JP3311302B2 - 露光方法 - Google Patents
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- 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
- G03F7/7035—Proximity or contact printers
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- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/70—Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Power Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線プロキシミテ
ィ方式の露光方法に関する。このような露光方法は、例
えば、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル等の
表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、およびＣＣＤ等の
撮像素子といった各種デバイスの製造に用いられる。
ィ方式の露光方法に関する。このような露光方法は、例
えば、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル等の
表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、およびＣＣＤ等の
撮像素子といった各種デバイスの製造に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線プロキシミティ露光装置とし
て図３１に示す構成のものが知られている（例えば特開
平２−１００３１１号）。同図において、１はＳＯＲ等
のＸ線源（発光点）、２はｘ方向にスリット状に広がっ
たＳＯＲＸ線、３はスリット状のＸ線２をｙ方向に拡大
するための凸面ミラー（例えばＳｉＣ製）、２ａは凸面
ミラー３で面状に拡大されたＸ線、７はレジストを塗布
した半導体ウエハ等の被露光体、１０はマスクである。
また、４はＳＯＲ側の雰囲気とマスクおよび被露光体側
の雰囲気とを分離するベリリウム薄膜、５は露光量調節
のためのフォーカルプレイン型のシャッタである。露光
は、マスク１０と被露光体７とを１０μｍ程度の間隔
（ギャップ）を置いて配置し、シャッタ５を開いて、Ｓ
ＯＲ等からのスリット状高輝度Ｘ線２を凸面ミラー３に
より面状に拡大したＸ線２ａをマスク１０を介して被露
光体７上に照射して、マスク１０のパターン像を被露光
基板７上に等倍で転写する。
て図３１に示す構成のものが知られている（例えば特開
平２−１００３１１号）。同図において、１はＳＯＲ等
のＸ線源（発光点）、２はｘ方向にスリット状に広がっ
たＳＯＲＸ線、３はスリット状のＸ線２をｙ方向に拡大
するための凸面ミラー（例えばＳｉＣ製）、２ａは凸面
ミラー３で面状に拡大されたＸ線、７はレジストを塗布
した半導体ウエハ等の被露光体、１０はマスクである。
また、４はＳＯＲ側の雰囲気とマスクおよび被露光体側
の雰囲気とを分離するベリリウム薄膜、５は露光量調節
のためのフォーカルプレイン型のシャッタである。露光
は、マスク１０と被露光体７とを１０μｍ程度の間隔
（ギャップ）を置いて配置し、シャッタ５を開いて、Ｓ
ＯＲ等からのスリット状高輝度Ｘ線２を凸面ミラー３に
より面状に拡大したＸ線２ａをマスク１０を介して被露
光体７上に照射して、マスク１０のパターン像を被露光
基板７上に等倍で転写する。
【０００３】この場合、Ｘ線としては波長０．５ｎｍ〜
２０ｎｍ程度のものが用いられる。したがって、波長の
みで考えると、０．０５μｍ（５０ｎｍ）以下の高解像
度が得られるはずである。しかしながら、現状では、こ
のような高解像度のマスクは作製が困難である。従来の
最小線幅０．１μｍ（１００ｎｍ）のマスクを作製する
技術で例えば名目的な最小線幅が０．０５μｍのマスク
を作製した場合、でき上がったパターンのラインアンド
スペース（線幅および間隔）や位置等の誤差がマスクの
欠陥としてそのまま転写されてしまい、形成すべきパタ
ーンが欠けたり、位置ずれを起こすという問題があっ
た。また、実際のマスクパターンが充分な線幅や所望の
厚みで形成されていない等の理由で、充分なコントラス
トが得られず解像ができないという問題もあった。
２０ｎｍ程度のものが用いられる。したがって、波長の
みで考えると、０．０５μｍ（５０ｎｍ）以下の高解像
度が得られるはずである。しかしながら、現状では、こ
のような高解像度のマスクは作製が困難である。従来の
最小線幅０．１μｍ（１００ｎｍ）のマスクを作製する
技術で例えば名目的な最小線幅が０．０５μｍのマスク
を作製した場合、でき上がったパターンのラインアンド
スペース（線幅および間隔）や位置等の誤差がマスクの
欠陥としてそのまま転写されてしまい、形成すべきパタ
ーンが欠けたり、位置ずれを起こすという問題があっ
た。また、実際のマスクパターンが充分な線幅や所望の
厚みで形成されていない等の理由で、充分なコントラス
トが得られず解像ができないという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
例における問題点に鑑みてなされたもので、現状の技術
で作製可能なマスクと現状のＸ線露光装置を用いて現状
より高い解像度および精度でパターンを形成することが
可能な露光方法を提供することを目的とする。また、現
状ではコントラストが低く、解像が困難な条件での解像
が可能な露光方法を提供することを目的とする。
例における問題点に鑑みてなされたもので、現状の技術
で作製可能なマスクと現状のＸ線露光装置を用いて現状
より高い解像度および精度でパターンを形成することが
可能な露光方法を提供することを目的とする。また、現
状ではコントラストが低く、解像が困難な条件での解像
が可能な露光方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため、本発明では、複数のマスクパターンの像
を同一の被露光領域にＸ線プロキシミティ方式で重ね露
光する露光方法において、第１のマスクに構成された周
期パターンによってファインパターン像を基板上に露光
形成する第１の露光工程と、前記第１の露光工程による
前記ファインパターン像と等しいかまたはそれより低解
像度のラフパターンで構成された第２のマスクを用い、
該ラフパターンによる像を前記第１の露光工程による前
記ファインパターン像に重ねて露光をする第２の露光工
程とを備え、前記ファインパターン像の周期が前記第１
のマスクに構成された周期パターンの１／ｎ（但し、ｎ
は２以上の整数）倍に等しいことを特徴とする。
達成するため、本発明では、複数のマスクパターンの像
を同一の被露光領域にＸ線プロキシミティ方式で重ね露
光する露光方法において、第１のマスクに構成された周
期パターンによってファインパターン像を基板上に露光
形成する第１の露光工程と、前記第１の露光工程による
前記ファインパターン像と等しいかまたはそれより低解
像度のラフパターンで構成された第２のマスクを用い、
該ラフパターンによる像を前記第１の露光工程による前
記ファインパターン像に重ねて露光をする第２の露光工
程とを備え、前記ファインパターン像の周期が前記第１
のマスクに構成された周期パターンの１／ｎ（但し、ｎ
は２以上の整数）倍に等しいことを特徴とする。
【０００６】本発明では、例えば、前記第１の露光工程
において、周期パターンを形成する吸収体と開口との境
界の下の強度がほぼ０となるように前記吸収体の厚さを
有する前記第１のマスクを用い、前記境界下の強度がほ
ぼ０となる露光ギャップを設定すると、第１のマスクに
構成された周期パターンの１／２倍のファインパターン
像を露光することができる。
において、周期パターンを形成する吸収体と開口との境
界の下の強度がほぼ０となるように前記吸収体の厚さを
有する前記第１のマスクを用い、前記境界下の強度がほ
ぼ０となる露光ギャップを設定すると、第１のマスクに
構成された周期パターンの１／２倍のファインパターン
像を露光することができる。
【０００７】本発明において、第１のマスクには、周期
パターンとして例えば回折格子状のパターンを形成す
る。そのパターンを形成するためのＸ線吸収体の材質お
よび厚み、格子状パターンのラインアンドスペース（線
幅および間隔、以下、Ｌ＆Ｓという）ならびに露光時の
被露光体とのギャップ（以下、露光ギャップという）を
適切に設定することにより、周期（ピッチ）が格子状パ
ターンの周期の等倍または１／ｎ（但しｎは２以上の整
数）倍の回折像を得ることができる。等倍周期の回折像
を露光してファインパターンを得ようとする場合は、従
来のマスク作製技術で、従来のものより小さなＬ＆Ｓの
ファインパターンを形成することになるため、パターン
の位置、線幅および間隔等の誤差が大きなものになって
しまう。しかし、露光されるファインパターンは回折像
であるため、誤差が平均化され、結果として高精度高解
