JP3332762B2

JP3332762B2 - Ｘ線マスク構造体、及び該ｘ線マスク構造体を用いたｘ線露光装置と該ｘ線マスク構造体を用いて作製された半導体デバイス

Info

Publication number: JP3332762B2
Application number: JP30287696A
Authority: JP
Inventors: 剛司宮地; 啓子千葉; 孝一千徳; 大大沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 2002-10-07
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: JPH10144594A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線マスク構造
体、及び該Ｘ線マスク構造体を用いたＸ線露光装置と、
該Ｘ線マスク構造体を用いて作製された半導体デバイス
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、露光装置でマスクパターンをウエ
ハに転写しウエハに極微細な線幅を有するＤＲＡＭ等の
半導体素子を作成するとき、高集積度のデバイスを作成
するために近年ますます、線幅は細くなり、２５６ＭＤ
ＲＡＭでは、０．２５μｍ、１ＧＤＲＡＭでは、０．１
８μｍの線幅が要求されている。そのためには、総合重
ね合せ精度は、２５６ＭＤＲＡＭでは、８０ｎｍ、１Ｇ
ＤＲＡＭでは、６０ｎｍを要求されている。また、現在
露光光として、ｉ線やＫｒＦレーザー等を用いている
が、回折による解像度の劣化を避けるため、より波長の
短いＸ線を用いたステップ＆リピートによるブロキシミ
ティ露光装置が提案されている。以下、このようなＸ線
露光に使われるＸ線マスク構造体の従来技術について説
明する。

【０００３】このＸ線露光装置に用いるＸ線マスク構造
体は通常図１２に示したような構成をしている。Ｘ線吸
収体１とそれを支持する支持膜２、支持膜２を保持する
保持枠（Ｓｉウエハ基板）３、保持枠３を補強する補強
体４からなり、保持枠３と補強体４の接合には接着剤
（図示しない）や陽極接合等を用いて全面もしくは複数
点で接着されている。

【０００４】また、近年Ｘ線露光装置が実用化のための
実験、評価が進むにしたがいＸ線マスクパターン上への
超微細なゴミによる転写パターンへの影響が懸念されて
いる。図１３は、このＸ線マスクパターンへのゴミ付着
を防ぐために薄膜１２ｃ（防塵膜）を備えることが知ら
れている。特開昭６３−７２１１９（日立）は支持膜２
面上に接着により枠体６を介して装着した防塵膜１２ｃ
を備えている。

【０００５】さらに近年、半導体集積回路の高密度高速
化に伴い、集積回路のパターン線幅を縮小され、半導体
製造方法にも一層の高性能化が要求されてきている。こ
のため、焼き付け装置として露光波長にＸ線領域（２〜
１５０オングストローム）の光を利用した方法が開発さ
れている。このＸ線露光装置に用いるＸ線マスク構造体
は通常、図１４に示したような構成をしていた。Ｘ線吸
収体１と吸収体１を支持する支持膜２、支持膜２を保持
する保持枠４からなり、保持枠４を補強する補強体が形
成されている場合もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線マスク構造体の構成では、防塵対策すなわち、Ｘ線
吸収体マスクパターン面へのゴミの付着は防げなかっ
た。また、公知である被転写体と向かい合う側のマスク
面に薄膜（防塵膜）を装着した場合、露光ギャップが取
れず露光時には取り外す必要があり、取り外した後のゴ
ミの付着は防げなかった。Ｘ線マスク構造体は支持膜が
破壊されやすく面にゴミが付着した場合、洗浄方法がな
かった。さらにＸ線吸収体パターンの検査はＥＢ、光等
で行う検査時には薄膜（防塵膜）は容易に取り外すこと
のできるものである必要がある。

【０００７】また、光露光では防塵膜（ペリクル）が通
常用いられているが、Ｘ線露光では有機物のゴミは影響
を与えないとして防塵膜は考慮されていなかったが、Ｘ
線露光で形成するパターンが微細になるにつれ、有機物
のゴミの露光量の分布に与える影響から無視することが
できなくなってきた。ゴミに対する別の対策として洗浄
が上げられるが、Ｘ線マスクにおいては、吸収体が高ア
スペクトであることから洗浄は非常に難しく、洗浄では
取りきれないゴミも発生した。また、支持膜が薄膜であ
るため、強度が弱く、洗浄の回数を減少させる必要性も
出てきた。さらに、ゴミの検査を行うにはＥＢ等が用い
られる可能性も高いが、使用中に頻繁に行われるゴミの
検査には光が用いられる。しかし、高アスペクトのパタ
ーンとゴミを判別するのは非常に高度な技術を要する。
その上、線幅が微細になるにつれ、被転写体のパターン
形成に用いられるレジストには化学増幅型のレジストが
用いられるようになってきたが、レジストの種類によっ
ては露光中に分解生成物を発生させるものがあり、マス
クへの付着が生じ、長期的な経時変化の要因の１つにな
っていた。

