JPH07201725A - X-ray mask manufacturing device, x-ray mask manufactured by this device and semiconductor device manufacturing method using this x-ray mask - Google Patents

X-ray mask manufacturing device, x-ray mask manufactured by this device and semiconductor device manufacturing method using this x-ray mask

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JPH07201725A
JPH07201725A JP23794A JP23794A JPH07201725A JP H07201725 A JPH07201725 A JP H07201725A JP 23794 A JP23794 A JP 23794A JP 23794 A JP23794 A JP 23794A JP H07201725 A JPH07201725 A JP H07201725A
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JP
Japan
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mask
ray
ray mask
working
exposure
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Hidehiko Fujioka
秀彦 藤岡
Shinichi Hara
真一 原
Ryuichi Ebinuma
隆一 海老沼
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Publication date
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • GPHYSICS
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    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70475Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display

Abstract

PURPOSE:To provide a mask manufacturing device capable of improving the positional precision of X-ray mask and pattern precision as well as coping with the mass productivity having sufficient resolving power and fit for industrial production. CONSTITUTION:A master reticle 1 is held by suction in vertical state on one axial stage 2 capable of shifting in arrow A direction. Likewise, a working mask 4 (X ray mask) is held by suction in vertical state on a working mask chuck while a stage 6 for working mask mounting this working mask chuck is in one axial stage capable of shifting in the same direction (arrow B direction) as the reticle stage 2. In such a constitution, the fitting attitude in the manufacturing time of X-ray mask is shifted from horizontal to vertical state furthermore, the alignment method of the X-ray mask is equalized with that in the X-ray aligner so that the loading requirements for the X-ray mask in the manufacturing time and exposure time may be equalized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射光
を光源とするX線露光装置に用いられるX線マスク作製
装置や、該X線マスク作製装置によるX線マスクに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray mask producing apparatus used in an X-ray exposure apparatus using synchrotron radiation as a light source, and an X-ray mask produced by the X-ray mask producing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】次世代の64MDRAMの最小線幅0.
4μmに対応する露光装置には、従来から用いられてき
た光源をi線とするステッパーに、位相シフト法や変形
照明法を組み合わせたものや、光源にエキシマレーザー
(例えば、KrFやArF)を用いて解像力を向上させ
ている装置がある。また、従来のステッパーの露光方式
は一括露光方式によるものであるのに対して、レクチル
とウエハを共に走査しながら露光を行う縮小ミラー投影
・ステップ&スキャン露光方式を採用した露光装置も注
目されている。さらに、スループットに弱点のある電子
ビーム(EB)露光装置もASIC等目的に応じた形で
使われて行くことが予想されている。
2. Description of the Related Art The minimum line width of the next generation 64M DRAM is 0.
For the exposure apparatus corresponding to 4 μm, a stepper that uses a conventionally used light source as an i-line and a combination of a phase shift method and a modified illumination method, or an excimer laser (for example, KrF or ArF) is used as a light source. There is a device that improves the resolution. In addition, while the conventional stepper exposure method is based on the batch exposure method, an exposure apparatus that employs a reduced mirror projection / step & scan exposure method, which performs exposure while scanning both the reticle and the wafer, has also attracted attention. There is. Further, it is expected that an electron beam (EB) exposure apparatus having a weak point in throughput will be used in a form according to the purpose such as ASIC.

【0003】しかしながら、さらに次の世代の256M
DRAM以降の露光装置には、前述の露光装置の改良バ
ージョンも十分考えられるが、波長およびレンズNAか
ら定まる解像性能の限界により、波長の短いX線を用い
たX線露光装置がもっとも有力な候補となっている。
However, the next generation of 256M
Although an improved version of the above-mentioned exposure apparatus can be considered as an exposure apparatus after the DRAM, an X-ray exposure apparatus using an X-ray having a short wavelength is most effective due to the limitation of the resolution performance determined by the wavelength and the lens NA. It is a candidate.

