JPH09232216A - X線マスクの製造方法及び製造装置 - Google Patents

X線マスクの製造方法及び製造装置

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JPH09232216A
JPH09232216A JP3937496A JP3937496A JPH09232216A JP H09232216 A JPH09232216 A JP H09232216A JP 3937496 A JP3937496 A JP 3937496A JP 3937496 A JP3937496 A JP 3937496A JP H09232216 A JPH09232216 A JP H09232216A
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JP
Japan
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absorber film
ray mask
light beam
stress
stress distribution
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Withdrawn
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JP3937496A
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English (en)
Inventor
Masaki Yamabe
正樹 山部
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 X線マスク基板上に吸収体膜を形成したもの
から成るX線マスクの製造方法及び製造装置に関し、吸
収体膜の応力を簡易な手段で低減することを目的とす
る。 【解決手段】 吸収体膜の面内における応力分布を測定
し、この応力分布に応じて該吸収体膜を局所的にアニー
ルするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はX線マスクの製造方
法及び製造装置に関する。X線リソグラフィーはサブミ
クロン領域の高解像度が得られることや一括転写により
高い生産性が得られる等の利点を有していることから、
半導体集積回路における微細パターン転写技術として期
待されているが、そのためにはパターンの変形のない精
度の高いX線マスクが必要である。
【0002】
【従来の技術】X線マスクは支持枠で支持された透過体
膜(メンブレン)からなるX線マスク基板上に吸収体膜
を形成したものから成っており、吸収体膜には高精度の
パターンが形成される。一例として、支持枠には厚み5
00μm 程度のSiウェーハ、透過体膜には膜厚2〜3
μm のSiC膜、吸収体膜には膜厚0.6μm 程度のT
a膜が用いられる。吸収体膜はスパッタリング法等によ
って成膜されるが、成膜時に発生する応力によってパタ
ーンが変形しパターン精度が低下するという問題があ
る。従って、X線マスクのパターン精度を低下させない
ようにするためには吸収体膜の応力を低減することが必
要であり、従来から様々な方法が試みられている。例え
ば、スパッタリング時のガス圧や成膜温度等の成膜条件
によって応力が影響されることが知られており、従っ
て、これらの成膜条件を最適制御すれば応力は低減でき
る。しかしこの方法は成膜条件の微妙な調整を必要とし
再現性に乏しいという問題がある。
【0003】また、一般に薄膜の応力はアニールによっ
て変化することが知られており、これを利用して吸収体
膜の応力を低減する方法がある。この方法では、まず、
図3に示したように吸収体膜の応力のアニール条件依存
性を求める。図3にはパラメータとしてアニール温度を
とったときの応力のアニール時間依存性が示されてい
る。ついで、補正の対象となる吸収体膜の応力を測定す
る。そして、測定された応力を相殺するだけの応力を生
じさせるアニール条件を図3から見いだしてこの条件で
アニールするようにしたものである。例えば、補正の対
象となる吸収体膜の応力が1×109dyn/cm2の引張応力
を示したとき、同じ大きさの圧縮応力を加えてこれを相
殺するためには、図3から260℃で40分アニールす
ればよいことになる。
【0004】また、一般に薄膜にイオン注入を行うと薄
膜の応力が変化することが知られており、これを利用し
て吸収体膜の応力を低減する方法も提案されている(特
開平7−78754)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したアニールによ
る応力低減方法は簡易な方法であるが、以下に述べるよ
うにな問題がある。通常、吸収体膜の応力はX線マスク
基板に形成された吸収体膜のそり量から算出される。即
ち、吸収体膜の形成されたSiウェーハのそり形状の曲
率半径を測定し、これにより応力を算出するようにして
