JPH03235321A - Ｘ線露光用マスク - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、半導体集積回路などのＸ線露光に用いられ
るＸ線露光用マスクに関する。

（従来の技術） 一般に半導体集積回路は、半導体ウェハに複数個のパタ
ーンを形成したのち、この半導体ウェハを複数個のチッ
プに分割して形成される。そのパターンは、フォトリソ
グラフィ法により形成され、現在は、主としてそのパタ
ーン形成に光縮小投影露光方式が採用されている。この
光縮小投影露光方式でも、レンズの高性能化や光源の短
波長化などによって、解像度の向上が図られ、微細パタ
ーンの形成が可能になっている。しかし、この光縮小投
影露光方式では、高密度半導体集積回路に望まれる線幅
０．５μｌ以下のパターンの形成は困難であり、他の露
光方式が必要であると考えられている。

その１方式としてＸ線露光方式があり、なかでも５ＯＲ
（Ｓｙｎｃｋｒｏｔｒｏｎ　０ｒｂｉｔａｌ　Ｒａｄｉ
ａｔｉｏｎ）リングをＸ線源とするＸ線露光方式が有望
視されている。

このＳＯＲリングをＸ線源とするＸ線露光方式では、第
５図に示すように、ＳＯＲリング（１）と、半導体ウェ
ハ（警）とこの半導体ウェハ（Ｗ）に焼付ける所定のパ
ターンの形成されたＸ線露光用マスク（Ｍ）とを所定の
位置関係に保持する露光部（２）と、ＳＯＲリング（１
）から放射されるＸ線（３）を露光部（２）方向に導く
高真空のビームライン（４）などを備え、かつこのビー
ムライン（４）の内側に設置されたＸ線ミラー（５）に
より、ＳＯＲリング（１）から放射されたＸ線（３）の
短波長部分をカットし、ビームライン（４）の末端部に
設置されたＢｅ窓（６〉を介して、露光部（２）内に所
定の位置関係保持されたＸ線露光用マスク（Ｍ）および
半導体ウェハ（讐）に導くように構成されたＸ線露光装
置が用いられている。

そのＸ線露光用マスク（Ｍ）としては、第６図に示すよ
うに、中央部にＸ線を透過させる開孔（８）が形成され
たマスク基板（９）の一方の面に上記開孔（８）を覆う
厚さ１〜数μｍのメンブレン（１０）を形成し、上記開
孔（８）上のメンブレン（１０）に厚さ０．５〜１μ■
程度のＸ線露光用パターン（１１）を形成したものが用
いられている。通常、そのマスク基板（９）はシリコン
により、またメンブレン（１０）は、シリコン、窒化シ
リコン、炭化シリコン、窒化ボロンなどにより、さらに
パターン（１１）は、金、タングステン、タンタルなど
により形成される。

ところで、上記Ｘ線露光用マスク（Ｍ）は、露光時、周
辺部を保持部として、その周辺部の複数箇所をたとえば
バキュームチャック（１２）で保持することにより、半
導体ウェハと所定の位置関係に保持される。

そのため、このＸ線露光用マスク（Ｍ）は、その平面度
とこれを保持するバキュームチャック（１２）の平面度
とが一致している場合には正常に保持され、メンブレン
（ｌＯ）にその保持による応力を加えることはないが、
平面度が一致していない場合、すなわち、たとえばバキ
ュームチャック（１２）間に段差がある場合は、第７図
に示すように、チャック保持により生じた応力が開孔（
８）上のメンブレン（１０）に集中して、その開孔（８
）上のメンブレン（１０〉に傾斜角θで示した撓みか生
じ、半導体ウェハへの転写パターンの形状精度を低下さ
せ、かつＸ線透過率を変化させて、半導体ウェハに所要
のパターンを高精度に転写することができなくなる。