【０００８】特開昭６３−７２１１９には図１３に示す
ようにペリクル膜付きのＸ線露光用マスクが述べられて
いる。このペリクルによりＸ線マスク上のパターンに対
する防塵対策がなされている。しかし近年、露光時のマ
スクとウエハのギャップが狭くなる傾向にあり、マスク
とウエハの衝突防止あるいは衝突予知に関してはなんら
考慮されてはいなかった。

【０００９】したがって本発明の目的は、上記従来技術
の問題点を解決し、被露光ウエハと向かい合う側のマス
ク面に露光時に装着でき、また交換が容易な薄膜（防塵
膜）を装着できるＸ線マスク構造体を提供することであ
る。さらに本発明の上述の従来例の欠点を鑑み、マス
ク、ウエハの衝突防止、あるいは衝突予知をすることで
露光時の事故を未然に防ぐことが可能なＸ線マスク構造
体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。Ｘ線吸収体と、該Ｘ線吸収体を支
持する支持膜と、該支持膜を保持する保持枠とからなる
プロキシミティ露光用Ｘ線マスク構造体において、被転
写体と向かい合う側の支持膜のマスク面にＸ線吸収体の
膜厚より厚いスペーサを形成し、薄膜が前記スペーサに
接し、かつ薄膜が補強体に固定されていることを特徴と
するＸ線マスク構造体により、薄膜が取り付けられた状
態で露光ができ、またＸ線吸収体付近へのゴミの付着を
防止できる。

【００１１】又、Ｘ線吸収体と、該Ｘ線吸収体を支持す
る支持膜と、該支持膜を保持する保持枠とを有するマス
ク構造体において、保持枠の外周縁部が被転写体側へ向
かって反っており、薄膜が該外周縁部に被転写体側から
接して、該薄膜の外周縁が補強体に固定されていること
を特徴とするＸ線マスク構造体により、スペーサを使わ
ずに、薄膜が取り付けられた状態で露光ができ、またＸ
線吸収体付近へのゴミの付着を防止できる。すなわち、
本発明は、被転写体と向かい合う側のマスクパターン面
に直接ゴミの付着がなく、また交換可能なペリクルを備
えたＸ線マスク構造体が実現される。

【００１２】また本発明は、Ｘ線吸収体と該吸収体を支
持する支持膜、該支持膜を保持する保持枠からなるＸ線
マスク構造体において、前記支持膜の少なくとも一方の
側に薄膜（以下、ペリクルという）が存在し、このペリ
クルの少なくとも一方の面に、ペリクルとウエハとの間
隔を検出するためのパターン、あるいはペリクルの変動
を検出するパターンが形成されている。ここで、ウエハ
との間隔検出用のマーク、あるいはペリクルの変位を検
出するマーク（以下、測定マークという）はペリクル上
に形成されているので、その測定マークの構成材料は支
持膜上に測定マークを配置するときとは異なり、測定マ
ークを配置したことによる支持膜の歪み、あるいは測定
マークを構成するためのプロセス等の影響を考えずに広
範囲の中から構成材料の選択をすることが可能である。
このペリクル上に形成された測定マークを用いてペリク
ルとウエハの間隔を検出、あるいはペリクル単体の挙動
を検出し、接触による支持膜の破壊を未然に防ぐことを
可能としている。さらに、ペリクル上に形成された測定
マークのみから検出される信号を用いてペリクルの挙動
を測定すれば、ウエハのプロセス依存による測定エラー
の影響を受けずに測定することが可能となる。

