JP3047724B2 - X線マスク - Google Patents

X線マスク

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JP3047724B2
JP3047724B2 JP1994594A JP1994594A JP3047724B2 JP 3047724 B2 JP3047724 B2 JP 3047724B2 JP 1994594 A JP1994594 A JP 1994594A JP 1994594 A JP1994594 A JP 1994594A JP 3047724 B2 JP3047724 B2 JP 3047724B2
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX線マスク、特にX線露
光装置のX線を発生する光源と被露光体との間にダミー
マスクとして配置されるX線マスクに関する。
【0002】
【背景技術】IC、LSI、VLSI等の半導体装置の
製造にフォトリソグラフィ技術は不可欠である。そし
て、IC等の高集積化、トランジスタ等素子の微細化に
伴って配線膜等の形成ルールが1μmから0.5μm
へ、0.5μmから0.3あるいは0.2μmへと移行
している。そして、それに伴ってレジスト膜の露光に用
いる光線の波長も短くしなければならない。特に、0.
3あるいは0.2μmルールの実現には露光用光線とし
てX線を使用することが必要となる。図6はX線リソグ
ラフィに用いるX線型露光装置の構成の概略を示す斜視
図である。
【0003】図面において、1は電子蓄積リングで、図
示しない入射系から入射された電子を周回させる。該電
子は磁場によって曲げられるときに接線方向にSOR
(Syn-chrotron Radiation)2を放射する。3は振動ミ
ラーで、SOR2を反射しながら回動することによりS
OR2のスキャンを行う。4はヘリウムチャンバ、5、
5は該ヘリウムチャンバ4に設けられたBe窓で、該窓
5、5をSOR2が通る。6は露光マスク、7は露光処
理される半導体ウエハである。図7は露光マスクと半導
体ウエハを示す断面図である。
【0004】露光マスク6はSiNからなる光透過材8
の表面に例えばタンタルカーバライトからなる光吸収膜
9をパターニングしてなる。10は光透過材8の反光吸
収膜側の面に形成された支持枠である。半導体ウエハ7
はその表面にレジスト膜11が形成され、該レジスト膜
形成面が露光マスク6に面している。尚、SOR光源の
原理は例えばT.IEE Japan,Vol.108
−D,No.9, ’88の792〜796頁に記載さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図6、図7
に示す従来例によれば、露光の際に露光マスクがX線の
一部を吸収して温度上昇し、熱変形が生じるという虞れ
があった。この点について詳しく説明すると次のとおり
である。露光用光線として真に欲する光線は波長λが1
0オングストローム程度のものであるが、実際には波長
がそれよりも長いもの、具体的に20ないし30オング
ストロームの波長のものも露光用光線中に含まれてしま
う。それに対して、露光マスク6の母体であるSiNか
らなる光透過材8は図8に示すような光透過特性を有
し、10オングストロームの波長λの光に対しては光透
過率が80%程度はあるが、それ以上波長の長い光に対
しては光透過率が80%よりも低い値になり、20オン
グストローム以上の波長λの光に対しては光透過率が0
%となる。
【0006】即ち、光源からのX線の一部は露光マスク
6の光吸収膜9が形成されていない部分でも吸収されて
しまうのである。そして、その吸収された光は熱となっ
て露光マスク6の温度を上昇させ、露光マスク6に熱変
形を与える原因となる。そして、露光マスク6の熱変形
はリソグラフィ精度を低下させるので好ましくない。そ
こで、本願発明者は露光マスク6の光源側に光透過材か
らなるダミーマスクを配置することを案出した。このよ
うにすれば、露光マスクの光透過材で吸収されるX線を
ダミーマスクにより吸収することができるので露光マス
クの光透過材でのX線吸収量を少なくすることができ、
延いては露光マスクの温度上昇を少なくし熱変形を小さ
くすることができ得るのである。そして、露光マスクの
光源側に光透過材からなるダミーマスクを配置するよう
にしたX線露光装置については既に本願出願人会社によ
って実願平1−48697により提案済である。
【0007】しかしながら、その露光マスクは光透過材
からなり、その光透過材は図8から明らかなように一部