像度のファインパターンを露光することができる。ま
た、１／ｎ倍周期の回折像を形成するためのマスクパタ
ーンのＬ＆Ｓは形成すべきファインパターンのｎ倍とな
るため、従来のマスク作製技術で充分対応することがで
き、パターンの位置、線幅および間隔等の誤差を小さく
することができる。勿論、誤差平均化作用も期待でき
る。したがって、１／ｎ倍周期の回折像を露光する場合
には、等倍周期の回折像を露光する場合よりも、さらに
高精度高解像度のファインパターンを露光することがで
きる。高精度高解像度のファインパターンとこのファイ
ンパターン像と等しいかまたはそれより低解像度のラフ
パターンの像を合成することにより、各マスクによる転
写像の高解像度の部分が強調されて、精度または解像度
が向上する。さらに、従来のマスクおよび従来の露光方
法ではコントラストが低く解像が困難であった条件での
解像を可能にすることができる。
パターンとして例えば回折格子状のパターンを形成す
る。そのパターンを形成するためのＸ線吸収体の材質お
よび厚み、格子状パターンのラインアンドスペース（線
幅および間隔、以下、Ｌ＆Ｓという）ならびに露光時の
被露光体とのギャップ（以下、露光ギャップという）を
適切に設定することにより、周期（ピッチ）が格子状パ
ターンの周期の等倍または１／ｎ（但しｎは２以上の整
数）倍の回折像を得ることができる。等倍周期の回折像
を露光してファインパターンを得ようとする場合は、従
来のマスク作製技術で、従来のものより小さなＬ＆Ｓの
ファインパターンを形成することになるため、パターン
の位置、線幅および間隔等の誤差が大きなものになって
しまう。しかし、露光されるファインパターンは回折像
であるため、誤差が平均化され、結果として高精度高解
像度のファインパターンを露光することができる。ま
た、１／ｎ倍周期の回折像を形成するためのマスクパタ
ーンのＬ＆Ｓは形成すべきファインパターンのｎ倍とな
るため、従来のマスク作製技術で充分対応することがで
き、パターンの位置、線幅および間隔等の誤差を小さく
することができる。勿論、誤差平均化作用も期待でき
る。したがって、１／ｎ倍周期の回折像を露光する場合
には、等倍周期の回折像を露光する場合よりも、さらに
高精度高解像度のファインパターンを露光することがで
きる。高精度高解像度のファインパターンとこのファイ
ンパターン像と等しいかまたはそれより低解像度のラフ
パターンの像を合成することにより、各マスクによる転
写像の高解像度の部分が強調されて、精度または解像度
が向上する。さらに、従来のマスクおよび従来の露光方
法ではコントラストが低く解像が困難であった条件での
解像を可能にすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。本発明の好ましい実施の形態において
は、ファインパターンとラフパターンとを重ね露光す
る。ファインパターンは回折格子状のパターンであり、
従来の技術で作製可能な回折格子状のマスクパターンの
回折像を露光する。これにより、従来の技術で作製可能
なマスクを用いて通常のＸ線露光した場合より小さな最
小線幅を有するファインパターンを高い解像度で露光す
ることができる。ラフパターンとしては、ファインパタ
ーンを残したい箇所の所望のマスクパターンで露光す
る。
態を説明する。本発明の好ましい実施の形態において
は、ファインパターンとラフパターンとを重ね露光す
る。ファインパターンは回折格子状のパターンであり、
従来の技術で作製可能な回折格子状のマスクパターンの
回折像を露光する。これにより、従来の技術で作製可能
なマスクを用いて通常のＸ線露光した場合より小さな最
小線幅を有するファインパターンを高い解像度で露光す
ることができる。ラフパターンとしては、ファインパタ
ーンを残したい箇所の所望のマスクパターンで露光す
る。
【０００９】これらのファインパターンと、ラフパター
ンとを、それぞれ片方の露光だけでは被露光体上のレジ
ストの露光閾値に達しないが、双方の露光量を合計する
と前記露光閾値を越える露光量で露光することにより、
重ね露光した部分のみにパターンを形成することができ
る。すなわち、この部分は、ファインパターンの精度で
パターンを形成することができる。なお、ファインパタ
ーンとラフパターンの露光はどちらが先に行なってもよ
い。また、ラフパターンの露光は、ファインパターンの
露光とは異なる露光条件、例えばマスク吸収体の種類や
厚さならびに露光ギャップを選択することができる。こ
れらは、所望するラフパターンが得られる条件で決定す
れば良い。
ンとを、それぞれ片方の露光だけでは被露光体上のレジ
ストの露光閾値に達しないが、双方の露光量を合計する
と前記露光閾値を越える露光量で露光することにより、
重ね露光した部分のみにパターンを形成することができ
る。すなわち、この部分は、ファインパターンの精度で
パターンを形成することができる。なお、ファインパタ
ーンとラフパターンの露光はどちらが先に行なってもよ
い。また、ラフパターンの露光は、ファインパターンの
露光とは異なる露光条件、例えばマスク吸収体の種類や
厚さならびに露光ギャップを選択することができる。こ
れらは、所望するラフパターンが得られる条件で決定す
れば良い。
【００１０】所望するラフパターンとは例えば大きな開
口を有するパターン、従来の技術を用いて作製した小さ
なパターン、フレネル回折のピークを利用したパターン
である。すなわち、ラフパターンをファインパターンよ
り大きな開口として、ラフパターンの開口の位置に対応
するパターンを転写することにより、従来のマスク作製
技術で高コントラスト化および高精度化を図ることがで
きる。また、従来の（例えば０．１μｍＬ＆Ｓの）技術
で作製した小さなパターン（例えば０．０５μｍＬ＆
Ｓ）を露光する際の露光裕度を得ることができる。すな
わち高解像度化が図れる。さらに、ラフパターンのフレ
ネル回折だけではコントラストが低くて解像できない
が、ラフパターンのフレネル回折のピークとファインパ
ターンのフレネル回折のピークとを一致させて露光する
ことにより、高いコントラストを得て、解像力を上げる
ことができる。
口を有するパターン、従来の技術を用いて作製した小さ
なパターン、フレネル回折のピークを利用したパターン
である。すなわち、ラフパターンをファインパターンよ
り大きな開口として、ラフパターンの開口の位置に対応
するパターンを転写することにより、従来のマスク作製
技術で高コントラスト化および高精度化を図ることがで
きる。また、従来の（例えば０．１μｍＬ＆Ｓの）技術
で作製した小さなパターン（例えば０．０５μｍＬ＆
Ｓ）を露光する際の露光裕度を得ることができる。すな
わち高解像度化が図れる。さらに、ラフパターンのフレ
ネル回折だけではコントラストが低くて解像できない
が、ラフパターンのフレネル回折のピークとファインパ
ターンのフレネル回折のピークとを一致させて露光する
ことにより、高いコントラストを得て、解像力を上げる
ことができる。
【００１１】次に、本実施形態の二重露光の原理を図１
〜４を用いて説明する。例えば図１に示すようにファイ
ンパターンを露光量１で露光する。さらに、図２に示す
ように、ファインパターンの３周期分の線幅を有するラ
フパターンを露光量１で露光する。すると、図３に示す
ように、ファインパターンとラフパターンとを重ね露光
した部分のみが露光量２、ファインパターンのみおよび
ラフパターンのみを露光した部分の露光量が１、他の部
分は露光量０となる。したがって、図３に示すように、
露光閾値Ｄｓを露光量１と２との間に設定することによ
り、図４に示すように、ファインパターンとラフパター
ンとを重ね露光した部分のみを現像することができる。
なお、ここに示した露光量１、２は便宜的なもので、物
理的な意味はなく説明を簡単にするために用いているも
のである。
〜４を用いて説明する。例えば図１に示すようにファイ
ンパターンを露光量１で露光する。さらに、図２に示す
ように、ファインパターンの３周期分の線幅を有するラ
フパターンを露光量１で露光する。すると、図３に示す
ように、ファインパターンとラフパターンとを重ね露光
した部分のみが露光量２、ファインパターンのみおよび
ラフパターンのみを露光した部分の露光量が１、他の部
分は露光量０となる。したがって、図３に示すように、
露光閾値Ｄｓを露光量１と２との間に設定することによ
り、図４に示すように、ファインパターンとラフパター
ンとを重ね露光した部分のみを現像することができる。
なお、ここに示した露光量１、２は便宜的なもので、物
理的な意味はなく説明を簡単にするために用いているも
のである。
【００１２】次に、この二重露光の長所を説明する。図
５の点線は、図２に示すラフパターンが本来予定してい
た図５および図２に実線で示す転写位置からずれて露光
された場合の露光量分布を示す。このようにラフパター
ンの位置がずれた場合、露光量分布は本来予定していた
実線のものと多少変わるが、露光量が２となる部分は全
く変化しない。つまり、ラフパターンの転写位置がずれ
ても、現像後のレジストパターンはラフパターンの転写
位置がずれなかった図４に示す場合と全く同じ位置に同
じ形で形成される。