【００１３】さらには、本発明のＸ線マスク構造体を用
いたＸ線露光により被転写体にＸ線吸収体パターンを転
写することを特徴とするＸ線露光装置により、高精度な
焼き付けの量産が可能となる。また、本発明のＸ線構造
体を用いたＸ線露光により加工基板上にＸ線吸収体パタ
ーンを転写し、これを加工、形成することにより、高性
能半導体デバイスの量産が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、好ましい一実施の形態を挙
げて本発明を詳細に説明する。図１において、まず、Ｘ
線吸収体１を支持する支持膜２はＸ線を充分に透過し、
かつセルフスタンドする必要があるので、１〜１０μｍ
の範囲内の厚さとされることが好ましく、例えば、Ｓ
ｉ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ，ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＢＮ、Ａｌ
Ｎ，Ｃ等の無機膜、これらの単独または複合膜等の公知
の材料から構成される。次に、Ｘ線吸収体１としては、
Ｘ線を充分に吸収し、かつ被加工性がよいことが必要と
なるが、０．２〜１．０μｍの範囲内の厚さとされるこ
とが好ましく、例えば、Ａｕ，Ｗ，Ｔａ，Ｐｔ等の重金
属、さらにはこれらの化合物にて構成される。また、Ｘ
線支持膜２を保持するための保持枠３は、シリコンウェ
ハー等によって構成される。保持枠３には、保持枠を補
強する補強体４が付設されていてもよく、補強体４は、
パイレックスガラスや石英ガラス等のガラスやＳｉやセ
ラミックスからなる。中でもヤング率５０ＧＰａ以上、
線膨張率が１×１０^-5Ｋ^-1以下のものが好ましい。

【００１５】これらのＸ線マスク構造体には、被転写体
側スペーサに接触するように薄膜７（ペリクル）が形成
される。この薄膜は露光Ｘ線の強度を下げることを防ぐ
ため、０．１〜５μｍの範囲内の厚さとされることが好
ましく、０．１〜１μｍの厚さとされることがより好ま
しい。Ｓｉ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＳｉＣＮ，Ｂ
Ｎ，ＡｌＮ，Ｃ等の無機膜、ポリイミド、ポリエステ
ル、ポリフェニレンサルファイト、ポリプロピレン、セ
ルロース（ニトロセルロース、酢酸セルロース）、ポリ
ビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル等やこれらの共重合体等の耐
放射線有機膜、これらの単独または複合膜等の材料から
構成される。また、これらの膜上に帯電防止膜としてＣ
やＩＴＯ、ポリジアセチレ、ポリ（ｐ−フェニレン）、
ポリピロール、ポリフェニレン、ビニレン、ポリアセン
等の導電性ポリマーが形成されていてもよいし、これら
の材料そのもので薄膜を形成してもよい。ポリフェニレ
ンサルファイトは導電性も耐放射線性も高くより有効な
薄膜である。そして、薄膜７は支持膜２との空間と外気
との圧力差を与えないため、連通孔８を設けている。

【００１６】

【実施例】次に、図面を使用しながら、本発明のＸ線マ
スク構造体の実施例についてさらに具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例断面図である。ＳｉＣ製
補強体４にＳｉＮ製支持膜２が２μｍＣＶＤにて成膜さ
れたＳｉウエハ製の保持枠３を接合する。接合方法は、
公知技術である直接接合または陽極接合等の接合強度の
大きい接合法を使用している。この補強体４と保持枠３
には連通孔８が設けられている。接合後、補強体４の中
心部孔方向からＳｉ材の保持枠３のバックエッチングを
行う。エッチング後Ａｕ製のＸ線吸収体１のパターンを
形成する。以上により通常のＸ線マスク構造体が完成す
る。このＸ線マスク構造体の吸収体のパターン面に感光
性樹脂（ネガレジスト等）２〜５μｍの膜厚をコーティ
ングし円管状のパターニングを行う。Ｘ線吸収体のパタ
ーンは、Ｘ線透過部（バックエッチ部）から外周側へか
けて支持膜２上に形成される。

【００１７】以上の工程によりできた円管状パターンが
スペーサー１１となる。予め外周に段差部が形成された
薄膜支持基板１３上にＳｉＮ製薄膜（ペリクル）７を製
膜し、この薄膜を補強体４の保持枠３側の面に備えた押
え板１３ａを介して載せネジで固定する。この薄膜支持
基板１３の厚みはメンブレン保持枠３の厚さに等しい
か、数μｍ小さく構成されている。この薄膜支持基板１
３の厚みが厚すぎるとＳｉＮ製の薄膜が破壊されてしま
う。また、押え板１３ａとネジの高さはマスク面より低
くなっていることは言うまでもない。以上により被転写
体と向かい合う側のＸ線マスク構造体に薄膜を備えるこ
とができＸ線吸収体のパターンのゴミからの保護がで
き、また薄膜の面がゴミ等で汚れた場合交換することが
可能である。また連通孔８により支持膜２と薄膜７のス
ペースと外気との差圧が発生せず膨張したり、密着した
りすることがない。薄膜支持基板１３には溝１３ｂが数
ヵ所設けられ外気との連通をなしている。

