JP2751718B2 - 露出マスク - Google Patents

露出マスク

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JP2751718B2
JP2751718B2 JP5432892A JP5432892A JP2751718B2 JP 2751718 B2 JP2751718 B2 JP 2751718B2 JP 5432892 A JP5432892 A JP 5432892A JP 5432892 A JP5432892 A JP 5432892A JP 2751718 B2 JP2751718 B2 JP 2751718B2
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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
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は露出マスクに関し、特に
Ｘ線マスク基板について、製造工程中に生ずるＸ線マス
ク基板上の歪みを低減する処理に適用して好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】集積回路（ＩＣ）技術は、平面化技術を
用いて非常に多数の完成した回路を同一の半導体ウエハ
上に製造できるまでに進歩した。集積回路は一般的にホ
トリソグラフイ技術を用いてウエハ上に組み合される。
各回路は例えばトランジスタ、ダイオード、抵抗、コン
デンサのような非常に多数の構成部品を有し、これらの
構成部品は予め選択された配列に従つて電気的に相互に
接続されている。集積回路の構成部品がウエハ上に形成
された後、ウエハはテストされて回路の選択されたアレ
イを含む個々のチツプに切り離され、回路の選択された
アレイはさらに処理されて通常のバイポーラ又はＦＥＴ
ＩＣに包含される。
【０００３】ホトリソグラフイ技術は、優れた解像度及
び高い歩留まりが要求される半導体ウエハ上に回路パタ
ーンを形成する際に幅広く用いられる。光学ステツピン
グ技術を用いて、光学マスク基板上に最初に形成された
パターンはステツプアンドリピート方法によつてウエハ
のホトレジスト層上に光学的に転写され得る。ステツプ
アンドリピート方法には、ウエハの一部にパターンを含
むマスクをウエハの非露出部分に移動させる方法及びウ
エハ上のマスクパターンを撮像する電磁放射線を用いる
方法を含む。パターンが撮像された後、ウエハは移動さ
れ露出が繰り返される。各ホトリソグラフイステツプに
対するステツプアンドリピート方法はウエハがすべて露
出されるまで続けられる。
【０００４】従来のホトリソグラフイ技術は紫外線又は
自然光を用いることによりウエハ上にパターンを露出さ
せた。しかしながら赤外線及び自然光技術には解像度に
限界がある。特に、回折、干渉及び又は光発散は普通で
あり、このため解像度が低下しウエハごとの回路の歩留
まりが制限される。非常に複雑な集積回路（例えばＶＬ
ＳＩ）の場合には、回路を形成する構成部品の大きさが
使用される波長に接近することによりマスク（周囲１
〔μｍ〕の）を生成し、これによつて形状的な誤差が生
ずる。かくして、当該レジスト層に最後に得られる解像
度は他の要因、入射光の波長によつて制限される。
【０００５】この欠点のためにＸ線リソグラフイは、一
段と短い波長の軟Ｘ線を利用して改善されることにより
レジスト層に適性なパターンを露出する。一般的にＸ線
の波長は約０．１〔ｎｍ〕から１．０〔ｎｍ〕の範囲に
あり、リソグラフイについてのウエハごとの解像度及び
回路の歩留まりを十分に改善する。
【０００６】Ｘ線リソグラフイ処理の間シンクロトロン
のようなＸ線源は、半導体ウエハのホトレジスト層を覆
うＸ線マスクを介して強力なＸ線平行調整ビームを向け
るために用いられる。当該マスクはＸ線吸収材料から形
成される選択されたパターンをもつＸ線透過領域を中央
部に含む。
【０００７】Ｘ線はＸ線吸収材料によつて形成されたマ
