JPH0567561A - X線マスク基板とその製造方法およびx線マスク - Google Patents

X線マスク基板とその製造方法およびx線マスク

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JPH0567561A
JPH0567561A JP23032891A JP23032891A JPH0567561A JP H0567561 A JPH0567561 A JP H0567561A JP 23032891 A JP23032891 A JP 23032891A JP 23032891 A JP23032891 A JP 23032891A JP H0567561 A JPH0567561 A JP H0567561A
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mask
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ray
silicon substrate
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Nobushige Korenaga
伸茂 是永
Hiroshi Maehara
広 前原
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透過膜部を破壊せずにX線マスクの移動を速
くでき、露光装置の生産性を向上させる。 【構成】 中央部が同心状にくり抜かれたマスクフレー
ム4の、シリコン基板1との接合面には、4つの溝4a
が放射状に形成されている。一方、シリコン基板1の中
央部には、パターンが設けられた透過膜部2aが形成さ
れており、透過膜部2aの周辺部には、各溝4aの位置
に対応して4つの貫通孔3が形成されている。ウエハの
露光に際して、透過膜部2a側の面をウエハに向けて移
動させて近づけると、ウエハとX線マスクとの間に介在
する気体は、各貫通孔3および各溝4aを通って、X線
マスクの透過膜部2a側の面から他の面へ流れる。この
ため、ウエハとX線マスクとの間の圧力上昇が発生しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線を光源とする半導
体露光装置に用いられるX線マスク基板とその製造方法
およびX線マスクに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、X線露光装置に用いられるX線マ
スクとしては以下に示すものが知られている。
【0003】図7に示すように、マスクフレーム54に
はX線マスク基板50が接合されている。X線マスク基
板50は、シリコン基板51の表面にSiN等の無機膜
52を蒸着し、シリコン基板51の一面上の無機膜52
のうち、透過膜部52aとなる部分をドライエッチング
により除去したのち、透過膜部52aのシリコン基板5
1をウェットエッチングにより除去して製造されたもの
である。透過膜部52a上には、不図示のウエハに転写
する所定の形状に応じて、Ta,Au等のX線吸収材か
らなるパターン55が設けられている。
【0004】そして、上述のX線マスクを露光装置に装
着して露光を行なう際には、X線マスクのパターン形成
面とウエハとが、約30μmの距離をおいて対向配置さ
れる。この状態でウエハの一部位を露光し、次にウエハ
の他の部位を露光するときには、X線マスクとウエハと
の距離を約200μmに広げてから、X線マスクを前記
他の部位に対向する位置に移動させる。そして、再びX
線マスクとウエハとの距離を約30μmに戻し、前記他
の部位の露光を行なう。
【0005】以上の動作を順次繰返して、ウエハへの露
光が行なわれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のX線マスクを用いて露光を行なう際、一度広げたX
線マスクとウエハとの距離を近づけるときに、X線マス
クの移動速度が速いと、X線マスクとウエハとの間に介
在する気体は前記間から逃げにくくなり、X線マスクの
ウエハへの接近に伴って圧縮される。このため、X線マ
スクとウエハとの間の気体は、X線マスクをウエハに近
づける速度に応じて圧力が上昇し、この圧力により、透
過性支持膜である透過膜部が破壊されるおそれがあっ
た。一方、透過膜部が破壊されないようにするためにX
