JPH0360013A - X線リソグラフイ用薄膜構造体 - Google Patents

X線リソグラフイ用薄膜構造体

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JPH0360013A
JPH0360013A JP2190881A JP19088190A JPH0360013A JP H0360013 A JPH0360013 A JP H0360013A JP 2190881 A JP2190881 A JP 2190881A JP 19088190 A JP19088190 A JP 19088190A JP H0360013 A JPH0360013 A JP H0360013A
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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、半導体デバイスの製造においてリソグラフィ
のレベル間で位置ずれを起こす、誘発性ウェーハ拡大エ
ラー(n+agrfication error)を修
正するシステムに関するものである。
具体的には、本発明は導電性X線リソグラフィマスク基
板上に施される圧電膜の寸法を制限するために、横方向
に電界をかけることに関する。
〔従来の技術〕
半導体デバイスの製造において、デバイスの線幅をサブ
ミクロンにするための技術として、X線リソグラフィの
研究がなされてきた。リソグラフィ技術は、マスクから
半導体ウェーハ上に施された様々な種類の層に所定のパ
ターンを複製する技術である。異なるマスクが、異なる
ウェーハのプロセスで使用される。パターンの微細化(
サブミクロン)が要求されると、ウェーハに対する各マ
スクの整合をしっかりと制御公差範囲内で行なうことが
非常に重要となる。
この種のエラーの一例として、プロセス誘発性ウェーハ
拡大エラーがある。このようなエラーは、様々なりソグ
ラフィのレベル間、即ちウェーハ及び様々なマスク間で
位置ずれを起こす。マスク整合の制御は、このようなエ
ラーを削減される重要なパラメータである。圧電薄膜を
X線基板上に施し、電界をかけることによってマスクの
位置決めを行なう提案がなされてきた。圧電薄膜の寸法
を直接制御するために、基板平面に沿って(横方向に)
かけられる電界が有効であると考えられる。
なぜなら、電界が縦方向に(即ち膜の厚さ方向に)かけ
られる時には、平面内の横方向の寸法変化は膜の結晶構
造の関数となるからである。即ち、いくつかの場合では
、寸法変化は非結晶又は多結晶の物質に対して等方性と
なるのである。加えて、横方向の寸法変化は、物質のポ
アッソン比の関数としてかなり小ε<なる。
従って、誘電体マスク基板上に施される圧電膜には、横
方向の電界の使用が好ましい。圧電膜が導電性基板上に
施される場合、横方向の電界は均一ではない。なぜなら
、等電位底面の存在と組み合わさって、膜の上面及び底
面間で大きな電圧降下が生じるからである。放射線損傷
の影響を最小にするために、導電性マスク基板が必要で
ある。
現行の技術において、導電性基板を用いた場合、横方向
の電界をかけて圧電膜を制御し、位置決めエラーを修正
する満足な技術はない。
この技術分野において、リソグラフィマスクを整合する
ための別の様々な技術が提案されてきた。
しかしながら、位置決めエラーを修正するために圧電薄
膜を用いるという技術を扱った者はいない。
例えば、米国特許第4,694.477号では、X線リ
ソグラフィマスクが使用されている。位置決めは、マス
クの外部に位置する圧電変換素子によって行なわれる。
この提案に従って、マスク及びフレームは6つの自由度
を有するステージ仮に取り付けられる。ステージ板の位
置決めは、圧電変換器を用いることによって行なわれる
。マスクを整合しながら、マスク自体の寸法制御はでき
ない。
圧電技術を用いて光電陰極マスクを、整合する別の技術
は、米国特許第3,887.811号に開示されている
。前出の第4.694,477号とは異なり、米国特許
第3,887.811号は、光電陰極マスク及びウェー
ハの間で相対的な回転を引き起こす電圧素子の使用によ
る角度の整合を与える。従って、外部で発生した力を使
用することによってマスクを回転させ、物理的移動を起
こす。
温度変化を用いた寸法制御は、米国特許第4,256.