【0004】図6は、光源に高輝度で指向性の高いシン
クロトロン放射光を用いたX線リソグラフィーの概念図
である。同図は、水平方向に拡がった帯上の光を有する
SOR光源401とX線マスク402との間に、反射面
が凸状に加工されたミラー405を配置し、このミラー
405によってSOR光源401からのシートビーム状
のX線404を垂直方向に拡大させることにより、X線
404を垂直方向に露光領域全体に同時に照射する一括
露光方式を示している。これにより、X線マスク402
のパターンは、アライメント後、ウエハ403に転写さ
れる。なお、X線マスク402、ウエハ403は共に不
図示のマスクチャックおよびウエハチャックに略垂直状
態で保持され、この吸着保持方式については、マスクチ
ャックが真空吸着方式あるいは電磁吸着方式で、ウエハ
チャックが真空吸着方式あるいは静電吸着方式を採用し
ている。
FIG. 6 is a conceptual diagram of X-ray lithography using a synchrotron radiation light having high brightness and high directivity as a light source. In the figure, a mirror 405 whose reflection surface is processed into a convex shape is arranged between an SOR light source 401 having a band-like light spread in the horizontal direction and an X-ray mask 402, and the SOR light source 401 is arranged by this mirror 405. 2 shows a batch exposure method in which X-rays 404 in the form of sheet beams from No. 3 are vertically expanded to simultaneously irradiate the entire exposure area with the X-rays 404 in the vertical direction. Thereby, the X-ray mask 402
Pattern is transferred to the wafer 403 after alignment. Both the X-ray mask 402 and the wafer 403 are held in a mask chuck and a wafer chuck (not shown) in a substantially vertical state. Regarding this suction holding method, the mask chuck is a vacuum suction method or an electromagnetic suction method, and the wafer chuck is a vacuum chuck. Adsorption method or electrostatic adsorption method is used.

【0005】図7および図8に示すように、X線マスク
402は、Si結晶からなるマスクパターン501,6
01を有するマスク基板502,602と、これを支え
る支持フレーム503,603とを接着した構造になっ
ている。破線で示した2〜3本の位置決めピン504,
604に対して、X線マスク402は自重によって接触
して、不図示のX線露光装置の所定の位置に位置決めさ
れる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the X-ray mask 402 has mask patterns 501 and 6 made of Si crystal.
The mask substrates 502 and 602 having No. 01 and the support frames 503 and 603 supporting the mask substrates 502 and 602 are bonded to each other. Two to three positioning pins 504 indicated by broken lines
The X-ray mask 402 comes into contact with 604 by its own weight and is positioned at a predetermined position of an X-ray exposure apparatus (not shown).

【0006】一方、このX線リソグラフィーを次々世代
のリソグラフィーとして位置付けて行くためには、幾つ
かの課題技術を実用的に工業的にブレークスルーしてい
かなければならない。その中で、工業用の小型のSOR
リングは国内外で多くの開発が進んでいるが、もう1つ
のキー技術であるX線マスクは安定した供給を目指して
いるものの、まだ十分な成果があげられていないのが現
状である。従来から、X線マスクの製造にはパターン線
幅および位置決めの精度が極めて高く要求されているこ
とから、パターニングには電子ビーム(EB)露光法が
よく用いられている。この電子ビーム(EB)露光法で
は、X線マスクを水平状態で位置決め保持しながらマス
ク作製(パターニング)を行っており、この方法では、
以下の特徴がある。
On the other hand, in order to position this X-ray lithography as the next-generation lithography, it is necessary to practically break through some of the problematic technologies industrially. Among them, small industrial SOR
Many developments have been made in the ring both in Japan and overseas, but the X-ray mask, which is another key technology, is aimed at a stable supply, but the current situation is that it has not yet achieved sufficient results. 2. Description of the Related Art Conventionally, an electron beam (EB) exposure method is often used for patterning because pattern line width and positioning accuracy have been required to be extremely high in manufacturing an X-ray mask. In this electron beam (EB) exposure method, mask fabrication (patterning) is performed while positioning and holding the X-ray mask in a horizontal state. In this method,
It has the following features.

【0007】(1)光源の短波長に伴い焦点深度が浅く
なるが、X線マスク基板のパターン面の平面度は非常に
高いため、特に問題にならないが、通常露光シーケンス
では、8インチ以上のウエハに対してステップ&リピー
ト露光するため、ウエハ全面が高い平面度であるとは限
らないので安定した解像力が得られない。
(1) Although the depth of focus becomes shallower as the wavelength of the light source becomes shorter, the flatness of the pattern surface of the X-ray mask substrate is so high that it does not cause any particular problem. Since the wafer is subjected to step-and-repeat exposure, the entire surface of the wafer does not necessarily have high flatness, so that stable resolution cannot be obtained.

【0008】(2)1回の露光で回路パターンの転写が
可能なため、アライメント装置が不要である。
(2) Since the circuit pattern can be transferred by one exposure, no alignment device is required.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、以下に記述するような問題点がある。
However, the above-mentioned conventional example has the following problems.