線マスクをウエハに近づける速度を遅くすると、露光装
置の生産性が著しく低下するという問題点があった。
【0007】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、透過膜部を破壊せずにX
線マスクの移動速度を速くでき、露光装置の生産性を向
上させる、X線マスク基板とその製造方法およびX線マ
スクを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のX線マスク基板は、表面に無機膜を蒸着したシ
リコン基板の一部に形成した、前記シリコン基板の一面
側の前記無機膜からなる透過膜部と、該透過膜部に設け
た所定の転写パターンとを有するX線マスク基板におい
て、前記透過膜部の周辺部に、前記シリコン基板の一面
と他の面とを連通する気体通路を設けたことを特徴と
し、その製造方法としては、シリコン基板の表面に無機
膜を蒸着し、前記シリコン基板の一面上の無機膜のう
ち、透過膜部および該透過膜部の周辺部の気体通路とな
る部分を除去し、ついで、前記透過膜部および気体通路
部のシリコン基板を除去したのち、前記シリコン基板の
他の面の無機膜のうち前記気体通路部のみを除去して、
前記シリコン基板の一面と他の面とを連通する気体通路
を形成することを特徴とする。
【0009】そしてX線マスクは、前記X線マスク基板
の他の面が、開口部を有するマスクフレームに接合され
ており、前記開口部は前記X線マスク基板の気体通路と
連通していることを特徴とする。
【0010】また、マスクフレームのX線マスク基板と
の接合面には、前記X線マスク基板の気体通路と連通す
る溝が放射状に形成されたものでもよい。
【0011】さらに、表面に無機膜を蒸着したシリコン
基板の一部に形成した、前記シリコン基板の一面側の前
記無機膜からなる透過膜部と、該透過膜部に設けた所定
の転写パターンとを有するX線マスク基板の他の面が、
開口部を有するマスクフレームに接合されたX線マスク
において、前記開口部が前記X線マスク基板によって閉
塞されないようにするために、前記X線マスク基板の、
前記透過膜部の周辺部を除去したものでもよい。
【0012】
【作用】上記のとおり構成された本発明のX線マスクに
おいては、透過膜部の周辺部に、シリコン基板の一面と
他の面とを連通する気体通路を設けたX線マスク基板を
用いることで、露光の際にX線マスクをウエハに向けて
移動させたとき、X線マスクとウエハとの間に介在する
気体は前記気体通路を通ってX線マスク基板の一面側か
ら他の面側へ流れる。この結果、前記気体によるX線マ
スクとウエハとの間の圧力上昇が発生しなくなる。
【0013】また、マスクフレームの開口部が閉塞され
ないようにするために、透過膜部の周辺部を除去したX
線マスク基板を用いることで、マスクフレームの開口部
の一部はX線マスク基板によって閉塞されずに間隙が生
じる。このため、露光の際にX線マスクをウエハに向け
て移動させたとき、X線マスクとウエハとの間に介在す
る気体は前記間隙を通ってX線マスク基板の一面側から
他の面側へ流れる。この結果、前記気体によるX線マス
クとウエハとの間の圧力上昇が発生しなくなる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0015】まず、本発明のX線マスクの第1実施例に
ついて図1を用いて説明する。
【0016】本実施例のX線マスクは、中央部が同心状
にくり抜かれた開口部を有する円板状のマスクフレーム
4と、マスクフレーム4の表面に接合された、マスクフ
レーム4の開口部の径より大きな径を有するX線マスク
基板8とにより構成される。
【0017】マスクフレーム4のX線マスク基板8との
接合面には、マスクフレーム4の内周部と外周部とをつ
なぎ、後述する貫通孔3と連通する4つの溝4aが、そ
れぞれ等間隔に放射状に形成されている。
【0018】一方、X線マスク基板8は、表面にSiN
等の無機膜2が蒸着されたシリコン基板1からなる。シ
リコン基板1の中央部は、マスクフレーム4の接合面と
は反対側の面である一面側の無機膜2を除いて矩形状に
除去され、除去されていない前記一面側の無機膜2のみ
からなる透過膜部2a(図示斜線部)が形成されてい
る。また、透過膜部2a上には、ウエハに転写する所定
の形状に応じて、Ta,Au等のX線吸収材からなるパ
ターン5(図2(E)参照)が設けられている。
【0019】シリコン基板1の、透過膜部2aの周辺部
