JPH02260413A - Ｘ線露光装置及びｘ線露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｘ線による露光を行う為
の露光装置で使用するＸ線マスク構造体、これらのマス
ク構造体を使用するＸ線露光装置及びＸ線露光方法に関
する。

（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。

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０．５μｍ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Ｘ１ｉ１１領域（７
乃至１４人）の光を利用したステッパが開発されつつあ
る。

これらｘ＊ｎ光装置に用いられるマスク構造体は、例え
ば、第３図に示す様に、Ｘ線透過材で出来たＸ線透過１
ＩＩ３１とそれを緊張保持する保持枠３２とからなって
おり、該Ｘ線透過膜３１上にはアライメントマーク及び
所望の幾何学的配置をもって配列されたＸ線吸収体３３
が形成されている。

Ｘ線透過膜３１の形成方法はその使用材質が有機薄膜か
無機薄膜かによって大別される。前者はＸ線の透過率が
高く可視光に対しても透明である様な材質が選ばれ、そ
のヤング率、熱膨張係数、表面粗さ等から、ポリイミド
、ポリアミド、マイラー等のフィルムが好んで用いられ
る。これらのＸ線透過膜３１は保持枠３２に接着剤によ
って緊張保持させられ、これらのＸ線透過膜３１が十分
な平面度を（ｆする形で固定される。

方、Ｘ線透過膜として無機材質を用いる場合は、第４図
に示す様に５シリコンウエハ４２′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４１が僅かに引っ張り応力をもつ様に形成さ
れる。次に膜４１を堆積したシリコンウェハ４２′を、
裏面から必要な領域（Ｘ線を透過せしめる為の領域）の
みエツチングにより除去すると、無機ｇｉ膜４１がシリ
コンウェハ４２′上に緊張保持された状態のマスクブラ
ンクスが得られる。しかしながらこのままの状態ではシ
リコンウェハ４２′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、補強体４２を接着剤により接着
しで用いるのが普通である。

前記いずれの場合においても保持枠３２（第３図）若し
くは補強体４２（第４図）は、部分に強度が大きく熱的
に安定で且つ軽いものが望まし・い。従来はこわらの形
成材料として石英ガラス、硼硅酸ガラス（パイレックス
）、ステンレス濶等が用いられていたが、最近ではセラ
ミックス焼結体が−Ｆ記条件をよく満たす為に使用され
る様になった。

上記の如きマスク構造体を用いるＸ線露光装置は、第１
図に図解的に示す様にＸ線発生源とＸ線露光領域を区画
するチャンバー１とシリコンウェハ等の被露光材２を所
定位置に固定するウェハーチャック３と上記マスク構造
体４を被露光材の上の所定位置に重ねるマスク把持手段
（マスクチャック）５を主要部分として形成されている
。

（発明が解決しようとしている間迦点）ところが、上記
の如き保持枠や補強体を形成するセラミックス材料等は
強度、熱的安定性等に優れた材料であるが、一般的には
絶縁性の高い材料であり、丈、Ｘ線露光装置内はＸ線の
強度が低下しない様に真空又はヘリウム雰囲気とな７て
いる。その結果この雰囲気内でＸ線の露光を行うと、マ
スク構造体のマスク面に静電気やＸ線吸収体から放出さ
れる二次電子が帯電され、マスク面と被露光材とが接触
して放電し、マスク面が傷つけられたり、破Ｈ１すると
いう問題があり、更に放出される光電子や二次電子等の
影響で被露光材トのレジストが過剰露光され、微細パタ
ーン形成時に寸法精度等に狂い等を生しるという問題が
発生している。

従って本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し、
帯電防止性や寸法精度に優れたＸ線マスク構造体、Ｘ線
露光装置及びＸ線露光方法を提供することである。

（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線透過膜とこれら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、該保持枠の少なくとも
一部にＸ線透過膜に導通している導電部を設けたことを
特徴とするＸ線マスク構造体及びこれらのマスク構造体
を使用するＸ線露光装置及びＸ線露光方法である。

（作　　用） Ｘ線マスクとこれを把持する４段との両方の少なくとも
一部に導電部を形成し、これらの導電部を必要に応じて
電気的に接続することにより、露光時の帯電が防止され
、又、露光時に発生する光電子やオージェ電子等が有効
に除去されるので、適正且つ寸法精度に優れたＸ線露光
が実現される。

