JP3047724B2

JP3047724B2 - Ｘ線マスク

Info

Publication number: JP3047724B2
Application number: JP1994594A
Authority: JP
Inventors: 守一小西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JPH07183209A

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．ＩＥＥＪａｐａｎ，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例
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】

６Ｘ線マスク（露光マスク）８光透過材９光吸収膜１２Ｘ線マスク（ダミーマスク）１３光透過材１４光吸収膜

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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