には、気体通路としての、4つの矩形状の貫通孔3が、
それぞれマスクフレーム4の各溝4aが形成されている
部位に対応して形成されている。
【0020】次に、本実施例のX線マスクの製造工程に
ついて、図2を用いて説明する。
【0021】まず、図2(A)に示すようにシリコン基
板1の表面にSiN等の無機膜2を蒸着する。
【0022】次に、無機膜2上にドライエッチング用の
レジストをコートし、透過膜部および各貫通孔の形状を
露光してドライエッチング用のマスクとしたのち、図2
(B)に示すように、ドライエッチングにより透過膜部
形成予定部位および各貫通孔形成予定部位において、図
示上面側の無機膜2を除去する。
【0023】次に、図2(C)に示すように、ウェット
エッチングにより、シリコン基板1の、無機膜2が除去
された部位を除去する。これにより透過膜部2aが形成
される。
【0024】さらに、図2(D)に示すように、除去さ
れずに各貫通孔形成予定部位に残っている無機膜2を、
ナイフや針等で機械的に除去するとともに、エッヂのバ
リをやすり等で除去して各貫通孔3を形成し、X線マス
ク基板8とする。
【0025】そして図2(E)に示すように、透過膜部
2a上の無機膜2の図示下方側の面に、Ta,Au等の
X線吸収材からなるパターン5を形成し、各貫通孔3と
各溝4aとの位置合わせを行ない、接着剤でX線マスク
基板8とマスクフレーム4とを平行に接合する。
【0026】本実施例のX線マスクを用いて露光を行な
う際、図3に示すように、縦にされた状態でマスクチャ
ック6に保持されたX線マスク10を、図示左方に向け
て移動させてウエハ7に近づけると、X線マスク10と
ウエハ7との間に介在するHeガスは、矢印で示すよう
に、各貫通孔3および各溝4aを通り、X線マスク10
の側面側や、マスクチャック6側に流れる。このため、
X線マスク10とウエハ7との間に介在するHeガスの
圧力上昇が発生せず、X線マスク10を速い速度でウエ
ハ7に近づけても透過性支持膜である透過膜部2aを破
壊するおそれがなくなる。
【0027】また、X線マスク基板8には貫通孔3を形
成し、マスクフレーム4には溝4aを形成しているの
で、X線マスク10の重量が軽くなり、露光装置のマス
クハンド等のマスク搬送系の負荷が軽減される。この結
果、マスク搬送系を小型軽量化することが可能となる。
【0028】本実施例において、貫通孔3および溝4a
はそれぞれ4個ずつ形成されているが、それらの数は4
個に限られるものではなく、必要に応じて増減すること
ができる。また、溝4aは必ずしも必要なものではない
し、溝4aのかわりに、貫通孔をマスクレーム4に形成
したものとすることでもよい。ただし、マスクフレーム
4に貫通孔を形成した場合には、この貫通孔からX線が
もれないようにするために、X線をアパーチャで遮光す
る必要がある。
【0029】次に、本発明のX線マスクの第2実施例に
ついて、図4を用いて説明する。
【0030】本実施例のX線マスクは、中央部が同心状
にくり抜かれた開口部を有する円板状のマスクフレーム
14と、マスクフレーム14の表面に接合された四角板
状のX線マスクの基板18とにより構成される。
【0031】X線マスク基板18は、シリコン基板11
の表面に無機膜12を蒸着したものであり、X線マスク
基板18の中央部には透過膜部12a(図示斜線部)が
形成されている。また、X線マスク基板18の対角線の
長さは、マスクフレーム14の開口部の径より大きく、
かつ、X線マスク基板18の一辺の長さは、マスクフレ
ーム14の開口部の径より小さい。このため、X線マス
ク基板18とマスクフレーム14とを接合した状態で
は、マスクフレーム14の開口部はX線マスク基板28
によって閉塞されずに、前記開口部とX線マスク18と
の間に間隙13が生じ、この間隙13が気体通路とな
る。
【0032】透過膜部12aの構成については、第1実
施例のものと同様のものでよいので、その説明は省略す
る。
【0033】次に、本実施例のX線マスクの製造工程に
ついて、図5を用いて説明する。
【0034】まず、図5(A)に示すように、シリコン
基板11の表面にSiN等の無機膜12を蒸着する。
【0035】次に、無機膜12上にドライエッチング用
のレジストをコートし、透過膜部およびその周辺部の形
状を露光してドライエッチング用のマスクとしたのち、
図5(B)に示すように、ドライエッチングにより透過
膜部形成予定部位および前記周辺部において、図示上面
