JPH0746681B2 - Ｘ線ステッパー用マスクの製造方法 - Google Patents

Ｘ線ステッパー用マスクの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 Ｘ線ステッパー用マスクにおいて、有効パターン領域と
カバー領域との双方を、ほぼ同じパターン密度でＸ線吸
収体をのせ、それによってストレスによるパターン変形
を抑える。
〔産業上の利用分野〕
本発明はＸ線ステッパー用マスクの製造方法に関し、さ
らに詳しく言えば、カバー領域をパターン領域とほぼ同
じパターン密度で形成し、それによってパターンのスト
レスによる変形を抑えたマスクの製造方法に関するもの
である。
〔従来の技術〕
半導体素子の製造工程においては半導体ウエハなどの上
に１つのパターンは形成されたマスクをステッパーを用
いXY方向に動かし、その都度露光して同じパターンをグ
リッド状配列にウエハ上に転写する。従来の露光には紫
外線が用いられたが、紫外線では解像度に限界があり、
サブミクロンのパターンの転写にはＸ線が用いられるよ
うになってきたものである。
第７図（ａ）と（ｂ）にＸ線ステッパー用マスク（以下
単にマスクという）が平面図と断面図で示され、同図に
おいて、11はリング、12はマスクの形成に用いたシリコ
ン（Si）ウエハ、13はメンブレン（膜）、14はＸ線の吸
収体（以下単に吸収体という。かかる吸収体で後述のパ
ターン15a,16aを形成する）、15は有効パターン領域、1
6はカバー領域で、カバー領域16には図に斜線を付して
示す如く全面に吸収体が設けられている。かかるマスク
は、リング11上にシリコンウエハ12を接着し、シリコン
ウエハ12上にメンブレン13をCVDで成長し、次いでシリ
コンウエハ12を裏からエッチングし、さらにメンブレン
上の吸収体14を形成して図示のマスクが作られる。吸収
体14は有効パターン領域15に形成された転写されるべき
パターンを形成するものと、カバー領域16に形成され転
写されないものとがある。
第７図のマスクの使用状態は第９図に断面図で示され、
同図において、31はＸ線源、32はＸ線、33はアパーチャ
ー（開口部）である。かかる装置を用い、有効パターン
部15のみにＸ線32が照射され、転写したくないカバー部
にはＸ線が照射されないように配置されている。なお同
図において、17は有効パターン部15を囲む帯状のＸ線吸
収体である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
吸収体にはストレスが発生するが、それには引張り（te
nsile）と広がり（compressive）とがある。引張りを例
にとると、マスクの使用においてそのあるべき状態は第
７図（ｂ）に示される。吸収体14とメンブレン13とにつ
いて第８図を参照して説明すると、メンブレン上の吸収
体にストレスがあると、ちぢみまたはそり上がりの変形
が発生する。第８図（ａ）はストレスがないときの状態
を示し、それは第７図（ｂ）に対応する。しかし。メン
ブレン上に吸収体を形成するとき吸収体にストレスがか
かり、このストレスを０にすべく研究がなされているの
であるが、技術の現状においてストレスを０にすること
はできない。吸収体にストレスがあると、吸収体のパタ
ーンは第８図（ｂ）に横方向矢印で示す如くちぢむか、
または上方向矢印で示す如くにそり上がる。
ちぢみの場合、第７図（ａ）でカバー領域の長さをｌと
したとき、Ｆ＝Ｅ（Δl/l）の関係が成立する。ここ
で、Ｆはストレス、Ｅは剛性率（ヤング率×メンブレン
の厚さ）、Δｌはちぢみであるが、この式からｌが大で
あるとΔｌも大になることが理解される。
かくして、カバー領域の吸収体にストレスがあるときの
マスクは第７図（ｃ）に示される如くにカバー領域の変
形が大になるため、有効パターン領域のパターンが広が
り、正確なパターンが転写されない問題が発生する。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、マス
クの吸収体のストレスがあったとしてもそれの影響によ
る吸収体パターンのちぢみまたはそり上がりが抑えら
れ、しかも、吸収体パターンが同じ厚さに形成されたマ
スクの製造方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、転写されるべきパターンを形成する有効
パターン領域と転写されないパターンを形成するカバー
領域とから成り、カバー領域に、有効パターン領域のパ
ターンのパターン密度に対応した大きさのＸ線吸収体の
パターンをその相互間はマスクのメンブレンが露出する
如くに選択的電解メッキにより形成する際に、該カバー
領域におけるメンブレンの表面全体に導電膜を形成し、
該導電膜上にパターンおよびパターンを相互につなぐ連
結パターンに対応する開口部を有するステンシルを形成
し、該開口部に該導電膜を介して電解メッキを行うこと
により、パターンおよびそれを相互につなぐ連結パター
ンを同じ厚さにて形成することを特徴とするＸ線ステッ
パー用マスクの製造方法を提供することによって解決さ
れる。
〔作用〕
第４図に本発明の原理が示され、同図（ａ）をみると、
有効パターン領域のパターン15aの密度が、カバー領域1
6に比べパターン密度が大であると、吸収体のストレス
によってパターン15aが矢印方向へちぢむ。そこで、同
図（ｂ）に示される如く、カバー領域のパターン密度を
パターン15aの密度に等しくすると、前記したちぢみが
