JPH07263316A - X線露光装置 - Google Patents
X線露光装置Info
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- JPH07263316A JPH07263316A JP6054298A JP5429894A JPH07263316A JP H07263316 A JPH07263316 A JP H07263316A JP 6054298 A JP6054298 A JP 6054298A JP 5429894 A JP5429894 A JP 5429894A JP H07263316 A JPH07263316 A JP H07263316A
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-
- G—PHYSICS
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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
を高精度に微小変位の制御可能なマスクステージを用い
て行うことにより、位置精度の高い転写が可能なX線露
光装置を提供することにある。 【構成】 マスク保持部を変形してX線マスクのパター
ン搭載領域外周の任意の部位に面外変形を発生させるこ
とにより、パターン位置を制御して歪みや倍率補正を行
い位置精度の高い転写が可能なX線露光装置を得る。
Description
特にマスクパターンの歪み補正や倍率補正機能を有した
X線露光装置に関する。
効率の良い屈折あるいは反射光学系の開発が困難であり
現在のところ実用レベルにないために、1:1の等倍転
写方式が主流に開発検討されている。この等倍X線露光
では、マスクのパターン精度向上、高解像のパターン転
写、露光装置におけるマスクと転写ウエハおよびプロセ
スウエハ間でのアライメント精度の向上が、光露光技術
の場合に比べてもよりいっそうの重要な開発項目になっ
ている。特にキーテクノロジーであるX線マスクのパタ
ーン精度向上に関しては従来より様々な検討がなされ、
X線吸収体パターンやX線透過性薄膜の低応力化、応力
均一化、膜厚均一化、さらにパターン描画の精度向上や
パターンエッチング技術の開発が精力的に行われてきて
いる。しかしながらX線露光技術を0.2μm以下の微
細パターン転写技術として考えた場合には、未だ実用レ
ベルの精度をもつマスクを作製できていないのが現状で
ある。そこで従来よりパターン精度を達成する方法とし
て、例えば特開昭62−122216や特開平2−16
8614では電気歪素子や磁気歪素子を用いてX線透過
性薄膜支持体の一部あるいは全体を構成し、これらの素
子を変形させてパターン歪を補正するX線マスクの提案
がされている。また特開平5−67562のようにマス
ク支持体内にアルミニュウムなどの熱膨張材料あるいは
圧電材料からなるリング状要素を配設して、パターンの
倍率特性を変えることのできるX線マスクが提案されて
いる。しかしながらこのような構造を有するマスクでは
第一に作製プロセスが複雑になり高コストになる問題が
ある。またマスク自身に変形要素を設け、この要素の変
形力によりパターン歪および倍率を補正する場合には、
基本的にマスク構造体の弾性変形の範囲内で直接マスク
面方向に伸縮を行うために、パターン補正に必要な変形
力を変形要素により得ることは効率が悪く、変形力を微
小制御することも極めて困難になり精度が得にくい。一
方、特開平4−66095では露光装置のマスククラン
プにより直接マスクに面方向の伸縮を与えてパターン補
正する提案がされているが、上述したように必要な補正
量を面方向の力によって得ることは効率が悪く、さらに
パターンの補正変位量を極めて小さい場合には、マスク
クランプの動作移動量もこの補正変位量と同等の値を必
要とするので制御が極めて困難になり精度が得にくい問
題がある。
鑑みてなされたもので、その目的とするところはX線マ
スクパターンの歪補正および倍率補正を高精度に微小変
位の制御可能なマスクステージを用いて行うことによ
り、位置精度の高い転写が可能なX線露光装置を提供す
ることにある。
光装置のマスク保持部を変形してX線マスクのパターン
搭載領域外周の任意の部位に面外変形を発生させること
により、パターン位置を制御して歪みや倍率補正を行い
位置精度の高い転写が可能なX線露光装置を提供するこ
とにある。
行いX線吸収体パターンに位置歪みを発生させ、転写パ
ターン位置精度の向上を実現する。本発明においては、
X線マスクのマスク支持枠領域の面外変形を行うことに
より、微少量の歪みの発生がより高精度に達成される。
すなわちマスク支持枠領域の厚さに比べて幅が大きいた
めに、支持枠領域の面外変形量に比べパターン領域の面
内変形量はより微少量に制御されるので制御性が格段に
向上する。
する。まず、本発明のX線露光装置のマスクパターン位
置を制御して歪みや倍率補正を行う機構の基本構成につ
いて、その断面を示した図1〜2を用いて説明する。パ
ターンを搭載したX線マスク101は、図1(a)に示
すように、X線透過性支持膜の支持基板102を介して
露光装置のマスクステージに保持されている。パターン