829号及び欧州特許第054641号において開示さ
れている。米国特許第4.256,829号では、基板
及びマスクのエラーを局所的温度変化によって調整し、
各プロセス間で存在する平らな寸法的ゆがみを説明して
いる。欧州特許第054641号では、一連のスルーホ
ール又はバイアを有するシャドウマスクの製造について
開示している。マスク及びウェーハを室温において故意
に位置ずれさせて製造するのだが、マスクが動作温度に
達した時バイアス整合させる。マスク及びウェーハの熱
膨張の差を見積ることによって、整合ずれを補償するの
である。あらかじめ計算される温度が様々であれば、位
置決めは達成されない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、X線マスクと関連のある拡大エラーを
修正するシステムを与えることである。
そして、本発明のもう1つの目的は、横方向の電界を用
いて拡大エラーを修正する圧電気膜を制御する薄膜構造
体を規定することである。
さらに本発明の目的は、圧電膜に施したすだれ状電極を
与え、横方向の電界をかけてX線リソグラフィ構造にお
ける拡大エラーを修正する方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の目的を達成するために、高誘電率の圧電膜を付
着させる前に導電性基板上に比較的低い誘電率の薄膜を
付着させた台底構遺体を用いる。
低誘電率の膜は、高誘電率の圧電物質の厚さ方向の電圧
降下を低くするために設ける。従属的に、この低誘電率
の膜は導電性基板から圧電膜の底面を分離する。このこ
とによって、圧電膜内のすだれ状電極のギャップを横切
る比較的均一な電界が達成される。
さらに本発明に従って、電圧膜上にすだれ状電極を配置
する。
本発明の第1の具体例では、圧電膜及び電極は、X線露
光部分から離れた位置に、基板の上面、底面のいずれか
又は両面に置かれる。を極配置は、X−Y拡大エラーの
修正を行なうために、互いに直角に置かれる。加えて、
を極配置は露光部分のまわりを囲むように置かれる。
第2の具体例において、低いX線吸収を有するすだれ状
電極は、寸法変化を大きくするためにX線露光部分の内
に置かれる。直接、露光部分に電極を置くことによって
、適切にアドレスされた電極配列を用いた基板の区分を
、独立して調節することができる。
〔実施例〕
第1図を参照するに、本発明に従う薄膜構造の斜視図が
示されている。この構造は、比較的近し・誘電率の薄膜
12をその上に有する導電性基板IOからなる。この薄
膜物質の誘電率はε<10であり、代表的には酸化シリ
コン(S iOz ) 、窒化シリコン、窒化ホウ素(
BN)又はポリイミドである。比較的低い誘電率の薄膜
12の付着後、その上に高誘電率の圧電膜14を付着さ
せる。このような膜は、この技術分野では周知である。
例えば、チタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛及び
ジルコン酸チタン酸うンタニウム鉛、又は他の圧電物質
を薄膜の形状で付着できる。この膜の誘電率は、−殻内
にε>500とすべきである。
電圧膜層14の上には、すだれ状電極配列16を施す。
この技術分野では周知の方法で、金属の電極をパターニ
ングすることができる。第1図に示すように、配列16
は組んだ指のごとく互いにかみ合わされる。図示されて
いないが、選択された電極を作動させるために外部導電
体がある。
低誘電率の膜12は、高誘電率の圧電膜14の厚さ方向
に低い電圧降下を与える。誘電膜12は、導電性基板1
0から圧電IIl!14を分離する作用もある。従って
、圧電膜14内のすだれ状電極間のギャップを横切る比
較的均一な電界が達成される。
もし、低誘電率の膜12がなければ、圧電物質14内の
内部電界は不均一になりやすい。電極に電圧わかける時
、誘電膜12の絶縁破壊が起こらないように電圧を調節
しなければならない。
第2図を参照すると、本発明の第1の具体例が示されて
いる。第2図は、X線マスクの平面図である。導電性基
板10は、ウェーハ30上にX線露光部分20を有する
。第2図に示されるように、この部分20には圧電膜は
ない。すだれ状電極16は、図示されるように、互いに
直角に置かれ、X−Y拡大修正を可能にする。従って、
第2図のように、すだれ状電極16は4つのセットの形
をとり、各セットは第1図に示されるような電極対から
なる。セット22及び24が作動されると、X−Y方向
の修正を行ない、同時に、セット26及び28はX方向
の修正を行なう。各電極の端子は図示されている。プロ
セス工程を最小にするために、第2図に示されたすだれ
状電極を伴う構造体は、吸収器をパターニングすると同
時に製造できる。
−M的に、マスク及びウェーハ間には40μmオーダの
狭いギャップがある。このギャップを通って、マスクの
側面又は背面からきている導電性電極によって、すだれ
状電極の電気的接続は達成される。
各すだれ状電極22.24.26.28に独立した動作
を与える制御電子機器は、ここには図示されていない。
このような電極のセットを個々に動作させる方法は、こ
の技術分野では周知である。
