
高解像度が実現できる。このようなＸ線リソグラフィー
では、Ｘ線縮小露光用マスクとして、マスクを透過した
光をその後の光学系で結像させる透過型Ｘ線マスクと、
マスクを反射した光を結像させる反射型Ｘ線マスクとが
ある。
【０００３】透過型Ｘ線マスクは、Ｘ線が比較的良く透
過する物質からなるメンブレン上にＸ線吸収物質で所望
のパターンを形成したものであるが、メンブレンは大変
壊れやすく取扱いが困難であり、前記メンブレン，吸収
物質の内部応力やＸ線の加熱によってパターン位置に歪
が生じる等の問題を有する。このような透過型Ｘ線マス
クの問題点を解消するものとして反射型Ｘ線マスクが用
いられるようになった。
過する物質からなるメンブレン上にＸ線吸収物質で所望
のパターンを形成したものであるが、メンブレンは大変
壊れやすく取扱いが困難であり、前記メンブレン，吸収
物質の内部応力やＸ線の加熱によってパターン位置に歪
が生じる等の問題を有する。このような透過型Ｘ線マス
クの問題点を解消するものとして反射型Ｘ線マスクが用
いられるようになった。
【０００４】従来用いられている反射型Ｘ線マスクは、
図８に示すように、基板３に均一に成膜されたＸ線反射
多層膜２の上に設けられたＸ線吸収体１６を所定のパタ
ーンを形成するようドライエッチングあるいはウエット
エッチングを行って製作される（ａ）か、または、パタ
ーンの非反射部となる部分の多層膜をドライエッチング
あるいはウエットエッチングによって除去して製作され
る（ｂ）ものである。
図８に示すように、基板３に均一に成膜されたＸ線反射
多層膜２の上に設けられたＸ線吸収体１６を所定のパタ
ーンを形成するようドライエッチングあるいはウエット
エッチングを行って製作される（ａ）か、または、パタ
ーンの非反射部となる部分の多層膜をドライエッチング
あるいはウエットエッチングによって除去して製作され
る（ｂ）ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線反射鏡において、
多層膜の表面・界面の粗さが大きいほどＸ線の反射率は
低下するため、反射型Ｘ線マスクに使用される多層膜の
表面・界面は極めて平滑でなければならない。
多層膜の表面・界面の粗さが大きいほどＸ線の反射率は
低下するため、反射型Ｘ線マスクに使用される多層膜の
表面・界面は極めて平滑でなければならない。
【０００６】しかしながら、従来の反射型Ｘ線マスクで
は、その製作工程でレジストまたは多層膜自身のエッチ
ング工程が不可欠であり、このエッチング工程において
平滑に成膜された多層膜の反射表面が荒れてしまいＸ線
反射率が低下するという問題がある。さらに、露光用マ
スクの反射率が低いと、露光に要する時間も長くなり、
スループットが悪くなってしまうという問題等がある。
は、その製作工程でレジストまたは多層膜自身のエッチ
ング工程が不可欠であり、このエッチング工程において
平滑に成膜された多層膜の反射表面が荒れてしまいＸ線
反射率が低下するという問題がある。さらに、露光用マ
スクの反射率が低いと、露光に要する時間も長くなり、
スループットが悪くなってしまうという問題等がある。
【０００７】本発明は、上記問題を解消し、多層膜の反
射面が荒れないような製造法で、反射率の高い反射型Ｘ
線マスクを得ることを目的とする。
射面が荒れないような製造法で、反射率の高い反射型Ｘ
線マスクを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るＸ線露光用反射型マスクでは、基板上に成膜された
Ｘ線反射多層膜に、Ｘ線の反射部と非反射部からなるマ
スクパターンが形成されたＸ線露光用反射型マスクにお
いて、前記パターンの非反射部を、Ｘ線を反射しないよ
うに加工された前記多層膜自体で構成した。
係るＸ線露光用反射型マスクでは、基板上に成膜された
Ｘ線反射多層膜に、Ｘ線の反射部と非反射部からなるマ
スクパターンが形成されたＸ線露光用反射型マスクにお
いて、前記パターンの非反射部を、Ｘ線を反射しないよ
うに加工された前記多層膜自体で構成した。
【０００９】また、請求項２に記載の発明に係るＸ線露
光用反射型マスクの製造法では、基板上に成膜されたＸ
線反射多層膜に、集束エネルギービームを照射すること