【００１８】次に第２の実施例について述べる。図２
は、接着方法を用いて、連通孔の空いたバックエッチン
グ済みの２〜６μｍの反りをもった保持枠３の支持膜２
上にＸ線吸収体１のパターンを形成し、反った状態のま
ま連通孔を合わせて補強体４に接着固定したＸ線マスク
構造体に、厚さ１μｍのポリイミド有機薄膜（ペリク
ル）７を保持枠３の外周部に突き当て、補強体４の外周
にエポキシ系接着剤で接着した。この保持枠３はＳｉウ
エハ製の場合、オリエンテーションフラットが小さくＳ
ｉウエハを使用する。この方法によると実施例１のスペ
ーサの形成工程が短縮できる。有機薄膜（ペリクル）を
交換する場合は接着部を剥離する。

【００１９】第３の実施例は、例えば露光装置におい
て、Ｘ線マスク構造体とウエハを用いて露光、あるいは
アライメント時に、ペリクルとウエハの間隔を光学測定
系を用いて検出する例である。図３はＸ線マスク構造体
の断面の概略図である。Ｘ線マスク構造体は、厚さ２ｍ
ｍのＳｉからなる保持枠３、Ｘ線透過性の支持膜２とな
るＣＶＤにて成膜された厚さ２．０μｍのＳｉＣの膜、
メッキにより形成されたＡｕＸ線吸収体１、接着剤５に
て保持枠３と接着されているＳｉＣからなる補強体４で
構成されている。補強体４上に枠体６上に貼られた薄膜
（被転写体側）７が支持膜２との間隔が５μｍとなるよ
うな着脱容易な粘着剤９にて装着されている。枠体６は
Ａｌからなり、圧力調整用の穴８があけられている。穴
８にはゴミの侵入を防ぐフィルターが取り付けられてい
る。薄膜７は０．８μｍ厚のポリイミドからなり、平面
度１μｍ以下に制御されている。薄膜７上には、ペリク
ルとウエハの間隔を測定する測定マーク１０が形成され
ており、本実施例では後述する光学測定系に最適な誘電
体膜、あるいは金属薄膜により測定マーク１０が形成さ
れている。

【００２０】ここで、Ｘ線構造体を構成する各部材の好
ましい形態を述べる。まず支持膜２はＸ線を充分に透過
し、かつセルフスタンドする必要があるので、１〜１０
μｍの範囲内の厚さとされることが好ましく、例えば、
Ｓｉ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＳｉＣＮ，ＢＮ，Ａ
ｌＮ，Ｃ等の無機膜、これらの単独または複合膜等の公
知の材料から構成される。次に、Ｘ線吸収体１として
は、Ｘ線を充分に吸収し、かつ被加工性がよいことが必
要となるが、０．２〜１．０μｍの範囲内の厚さとされ
ることが好ましく、例えば、Ａｕ，Ｗ，Ｔａ，Ｐｔ等の
重金属、さらにはこれらの化合物にて構成される。ま
た、支持膜２を保持するための保持枠３はシリコンウェ
ハー等によって構成される。

【００２１】保持枠３には、保持枠を補強する補強体４
が付設されていてもよく、補強体４は、パイレックスガ
ラスや石英等のガラスやＳｉやセラミックスからなる。
中でもヤング率５０ＧＰａ以上、線膨張率が１×１０^-5
Ｋ^-1以下のものが好ましい。これらのＸ線マスク構造体
には、支持膜２の両側には薄膜が形成される。薄膜は露
光Ｘ線の強度を下げることを防ぐため、０．１〜５μｍ
の範囲内の厚さとされることが好ましく、０．１〜１μ
ｍの厚さとされることがより好ましい。そして、Ｓｉ，
ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＳｉＣＮ，ＢＮ，ＡｌＮ，
Ｃ等の無機膜、ポリイミド、ポリエステル、ポリフェニ
レンサルファイト、ポリプロピレン、セルロース（ニト
ロセルロース、酢酸セルロース）、ポリビニルブチラー
ル、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル等、これらの共重合体等の耐放射線有機膜、
これらの単独または複合膜等の材料から構成される。ま
た、これらの膜上に帯電防止膜としてＣやＩＴＯ、ポリ
ジアセチレ、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリピロール、
ポリフェニレンビニレン、ポリアセン等の導電性ポリマ
ーが形成されていてもよいし、これらの材料そのもので
薄膜を形成してもよい。ポリフェニレンサルファイトは
導電性も耐放射線性も高くより有効な薄膜である。