【0010】(1)図6で示したように、シンクロトロ
ン放射光を用いたX線露光装置において、X線マスクお
よびウエハは略垂直状態で位置決め保持され、露光を行
っている。一方、このX線マスクは上記説明のとおり、
電子ビーム露光装置において、水平状態で位置決め保持
しながらマスク作製(パターニング)を行っている。こ
のように、X線露光時とパターニング時の取り付け姿勢
(チャッキング状態)がそれぞれ露光装置の構成上異な
ることから、パターニング時には問題にならないX線マ
スクの自重変形による歪が、X線露光時には問題になっ
ている。すなわち、露光領域において、縦方向と横方向
に位置精度が異なることになることが課題となってい
る。
(1) As shown in FIG. 6, in an X-ray exposure apparatus using synchrotron radiation, an X-ray mask and a wafer are positioned and held in a substantially vertical state for exposure. On the other hand, this X-ray mask is as described above.
In an electron beam exposure apparatus, mask production (patterning) is performed while positioning and holding in a horizontal state. As described above, since the mounting postures (chucking state) at the time of X-ray exposure and the patterning at the time of patterning are different from each other due to the configuration of the exposure apparatus, distortion due to self-weight deformation of the X-ray mask, which does not pose a problem at the time of patterning, causes a problem at the time of X-ray exposure. It has become. That is, in the exposure area, the positional accuracy differs in the vertical direction and the horizontal direction.

【0011】(2)電子ビーム(EB)露光装置による
パターニングは電子ビームの散乱やチャージアップのた
めに近接効果補正の問題がある。また、描画開始時点と
描画終了時点において、局所的な温度上昇による熱歪が
パターン精度に悪影響を及ぼすために、1つのマスクの
中で異なるパターン精度を有することになる。
(2) Patterning by an electron beam (EB) exposure apparatus has a problem of proximity effect correction due to electron beam scattering and charge-up. In addition, since the thermal distortion due to the local temperature rise adversely affects the pattern accuracy at the drawing start time and the drawing end time, different pattern accuracy is provided in one mask.

【0012】以上の2点が本発明が解決しようとする主
たる課題であるが、従来からX線マスク作製にかかる重
要な課題として、十分な解像力があって工業生産に耐え
うる量産対応の作製技術についても解決していく必要が
ある。
The above-mentioned two points are the main problems to be solved by the present invention. As a conventional important problem concerning the manufacture of X-ray masks, a manufacturing technique for mass production which has sufficient resolution and can withstand industrial production. Also needs to be resolved.

【0013】すなわち、本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであり、X線マスクの位置精度やパターン
精度が向上し、十分な解像力があって工業生産に耐えう
る量産対応可能なマスク作製装置を提供することを目的
としている。
That is, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the position accuracy and pattern accuracy of the X-ray mask are improved, and the mask has a sufficient resolving power and can withstand industrial production and can be mass-produced. An object is to provide a manufacturing apparatus.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、最小パターン寸法のN倍の線幅精度を有す
るマスターレチクルと、前記マスターレチクルを搭載す
るマスターレチクルステージと、1/Nに縮小されるワ
ーキングマスクと、前記ワーキングマスクを搭載するワ
ーキングマスクステージと、前記マスターレチクルステ
ージと前記ワーキングマスクステージとの間に設けられ
た、1/Nに縮小する光学系とを備え、前記マスターレ
チクルステージおよび前記ワーキングマスクステージを
走査しながら露光を行うものである。
The present invention for achieving the above object comprises a master reticle having a line width accuracy N times the minimum pattern size, a master reticle stage on which the master reticle is mounted, and 1 / N. A master mask, a working mask stage on which the working mask is mounted, and an optical system which is provided between the master reticle stage and the working mask stage and reduces to 1 / N. Exposure is performed while scanning the reticle stage and the working mask stage.

【0015】また、前記ワーキングマスクへのパターン
ニング時における前記ワーキングマスクへかかる荷重条
件を、シンクロトロン放射光を光源とするX線露光装置
による露光時の荷重条件とほぼ同一にした。
Further, the loading condition applied to the working mask at the time of patterning the working mask is made substantially the same as the loading condition at the time of exposure by an X-ray exposure apparatus using synchrotron radiation as a light source.

【0016】さらに、他の発明は、本発明のX線マスク
作製装置を用いて、走査露光により作製されるX線マス
クである。
Still another aspect of the present invention is an X-ray mask produced by scanning exposure using the X-ray mask producing apparatus of the present invention.