これらの電極パターンのいくつかに選択的に電圧をかけ
ることによって、電圧膜が変化し、結果として拡大エラ
ーのX−Y修正を行なう。すだれ状電極の使用によって
、圧電膜内に横方向の電界が生じるが、電界は圧電膜の
内側に存在し、すだれ状電極を横切って均一である。こ
の均一性は、低い誘電率の薄膜12の存在によって達成
される。
第2図では基板10上面に置かれるように示されている
が、圧電膜及び電極は、基板10の底面、又は適当であ
れば基板10の上面及び底面のどちらにも置くことがで
きる。配置の決定は、拡大エラーを起こすこともあるの
で、必要な補正を与えるために複数のすだれ状電極配列
が要求される。
従って、圧電膜構造を基板10の両面にサンドイッチの
ように配置することによって、膜の応力を最小にできる
。このような構造では、互いに直角に置かれたすだれ状
電極を有する基板10の両面に、相称的に圧電膜を付着
させる。
本発明の第2の具体例において、すだれ状電極構造16
は、低いX線吸収物質を用いて形成でき、X線露光部分
20内に置くことができる。この構造は、実行される寸
法変化を大きくすることができる。この例では、すだれ
状電極は約1000入のアルミニウムを用いて作られ、
非常に低いX線吸収のパターンを与える。このような例
では、要求される寸法変化を達成させるために圧電膜1
4の厚さは十分薄く、すだれ状電極パターンにかける電
圧は制限される。もし圧電物質のX線吸収が十分に小ε
<、かけられる放射損傷が最小であれば、これは達成で
きる。
このような構造において、適切にアドレスされた電極の
配列を有する基板部分を、独立して調節することができ
る。これは、直接X線露光部分20の拡大エラーに対す
る配置補正にも適応できる。
さて第3図を参照すると、本発明の第3の具体例が示さ
れている。パターニングされるウェーハは、取り付はリ
ング42に固定されたウェーハフレーム40の上に置か
れる。第2図の具体例のように、基板10はパターニン
グを行なうX′4fA露光部分20を有する。しかしな
がらこの例では、−連の独立してアドレスされた修正圧
電膜区分44は、パターニング部分20のまわりに円形
に置かれる。この位置は、X軸及びY軸に沿って向い合
う区分の動作による直角修正だけでなく、マスク寸法に
おける斜め方向の制御をするために、他方向の修正も可
能にする。即ち、どのような方向の位置ずれをも修正す
るために、円形の修正膜44をいくつか組み合わせて動
作させることによって、達成させる。図示されているよ
うに、この例では、それぞれが独立してアドレスされた
修正膜44に対するすだれ状電極パターンは、パターニ
ング部分の基本軸に対してバイアスの方向に向けられる
このことによって、基本線に沿って膜10に変形の力を
与え、構造体に与える応力を最小にする。
修正膜44を選択的に動作させることによって、選択さ
れた平面のパターンの変形が達成されることが理解され
るであろう。
第2の具体例の場合のように、各修正膜区分44は、独
立してアドレスできる。この例では、n−放射(nは円
周の区分の数)の線に沿って放射状に圧電膜を動かすこ
とができる。
本発明は、好ましい例に関して記述してきたが、本発明
の範囲に反しないならば、X線マスクが非導電性である
時に低誘電物質を削除する等の修正も可能である。
〔発明の効果〕
本発明は、導電性基板上に比較的低い誘電率の膜及びそ
の上に高い誘電率の圧電膜をそれぞれ付着させることに
よって、X線リングラフィマスクと関連のある拡大エラ
ーを修正するシステムを与えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の膜構造の斜視図である。 第2図は、第1図の膜構造を用いたX線マスク構造体の
平面図である。 第3図は、独立してアドレスされる修正膜の取り付はリ
ングを用いたX線マスク構造体の平面図である。 10・・・・・・導電性基板、 12・・・・・・低誘電率の薄膜、 14・・・・・・圧電膜、 I6.22.24.26.28・・・・・・すだれ状電
極、 0 0 0 2 4 ・・・・・・X線露光部分、 ・・・・・・ウェーハ、 ・・・・・・ウェーハフレーム、 ・・・・・・取り付はリング、 ・・・・・・修正膜区分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)導電性基板と、 (b)前記基板の一つの表面に付着させた低誘電率の薄
    膜と、 (c)前記低誘電率の薄膜に付着させた圧電膜と、 (d)前記圧電膜の電極配列を横切つて比較的均一な電
    界を与えるために、前記圧電膜上に置かれた電極配列か
    らなる、X線リソグラフイ構造体における拡大エラーを
    修正するための薄膜構造体。 2、前記低誘電率の膜の誘電率がε<10である請求項
    1記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 3、前記低誘電率の膜が酸化シリコン、窒化シリコン及
    び窒化ホウ素からなる群から選択される請求項2記載の
    X線リソグラフイ用薄膜構造体。 4、前記低誘電率の膜がポリイミドからなる請求項2記
