JPH0298125A - X-ray mask - Google Patents
X-ray maskInfo
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＸ線マスク、特に、サブミクロンパターン転写
を行うＸ線露光に適用しうるＸ線マスクに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an X-ray mask, and particularly to an X-ray mask that can be applied to X-ray exposure for transferring submicron patterns.
近年の半導体はＤＲＡＭに代表されるように高集積化が
進む傾向にあり、超ＬＳＩのパターンの最小線幅もミク
ロからサブミクロンの領域へ突入しようとしている。In recent years, semiconductors, as typified by DRAM, are becoming highly integrated, and the minimum line width of a VLSI pattern is about to move from the micron to the submicron range.
このような状況において、従来の紫外線のｇ線。In this situation, conventional ultraviolet G-line.
ｉ線を用いた光学式の半導体露光装置では、光の波長に
よる解像度の限界が０．５μｍ程度と言われており、０
．５μｍ以下のパターンに対応できる次世代の露光装置
が強く望まれている。In optical semiconductor exposure equipment that uses i-rays, the limit of resolution depending on the wavelength of light is said to be about 0.5 μm,
．． There is a strong desire for next-generation exposure equipment that can handle patterns of 5 μm or less.
この次世代の露光装置として、現在Ｘ線露光装置が有望
視されており、研究・開発が進められている。As this next-generation exposure device, X-ray exposure devices are currently seen as promising, and research and development is progressing.
Ｘ線露光装置では、Ｘ線領域における実用的な光学系が
構成できないという理由により、露光方式が１＝１等倍
転写のプロキシミティ露光方式となっている。したがっ
て、Ｘ線露光のためのマスクは等倍マスクになる。In the X-ray exposure apparatus, the exposure method is a proximity exposure method in which 1=1 equal magnification transfer is performed because a practical optical system in the X-ray region cannot be constructed. Therefore, the mask for X-ray exposure is a one-size mask.
また、マスク基板材料としてはＸ線およびアライメント
光である可視光に対して透過率の高い材料が要求され、
従来のフォトマスクに用いられている石英基板は使えず
、ＢＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣなどの薄膜が採用されている。In addition, the mask substrate material is required to have a high transmittance for X-rays and visible light, which is alignment light.
The quartz substrate used in conventional photomasks cannot be used, and thin films such as BN, SiN, and SiC are used.
さらに、Ｘ線吸収体パターンにはＡｕ、Ｗ。Furthermore, the X-ray absorber pattern includes Au and W.
Ｔａなどの重金属が使われ、高アスペクト比のパターン
形成が要求される。Heavy metals such as Ta are used, and pattern formation with a high aspect ratio is required.
以上のことより、高精度Ｘ線マスクの開発は、Ｘ線リソ
グラフィ技術の研究・開発のなかでも非常に重要な課題
となっている。From the above, the development of high-precision X-ray masks has become a very important issue in the research and development of X-ray lithography technology.
また、高精度Ｘ線マスクは非常に高価なものであるので
、Ｘ線露光装置の設計にあたっては、マスクの保護は十
分考慮されなくてはならない。Furthermore, since high-precision X-ray masks are very expensive, protection of the masks must be fully considered when designing an X-ray exposure apparatus.
従来のＸ線マスクはシリコンフレーム８とマスク基板９
とＸ線吸収体パターン１０を含んで構成される。A conventional X-ray mask consists of a silicon frame 8 and a mask substrate 9.
and an X-ray absorber pattern 10.
第４図は従来のＸ線マスクの一例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a conventional X-ray mask.
第４図に示すＸ線マスクは、ＢＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣなど
のＸ線透過率の高い厚さ１〜２μｍ程度の薄膜からなる
マスク基板９上に、Ａｕ、Ｗ、Ｔａなどの重金属のＸ線
吸収体パターン１０が形成され、マスク基板９は厚さ０
．５ｍｎ程度のシリコンフレーム８で支持されている。The X-ray mask shown in FIG. 4 consists of a mask substrate 9 made of a thin film of about 1 to 2 μm thick with high X-ray transmittance such as BN, SiN, SiC, etc. Absorber pattern 10 is formed, and mask substrate 9 has a thickness of 0.
．． It is supported by a silicon frame 8 of about 5 mm.
第５図は第４図に示すＸ線マスクの一使用例を示す断面
図である。FIG. 5 is a sectional view showing an example of the use of the X-ray mask shown in FIG. 4.