（実施例） 以下、図面を使用して本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図は本発明のｘ＆！ｉｌｎ光装置の断面を図解的に
説明する図である。

本露光装置はＸ線マスク４の一側面部とマスクチャック
５の一部を構成するＶブロック６との間に電気的接点を
有し、■ブロック部６とチャンバー１が導通しており、
チャンバー１がアース電位となっている。チャンバー内
はヘリウム雰囲気であり、その圧力は１００　ｔｏｒｒ
程度となっている。

第２図はＶブロック２６とＸ線マスクＭがマスクステー
ジ３０（第３図）に搭載された状態を示す図である。こ
こでマスク保持枠２２はＶブロック２６に突き当たり、
マスク保持枠２２とＶブロック２６が実質的に密着した
場合に前記マスクの回転成分を除いた所望の位置が得ら
れる。２９は面記マスクの切り欠きに嵌合もしくは挿入
されるビンであり、切り欠きの一端とビン２９の一部が
突き当り前記マスクの回転方向の位置決めを行う。更に
Ｖブロック２６の一部からアースバネ２５を設置し、マ
スクの端面と接触することにより、ｘｎｎｎｎ光重金属
からなるＸ線吸収体から発生する光電子及びオージェ電
子はＸ線透過股上に形成されたマスク電極層２４に吸収
される。ここで用いられるアースバネ２５は、材質はリ
ン青銅で、Ｘ線マスクと接触する部分をＸ線マスク面を
傷つけない様に、接触端は曲面になっているが、材質及
び形状は導電性があり、Ｘ線マスクを傷つけなければこ
れらの限りではない。

第３図は第２図示のＸ線マスク構造体のＡ−Ａ′断面図
である。３３はＸ線吸収体であり、本実施例では金を用
いているが、タンタルやタングステン等、露光Ｘ線に対
して吸収が大きい材料であれば構わない。３１は吸収体
３３を支持しているＸ線透過膜でポリイミドを用いてい
るが、無機膜である窒化硅素（ＳｉＮ）　、炭化硅素（
ＳｉＣ）　、窒化硼素（ＢＮ）又は有機膜と無機膜の複
合膜でも構わない。３２はＸ線透過膜３１を保持してい
る保持枠である。このＸ線マスクの全面に金を１００人
の厚みに蒸着して電極層３４とした。本発明のＸ線露光
装置に前記Ｘ線マスクを用いて、Ｘ線露光をすることに
より、露光時に発生する帯電が防止され、その結果Ｘ線
マスクがクエへに接触することなく、Ｘ線吸収体層を破
損することが無くなった。

実施例２ 第４図は他の実施例のＸ線マスクの断面図、■ブロック
及びアースバネの取り込み断面図である。

厚さ２ｍｍのシリコン基板４２′上に窒化硅素、炭化硅
素、窒化硼素等の無機薄膜４１を４μｍ程度の厚みに蒸
着した後、この無機薄膜４１−にに金からなる吸収体パ
ターン４３を形成し、シリコン基板４２′の吸収体面側
全面に１００人の厚みのパラジウムからなる電極層４４
を蒸着した。このシリコン基板４２′の一部を裏面から
エツチングし、補強体４２に接着することにより本発明
のＸ線マスク構造体となる。

このＸ線マスク構造体をＶブロック４６に突き当ること
により、シリコン保持枠４２′の側面にアースバネ４５
が接触し、Ｘ線露光時に吸収体４３から発生する光電子
やオージェ電子がパラジウム電極層４４を通してアース
バネ４５からアース電位になることでウェハとマスクと
が接触することを防ぐことが出来た。

上側の薄膜４４の厚さはＸ線の透過率と膜自体の強度と
を考慮して決められるが、実質的には０．５μｍないし
５μｍの厚さにするのが好適である。

実施例３ 第５図は実施例３におけるＶブロック部にＸ線マスクが
突き当るときの平面図である。

第６図は第５図のＡ−Ａ　’の断面図である。

先ず、補強体６２にセラミックス等の絶縁物を用いた場
合には、補強体６２の一部に黄銅、鉄、アルミ等の金属
からなる電極６７を埋め込んだ。

又、実施例２と同様に比抵抗ｉｏｏΩ・Ｃｍ以下のシリ
コン基板６２′上に無機薄膜６１を蒸着し、無機薄膜６
１の一部をシリコン基板面が露出する迄エツチングし、
リフト・オフ法にてエツチングされた部分にニッケル６
８を埋め込んだ。