側の無機膜12を除去する。
【0036】次に、図5(C)に示すように、ウェット
エッチングにより、シリコン基板11の無機膜12が除
去された部位を除去する。こうして透過膜部12aが形
成される。
【0037】さらに、図5(D)に示すように、除去さ
れずに前記周辺部に残っている無機膜12を、ナイフや
針等で機械的に除去するとともに、エッヂのバリをやす
り等で除去し、X線マスク基板11とする。
【0038】そして図5(E)に示すように、透過膜部
12a上の無機膜12の図示下方側の面に、Ta,Au
等のX線吸収材からなるパターン15を形成し、接着剤
でX線マスク基板11とマスクフレーム14とを平行に
接合する。
【0039】本実施例のX線マスクを用いて露光を行な
う際、図6に示すように、縦にされた状態でマスクチャ
ック16に保持されたX線マスク20を、図示左方に向
けて移動させてウエハ17に近づけると、X線マスク2
0とウエハ17との間に介在するHeガスは、矢印で示
すように、各間隙13を通り、マスクチャック16側に
流れる。このため、X線マスク20とウエハ17との間
に介在するHeガスの圧力上昇が発生せず、X線マスク
20を速い速度でウエハ17に近づけても、透過性支持
膜である透過膜部12aを破壊するおそれがなくなる。
【0040】また、X線マスク基板18は透過膜部12
aを含む必要最小限の構成であるので、X線マスク20
の重量が軽くなり、露光装置のマスクハンド等のマスク
搬送系の負荷が軽減される。この結果、マスク搬送系を
小型軽量化することが可能となる。
【0041】さらに、X線マスク基板18を小さくする
ことで、ウエハ17と対向する面の面積が小さくなるた
め、X線マスク20のウエハ17と対向する面における
平面度を向上させることができる。
【0042】以上説明した本実施例のX線マスクでは、
X線マスク基板18の形状が矩形であり、マスクフレー
ム14の開口部の形状が円形のものについて述べたが、
両者の形状はそれぞれ入れ替わっても差し支えないし、
さらに、X線マスク基板18がマスクフレーム14に接
合されたときにX線マスク基板18が前記開口部を閉塞
しない範囲で、任意の形状とすることができる。
【0043】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り構成されてい
るので、以下に記載する効果を奏する。
【0044】請求項2に記載のX線マスクは、透過膜部
の周辺部に、シリコン基板の一面と他の面とを連通する
気体通路を設けたX線マスク基板を用いることで、露光
の際X線マスクをウエハに向けて移動させたとき、X線
マスクとウエハとの間に介在する気体は前記気体通路を
通ってX線マスク基板の他の面側へ流れるので、X線マ
スクとウエハとの間の圧力が上昇しない。この結果、透
過膜部が破壊されるおそれがないためX線マスクの移動
速度を速くすることができ、露光装置の生産性を向上す
ることができる。また、X線マスク基板に気体通路を設
けることで、X線マスクの重量が軽くなるため、露光装
置のマスク搬送系を小型軽量化することができる。
【0045】請求項3に記載のX線マスクは、マスクフ
レームの、X線マスク基板との接合面に気体通路と連通
する溝を放射状に形成することで、X線マスクをウエハ
に向けて移動させたとき、X線マスクとウエハとの間に
介在する気体を、より効果的にX線マスクとウエハとの
間から逃がすことができる。
【0046】請求項5に記載のX線マスクは、マスクフ
レームの開口部とX線マスク基板との間に間隙が生じて
いるため、露光の際X線マスクをウエハに向けて移動さ
せたとき、X線マスクとウエハとの間に介在する気体は
前記間隙を通って前記X線マスク基板の他の面側へ流れ
るので、X線マスクとウエハとの間の圧力が上昇しな
い。この結果、透過膜部が破壊されるおそれがないた
め、X線マスクの移動速度を速くすることができ、露光
装置の生産性を向上することができる。また、前記X線
マスク基板は、透過膜部の周辺部が除去されて必要最小
限の構成となっているので、重量が軽くなり露光装置の
マスク搬送系を小型軽量化することができるとともに、
露光時にウエハと対向する面の面積が小さく、ウエハと
対向する面における平面度を向上させることができる。
【0047】請求項4に記載のX線マスク基板の製造方
法においては、気体通路の形成は透過膜部の形成と同様
の工程で、気体通路部をシリコン基板の他の面の無機膜