【００２２】図４は上述のＸ線マスク構造体とウエハの
配置と、そのときのペリクルとウエハの間隔を検出する
間隔測定系の関係を示した概略図である。光源１２から
発せられた光束は、ペリクル７上に形成された測定マー
ク１０に照射される。測定マーク１０はＡｌ，Ｃｕ等の
金属薄膜からなるハーフミラーである。測定マーク１０
に照射された一部の光束は反射し、光位置検出器１８の
検出面に向かう。一方、測定マーク１０を透過した光は
ウエハ１４に向かい、ウエハ表面で反射し、その反射光
はペリクル７、支持膜２を透過し光位置検出器１８の検
出面に入射する。光位置検出器１８では、測定マーク１
０で反射した光束とウエハ１４で反射した光束のそれぞ
れの重心位置の間隔を求め、演算器１６でペリクル７と
ウエハ１４の間隔値に換算する。この換算値を定期的
に、あるいは常にモニターする。仮にペリクル７とウエ
ハ１４の間隔が異常に接近したことを検知した場合、演
算器１６よりマスク保持部材１１ａをＺ方向に駆動する
アクチュエータ１７ａ、あるいはウエハ保持部材１５を
Ｚ方向に駆動するアクチュエータ１７ｂに駆動信号命令
を送り、マスクとウエハの間隔が広がるようにする。

【００２３】このようにしてペリクル７とウエハ１４の
衝突を防止することができ、接触によるメンブレン２の
破壊を未然に防ぐことができる。測定マーク１０は、ペ
リクル７上に形成されているので、測定マークを形成し
たことによるメンブレン２の位置歪みが発生しない。ま
た、測定マーク１０は予めペリクル７がＸ線マスク構造
体に装着される前にペリクル７上に形成するので、測定
マーク１０の形成プロセスも容易であり、測定マーク１
０を形成する構成材料の選択も容易に行える。また、測
定マーク１０はペリクル７上の複数の位置に配置しても
よい。

【００２４】次に、本発明の第４の実施例を図５を用い
て述べる。図５においてＸ線マスク構造体は、実施例３
で述べたＸ線マスク構造体と同様であるが、ペリクル７
上にペリクル７の変動を検出するための測定マーク１９
が形成されている。このマークは透過型、あるいは反射
型の回折格子である。この測定マーク１９に光源１２か
ら発せられる光束を照射し、回折格子である測定マーク
１９からの回折光の光位置検出器１８への入射位置を検
出する。ここで、ペリクル７がウエハ１４に接触すれば
ペリクル７に位置変化が生じ、光位置検出器１８上の回
折光の入射位置も変化するので、ペリクル７とウエハ１
４の接触を検知することができる。また、測定マーク１
９のピッチを変えることにより回折光の回折方向を任意
に設定することができ、ペリクル７の変動を検出する測
定光学系の配置が容易になる。測定マーク１９はペリク
ル７上に複数個配置してもよい。また複数の回折格子か
らの回折光の位置変化を検出することにより、露光雰囲
気中の圧力変動によるペリクルの変動も測定することが
できる。

【００２５】次に、本発明の第５の実施例を図６を用い
て説明する。図６においてＸ線マスク構造体のペリクル
７上に形成される、ペリクル７の変動を検出するための
測定マーク２０は圧電素子により形成されている。この
圧電素子による測定マーク２０からの検出信号を定期
的、あるいは常時モニターしておけば、ペリクル７とウ
エハ１４が接触しているか否かを知ることができ、ウエ
ハとの接触によるメンブレン２の破壊を未然に防ぐこと
ができる。