５の点線は、図２に示すラフパターンが本来予定してい
た図５および図２に実線で示す転写位置からずれて露光
された場合の露光量分布を示す。このようにラフパター
ンの位置がずれた場合、露光量分布は本来予定していた
実線のものと多少変わるが、露光量が２となる部分は全
く変化しない。つまり、ラフパターンの転写位置がずれ
ても、現像後のレジストパターンはラフパターンの転写
位置がずれなかった図４に示す場合と全く同じ位置に同
じ形で形成される。
【００１３】本実施形態の二重露光は、露光領域をファ
インパターンによりいわば地割りしておき、ラフパター
ンによりこの地割りした区域の範囲を選択するもので、
その精度はファインパターンにより決定され、ラフパタ
ーンによる現像後のパターンの精度への影響はほとんど
ない。したがって、従来のＸ線露光装置を用いて従来の
技術を用いて作製したパターンをより高い解像度で露光
できる、という大きな長所を有している。
インパターンによりいわば地割りしておき、ラフパター
ンによりこの地割りした区域の範囲を選択するもので、
その精度はファインパターンにより決定され、ラフパタ
ーンによる現像後のパターンの精度への影響はほとんど
ない。したがって、従来のＸ線露光装置を用いて従来の
技術を用いて作製したパターンをより高い解像度で露光
できる、という大きな長所を有している。
【００１４】なお、選択した区域の内側およびラフパタ
ーンの精度または解像度で足りる部分はさらにその部分
にＸ線を透過する第３のマスク（第２のラフパターンマ
スク）により、露光閾値以上になるように露光すればよ
い。この場合、前記二重露光に用いた（第１の）ラフパ
ターンマスクと第２のラフパターンマスクとを合成した
マスク、すなわち、透過率を部分ごとに調整したラフパ
ターンマスクを用いることにより、２回の露光のみで所
望のパターンを形成することも可能である。このような
ラフパターンマスクの作製法は、例えば本出願人による
特願平１０−２７２４８４号等に提案されている。
ーンの精度または解像度で足りる部分はさらにその部分
にＸ線を透過する第３のマスク（第２のラフパターンマ
スク）により、露光閾値以上になるように露光すればよ
い。この場合、前記二重露光に用いた（第１の）ラフパ
ターンマスクと第２のラフパターンマスクとを合成した
マスク、すなわち、透過率を部分ごとに調整したラフパ
ターンマスクを用いることにより、２回の露光のみで所
望のパターンを形成することも可能である。このような
ラフパターンマスクの作製法は、例えば本出願人による
特願平１０−２７２４８４号等に提案されている。
【００１５】次に、従来技術で作製可能なマスクを用い
て高解像度のファインパターンを得る手法を説明する。
図７は本発明の一実施例に係るファインパターンマスク
およびそれを用いてＸ線露光されるファインパターン
（Ｘ線露光量）の概念図を示す。同図において、１０は
ファインパターンマスク、１１はメンブレン、１２はＸ
線吸収体である。メンブレン１１は、Ｘ線透過率の高い
材料、例えば２μｍ厚のＳｉＣまたはＳｉＮからなる。
Ｘ線吸収体１２としては、タングステン、モリブデンま
たはタンタルなどが用いられる。メンブレン１１上にＸ
線吸収体１２で回折格子状のパターン（例えば均一周期
のストライプ状パターン）を形成してファインパターン
マスク１０が作製される。
て高解像度のファインパターンを得る手法を説明する。
図７は本発明の一実施例に係るファインパターンマスク
およびそれを用いてＸ線露光されるファインパターン
（Ｘ線露光量）の概念図を示す。同図において、１０は
ファインパターンマスク、１１はメンブレン、１２はＸ
線吸収体である。メンブレン１１は、Ｘ線透過率の高い
材料、例えば２μｍ厚のＳｉＣまたはＳｉＮからなる。
Ｘ線吸収体１２としては、タングステン、モリブデンま
たはタンタルなどが用いられる。メンブレン１１上にＸ
線吸収体１２で回折格子状のパターン（例えば均一周期
のストライプ状パターン）を形成してファインパターン
マスク１０が作製される。
【００１６】ここで、Ｘ線吸収体１２の材質および厚
み、ならびに露光時のマスク１０と被露光体（例えばレ
ジストを塗布した半導体ウエハ）とのギャップ（露光ギ
ャップ）等を、吸収体１２の下の露光量がほぼ０となる
ように設定してＸ線を照射することにより、Ｘ線の回折
像としてのファインパターンが被露光体上に形成され
る。図７は、マスク１０上に形成されたパターンとその
回折像としてのファインパターンが同じ周期である場合
を示す。したがって、マスクパターンの周期（ピッチ）
を０．１μｍとすると、ファインパターンの周期も０．
１μｍとなる。この場合、この周期は例えばＬ＆Ｓを
１：１とすると、線幅は従来のマスク作製技術による
０．１μｍに対し、半分の０．０５μｍとなるが、回折
像を利用するため、実際の各Ｌ＆Ｓの誤差が平均化され
て、極めて均一なＬ＆Ｓを有するファインパターンを露
光することができる。
み、ならびに露光時のマスク１０と被露光体（例えばレ
ジストを塗布した半導体ウエハ）とのギャップ（露光ギ
ャップ）等を、吸収体１２の下の露光量がほぼ０となる
ように設定してＸ線を照射することにより、Ｘ線の回折
像としてのファインパターンが被露光体上に形成され
る。図７は、マスク１０上に形成されたパターンとその
回折像としてのファインパターンが同じ周期である場合
を示す。したがって、マスクパターンの周期（ピッチ）
を０．１μｍとすると、ファインパターンの周期も０．
１μｍとなる。この場合、この周期は例えばＬ＆Ｓを
１：１とすると、線幅は従来のマスク作製技術による
０．１μｍに対し、半分の０．０５μｍとなるが、回折
像を利用するため、実際の各Ｌ＆Ｓの誤差が平均化され
て、極めて均一なＬ＆Ｓを有するファインパターンを露
光することができる。
【００１７】図８は、図３１に示すＸ線源１として５８
５ＭｅＶ、半径０．５９３ｍのＳＯＲを用い、ＳｉＣミ
ラー３の視斜角を１５ｍｒａｄ、ベリリウム膜４の膜厚
を１８μｍとし、図７に示すマスク１０はメンブレン１
１を２μｍ厚のＳｉＣとし、その上に０．２５μｍ厚の
タングステン（Ｗ）を吸収体１２としてＬ＆Ｓを６０ｎ
ｍ：４０ｎｍのストライプ状パターンを形成し、マスク
１０と被露光体７とのギャップ（露光ギャップ）を６．
２μｍとした場合のＸ線のフレネル回折による被露光体
７に吸収される露光強度（露光量）分布をシミュレーシ
ョンしたグラフである。なお、マスク１０に入射するＸ
線のスぺクトルは図９に示す実測値を用いた。このシミ
ュレーション結果からも０．１μｍ周期の微細線パター
ンが高いコントラストで得られることがわかる。
５ＭｅＶ、半径０．５９３ｍのＳＯＲを用い、ＳｉＣミ
ラー３の視斜角を１５ｍｒａｄ、ベリリウム膜４の膜厚
を１８μｍとし、図７に示すマスク１０はメンブレン１
１を２μｍ厚のＳｉＣとし、その上に０．２５μｍ厚の
タングステン（Ｗ）を吸収体１２としてＬ＆Ｓを６０ｎ
ｍ：４０ｎｍのストライプ状パターンを形成し、マスク
１０と被露光体７とのギャップ（露光ギャップ）を６．
２μｍとした場合のＸ線のフレネル回折による被露光体
７に吸収される露光強度（露光量）分布をシミュレーシ
ョンしたグラフである。なお、マスク１０に入射するＸ
線のスぺクトルは図９に示す実測値を用いた。このシミ
ュレーション結果からも０．１μｍ周期の微細線パター
ンが高いコントラストで得られることがわかる。
【００１８】図１０はＸ線の干渉を用いてマスクパター
ンのＬ＆Ｓの１／２周期（ピッチ）の露光強度分布（フ
ァインパターン）を得る場合のマスクパターンおよびフ
ァインパターンの概念図を示す。図１０において、露光
ギャップと吸収体１２の厚さは、吸収体１２の下と開口
１３の下の強度が等しくなるように設定してある。この
場合、従来の技術で対応可能な０．２μｍ周期（０．１
μｍＬ＆Ｓ）のマスクパターンを用いて０．１μｍ周期
（０．０５μｍＬ＆Ｓ）の微細線パターンを露光するこ
とができる。つまり、従来の技術で対応可能な最小線幅
のマスクを用いて、その１／２の線幅を有する微細線パ
ターンを露光することができる。さらに、マスクのＬ＆
Ｓの１／ｎ（ｎは３以上の整数）周期の回折像を得るよ
うにしてもよい。
ンのＬ＆Ｓの１／２周期（ピッチ）の露光強度分布（フ
ァインパターン）を得る場合のマスクパターンおよびフ
ァインパターンの概念図を示す。図１０において、露光
ギャップと吸収体１２の厚さは、吸収体１２の下と開口
１３の下の強度が等しくなるように設定してある。この
場合、従来の技術で対応可能な０．２μｍ周期（０．１
μｍＬ＆Ｓ）のマスクパターンを用いて０．１μｍ周期
（０．０５μｍＬ＆Ｓ）の微細線パターンを露光するこ
とができる。つまり、従来の技術で対応可能な最小線幅
のマスクを用いて、その１／２の線幅を有する微細線パ
ターンを露光することができる。さらに、マスクのＬ＆
Ｓの１／ｎ（ｎは３以上の整数）周期の回折像を得るよ
うにしてもよい。
【００１９】図１１は、マスクの吸収体１２を０．４０
μｍ厚のタングステン、マスクパターンのＬ＆Ｓを０．
１μｍ：０．１μｍ、露光ギャップを３２μｍとした以
外は、図８と同様の条件で被露光体７に吸収されるＸ線
回折像の露光強度（露光量）分布をシミュレーションし