スクの開口に応じて下層にあるホトレジスト層上にパタ
ーンを露出する。しかしながらＸ線が短い波長のため、
Ｘ線の回折、干渉及び又は発散は最小限になる。さら
に、当該ウエハの裏側のスキヤツタリング及び反射も低
減される。従つてＸ線リソグラフイは、半導体ウエハ上
に回路パターンを形成する際にフイールドの深さ、壁に
囲まれた垂直なパターン及び半導体ウエハ上に回路パタ
ーンを形成する際の簡易さと結合された改善された解像
度の利点を提供する。
【０００８】Ｘ線リソグラフイにおいて使用するＸ線マ
スク基板を形成するために、例えばシリコンのようなＸ
線非透過材料から形成された平坦なウエハは、例えばエ
ツチングを停止するためにウエハに適性なドーパントを
拡散する従来のエツチング技術を用いて薄い伸張膜に対
してエツチングされた正方形中央領域をウエハの底部面
に有する。ウエハは支持リングに結合することによりマ
スクに支持及び安定性を与える。その後例えば金のよう
なＸ線吸収材料が電気めつきのような技術によつてウエ
ハの上部面上の適性な回路パターンの中央領域に選択的
に堆積される。完成したマスク基板はほぼ正動作又は負
動作するレジスト層に覆われた半導体ウエハとなり、Ｘ
線が適用されることにより下層の半導体ウエハ上に対応
するレジストパターンを露出する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線マスク基板はＸ線
リソグラフイの解像能力を改善するが、基板製造工程に
は欠点がないわけではない。例えばマスク基板の製造工
程の１工程である膜エツチング処理中、基板には高精細
度撮像技術を受け入れることのできない歪みができる。
マスクは回路パターンを正確に再生するために極めて平
坦な表面を有していなければならない。また半導体ウエ
ハに対するマスクの近さは４０〔μｍ〕又はそれ以下の
程度であるので、Ｘ線ステツパにおいて当該歪みが生ず
るとこれによりマスクが危険になる。
【００１０】さらに、Ｘ線吸収材料のＸ及びＹ方向への
変形は、Ｘ線吸収材料を基板の上部面に堆積している間
に生じる。この形式の変形を制御する１つの方法に米国
特許第４，８８１，２５７号がある。当該特許において
は、変形は例えばタングステン又はタンタルのようなＸ
線吸収材料をマスク基板の上部面上の中央領域及びその
周辺領域に選択的に堆積することによつて制御される。
当該Ｘ線吸収材料は、パターンの密度が基板に均一に堆
積されるように堆積される。米国特許第４，８８１，２
５７号に開示される方法はＸ線吸収材料のＸ及びＹ方向
への移動を低減するのに特に適しているが、マスク基板
それ自身の歪みを低減することはない。
【００１１】さらに、ほとんどのマスクの歪みは結合ス
テツプ及びＸ線吸収材料の堆積の前のマスク基板形成ス
テツプ中に生ずることが確認された。従つてこの結合ス
テツプ及びＸ線吸収材料の堆積の前に当該歪みを低減す
る最良の機会があることが確認された。
【００１２】本発明は製造処理中に生ずるＸ線マスク基
板の歪みを低減する新規かつ有用な処理を提供する。さ
らに本発明はＸ線マスク基板を提供するが、Ｘ線マスク
基板の歪みは結合ステツプ又はＸ線吸収材料の堆積の前
に高伸張フイルム層をマスク基板の凹んだ表面上に選択
的に堆積することによつて低減される。
【００１３】本発明の有用な特徴は、マスク基板をマス
ク支持リングに結合する前にタングステンのような薄い
高伸張フイルムを適用することにより、マスク基板の歪
みを効果的に低減できることである。
【００１４】本発明の他の有用な特徴は、マスク及びレ
ジスト層で覆われた半導体ウエハ間の距離を最小限にで
きるのでリソグラフイ処理において一段と優れた解像度
を提供することができることである。
【００１５】本発明の他の有用な特徴は、マスク基板の
非対象変形は整形シールドを用いてタングステンフイル
ムを選択的に堆積することにより低減することができる
ことである。
【００１６】本発明のさらに他の特徴は、伸張フイルム
を堆積してもマスク支持リングによつて結合の質は低下
しないことである。
【００１７】本発明のさらに他の特徴は、許容範囲の歪
