JPS63100730A - 光電子転写用マスク - Google Patents

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】 〔概要〕 透明基板上に金属でパターニングし、その上に銀（Ａｇ
）を付着させ、Ａｇ膜上にアルカリ金属またはアルカリ
土類金属を付着させた構造の光電子転写用マスクである
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光電子転写用マスクとその製造方法に関し、さ
らに詳しく言えば光電子源（ソース）として従来用いら
れることのなかった銀を用い、この銀の表面にアルカリ
金属またはアルカリ土類金属、例えばセシウムを付着さ
せた構造の光電子転写用マスクおよびかかるマスクの製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

超ＬＳＩの製造では微細加工プロセスが重要であり、そ
の微細加工技術（リソグラフィ技術）の１つとして、微
細パターンをウェハ等に転写する技術がある。従来この
ような微細パターンの転写技術として、光（波長約４０
００人）を用い、レチクルを原版として５：１，１０；
１等の縮小投影露光を行う方法が知られている。しかし
、この方法はパターンが微細になればなるほど回折、干
渉等による転写像のボケが避けられず、解析度を０．８
μ醜以上に上げるのは至難だと言われている。

解析度を向上させるため、電子ビーム露光法。

Ｘ線露光法、光電子転写方法等の技術が知られている。

電子ビーム露光は、点状または矩形状断面をもつ電子ビ
ームを偏向し、位置を変えなからウェハ上に照射し、さ
らにステージの動きと合せウェハ上に微細パターンを描
画するものである。従って、電子源、電子ビームを収束
、整形、偏向させるコラム、ウェハを支持し露光位置を
変えるステージ゛の他、これらを制御する系が必要であ
る。この方法では、解像度の向上を実現できるが、膨大
なパターンデータをもとにしたいわゆる“−筆書き”的
な露光のため、露光に時間がかかり、処理能力（スルー
プット）が低く、大量生産には向かない。

Ｘ線露光法は例えば１０〜５０　Ｋ１１の人身りなＸ１
ｊｌ光源を用い、波長が１〜１０人のＸ線が用いられる
接近露光法（プロキシミティ露光法）である。従って、
Ｘ線露光では上記光源の他にマスクおよびウェハを支持
し、両者を高精度で位置合せできるアライナとの組合せ
を要する。この点では従来の光学露光に近いが、上記の
ように光源が人身りで高値になることと、光源波長に関
する吸収係数の関係からマスク構成材料に考慮を要する
こと、更にはプロキシミティ露光であるためにウェハの
直径が大きくなる程マスク、ウェハの反りによるマスク
−ウェハ間のギャップ変動によって生じるボケ等の問題
がある。上記Ｘ線発生用光源にシンクロトロン放射光を
利用することが提案されているが、装置が人身りになる
割には効率良い利用が難しく、大量生産に向いていると
はいえない。

転写方法のもつ高い処理能力と、電子ビームのもつ高解
像性をともに活かした露光方法として光電子による転写
方法がある。光電子転写には以下に述べる方法がある。

電子ビームによる１：１　（等倍）転写技術はマスク像
を電子ビームで試料上に転写するもので、その原理は第
２図に示す。焦点コイル（ヘルムホルツコイル等）３１
の作る平行磁場（同図で上下方向）の中に磁場と直角に
光電（フォトカソード）マスク３２と試料（例えば表面
に電子レジスト３６が塗布されたシリコンウェハ３７）
が並行に向い合って配置され、マスクが負、試料が正に
なるような電圧がかかっている。光電マスク３２は透明
基板例えば石英板３３の上に紫外線の吸収体３４（例え
ばクロム、　Ｃｒ）からなる転写すべきパターンを作り
、その上に紫外線の照射によって電子の出る光電物質の
膜を作って（真空中でヨー化セシウム（Ｃｓ）を全面蒸
着する）カソード３５を作る。

石英板３３の上から紫外線源３８の出す紫外線３９を照
射すると、パターンのないところ（紫外線吸収体３４の
ない所）にある光電物質に紫外線が当り、その部分から
電子４０が矢印のように出る。マスク３２上の１点から
出た電子４０は、そこにある偏光コイル４１の作る電場
と焦点コイル３１の作る並行磁場によって螺旋を描いて
試料の方向に進み、ある所で再び１点に集まる、すなわ
ち焦点を結ぶ。

第３図は装置構造の一部を示し、同図の中心右側に光電
マスク３２が、同左側にシリコンウェハ３７が向い合っ
て立っている。ウェハ左側のＸ線検出器４０は、マスク
の合せマークから出た電子がウェハ上の重金属マークに
当るときの線を検出して位置合せを行うに用いる。偏光
コイル４１はマスクから出た電子ビームを偏光し、マス
クパターンとウェハ上のパターンの位置合せをするとき
に用いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、透過型光電子転写用マスクすなわち光電子物質と
してはＣｓｌを使用したものが知られている。しかし、
Ｃｓｌは光の吸収端が短い（Ｃｓｌから電子が飛出すた
めにその表面で超えなければならない電位障壁の高さで
ある仕事関数−ｗｏｒｋ　ｆｕｎｃ−ｔｔｏｎ−が高い
）ことに加え、粒子があらく、水分を吸収し易く不安定
でパターンが乱れ易く、使用においては２０〜５０回の
露光が限界であった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、安定
な光電子量が得られる光電子転写用マスクとその製造方
法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明実施例の部分的な断面図で、図中、１１
は透明基板、１２は金属パターン、１３はＡｇＰＡ、１
４はＡｇ膜１３の表面に付着したＣ５Ｉｌ！である。