    載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 5、前記圧電膜の誘電率がε>500である請求項1記
    載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 6、前記低誘電率の膜及び前記圧電膜を、それぞれ前記
    基板の反対側に付着させる請求項1記載のX線リソグラ
    フイ用薄膜構造体。 7、前記電極配列が一対の間隔をあけたすだれ状電極か
    らなり、それによつてすだれ状電極間にギャップが存在
    し、前記圧電膜を位置的変化させる電界を設定する請求
    項1記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 8、前記電極配列が2セットの配列からなり、各セット
    は互いに一定の間隔をあけて置かれ、1セットの配列は
    他のセットの配列と直角に置かれる請求項1記載のXリ
    ソグラフイ用薄膜構造体。 9、前記配列のセットがX線露光部分の外側に置かれる
    請求項8記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 10、前記電極配列がX線電光部分の外側のまわりに置
    かれた、独立してアドレスできる薄膜区分の輪からなる
    請求項1記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 11、(a)導電性基板と、 (b)前記基板の一つの表面に付着させた、低誘電率の
    膜及びその上の高誘電率の圧電膜からなる2層の合成薄
    膜と、 (c)前記圧電膜上に付着させた電極配列を横切つて均
    一な電界をかけることによつて前記圧電膜を位置的変化
    させ、ウェーハにマスクの位置を合わせるための電極配
    列からなる、サブミクロンリソグラフイにおけるマスク
    及びウェーハ間の位置ずれをなくすためのエラー修正薄
    膜構造体。 12、前記低誘電率の膜α誘電率がε<10である請求
    項11記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 13、前記低誘電率の膜が酸化シリコン、窒化シリコン
    及び窒化ホウ素からなる群から選択される請求項12記
    載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 14、前記低誘電率の膜が窒化ホウ素からなる請求項1
    2記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 15、前記圧電膜の誘電率がε>500である請求項1
    1記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 16、前記低誘電率の膜及び前記圧電膜をそれぞれ前記
    基板の反対側に付着させる請求項11記載のX線リソグ
    ラフイ用薄膜構造体。 17、前記電極配列が一対の間隔をあけたすだれ状電極
    からなり、それによつてすだれ状電極間のギャップが存
    在し、前記圧電膜を位置的変化させる電界を設定する請
    求項11記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 18、前記電極配列が2セットの配列からなり、各セッ
    トは互いに一定の間隔をあけて置かれ、1セットの配設
    は他のセットの配列を直角に置かれる請求項11記載の
    X線リソグラフイ用薄膜構造体。 19、前記配列のセットがX線露光部分の外側に置かれ
    る請求項18記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。 20、前記電極配列がX線露光部分の外側のまわりに置
    かれた、独立してアドレスできる薄膜区分の輪からなる
    請求項11記載のX線リソグラフイ用薄膜構造体。
JP2190881A 1989-07-24 1990-07-20 X線リソグラフイ用薄膜構造体 Granted JPH0360013A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US383519 1989-07-24
US07/383,519 US4964145A (en) 1989-07-24 1989-07-24 System for magnification correction of conductive X-ray lithography mask substrates

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JPH0360013A true JPH0360013A (ja) 1991-03-15
JPH0559576B2 JPH0559576B2 (ja) 1993-08-31

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