みを有する生のＸ線マスク基板の歩留まりが増加し、従
つて一定のマスク基板の再生が達成されることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、リソグラフイ処理において用いら
れる露出マスクにおいて、中央領域２０並びに頂部１２
及び底部の表面１４がほぼ平行な面を有するほとんどＸ
線を通さない基板１０と、頂部面１２及び底部面１４と
ほぼ平行なＸ線透過マスク領域を有する底部面１４の中
央領域２０とを設け、Ｘ線透過マスク領域の形成中に現
れる内部応力によつて頂部面１２が歪むような状態にな
つている基板１０の底部面１４の中央領域周辺の領域
に、歪補正用のフイルム層３４を設け、このフイルム層
３４が基板１０上に堆積されたときマスク領域の形成中
に現れる内部応力によつて生ずる歪みを低減する補正張
力を基板１０に与えるように選択される。
【００１９】
【作用】Ｘ線マスク基板は頂部面に薄い伸張膜を残すよ
うにシリコンウエハの底部面の正方形中央領域を選択的
にエツチングすることによつて形成される。膜の形成は
最初にホウ素のようなドーパントをウエハに拡散するこ
とによつて実現され、これによりエツチングが停止され
てその後化学的にウエハをエツチングする。マスク基板
の歪みはこの処理中に生ずる。
【００２０】本発明の特徴によれば、マスク基板の歪み
はマスク基板の非エツチング領域にタングステンフイル
ム層を均一に堆積することによつて低減することができ
る。特に、タングステンフイルムはシリコンウエハの凹
んだ面上の膜の凹み周辺の領域に堆積される。フイルム
の厚さは時間及び出力のセツテイングによつて制御され
る。タングステンフイルムの伸張特性により、膜エツチ
ング処理中に基板の裏側に生ずる曲げモーメントが発生
し、これによりマスク基板を平坦化する。
【００２１】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【００２２】本発明はマスク基板の凹んだ表面上に高伸
張薄膜フイルムを選択的に堆積することによつて、基板
製造処理中に生ずるＸ線マスク基板の歪みを低減する処
理をするものである。図６及び図７に示すように、従来
の技術に従つて構成されたＸ線マスク基板は一般的には
単結晶シリコン又は他の適性な材料から形成され、かつ
ほぼ円形の頂部平面を有するＸ線非透過ウエハ１０を含
む。Ｘ線非透過ウエハ１０はほぼ平行な頂部面１２及び
底部面１４を含む。Ｘ線非透過ウエハ１０は直径約１０
０〔ｍｍ〕、厚さ約０．６２５〔ｍｍ〕である。しかし
ながら、他の大きさのウエハ、特に直径の大きさの異な
るウエハを用いても良い。
【００２３】マスク基板製造処理においては、最初にホ
ウ素のような適性なドーパントが当該Ｘ線非透過ウエハ
１０の頂部面１２及び底部面１４に拡散される。ホウ素
はウエハ内に選択された深さまで拡散され、次のエツチ
ング処理の間にはエツチング処理を阻止する作用をす
る。Ｘ線非透過ウエハ１０の底部面１４の中心部にある
正方形領域２０はホウ素によりドープされた深さを通じ
て反応イオンによりエツチングされることによりドープ
されなかつたシリコン部分を露出する。その後当該Ｘ線
非透過ウエハはその非ドープ領域を水状のエタノールア
ミン及びガリウム酸の混合物により化学的にエツチング
することにより当該中央領域に伸張薄膜が形成される。
当該薄膜はウインドウ領域の基板材料を介してＸ線の透
過を増加させる厚さ約２．５〔μｍ〕のＸ線透過ウイン
ドウを形成する。上述のエツチング及びドーピング技術
はシリコンウエハ製造分野において通常の知識を有する
者には周知の技術である。従つてこの技術については改
めて説明しない。さらに、当該分野の知識を有する者に
とつて周知の他のエツチング技術もまた本発明の範囲内
にある。さらに、例えばシリコンカーバイド、シリコン
チツ化物及びダイアモンドのようなＸ線マスクを適用す
るのに適した他の膜材料を本発明により用いることもで
きる。
【００２４】当該分野において通常の知識を有する者に
は周知の次のＸ線マスク基板製造処理中、シリコンウエ
ハ１０の周辺領域は図７に示すようにガラス又は他の適