本発明においては、石英、サファイア、ルビー等で作っ
た光に透明な基板ｌｌ上に、クロム（Ｃｒ）　。

タンタル（Ｔａ）　、タングステン（Ｗ）などの金属パ
ターン１２を作り、金属パターン１２を含む透明基板１
１上に銀を付着してＡｇ膜上３を形成し、Ａｇ膜１３上
にアルカリ金属またはアルカリ土類金属を付着して該付
着膜１４が形成されてなる光電子転写用マスクが提供さ
れる。アルカリ金属としてはセシウム（Ｃｓ）　、アル
カリ土類金属としてバリウム（Ｂａ）が好ましい。

〔作用〕

ＡｇはＣｓｌに比べ光電物質としては安定で、遠紫外光
の使用可能な波長がＣｓｌの場合には１９３０〜２４０
０人であるのに対し八ｇは３５００〜４０００人で、解
像度が向上する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明実施例を詳細に説明する。

本発明においては、第１図の透明基板１１は光を透過す
る石英、サファイア、ルビー等の材料で形成した。アル
カリ金属としてＣｓを用いた場合について述べる。

透明基板１１上に例えば蒸着によって金属（Ｃｒ。

Ｔａ、　Ｗなど）を付着し、それをパターニングして金
属パターン１２を形成する。かかる金属は、加熱によっ
てＡ、が拡散することがない利点をもつ、金属パターン
１２の膜厚は、光を十分吸収しうる程度すなわち光を十
分遮断することのできる６００〜２０００人の厚さにす
る。６００人よりも薄いと光を十分に遮断できないし、
２０００人よりも厚くしても特に顕著な光吸収効果が得
られるものでないからそれ以上の厚さは無駄である。

次に、金属パターン１２を含む透明基板上に蒸着または
スパッタによって５０〜６００人の膜厚にＡｇを付着し
てＡｇ膜１３を作る。前記した厚さは、５０人よりも薄
いと光が透過して試料を露光して試料上に転写されるパ
ターンが乱されるからであり、６００人よりも大なる膜
厚にすると光電子放出より遥か手前（入射側）で光が吸
収され、光電子放出に寄与しなくなってしまうからであ
る。光電物質としては一般的に酸化１Ｎ（Ａｇ−０）が
良く知られているが、酸化させるプロセスの複雑さや、
酸化させる厚さの程度のコントロールの困難さがあり、
光電子転写マスク用の物質としては使用が困難であるの
で、前記した厚さのＡｇ膜を用いた。

次いで、真空中でＣｓを付着してＣｓ膜１４を形成する
。　Ｃｓの付着はＣｓのイオンソースを作り、イオンビ
ームでＣｓを付着してもよく、またはＣｓ化合物を還元
しＣｓだけを取り出して付着させてもよい。そのために
はＴａボートを用いる方法がある。本発明者の実験によ
ると、Ａｇ膜上にＣｓを付着する際に、へｇ膜表面を１
００〜２００℃の範囲内で加熱するとＡｇとＣｓの反応
を促進し、Ｃｓが安定し、その結果光電子を安定に取り
出しうろことが確認された。１００℃より低い温度では
ＡｇとＣｓの反応が著しく遅くなり、また２００℃より
高い温度に加熱してもＡｇとＣｓの反応にさほどの変化
は発生しない。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、前記した方法で
作られたＡｇ−Ｃｓ構造のマスクは、きわめて安定な光
電子量が得られるだけでなく、１つのパターンについて
所定のバッチに対し交換することなく使用可能で、露光
プロセスのスループットが著しく向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例断面図、 第２図ど第３図は従来例断面図である。 第１図において、 １１は透明基板、 １２は金属パターン、 １３はＡｇ膜、 １４はＣｓ膜である。 代理人　　弁理士　　久木元　　　彰 復代理人　弁理士　　大　菅　義　之 ト肥析１批矧断酌圓 第１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上（１１）上に光吸収用の金属パターン
   （１２）が設けられ、 金属パターン（１２）を含む前記基板（１１）全面に銀
   膜（１３）が形成され、 前記銀膜（１３）上にアルカリ金属またはアルカリ土類
   金属からなる膜（１４）が形成されてなる構造の光電子
   転写用マスク。
2. （２）前記透明基板（１１）は石英、サファイアまたは
   ルビーを用いたものである特許請求の範囲第１項記載の
   マスク。
3. （３）前記金属パターン（１２）はクロム、タンタルま
   たはタングステンで作られてなる特許請求の範囲第１項
   記載のマスク。
4. （４）前記銀膜（１３）の膜厚が５０〜６００Åの範囲
   内の厚さのものである特許請求の範囲第１項記載のマス
   ク。
5. （５）透明基板（１１）上に光吸収物質の膜を付着しそ
   れをパターニングして金属パターン（１２）を形成する
   工程、 金属パターン（１２）を含む基板（１１）上に銀膜（１
   ３）を付着する工程、および 銀膜（１３）上にアルカリ金属またはアルカリ土類金属
   を付着する工程を含むことを特徴とする光電子転写用マ
   スクの製造方法。
6. （６）前記したセシウムの付着において、Ａｇ膜（１３
   ）の表面を１００〜２００℃の範囲内の温度に加熱する
   特許請求の範囲第５項記載の方法。