【0017】そして、さらに他の発明は、電子ビーム描
画装置で作製される最小パターン寸法のN倍のマスター
レチクルを作製し、本発明のX線マスク作製装置を用い
て、走査露光で1/Nの本発明のX線マスクを作製し、
このX線マスクをシンクロトロン放射光を光源とするX
線露光装置による転写工程で作製される半導体デバイス
の作製方法である。
In still another invention, a master reticle N times as large as the minimum pattern size produced by an electron beam drawing apparatus is produced, and 1 / N is obtained by scanning exposure using the X-ray mask producing apparatus of the present invention. Of the X-ray mask of the present invention,
This X-ray mask uses synchrotron radiation as a light source X
It is a method of manufacturing a semiconductor device manufactured in a transfer process using a line exposure apparatus.

【0018】[0018]

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、マスタ
ーレチクルを搭載するマスターレチクルステージ、およ
びワーキングマスクを搭載するワーキングマスクステー
ジを走査しながら露光を行うことにより、局所的な温度
上昇による熱歪みが発生せず、高精度な回路パターンが
ワーキングマスクに転写され、X線マスクのパターン精
度が向上する。
In the present invention configured as described above, exposure is performed while scanning the master reticle stage on which the master reticle is mounted and the working mask stage on which the working mask is mounted. Does not occur and a highly accurate circuit pattern is transferred to the working mask, and the pattern accuracy of the X-ray mask is improved.

【0019】また、X線マスク作製時におけるワーキン
グマスクにかかる荷重条件を、シンクロトロン放射光を
光源とするX線露光装置による露光時の荷重条件とほぼ
同一にすることにより、X線マスクの位置精度が向上す
る。
Further, the position of the X-ray mask is set by making the load condition applied to the working mask at the time of manufacturing the X-ray mask almost the same as the load condition at the time of exposure by the X-ray exposure apparatus using the synchrotron radiation as a light source. Accuracy is improved.

【0020】これらの結果、高精度なX線マスク作製が
可能になる。
As a result of these, it becomes possible to manufacture a highly accurate X-ray mask.

【0021】[0021]

【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。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0022】(第1の実施例)図1は、本発明マスク作
製装置の第1の実施例の特徴を最もよく表す、縮小ミラ
ー投影スキャン型光露光装置によるX線マスクの製造方
法を示す。すなわち、図1は、色収差の少ない縮小ミラ
ー光学系を用いて、スキャン露光による大面積露光フィ
ールドを実現するX線マスク作製装置の概略を示してい
る。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a method of manufacturing an X-ray mask by a reduction mirror projection scan type photolithography apparatus, which best represents the features of the first embodiment of the mask manufacturing apparatus of the present invention. That is, FIG. 1 shows an outline of an X-ray mask manufacturing apparatus that realizes a large-area exposure field by scan exposure using a reduction mirror optical system with little chromatic aberration.

【0023】図1に示すように、マスターレチクル1
は、電子ビーム(EB)露光装置等で描かれた最小パタ
ーン寸法のN倍の線幅精度を有し、このマスターレチク
ル1は、レチクルステージ2上の複数本の位置決めピン
3a,3b,3cに接しながら不図示のレクチルチャッ
クに垂直状態で吸着保持される。なお、このレクチルチ
ャックを搭載するレクチルステージ2の矢印A方向に移
動可能な1軸ステージである。一方、ワーキングマスク
4(X線マスク)もマスターレチクル1と同様、不図示
の位置決めピンに接しながらワーキングマスクチャック
(不図示)に垂直状態で吸着保持され、このワーキング
マスクチャックを搭載するワーキングマスク用ステージ
6もレチクルステージ2と同一方向(矢印B方向)に移
動可能な1軸ステージである。このワーキングマスク用
ステージ6は、光学系によって作られるマスターレチク
ル1の像の移動方向と同一の移動方向になるように構成
されていて、走査方向に大きなストロークを有してい
て、走査方向に対して直角方向に小さなストロークを有
するθ方向、ティルト方向可動機構を備えている。な
お、このワーキングマスク4はX線露光装置で使用する
X線マスクである。
As shown in FIG. 1, the master reticle 1
Has a line width accuracy N times as large as the minimum pattern size drawn by an electron beam (EB) exposure apparatus or the like, and the master reticle 1 has a plurality of positioning pins 3a, 3b, 3c on the reticle stage 2. While contacting, it is adsorbed and held in a vertical state by a reticle chuck (not shown). It is a uniaxial stage that can move in the direction of arrow A of the reticle stage 2 that mounts this reticle chuck. On the other hand, like the master reticle 1, the working mask 4 (X-ray mask) is also held in a vertical state by a working mask chuck (not shown) while being in contact with a positioning pin (not shown). The stage 6 is also a uniaxial stage that can move in the same direction as the reticle stage 2 (direction of arrow B). The working mask stage 6 is configured to have the same moving direction as the moving direction of the image of the master reticle 1 formed by the optical system, has a large stroke in the scanning direction, and has a large stroke in the scanning direction. And a tilt direction moving mechanism having a small stroke in a right angle direction. The working mask 4 is an X-ray mask used in an X-ray exposure apparatus.