性な材料から形成される円形支持リング２４に結合され
る。好適な支持リングは商標であるガラスコード第７７
４０号の「コーニングガラス社」によつて製造されてい
るパイレツクスである。支持リング２４は幅１０〔ｍ
ｍ〕、厚さ１０〔ｍｍ〕で、当該ウエハの膜領域２０に
強度、完全性及び安定的な張力を与える。
【００２５】その後例えば金、タングステン、タンタル
又は他の適性なＸ線吸収材のようなＸ線吸収材料からな
る層２６が当該基板の頂部面１２上に選択的に堆積され
る。この堆積は、当該分野の知識を有する者には周知の
従来の電気めつき技術によつて実行される。例えば、Ｘ
線吸収材料は、米国特許第４，８８１，２５７号に記述
されているＸ線吸収材料のＸ方向及びＹ方向への変形を
低減する技術を用いて選択的に堆積され得る。いかなる
場合においても、Ｘ線吸収材料が堆積されることにより
リソグラフイ処理に用いられるマスク膜上の回路パター
ンが形成される。その後さらに従来の製造技術を用いる
ことにより、Ｘ線マスク基板上のパターンを完成させて
保護する。
【００２６】完成したＸ線マスク膜基板１０がＸ線リソ
グラフイステツパ組立て体に組み込まれることにより、
例えば米国特許第４，８８１，２５７号に示されるよう
なレジスト層に覆われた半導体ウエハの一部を露出す
る。特に、シンクロトロン（図示せず）のようなＸ線ソ
ースはＸ線吸収材料によつて形成されたマスクの開口を
通過する強力なＸ線平行調整ビームを発生する。Ｘ線平
行調整ビームはレジスト層に覆われた半導体ウエハの選
択部分を露出させることにより、回路パターンを形成す
る。その後半導体ウエハが実装される段階に移行し、当
該露出ステツプはウエハの他の部分に対して繰り返され
る。この処理が選択された回数繰り返されることにより
半導体ウエハの所望の部分が露出される。当該分野の通
常の知識を有する者には周知のようにマスクの重合わせ
及び処理ステツプにより半導体ウエハに完成した回路設
計を提供する。
【００２７】図６及び図７はマスク基板の所望のマスク
膜の形状を示し、基板はその直径方向においてほぼ平面
である。このマスク膜はＸ線リソグラフイ技術の際に必
要な平坦さを有する。しかしながら例えば基板のドーピ
ング及びエツチングのような製造処理の性質上、基板は
図１及び図８に示すように基板の頂部をほぼ平坦な状態
から凹んだ状態に変形される。一般的に基板は正確に放
射状に対称な状態に凹み、比較的多くの格子をもつ支持
リング２４に結合されたとき基板の周辺領域方向に平坦
に伸ばされる傾向がある。
【００２８】本発明によれば、シリコンウエハの凹んだ
表面に高伸張フイルムの薄い層を堆積することによつて
当該凹みを効果的になくし、その後図２及び図３に示す
ように支持リングを結合しかつＸ線吸収材料を堆積す
る。本発明は好適には高伸張フイルムのタングステンフ
イルム３４を用いるが、タングステンの代わりにシリコ
ンウエハ上に堆積されたとき室温で適性な引つ張り内部
応力を発生しかつ当該ウエハに結合するようないかなる
材料をも用いることができる。いかなる場合において
も、当該補正膜は、シリコンマスク上に伸張状態のタン
グステン（又は他の材料）を堆積できる当該分野の知識
を有する者には周知のＤＣマグネトロンスパツタシステ
ム又は他の従来の堆積システムにより堆積される。 当該フイルムは次の（１）式
【００２９】
【数１】 に従つて計算される歪みの大きさに比例してマスク基板
の凹んだ表面に均一層として適用される。ここでＷは所
望の歪み補正（平坦面と凹んだ表面との高低差の最大差
の絶対値として測定される）、ＶＳは基板材料のポアソ
ン比、ＥＳは基板材料モジユールの弾性、ｔｆは裏側の
フイルムの補正の厚さ、ｔｓは基板の厚さ、ｄは基板の
直径及びσは特殊な堆積パラメータについて測定された
ときのフイルム応力である。
【００３０】（１）式は第１の近似計算であり、経験上
の補正を当該明細書においてさらに詳細に述べるように
一連の経験的観察に基づいて等式化することができる。
種々の歪みに必要な条件はフイルムの適性な補正の厚さ
を選択することによつて調節される。フイルムの厚さは