たグラフである。また、図１２は、マスクの吸収体１２
を０．７０μｍ厚のタンタル（Ｔａ）、露光ギャップを
２０μｍとした以外は、図１１と同様の条件で被露光体
７に吸収されるＸ線回折像の（露光量）分布をシミュレ
ーションしたグラフである。これらのシミュレーション
結果から、吸収体１２の材質および厚みならびに露光ギ
ャップを適切に設定することにより、０．１μｍ周期の
微細線パターンが高いコントラストで得られることがわ
かる。
μｍ厚のタングステン、マスクパターンのＬ＆Ｓを０．
１μｍ：０．１μｍ、露光ギャップを３２μｍとした以
外は、図８と同様の条件で被露光体７に吸収されるＸ線
回折像の露光強度（露光量）分布をシミュレーションし
たグラフである。また、図１２は、マスクの吸収体１２
を０．７０μｍ厚のタンタル（Ｔａ）、露光ギャップを
２０μｍとした以外は、図１１と同様の条件で被露光体
７に吸収されるＸ線回折像の（露光量）分布をシミュレ
ーションしたグラフである。これらのシミュレーション
結果から、吸収体１２の材質および厚みならびに露光ギ
ャップを適切に設定することにより、０．１μｍ周期の
微細線パターンが高いコントラストで得られることがわ
かる。
【００２０】図１３は、Ｘ線の干渉を用いてマスクパタ
ーンのＬ＆Ｓの１／２周期の露光強度分布（ファインパ
ターン）を得る場合の図１０とは別のマスクパターンお
よびファインパターンの概念図を示す。図１３におい
て、露光ギャップと吸収体１２の厚さは、被露光体上で
マスクパターンのＬ＆Ｓの１／２周期ごとにＸ線の強度
がほぼ０となるように設定する。マスクパターンのＬ＆
Ｓが等しい場合は、吸収体１２と開口１３との境界の下
の強度がほぼ０となるように選べばよい。露光は、図１
３に示す状態で１回目の露光を行ない、次に図１４に示
すようにマスクを半周期ずらした状態で２回目の露光を
行なう。これにより、図１４に示すように、１回目の露
光量（点線）と２回目の露光量（破線）とを合計した露
光量（実線）を均一なものとすることができる。
ーンのＬ＆Ｓの１／２周期の露光強度分布（ファインパ
ターン）を得る場合の図１０とは別のマスクパターンお
よびファインパターンの概念図を示す。図１３におい
て、露光ギャップと吸収体１２の厚さは、被露光体上で
マスクパターンのＬ＆Ｓの１／２周期ごとにＸ線の強度
がほぼ０となるように設定する。マスクパターンのＬ＆
Ｓが等しい場合は、吸収体１２と開口１３との境界の下
の強度がほぼ０となるように選べばよい。露光は、図１
３に示す状態で１回目の露光を行ない、次に図１４に示
すようにマスクを半周期ずらした状態で２回目の露光を
行なう。これにより、図１４に示すように、１回目の露
光量（点線）と２回目の露光量（破線）とを合計した露
光量（実線）を均一なものとすることができる。
【００２１】図１５はマスクの吸収体１２を０．４５μ
ｍ厚のモリブデン、マスクパターンのＬ＆Ｓを０．１μ
ｍ：０．１μｍ、露光ギャップを１９μｍとした以外
は、図８と同様の条件で被露光体７に吸収されるＸ線回
折像の露光強度分布をシミュレーションしたグラフであ
る。また、図１６は図１５の露光強度分布とそれをマス
クパターンの半周期分ずらした露光強度分布とを合計し
たものである。図１６に示されるように、均一な露光強
度分布が得られる。なお、１回目の露光量と２回目の露
光量をそれぞれ任意に設定することにより任意の様々な
露光量分布を実現することができる。
ｍ厚のモリブデン、マスクパターンのＬ＆Ｓを０．１μ
ｍ：０．１μｍ、露光ギャップを１９μｍとした以外
は、図８と同様の条件で被露光体７に吸収されるＸ線回
折像の露光強度分布をシミュレーションしたグラフであ
る。また、図１６は図１５の露光強度分布とそれをマス
クパターンの半周期分ずらした露光強度分布とを合計し
たものである。図１６に示されるように、均一な露光強
度分布が得られる。なお、１回目の露光量と２回目の露
光量をそれぞれ任意に設定することにより任意の様々な
露光量分布を実現することができる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。 （第１実施例）図１３および図１４を用いて説明したよ
うにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパター
ンと、少なくともこのファインパターンを残したい部分
が開口するように従来の技術を用いて作製した大きな開
口を有するラフパターンとをそれぞれ片方の露光だけで
は被露光体上のポジ型レジストの露光閾値に達しない
が、双方の露光量を合計すると前記露光閾値を越える露
光量で露光した。ラフパターンマスクは、Ｘ線吸収体と
して０．５μｍ厚のタングステンを用い、このＸ線吸収
体に０．３７５μｍ幅の開口を設けたものであり、この
ラフパターンを図３１の装置を用いて露光ギャップ１０
μｍで露光した。なお、ファインパターンとラフパター
ンの露光量比は０．５：１とした。その結果、図４に示
すように、所望の位置にのみ、０．０５μｍＬ＆Ｓのフ
ァインパターンを残すことができた。
る。 （第１実施例）図１３および図１４を用いて説明したよ
うにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパター
ンと、少なくともこのファインパターンを残したい部分
が開口するように従来の技術を用いて作製した大きな開
口を有するラフパターンとをそれぞれ片方の露光だけで
は被露光体上のポジ型レジストの露光閾値に達しない
が、双方の露光量を合計すると前記露光閾値を越える露
光量で露光した。ラフパターンマスクは、Ｘ線吸収体と
して０．５μｍ厚のタングステンを用い、このＸ線吸収
体に０．３７５μｍ幅の開口を設けたものであり、この
ラフパターンを図３１の装置を用いて露光ギャップ１０
μｍで露光した。なお、ファインパターンとラフパター
ンの露光量比は０．５：１とした。その結果、図４に示
すように、所望の位置にのみ、０．０５μｍＬ＆Ｓのフ
ァインパターンを残すことができた。
【００２３】また、上記ファインパターンとラフパター
ンの二重露光に加えて０．２μｍ幅の開口を有する第２
のラフパターンを、０．２μｍ幅の開口の中心を上記
０．３７５μｍ幅の開口の中心位置と合わせて、露光量
比１で露光した。０．２５μｍ幅のクリアなパターン形
状にレジストを残すことができた。
ンの二重露光に加えて０．２μｍ幅の開口を有する第２
のラフパターンを、０．２μｍ幅の開口の中心を上記
０．３７５μｍ幅の開口の中心位置と合わせて、露光量
比１で露光した。０．２５μｍ幅のクリアなパターン形
状にレジストを残すことができた。
【００２４】図１７は、マスクの吸収体１２を０．５μ
ｍ厚のタングステン、マスクパターンの開口の幅を０．
５μｍとしたラフパターンを１０μｍの露光ギャップに
設定して図８と同条件のＸ線露光装置で露光した場合の
被露光体７に吸収されるＸ線露光量の分布をシミュレー
ションしたグラフである。ラフパターンの開口の両端に
フレネル回折による露光強度のピークが現われている。
図１８は図１６のファインパターンと図１７のラフパタ
ーンを０．５：１の露光量比で、両パターンの露光量ピ
ーク位置が一致するように位置合わせして露光する場合
の露光量分布を合成したグラフである。露光閾値を露光
強度１．０に設定すれば、ラフパターンの開口部に位置
する０．０５μｍＬ＆Ｓの５本のファインパターンを良
好な状態で残すことができる。すなわち、従来の技術を
用いて作製したマスクパターンのエッジをファインパタ
ーンの精度および解像度で確定することができ、形成さ
れるパターンの精度および解像度を向上させることがで
きる。
ｍ厚のタングステン、マスクパターンの開口の幅を０．
５μｍとしたラフパターンを１０μｍの露光ギャップに
設定して図８と同条件のＸ線露光装置で露光した場合の
被露光体７に吸収されるＸ線露光量の分布をシミュレー
ションしたグラフである。ラフパターンの開口の両端に
フレネル回折による露光強度のピークが現われている。
図１８は図１６のファインパターンと図１７のラフパタ
ーンを０．５：１の露光量比で、両パターンの露光量ピ
ーク位置が一致するように位置合わせして露光する場合
の露光量分布を合成したグラフである。露光閾値を露光
強度１．０に設定すれば、ラフパターンの開口部に位置
する０．０５μｍＬ＆Ｓの５本のファインパターンを良
好な状態で残すことができる。すなわち、従来の技術を
用いて作製したマスクパターンのエッジをファインパタ
ーンの精度および解像度で確定することができ、形成さ
れるパターンの精度および解像度を向上させることがで
きる。
【００２５】（第２実施例）図１０を用いて説明したよ
うにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパター
ンと、従来の技術を用いて作製した０．１μｍ幅のパタ
ーン（ラフパターン）をそれぞれ片方の露光だけでは被
露光体上のポジ型レジストの露光閾値に達しないが、双
方の露光量を合計すると前記露光閾値を越える露光量で
露光した。ラフパターンマスクは、Ｘ線吸収体として
０．５μｍ厚のタングステンを用い、このＸ線吸収体に
０．１μｍ幅の開口を設けたものである。露光は、ファ