によりマスクパターンの非反射部を形成するものである
。
光用反射型マスクの製造法では、基板上に成膜されたＸ
線反射多層膜に、集束エネルギービームを照射すること
によりマスクパターンの非反射部を形成するものである
。
【００１０】
【作用】本発明は、マスクパターンにおけるＸ線の非反
射部（以下、スペース部分と記す）の多層膜が、集束エ
ネルギービームの照射によって瞬間的にＸ線を反射しな
い状態に加工されたＸ線反射型マスクであるため、その
反射部分の多層膜表面の反射率は成膜直後と変わらず高
いものである。即ち、集束エネルギービームが照射され
た部分のみが、瞬間的に多層膜を構成する２種類の物質
同士の拡散，再結晶により、多層膜周期構造（干渉作用
）の破壊や表面に散乱面が生じて反射率が極めて小さく
なった状態に加工される。
射部（以下、スペース部分と記す）の多層膜が、集束エ
ネルギービームの照射によって瞬間的にＸ線を反射しな
い状態に加工されたＸ線反射型マスクであるため、その
反射部分の多層膜表面の反射率は成膜直後と変わらず高
いものである。即ち、集束エネルギービームが照射され
た部分のみが、瞬間的に多層膜を構成する２種類の物質
同士の拡散，再結晶により、多層膜周期構造（干渉作用
）の破壊や表面に散乱面が生じて反射率が極めて小さく
なった状態に加工される。
【００１１】従って、反射部分の多層膜表面は熱拡散等
の影響を受けることなく表面の平滑は維持されたままで
あり、そのＸ線反射率も成膜直後と比較してほとんど低
下しない。また、このように従来にない高い反射率のＸ
線露光用マスクを用いれば、露光時間の短縮化も可能で
ある。
の影響を受けることなく表面の平滑は維持されたままで
あり、そのＸ線反射率も成膜直後と比較してほとんど低
下しない。また、このように従来にない高い反射率のＸ
線露光用マスクを用いれば、露光時間の短縮化も可能で
ある。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の一実施例に係るＸ線露光用
反射型マスクとその製造法を図１〜６を用いて説明する
。図１は本発明の一実施例に係るＸ線露光用反射型マス
クの製造法を示す図である。
反射型マスクとその製造法を図１〜６を用いて説明する
。図１は本発明の一実施例に係るＸ線露光用反射型マス
クの製造法を示す図である。
【００１３】図１において、基板３上に成膜された多層
膜２のパターンのスペース部分に集束エネルギービーム
１が照射されることによって、瞬間的に多層膜の周期構
造の破壊，表面粗さの増加を生じさせ、マスクパターン
が形成される。図２に集束エネルギービームとしてレー
ザ光を用いた場合の実施例を示す。Ｓｉ基板上に周期長
８８Å、積層数５０層のモリブデン（Ｍｏ）／シリコン
（Ｓｉ）多層膜を成膜して形成した多層膜反射鏡４をＸ
ーＹステージ５上に乗せる。
膜２のパターンのスペース部分に集束エネルギービーム
１が照射されることによって、瞬間的に多層膜の周期構
造の破壊，表面粗さの増加を生じさせ、マスクパターン
が形成される。図２に集束エネルギービームとしてレー
ザ光を用いた場合の実施例を示す。Ｓｉ基板上に周期長
８８Å、積層数５０層のモリブデン（Ｍｏ）／シリコン
（Ｓｉ）多層膜を成膜して形成した多層膜反射鏡４をＸ
ーＹステージ５上に乗せる。
【００１４】ＹＡＧレーザ（波長１．０６μｍ）６のレ
ーザ光７をレンズ８で多層膜上に１μｍ径に集光し、レ
ーザ出力を一定に保持しながらＸーＹステージ５を一定
の速度で移動させることによってピッチ１μｍのライン
アンドスペースのパターンが形成される。即ち、パター
ンスペース部はこのようなレーザ光による局所的熱処理
によって、多層膜のＭｏとＳｉの化合物が形成され周期
構造が破壊しＸ線を反射できない状態となる。
ーザ光７をレンズ８で多層膜上に１μｍ径に集光し、レ
ーザ出力を一定に保持しながらＸーＹステージ５を一定
の速度で移動させることによってピッチ１μｍのライン
アンドスペースのパターンが形成される。即ち、パター
ンスペース部はこのようなレーザ光による局所的熱処理
によって、多層膜のＭｏとＳｉの化合物が形成され周期
構造が破壊しＸ線を反射できない状態となる。
【００１５】本実施例で製作した反射型Ｘ線マスクと従
来法で製作した反射型Ｘ線マスクとの反射率を波長１２
