JP2723582B2 - X-ray mask - Google Patents

X-ray mask

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JP2723582B2
JP2723582B2 JP122589A JP122589A JP2723582B2 JP 2723582 B2 JP2723582 B2 JP 2723582B2 JP 122589 A JP122589 A JP 122589A JP 122589 A JP122589 A JP 122589A JP 2723582 B2 JP2723582 B2 JP 2723582B2
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啓子 千葉
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体製造装置、特にマスク面の平面性に優
れたX線マスク構造体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to an X-ray mask structure having excellent mask surface flatness.

(従来の技術) 近年、半導体集積回路の高密度化及び高速化に伴い、
集積回路のパターン線幅が約3年間で70%に縮小される
傾向にある。
(Prior Art) In recent years, with the increase in density and speed of semiconductor integrated circuits,
The pattern line width of integrated circuits tends to be reduced to 70% in about three years.

大容量メモリ素子(例えば4MDRAM)の更なる集積化に
より、16Mbit容量のもの等では0.5μmルールのデバイ
ス設計が行われる様になってきた。この為焼付装置も一
層の高性能化が要求され、転写可能な最小線幅が0.5μ
m以下という高性能が要求され始めて来ている。その為
露光光源波長としてX線領域(7乃至14Å)の光を利用
してX線露光装置が開発されつつある。
With the further integration of large-capacity memory elements (for example, 4MDRAM), devices with a 16-Mbit capacity and the like have been designed with a 0.5 μm rule. For this reason, even higher performance is required for printing equipment, and the minimum transferable line width is 0.5μ.
The high performance of less than m is beginning to be required. Therefore, an X-ray exposure apparatus using light in the X-ray region (7 to 14 °) as an exposure light source wavelength is being developed.

上記X線露光装置は第6図示の様に、X線発生源(X
−Ray)と露光チャンバー20とシリコンウエハ等の被露
光材25を所定位置に固定するウエハチャック26とX線マ
スク24を所定位置に固定する マスクチャック22とアラ
イメント光源とアライメント検出部23等を主要な要素と
して構成されている。
The X-ray exposure apparatus has an X-ray source (X
-Ray), an exposure chamber 20, a wafer chuck 26 for fixing an exposure target material 25 such as a silicon wafer at a predetermined position, an X-ray mask 24 for fixing at a predetermined position, a mask chuck 22, an alignment light source, an alignment detector 23, and the like. It is configured as an element.

これらX線露光装置に用いられるマスク構造体として
は、例えば、第11図に示す様に、シリコンウエハ1上に
化学気相堆積法等により2μm程度の硅素化合物、特に
窒化硅素や炭化硅素等の膜2が僅かに引っ張り応力をも
つ様に形成される(第11図a)。次に膜2の表面に金等
のX線を良く吸収する材料により吸収体のパターン3を
形成し(第11図b)、次いでシリコンウエハ1を、裏面
から必要な領域(X線を透過せしめる為の領域)のみエ
ッチングにより除去すると、無機薄膜2がシリコンウエ
ハ1上に緊張保持された状態のマスクが得られる。しか
しながらこのままの状態ではシリコンウエア1が薄い
為、強度が小さく取扱いにも実用にも不便である為、第
11図dに示す様に補強体4を接着剤5により接着して用
いるのが普通である。
As a mask structure used in these X-ray exposure apparatuses, for example, as shown in FIG. 11, a silicon compound of about 2 μm, particularly silicon nitride, silicon carbide or the like is formed on a silicon wafer 1 by a chemical vapor deposition method or the like. The film 2 is formed to have a slight tensile stress (FIG. 11a). Next, an absorber pattern 3 is formed on the surface of the film 2 using a material such as gold that absorbs X-rays well (FIG. 11b). Then, the silicon wafer 1 is made to pass through a required area (X-rays) from the back surface. When only the inorganic thin film 2 is removed by etching, a mask in which the inorganic thin film 2 is held in tension on the silicon wafer 1 is obtained. However, in this state, since the silicon wear 1 is thin, the strength is small and it is inconvenient for handling and practical use.
As shown in FIG. 11d, it is common to use the reinforcing member 4 bonded with an adhesive 5.

(発明が解決しようとしている問題点) 以上の如きX線マスクの吸収体を保持するX線透過膜
としては、炭化硅素が保持枠となるシリコン基板と近い
熱膨張係数を有することから有望視されている。これら
のX線透過膜はX線透過率から見れば薄い程良いが、逆
に機械的強度の点からは厚い方が良い。これらの両方の
性能を考慮して従来は約2μm程度の膜厚の炭化硅素が
多く用いられている。
(Problems to be Solved by the Invention) As an X-ray transmitting film for holding the absorber of the X-ray mask as described above, silicon carbide has a promising thermal expansion coefficient close to that of a silicon substrate serving as a holding frame. ing. From the viewpoint of X-ray transmittance, the thinner the better these X-ray transmitting films are, the better the thickness is. Considering both of these performances, silicon carbide having a thickness of about 2 μm is conventionally used in many cases.

