JPH0582421A - 等倍転写用x線マスクの製造方法 - Google Patents

等倍転写用x線マスクの製造方法

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JPH0582421A
JPH0582421A JP13229691A JP13229691A JPH0582421A JP H0582421 A JPH0582421 A JP H0582421A JP 13229691 A JP13229691 A JP 13229691A JP 13229691 A JP13229691 A JP 13229691A JP H0582421 A JPH0582421 A JP H0582421A
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Toshihiko Tanaka
稔彦 田中
Koichi Okada
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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

(57)【要約】 【目的】 等倍転写用X線マスクの製造方法に関し、面
内位置精度の高いX線マスクを提供することを目的と
し、それにより等倍X線リソグラフィの合わせ精度を向
上せしめんとするものである。 【構成】 等倍転写用X線マスクを作成する時のパター
ン露光を縮小投影X線露光により行なう。この時一連の
マスクシリーズに対し同一の縮小投影X線露光装置で露
光する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シンクロトロン放射
光を露光々とするX線リソグラフィ等において使用され
る等倍転写用X線マスクの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シンクロトロン放射光を露光々として用
いるX線リソグラフィでは、工程の煩雑を来たすこと等
から、縮小投影露光法による露光はなされず、通常等倍
露光によるパターン転写が行なわれる。そのため、マス
ク精度が直接転写精度に影響することになり、メンブレ
ン材質を中心に様々な研究が盛んに行なわれている。
【0003】一方、等倍転写用X線マスクの作成方法と
して一般的に知られているものは、基板上全面にメンブ
レン、吸収体を積層せしめた後、イオンビーム露光又は
電子ビーム露光とエッチングにより吸収体上に所望のパ
ターン(即ちマスクパターン)を形成し、又そのパター
ン形成前又は後にX線露光領域の基板をくりぬくバック
エッチを行なうというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記イオンビーム露光
や電子ビーム露光では、通常電磁偏向で処理できる範囲
(約600μm四方)を描画範囲としているため、それ以上
の範囲を描画しようとする場合は、その範囲を複数のフ
ィールドに分け、各フィールドの描画が終了する毎に次
のフィールドにステージを動かして再び描画を繰り返す
フィールド露光が行なわれる。そのため、上記イオンビ
ーム露光や電子ビーム露光では、このフィールド露光の
際のステージ移動機構における測長精度と位置決め・停
止精度によってパターン配置精度(長寸法精度)が決ま
ることになり、該フィールド露光時のパターン配置精度
は露光領域の大きさに依存せず、略一定の値となる〔現
状では約0.08μm(3σ)である〕。従って又露光領域中
の対象とするパターン寸法が小さくなってもこのパター
ン配置精度に変化はなく、相対的にこの配置精度はより
大きな問題となって浮上する。特に対象とする線幅が0.
1μm程度である場合は、この値は致命的な大きさとな
る。
【0005】更にこの様なパターン配置精度の低さが、
半導体回路作成時に目標とする重ね合わせ精度をクリア
できないという問題をも引き起こすことになる。
【0006】本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み
創案されたもので、等倍転写用X線マスクの新たな製造
方法を提供し、以って面内位置精度の高いX線マスクを
提供せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は、マス
クを構成するメンブレン上に吸収体を積層せしめ、パタ
ーン露光を行なった後、エッチングを行なって該吸収体
を所望のパターンに加工することで等倍転写用X線マス
クを作る等倍転写用X線マスクの製造方法において、前
記パターン露光につき縮小投影X線露光を行なうことを
基本的特徴としている。
【0008】上記縮小投影X線露光は、波長100オング
ストローム程度のX線を使用し、マスク1(本発明では
後述する縮小投影X線マスクとなる)、反射面がR状凸
面で構成された第1反射鏡20と反射面が球状凹面で構成
された第2反射鏡21から成るX線縮小光学系2、レジス
トを塗布したウェハ3の夫々を図1に示される様に配し
て実施されるX線露光法の1つであり、現在実験段階で
ウェハ処理プロセスにおける利用が検討されている。こ
の方法によれば縮小された像(マスクパターン)がウェ