４ÅのＸ線を使用して測定、比較した。その結果は、図
５に示すように、従来法による反射型Ｘ線マスクの反射
率が２０％であるのに対して本実施例における反射型Ｘ
線マスクの反射率は、成膜直後の多層膜の反射率と同じ
３０％であった。
来法で製作した反射型Ｘ線マスクとの反射率を波長１２
４ÅのＸ線を使用して測定、比較した。その結果は、図
５に示すように、従来法による反射型Ｘ線マスクの反射
率が２０％であるのに対して本実施例における反射型Ｘ
線マスクの反射率は、成膜直後の多層膜の反射率と同じ
３０％であった。
【００１６】図６に、本実施例による反射型Ｘ線マスク
４を用いて行った露光実験を示す。放射光を分光して得
られた波長１２４Åの平行なＸ線ビーム１２を反射型Ｘ
線マスク４に４５°の角度で入射させ、反射したＸ線１
３の像をポジ型のＰＭＭＡレジストを塗布したＳｉウエ
ハ１４上に転写した。パターンの方向は、反射面（図紙
面）に垂直である。ウエハ１４上への転写は、パターン
部分が０．８μｍ、スペース部分が０．６μｍであった
。この値は予想値と一致しており、さらに露光時間は従
来の反射型Ｘ線マスクの場合の２／３に短縮された。
４を用いて行った露光実験を示す。放射光を分光して得
られた波長１２４Åの平行なＸ線ビーム１２を反射型Ｘ
線マスク４に４５°の角度で入射させ、反射したＸ線１
３の像をポジ型のＰＭＭＡレジストを塗布したＳｉウエ
ハ１４上に転写した。パターンの方向は、反射面（図紙
面）に垂直である。ウエハ１４上への転写は、パターン
部分が０．８μｍ、スペース部分が０．６μｍであった
。この値は予想値と一致しており、さらに露光時間は従
来の反射型Ｘ線マスクの場合の２／３に短縮された。
【００１７】次に、図３に集束エネルギービームとして
イオンビームを用いた場合の実施例を示す。真空容器９
内において、図２の場合と同様の多層膜反射鏡４をＸー
Ｙステージ５上に乗せ、イオンビーム１０を多層膜上に
１μｍに集光させる。イオンビーム１０の加速電圧およ
び加速電流を一定に保持しながらＸーＹステージ５を一
定の速度で移動させることによってピッチ１μｍのライ
ンアンドスペースのパターンが形成される。
イオンビームを用いた場合の実施例を示す。真空容器９
内において、図２の場合と同様の多層膜反射鏡４をＸー
Ｙステージ５上に乗せ、イオンビーム１０を多層膜上に
１μｍに集光させる。イオンビーム１０の加速電圧およ
び加速電流を一定に保持しながらＸーＹステージ５を一
定の速度で移動させることによってピッチ１μｍのライ
ンアンドスペースのパターンが形成される。
【００１８】図３に示した実施例による反射型Ｘ線マス
クの反射率を波長１２４ÅのＸ線を使用して測定したと
ころ、２７％とほとんど成膜直後の多層膜の反射率から
低下していない。更に、図６の露光実験を行った結果、
ウエハ１４上への転写はパターン部分が０．８μｍ、ス
ペース部分が０．６μｍで予想値と一致しており、その
露光時間は従来の反射型Ｘ線マスクの場合の２／３に短
縮された。
クの反射率を波長１２４ÅのＸ線を使用して測定したと
ころ、２７％とほとんど成膜直後の多層膜の反射率から
低下していない。更に、図６の露光実験を行った結果、
ウエハ１４上への転写はパターン部分が０．８μｍ、ス
ペース部分が０．６μｍで予想値と一致しており、その
露光時間は従来の反射型Ｘ線マスクの場合の２／３に短
縮された。
【００１９】図４は、集束エネルギービームとして電子
ビームを用いた場合の実施例を示したものである。真空
容器９内において、図２の場合と同様の多層膜反射鏡４
上に電子ビーム１１を集光し、ピッチ０．５μｍのライ
ンアンドスペースのパターンを形成した。
ビームを用いた場合の実施例を示したものである。真空
容器９内において、図２の場合と同様の多層膜反射鏡４
上に電子ビーム１１を集光し、ピッチ０．５μｍのライ
ンアンドスペースのパターンを形成した。
【００２０】図４に示した実施例による反射型Ｘ線マス
クの反射率を波長１２５ÅのＸ線を使用して測定した結
果３０％であり、成膜直後の多層膜の反射率と同じであ
った。更に、図６の露光実験を行った結果、ウエハ１４
上への転写はパターン部分が０．４μｍ、スペース部分
が０．３μｍで予想値と一致しており、その露光時間は
従来の反射型Ｘ線マスクの場合の２／３に短縮された。