これらの炭化硅素膜2は、シリコン基板1上に形成さ
れるが、露光時に被露光材であるシリコンウエハとのプ
リントギャップを10乃至数10μmにセットすることが要
求され、その為にシリコン基板1全面に非常に高い平面
性が要求されている。
These silicon carbide films 2 are formed on the silicon substrate 1, and it is required to set a print gap with a silicon wafer to be exposed to 10 to several tens μm at the time of exposure. Very high flatness is required on the entire surface.

従って、第11図示の様な従来技術のマスクの場合に
は、マスク面が全体に平面である為、実際にX線が透過
しない周辺部分迄も高い平面性が要求され、加工上の難
点があった。
Therefore, in the case of the mask of the prior art as shown in FIG. 11, since the mask surface is entirely flat, a high flatness is required even in the peripheral portion where X-rays are not actually transmitted, and there is a difficulty in processing. there were.

又、上記の炭化硅素膜は、X線露光に先立って半導体
レーザー(例えば830nm)を例えば17.5°の角度で入射
して、マスクのアライメントを行う場合に、2.0μmの
膜厚で約54%もの反射があり、アライメント光のS/N比
を下げ、アライメント効率が劣るという問題がある。
又、アライメントの検出部の配置にもよるが、反射光に
より検出が妨げられることもある。
In addition, when the silicon carbide film is irradiated with a semiconductor laser (for example, 830 nm) at an angle of, for example, 17.5 ° prior to the X-ray exposure and the alignment of the mask is performed, the film thickness of 2.0 μm is about 54%. There is a problem that there is reflection, the S / N ratio of the alignment light is lowered, and the alignment efficiency is poor.
Also, depending on the arrangement of the alignment detecting section, the detection may be hindered by the reflected light.

又、上記炭化硅素膜は第3図に示す様に、膜厚の僅か
の違いにより反射率が大きく変化する為にアライメント
の再現性が悪いという問題があった。
Further, as shown in FIG. 3, the silicon carbide film has a problem that the reproducibility of the alignment is poor because the reflectance greatly changes due to a slight difference in the film thickness.

従って本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決
し、平面性及びアライメント性に優れたX線マスク構造
体を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an X-ray mask structure excellent in flatness and alignment.

(問題点を解決する為の手段) 上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、
本発明は、所望のパターンのX線吸収体と該吸収体を保
持するX線透過膜と該X線透過膜を保持する保持枠とを
有するX線マスク構造体において、該X線透過膜がX線
ならびに該X線マスク構造体の位置合わせに用いられる
アライメント光を透過する単層の薄膜からなり、該薄膜
が該アライメント光に対して極小に近い反射率となるよ
うな膜厚となっていることを特徴とするX線マスク構造
体である。
(Means for Solving the Problems) The above object is achieved by the present invention described below. That is,
The present invention relates to an X-ray mask structure having an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmission film holding the absorber, and a holding frame holding the X-ray transmission film, wherein the X-ray transmission film is A single-layer thin film that transmits X-rays and alignment light used for alignment of the X-ray mask structure, and has a thickness such that the thin film has a reflectance close to a minimum with respect to the alignment light. An X-ray mask structure.

(作用) X線マスク構造体において、保持枠の周辺を傾斜面と
して形成し、内側の平坦面においてX線透過膜を固定す
ることによって、平面性に優れたマスク構造体とするこ
とが出来、又、該マスクをX線露光装置において使用す
る際に、X線マスクがアライメント光に対して極小の反
射率を有する関係とすることにより、アライメント性に
優れ、適正且つ寸法精度に優れたX線露光が実現され
る。
(Function) In the X-ray mask structure, the periphery of the holding frame is formed as an inclined surface, and the X-ray transmitting film is fixed on the inner flat surface, whereby a mask structure having excellent flatness can be obtained. Further, when the mask is used in an X-ray exposure apparatus, the X-ray mask has an extremely small reflectivity to alignment light, so that an X-ray mask having excellent alignment properties, proper and excellent dimensional accuracy can be obtained. Exposure is achieved.

(実施例) 以下図面に示す実施例により本発明を更に詳しくす
る。
(Examples) The present invention will be described in more detail below with reference to examples shown in the drawings.

実施例1 第1図は本発明のX線マスク製造工程の断面図であ
り、第2図は上記マスクにおけるマスクメンブレンであ
る炭化硅素膜の製造装置を示す図である。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process of the present invention, and FIG. 2 is a view showing an apparatus for manufacturing a silicon carbide film as a mask membrane in the mask.

第1図(a)の1は両面研磨したシリコン基板であ
り、炭化硅素膜が成膜される必要の無いところは斜めに
削り取られている。この傾斜面の角度θは任意である
が、一般的には5乃至45°が好ましい。
1 in FIG. 1 (a) is a silicon substrate which has been polished on both sides, and a portion where a silicon carbide film does not need to be formed is cut off obliquely. The angle θ of the inclined surface is arbitrary, but is generally preferably 5 to 45 °.