【００２６】次に図７と図１１を用いて本発明の第６の
実施例について説明する。図１1は、前記Ｘ線マスク構
造体を備えたＸ線露光装置の全体構成図である。シンク
ロトロンリング２３３から発せられた高輝度のＸ線は、
Ｘ線ミラー２３４の全反射ミラーによってＸ線露光装置
に拡大指向される。転写時の露光量制御は露光量調整用
移動シャッタ２３５によって行う。シャッタ２３５を通
過したＸ線は、さらにＸ線マスク２３６を通過してウエ
ハ１４上のレジストにパターニングされる。図７は、Ｘ
線マスク構造体をＸ線を利用した半導体素子製造用の露
光装置に適用したときの要部概略図である。図７におい
て、１３９はＸ線ビームで、マスク１３４面上を照射し
ている。１３５はウエハで、例えばＸ線用のレジストが
表面に塗布されている。１３３はマスクフレーム、１３
４はマスクブレン（マスク）で、この面上にＸ線の吸収
体によりＩＣパターンがパターニングされている。１４
８はペリクル、１４７はペリクル７上に形成された、ペ
リクル７とウエハ１３５の間隔、あるいはペリクル７の
変動を測定する測定マーク。２３２はマスク支持体、１
３６はウエハチャック等のウエハ固定部材、１３７はｚ
軸ステージ、実際にはティルトが可能な構成になってい
る。１３８はｘ軸ステージ、１４４はｙ軸ステージであ
る。前述した各実施例で述べたマスクとウエハの位置ず
れ検出機能部分（位置ずれ検出装置）は筺体１３０ａ，
１３０ｂに収まっており、ここからマスク１３４とウエ
ハ１３５のギャップとｘ，ｙ面内方向の位置ずれ情報を
得ている。図７には、２つの位置ずれ検出機能部分の筺
体１３０ａ，１３０ｂを図示しているが、マスク１３４
上の四隅のＩＣパターンエリアの各辺に対応してさらに
２ヵ所の位置ずれ検出機能部分が設けられている。筺体
１３０ａ，１３０ｂの中には光学系、検出系が収まって
いる。１４６ａ，１４６ｂは各位置ずれ検出光である。

【００２７】これらの位置ずれ検出機能部分により得ら
れた信号を処理手段１４０で処理して、ｘｙ面内のずれ
とギャップ値を求めている。そしてこの結果を判断した
後、所定の位置内に収まっていないと、各軸ステージの
駆動系１４１，１４２，１４３を動かして所定のマスク
／ウエハずれ以内になるように追い込み、そして露光歪
みの影響による位置合わせ誤差を補正する量だけマスク
支持体の駆動系（不図示）を介してマスク１３４を動か
すか、あるいはウエハ１３５を動かし、しかる後にＸ線
ビーム１３９をマスク１３４に照射している。位置合わ
せが完了するまでは、Ｘ線遮蔽部材（不図示）でシャッ
トアウトしておく。なお、図７では、Ｘ線側、Ｘ線照明
系、ペリクル１４８とウエハ１３５の間隔検出器等は省
略してある。

【００２８】図８に、第３の実施例から第５の実施例で
述べたＸ線マスク構造体を用いて一連の露光動作を行う
際、ペリクル７上に形成された測定マークを用いて、ペ
リクル７とウエハ１４の間隔、あるいはペリクル７の変
動量が、予め設定しておいたトレランスを越えた場合の
マスク保持部材とウエハ保持部材の動き方の流れを示
す。

【００２９】次に第３の実施例から第６の実施例で述べ
たＸ線マスク構造体を利用した半導体デバイスの製造方
法の実施例を説明する。図９は半導体デバイス（ＩＣや
ＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ
等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では
半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク
製作）では設計した回路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
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。

【００３０】図１０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
ン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ
１５（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装置によっ
てマスクの回路パターンをウエハに焼き付け露光する。
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。本実施例の
製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度
の半導体デバイスを容易に製造することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る発明
によれば、被転写体と向かい合う側のマスクパターン面
に直接ゴミの付着がなく、また交換可能な薄膜を備えた
Ｘ線マスク構造体が実現される。

【００３２】さらに本発明によれば、マスクとウエハの
接触によるメンブレンの破壊を未然に防ぐことが可能で
あり高精度な半導体素子の製造方法を達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線マスク構造体の第１の実施例の断
面図。