のみとしたのち、前記部位の無機膜を除去して行なわれ
る。このように、従来のX線マスク基板の製造方法と比
較して、前記気体通路部の無機膜を除去するという簡単
な工程を追加するだけで容易に気体通路を形成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線マスクの第1実施例の一部を破断
した斜視図である。
【図2】図1に示すX線マスクの製造工程を示す、X線
マスクの断面図であり、(A)はシリコン基板に無機膜
を蒸着した図、(B)は透過膜部および貫通孔となる部
位の無機膜を除去した図。(C)は(B)で無機膜が除
去された部位のシリコン基板を除去した図。(D)は貫
通孔となる部位の無機膜を除去した図、(E)は(A)
〜(D)の工程を経て製造されたX線マスク基板にマス
クフレームを接合した図である。
【図3】図1に示すX線マスクを露光装置に装着し、ウ
エハに接近させたときの気体の流れを示す要部断面図で
ある。
【図4】本発明のX線マスクの第2実施例の一部を破断
した斜視図である。
【図5】図4に示すX線マスクの製造工程を示す、X線
マスク基板の中心を通り、かつ一辺に平行な面で切断し
た、X線マスクの断面図であり、(A)はシリコン基板
に無機膜を蒸着した図、(B)は透過膜部およびその周
辺部の無機膜を除去した図、(C)は(B)で無機膜が
除去された部位のシリコン基板を除去した図、(D)は
透過膜部の周辺を除去した図、(E)は(A)〜(D)
の工程を経て製造されたX線マスク基板にマスクフレー
ムを接合した図である。
【図6】図4に示すX線マスクを露光装置に装着し、ウ
エハに接近させたときの気体の流れを示す要部断面図で
ある。
【図7】従来のX線マスクの断面図である。
【符号の説明】
1,11 シリコン基板 2,12 無機膜 2a,12a 透過膜部 3 貫通孔 4,14 マスクフレーム 4a 溝 5,15 パターン 6,16 マスクチャック 7,17 ウエハ 8,18 X線マスク基板 10,20 X線マスク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に無機膜を蒸着したシリコン基板の
    一部に形成した、前記シリコン基板の一面側の前記無機
    膜からなる透過膜部と、 該透過膜部に設けた所定の転写パターンとを有するX線
    マスク基板において、 前記透過膜部の周辺部に、前記シリコン基板の一面と他
    の面とを連通する気体通路を設けたことを特徴とするX
    線マスク基板。
  2. 【請求項2】 シリコン基板の表面に無機膜を蒸着し、 前記シリコン基板の一面上の無機膜のうち、透過膜部お
    よび該透過膜部の周辺部の気体通路となる部分を除去
    し、 ついで、前記透過膜部および気体通路部のシリコン基板
    を除去したのち、 前記シリコン基板の他の面の無機膜のうち前記気体通路
    部のみを除去して、前記シリコン基板の一面と他の面と
    を連通する気体通路を形成することを特徴とする、X線
    マスク基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のX線マスク基板の他の
    面が、開口部を有するマスクフレームに接合されてお
    り、前記開口部は前記X線マスク基板の気体通路と連通
    していることを特徴とするX線マスク。
  4. 【請求項4】 マスクフレームのX線マスク基板との接
    合面には、前記X線マスク基板の気体通路と連通する溝
    が放射状に形成された請求項3に記載のX線マスク。
  5. 【請求項5】 表面に無機膜を蒸着したシリコン基板の
    一部に形成した、前記シリコン基板の一面側の前記無機
    膜からなる透過膜部と、該透過膜部に設けた所定の転写
    パターンとを有するX線マスク基板の他の面が、開口部
    を有するマスクフレームに接合されたX線マスクにおい
    て、 前記開口部が前記X線マスク基板によって閉塞されない
    ようにするために、前記X線マスク基板の、前記透過膜
    部の周辺部を除去したことを特徴とするX線マスク。
JP23032891A 1991-09-10 1991-09-10 X線マスク基板とその製造方法およびx線マスク Pending JPH0567561A (ja)

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