第2図において、14はプラズマCVD(化学気相合成
法)用チャンバーであり、シリコン基板1は、プラズマ
CVD用チャンバー14内で800℃迄加熱が可能なサンプルホ
ルダー7に設置され、膜2の成膜面積に等しい穴のあい
た蒸着カバー13がセットされている。
In FIG. 2, reference numeral 14 denotes a chamber for plasma CVD (chemical vapor synthesis), and the silicon substrate 1
A vapor deposition cover 13 having a hole equal to the film formation area of the film 2 is set on the sample holder 7 which can be heated up to 800 ° C. in the CVD chamber 14.

先ず背圧を2×10-6Torr迄引いた後、水素で10%に希
釈されたシランガス10sccmとメタンガス10sccmを下部電
極8に開けられた穴から供給した。基板1の温度を650
℃に加熱し、圧力5×10-3Torrで高周波パワー50Wを印
加して炭化硅素膜を成膜した。
First, after the back pressure was reduced to 2 × 10 −6 Torr, 10 sccm of silane gas and 10 sccm of methane gas diluted to 10% with hydrogen were supplied from a hole formed in the lower electrode 8. Substrate 1 temperature 650
C., and a high frequency power of 50 W was applied at a pressure of 5.times.10.sup.- 3 Torr to form a silicon carbide film.

形成される炭化硅素膜の反射率のモニターは、半導体
レーザー(830nm)9、ミラー10、検出器11を用い、レ
ーザーを127.5°の角度で入射させることにより反射率
を測定して行った。尚、ミラー10と検出器11は保護部材
12により保護した。
The reflectance of the formed silicon carbide film was monitored by using a semiconductor laser (830 nm) 9, a mirror 10, and a detector 11, and measuring the reflectance by irradiating the laser at an angle of 127.5 °. The mirror 10 and the detector 11 are protective members.
Protected by 12.

膜厚が約2.1μm、反射率が32.7%のところ(第4図
中のaの点)で成膜を停止し、第1図(b)の様に炭化
硅素膜2を成膜した。
The film formation was stopped when the film thickness was about 2.1 μm and the reflectivity was 32.7% (point a in FIG. 4), and the silicon carbide film 2 was formed as shown in FIG. 1 (b).

尚、第4図はシリコン基板上に成膜した炭化硅素膜の
膜厚(横軸)と17.5°の入射角の830nmのレーザー光の
反射率(縦軸)との関係を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness (horizontal axis) of a silicon carbide film formed on a silicon substrate and the reflectance (vertical axis) of 830 nm laser light at an incident angle of 17.5 °.

次に第1図(c)の様にシリコン基板の両面にSiO2
をスパッタ蒸着し、基板1の裏面のバックエッチ面のみ
をパターニングし、弗酸と弗化アンモニウムの混合液で
取り除き保護膜4を形成した。
Next, as shown in FIG. 1 (c), SiO 2 4
Was sputter-deposited, and only the back-etched surface on the back surface of the substrate 1 was patterned and removed with a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride to form a protective film 4.

次に第1図(d)に示す様にシリコン基板1をピロカ
テコール:エチレンジアミン:水=4:46.4:49.6の液で
バックエッチングした。この様に製作した膜2の反射率
を830nm、入射角17.5°の光で測定したところ、第3図
a点に示す様に反射率はほぼ0となった。
Next, as shown in FIG. 1 (d), the silicon substrate 1 was back-etched with a solution of pyrocatechol: ethylenediamine: water = 4: 46.4: 49.6. The reflectance of the film 2 thus manufactured was measured at 830 nm with light having an incident angle of 17.5 °. As a result, the reflectance was almost 0 as shown at point a in FIG.

尚、第3図はX線マスクとした後の炭化硅素膜の膜厚
(横軸)と17.5°の入射角の830nmのレーザー光の反射
率(縦軸)との関係を示す図である。第3図と第4図と
を比較してもわかるように、炭化硅素膜2よりも高屈折
率のシリコンを基板として用いた場合、基板上で反射率
が極大となった時、基板エッチング後の極小の反射率を
示す。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness (horizontal axis) of the silicon carbide film after use as an X-ray mask and the reflectivity (vertical axis) of 830 nm laser light at an incident angle of 17.5 °. As can be seen by comparing FIGS. 3 and 4, when silicon having a higher refractive index than the silicon carbide film 2 is used as the substrate, when the reflectance is maximized on the substrate, after the substrate is etched. Shows the minimum reflectance of

次に第1(e)に示す様に金メッキ工程により吸収体
3を形成した。
Next, the absorber 3 was formed by a gold plating process as shown in FIG.