のエネルギーを吸収するも大部分のエネルギーを通過さ
せる。そして、露光に必要なエネルギー量は、スループ
ットの向上の要請に応えるため高くなる一方であり、近
い将来現在の十倍以上になると予想される。従って、光
透過材のみからなるダミーマスクを露光マスクの光源側
に配置するだけでは露光マスクの熱変形を確実に防止す
ることができない虞れがある。
【0008】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、露光の際に露光マスクがX線を吸収
して温度上昇することにより熱変形するのをより有効に
防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1のX線マスク
は、露光マスクの光源側に設けるところの光透過材から
なるダミーマスクの表面に、露光マスクのマスクパター
ンの少なくとも一部分には重なりマスクパターンが形成
されていない部分とは重ならないパターンを有する光吸
収膜を設けたことを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1のX線マスクによれば、ダミーマスク
の光透過材表面に設けた光吸収膜によりX線が吸収され
るので、その分露光マスクによるX線吸収量が減少し、
温度上昇が抑止される。従って、露光マスクの熱変形を
より有効に防止することができる。
【0011】そして、ダミーマスクの光透過材表面に形
成した光吸収膜は露光マスクのマスクパターンと重なる
パターンを有するので、ダミーマスクの光透過材表面の
光吸収膜によってX線露光パターンが影響される虞れは
全くない。
【0012】
【実施例】以下、本発明X線マスクを図示実施例に従っ
て詳細に説明する。図1乃至図3は本発明X線マスクの
一つの実施例を示すもので、図1は本発明X線マスクを
ダミーマスクとして用いたX線露光装置の構成を示す斜
視図、図2はダミーマスクと、露光マスクと、被露光体
を示す断面図、図3はダミーマスクと、露光マスクと、
被露光体を示す斜視図である。図1乃至図3に示したX
線型露光装置は、図6及び図7に示したX線型露光装置
とはダミーマスクが設けられている点で相違するが、そ
れ以外の点では共通しており、共通している点について
は図6、図7で用いたのと同じ符号を付して図示するに
とどめて説明を省略し、相違する点についてのみ説明す
る。
【0013】12は本発明X線マスクの第1の実施例た
るダミーマスクで、露光マスク6の光源側に配置されて
おり、露光マスク6の母体である光透過材と同じ材料、
たとえばSiNを基板とし、その表面に例えばタンタル
カーバイトからなる光吸収膜14、14…を選択的に形
成してなる。10は支持枠である。ところで、光吸収膜
14、14、…は露光マスク6のマスクパターンを成す
光吸収膜9、9、…から食み出ないようなパターンに形
成されている。それは、光吸収膜14、14、…の存在
によって露光されるパターンが影響されないようにする
ためである。具体的にはスクライブラインに対応すると
ころに露光マスク6のスクライブラインの光吸収膜9よ
りも幅を狭くして形成されている。尚、露光マスク6の
スクライブラインにより囲まれた各領域、即ち半導体素
子(チップ)領域内に描かれたパターンは非常に複雑な
形状を有するが図面では便宜上単なるL字状にした。
【0014】本X線型露光装置は露光マスク6の光透過
材8と同じ材料からなるダミーマスク12が露光マスク
6の光源側に配置されているので、もしダミーマスク1
2がなかったならば露光マスク6の光透過材8によって
吸収されるX線はダミーマスク12によって相当に吸収
されてしまう。露光マスク6に達するのは波長λが10
オングストローム程度あるいはそれ以下の光のみであ
る。そして、露光マスク7に達したその波長λが10オ
ングストローム以下の光は光吸収膜9に入射したものを
除き露光マスク6の光透過材8を透過して半導体ウエハ
7表面のレジスト膜11に入射する。
【0015】また、露光マスク6の光吸収膜9、9、…
によって吸収される筈であったX線の多くは、具体的に
はスクライブラインに対応する光吸収膜9、9、…によ
って吸収されるX線は、ダミーマスク12の光吸収膜1
4、14、…によって吸収される。従って、露光マスク
6の光吸収量は非常に少なくなるので露光マスク6の温
度上昇も少なくなる。依って、露光マスク6に熱変形が
生じる虞れがなくなる。尚、本実施例のダミーマスクを
露光マスクの光透過材と同じ材料により形成していた
が、必ずしもそのようにすることは必要ではなく、露光
マスクへの不要な光線をカットし、露光に必要な光をカ