１００〔Å〕から１００００〔Å〕の範囲であり、これ
はフイルム及び基板材料の性質、基板の厚さ、基板の直
径並びに歪みの補正によつて決定されることが確認され
た。堆積中フイルムの厚さはスパツタシステムの時間及
び出力設定により制御される。
【００３１】タングステンの堆積処理の性質上、当該マ
スク基板の中央領域２０は、金属フイルムがＸ線の透過
を低減させるのでフイルム堆積から保護されなければな
らない。従つて図１に示すように、円形パツチ３０を凹
んだ底部面１４に最初に付着させて中央領域２０を被覆
する。パツチ３０はマスクとしての機能を有し次の処理
工程中（例えば図３）には外される。パツチ３０は好適
には適性な付着力のあるポリイミド材料又は金属から形
成され、ポリイミドパツチによつて囲まれた部分及び堆
積システムによる真空室との間に差圧が生じないように
パツチ３０に通気口を設けることができる（図示せ
ず）。
【００３２】同様に当該シリコンウエハの周辺領域３１
もまた支持リングに適性に結合されるようにマスクされ
なければならない。この結果、幅１０〔ｍｍ〕の円周結
合領域が図１に示すようにシリコンウエハ上にマスクさ
れる。マスキングは、ウエハ上の幅１０〔ｍｍ〕の周辺
結合領域が堆積されないように内部直径８０〔ｍｍ〕の
基板ホルダ３２により達成される。当該結合領域に近接
するタングステンフイルム３４は結合状態に全く影響を
与えないことが確認された。従つてタングステンフイル
ム３４を堆積した後（例えば図２）、基板ホルダ３２は
除去され（例えば図３）、当該ウエハは支持リング２４
に結合され得る（図４及び図５）。
【００３３】従つてパツチ３０及び基板ホルダ３２が除
去された後、タングステンフイルム３４は図３、図４及
び図５に示すようにマスク基板の中央部領域２０上のパ
ツチ３０及び周辺領域３１間の領域の凹んだ表面１４上
に残る。タングステンフイルム３４の熱応力及び真性伸
張応力は、基板製造処理中に発生した応力に反作用する
曲げモーメントを基板の凹んだ表面１４上に生ずる。従
つて本発明は、マスク基板の形成中に生じたマスクの歪
みを効果的に低減するように、基板の凹んだ部分に高伸
張薄膜フイルム３４を選択的に堆積したマスク基板を提
供する。
【００３４】タングステンフイルム３４を堆積して歪み
を適性に低減した後、支持リング２４はマスク基板に結
合され、Ｘ線吸収材料２６がＸ線マスク基板１０の上部
面１２、好適には図４に示す中央領域に選択的に適用さ
れる。また、Ｘ線吸収材料２６は中央領域及び当該中央
領域の周囲に共に選択的に適用され得る。この場合、当
該材料はマスク基板のパターンの密度を等しくしかつＸ
線吸収材料をＸ方向及びＹ方向に変形させないように選
択的に適用される。その後当該分野の知識を有する者に
は周知の次の製造技術を実行することにより、Ｘ線マス
ク基板上にＸ線吸収材料パターンが完成され保護され
る。
【００３５】本発明の他の特徴に従つて、当該マスク基
板の非対称的変形は一段と大きく変形された領域に一段
と薄いフイルムを優先的に堆積することによつて低減で
きる。これは、Ｘ線マスク基板を覆う整形シールドを用
いることにより長時間の堆積処理に対して基板の一定領
域を露出することによつて達成される。当該シールドは
薄いゲージステンレス鋼であり、非対称形の異なる歪み
を補正するための必要条件を調整できるように寸法を合
わせることができる。当該シールドはマスクとして扱わ
れ、シールドを整形することによりＸ線マスク基板の直
径方向における厚さを均等にすることができる。この整
形シールドは従来の正方形の中央部にエツチングされた
領域を有するウエハに当該フイルムを適用するか、又は
例えば長方形のすなわち中央部外にエツチングされた領
域を有するウエハにフイルムを適用できる。
【００３６】いかなる場合においても、歪みを十分に補
正するようにウエハ上にタングステンが堆積されないと
きは、当該フイルムを除去して再度上述の手順を実行す
る。フイルムを除去するには、例えばマスク基板製造処
理の知識を有する者には周知の従来の技術であるハング
Ａ及びハングＢにおけるＦＳＩサターンスプレイプロセ