以上の如き方法は基板1の全面に膜2を成膜する方法
(第11図)に比べ、膜厚分布の特によいところを選択す
ることが出来、且つ研磨面積が狭くなる為、全面に膜2
を成膜した時には平面性が1μm迄しか得られなかった
第11図示の従来方法と同じ成膜方法及び研磨方法で、平
面性が0.5μmのものを得ることが出来た。
In the above method, a particularly good film thickness distribution can be selected and the polished area becomes narrower than the method of forming the film 2 on the entire surface of the substrate 1 (FIG. 11). 2
When the film was formed, a flatness of only 0.5 μm could be obtained by the same film forming method and polishing method as the conventional method shown in FIG.

第6図は本発明のX線マスク構造体を用いるX線露光
装置の簡略図であり、20は露光チャンバーである。21は
Be窓ポートであり、30は排気ポートであり、露光チャン
バー20はBeでX線発生源と遮断され、チャンバー内は大
気、真空、He雰囲気等あらゆる状態での露光が可能であ
る。
FIG. 6 is a simplified diagram of an X-ray exposure apparatus using the X-ray mask structure of the present invention, and 20 is an exposure chamber. 21 is
The Be window port, 30 is an exhaust port, the exposure chamber 20 is shut off from the X-ray generation source by Be, and the exposure inside the chamber can be performed in any state such as the atmosphere, vacuum, and He atmosphere.

22はマスクステージ、23はアライメント検出部、24は
マスク、25はウエハ、26はウエハチャック、27はウエハ
ステージ、28はX軸ステージ駆動モーター、29はY軸ガ
イドである。
Reference numeral 22 denotes a mask stage, 23 denotes an alignment detection unit, 24 denotes a mask, 25 denotes a wafer, 26 denotes a wafer chuck, 27 denotes a wafer stage, 28 denotes an X-axis stage drive motor, and 29 denotes a Y-axis guide.

マスク24はマスクステージ22に吸着される際、ある程
度定められた方向に位置決めピン又はオリエンテーショ
ンフラット等を用い機械的にセットされる。ウエハ25も
同様にウエハチャック26にセットされ、その後マスク24
とウエハ25の相対的な位置関係をアライメント検出部23
からの指示により定められ、その後X線により露光され
る。
When the mask 24 is attracted to the mask stage 22, it is mechanically set using a positioning pin, an orientation flat, or the like in a predetermined direction. The wafer 25 is similarly set on the wafer chuck 26, and then the mask 24
Alignment detection unit 23
And then exposed by X-rays.

前記で作成したマスク24を第6図の様に露光チャンバ
ー20にセットし、入射角17.5°の半導体レーザー(830n
m)アライメント光を用い、マスク24とウエハ25のアラ
イメントを行ったが、マスク面からの反射がほぼ0であ
り、非常に精度よくアライメントを行うことが出来、0.
025μmの精度でアライメントを行うことが出来た。SOR
光をX線源とし、マスク24上にある吸収体3のパターン
をウエハ上に焼き付けた。
The mask 24 prepared above was set in the exposure chamber 20 as shown in FIG. 6, and a semiconductor laser (830 nm) having an incident angle of 17.5 ° was used.
m) The alignment of the mask 24 and the wafer 25 was performed using the alignment light. However, the reflection from the mask surface was almost 0, and the alignment could be performed very accurately.
Alignment could be performed with an accuracy of 025 μm. SOR
Using the light as an X-ray source, the pattern of the absorber 3 on the mask 24 was printed on the wafer.

実施例2 第7図は、本発明のX線マスクのマスクメンブレンで
ある炭化硅素膜の製造装置を示す図である。
Example 2 FIG. 7 is a view showing an apparatus for manufacturing a silicon carbide film as a mask membrane of an X-ray mask according to the present invention.

第7図において15はマグネトロンスパッタ用チャンバ
ーであり、16はサンプルホルダー、17はシャッターであ
る。
In FIG. 7, 15 is a magnetron sputtering chamber, 16 is a sample holder, and 17 is a shutter.

両面研磨され、マスクメンブレンが成膜されない部分
は斜めに削り取られたSiO2(glass)基板1は、サンプ
ルホルダー16にセットされ、且つ蒸着カバー13がセット
されている。背圧を2×10-6Torr迄引いた後、アルゴン
ガスを30sccm流し、5×10-3Torrとし、高周波パワー10
0Wを炭化硅素ターゲット18に印加した。充分放電が安定
した後、シャッター17を開き成膜を開始した。第1の実
施例と同様に炭化硅素膜の反射率を測定しながら、膜厚
約2.1μm及び反射率3.4%となったところ(第5図のb
点)でシャッターを閉じ、第1図(b)の様に炭化硅素
膜2を成膜した。
The SiO 2 (glass) substrate 1 which has been polished on both sides and the portion where the mask membrane is not formed is slanted off is set on the sample holder 16 and the evaporation cover 13 is set. After reducing the back pressure to 2 × 10 -6 Torr, argon gas was flowed at 30 sccm to 5 × 10 -3 Torr, and the high frequency power was 10
0 W was applied to the silicon carbide target 18. After the discharge was sufficiently stabilized, the shutter 17 was opened to start film formation. While measuring the reflectance of the silicon carbide film in the same manner as in the first embodiment, it was found that the film thickness was about 2.1 μm and the reflectance was 3.4% (b in FIG. 5).
(Point), the shutter was closed, and a silicon carbide film 2 was formed as shown in FIG.