ットしないフィルタ特性を有するものであれば良い。
【0016】図4はX線露光装置の露光マスクの別の
を示す平面図である。同図において、8は露光マスクの
SiNからなる光透過材、15は光透過材8の表面に形
成された一つのマスクパターンである。該マスクパター
ン15は微小な間隙17、17、…を置いて互いに独立
する島状の微細な光吸収膜(例えばタンタルカーバイト
からなる)16、16、…を群成せしめることによって
構成されている。上記間隙17、17、…の大きさは例
えば0.1μmあるいはそれ以下というようにX線の回
折から転写されない程度に小さくされている。また、島
状の微細な光吸収膜17の一辺の長さ(幅)は例えば
0.5〜0.25μm程度である。
【0017】このようにマスクパターン15を転写され
ない程度の小さな間隙17、17、…をもって互いに独
立する島状の微細な光吸収膜16、16、…を群成せし
めることによって構成することとすれば、露光マスクが
温度上昇して光吸収膜が膨張した場合においてその光吸
収膜の膨張を間隙17、17、…によって吸収し、光吸
収膜と基板たる光透過材との間に強いストレスが生じな
いようにすることができる。即ち、従来において露光マ
スクの各マスクパターンはそれぞれ図5に示すように一
体の光吸収膜15によって形成されていた。従って、露
光マスクがX線の吸収によって温度上昇した場合にはそ
の光吸収膜15と基板たる光透過材8との間に熱膨張に
よる大きなストレスが生じた。これは基板たる光透過材
が数μmときわめて薄いうえに露光エリアの径あるいは
幅が20mm程度ときわめて広いためやむを得ないこと
とされていた。
【0018】しかしながら、本露光マスクのように、パ
ターンを微細な間隙を置いて島状に独立した微細光吸収
膜を群成して構成することにより解決することができる
のである。尚、本露光マスク6の光源側に更にダミーマ
スク12を設けるようにしても良いことはいうまでもな
い。
【0019】
【発明の効果】請求項1のX線マスクは、X線を発生す
る光源と被露光体との間に配置されるところの光透過材
の表面に光吸収膜からなるマスクパターンを形成した露
光マスクの光源側にダミーマスクとして配置されるX線
マスクであって、光透過材の表面の上記露光マスクの光
吸収膜の少なくとも一部とは重なり該光吸収膜の形成さ
れていない部分とは重ならない位置に光吸収膜を形成し
てなることを特徴とする。従って、請求項1のX線マス
クによれば、ダミーマスクの光透過材表面に設けた光吸
収膜によりX線が吸収されるので、その分露光マスクに
よるX線吸収量が減少し、温度上昇が抑止される。従っ
て、露光マスクの熱変形をより有効に防止することがで
きる。そして、ダミーマスクの光透過材表面に形成した
光吸収膜は露光マスクのマスクパターンと重なるパター
ンを有するので、ダミーマスクの光透過材表面の光吸収
膜によってX線露光パターンが影響される虞れは全くな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明X線マスクの一つの実施例を説明するた
めのX線露光装置の斜視図である。
【図2】上記実施例を説明するためのダミーマスクと、
露光マスクと、被露光体の断面図である。
【図3】上記実施例を説明するためのダミーマスクと、
露光マスクと、被露光体の斜視図である。
【図4】X線露光装置に用いるX線マスクの別の実施例
の平面図である。
【図5】図4のX線マスクと比較されるところのX線マ
スクの従来例の平面図である。
【図6】背景技術を説明するためのX線露光装置の斜視
図である。
【図7】背景技術を説明するための露光マスクと被露光
体の断面図である。
【図8】発明が解決しようとする問題点を説明するため
の光透過材の光透過特性図である。
【符号の説明】
6 X線マスク(露光マスク) 8 光透過材 9 光吸収膜 12 X線マスク(ダミーマスク) 13 光透過材 14 光吸収膜

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線を発生する光源と被露光体との間に配
    置されるところの光透過材の表面に光吸収膜からなるマ
    スクパターンを形成した露光マスクの光源側にダミーマ
    スクとして配置されるX線マスクであって、 光透過材の表面の上記露光マスクの光吸収膜の少なくと
    も一部分に重なり該光吸収膜の形成されていない部分と
    は重ならない位置に光吸収膜を形成してなることを特徴
    とするX線マスク
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