クの反射率を波長１２５ÅのＸ線を使用して測定した結
果３０％であり、成膜直後の多層膜の反射率と同じであ
った。更に、図６の露光実験を行った結果、ウエハ１４
上への転写はパターン部分が０．４μｍ、スペース部分
が０．３μｍで予想値と一致しており、その露光時間は
従来の反射型Ｘ線マスクの場合の２／３に短縮された。
【００２１】なお、以上の図２〜４で説明した実施例に
おいて、熱の拡散を防ぐためにワークホルダーを液体窒
素で冷却してある。また、実際のプロセス中においては
、図７に示すように反射型Ｘ線マスク４で反射したＸ線
１３を、多層膜ミラーで構成された光学系１５によって
像を１／１０程度に縮小して微細なパターンの転写を行
う。
おいて、熱の拡散を防ぐためにワークホルダーを液体窒
素で冷却してある。また、実際のプロセス中においては
、図７に示すように反射型Ｘ線マスク４で反射したＸ線
１３を、多層膜ミラーで構成された光学系１５によって
像を１／１０程度に縮小して微細なパターンの転写を行
う。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、マスクパ
ターンのスペース部分の多層膜に、集束エネルギービー
ムを照射して瞬間的にＸ線を反射しない状態に加工した
Ｘ線反射型マスクであるため、その反射部分の多層膜表
面の反射率は成膜直後と変わらず高いものである。即ち
、集束エネルギービームが照射された部分のみが、瞬間
的に多層膜を構成する２種類の物質同士の拡散，再結晶
により多層膜周期構造の破壊や表面粗さの増加が生じて
反射率が極めて小さくなった状態に加工される。
ターンのスペース部分の多層膜に、集束エネルギービー
ムを照射して瞬間的にＸ線を反射しない状態に加工した
Ｘ線反射型マスクであるため、その反射部分の多層膜表
面の反射率は成膜直後と変わらず高いものである。即ち
、集束エネルギービームが照射された部分のみが、瞬間
的に多層膜を構成する２種類の物質同士の拡散，再結晶
により多層膜周期構造の破壊や表面粗さの増加が生じて
反射率が極めて小さくなった状態に加工される。
【００２３】従って、反射部分の多層膜表面は熱拡散等
の影響を受けることなく、成膜直後の表面の平滑は維持
されたままであり、そのＸ線反射率も成膜直後と比較し
てほとんど低下しない。また、このように従来にない反
射率の高いＸ線露光用マスクを用いれば、露光時間の短
縮化も可能である。
の影響を受けることなく、成膜直後の表面の平滑は維持
されたままであり、そのＸ線反射率も成膜直後と比較し
てほとんど低下しない。また、このように従来にない反
射率の高いＸ線露光用マスクを用いれば、露光時間の短
縮化も可能である。
【００２４】さらに、大気中でも使用可能なレーザを用
いれば、簡単な装置でマスクを作成でき、コストの低減
も図れる。また、従来法で製作したマスクパターンでス
ペース部分に加工ミスがあった場合、本発明の方法を応
用し、パターンミス部に集束エネルギービームを照射し
てマスクの修正を行うことも可能である等の効果を有す
る。
いれば、簡単な装置でマスクを作成でき、コストの低減
も図れる。また、従来法で製作したマスクパターンでス
ペース部分に加工ミスがあった場合、本発明の方法を応
用し、パターンミス部に集束エネルギービームを照射し
てマスクの修正を行うことも可能である等の効果を有す
る。
【図１】本発明の一実施例に係る反射型Ｘ線マスクの製
造法を説明する図である。
造法を説明する図である。
【図２】本発明の一実施例であるレーザ光による反射型
Ｘ線マスク製造法の説明図である。
Ｘ線マスク製造法の説明図である。
【図３】本発明の一実施例であるイオンビームによる反
射型Ｘ線マスク製造法の説明図である。
射型Ｘ線マスク製造法の説明図である。
【図４】本発明の一実施例である電子ビームによる反射
型Ｘ線マスク製造法の説明図である。
型Ｘ線マスク製造法の説明図である。
【図５】本発明の実施例による反射型Ｘ線マスクと従来
のものとの波長１２４ÅにおけるＸ線反射率を示す図で
ある。
のものとの波長１２４ÅにおけるＸ線反射率を示す図で
ある。
【図６】本発明の実施例による反射型Ｘ線マスクを用い
た露光実験系の構成図である。
た露光実験系の構成図である。