シリコンフレーム９はマスクチャック１２に真空吸着さ
れ、レジスト１３を塗布されたウェハ１４はマスク基板
９から数１０μｍ隔てて平行に置かれる。マスク基板９
の上方からＸ線が照射され、マスク基板９上Ｘ線吸収パ
ターン１０がレジスト１３に転写される。The silicon frame 9 is vacuum-adsorbed to the mask chuck 12, and the wafer 14 coated with the resist 13 is placed parallel to the mask substrate 9 at a distance of several tens of μm. Mask substrate 9
X-rays are irradiated from above, and the X-ray absorbing pattern 10 on the mask substrate 9 is transferred onto the resist 13.
マスクチャック１２の真空の万−切れな場合、Ｘ線マス
ク基板９はマスクチャック１２から落ち破損する恐れが
ある。したがってＸ線マスクの保護を考えた場合、万一
マスクチャックが真空破壊を起こしてもＸ線マスクが落
ちないような安全機構をマスクチャックとウェハの間に
設けることが望ましい。If the vacuum of the mask chuck 12 is broken, the X-ray mask substrate 9 may fall from the mask chuck 12 and be damaged. Therefore, when considering the protection of the X-ray mask, it is desirable to provide a safety mechanism between the mask chuck and the wafer to prevent the X-ray mask from falling even if the mask chuck were to break the vacuum.
しかし、Ｘ線マスクとウェハのギャップは高々数１０μ
ｍでＸ線マスク自体の厚さも０．５＋＋＋Ｉ＋＋程度な
ので、このような安全機構を設けるのは非常に困難であ
る。However, the gap between the X-ray mask and the wafer is several tens of microns at most.
Since the thickness of the X-ray mask itself is approximately 0.5+++I++, it is extremely difficult to provide such a safety mechanism.
丈な、Ｘ線マスクとウェハの高精度アライメントのため
には、あらかじめ各々プリアライメントをしておく必要
がある。特にＸ線露光では等倍転写のためＸ線マスクに
も高精度プリアライメントが必要とされる。In order to achieve high-precision alignment between the long X-ray mask and the wafer, it is necessary to perform pre-alignment for each in advance. In particular, in X-ray exposure, high-precision pre-alignment is also required for the X-ray mask in order to transfer images at the same magnification.
このため、−船釣には、Ｘ線マスクはプリアライメント
用ステージ上であらかじめプリアライメントされた後に
、マスクローダによってマスクチャックヘローデインク
されるが、マスクローダの運動精度や移し替え時のエラ
ーによってプリアライメント精度が制限されてしまう。For this reason, when fishing on a boat, the X-ray mask is pre-aligned on a pre-alignment stage and then chucked onto the mask chuck by a mask loader. Prealignment accuracy will be limited.
上述した従来のＸ線マスクはシリコンフレームをマスク
基板の支持材としているため、マスクチャックからウェ
ハまでの間隔が狭く、マスクチャックの真空破壊の起き
た場合の安全機構を設けるのが困難であり、停電や故障
の際にマスクを破損する恐れがあるという欠点があった
。Since the conventional X-ray mask described above uses a silicon frame as a supporting material for the mask substrate, the distance between the mask chuck and the wafer is narrow, and it is difficult to provide a safety mechanism in case vacuum breakdown of the mask chuck occurs. The drawback was that the mask could be damaged in the event of a power outage or breakdown.
また、従来のＸ線マスクのプリアライメント方法では、
プリアライメントの後にマスクローダでＸ線マスクをマ
スクチャックにローティングを行うため、プリアライメ
ント精度はマスクローダの運動精度に大きく影響され、
高精度プリアライメントが困難であるという欠点があっ
た。In addition, in the conventional X-ray mask pre-alignment method,
After pre-alignment, the mask loader loads the X-ray mask onto the mask chuck, so pre-alignment accuracy is greatly affected by the movement accuracy of the mask loader.
The drawback is that high-precision prealignment is difficult.
本発明のＸ線マスクはマスク上のＸ線吸収体パターンに
対して位置決めされた基準面を持ちかつ該基準面がマス
ク面と垂直な方向の動きを拘束する案内面である保持基
板を含んで構成される。The X-ray mask of the present invention includes a holding substrate that has a reference surface positioned with respect to the X-ray absorber pattern on the mask, and the reference surface is a guide surface that restrains movement in a direction perpendicular to the mask surface. configured.