（発明が解決しようとする課８） 上記のように、高密度半導体集積回路のパターンを形成
するためのＸ線露光方式では、半導体ウェハとＸ線露光
用マスクとを所定の位置関係に保持しておこなわれ、そ
のＸ線露光用マスクとして、周辺部を保持部としてその
内側にＸ線を透過させる開孔が形成されたシリコンから
なるマスク基板の一方の面に、その開孔を覆うように窒
化シリコン、炭化シリコンなどからなる厚さ１〜数μｍ
のメンブレンを形成し、その開孔上のメンブレンに金、
タングステンなどからなる厚さ０．５〜１μ厘程度のＸ
線露光用パターンを形成したものが用いられ、露光時、
その周辺部の複数箇所をバキュームチャックで保持する
ことにより、半導体ウェハと所定の位置関係に保持され
る。

そのため、このようなＸ線露光用マスクでは、その平面
度とこれを保持するバキュームチャックの平面度とが一
致している場合には正常に保持されるが、その平面度が
一致しない場合には、それを保持することにより生ずる
応力が開孔上のメンブレンに集中し、その開孔上のメン
ブレンに撓みが生じ、転写パターンの形状精度の低下、
Ｘ線透過率の変化などにより、半導体ウェハに所要のパ
ターンを高精度に転写することかできなくなるという問
題がある。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、Ｘ線露光用マスクをバキュームチャックなどに
より保持しても、メンブレンに撓みを生じない構造にす
ることを目的とする。

［発明の構成］ （発明が解決しようとする課題） 周辺部を保持部としこの保持部の内側にＸ線を透過させ
る開孔が形成されたマスク基板の一方の面に、上記開孔
を覆うメンブレンが形成され、その開孔上のメンブレン
にＸ線露光用パターンが形成されたＸ線露光用マスクに
おいて、上記マスク基板の保持部と開孔との中間部に上
記保持部側から上記開孔上のメンブレンに加えられる応
力を吸収して変形する応力緩和部を設けた。

（作　用） 上記のように、マスク基板の保持部と開孔との中間部に
上記保持部側から上記開孔上のメンブレンに加えられる
応力を吸収して変形する応力緩和部を設けると、Ｘ線露
光用マスクを保持部で保持したとき生ずる応力をその応
力緩和部で吸収して、開孔上のメンブレンに及ぼさない
ようにすることかできる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にその一実施例である高密度半導体集積回路のＸ
線露光に用いられるＸ線露光用マスクを示す。このＸ線
露光用マスクは、シリコンからなるマスク基板（２０）
と、このマスク基板（２０）の一方の面に形成された厚
さ約１μｍの窒化シリコンからなるメンブレン（２１）
と、このメンブレン（２１）上に形成された厚さ約０．
８μｍの金からなるパターン（２２）とにより構成され
ている。

そのマスク基板（２０）には、中央部に、たとえば高密
度半導体集積回路１個分の露光に必要な２５關×２５關
程度の大きさの開孔（８）が形成され、さらにその開孔
（８）を取囲むように周辺部との間に基板（２０）を貫
通する切込み溝（２３）が形成されている。

メンブレン（２１）は、このマスク基板（２０）の開孔
（８）および切込み溝（２３〉を覆うようにマスク基板
（２０）の一方の面に形成され、かつ側面を覆ってマス
ク基板（２０）の他方の面に及んでいる。また、パター
ン（２２）は、上記開孔（８）上のメンブレン（２１）
に形成されている。

このようなＸ線露光用マスクは、つぎのように製造する
ことができる。

第２図（ａ）に示すように、まずＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｅ）法あるいはスパッタ
ー法などにより、マスク基板（２０）の表裏、側面の全
面に厚さ約１μｍの窒化シリコンからなるメンブレン（
２１）を形成する。

つぎに、同（ｂ）に示すように、そのマスク基板（２０
）の一方の面（表面側）のメンブレン（２１）上に、Ｃ
ＶＤ法あるいはスパッター法などにより、厚さ約２００
人の金／クローム（Ａｕ／Ｃｒ）　（クロームが下層）
からなる薄膜（２５）を形成する。

つぎに、同（Ｃ）に示すように、上記金／クロームから
なる薄膜（２５）上にポリメチルメタアクリレート樹脂
からなる感光剤を塗布して厚さ約１μｍの感光剤薄膜を
形成し、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ＢｅａＩｇ）露光法
により、マスク基板（２０）中央部の所定位置に、高密
度半導体集積回路のパターンと同じポジパターンからな
るレジスト膜（２６）を形成する。