ツサを用いてなされ得る。フイルム除去処理の後、当該
基板は別の堆積をするためにスパツタシステムに再度導
入され得る。この再加工ステツプはマスク基板をほとん
ど損傷しないことが確認された。
【００３７】タングステンを堆積することによる歪みの
削減度のテストが実行される。当該テストの結果による
と、この堆積によりマスク製造処理中に生ずるマスク基
板の歪みが効果的に低減されることが確認された。例え
ば上述の（１）式により約３．１〔μｍ〕の歪みを補正
する必要のあるシリコンマスク基板を用いた場合、約７
００〔Å〕の厚さ（ｔｆ）のタングステンフイルムの補
正された裏側の歪みを補正する必要があることが確認さ
れた。この計算結果は、歪み（Ｗ）３．１〔μｍ〕、単
結晶シリコンポアソン比（Ｖｓ）０．２８〔μｍ〕、モ
ジユールの弾性（Ｅｓ）１．３×１０１２〔ダイン／ｃ
ｍ２〕、基板の厚さ（ｔｓ）０．６２５〔ｍｍ〕、基板
の直径（ｄ）１００〔ｍｍ〕及びフイルム応力（σ）５
×１０９〔ダイン／ｃｍ２〕に基づいて計算されたもの
である。
【００３８】図９〜図１５は、タングステンの薄膜層
（２００Åの厚さ）が歪んだシリコンウエハに連続的に
適用されたテストの結果を示す。図１５は基板の凹んだ
表面上にタングステンを堆積する前に基板をエツチング
及びドーピングした後の歪んだマスク基板を示す。位相
測定俯角入射レーザ干渉計によつて決定されるのと同じ
総読取り指数（ＴＩＲ）として定義される当該ラインの
形状及び実際の歪みの大きさ（〔μｍ〕の）は、図１５
においては初期には６．８〔μｍ〕の歪みを示す。図９
〜図１４は凹んだ表面上にタングステンの層を連続的に
堆積（１つの層につき約２００〔Å〕）した後のマスク
基板を示す。ラインの形状及びＴＩＲは、タングステン
の層がある状況まで適用されるに従つて基板の直径方向
の歪みが徐々に低減されることを示し、その後ＴＩＲ値
は実際に増加する。
【００３９】特に、２００〔Å〕のタングステンが適用
された後（例えば図９）、ラインの形状及びＴＩＲは基
板の平坦さを僅かに改善したことを示す。さらに、図１
０〜図１２は連続的にタングステン層を適用するに従つ
て基板の歪みが低下し、図１２においては基板の歪みは
ＴＩＲ値が３．７〔μｍ〕に低下し、その後８００
〔Å〕のタングステンが適用される。しかしながら約１
０００〔Å〕のタングステンが適用された後の図１３
は、図１２におけるラインの形状と比較して歪みがさら
に低減された様子は見られず、実際ＴＩＲ値は僅かでは
あるが３．７〔μｍ〕から３．８〔μｍ〕に増加してい
る（測定誤差の範囲内にあるが）。さらに、２００
〔Å〕のタングステン層が基板に適用された場合、実際
は図１４に示すように目標とする平坦さより低下すなわ
ち悪化してしまい、ＴＩＲ値は４．３〔μｍ〕に上昇す
る。かくして、タングステンを加えることにより歪みを
低減し一定の状態（例えば図９〜図１２）にまで平坦さ
を改善するが、その状態の後に平坦化による改善とは逆
に実際に平坦さを低下させる（例えば図１３及び図１
４）。
【００４０】上述の通り本発明をその最適な実施例に基
づいて特定的に図示、説明したが、本発明の精神及び範
囲から脱することなく形式及び詳細構成の双方について
種々の変更を加えても良い。
【００４１】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、マスク基
板を支持リングに結合するステツプ及びＸ線吸収材料を
堆積するステツプの前に高伸張フイルム層をマスク基板
に適用することにより、基板製造処理中に生ずるマスク
基板の歪みを簡易かつ容易に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は製造工程の１ステツプを示す本発明に従
つて構造化されたＸ線マスク基板の断面図である。
【図２】図２は製造工程の１ステツプを示す本発明に従
つて構造化されたＸ線マスク基板の断面図である。
【図３】図３は製造工程の１ステツプを示す本発明に従
つて構造化されたＸ線マスク基板の断面図である。
【図４】図４は製造工程の１ステツプを示す本発明に従