インパターンとラフパターンをラフパターンのフレネル
回折のピークとファインパターンのフレネル回折のピー
クとが一致するように位置合わせし、露光量比は０．
５：１で行なった。また、ラフパターン露光時の露光ギ
ャップは１０μｍとした。従来の技術を用いて作製した
０．０５μｍ幅の開口を有するマスクおよび従来の装置
を用いては、０．０５μｍ幅のパターンはコントラスト
が低くて解像できないが、０．１μｍ幅の開口を有する
ラフパターンを用い、ラフパターンのフレネル回折のピ
ークとファインパターンのフレネル回折のピークとを一
致させて露光することにより、従来の技術を用いて作製
したマスクと従来の露光装置で、高いコントラストを得
て、解像力を上げることができた。
うにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパター
ンと、従来の技術を用いて作製した０．１μｍ幅のパタ
ーン（ラフパターン）をそれぞれ片方の露光だけでは被
露光体上のポジ型レジストの露光閾値に達しないが、双
方の露光量を合計すると前記露光閾値を越える露光量で
露光した。ラフパターンマスクは、Ｘ線吸収体として
０．５μｍ厚のタングステンを用い、このＸ線吸収体に
０．１μｍ幅の開口を設けたものである。露光は、ファ
インパターンとラフパターンをラフパターンのフレネル
回折のピークとファインパターンのフレネル回折のピー
クとが一致するように位置合わせし、露光量比は０．
５：１で行なった。また、ラフパターン露光時の露光ギ
ャップは１０μｍとした。従来の技術を用いて作製した
０．０５μｍ幅の開口を有するマスクおよび従来の装置
を用いては、０．０５μｍ幅のパターンはコントラスト
が低くて解像できないが、０．１μｍ幅の開口を有する
ラフパターンを用い、ラフパターンのフレネル回折のピ
ークとファインパターンのフレネル回折のピークとを一
致させて露光することにより、従来の技術を用いて作製
したマスクと従来の露光装置で、高いコントラストを得
て、解像力を上げることができた。
【００２６】図１９は、マスクの吸収体１２の開口の幅
を０．１μｍとした以外は図１７と同条件で露光した場
合の被露光体７上の露光強度分布をシミュレーションし
たグラフである。図２０は図１１のファインパターンと
図１９のラフパターンを０．５：１の露光量比で、両パ
ターンの露光量ピーク位置が一致するように位置合わせ
して露光する場合の露光量分布を合成したグラフであ
る。露光閾値を露光強度１．０に設定すれば、ラフパタ
ーンの開口部に対応する位置のファインパターンである
０．０５μｍ幅の孤立ラインを良好な状態で残すことが
できる。すなわち、従来の技術を用いて作製したマスク
パターンを用いて、従来では解像できなかったパターン
を解像することができる。
を０．１μｍとした以外は図１７と同条件で露光した場
合の被露光体７上の露光強度分布をシミュレーションし
たグラフである。図２０は図１１のファインパターンと
図１９のラフパターンを０．５：１の露光量比で、両パ
ターンの露光量ピーク位置が一致するように位置合わせ
して露光する場合の露光量分布を合成したグラフであ
る。露光閾値を露光強度１．０に設定すれば、ラフパタ
ーンの開口部に対応する位置のファインパターンである
０．０５μｍ幅の孤立ラインを良好な状態で残すことが
できる。すなわち、従来の技術を用いて作製したマスク
パターンを用いて、従来では解像できなかったパターン
を解像することができる。
【００２７】（第３実施例）図１３および図１４を用い
て説明したようにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのフ
ァインパターンと、従来の技術を用いて作製したラフパ
ターンとをそれぞれ片方の露光だけでは被露光体上のポ
ジ型レジストの露光閾値に達しないが、双方の露光量を
合計すると前記露光閾値を越える露光量で露光した。ラ
フパターンマスクは、Ｘ線吸収体として０．５μｍ厚の
タングステンを用い、このＸ線吸収体に０．２５μｍ幅
の開口を設けたものである。ファインパターンとラフパ
ターンの露光量比は０．５：１とした。また、ラフパタ
ーン露光時の露光ギャップは１０μｍとした。この結
果、従来のマスクおよび従来の装置を用いては解像でき
なかった０．０５μｍ幅のライン２本を０．０５μｍ間
隔で配置したパターンを解像することができた。
て説明したようにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのフ
ァインパターンと、従来の技術を用いて作製したラフパ
ターンとをそれぞれ片方の露光だけでは被露光体上のポ
ジ型レジストの露光閾値に達しないが、双方の露光量を
合計すると前記露光閾値を越える露光量で露光した。ラ
フパターンマスクは、Ｘ線吸収体として０．５μｍ厚の
タングステンを用い、このＸ線吸収体に０．２５μｍ幅
の開口を設けたものである。ファインパターンとラフパ
ターンの露光量比は０．５：１とした。また、ラフパタ
ーン露光時の露光ギャップは１０μｍとした。この結
果、従来のマスクおよび従来の装置を用いては解像でき
なかった０．０５μｍ幅のライン２本を０．０５μｍ間
隔で配置したパターンを解像することができた。
【００２８】図２１は、マスクの吸収体１２の開口の幅
を０．２５μｍとした以外は図１７と同条件で露光した
場合の被露光体上の露光強度分布をシミュレーションし
たグラフである。図２２は図１６のファインパターンと
図２１のラフパターンを０．５：１の露光量比で合成し
た露光量分布を示すグラフである。露光閾値を露光強度
１．０に設定すれば、ラフパターンの開口部に位置する
０．０５μｍ幅の２本のファインパターンを良好な状態
で残すことができる。すなわち、従来の技術を用いて作
製したマスクパターンを用いて、従来では解像できなか
ったパターンを解像することができる。
を０．２５μｍとした以外は図１７と同条件で露光した
場合の被露光体上の露光強度分布をシミュレーションし
たグラフである。図２２は図１６のファインパターンと
図２１のラフパターンを０．５：１の露光量比で合成し
た露光量分布を示すグラフである。露光閾値を露光強度
１．０に設定すれば、ラフパターンの開口部に位置する
０．０５μｍ幅の２本のファインパターンを良好な状態
で残すことができる。すなわち、従来の技術を用いて作
製したマスクパターンを用いて、従来では解像できなか
ったパターンを解像することができる。
【００２９】（第４実施例）図７を用いて説明したよう
にして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパターン
と、従来の技術を用いて作製したラフパターンとをそれ
ぞれ片方の露光だけでは被露光体上のポジ型レジストの
露光閾値に達しないが、双方の露光量を合計すると前記
露光閾値を越える露光量で露光した。ラフパターンマス
クは、本来、０．３５μｍ厚のタングステンを用い、こ
のＸ線吸収体にＬ＆Ｓ＝０．０５μｍ／０．０５μｍの
３本の開口を設けたものを予定していたが、実際に出来
上がったマスクは、タングステンの厚みは０．３５μｍ
と予定通りであるものの、開口のＬ＆Ｓは０．０６μｍ
／０．０４μｍと狭くなっていた。
にして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパターン
と、従来の技術を用いて作製したラフパターンとをそれ
ぞれ片方の露光だけでは被露光体上のポジ型レジストの
露光閾値に達しないが、双方の露光量を合計すると前記
露光閾値を越える露光量で露光した。ラフパターンマス
クは、本来、０．３５μｍ厚のタングステンを用い、こ
のＸ線吸収体にＬ＆Ｓ＝０．０５μｍ／０．０５μｍの
３本の開口を設けたものを予定していたが、実際に出来
上がったマスクは、タングステンの厚みは０．３５μｍ
と予定通りであるものの、開口のＬ＆Ｓは０．０６μｍ
／０．０４μｍと狭くなっていた。
【００３０】本来予定していたマスクは、図７および図
８で説明したと同様にフレネル回折を利用すれば単独で
も解像可能なはずであるが、この出来上がったラフパタ
ーンマスク単独では、フレネル回折を利用してもパター
ンを解像できなかった。しかしながら、図７に示したよ
うにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパター
ンと上記の出来上がったラフパターンとを露光量比０．
３５：１で露光したところ、予定通りのパターンを解像
することができた。すなわち、本実施例によれば、マス
クの作製誤差等の欠陥を補うことができた。
８で説明したと同様にフレネル回折を利用すれば単独で
も解像可能なはずであるが、この出来上がったラフパタ
ーンマスク単独では、フレネル回折を利用してもパター
ンを解像できなかった。しかしながら、図７に示したよ
うにして得られる０．０５μｍＬ＆Ｓのファインパター
ンと上記の出来上がったラフパターンとを露光量比０．
３５：１で露光したところ、予定通りのパターンを解像
することができた。すなわち、本実施例によれば、マス
クの作製誤差等の欠陥を補うことができた。
【００３１】図２３は、上記の本来予定していたマスク