【図２】本発明のＸ線マスク構造体の第２の実施例の断
面図。

【図３】本発明のＸ線マスク構造体の第３の実施例の断
面図。

【図４】第３の実施例のＸ線マスク構造体、測定光学系
の関係を示す図。

【図５】第４の実施例のＸ線マスク構造体、測定光学系
の関係を示す図。

【図６】第５の実施例のＸ線マスク構造体、測定光学系
の関係を示す図。

【図７】本発明を半導体素子製造用の露光装置に適用し
たときの要部概略図。

【図８】接触によるメンブレン破壊を防ぐための過程を
示す流れ図。

【図９】本発明の半導体素子製造のフローチャート。

【図１０】本発明の半導体素子製造のフローチャート。

【図１１】露光装置の概略図。

【図１２】Ｘ線マスク構造体の従来例を示す図。

【図１３】Ｘ線マスク構造体の従来例を示す図。

【図１４】Ｘ線マスク構造体の従来例を示す図。

【符号の説明】

１Ｘ線吸収体２支持膜（メンブレン）３保持枠４補強体５接着剤６枠体７薄膜（ペリクル）８圧力調整用穴（連通孔）９粘着剤１０，１９，２０測定マーク１１スペーサ１１ａマスク保持部材１２光源１２ｃ薄膜１３薄膜支持基板１３ａ押え板１３ｂ溝１４，１３５，１６０ウエハ１５ウエハ保持部材１６演算器１７ａ，１７ｂアクチュエータ１８光位置検出器２１緩衝膜２２ＢＮあるいはＳｉ3 Ｎ4 膜２３Ｓｉ基板２４マスクパターン１３０ａ，１３０ｂ筺体１３３マスクフレーム１３４，１６８マスク１３６マスク保持器１３７ｚ軸ステージ１３８ｘ軸ステージ１３９Ｘ線ビーム１４０処理手段１４１，１４２，１４３，１４７駆動系１４４ｙ軸ステージ１４６ａ，１４６ｂ位置ずれ検出光１６０ａウエハアライメントパターン１６４駆動回路１６８ａマスクアライメントパターン２３２マスク支持体２３３シンクロトロンリング２３４Ｘ線ミラー２３５露光量調整用移動シャッタ２３６Ｘ線マスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官新井重雄 (56)参考文献特開昭63−72119（ＪＰ，Ａ) 特開平４−240716（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16 G03F 7/20 503 G03F 7/20 521

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線吸収体と、該Ｘ線吸収体を支持する
支持膜と、該支持膜を保持する保持枠とからなるプロキ
シミティ露光用Ｘ線マスク構造体において、被転写体と
向かい合う側の支持膜のマスク面にＸ線吸収体の厚さよ
り厚いスペーサが形成され、薄膜が該スペーサに接し、
かつ該薄膜が補強体に固定されていることを特徴とする
Ｘ線マスク構造体。
【請求項２】Ｘ線吸収体と、該Ｘ線吸収体を支持する
支持膜と、該支持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、保持枠の外周縁部が被転写体側へ
向かって反っており、薄膜が該外周縁部に被転写体側か
ら接して、該薄膜の外周縁が補強体に固定されているこ
とを特徴とするＸ線マスク構造体。
【請求項３】支持膜と薄膜間の空間を外気に連通させ
るための連通孔が設けられている請求項１又は２記載の
Ｘ線マスク構造体。
【請求項４】薄膜が有機膜で構成されている請求項１
又は２記載のＸ線マスク構造体。
【請求項５】支持膜が無機膜で構成されている請求項
１又は２記載のＸ線マスク構造体。
【請求項６】Ｘ線吸収体と、該Ｘ線吸収体を支持する
支持膜と、該支持膜を保持する保持枠とからなるＸ線マ
スク構造体において、前記支持膜の少なくとも一方の側
に薄膜が存在し、該薄膜の少なくとも一方の面に、該薄
膜と被転写体との間隔、あるいは該薄膜の変位を検出す
るための測定マークが形成されていることを特徴とする
Ｘ線マスク構造体。
【請求項７】測定マークが誘電体膜、あるいは金属薄
膜により構成されている請求項６記載のＸ線マスク構造
体。
【請求項８】測定マークが回折格子により構成されて
いる請求項６記載のＸ線マスク構造体。
【請求項９】測定マークが圧電素子により構成されて
いる請求項６記載のＸ線マスク構造体。
【請求項１０】請求項６〜９記載のＸ線マスク構造体
の少なくとも１つを用いて露光を行うことを特徴とする
Ｘ線露光装置。
【請求項１１】請求項６〜９記載のＸ線マスク構造体
の少なくとも１つを用いて、該Ｘ線マスク構造体のマス
ク上のパターンをウエハ上へ転写する工程を介して製造
したことを特徴とする半導体デバイス。