メンブレンの全体にわたって均等化されて同図（ａ）に
みられるちぢみが発生しなくなるのである。さらに、吸
収体パターン16aは有効領域のパターン15aの密度と同じ
密度に形成されるだけでなく、吸収体パターン16aを相
互に電気的に接続して電解メッキを行うためパターン16
aは同じ厚さに形成され、パターン16aのちぢみの発生を
予防する効果が高められるのである。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
再び第１図を参照すると、本発明においては、有効パタ
ーン領域の周辺は、一定の幅（0.5〜5mm）で吸収体の帯
17を作り、帯17の外部のカバー領域16に複数の吸収体パ
ターン16aとパターンのない、すなわちメンブレンが露
出した空白部を作る。図示の例では市松模様が作られる
ようパターン16aを形成してある。
パターン16aの形状、大きさなどは帯17の枠内に形成さ
るパターン15aに対応し、前記したＦ＝Ｅ（Δl/l）の関
係を計算して設定する。パターン16aはパターン15aが作
られる工程で同時に形成されるから、それの形成に他の
工程を必要とすることはない。
第１図（ｃ）は吸収体の状態を示すが、それを同図
（ｂ）と対比すると、吸収体のストレスがあったとして
も、パターンの変形が発生しないことが理解される。
第２図（ａ）には市松模様のパターン16aが示される
が、カバー領域に前記した条件を満たすパターン16aと
それに対応した空白部を設けることが重要で、同図
（ｂ）と（ｃ）に示す形状としてもよい。
それ故に、パターン15aが第３図（ａ）の上方に示され
る如く疎であれば、パターン16aは同図の下方に示す如
く小にとり、他方パターン15a（砂地を付した部分）が
同図（ｂ）の上方に示される如き密であれば、パターン
16aは同図の下に示される如く大に形成する。
マスクの吸収体は選択的な電解メッキによって作られ
る。カバー領域についていうと、第６図（ａ）に示す如
く、メンブレン13の表面に導電膜21を形成し、導電膜21
上にステンシル23を配置し、コンタクト22を用いて導電
膜21に通電して例えば金（Au）のパターン16aをステン
シル23の隙間（開口部）に成長する。導電膜はタンタル
（Ta）、金、チタン（Ti）、クロム（Cr）、ITOなどの
薄膜で形成するが、金属導電膜の場合は後で行なう剥離
工程のために数百Å以下に、ITOを用いる場合もＸ線透
過率を考えると3000Å以下にする必要があり、電解メッ
キの場合の導電膜による電圧降下は無視できず第６図
（ａ）に示すように吸収体、すなわちパターン16aの厚
さが薄くなることがある。
そこで、本発明においては、カバー領域16のパターン16
aの形勢においては、第５図（ａ）と（ｂ）に示される
如くにパターン16aを連結する。かかる連結部に沿った
吸収体は、第６図（ｂ）に示される如くに同一の厚さに
形成される。このようにパターン16aをつなぐと、導電
膜上に金メッキがつくられるとそれも導電し、局部的な
電圧降下が防止されて第６図（ｂ）に示す如くに金メッ
キが作られるので、すべてのパターン16aが同じ厚さに
形成されるものである。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように本発明によれば、Ｘ線マスクの吸
収体のストレスによるパターン崩れが抑えられ、微細パ
ターンを精度良く形成するに有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の図で、 その（ａ）は平面図、 その（ｂ）と（ｃ）は断面図、 第２図は本発明の他の実施例の図、 第３図は本発明の他の実施例の図、 第４図は本発明の原理を示す図、 第５図はカバー領域のパターンの連結を示す図、 第６図はメッキした吸収体の断面図、 第７図は従来例の図で、 その（ａ）は平面図、 その（ｂ）と（ｃ）は断面図、 第８図はメンブレン上の吸収体の図、 第９図はＸ線露光を示す断面図である。 第１図ないし第８図において、 11はリング、12はシリコンウエハ、13はメンブレン、14
は吸収体、15は有効パターン領域、15aはパターン、16
はカバー領域、16aはカバー領域のパターン、17は帯、2
1は導電膜、22はコンタクト、23はステンシルである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】転写されるべきパターンを形成する有効パ
    ターン領域（15）と転写されないパターンを形成するカ
    バー領域（16）とから成り、カバー領域（16）に、有効
    パターン領域（15）のパターン（15a）のパターン密度
    に対応した大きさのＸ線吸収体のパターン（16a）をそ
    の相互間はマスクのメンブレン（13）が露出する如くに
    選択的電解メッキにより形成する際に、 該カバー領域におけるメンブレン（13）の表面全体に導
    電膜（21）を形成し、該導電膜上にパターン（16a）お
    よびパターン（16a）を相互につなぐ連結パターンに対
    応する開口部を有するステンシル（23）を形成し、該開
    口部に該導電膜（21）を介して電解メッキを行うことに
    より、パターン（16a）およびそれを相互につなぐ連結
    パターンを同じ厚さにて形成することを特徴とするＸ線
    ステッパー用マスクの製造方法。
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