尚、第5図はSiO2(glass)基板上に形成した炭化硅
素膜の膜厚(横軸)と17.5°の入射角の830nmのレーザ
ー光の反射率(縦軸)との関係を示す図である。
FIG. 5 shows the relationship between the thickness (horizontal axis) of the silicon carbide film formed on the SiO 2 (glass) substrate and the reflectivity (vertical axis) of 830 nm laser light at an incident angle of 17.5 °. It is.

次に第1図(c)の様に保護膜4をネガレジスト(OM
R−83、東京応化社製)から形成した。
Next, as shown in FIG. 1C, the protective film 4 is coated with a negative resist (OM
R-83, manufactured by Tokyo Ohkasha).

次に第1図(d)に示す様に、SiO2基板1を弗酸:不
化アンモニウム:1:1液でエッチングした。
Next, as shown in FIG. 1 (d), the SiO 2 substrate 1 was etched with a 1: 1 solution of hydrofluoric acid: ammonium iodide.

次に前記膜2の上に第1図(e)に示す様にTaをドラ
イエッチングすることにより吸収体3を形成し、平面性
0.7μmのマスクが得られた。又、第3図b点に示す様
に膜2の反射率はほぼ0となった。第3図と第5図とを
比較してもわかるように、炭化硅素膜2よりも低屈折率
のSiO2(glass)を用いた場合、基板上で反射率が極小
となったとき、基板エッチング後も微少の反射率を示
す。
Next, the absorber 3 is formed on the film 2 by dry etching of Ta as shown in FIG.
A 0.7 μm mask was obtained. Further, as shown in FIG. 3B, the reflectivity of the film 2 became almost zero. As can be seen by comparing FIGS. 3 and 5, when SiO 2 (glass) having a lower refractive index than the silicon carbide film 2 is used, when the reflectance becomes extremely small on the substrate, It shows a very small reflectance even after etching.

前記マスク24を第6図の様な露光チャンバー20にセッ
トし、入射角17.5°の半導体レーザー(830nm)アライ
メント光を用い、マスク24とウエハ25のアライメントを
行ったが、マスク面からの反射がほぼ0であり、非常に
精度よくアライメントを行うことが出来、0.03μmの精
度でアライメントを行うことが出来た。SOR光をX線源
とし、吸収体3のパターンをウエハ上に焼き付けた。
The mask 24 was set in the exposure chamber 20 as shown in FIG. 6, and alignment of the mask 24 and the wafer 25 was performed using a semiconductor laser (830 nm) alignment light having an incident angle of 17.5 °. The value was almost 0, alignment could be performed very accurately, and alignment could be performed with an accuracy of 0.03 μm. Using the SOR light as an X-ray source, the pattern of the absorber 3 was printed on the wafer.

実施例3 第8図は本発明のX線マスクの断面図である。Embodiment 3 FIG. 8 is a sectional view of an X-ray mask of the present invention.

両面研磨され、膜の形成されない部分は斜めに削り取
られたシリコン基板1を、第7図に示す様なマグネトロ
ンスパッタ用チャンバー15の回転性サンプルホルダー16
にセットし、背圧を2×10-6Torr迄引いた後、アルゴン
ガスを20sccmを流し、2×10-6Torrとし、高周波パワー
75Wを硅素と炭素の2連のターゲット18に印加した。充
分放電が安定した後、サンプルホルダー16を回転させ、
シャッター17を開き成膜を開始した。形成された炭化硅
素膜の反射率を測定しながら、膜厚約1.9μm、反射率3
2.7%となったところ(第4図のc点)でシャッターを
閉じ、第1図(b)の様に炭化硅素膜2を成膜した。
The silicon substrate 1 which has been polished on both sides and the portion where a film is not formed is obliquely scraped off is placed on a rotatable sample holder 16 of a magnetron sputtering chamber 15 as shown in FIG.
After reducing the back pressure to 2 × 10 -6 Torr, flowing argon gas at 20 sccm to 2 × 10 -6 Torr,
75 W was applied to a double target 18 of silicon and carbon. After the discharge is sufficiently stabilized, rotate the sample holder 16,
The shutter 17 was opened to start film formation. While measuring the reflectance of the formed silicon carbide film, a film thickness of about 1.9 μm and a reflectance of 3
At 2.7% (point c in FIG. 4), the shutter was closed, and a silicon carbide film 2 was formed as shown in FIG. 1 (b).

更に両面にSiO2をスパッタ蒸着し、裏面の中央のみを
弗化アンモニウムと弗酸の混合液でエッチングし、第1
図(c)の様な保護膜4を作製した。
Further, SiO 2 was sputter-deposited on both surfaces, and only the center of the back surface was etched with a mixed solution of ammonium fluoride and hydrofluoric acid to form a first layer.
A protective film 4 as shown in FIG.