による露光状態をシミュレーションしたグラフである。
すなわち、マスクの吸収体１２の厚み０．３５μｍ、開
口をＬ＆Ｓ＝０．０５μｍ／０．０５μｍの３本の開口
とし、露光ギャップを４μｍとした以外は図１７と同条
件で露光した場合の被露光体上の露光強度分布をシミュ
レーションしている。図２４は図８のファインパターン
と図２３のラフパターンを０．３５：１の露光量比で合
成した露光量分布を示すグラフである。図２３と図２４
の露光分布にほとんど差はない。
による露光状態をシミュレーションしたグラフである。
すなわち、マスクの吸収体１２の厚み０．３５μｍ、開
口をＬ＆Ｓ＝０．０５μｍ／０．０５μｍの３本の開口
とし、露光ギャップを４μｍとした以外は図１７と同条
件で露光した場合の被露光体上の露光強度分布をシミュ
レーションしている。図２４は図８のファインパターン
と図２３のラフパターンを０．３５：１の露光量比で合
成した露光量分布を示すグラフである。図２３と図２４
の露光分布にほとんど差はない。
【００３２】図２５は、上記の出来上がったマスクによ
る露光状態をシミュレーションしたグラフである。すな
わち、マスクの吸収体１２の開口のＬ＆Ｓを０．０６μ
ｍ／０．０４μｍとした以外は図２３と同条件で露光し
た場合の被露光体上の露光強度分布をシミュレーション
している。３本のパターンを解像することは極めて困難
である。図２６は図８のファインパターンと図２５のラ
フパターンを０．３５：１の露光量比で合成した露光量
分布を示すグラフである。露光閾値を露光強度０．７〜
０．８に設定すれば、ラフパターンの開口部に位置する
０．０５μｍ幅の３本の微細なパターンを良好な状態で
残すことができる。このようにファインパターンとラフ
パターンを二重露光することにより、ラフパターン単独
では解像できないか、または解像が極めて困難であった
パターンを解像することができる。なお、単独でも解像
できるような欠陥のないラフパターンの場合は、図２４
に示すように単独露光と二重露光との差はない。このよ
うに本実施例によれば、ラフパターンが欠陥を有するか
否かにかかわらず微細なパターンを良好な状態で形成す
ることができる。すなわち、マスクの欠陥を補うことが
できる。
る露光状態をシミュレーションしたグラフである。すな
わち、マスクの吸収体１２の開口のＬ＆Ｓを０．０６μ
ｍ／０．０４μｍとした以外は図２３と同条件で露光し
た場合の被露光体上の露光強度分布をシミュレーション
している。３本のパターンを解像することは極めて困難
である。図２６は図８のファインパターンと図２５のラ
フパターンを０．３５：１の露光量比で合成した露光量
分布を示すグラフである。露光閾値を露光強度０．７〜
０．８に設定すれば、ラフパターンの開口部に位置する
０．０５μｍ幅の３本の微細なパターンを良好な状態で
残すことができる。このようにファインパターンとラフ
パターンを二重露光することにより、ラフパターン単独
では解像できないか、または解像が極めて困難であった
パターンを解像することができる。なお、単独でも解像
できるような欠陥のないラフパターンの場合は、図２４
に示すように単独露光と二重露光との差はない。このよ
うに本実施例によれば、ラフパターンが欠陥を有するか
否かにかかわらず微細なパターンを良好な状態で形成す
ることができる。すなわち、マスクの欠陥を補うことが
できる。
【００３３】
【実施例の変形例】上述の実施例において、ファインパ
ターンは、Ｘ線の干渉によってＬ＆Ｓ（周期）がマスク
パターンの１／２の強度パターンを露光したが、Ｘ線の
干渉によってＬ＆Ｓがマスクパターンの１／ｎ（但し、
ｎは３以上の整数）のパターンを露光してもよい。
ターンは、Ｘ線の干渉によってＬ＆Ｓ（周期）がマスク
パターンの１／２の強度パターンを露光したが、Ｘ線の
干渉によってＬ＆Ｓがマスクパターンの１／ｎ（但し、
ｎは３以上の整数）のパターンを露光してもよい。
【００３４】また、ラフパターン用のマスクとファイン
パターン用のマスクは、Ｘ線吸収体の材質や厚みが同じ
でも異なっていてもよい。ファインパターン用のマスク
は、Ｘ線の干渉によって等倍または整数分の１倍周期の
露光強度分布が得られるように吸収体の材質や厚みを選
択する必要があるが、ラフパターンの転写においては、
ファインパターンのように、干渉条件を満たす必要がな
いので、コントラストが高い吸収体と厚みを選択するこ
とができる。これにより、ラフパターン転写時のかぶり
を防ぐことができる。
パターン用のマスクは、Ｘ線吸収体の材質や厚みが同じ
でも異なっていてもよい。ファインパターン用のマスク
は、Ｘ線の干渉によって等倍または整数分の１倍周期の
露光強度分布が得られるように吸収体の材質や厚みを選
択する必要があるが、ラフパターンの転写においては、
ファインパターンのように、干渉条件を満たす必要がな
いので、コントラストが高い吸収体と厚みを選択するこ
とができる。これにより、ラフパターン転写時のかぶり
を防ぐことができる。
【００３５】また、ファインパターンの転写時とラフパ
ターンの転写時とで露光ギャップは同じでも異なってい
てもよい。ファインパターンの転写時は干渉条件を満た
すような露光ギャップを選択する必要があるが、ラフパ
ターンの転写においては、ファインパターンのように、
干渉条件を満たす必要がないので、パターンの忠実性の
高い露光ギャップを選択することができる。または、フ
ァインパターンの露光強度のピーク位置とラフパターン
の露光強度のピーク位置とを一致させるような露光ギャ
ップを選択することができる。また、ラフパターンの露
光量とファインパターンの露光量は、それぞれ実験また
は計算等により任意に選択すればよい。
ターンの転写時とで露光ギャップは同じでも異なってい
てもよい。ファインパターンの転写時は干渉条件を満た
すような露光ギャップを選択する必要があるが、ラフパ
ターンの転写においては、ファインパターンのように、
干渉条件を満たす必要がないので、パターンの忠実性の
高い露光ギャップを選択することができる。または、フ
ァインパターンの露光強度のピーク位置とラフパターン
の露光強度のピーク位置とを一致させるような露光ギャ
ップを選択することができる。また、ラフパターンの露
光量とファインパターンの露光量は、それぞれ実験また
は計算等により任意に選択すればよい。
【００３６】さらに、上述の実施例においては、ファイ
ンパターンとしてストライプ状のパターンを用いている
が、ファインパターンは図２７に示すような市松模様や
図２８に示すような格子模様であってもよい。
ンパターンとしてストライプ状のパターンを用いている
が、ファインパターンは図２７に示すような市松模様や
図２８に示すような格子模様であってもよい。
【００３７】図２９は図２７の市松模様が形成されたマ
スクを用いてＸ線プロキシミティ露光を行なう場合の図
２７のＡ−Ａ’またはＢ−Ｂ’における断面図である。
図２９において、７はウエハ、８はウエハ７に塗布され
たレジスト、１１はマスクメンブレン、１２は吸収体で
ある。レジスト８上の波形はＸ線強度分布を示してい
る。図３０は図２９に示す露光による、レジスト８上の
Ｘ線強度分布を示す平面図である。
スクを用いてＸ線プロキシミティ露光を行なう場合の図
２７のＡ−Ａ’またはＢ−Ｂ’における断面図である。
図２９において、７はウエハ、８はウエハ７に塗布され
たレジスト、１１はマスクメンブレン、１２は吸収体で
ある。レジスト８上の波形はＸ線強度分布を示してい
る。図３０は図２９に示す露光による、レジスト８上の
Ｘ線強度分布を示す平面図である。
【００３８】さらに、上述の実施例では、従来のマスク
作製技術を用いてマスクを作製し、従来の露光装置を用
いてそれを露光しているが、本発明は、マスク作製技術
や露光装置の精度および解像度が向上しても、それらの
改善されたマスク作製技術や露光装置を用いることがで
き、その時点で同じマスク作製技術や露光装置を用いて
通常の露光方法を実施することにより得られる精度およ
び解像度よりも常に一歩先んじた精度および解像度を得
ることができるものである。
作製技術を用いてマスクを作製し、従来の露光装置を用
いてそれを露光しているが、本発明は、マスク作製技術
や露光装置の精度および解像度が向上しても、それらの
改善されたマスク作製技術や露光装置を用いることがで
き、その時点で同じマスク作製技術や露光装置を用いて
通常の露光方法を実施することにより得られる精度およ
び解像度よりも常に一歩先んじた精度および解像度を得
ることができるものである。
【００３９】
【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した露光方
法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図３２は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設
計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステ
ップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意
したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。
法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図３２は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設
計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステ
ップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意
したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。
【００４０】図３３は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光方法によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上
に多重に回路パターンが形成される。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光方法によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上
に多重に回路パターンが形成される。
【００４１】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
マスクパターンの像を合成することにより、複数のマス
クパターンの誤差が平均化され、または複数の各マスク
パターンによる転写像の高解像度の部分が強調されて、
精度または解像度が向上する。さらに、従来のマスクお
よび従来の露光方法ではコントラストが低く解像が困難
であった条件での解像を可能にすることができる。
マスクパターンの像を合成することにより、複数のマス
クパターンの誤差が平均化され、または複数の各マスク
パターンによる転写像の高解像度の部分が強調されて、
精度または解像度が向上する。さらに、従来のマスクお
よび従来の露光方法ではコントラストが低く解像が困難
であった条件での解像を可能にすることができる。
【００４３】また、本発明は、現在および将来における
各時点で最高のマスク作製技術や露光装置を用いて実施
することができ、その時点で同じ露光装置により同じマ
スク作製技術で作製した露光パターンと１：１対応のマ
スクを用いて露光する場合よりも常に一歩先んじた精度
および解像度を得ることができる。
各時点で最高のマスク作製技術や露光装置を用いて実施
することができ、その時点で同じ露光装置により同じマ
スク作製技術で作製した露光パターンと１：１対応のマ
スクを用いて露光する場合よりも常に一歩先んじた精度
および解像度を得ることができる。
【００４４】特に、現状の露光パターンと１：１対応の
マスクおよび露光装置による解像限界より最小線幅の小
さなファインパターンをＸ線の干渉を利用して露光し、
これと現状の技術を用いて作製したラフパターンとをそ
れぞれ片方の露光だけでは被露光体上のレジストの露光
閾値に達しないが、双方の露光量を合計すると前記露光
閾値を越える露光量で露光するようにすれば、前記ファ
インパターンの最小線幅を解像することができる。その
場合、ファインパターンの転写位置に最終的なパターン
位置が強く依存するので、ファインパターンの転写位置
が正確ならば、位置ずれが起きにくい。ファインパター
ンの転写像に最終的なパターン像が強く依存するのでフ
ァインパターンの転写像が均一ならば、ラフパターンの
欠陥が転写されにくい。ファインパターンの転写像は、
複数のパターンの干渉によって、形成されるので、ファ
インパターンのマスクの特定の欠陥が転写されない。等
の効果が得られる。
マスクおよび露光装置による解像限界より最小線幅の小
さなファインパターンをＸ線の干渉を利用して露光し、
これと現状の技術を用いて作製したラフパターンとをそ
れぞれ片方の露光だけでは被露光体上のレジストの露光
閾値に達しないが、双方の露光量を合計すると前記露光
閾値を越える露光量で露光するようにすれば、前記ファ
インパターンの最小線幅を解像することができる。その
場合、ファインパターンの転写位置に最終的なパターン
位置が強く依存するので、ファインパターンの転写位置
が正確ならば、位置ずれが起きにくい。ファインパター
ンの転写像に最終的なパターン像が強く依存するのでフ
ァインパターンの転写像が均一ならば、ラフパターンの
欠陥が転写されにくい。ファインパターンの転写像は、
複数のパターンの干渉によって、形成されるので、ファ
インパターンのマスクの特定の欠陥が転写されない。等
の効果が得られる。
【図１】 本発明の一実施例に係る二重露光の原理を説
明するためのファインパターンの露光強度分布図であ
る。
明するためのファインパターンの露光強度分布図であ
る。
【図２】 上記二重露光の原理を説明するためのラフパ
ターンの露光強度分布図である。
ターンの露光強度分布図である。
【図３】 図１のファインパターンと図２のラフパター
ンを合わせた露光強度分布図である。
ンを合わせた露光強度分布図である。
【図４】 図３の露光強度分布で露光後現像して得られ
るレジストパターンの図である。
るレジストパターンの図である。
【図５】 図３において図２のラフパターンの位置がず
れた状態を示す露光強度分布図である。
れた状態を示す露光強度分布図である。
【図６】 図２においてラフパターンの位置がずれた状
態を示す露光強度分布図である。
態を示す露光強度分布図である。
【図７】 ファインパターンマスクの一例およびそれを
用いて露光されるファインパターンの概念図である。
用いて露光されるファインパターンの概念図である。
【図８】 図７の露光状態の露光強度分布シミュレーシ
ョン図である。
ョン図である。
【図９】 被露光体表面におけるＸ線スペクトラムの一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１０】 ファインパターンマスクの他の例およびそ
れを用いて露光されるファインパターンの概念図であ
る。
れを用いて露光されるファインパターンの概念図であ
る。
【図１１】 図１０の露光状態の露光強度分布シミュレ
ーション図である。
ーション図である。
【図１２】 図１０とパターン形状が同じでＸ線吸収体
の材質および厚みが異なるマスクによる露光強度分布を
シミュレーションした図である。
の材質および厚みが異なるマスクによる露光強度分布を
シミュレーションした図である。
【図１３】 図１０のファインパターンマスクを図１０
と異なる露光ギャップで露光した場合のファインパター
ンの概念図である。
と異なる露光ギャップで露光した場合のファインパター
ンの概念図である。
【図１４】 図１３のファインパターンとそれを半周期
ずらしたパターンとを重ね露光した場合のファインパタ
ーンの概念図である。
ずらしたパターンとを重ね露光した場合のファインパタ
ーンの概念図である。
【図１５】 図１３の露光状態の露光強度分布シミュレ
ーション図である。
ーション図である。
【図１６】 図１４の露光状態の露光強度分布シミュレ
ーション図である。
ーション図である。
【図１７】 本発明の第１実施例に係るラフパターンに
よる露光状態を示す露光強度分布シミュレーション図で
ある。
よる露光状態を示す露光強度分布シミュレーション図で
ある。
【図１８】 図１６の露光強度と図１７の露光強度とを
０．５：１の比で合成した露光強度分布図である。
０．５：１の比で合成した露光強度分布図である。
【図１９】 本発明の第２実施例に係るラフパターンに
よる露光状態を示す露光強度分布シミュレーション図で
ある。
よる露光状態を示す露光強度分布シミュレーション図で
ある。
【図２０】 図１１の露光強度と図１９の露光強度とを
０．５：１の比で合成した露光強度分布図である。
０．５：１の比で合成した露光強度分布図である。
【図２１】 本発明の第３実施例に係るラフパターンに
よる露光状態を示す露光強度分布シミュレーション図で
ある。
よる露光状態を示す露光強度分布シミュレーション図で
ある。
【図２２】 図１６の露光強度と図２１の露光強度とを
０．５：１の比で合成した露光強度分布図である。
０．５：１の比で合成した露光強度分布図である。
【図２３】 本発明の第４実施例に係る理想的なラフパ
ターンによる露光状態を示す露光強度分布シミュレーシ
ョン図である。
ターンによる露光状態を示す露光強度分布シミュレーシ
ョン図である。
【図２４】 図８の露光強度と図２３の露光強度とを
０．３５：１の比で合成した露光強度分布図である。
０．３５：１の比で合成した露光強度分布図である。
【図２５】 本発明の第４実施例に係る現実的なラフパ
ターンによる露光状態を示す露光強度分布シミュレーシ
ョン図である。
ターンによる露光状態を示す露光強度分布シミュレーシ
ョン図である。
【図２６】 図８の露光強度と図２５の露光強度とを
０．３５：１の比で合成した露光強度分布図である。
０．３５：１の比で合成した露光強度分布図である。
【図２７】 本発明で用いられるファインパターンの他
の例である市松模様を示す図である。
の例である市松模様を示す図である。