尚、リフト・オフ法にて埋め込まれる金属は、導電性が
あればどの様な材料でもよい。

その後は実施例２と同様に無機薄膜６１上に吸収体６３
及び電極層６４を形成して、シリコン基板６２′の一部
を裏面からエツチングしてシリコン保持枠４２′となし
、前記加工された補強体６２に接着することで本発明の
Ｘ線マスク構造体となる。

このＸ線マスク構造体の場合には吸収体６３等から発生
した光電子やオージェ電子等は、電極層６４からリフト
オフ金属６８を介してシリコン保持枠４２′及び補強体
の金属６７を通して流れ、■ブロック６６にてアース電
位となる。

又、吸収体パターンが形成されたシリコン保持枠６２′
と補強体６２とを接着する際に、ビン５９（第５図）が
嵌合される切り欠き部と補強体６２の金属部６７とが、
Ｘ線露光時にＶブロック６６に突き当る部分と対応する
様に接着することで、自動搬送系自動位置合わせにおい
ても、Ｘ線マスクとＶブロック６６とが機能的に電気的
接点を得ることが出来る。

又、これら実施例ではＶブロック６６からアース部接点
をとっているが、Ｖブロック６６以外の例えばマスクス
テージの一部からアースバネを引き出すことも可能であ
る。

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線マスク構造体
とその把持手段とが電気的に接続されている限りにおい
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。

（効　　果） 以上の様に本発明によれば、Ｘ線マスクとこれを把持す
る手段との両方の少なくとも一部に導電部を形成し、こ
れらの導電部を必要に応じて電気的に接続することによ
り、露光時の帯電が防止され、又、露光時に発生する光
電子やオージェ電子等が有効に除去されるので、通正且
つ寸法精度に優れたＸＮＩＡ露光が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線露光装置の断面を図解的に説
明する図である。 第２図は本発明のマスク構造体を図解的に説明する図で
ある。 第３図は第２図のＡ−Ａ　’断面を図解的に説明する図
である。 第４図は本発明の他の例のマスク構造体を図解的に説明
する図である。 第５図は本発明の他の例のマスク構造体を図解的に説明
する図である。 第６図は第５図のＡ−Ａ′断面を図解的に説明する図で
ある。 １：チャンバー ２：ウェハ ３：ウェハチャック ４、Ｍ：Ｘ線マスク ５：マスクチャック ３１．４１，６１　：Ｘ線透過膜 ２２．３２，４２，５２．６２：保持枠又は補強体 ４２′、６２′：シリコン基板 ３３．４３．６３　：Ｘ線吸収体 ２４．３４，４４，５４，６４：電極層２５．３５，４
５：アースバネ ６．２６，３６，４６，５６，６６：Ｖブロック ５７．６７：金属 ５８．６８：金属 ２９．５９＋ビン 第１図 Ｘ−ｒａｙ 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）所望パターンのＸ線吸収体と該吸収体を保持する
   Ｘ線透過膜とこれら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、該保持枠の少なくとも一部にＸ線
   透過膜と導通している導電部を設けたことを特徴とする
   Ｘ線マスク構造体。
2. （２）Ｘ線発生手段とＸ線露光領域とＸ線被露光材を所
   定位置に固定する手段とＸ線マスクを所定位置に固定す
   るマスク把持手段とを含むＸ線露光装置において、上記
   Ｘ線マスクと該マスクを把持する手段との少なくとも一
   部に夫々導電部を形成し、これらの導電部が必要に応じ
   て電気的に接触する様にしたことを特徴とするＸ線露光
   装置。
3. （３）Ｘ線被露光材の表面にＸ線マスクを重ね、該マス
   クを通してＸ線を露光するＸ線露光方法において、上記
   Ｘ線マスクと該マスクを把持する手段の少なくとも一部
   に夫々導電部を形成し、これらの導電部を必要に応じて
   電気的に接触させることを特徴とするＸ線露光方法。
4. （４）Ｘ線マスクの保持枠が補強体も含む請求項１乃至
   ３に記載のＸ線マスク構造体、Ｘ線露光装置又はＸ線露
   光方法。