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す断面図
および上面図である。FIGS. 1(a) and 1(b) are a sectional view and a top view showing an embodiment of the present invention.
第１図（ａ）、（ｂ）に示すＸ線マスクは、マスク基板
１と、前記マスク基板１を支持するシリコンフレーム２
と、マスク基板１上に形成されたＸ線吸収体パターン３
と、シリコンフレーム２に接着されＸ線吸収体パターン
３に対して正確に位置決めされたアリ溝案内面４ａ、４
ｂを有する保持基板５とを含んで構成される。第１図（
ｂ）に示すＸ線マスクは矩形の保持基板５を持ち、保持
基板５の対向する１対の縁がアリ溝案内面４ａ。The X-ray mask shown in FIGS. 1(a) and 1(b) includes a mask substrate 1 and a silicon frame 2 that supports the mask substrate 1.
and an X-ray absorber pattern 3 formed on a mask substrate 1.
and dovetail guide surfaces 4a, 4 that are bonded to the silicone frame 2 and positioned accurately with respect to the X-ray absorber pattern 3.
and a holding substrate 5 having b. Figure 1 (
The X-ray mask shown in b) has a rectangular holding substrate 5, and a pair of opposing edges of the holding substrate 5 are dovetail guide surfaces 4a.
４ｂとなっている。したがって、Ｘ線マスクを装着する
マスクチャックにアリ溝案内面４．ａ、４ｂに対応する
アリ溝を設けておくことにより、アリ溝案内がマスク面
に垂直方向の動きを拘束するので、万一マスクチャック
の真空が切れてもＸ線マスクが落下することはない。It is 4b. Therefore, the mask chuck on which the X-ray mask is mounted has a dovetail guide surface 4. By providing dovetail grooves corresponding to a and 4b, the dovetail groove guide restrains movement in the vertical direction to the mask surface, so even if the vacuum of the mask chuck breaks, the X-ray mask will not fall. .
第２図は第１図に示すＸ線マスクを装着するマスクチャ
ックの第１の例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a first example of a mask chuck on which the X-ray mask shown in FIG. 1 is mounted.
保持基板５を真空吸着するマスクチャック６には、保持
基板５のアリ溝案内面４ａ、４ｂに対応するアリ溝が形
成されていて、位置決めのためにアリ溝案内を片側に押
し付は予圧を加える予圧機構７が設けられている。The mask chuck 6 that vacuum-chucks the holding substrate 5 has dovetail grooves corresponding to the dovetail groove guide surfaces 4a and 4b of the holding substrate 5, and a preload is applied to press the dovetail groove guide to one side for positioning. A preload mechanism 7 is provided.
Ｘ線マスクはマスクチャック６のアリ溝に押され予圧機
構７により位置決めされた後に真空吸着される。The X-ray mask is pushed into the dovetail groove of the mask chuck 6, positioned by the preload mechanism 7, and then vacuum suctioned.
アリ溝案内の可動方向の位置決めは突き当てビンなどを
用いればよい。ただし、予圧機構７によりＸ線マスクの
保持基板５に力を加えることは、Ｘ線吸収体パターン３
の歪みの原因となるので、露光中は予圧を加えないこと
とする。Positioning of the dovetail guide in the movable direction may be performed using an abutment pin or the like. However, applying force to the holding substrate 5 of the X-ray mask by the preload mechanism 7 does not apply to the X-ray absorber pattern 3.
Do not apply preload during exposure as this may cause distortion.
第３図は第１図に示すＸ線マスクを装着するマスクチャ
ックの第２の例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a second example of a mask chuck on which the X-ray mask shown in FIG. 1 is mounted.
保持基板５を真空吸着するマスクチャック６には、保持
基板５のアリ溝案内面４ａ、４ｂに対応するアリ溝が形
成されていて、マスクチャック６は保持基板５の底面お
よびアリ溝案内面４ａを真空吸着する。The mask chuck 6 that vacuum-chucks the holding substrate 5 has dovetail grooves corresponding to the dovetail groove guide surfaces 4a and 4b of the holding substrate 5, and the mask chuck 6 has dovetail grooves corresponding to the dovetail groove guide surfaces 4a and 4b of the holding substrate 5. Vacuum adsorption.