いる。図4は吸収体膜が形成されているSiウェーハ13
のそり形状を示したものであり、同図中の曲線Aで示し
たように通常は複雑なそり形状を呈している。これは、
吸収体膜の面内で局所的に曲率半径が異なっているこ
と、即ち、吸収体膜の応力が局所的に異なった値を持っ
て分布していることを示している。一方、この曲線Aで
示されたそり形状を、少なくともパターン領域以上の広
い領域にわたって滑らかな曲線Bで近似すれば、この曲
線Bに基づいて算出された応力は吸収体膜の面内におけ
る応力の平均値を表すことになる。
【0006】従来は、曲線Bから算出した応力の平均値
を相殺するような条件で吸収体膜を均一にアニールして
いた。そのため、吸収体膜の応力は平均として低減され
るものの以下に述べるように局所的な応力が残り、その
結果、パターンが不均一に変位するという問題があっ
た。
【0007】図5は図4に示したSiウェーハの実際の
そり形状を示す曲線Aに基づいて吸収体膜の面内におけ
る各地点の応力を求め、同一応力の地点を結んで等応力
線14を描いたものである。同図には、この吸収体膜の面
内におけるパターン領域15上で上記等応力線から求めた
パターンの変位の分布が示されており、図中に示した矢
印は各地点における変位の大きさとその方向を表してい
る。同図から明らかなように、パターン領域15は局所的
に不均一に変位することとなり、吸収体膜を均一にアニ
ールする方法ではこれを補正することはできない。
【0008】従来技術の項で述べたイオン注入を利用す
る方法では、上述した均一なアニールを行った場合の問
題点を解消することができる。即ち、図5に示した応力
の分布に応じてイオン注入量を局所的に制御することに
より不均一な応力分布を解消させることが可能である。
しかし、この方法では高価なイオン注入装置を必要と
し、しかも、吸収体膜の材料となるTa等の重金属によ
り装置内が汚染される恐れがあるため、清浄な環境を必
要とする通常の半導体プロセスで用いられるイオン注入
装置とは共用することができないという問題がある。
【0009】そこで本発明は、X線マスクに用いられる
吸収体膜の応力を簡易な手段で低減することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、X線
マスク基板上に吸収体膜を形成したものから成るX線マ
スクの製造方法において、吸収体膜の面内における応力
分布を測定し、該応力分布に応じて該吸収体膜を局所的
にアニールすることを特徴とするX線マスクの製造方
法、あるいは、光ビームの照射により該吸収体膜を局所
的にアニールする請求項1記載のX線マスクの製造方法
であって、該吸収体膜の面内における応力分布に応じて
該光ビームを制御するか、又は該吸収体膜の面内におけ
る応力分布に応じて該X線マスクを固定する支持台の移
動を制御することを特徴とするX線マスクの製造方法、
あるいは、X線マスクを固定する支持台と、該X線マス
ク上に形成された吸収体膜に光ビームを走査する光ビー
ム走査部とを有し、予め測定された該吸収体膜の応力分
布に応じて該光ビームを制御する光ビーム制御部、又は
予め測定された吸収体膜の応力分布に応じて該支持台の
移動を制御する支持台制御部を備えたことを特徴とする
X線マスクの製造装置、あるいは、X線マスク基板上に
吸収体膜を形成したものから成るX線マスクの製造方法
において、予め測定された吸収体膜の応力分布に応じた
光透過率を有する光フィルタを備え、該光フィルタを通
して該吸収体膜に光ビームを照射することを特徴とする
X線マスクの製造方法、あるいは、X線マスク基板上に
吸収体膜を形成したものから成るX線マスクの製造装置
において、該吸収体膜を加熱する加熱面が複数の加熱領
域に分割されている加熱部と、予め測定された吸収体膜
の応力分布に応じて各加熱領域の加熱温度及び加熱時間
を制御する加熱制御部を備えることを特徴とするXマス
クの製造装置によって達成される。
【0011】本発明では、予め吸収体膜の各地点におけ
る応力を測定する。そして、得られた応力に応じて大き
さが同じで反対方向の応力が発生するようなアニール条
件で各地点ごとに異なったアニールを行うようにしたも
のであり、これにより吸収体膜の各地点における応力が
相殺されるので面内における応力は均一に補正されるこ
ととなり、吸収体膜に形成されたパターンの変形を抑え
ることが可能となる。
【0012】局所的なアニールを行う上で吸収体膜に光
ビームを照射する方法を用いることができる。吸収体膜
の面内において光ビームの照射された地点の温度は光ビ
ームのパワー、光ビームとその地点との相対的な移動速
度、その地点での光ビームの滞留時間等によって変わ
る。従って、光ビームのパワー、走査速度等、あるいは
X線マスクを固定する支持台の移動等を制御することに
より容易に各地点の温度を制御することができる。
【0013】また、吸収体膜の応力分布に応じた光透過
率を有する光フィルタを通して光ビームを照射した場
合、光透過率の大小に応じて吸収体膜の各地点に照射さ
れる光ビームのパワーが異なるので局所的なアニールが