その後ピロカテコール:エチレンジアミン:水=4:4
6.4:49.6の液にてシリコン基板1をバックエッチング
し、第1図(d)の様な形を形成した。その基板1上に
Wをドライエッチングすることにより吸収体3を形成し
た。最後に第8図に示す様に補強体6を接着剤5にて接
着してマスク24を作成した。この様にして得られた膜2
は、第3図c点に示す様に反射率はほぼ0となり、又、
平面性は0.3μmであった。
Then pyrocatechol: ethylenediamine: water = 4: 4
The silicon substrate 1 was back-etched with a liquid of 6.4: 49.6 to form a shape as shown in FIG. 1 (d). Absorber 3 was formed on substrate 1 by dry-etching W. Finally, as shown in FIG. 8, a reinforcing member 6 was bonded with an adhesive 5 to form a mask 24. The membrane 2 thus obtained
Is that the reflectance is almost 0 as shown at point c in FIG.
The flatness was 0.3 μm.

前記マスク24を第6図の様な露光チャンバー20にセッ
トし、入射角17.5°の角度の半導体レーザー(830nm)
アライメント光を用い、マスク24とウエハ25のアライメ
ントを行ったが、マスク面からの反射がほぼ0であり、
非常に精度よくアライメントを行うことが出来、0.025
μmの精度でアライメントを行うことが出来た。SOR光
をX線源とし、吸収体3のパターンをウエハ上に焼き付
けた。
The mask 24 is set in an exposure chamber 20 as shown in FIG. 6, and a semiconductor laser (830 nm) having an incident angle of 17.5 ° is used.
The alignment of the mask 24 and the wafer 25 was performed using the alignment light, but the reflection from the mask surface was almost 0,
Very accurate alignment, 0.025
The alignment was performed with an accuracy of μm. Using the SOR light as an X-ray source, the pattern of the absorber 3 was printed on the wafer.

実施例4 第4の実施例としてHe−Neレーザー(632.8nm)によ
るアライメントを用いる露光装置を説明する。
Embodiment 4 An exposure apparatus using alignment by a He-Ne laser (632.8 nm) will be described as a fourth embodiment.

第7図において、15はマグネトロンスパッタ用チャン
バーであり、16はサンプルホルダー、17はシャッターで
ある。
In FIG. 7, 15 is a magnetron sputtering chamber, 16 is a sample holder, and 17 is a shutter.

両面研磨され、膜の形成されない部分は斜めに削り取
られたシリコン基板1は、サンプルホルダー16にセット
され、更に蒸着カバー13がセットされる。背圧を2×10
-6Torr迄引いた後、アルゴンガスを30sccmを流し、5×
10-3Torrとし、高周波パワー100Wを炭化硅素ターゲット
18に印加した。充分放電が安定した後、シャッター17を
開き、成膜を開始した。反射率のモニターは、He−Neレ
ーザー(632.8nm)9、ミラー10、検出器11を用い、レ
ーザーを15°の角度で入射させることにより反射率を測
定しながら行った。尚、ミラー10と検出器11は保護部材
12により保護した。形成された炭化硅素膜の反射率を測
定しながら、膜厚約2.05μm、反射率35%となったとこ
ろ(第10図のd点)で成膜を止め、第1図(b)の様に
炭化硅素膜2を成膜した。
The silicon substrate 1 which has been polished on both sides and the portion where a film is not formed is slanted off is set on the sample holder 16 and the evaporation cover 13 is further set. Back pressure 2 × 10
After drawing to -6 Torr, argon gas was flowed at 30 sccm and 5 ×
10 -3 Torr, high frequency power 100W silicon carbide target
18 was applied. After the discharge was sufficiently stabilized, the shutter 17 was opened to start film formation. The reflectance was monitored while measuring the reflectance by using a He-Ne laser (632.8 nm) 9, a mirror 10, and a detector 11 to make the laser incident at an angle of 15 °. The mirror 10 and the detector 11 are protective members.
Protected by 12. While measuring the reflectivity of the formed silicon carbide film, the film formation was stopped when the film thickness became about 2.05 μm and the reflectivity reached 35% (point d in FIG. 10), as shown in FIG. 1 (b). Then, a silicon carbide film 2 was formed.

次に第1図(c)の様に、シリコン基板の両面にSiO2
をスパッタ蒸着し、基板1の裏面のバッエッチ面のみを
パターニングし、弗酸と弗化アンモニウムの混合液で取
り除き保護膜4を形成した。第1図(d)に示す様にシ
リコン基板1をピロカテコール:エチレンジアミン:水
=4:46.4:49.6の液でバックエッチングした。
Then, as in FIG. 1 (c), SiO 2 on both surfaces of the silicon substrate
Was sputter-deposited, and only the back side of the substrate 1 was patterned and removed with a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride to form a protective film 4. As shown in FIG. 1 (d), the silicon substrate 1 was back-etched with a solution of pyrocatechol: ethylenediamine: water = 4: 46.4: 49.6.