したがって、マスクチャック６が保持基板５を真空吸着
すると自動的に保持基板５、すなわちＸ線マスクの位置
決めが行われる。アリ溝は、Ｘ線マスクの挿入が滑らか
に行える程度にする間を設けておく。Therefore, when the mask chuck 6 vacuum-chucks the holding substrate 5, the holding substrate 5, that is, the X-ray mask, is automatically positioned. The dovetail groove is provided with enough space to allow smooth insertion of the X-ray mask.
本発明のＸ線マスクは、マスク面と垂直な方向の動きを
拘束する案内面を設けることにより、停電よ故障によっ
てマスクチャックの真空が切れた場合のＸ線マスクの落
下を防止でき、Ｘ線マスクの破壊を防げるという効果が
ある。By providing the X-ray mask of the present invention with a guide surface that restrains movement in the direction perpendicular to the mask surface, it is possible to prevent the X-ray mask from falling even if the vacuum of the mask chuck is cut off due to a power outage or failure. This has the effect of preventing the mask from being destroyed.
また、案内面をＸ線マスクのＸ線吸収体パターンに対し
て位置決めしておくことにより、マスクチャックへの装
着時にＸ線マスクを案内面を基準として位置決めするこ
とができるので、高精度プリアライメントが可能である
という効果がある。In addition, by positioning the guide surface with respect to the X-ray absorber pattern of the X-ray mask, the X-ray mask can be positioned based on the guide surface when it is attached to the mask chuck, allowing for high-precision pre-alignment. The effect is that it is possible.
裏 １ 図
面の簡単な説明
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す断面図
および上面図、第２図は第１図（ａ）。Back 1 Brief Description of the Drawings FIGS. 1(a) and 1(b) are a sectional view and a top view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is FIG. 1(a).
（ｂ）に示すＸ線マスクを装着するマスクチャックの第
１の例を示す断面図、第３図は第１図（ａ）、（ｂ）に
示すＸ線マスクを装着するマスクチャックの第２の例を
示す断面図、第４図は従来の一例を示す断面図、第５図
は第４図に示すＸ線マスク−使用例を示す断面図である
。(b) is a sectional view showing the first example of the mask chuck on which the X-ray mask is mounted; FIG. 3 is a cross-sectional view showing the second example of the mask chuck on which the X-ray mask shown in FIGS. 4 is a sectional view showing an example of the conventional method, and FIG. 5 is a sectional view showing an example of the use of the X-ray mask shown in FIG.
１．９・・・マスク基板、２．８・・・シリコンフレー
ム、３．１０・・・Ｘ線吸収体パターン、４ａ、４ｂ・
・・アリ溝案内面、５・・・保持基板、６，１２・・・
マス１−−−マヌク薯４反、？−ラリコシフし一ム、３
−ｘ膿帥灸もンシ■フーシ
碗、４ｂ−−−アリ】邑室丙面
５−ラ磯逼坂
弔
？
固
第
聞
６−−−マヌクナプソ７．７一−−子月〕琲萬第
団
男
図1.9...Mask substrate, 2.8...Silicon frame, 3.10...X-ray absorber pattern, 4a, 4b.
... Dovetail guide surface, 5... Holding board, 6, 12...
Square 1 --- Manuku yam 4 squares? -Rarikoshifushi Ichimu, 3
-x Pushuan Moxibustion ■Fushi Bowl, 4b---Ali] Eupshi Hei-myeon 5-La Isodatsuzaka Condolence? Go No. 6 --- Manukunapuso 7.71 --- Kozuki〕Bimman Dai Dan Ozu
Claims (1)
基準面を持つかつ該基準面がマスク面と垂直な方向の動
きを拘束する案内面である保持基板を含むことを特徴と
するＸ線マスク。An X-ray mask comprising a holding substrate having a reference surface positioned with respect to an X-ray absorber pattern on the mask, the reference surface being a guide surface that restrains movement in a direction perpendicular to the mask surface. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251315A JPH0298125A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | X-ray mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251315A JPH0298125A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | X-ray mask |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298125A true JPH0298125A (en) | 1990-04-10 |
Family
ID=17220980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63251315A Pending JPH0298125A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | X-ray mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0298125A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051370A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Transfer mask blank, transfer mask, and transfer method using the transfer mask |
-
1988
- 1988-10-04 JP JP63251315A patent/JPH0298125A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051370A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Transfer mask blank, transfer mask, and transfer method using the transfer mask |
| US7582393B2 (en) | 2002-12-03 | 2009-09-01 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Transfer mask blank, transfer mask, and transfer method using the transfer mask |
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