可能となり応力分布を均一に補正することができる。
【0014】また、複数の異なった加熱領域を有する加
熱面でX線マスクを加熱し、各加熱領域の加熱温度及び
加熱時間を予め測定された吸収体膜の応力分布に応じて
制御することにより局所的なアニールが可能となり応力
分布を均一に補正することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明で用いるX線マスクはX線
マスク基板上に吸収体膜として膜厚0.6μm のTa膜
を形成しパターニングしたものである。X線マスク基板
は支持枠となるSiウェーハ上に透過体膜として膜厚2
μm のSiC膜を形成したものからなる。まず、吸収体
膜の応力のアニール条件依存性を測定し図3に示したも
のと同様なデータを求める。ついで、X線マスク基板上
の補正しようとする吸収体膜の各地点における応力を測
定し図4に示したものと同様な応力分布データを得る。
そして、以下に述べるように、これらのデータに基づい
て吸収体膜を局所的にアニールする。
【0016】図1は本実施例で用いるアニール装置のブ
ロック図である。光源1はレーザ、赤外線ランプ、ハロ
ゲンランプ等からなる。光ビーム走査部2は光源1から
出射された光を所定のビーム径を持つ光ビームに集束す
る集束系、集束された光ビームを吸収体膜上で走査する
走査系等から成る。光ビーム制御部3は光ビーム走査部
2から出射される光ビームのパワー、走査速度、走査方
向等を制御するものである。支持台7はX線マスク6を
固定するものであり、任意のX−Y方向へ移動可能であ
る。支持台制御部4は支持台7の移動速度、移動方向を
制御するものである。
【0017】まず、前述した吸収体膜の応力分布データ
を光ビーム制御部3に入力する。光ビーム制御部3には
予め応力のアニール条件依存性を示すデータが入力され
ており、光ビーム制御部3はこのデータと上記応力分布
データとを照合して吸収体膜上の各地点における応力を
相殺するようなアニール条件を見い出す。そして、見い
だしたアニール条件を満足させるような光ビームのパワ
ー、走査方向、走査速度を算出する。算出されたデータ
は光ビーム走査部2に送られ、光ビーム走査部2は受け
取ったデータに従って吸収体膜上で光ビームを走査させ
る。例えば、吸収体膜の面内において応力が1×109d
yn/cm2の引張応力を示した地点には、図3から260℃
で40分アニールされるように光ビームのパワーや走査
速度を制御すればよい。これにより吸収体膜は応力の分
布に応じて局所的にアニールされることとなり、吸収体
膜の応力は均一に補正されることになる。図3に比べて
より高温領域でのアニール条件依存性を求めてこれを用
いるようにすればアニール時間の短縮が可能となりスル
ープットを向上させることができる。
【0018】以上述べた実施例では支持台7の位置を固
定した状態で光ビームを制御することにより吸収体膜を
局所的にアニールするようにしているが、逆に、光ビー
ムのパワーや走査方向を固定し支持台7を移動させるこ
とにより吸収体膜を局所的にアニールすることもでき
る。この方法では、吸収体膜の応力分布データを支持台
制御部4に入力する。支持台制御部4には予め応力のア
ニール条件依存性を示すデータが入力されており、支持
台制御部4はこのデータと上記応力分布データとを照合
して吸収体膜上の各地点における応力を相殺するような
アニール条件を見い出す。そして、見いだしたアニール
条件を満足させるように支持台7の移動方向、移動速度
を算出し、算出されたデータに従って支持台7の移動を
制御するようにする。この方法は光ビームの走査可能範
囲が吸収体膜のアニール範囲より狭い場合等に用いられ
る。また、以上述べた光ビームの走査制御と支持台の移
動制御とを組み合わせて用いることもできる。
【0019】上記構成ではアニール条件に依存して光ビ
ームの走査速度や支持台の移動速度が遅くなったり、あ
るいは一定期間停止される場合が生じ、その結果、熱の
拡散により温度分布が均一化し局所的なアニールが困難
になる恐れがある。この場合には、アニール処理を複数
回に分けて行うようにしてもよい。例えば、吸収体膜上
のある地点に10分間光ビームを照射する必要がある場
合には、アニール処理を5回に分けて1回当たり2分間
光ビーム照射を行うようにする。そして、分けられた各
アニール処理が終了する都度、X線マスク6を支持台7
からはずし、水冷等により均一な温度状態に保持された
別の支持台に移すことにより吸収体膜の温度を均一に低
下させる。そして、再び元の支持台7で次のアニール処
理を行うようにすれば局所的なアニールが可能となる。
【0020】また、図1に示したアニール装置におい
て、吸収体膜の応力分布に応じた光透過率を有する光フ
ィルタを吸収体膜の上方に配置し、この状態で光ビーム
走査部2からパワー、走査速度を一定にした光ビームを
光フィルタを介して吸収体膜上に走査するようにすれ
ば、吸収体膜に対し応力の分布に応じて局所的に異なっ
たアニールを施すことが可能となる。光ビームの代わり
に吸収体膜上に均一な光を照射してもよい。光フィルタ