つぎに、同（ｄ）に示すように、このレジスト膜＜２６
）の形成された金／クロームからなる薄膜（２５〉上に
厚さ約０．８μｍの金（Ａｕ）めっきを施して、Ｘ線露
光用のパターン（２２）を形成する。

その後、同（ｅ）に示すように、レジスト膜を剥離し、
さらに、同（ｒ）に示すように、異方性エツチングによ
りマスク基板（２０）を裏面側からエツチングして、マ
スク基板（２０）の一方の面に形成されている金／クロ
ームからなる薄膜を除去するとともに、開孔（８）およ
び切込み溝（２３）を形成することにより得られる。

ところで、上記のようにマスク基板（２０）の開孔（８
）と周辺部との中間に、その開孔（８）を取囲むように
切込み溝（２３）を形成すると、第３図に示すように、
マスク基板（２０）の周辺部を保持部として、その周辺
部をたとえば複数個のバキュームチャック（１２）によ
り保持したとき、そのバキュームチャック（１２）に段
差りがあるために、マスク基板（２０）を正常に保持で
きない場合、上記バキュームチャック（１２）の保持に
より生ずる応力は、上記切込み溝（２３）部分で吸収さ
れ、この切込み溝（２３）上のメンブレン（２１）を変
形させる。すなわち、切込み溝（２３）部分を応力緩和
部として、その応力を開孔（８）上のメンブレン（２１
）に及ぼさないようにすることができる。したがって、
従来バキュームチャックの保持により生じたる応力のた
めに開孔上のメンブレンに生じた撓みを回避でき、その
撓みによる半導体ウェハへの転写パターンの形状精度の
低下やＸ線透過率の変化をなくすことができ、半導体ウ
ェハに所要のパターンを高精度に転写することができる
。

つ１に、他の実施例について説明する。

上記実施例では、マスク基板の板面を貫通する切込み溝
を形成して応力緩和部としたが、この応力緩和部は、第
４図に示すように、マスク基板（２０）を両面に切込み
溝（２３ａ）　、　（２３ｂ）を形成して、マスク基板
（２０）の板厚方向中間部の肉厚の薄い部分を応力緩和
部としても、同様の効果を奏するＸ線露光用マスクとす
ることができる。

なお、この例のＸ線露光用マスクのその他の部分につい
ては、前記実施例と同一部分に同一番号を付してその説
明を省略する。

［発明の効果コ 上記のように、マスク基板の保持部と開孔との中間部に
上記保持部側から上記開孔上のメンブレンに加えられる
応力を吸収して変形する応力緩和部を設けると、Ｘ線露
光用マスクを保持部で保持したとき発生する応力をその
応力緩和部で緩和して、開孔上のメンブレンに及ぼさな
いようにすることができ、従来その応力のために生じた
開孔上のメンブレンの撓みを回避でき、被露光部材への
転写パターンの形状精度の低下やＸ線透過率の変化をな
くして、高精度の転写をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の詳細な説明図で、第１
図はその一実施例であるＸ線露光用マスクの構造を示す
断面図、第２図（ａ）ないしくｆ）はそれぞれその製造
方法を説明するための図、第３図は第１図に示したＸ線
露光用マスクの応力緩和作用を説明するための図、第４
図は他の実施例の断面図、第５図はＳＯＲリングをＸ線
源とするＸ線露光装置の構成を示す図、第６図は従来の
Ｘ線露光用マスクの構造を示す断面図、第７図は従来の
Ｘ線露光用マスクの応力によるメンブレンの撓みを説明
するための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 周辺部を保持部とし、この保持部の内側にＸ線を透過さ
   せる開孔が形成されたマスク基板と、上記マスク基板の
   一方の面に形成されて上記開孔を覆うメンブレンと、上
   記開孔上のメンブレンに形成されたＸ線露光用パターン
   とを具備するＸ線露光用マスクにおいて、 上記マスク基板の保持部と開孔との中間部に上記保持部
   側から上記開孔上のメンブレンに加わる応力を緩和する
   応力緩和部を設けたことを特徴とするＸ線露光用マスク
   。