つて構造化されたＸ線マスク基板の断面図である。
【図５】図５は製造工程の１ステツプを示す本発明に従
つて構造化されたＸ線マスク基板の断面図である。
【図６】図６は最初の製造工程を示す従来の技術のＸ線
マスク底部の平面図である。
【図７】図７は図６の線７〜７に沿つて破断した所望の
マスク基板を示すＸ線マスクの断面図である。
【図８】図８はマスク基板の一般的な歪みを示す図７の
Ｘ線マスクの側面の断面図である。
【図９】図９はタングステンフイルム層のマスク基板へ
の連続的な適用による歪みの変化を示す局所的なライン
の形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平面図
である。
【図１０】図１０はタングステンフイルム層のマスク基
板への連続的な適用による歪みの変化を示す局所的なラ
インの形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平
面図である。
【図１１】図１１はタングステンフイルム層のマスク基
板への連続的な適用による歪みの変化を示す局所的なラ
インの形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平
面図である。
【図１２】図１２はタングステンフイルム層のマスク基
板への連続的な適用による歪みの変化を示す局所的なラ
インの形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平
面図である。
【図１３】図１３はタングステンフイルム層のマスク基
板への連続的な適用による歪みの変化を示す局所的なラ
インの形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平
面図である。
【図１４】図１４はタングステンフイルム層のマスク基
板への連続的な適用による歪みの変化を示す局所的なラ
インの形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平
面図である。
【図１５】図１５はマスク基板の非対称的に歪んだライ
ンの形状を示す結合されていないＸ線マスク基板の平面
図である。
【符号の説明】
１０……Ｘ線非透過ウエハ、１２……頂部面、１４……
底部面、２０……正方形領域、２４……支持リング、２
６……Ｘ線吸収材料、３０……円形パツチ、３１……周
辺領域、３２……基板ホルダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カート・ルドルフ・キンメル アメリカ合衆国、ベルモント州、エセツ クス、ロスト・ネイシヨン・ロード 278番地 (72)発明者 ジエームス・ガードナー・ライアン アメリカ合衆国、ベルモント州05452、 エセツクス・ジヤンクシヨン、ブリガ ム・ヒル・ロード 97番地 (72)発明者 テイモシー・ドウーリング・サリバン アメリカ合衆国、ベルモント州05489、 アンダーヒル、メドウ・レーン、アール アール２ 2999番地 (56)参考文献 特開 昭63−88823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158324（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リソグラフイ処理に用いる露出マスクにお
    いて、 中央領域と、互いにほぼ平行な頂部面及び底部面とを有
    し、ほとんどＸ線を透過させない基板と、 上記底部面における上記中央領域を取り囲む周囲領域上
    に堆積されたフイルム層とを具え、 上記中央領域は、上記底部面から窪む窪みと、上記頂部
    面及び上記底部面とほぼ平行なＸ線透過マスク領域とを
    有し、 上記基板は、上記窪みがあることにより、上記Ｘ線透過
    マスク領域が形成される際に生ずる内部応力によつて、
    上記頂部面がへこむように歪む状態にあり、 上記フイルム層は、上記基板上に堆積されたとき補正張
    力を当該基板に選択的に付与することにより、上記Ｘ線