ハ3上に投影されるため、その縮小率に応じてマスク1上
パターンの寸法及び配置精度は緩くなるという利点を持
つ。一方、上記光学系2の(X線反射率等の)制約から1
00オングストローム以上の比較的波長の長いX線を使用
しなければならない。この波長域のX線は媒質中の吸収
が大きいため真空中で露光する必要があり、又レジスト
中で吸収され易く、数十nmの深さまでしかX線が届かな
いため、該レジスト表面しか感光しない。従ってレジス
トパターンを作るためには多層レジストの様な複雑でス
ループットの不十分なプロセスを用いる必要があり、工
程が極めて煩雑になるという欠点を持つ。スループット
が絶対的に重要なウェハ処理プロセスでは、これは致命
的な欠陥となり、量産化に適合させる場合の最大の課題
となる。これに対し、本発明では等倍転写用X線マスク
の製造時に当該露光技術を用いるものであり、ウェハ処
理プロセスに適用された時の様にスループットが大きな
問題とはならない。
【0009】即ち、本発明では等倍転写用X線マスク上
への露光を直接電子ビーム露光やイオンビーム露光で行
なうのではなく、該電子ビーム露光やイオンビーム露光
を用いて一旦縮小投影X線マスク(縮小前のパターンを
有する状態のものであって図1のマスク1に相当する)
を作り、その後上述の様な縮小投影X線露光構成を用い
て等倍転写用X線マスク上に縮小投影露光を行なう(で
き上がったものはウェハ処理プロセスにおけるX線等倍
転写に直接用いられたり、或いはそのマザーマスクとし
て用いられることになる)。この様に電子ビーム露光や
イオンビーム露光によって一旦図2(a)に示される様な
縮小投影露光用の大きなマスクにパターンを描画し、そ
れを前記縮小投影X線露光構成によって縮小すれば、同
図(b)に示される様にその縮小率分、配置歪も小さくな
る。そのため電子ビーム描画等のパターン配置精度もそ
の縮小率に応じて改善される。
【0010】一方、縮小投影露光法にも、それ特有の問
題として像面歪の問題があり、この歪によって実際に転
写されたマスクパターンの位置は絶対位置からずれるこ
とになる。しかし、一連のマスクシリーズを一台の縮小
投影露光装置で行なうと、常に同じ位置に同じ量だけず
れることになるため、本発明で縮小投影X線露光を行な
う時は、一連のマスクシリーズ(1の半導体回路を製造
する時に使用される数種類の等倍転写用X線マスク)に
対し、同一の露光装置を用いて行なうものとする。これ
によりウェハ処理プロセス時における重ね合わせ精度を
劣化させることがなくなる。
【0011】このように、電子ビーム露光等におけるパ
ターン配置精度の問題は縮小投影X線露光の実施によっ
て、又該縮小投影X線露光における像面歪の問題は一連
のマスクシリーズに対し同一の露光装置を用いることに
よって夫々解決されることになり、その結果製造された
等倍転写用X線マスクをウェハ処理プロセスに用いてス
ループットの高いX線等倍転写を行なった場合、高い重
ね合わせ精度が得られる。例えば、縮小率1/5の縮小光
学系を用いると、縮小投影X線マスクで0.08μm位置歪
があっても、結局0.016μmへと大幅に低減されることに
なる。
【0012】
【実施例】本発明法の具体的実施例を添付図面に基づ
き、以下説明する。
【0013】図3の(a)乃至(e)は、本発明の一実施例に
係る等倍転写用X線マスクの製造工程を順に示してい
る。 まず、本実施例では図3に示された工程に至る前に
電子ビーム描画により大きなマスクにパターンを描画
し、縮小投影X線マスクを作っておく。 次に図3(a)に示される様に基板10上にメンブレン1
1、吸収体12を積層する。 更にレジスト13をその上に塗布した後、縮小投影X
線露光を行ない、現像を行なって同図(b)に示されたレ
ジストパターン13aを形成する。 エッチングによりそのパターン13aを吸収体12に転
写し、吸収体パターン12aを得る(その後不用となった
レジストは除去する)。 基板10の裏面をくりぬくバックエッチを行ない、ウ
ィンドウ14を作る(この工程はの工程の前に行なうこ
とも可能である)。 必要に応じてガラスフレーム15に前記基板10を貼り
付ける(この工程は省略することもできる)。
【0014】本実施例では、以上の様な工程に従って一
連のマスクシリーズが製造されるが、そのうちの工程
における縮小投影X線露光の際には、これらの一連のマ
スクシリーズに対し、同一の露光装置を用いて行なっ
た。
【0015】尚、縮小投影X線露光時の露光フィールド
(仮りにこれをA1とする)が等倍転写X線マスクのパ
ターン領域(仮りにこれをA2とする)より小さい場合
は、このパターン領域A2の外にポジショナとなるパタ
ーンを予め設けておき、それを参照しながらステージ送
りを繰り返し、前記フィールド露光を行なう。それによ
ってフィールド露光の実施を原因とするマスクパターン
位置精度劣化の問題も大幅に改善されることになる。
【0016】以上の実施例工程の実施により、電子ビー
ムやイオンビーム描画に伴なうパターン位置歪の問題が
大幅に低減され、LSI作成時に高い重ね合わせ精度を
得ることが可能となる。ちなみに本実施例工程で製造さ
れた等倍転写用X線マスクを用いて等倍転写法によりL
SIを作った場合と直接縮小投影X線露光法を使ってL
SIを作った場合とを比較すると、以下の様な差異があ