としてNDフィルタの吸収層の厚みを応力分布に応じて
変化させたものを用いることができる。
【0021】図2は本発明の他の実施例を示すアニール
装置のブロック図である。同図において、吸収体膜の形
成されたX線マスク6は加熱部8の加熱面上に固定され
る。加熱面は熱伝導率の小さなセラミックス等の熱絶縁
材12で互いに熱絶縁された複数の加熱領域9に分割され
ており、各加熱領域9にはヒータ11が設けられている。
この実施例では吸収体膜の応力分布データは加熱制御部
10に入力される。加熱制御部10には予め応力のアニール
条件依存性を示すデータが入力されており、加熱制御部
10はこのデータと上記応力分布データとを照合して吸収
体膜上の各地点における応力を相殺するようなアニール
条件を見い出す。そして、見いだしたアニール条件を満
足させるように各加熱領域9に設けられたヒータ11への
通電電流、通電時間を制御する。これにより吸収体膜は
応力の分布に応じて局所的にアニールされ応力を均一に
補正することができる。本実施例においても、前述した
ようなアニール処理を複数回に分けて行う方法を用いる
ことにより熱の拡散を回避して局所的なアニールを行う
ことが可能である。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、イオン注
入装置を用いることなく簡易な手段で吸収体膜の応力の
分布を補正することができるのでX線マスクのパターン
精度を向上させる上で有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示すブロック図
【図2】 本発明の他の実施例を示すブロック図
【図3】 吸収体膜の応力のアニール条件依存性を示す
【図4】 Siウェーハ上の吸収体膜のそり形状を示す
【図5】 吸収体膜の応力分布を示す図
【符号の説明】
1 光源 8 加熱部 2 光ビーム走査部 9 加熱領域 3 光ビーム制御部 10 加熱制御部 4 支持台制御部 11 ヒータ 5 光ビーム 12 熱絶縁材 6 X線マスク 13 Siウェーハ 7 支持台 14 等応力線 15 パターン領域

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線マスク基板上に吸収体膜を形成した
    ものから成るX線マスクの製造方法において、 吸収体膜の面内における応力分布を測定し、該応力分布
    に応じて該吸収体膜を局所的にアニールすることを特徴
    とするX線マスクの製造方法。
  2. 【請求項2】 光ビームの照射により該吸収体膜を局所
    的にアニールする請求項1記載のX線マスクの製造方法
    であって、 該吸収体膜の面内における応力分布に応じて該光ビーム
    を制御するか、又は該吸収体膜の面内における応力分布
    に応じて該X線マスクを固定する支持台の移動を制御す
    ることを特徴とするX線マスクの製造方法。
  3. 【請求項3】 X線マスクを固定する支持台と、 該X線マスク上に形成された吸収体膜に光ビームを走査
    する光ビーム走査部とを有し、 予め測定された該吸収体膜の応力分布に応じて該光ビー
    ムを制御する光ビーム制御部、又は予め測定された吸収
    体膜の応力分布に応じて該支持台の移動を制御する支持
    台制御部を備えたことを特徴とするX線マスクの製造装
    置。
  4. 【請求項4】 X線マスク基板上に吸収体膜を形成した
    ものから成るX線マスクの製造方法において、 予め測定された吸収体膜の応力分布に応じた光透過率を
    有する光フィルタを備え、 該光フィルタを通して該吸収体膜に光ビームを照射する
    ことを特徴とするX線マスクの製造方法。
  5. 【請求項5】 X線マスク基板上に吸収体膜を形成した
    ものから成るX線マスクの製造装置において、 該吸収体膜を加熱する加熱面が複数の加熱領域に分割さ
    れている加熱部と、 予め測定された吸収体膜の応力分布に応じて各加熱領域
    の加熱温度及び加熱時間を制御する加熱制御部を備える
    ことを特徴とするXマスクの製造装置。
JP3937496A 1996-02-27 1996-02-27 X線マスクの製造方法及び製造装置 Withdrawn JPH09232216A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501823A (ja) * 1999-06-07 2003-01-14 ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア 反射マスク基板のコーティング
JP2013084886A (ja) * 2011-09-28 2013-05-09 Toppan Printing Co Ltd 反射型マスク及び反射型マスクの製造方法

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Effective date: 20030506