    透過マスク領域が形成される際に上記基板に生ずる内部
    応力により起る歪を低減させることを特徴とする露出マ
    スク。
  2. 【請求項２】上記基板は単結晶シリコンウエハを具える
    ことを特徴とする請求項１に記載の露出マスク。
  3. 【請求項３】上記基板の上記底部面は支持リングに結合
    される部分を有することを特徴とする請求項１に記載の
    露出マスク。
  4. 【請求項４】さらに、上記基板の上記頂部面上の予め決
    まつたパターンに選択的に堆積されたＸ線吸収材料層を
    具えることを特徴とする請求項１に記載の露出マスク。
  5. 【請求項５】頂部面及び底部面を有するほぼ平坦な基板
    の中央領域に上記底部面側からエツチングして窪みを形
    成することにより厚みが薄くかつＸ線透過量が大きい可
    伸長性をもつＸ線透過マスク領域を形成し、当該Ｘ線透
    過マスク領域を形成したことにより上記基板の頂部面に
    歪を生じさせるような曲げモーメントが発生する状態に
    し、 高張力フイルム層を基板の底部面の上記中央領域を取り
    囲む周囲領域に選択的に設け、上記Ｘ線透過マスク領域
    を形成する際に上記基板に生ずる曲げモーメントとは逆
    方向の内部応力を生じさせるようにフイルム層の厚さを
    選択することにより、Ｘ線透過マスク領域を有する一段
    と平坦な歪みのない基板を提供することを特徴とするＸ
    線マスク基板製造方法。
  6. 【請求項６】上記基板は単結晶シリコンであることを特
    徴とする請求項５に記載のＸ線マスク基板製造方法。
  7. 【請求項７】フイルム層はタングステンであることを特
    徴とする請求項５に記載のＸ線マスク基板製造方法。
  8. 【請求項８】上記タングステン層は多重ステツプにより
    適用され、歪の大きさは少なくとも１つの処理ステツプ
    後に測定されることを特徴とする請求項５に記載のＸ線
    マスク基板製造方法。
  9. 【請求項９】上記Ｘ線透過マスク領域を形成したことに
    より上記基板の頂部面に底部面方向に窪んだ歪部分を形
    成させるようなモーメントを生じさせることを特徴とす
    る請求項５に記載のＸ線マスク基板製造方法。
  10. 【請求項１０】基板の周辺領域に支持リングを直接結合
    すると共に、上記フイルム層を堆積させた後基板の中央
    領域の頂部面にＸ線吸収材料を堆積させることを特徴と
    する請求項５に記載のＸ線マスク基板製造方法。
  11. 【請求項１１】リソグラフイ処理中、Ｘ線によりホトレ
    ジスト層に覆われた半導体ウエハ上に選択されたパター
    ンを露出する方法において、 頂部面及び底部面を有するほぼＸ線を通さない基板に上
    記底部面から窪みを形成することによりＸ線透過ウイン
    ドウを形成し、上記Ｘ線透過ウインドウの形成により上
    記基板の頂部面に歪を起すような曲げモーメントを生じ
    させるステツプと、 高張力フイルム層を基板の底部面の中央領域周辺の領域
    に選択的に形成するステツプと、 上記Ｘ線透過ウインドウを形成する際に基板に生ずる曲
    げモーメントとは逆方向に曲げモーメントを生じさせる
    ように上記フイルム層の厚さを選択することにより、Ｘ
    線ウインドウを有する一段と平坦かつ歪みのない基板を
    提供するステツプと、 支持リングを基板の底部面の周囲に結合するステツプ
    と、 Ｘ線吸収材料を基板の頂部面上の中央領域に選択的に堆
    積するステツプと、 基板をホトレジスト層に覆われた半導体ウエハの近くに
    配設するステツプと、 基板上のＸ線吸収材料によつて形成された開口を介して
    Ｘ線を向けることにより、ホトレジスト層に覆われた半
    導体ウエハ上の選択されたパターンを露出するステツプ
    とを具えることを特徴とする選択されたパターンの露出
    方法。
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