【図７】反射型Ｘ線マスクと多層膜ミラーを用いた縮小
投影露光装置の構成図である。
投影露光装置の構成図である。
【図８】従来の反射型Ｘ線マスクの説明図である。
１：集束エネルギービーム
２：多層膜
３：基板
４：反射型Ｘ線マスク
５：ＸーＹステージ
７：レーザ光
９：真空容器
１０：イオンビーム
１１：電子ビーム
１２：Ｘ線ビーム
１３：反射Ｘ線
１４：Ｓｉウエハ
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に成膜されたＸ線反射多層膜に
、Ｘ線の反射部と非反射部とからなるマスクパターンが
形成されたＸ線露光用反射型マスクにおいて、前記パタ
ーンの非反射部が、Ｘ線を反射しないように加工された
前記多層膜自体であることを特徴とするＸ線露光用反射
型マスク。 - 【請求項２】 基板上に成膜されたＸ線反射多層膜に
、集束エネルギービームを照射することにより、マスク
パターンの非反射部を形成することを特徴とするＸ線露
光用反射型マスクの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146587A JPH04346214A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | Ｘ線露光用マスクおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146587A JPH04346214A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | Ｘ線露光用マスクおよびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346214A true JPH04346214A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=15411088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3146587A Pending JPH04346214A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | Ｘ線露光用マスクおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04346214A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0671658A3 (en) * | 1994-03-02 | 1996-03-13 | Canon Kk | Exposure device and the associated reflection mask. |
| US7906257B2 (en) | 2007-02-05 | 2011-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photomask manufacturing method and semiconductor device manufacturing method |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3146587A patent/JPH04346214A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0671658A3 (en) * | 1994-03-02 | 1996-03-13 | Canon Kk | Exposure device and the associated reflection mask. |
| US7906257B2 (en) | 2007-02-05 | 2011-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photomask manufacturing method and semiconductor device manufacturing method |
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