る。 (1) 縮小投影X線露光法では上述の様にレンズの制約
から100オングストローム以上の比較的波長の長いX線
を用いる。この波長域のX線は媒質中の吸収が大きいた
め真空中で露光する必要があり、このことは扱う量が少
量のマスクではあまり大きな問題とはならないが、多量
に処理する必要のあるウェハプロセスでは大きな問題と
なる。 (2) 縮小投影X線露光法では長波長X線を用いるた
め、レジスト中での光吸収も大きく、従って数十nmの深
さまでしかX線が届かないので、レジスト表面しか感光
しないことになる。このような露光法でレジストパター
ンを作るためには多層レジストのような複雑でスループ
ットの不十分なプロセスを用いる必要がある。一方等倍
X線露光法では従来から用いられている単層レジストで
十分対応できる。従って、マスクメーキングからプロセ
スウェハ処理まで一貫して考えると、本発明のマスクを
用いてLSIを作成する方がはるかに量産性に富む。 (3) 縮小投影X線露光法ではそのレンズの作成の困難
さから、露光フィールドの大きさが十分とれない。従っ
てフィールド露光の実施が必要となるが、ウェハプロセ
スでフィールド露光を行なうと極端にスループットを低
下させる。一方、本発明では縮小投影X線露光法を用い
てはいるものの、それはマスクを作る段階だけであり、
ウェハ処理のときは大フィールドの一括露光のため、マ
スク作成からウェハ処理まで含めたトータルのスループ
ットははるかに高い。
【0017】
【発明の効果】以上詳述した本発明の等倍転写用X線マ
スクの製造方法によれば、等倍転写用マスクの描画時に
縮小投影X線露光が行なわれるため、面内位置精度の高
いマスクが得られ、その結果、等倍X線リソグラフィの
合わせ精度が向上することになる。又縮小投影X線露光
を行なう時に、一連のマスクシリーズに対し同一の露光
装置で行なうと、像面歪があっても、常に同じ位置に同
じ量だけずれるため、ウェハ処理時の重ね合わせ精度が
劣化せず、上記等倍X線リソグラフィの合わせ精度はよ
り一層向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】縮小投影X線露光法の実施構成例を示す概要図
である。
【図2】縮小投影露光によるパターン配置歪の改善効果
を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施例に係る等倍転写用X線マスク
の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
1 マスク 2 縮小光学系 3 ウェハ 10 基板 11 メンブレン 12 吸収体 12a 吸収体パターン 13 レジスト 13a レジストパターン 14 ウィンドウ 15 ガラスフレーム 20 第1反射鏡 21 第2反射鏡

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスクを構成するメンブレン上に吸収体
    を積層せしめ、パターン露光を行なった後、エッチング
    を行なって該吸収体を所望のパターンに加工することで
    等倍転写用X線マスクを作る等倍転写用X線マスクの製
    造方法において、前記パターン露光につき縮小投影X線
    露光を行なうことを特徴とする等倍転写用X線マスクの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項第1項記載の等倍転写用X線マス
    クの製造方法において、数種類の等倍転写用X線マスク
    を用いて半導体回路を製造する時の一連のマスクシリー
    ズに対し、同一の縮小投影X線露光装置を用いて上記パ
    ターン露光を行なうことを特徴とする請求項第1項記載
    の等倍転写用X線マスクの製造方法。
JP13229691A 1991-05-09 1991-05-09 等倍転写用x線マスクの製造方法 Expired - Lifetime JP3056538B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593800A (en) * 1994-01-06 1997-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Mask manufacturing method and apparatus and device manufacturing method using a mask manufactured by the method or apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593800A (en) * 1994-01-06 1997-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Mask manufacturing method and apparatus and device manufacturing method using a mask manufactured by the method or apparatus

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