103の位置を制御するために、図1(b)、図1
(c)に示すように、ベンディングモーメント104を
支持基板102に作用させる。この時、モーメント10
4により変形するX線マスク101の回転中心を支持基
板102の底面の一部になるように選び、その位置を支
点105とした。この支点105とベンディングモーメ
ント104の作用位置との距離をLで表し、X線マスク
101の高さを支持基板102の底面とパターン面まで
の距離としてhで示し、X線マスク101のアスペクト
比をh/Lで定義する。この場合にベンディングモーメ
ント104を作用させるとX線マスク101は回転して
凸状に変形するので、マスク面が上方(+Z)方向へw
変位し支持基板102のマスク中央側の側面上部が外側
へδ変位すると仮定すると、概略δ=h・L-1・wの関
係が成立する。例えばL=5cm、h=0.5cm、ア
スペクト比1/10の場合にパターンを外側へ0.01
μm移動修正するためには、wを0.1μmにすれば概
ね良いことがわかる。このマスク面の+Z方向への変位
量0.1μmは、ピエゾ素子などの手段を用いて十分制
御できる値である。実際のマスク構造では上述のように
簡単な体系ではなく弾性体変形であることも考慮しなけ
ればならないが、0.1μm程度の制御でその1/10
オーダーの位置を修正できるので、非常に有効な手段で
あると考えられる。さらに支持基板102の厚さに比べ
てその幅を大きくして、ベンディングモーメント104
の作用位置を支点105から離して設定しアスペクト比
を1/50とした場合には、0.05μmの+Z方向の
変位制御ができれば1nmのパターン位置を修正できる
ことになる。またパターンの移動修正方向を内側にする
には、ベンディングモーメントの作用点および支点の位
置関係を変更すれば可能であり、マスク101を凹状に
変形すればよい。次ぎに、図2に示した構造のX線マス
ク201を用いて、X線マスク201に設けたアライメ
ントマーク202の位置を露光装置に配置したアライメ
ント検出装置203により測定して、本発明の有効性を
調査した。パターン位置の修正は0.01μm外側に変
位させるものであった。この場合のX線マスク201の
アスペクト比は1/10であることから、ベンディング
モーメント204によりマスク上面を+Z方向へ0.1
μm変位させたところ、アライメントマーク202の位
置変位量は0.007μmであり、予測変位量の約1/
3の誤差範囲内で修正できていることが分かった。実際
に0.01μmの修正を行うには、さらに+Z方向への
0.04μmの変位の加算が必要であった。ここに示し
たように所望する位置変位量をパターンに与えるには予
想値よりも大きいZ変位量を加える必要がある。この理
由として、マスク構成材料は完全な剛体ではなく有限の
剛性率をもつことから弾性変形し、この成分がモーメン
トの作用するZ方向に加算されるためである。しかしな
がらこの事実は、予測の時点で剛体として扱った場合に
比べてZ方向の制御性の裕度が増していることを示し、
さらに微小な位置修正が可能なことを意味しているの
で、操作性の精度が向上する点で有利である。また、修
正以前に正確なZ変位量の情報を持っていなくても、所
望量の修正ができるまで繰り返し修正操作を行い必要な
精度を得ることにより実用上使用する上では不都合が生
じず、さらにはアライメントマーク検出を行してパター
ン位置精度を測定しながら連続的に修正操作を施してい
き、所望の修正量を決定してからその時のZ変位量を固
定すればよい。またマスクを凹または凸形状に変形する
ためにマスク平面度の低下により、マスク・ウエハ間の
露光ギャップに問題が生じる可能性があるが、この点に
ついてはZ変位量は位置修正量を0.1μmオーダーと
しても高々数μm程度であるので、マスク平面度および
ギャップ測定機構を露光装置に追加設定して管理すれば
特に問題にならない。 (実施例2)次ぎに、本発明の第2の実施例について、
図3(a)の断面図、図3(b)の上面図および図4の
パターン位置マップを示して詳細に説明する。図3に示
すようにパターンを搭載したX線マスク301は、マス
クステージ302に設けられた8つの支点303とこれ
らに対応する保持機構304により固定保持されてい
る。支点303は全て支点上下動作機構部305と接続
し上下調整可能な構造を有し、マスク301のX線透過
性支持膜の支持基板306の底面中央部を支える。ここ
で用いた支点303の上下動作はモーターの駆動による
テコ機構を利用している。これら支点上下動作機構部3
05によって支点303の高さが調整されることによ
り、マスク301の保持姿勢は制御され平面が設定され
る。また保持機構304には、ピエゾ素子から構成され
る上下動作部307と308がそれぞれ支点303を挟
んで外側と内側に別々に設けられ、全て上下動作制御機
構部309と接続されている。またマスク301のパタ
ーン搭載領域には8つのアライメントマーク310が形
成され、これらのマークに対応して露光装置にアライメ
ント検出装置311が配置されている。また個々のアラ
イメント検出装置311からの検出信号は、マスクパタ
ーンの位置情報を上下動作制御機構部309に伝達し、
パターン位置修正に必要な上下動作部307と308を
動作制御するために使用される。さらにパターン位置修