次に第1図(e)に示す様に金メッキ工程により吸収
体3を形成し、平面性0.5μmのマスクが得られた。
又、第9図d点に示す様に膜2の反射率はほぼ0のもの
が得られた。
Next, as shown in FIG. 1 (e), the absorber 3 was formed by a gold plating process, and a mask having a flatness of 0.5 μm was obtained.
Further, as shown in the point d in FIG. 9, a film 2 having a reflectance of almost 0 was obtained.

尚、第9図は炭化硅素膜のみのときの膜厚(横軸)と
15°の入射角の6328ÅのHe−Neレーザー光の反射率(縦
率)との関係を示す図である。第10図はシリコン基板上
での炭化硅素膜の場合である。
FIG. 9 shows the film thickness (horizontal axis) when only the silicon carbide film was used.
It is a figure which shows the relationship with the reflectance (longitudinal ratio) of 6328 degrees of He-Ne laser light of the incident angle of 15 degrees. FIG. 10 shows the case of a silicon carbide film on a silicon substrate.

前記マスク24を第6図の様な露光チャンバー20にセッ
トし、入射角15°の角度のHe−Neレーザー(632.8nm)
アライメント光を用い、マスク24とウエハ25のアライメ
ントを行ったが、マスク面からの反射がほぼ0であり、
非常に精度よくアライメントを行うことが出来、0.025
μmの精度でアライメントを行うことが出来た。SOR光
をX線源とし、最小線幅0.25μmのパターンをウエハ上
に焼き付けた。
The mask 24 was set in an exposure chamber 20 as shown in FIG. 6, and a He-Ne laser (632.8 nm) having an incident angle of 15 ° was used.
The alignment of the mask 24 and the wafer 25 was performed using the alignment light, but the reflection from the mask surface was almost 0,
Very accurate alignment, 0.025
The alignment was performed with an accuracy of μm. Using the SOR light as an X-ray source, a pattern having a minimum line width of 0.25 μm was printed on the wafer.

以上の説明における反射率は下記式により定義される
値である。
The reflectance in the above description is a value defined by the following equation.

以上本発明を好ましい実施例を参照して説明したが、
本発明はこれらの実施例に限定されず、X線マスクの保
持枠の周辺が傾斜面として形成され、内側の平坦面にお
いてX線透過膜が保持され、且つ該X線マスクがアライ
メント光に対して極小の反射率を有する関係となってい
る限りにおいて、他の構成は従来技術と同様であり、上
記実施例以外に多数の変形実施例を包含することが明か
である。
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments,
The present invention is not limited to these embodiments. The periphery of the holding frame of the X-ray mask is formed as an inclined surface, the X-ray transmitting film is held on the inner flat surface, and the X-ray mask is It is apparent that other configurations are the same as those of the prior art, and include many modified embodiments other than the above embodiments, as long as the relationship has a minimum reflectance.

(効果) 以上の様に本発明によれば、X線マスク構造体におい
て、該保持枠の周辺を傾斜面として形成し、内側の平坦
面においてX線透過膜を固定することによって、平面性
に優れたマスク構造体とすることが出来、又、該マスク
をX線露光装置において使用する際に、X線マスクがア
ライメント光に対して極小の反射率を有する関係とする
ことにより、アライメント性に優れ、適正且つ寸法精度
に優れたX線露光が実現される。
(Effects) As described above, according to the present invention, in the X-ray mask structure, the periphery of the holding frame is formed as an inclined surface, and the X-ray transmitting film is fixed on the inner flat surface, so that the flatness is improved. An excellent mask structure can be obtained, and when the mask is used in an X-ray exposure apparatus, the X-ray mask has a minimum reflectance to alignment light, thereby improving alignment properties. X-ray exposure which is excellent, appropriate and excellent in dimensional accuracy is realized.