【0024】ワーキングマスク用ステージ6とレチクル
ステージ2との間に設けられた反射屈折光学系の構成に
ついて、折り曲げミラー7はマスターレチクル1を通過
した露光光を90度曲げ、この折り曲げミラーの下流に
は、レンズ群8、ビームスプリッター9および凹面反射
鏡10が順次設けられている。符号11は、ビームスプ
リッター9とワーキングマスク用ステージ6との間に設
けられたレンズ群である。
Regarding the structure of the catadioptric system provided between the working mask stage 6 and the reticle stage 2, the bending mirror 7 bends the exposure light passing through the master reticle 1 by 90 degrees, and the bending mirror 7 is placed downstream of the bending mirror. The lens group 8, the beam splitter 9, and the concave reflecting mirror 10 are sequentially provided. Reference numeral 11 is a lens group provided between the beam splitter 9 and the working mask stage 6.

【0025】以上の構成のマスク作製装置において、
4:1に縮小される反射屈折光学系を通して、レチクル
ステージ2とワーキングマスク用ステージ6を、4:1
の比で走査しながら露光することにより、高精度な回路
パターンがワーキングマスク4に転写される。
In the mask manufacturing apparatus having the above structure,
The reticle stage 2 and the working mask stage 6 are brought to a 4: 1 ratio through a catadioptric system which is reduced to 4: 1.
A highly accurate circuit pattern is transferred to the working mask 4 by performing exposure while scanning at a ratio of.

【0026】本実施例では、X線マスク作製時の取り付
け姿勢を水平から垂直にして、さらに、X線マスクの位
置決め方法を、X線露光装置の位置決め方法と同じにし
たことで、X線マスクの作製時および露光時(図6参
照)においてX線マスクにかかる荷重条件が同一にな
り、高精度なマスク作製と自重による歪を同じにする再
現性の高いリソグラフィーが可能になる。
In this embodiment, the X-ray mask is manufactured by changing the mounting posture during the production of the X-ray mask from horizontal to vertical and by using the same X-ray mask positioning method as that of the X-ray exposure apparatus. Since the load conditions applied to the X-ray mask are the same during the fabrication of the mask and the exposure (see FIG. 6), highly accurate mask fabrication and highly reproducible lithography that equalizes the strain due to its own weight become possible.

【0027】(第2の実施例)図2は、本発明のマスク
作製装置の第2の実施例にあたる縮小投影スキャン型光
露光装置によるX線マスクの製造方法を示す。すなわ
ち、図2は、像歪の少ないスリットイメージの露光領域
で縮小投影光学系を用いて、スキャン露光による大面積
露光フィールドを実現するX線マスク作製装置の概略を
示している。同図において、図1で前述した構成要素と
同一部分の説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a method for manufacturing an X-ray mask by a reduction projection scan type optical exposure apparatus which is a second embodiment of the mask manufacturing apparatus of the present invention. That is, FIG. 2 shows an outline of an X-ray mask manufacturing apparatus that realizes a large-area exposure field by scan exposure by using a reduction projection optical system in an exposure area of a slit image with little image distortion. In the figure, the description of the same parts as those in FIG. 1 is omitted.

【0028】図2に示すように、マスターレチクル1と
ワーキングマスク4との間には、高いNAを有する光学
系としての縮小投影レンズ12が設けられている。この
ワーキングマスク4は、ワーキングマスク用ステージ6
上の3本の位置決めピン3a,3b,3cに接しながら
吸着保持されている。ワーキングマスク用ステージ6
は、レチクルステージ2と同一方向に走査可能な一軸ス
テージであるとともに、インデクサ13により、矢印C
で示すように、ステージ全体を90°回転が可能な機構
を有する。符号14は、ワーキングマスク4を搬送し、
ワーキングマスク用ステージ6に対して位置決め可能な
ハンドである。
As shown in FIG. 2, a reduction projection lens 12 as an optical system having a high NA is provided between the master reticle 1 and the working mask 4. The working mask 4 is a working mask stage 6
It is adsorbed and held while being in contact with the upper three positioning pins 3a, 3b, 3c. Working mask stage 6
Is a uniaxial stage capable of scanning in the same direction as the reticle stage 2, and the arrow C
As shown by, it has a mechanism capable of rotating the entire stage by 90 °. Reference numeral 14 conveys the working mask 4,
It is a hand that can be positioned with respect to the working mask stage 6.