正操作中あるいは操作後のアライメント検出信号は、位
置修正に必要なフィードバック信号として上下動作部3
07と308を動作制御するために使用される。この装
置を用いて修正を行ったパターン位置のマップを図4に
示す。修正以前の非線形歪みが修正されていることがわ
かる。尚、図4で、401は修正前のパターン位置、4
02は修正後のパターン位置、403はベンディングモ
ーメントによる位置変位方向と変位量を示す。 (実施例3)次ぎに、本発明の第3の実施例について、
図5(a)の断面図、図5(b)のステージ部の上面図
および図6のパターン位置マップを示して詳細に説明す
る。図5に示すようにパターンを搭載したX線マスク5
01は、X線透過性支持膜の支持基板502の底面を真
空チャックによりマスクステージ502に保持されてい
る。さらに保持補強部503によりX線マスク501は
マスクステージ502に補強されて保持されている。こ
の保持補強部503は、過度の力が働きマスク501が
変形し真空チャックにより十分保持されない場合が起き
てもマスクのステージからの脱落を防止するためのもの
である。マスクステージ502は8つのセグメント50
4から構成され、それぞれは独立にセグメント上下動作
機構部505と接続している。これらのセグメント上下
動作機構部505はアクチュエーターより構成されてお
り、上下動作制御機構部506によって制御される。マ
スク501の保持姿勢は、セグメント上下動作機構部5
05によりマスクステージ502の保持面の高さ調整に
よって行われている。マスク501のパターン搭載領域
には8つのアライメントマーク507が形成され、これ
らのマークに対応して露光装置にアライメント検出装置
508が配置されている。また個々のアライメント検出
装置508からの検出信号は、マスクパターンの位置情
報を上下動作制御機構部506に伝達し、この上下動作
制御機構部506で演算・制御され、パターン位置修正
に必要なセグメント上下動作機構部505を動作制御す
るための信号として使用される。さらにパターン位置修
正操作中あるいは操作後のアライメント検出信号は、位
置修正に必要なフィードバック信号としてセグメント上
下動作機構部505を動作制御するために使用される。
この装置を用いて等方的な倍率補正を行ったパターン位
置のマップを図6(a)に、またx方向に比べてy方向
を拡大したパターン位置のマップを図6(b)に示す。
所望の倍率補正がされていることがわかる。尚、図6で
の符号601は修正前のパターン位置、602は修正後
のパターン位置、603はベンディングモーメントによ
る位置変位方向と変位量を示す。 (実施例4)次ぎに、本発明の第4の実施例について、
図7(a)の断面図、図7(b)の上面図および図8の
パターン位置マップを示して詳細に説明する。図7に示
すようにパターンを搭載したX線マスク701は、マス
クステージ702上に8箇所に設けられた保持機構部7
03により固定保持されている。保持機構部703には
全て上下動作機構部704を有し、マスク701のX線
透過性支持膜の支持基板705を上下方向からクランプ
する構造になっている。これら上下動作機構部704は
ピエゾ素子からなり、上下動作制御機構部706と接続
されており、個々の高さが調整されることによりマスク
701の保持姿勢が調整、設定される。またマスク70
1のパターン搭載領域には8つのアライメントマーク7
07が形成され、これらのマークに対応して露光装置に
アライメント検出装置708が配置されている。また個
々のアライメント検出装置708からの検出信号は、マ
スクパターンの位置情報を上下動作制御機構部706に
伝達し、パターン位置修正に必要な上下動作機構部70
4を動作制御するために使用される。さらにパターン位
置修正操作中あるいは操作後のアライメント検出信号
は、位置修正に必要なフィードバック信号として上下動
作機構部704を動作制御するために使用される。この
装置を用いて修正を行ったパターン位置のマップを図8
に示す。マスクをステージに保持した際に生じた歪みも
含めて修正されていることがわかる。尚、図8中の符号
の801は修正前のパターン位置、802は修正後のパ
ターン位置、803はベンディングモーメントによる位
置変位方向と変位量を示す。 (実施例5)次ぎに、本発明の第5の実施例について、
図9(a)の断面図、図9(b)の上面図、図10のパ
ターン位置を示して詳細に説明する。図9に示すように
パターンを搭載したX線マクス901は、マスクステー
ジ上に設けられた上下動作可能な保持機構部902によ
り16箇所が固定保持されている。保持機構部902は
マスク901のX線透過性支持膜の支持基板903を上
下方向からクランプする構造になっており、さらにテコ
機構から構成され全てに上下動作制御機構部904が接
続されている。マスク901の保持姿勢はこれら保持機
構部902によって調整、設定される。またマスク90
1のパターン搭載領域には16個のアライメントマーク
905が形成され、これらのマークに対応して露光装置
にアライメント検出装置906が配置されている。また
個々のアライメント検出装置906からの検出信号は、
マスクパターンの位置情報を上下動作制御機構部904
に伝達し、パターン位置修正に必要な保持機構部902