【図２８】 本発明で用いられるファインパターンのさ
らに他の例である格子模様を示す図である。
らに他の例である格子模様を示す図である。
【図２９】 図２７の市松模様が形成されたマスクを用
いてＸ線プロキシミティ露光を行なう場合の図２７のＡ
−Ａ’またはＢ−Ｂ’における断面図である。
いてＸ線プロキシミティ露光を行なう場合の図２７のＡ
−Ａ’またはＢ−Ｂ’における断面図である。
【図３０】 図２９に示す露光による、レジスト８上の
Ｘ線強度分布を示す平面図である。
Ｘ線強度分布を示す平面図である。
【図３１】 従来のＸ線プロキシミティ露光装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図３２】 微小デバイスの製造の流れを示す図であ
る。
る。
【図３３】 図３２におけるウエハプロセスの詳細な流
れを示す図である。
れを示す図である。
１：Ｘ線源、２，２ａ：Ｘ線、３：凸面ミラー、４：ベ
リリウム膜、５：シャッタ、７：ウエハ、８：レジス
ト、１０：マスク、１１：メンブレン、１２：Ｘ線吸収
体。
リリウム膜、５：シャッタ、７：ウエハ、８：レジス
ト、１０：マスク、１１：メンブレン、１２：Ｘ線吸収
体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−26438（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−115515（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322419（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−150323（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−89839（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のマスクパターンの像を同一の被露
光領域にＸ線プロキシミティ方式で重ね露光する露光方
法において、第１のマスクに構成された周期パターンに
よってファインパターン像を基板上に露光形成する第１
の露光工程と、前記第１の露光工程による前記ファイン
パターン像と等しいかまたはそれより低解像度のラフパ
ターンで構成された第２のマスクを用い、該ラフパター
ンによる像を前記第１の露光工程による前記ファインパ
ターン像に重ねて露光をする第２の露光工程とを備え、
前記ファインパターン像の周期が前記第１のマスクに構
成された周期パターンの１／ｎ（但し、ｎは２以上の整
数）倍に等しいことを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 前記第１の露光工程は、周期パターンを
形成する吸収体と開口との境界の下の強度がほぼ０とな
るように前記吸収体の厚さを有する前記第１のマスクを
用い、前記境界下の強度がほぼ０となる露光ギャップを
設定することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32143298A JP3311302B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 露光方法 |
| US09/425,223 US6327332B1 (en) | 1998-10-27 | 1999-10-22 | Exposure method |
| EP99308452A EP0997781A1 (en) | 1998-10-27 | 1999-10-26 | Exposure method |
| KR1019990046980A KR20000047560A (ko) | 1998-10-27 | 1999-10-27 | 노광방법 |
| US09/981,080 US6647087B2 (en) | 1998-10-27 | 2001-10-18 | Exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32143298A JP3311302B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133586A JP2000133586A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3311302B2 true JP3311302B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=18132494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32143298A Expired - Fee Related JP3311302B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 露光方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6327332B1 (ja) |
| EP (1) | EP0997781A1 (ja) |
| JP (1) | JP3311302B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000047560A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| AU2001290937A1 (en) * | 2000-09-13 | 2002-04-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of design and fabrication of integrated circuits using regular arrays and gratings |
| JP2003272994A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Ｘ線露光方法およびこのｘ線露光方法で製造された半導体装置、ならびに、ｘ線マスク、ｘ線露光装置およびレジスト材料 |
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| US6934007B2 (en) | 2002-05-29 | 2005-08-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for photolithography using multiple illuminations and a single fine feature mask |
| US6872509B2 (en) * | 2002-08-05 | 2005-03-29 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and methods for photolithographic processing |
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| DE102005028232B4 (de) * | 2005-06-17 | 2016-02-11 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren zum Erzeugen einer latenten Subwellenlängen-Gitterstruktur in einer Resistschicht |
| JP5256434B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2013-08-07 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 近接露光装置 |
| GB2468635B (en) * | 2009-02-05 | 2014-05-14 | Api Group Plc | Production of a surface relief on a substrate |
| US11348224B2 (en) * | 2019-09-11 | 2022-05-31 | Applied Materials Israel Ltd. | Mask inspection of a semiconductor specimen |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS60239018A (ja) | 1984-05-11 | 1985-11-27 | Canon Inc | 露光方法 |
| JPS63316434A (ja) | 1987-06-18 | 1988-12-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｘ線露光法 |
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