【0029】上記構成にて、ワーキングマスク4はハン
ド14により略垂直状態で、2点鎖線で示すワーキング
マスク用ステージ6へ受け渡される。このワーキングマ
スク4は、この状態で吸着保持されるため自重による垂
直方向の歪は、受け渡し後露光装置へ90°回転して水
平状態になっても保持される。マスターレチクル1の位
置決め後、第1の実施例と同様、縮小投影レンズ12で
縮小される比に応じてレチクルステージ2とワーキング
マスク用ステージ6の速度を制御しながら走査露光する
ことにより、高精度な回路パターンがワーキングマスク
4に転写される。
With the above structure, the working mask 4 is transferred by the hand 14 to the working mask stage 6 indicated by the chain double-dashed line in a substantially vertical state. Since the working mask 4 is sucked and held in this state, the vertical strain due to its own weight is held even after it is rotated by 90 ° to the exposure device after passing and becomes horizontal. After positioning the master reticle 1, as in the first embodiment, scanning exposure is performed while controlling the speeds of the reticle stage 2 and the working mask stage 6 in accordance with the reduction ratio of the reduction projection lens 12, thereby achieving high accuracy. Different circuit patterns are transferred to the working mask 4.

【0030】本実施例では、スキャン露光によるパター
ニングは、X線マスクとなるワーキングマスクの取付け
姿勢が水平状態であるにも関わらず、略垂直状態で位置
決め、吸着保持されるため、第1の実施例と同様、X線
マスクの作製時および露光時(図6参照)においてX線
マスクにかかる荷重条件は同一になる。
In the present embodiment, the patterning by scan exposure is performed in the first embodiment because the working mask serving as the X-ray mask is positioned and sucked and held in a substantially vertical state even when the working mask is mounted in a horizontal state. Similar to the example, the load conditions applied to the X-ray mask are the same during the production of the X-ray mask and during the exposure (see FIG. 6).

【0031】(第3の実施例)図3は、本発明の第3の
実施例の特徴をよく表す、縮小投影スキャン型光露光装
置によるX線マスクの製造方法を示す。スリットイメー
ジで露光する方式は第2の実施例で説明したとおりであ
る。同図においても、図1および図2で前述した構成要
素と同一のものについては、その説明は省略する。
(Third Embodiment) FIG. 3 shows a method of manufacturing an X-ray mask by a reduction projection scan type optical exposure apparatus, which is a characteristic of the third embodiment of the present invention. The method of exposing with a slit image is as described in the second embodiment. Also in this figure, description of the same components as those described above with reference to FIGS. 1 and 2 will be omitted.

【0032】図3に示すように、ワーキングマスク4は
図8で示したような円形マスクであり、このワーキング
マスク4は、ワーキングマスク用ステージ6上の2本の
位置決めピン3(1本の位置決めピンは不図示)に接し
ながら、ワーキングマスク用ステージ6に吸着保持され
ている。本実施例では、露光装置におけるワーキングマ
スク4の取付け姿勢は水平であって露光位置への受け渡
しも水平状態で行なわれる。ところで、垂直状態におけ
るX線マスクの自重変形を水平状態で再現させる別の方
法として、本実施例では、ワーキングマスク4に、その
自重に相当する外力を加える機構を新たに備えているこ
とが特徴である。すなわち、押付け部材17は、ワーキ
ングマスク4の支持フレームの外周部2点を押す。この
押付け部材17には2ケ所の弾性ヒンジ部を設け、そこ
に歪ゲージ5a,5bが各々貼ってある。この歪ゲージ
5a,5bからの出力を、制御回路15にて比較演算し
て、制御回路15は、ワーキングマスク4にその自重に
相当する外力を加えるために、エアシリンダ16を制御
する。このエアシリンダ16に代わるアクチュエータと
してボイスコイルモータであってもよい。
As shown in FIG. 3, the working mask 4 is a circular mask as shown in FIG. 8. The working mask 4 has two positioning pins 3 (one positioning) on the stage 6 for working mask. The pins are held by suction on the working mask stage 6 while contacting the pins (not shown). In this embodiment, the working mask 4 in the exposure apparatus is mounted in a horizontal position, and the transfer to the exposure position is also horizontal. By the way, as another method of reproducing the self-weight deformation of the X-ray mask in the vertical state in the horizontal state, in this embodiment, the working mask 4 is newly provided with a mechanism for applying an external force corresponding to its own weight. Is. That is, the pressing member 17 presses two points on the outer peripheral portion of the support frame of the working mask 4. The pressing member 17 is provided with two elastic hinge portions, and strain gauges 5a and 5b are attached thereto. The outputs from the strain gauges 5a and 5b are compared and calculated by the control circuit 15, and the control circuit 15 controls the air cylinder 16 to apply an external force corresponding to its own weight to the working mask 4. A voice coil motor may be used as an actuator replacing the air cylinder 16.