の上下動作を制御するために使用される。さらにパター
ン位置修正操作中あるいは操作後のアライメント検出信
号は、位置修正に必要なフィードバック信号として保持
機構部902の上下動作制御するために使用される。こ
の装置を用いて直交度補正を行ったパターン位置のマッ
プを図10に示す。修正前の直交度誤差に伴うパターン
ずれが修正されていることがわかる。尚、図10中の符
号の1001は修正前のパターン位置、1002は修正
後のパターン位置、1003はベンディングモーメント
による位置変位方向および変位量を示す。 (実施例6)次ぎに、本発明の第6の実施例について詳
細に説明する。図11の(a):断面図、(b):上面
図に示すようにパターンを搭載したX線マスク1101
は、変形を受けやすいように支持基板1102の一部が
薄くなっている。マスク1101はマスクステージ11
03上に支持基板1102の周辺部を真空チャックによ
り固定して保持され、8箇所に設けられた上下動作部1
104から面外変形を受けることによりパターン位置修
正される。上下動作部1104は、マスク1101に形
成されたアライメントマーク1105の信号情報をもと
に上下動作制御機構部1106により動作を制御され
る。このアライメント信号情報はアライメント検出装置
1107により測定される。またこの情報はパターン位
置修正操作中あるいは操作後に位置修正に必要なフィー
ドバック信号としても上下動作部1104を動作制御す
るために使用される。この装置によりパターン位置修正
を行ったマスクを用いて、ウエハ上にパターンを露光転
写した結果、その転写パターンの位置精度はデバイスの
設計から許容されていたスペック値の約1/2になって
いた。さらにこの露光装置を利用してパターン位置修正
を行ったマスクを転写してコピーマスクを作製し、使用
するレジストのタイプによりパターンの白黒反転したマ
スクも作製した。このようにして作製したマスクの位置
精度はスペックの許容値内であった。
位置精度は著しく向上し、倍率補正、直交度補正も可能
になっている。これは露光装置の保持部を変形してマス
クにベンディングモーメントを作用させることにより微
小なパターン位置を制御することが可能になったばかり
でなく、アライメントマーク位置を検出してパターンの
修正位置を連続的にあるいは繰り返し測定して、所望の
位置にパターンを移動できるように制御修正しているこ
とによる。但し、これらの操作ではパターン搭載領域外
側の部位にベンディングモーメントを作用しているため
に、修正移動されるパターン位置のモードは概ねマスク
の中央に対して対称なものになる。例えば一組のベンデ
ィングモーメントを作用させた場合に、その作用点を結
ぶ軸上にマスクの中心がある場合には、この軸上に沿っ
てパターン位置が外側あるいは内側に変位するので修正
移動されるパターン位置のモードは概ねマスクの中央に
対して対称なものになる。また作用点を結ぶ軸がマスク
の中心からずれている場合には、この軸の概ね中間点か
ら軸上に沿ってパターン位置が変位する。このことから
任意のパターンをあらゆる位置に移動修正できるわけで
はなく、また特定のパターンのみを移動することも不可
能である。そこで本発明の操作では、ベンディングモー
メントの作用部分を複数箇所に設け、これら対をなす作
用箇所を結ぶ複数の軸上で個々に外側あるいは内側への
変位およびその変位量を与えて、個々の箇所での変位の
方向や移動量を組み合わせて修正することにより、全体
のパターン位置を所望の位置に最も近づくように移動修
正しているので、ランダムなパターン位置歪みを最小に
できたばかりでなく、倍率補正や直交度補正も可能とな
った。このようにマスクに面外変形を与える箇所の多い
方が本発明の効果が大きい。
ものではなく、実施例1〜6を複数組み合わせて使用し
ても構わない。実施例ではマスクパターン位置精度を向
上させたことや、元のパターン位置を所望の位置に移動
して倍率補正したことについて記述しているが、例えば
露光中のスキャンに応じて発生する露光光照射による熱
上昇や損傷等に起因した位置変位を、リアルタイムフィ
ードバックし順次修正しながら露光転写して精度を向上
することや、露光後に発生した新たな位置歪みを再度補
正してから露光転写することが可能である。また被転写
ウエハの形状に応じてマスクパターンの位置を変形させ
て露光転写することにより、ウエハ形状に起因する位置
歪みを低減することも可能である。その他の原因による
転写パターンの精度低下を改善するために本発明を適用
しても構わない。また本発明に適用できるマスク構造は
特に限定されるものではないが、実施例1の記述にある
ようにマスク支持体領域の厚さに比べ、その幅が大きい
方が本発明の適用が容易で効果が大きく、さらに近接露
光を考慮すれば凸型の外形形状が望ましい。また実施例
6にあるようにマスクの一部を薄くして、変形力に対し
て容易に上下方向に可動できるようにしたマスクを使用
することによって、さらに微小な位置調整が可能になる
ので本発明の効果が大きくなる。変形を受けやすいマス
ク構造には、上述の支持基板の一部が薄くなっているも
ののほかに平行板やひんじ板、連結板のような構造を適
用しても構わない。本発明においては、露光装置に搭載
したマスクに対してアライメントマークを検出してパタ