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

第1図は本発明のX線マスク製造工程の断面図である。 1:シリコン基板 2:炭化硅素膜 3:吸収体 4:保護膜 24:マスク 第2図は本発明のX線マスクのX線透過膜(マスクメン
ブレン)である炭化硅素膜の製造装置を示す図である。 1:シリコン基板 7:サンプルホルダー 8:下部電極 9:半導体レーザー(830nm) 10:ミラー 11:検出器 12:保護部材 13:蒸着カバー 14:プラズマCVD用チャンバー 第3図、第4図及び第5図は炭化硅素膜の膜厚(横軸)
と17.5°の入射角の830nmのレーザー光の反射率(縦
軸)との関係を示す図である。尚、第3図は炭化硅素膜
のみのとき、第4図はシリコン基板上、第5図はSiO
2(glass)基板上における値である。 第6図はX線露光装置の簡略図である。 20:露光チャンバー 21:Be窓ポート 22:マスクステージ 23:アライメント検出部 24:マスク 25:ウエハ 26:ウエハチャック 27:ウエハステージ 28:X軸ステージ駆動モーター 29:Y軸ガイド 30:排気ポート 第7図は本発明のX線マスクのマスクメンブレンである
炭化硅素膜の製造装置を示す図である。 1:シリコン基板 9:He−Neレーザー 10:ミラー 11:検出器 12:保護部材 13:蒸着カバー 15:マグネトロンスパッタ用チャンバー 16:サンプルホルダー 17:シャッター 18:炭化硅素ターゲット 第8図は本発明のX線マスクの断面図である。 5:接着剤 6:補強体 23:マスク 第9図及び第10図は炭化硅素膜の膜厚(横軸)と15°の
入射角の632.8nmのHe−Neレーザー光の反射率(縦軸)
との関係を示す図である。尚、第9図は炭化硅素膜のみ
のとき、第10図はシリコン基板上での値である。 第11図は従来技術のX線マスク構造体の製造工程を示す
断面図である。 1:シリコン基板 2:炭化硅素膜 3:吸収体 4:補強体 5:接着剤 24:マスク
FIG. 1 is a sectional view of an X-ray mask manufacturing process of the present invention. 1: Silicon substrate 2: Silicon carbide film 3: Absorber 4: Protective film 24: Mask FIG. 2 shows a device for manufacturing a silicon carbide film which is an X-ray transmission film (mask membrane) of the X-ray mask of the present invention. It is. 1: Silicon substrate 7: Sample holder 8: Lower electrode 9: Semiconductor laser (830nm) 10: Mirror 11: Detector 12: Protective member 13: Evaporation cover 14: Plasma CVD chamber FIGS. 3, 4 and 5 The figure shows the thickness of silicon carbide film (horizontal axis)
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the reflectance of a laser beam of 830 nm at an incident angle of 17.5 ° (vertical axis). FIG. 3 shows only the silicon carbide film, FIG. 4 shows the silicon substrate, and FIG.
2 (glass) Value on the substrate. FIG. 6 is a simplified diagram of an X-ray exposure apparatus. 20: Exposure chamber 21: Be window port 22: Mask stage 23: Alignment detector 24: Mask 25: Wafer 26: Wafer chuck 27: Wafer stage 28: X axis stage drive motor 29: Y axis guide 30: Exhaust port 7 The figure shows an apparatus for manufacturing a silicon carbide film as a mask membrane of an X-ray mask according to the present invention. 1: Silicon substrate 9: He-Ne laser 10: Mirror 11: Detector 12: Protection member 13: Deposition cover 15: Chamber for magnetron sputtering 16: Sample holder 17: Shutter 18: Silicon carbide target FIG. 8 shows the present invention. It is sectional drawing of an X-ray mask. 5: Adhesive 6: Reinforcement 23: Mask FIGS. 9 and 10 show the thickness of silicon carbide film (horizontal axis) and reflectivity of 632.8 nm He-Ne laser beam at an incident angle of 15 ° (vertical axis). )
FIG. FIG. 9 shows the values on the silicon substrate only, and FIG. 10 shows the values on the silicon substrate. FIG. 11 is a sectional view showing a manufacturing process of a conventional X-ray mask structure. 1: Silicon substrate 2: Silicon carbide film 3: Absorber 4: Reinforcer 5: Adhesive 24: Mask

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所望のパターンのX線吸収体と該吸収体を
保持するX線透過膜と該X線透過膜を保持する保持枠と
を有するX線マスク構造体において、該X線透過膜がX
線ならびに該X線マスク構造体の位置合わせに用いられ
るアライメント光を透過する単層の薄膜からなり、該薄
膜が該アライメント光に対して極小に近い反射率となる
ような膜厚となっていることを特徴とするX線マスク構
造体。
1. An X-ray mask structure comprising an X-ray absorber having a desired pattern, an X-ray transmission film for holding the absorber, and a holding frame for holding the X-ray transmission film. Is X
A single-layer thin film that transmits the alignment light used for aligning the line and the X-ray mask structure, and has such a film thickness that the thin film has a reflectance close to a minimum with respect to the alignment light. An X-ray mask structure, characterized in that:
【請求項2】前記保持枠の周辺が傾斜面として形成さ
れ、内側の平坦面において前記X線透過膜が固定され且
つ該傾斜面では前記X線透過膜が固定されていない請求
項1に記載のX線マスク構造体。
2. The X-ray permeable film according to claim 1, wherein a periphery of said holding frame is formed as an inclined surface, said X-ray permeable film is fixed on an inner flat surface, and said X-ray permeable film is not fixed on said inclined surface. X-ray mask structure.
【請求項3】前記X線透過膜が炭化硅素である請求項1
又は2に記載のX線マスク構造体。
3. The X-ray permeable film is made of silicon carbide.
Or the X-ray mask structure according to 2.
【請求項4】前記アライメント光が可視光又は近赤外光
である請求項2に記載のX線マスク構造体。
4. The X-ray mask structure according to claim 2, wherein said alignment light is visible light or near-infrared light.
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