【0033】本実施例では、高精度な回路パターン転写
によるX線マスクの作製を可能にしているが、X線マス
ク検査を電子ビーム計測装置などで行った場合において
も、同様な相当外力を加えた形で行うことができる。
In this embodiment, it is possible to manufacture an X-ray mask by transferring a circuit pattern with high accuracy. However, even when the X-ray mask inspection is performed by an electron beam measuring device or the like, a similar external force is applied. Can be done in different forms.

【0034】次に、上記説明したX線マスクをX線露光
装置に適用したデバイスの製造方法について説明する。
Next, a device manufacturing method in which the X-ray mask described above is applied to an X-ray exposure apparatus will be described.

【0035】図4は縮小デバイス(ICやLSI等の半
導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等)の製造フローを示す。ステップS1
(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ス
テップS2(マスク製作)では、設計した回路パターン
を形成したマスクを製作する。一方、ステップS3(ウ
エハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造
する。ステップS4(ウエハプロセス)は前工程と呼ば
れ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
に、ステップS5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステ
ップS4によって作製されたウエハを用いて半導体チッ
プ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、
ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等
の工程を含む。ステップS6(検査)ではステップS5
で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性
テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバ
イスが完成し、これが出荷される(ステップS7)。
FIG. 4 shows a manufacturing flow of a reduction device (semiconductor chip such as IC or LSI, liquid crystal panel, CCD, thin film magnetic head, micromachine, etc.). Step S1
In (Circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step S2 (mask manufacturing), a mask having the designed circuit pattern is manufactured. On the other hand, in step S3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step S4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique using the mask and the wafer prepared above. Next, step S5 (assembly) is called a post-process, which is a process of forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step S4, and an assembly process (dicing,
Bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. are included. In step S6 (inspection), step S5
Inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in 1. are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step S7).

【0036】図5は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップS11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップS12(CVD)ではウエハ表面に
絶縁膜形成する。ステップS13(電極形成)ではウエ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS14
(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステ
ップS15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布
する。ステップS16(露光)では上記説明したX線マ
スクをX線露光装置によってマスクの回路パターンをウ
エハに転写する。ステップS17(現像)では露光した
ウエハを現像する。ステップS18(エッチング)では
現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップS
19(レジスト剥離)ではエッチングで済んで不要とな
ったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し
行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形
成される。本実施例の製造方法を用いることにより、従
来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造
することができる。
FIG. 5 shows a detailed flow of the wafer process. In step S11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step S12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. Step S14
In (ion implantation), ions are implanted in the wafer. In step S15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step S16 (exposure), the circuit pattern of the X-ray mask described above is transferred onto the wafer by the X-ray exposure apparatus. In step S17 (development), the exposed wafer is developed. In step S18 (etching), parts other than the developed resist image are scraped off. Step S
In 19 (resist peeling), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been difficult to manufacture in the past.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、X線露光
時におけるX線マスクのチャッキング状態(取付け姿
勢)が略垂直状態であることに注目して、X線マスク作
製時において、X線マスクのチャッキング状態(取付け
姿勢)が垂直であっても水平であっても、X線マスクの
荷重条件を前記X線露光時と同一にすることで、高位置
精度なX線マスクの作製が可能になる。
As described above, according to the present invention, it is noted that the X-ray mask chucking state (mounting posture) during X-ray exposure is in a substantially vertical state. Whether the chucking state (mounting posture) of the X-ray mask is vertical or horizontal, by making the load condition of the X-ray mask the same as that at the time of the X-ray exposure, manufacturing of the X-ray mask with high position accuracy Will be possible.

【0038】また、マスターレチクルステージおよび前
記ワーキングマスクステージを走査しながら露光を行う
ことにより、局所的な温度上昇による熱歪みが発生せ
ず、高精度な回路パターンがワーキングマスクに転写さ
れ、X線マスクのパターン精度が向上する。
By performing exposure while scanning the master reticle stage and the working mask stage, a high-precision circuit pattern is transferred to the working mask without causing thermal distortion due to a local temperature rise, and X-rays are transferred. The pattern accuracy of the mask is improved.