ーン位置補正を行ったが、マスク単体でパターン位置精
度の測定を実施し歪み補正量およびそれに対する変形量
を求めて位置補正することを適用した露光を行うことが
できる。
てX線マスクのパターン搭載領域外周の任意の部位に面
外変形を発生させることにより、パターン位置を制御し
て歪みや倍率補正を行い位置精度の高い転写が可能なX
線露光装置を製造することが可能となる。
示す断面図。
図。
を示す図。
を示す図。
を示す図。
プを示す図。
101…X線マスク 102,306,705,903,1102…支持基板 103…パターン 104,204…ベンディングモーメント 105…支点 202,310,507,707,905,1105…
アライメントマーク 203,311,508,708,906,1107…
アライメント検出装置 302,502,702,1103…マスクステージ 303…支点(8箇所) 304…保持機構 305…支点上下動作機構 307,308,1104…上下動作部 309,506,706,904,1106…上下動作
制御機構部 401,601,801,1001…修正前のパターン
位置 402,602,802,1002…修正後のパターン
位置 403,603,803,1003…ベンディングモー
メントによる位置変位方向と変位量 503…保持補強部 504…セグメント 505…セグメント上下動作機構 703,902…保持機構部 704…上下動作機構部
Claims (4)
- 【請求項1】少なくともX線吸収体パターンが形成され
たX線透過性薄膜と該X線透過性薄膜を支持するマスク
支持枠領域より構成されるX線マスクを露光装置に保持
する際に、該X線マスクに変形を与えることによりX線
吸収体パターンに位置歪みを与え、パターン転写位置を
制御した露光を行うことを特徴とするX線露光装置。 - 【請求項2】X線マスクのマスク支持枠領域にパターン
面外への変形を与えることを特徴とする請求項1記載の
X線露光装置。 - 【請求項3】マスク保持部が複数の上下左右内外方向の
うち少なくとも何れか一方向に該支持枠の微小変形が可
能な機構を有する分割部分から構成されていることを特
徴とする請求項1ないし請求項2のいずれかに記載のX
線露光装置。 - 【請求項4】マスク上のX線吸収体パターンあるいはア
ライメントマークの被露光基板上のパターンに対する位
置合わせ精度測定を行い、相対位置が所望の関係になる
ようにX線マスクパターン位置補正量を決める、あるい
は補正することを特徴とする請求項1ないし請求項3の
内のいずれかに記載のX線露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6054298A JPH07263316A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | X線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6054298A JPH07263316A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | X線露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07263316A true JPH07263316A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12966670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6054298A Pending JPH07263316A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | X線露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07263316A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10242033A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Canon Inc | マスク保持装置、露光装置、デバイス製造方法、及びマスク構造体 |
JPH10312956A (ja) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Canon Inc | 倍率補正装置および倍率補正装置を搭載したx線露光装置ならびにデバイス製造方法 |
JP2008021997A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
CN104425326A (zh) * | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 致茂电子股份有限公司 | 薄膜吸附设备 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP6054298A patent/JPH07263316A/ja active Pending
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