【0039】さらに、本発明によればスキャン露光方式
をとるX線マスク作製装置により、解像力が向上かつ将
来の大面積露光フィールドも可能にし、量産に耐えうる
X線マスクの安定供給を実現できる。
Further, according to the present invention, the X-ray mask manufacturing apparatus adopting the scan exposure system can improve the resolution and enable future large-area exposure field, and realize stable supply of the X-ray mask which can endure mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のX線マスク作製装置の第1の実施例の
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of an X-ray mask manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】本発明のX線マスク作製装置の第2の実施例の
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of the X-ray mask manufacturing apparatus of the present invention.

【図3】本発明のX線マスク作製装置の第3の実施例の
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a third embodiment of the X-ray mask manufacturing apparatus of the present invention.

【図4】半導体デバイスの製造フローである。FIG. 4 is a manufacturing flow of a semiconductor device.

【図5】図4のウエハプロセスの詳細なフローである。5 is a detailed flow of the wafer process of FIG.

【図6】X線露光装置において、シンクロトロン放射光
を用いたX線リソグラフィの概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of X-ray lithography using synchrotron radiation in the X-ray exposure apparatus.

【図7】X線マスクの外観図である。FIG. 7 is an external view of an X-ray mask.

【図8】他のX線マスクの外観図である。FIG. 8 is an external view of another X-ray mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マスターレチクル 2 レチクルステージ 3,3a,3b,3c 位置決めピン 4 ワーキングマスク(X線マスク) 5a,5b 歪みゲージ 6 ワーキングマスク用ステージ 7 折り曲げミラー 8 レンズ群 9 ビームスプリッター 10 凹面反射鏡 11 レンズ群 12 縮小投影レンズ 13 インデクサ 14 ハンド 15 制御装置 16 エアシリンダ 17 押し付け部材 S1〜S7、S11〜S19 ステップ 1 Master Reticle 2 Reticle Stage 3, 3a, 3b, 3c Positioning Pin 4 Working Mask (X-ray Mask) 5a, 5b Strain Gauge 6 Working Mask Stage 7 Bending Mirror 8 Lens Group 9 Beam Splitter 10 Concave Reflector 11 Lens Group 12 Reduction projection lens 13 Indexer 14 Hand 15 Control device 16 Air cylinder 17 Pressing member S1 to S7, S11 to S19 Step

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7352−4M 531 S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location 7352-4M 531 S

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 最小パターン寸法のN倍の線幅精度を有
するマスターレチクルと、前記マスターレチクルを搭載
するマスターレチクルステージと、1/Nに縮小される
ワーキングマスクと、前記ワーキングマスクを搭載する
ワーキングマスクステージと、前記マスターレチクルス
テージと前記ワーキングマスクステージとの間に設けら
れた、1/Nに縮小する光学系とを備え、 前記マスターレチクルステージおよび前記ワーキングマ
スクステージを走査しながら露光を行うX線マスク作製
装置。
1. A master reticle having a line width accuracy N times the minimum pattern size, a master reticle stage on which the master reticle is mounted, a working mask reduced to 1 / N, and a working on which the working mask is mounted. A mask stage, and an optical system provided between the master reticle stage and the working mask stage for reducing to 1 / N, and performing exposure while scanning the master reticle stage and the working mask stage X Line mask making device.
【請求項2】 前記ワーキングマスクへのパターンニン
グ時における前記ワーキングマスクへかかる荷重条件
を、シンクロトロン放射光を光源とするX線露光装置に
よる露光時の荷重条件とほぼ同一にした請求項1に記載
のX線マスク作製装置。
2. The load condition applied to the working mask at the time of patterning the working mask is substantially the same as the load condition at the time of exposure by an X-ray exposure apparatus using synchrotron radiation as a light source. The described X-ray mask manufacturing apparatus.
【請求項3】 請求項1または2に記載のX線マスク作
製装置を用いて、走査露光により作製されるX線マス
ク。
3. An X-ray mask manufactured by scanning exposure using the X-ray mask manufacturing apparatus according to claim 1.
【請求項4】 電子ビーム描画装置で作製される最小パ
ターン寸法のN倍のマスターレチクルを作製し、請求項
1または2に記載のX線マスク作製装置を用いて、走査
露光で1/Nの請求項3に記載のX線マスクを作製し、
このX線マスクをシンクロトロン放射光を光源とするX
線露光装置による転写工程で作製される半導体デバイス
の作製方法。
4. A master reticle N times as large as a minimum pattern size produced by an electron beam drawing apparatus is produced, and 1 / N is obtained by scanning exposure using the X-ray mask producing apparatus according to claim 1. An X-ray mask according to claim 3 is produced,
This X-ray mask uses synchrotron radiation as a light source X
A method for manufacturing a semiconductor device manufactured by a transfer process using a line exposure apparatus.
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