JPH1070066A - Ｘ線マスク構造体、該ｘ線マスク構造体を用いたｘ線露光方法、前記ｘ線マスク構造体を用いたｘ線露光装置、前記ｘ線マスク構造体を用いた半導体デバイスの製造方法及び該製造方法によって製造された半導体デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支持膜（Ｘ線透過膜）と被転写体との間に薄
膜を配置して支持膜へのゴミ等の付着を防止しつつも、
支持膜と薄膜との間隔を高精度に設定する。 【解決手段】 保持枠１に保持された支持膜（Ｘ線透過
膜）２には、露光パターンに対応してＸ線吸収体３が設
けられる。保持枠１は、補強体４に固定される。補強体
４の上面には、薄膜６が粘着剤７により固定され、支持
膜２の露光時に被転写体が配置される側の空間が薄膜６
で覆われる。

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線露光に用いら
れるＸ線マスク構造体に関する。また本発明は、前記Ｘ
線マスク構造体を用いたＸ線露光方法、Ｘ線露光装置及
び半導体デバイスの製造方法に関し、さらには、前記半
導体デバイスの製造方法によって製造された半導体デバ
イスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度高速化に
伴い、集積回路のパターン線幅が縮小され、半導体製造
方法にも一層の高性能が要求されてきている。このた
め、焼き付け装置として露光波長にＸ線領域（２〜１５
０オングストローム）の光を利用したステッパが開発さ
れている。

【０００３】この種のＸ線露光装置に用いられる従来の
Ｘ線マスク構造体を図１３に示す。図１３に示すように
従来のＸ線マスク構造体は、基本的には、Ｘ線吸収体１
０３を支持する支持膜（Ｘ線透過膜）１０２が、保持枠
１０１に保持された構造となっている。また、保持枠１
０１の補強のために、補強体１０４が設けられている場
合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、量産を考慮す
ると、防塵対策が不可欠となってきた。光露光では、薄
膜−防塵膜（ペリクル）が一般的に用いられているが、
Ｘ線露光では有機物のゴミは影響を与えないとして、防
塵膜は考慮されていなかった。ところが、Ｘ線露光で形
成するパターンが微細になるにつれ、有機物のゴミも露
光量の分布に与える影響から無視することができなくな
ってきた。

【０００５】ゴミに対する別の対策として洗浄が挙げら
れるが、Ｘ線マスクにおいては、Ｘ線吸収体が高アスペ
クトであることから洗浄は非常に難しく、洗浄では除去
できないゴミも発生した。また、支持膜が薄膜であるた
め、強度が弱く、洗浄の回数を減少させる必要性もでて
きた。さらに、ゴミの検査を行うにはＥＢ等が用いられ
る場合が多く、使用中に頻繁に行われるゴミの検査には
光が用いられる。しかし、高アスペクトのパターンとゴ
ミとを判別するのは非常に高度な技術を必要とする。そ
の上、線幅が微細になるにつれ、被転写体のパターン形
成に用いられるレジストには化学増幅型のレジストが用
いられるようになってきたが、レジストの種類によって
は露光中に分解生成物を発生させるものがあり、この生
成物がマスクに付着し、長期的な経時変化の要因の一つ
になっていた。

【０００６】一方、特開昭６３−７２１１９号公報に
は、着脱可能な枠付きペリクル膜が述べられている。し
かし、ＥＢ検査時に着脱することに言及されているのみ
で、支持膜と被転写体との間隔が１００μｍ以下という
Ｘ線露光中での使用に関してはなんら考慮されていなか
った。すなわち、図１４に示すように、平らな支持膜
（Ｘ線透過膜）１１２上に独自の枠１１７を介して薄膜
１１６が固定されている状態で薄膜１１６と支持膜１１
２との間の間隔をμｍレベルで設定するのは困難であっ
た。

【０００７】そこで本発明は、Ｘ線吸収体を支持する支
持膜（Ｘ線透過膜）と被転写体との間に薄膜を配置して
支持膜へのゴミや分解生成物の付着を防止しつつも、支
持膜と薄膜との間隔を高精度に設定できるＸ線マスク構
造体を提供することを目的とする。また本発明は、この
ようなＸ線マスク構造体を使用することにより、高精度
な焼き付けの量産を可能とするＸ線露光装方法及びＸ線
露光装置等を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のＸ線マスク構造体は、Ｘ線露光の際に被転写体
に対向配置され、Ｘ線吸収体が前記被転写体への露光パ
ターンに対応して設けられたＸ線透過膜を有するＸ線マ
スク構造体において、前記Ｘ線透過膜よりも前記被転写
体側に前記Ｘ線透過膜の前記被転写体側の空間を覆う薄
膜が設けられ、前記薄膜は、前記Ｘ線透過膜を直接また
は間接的に支持する部材に固定されていることを特徴と
する。

【０００９】Ｘ線透過膜が保持枠に保持されている場合
には保持枠に薄膜を固定することができるし、さらに保
持枠を補強する補強体が設けられている場合には、保持
枠に薄膜を固定してもよいし、補強体に薄膜を固定して
もよい。

【００１０】上記のとおり構成されたＸ線マスク構造体
では、Ｘ線透過膜と被転写体との間に配置される薄膜を
支持する部材を、Ｘ線透過膜を直接または間接的に支持
する部材と共通としているので、露光時のＸ線透過膜と
被転写体とのギャップを妨げずに薄膜を配置することが
できる。そのため、薄膜を取り付けたまま露光を行うこ
とができ、Ｘ線透過膜へのゴミや分解生成物の付着が防
止される。なお、薄膜にはゴミ等が付着する場合がある
が、薄膜はパターンが形成されない単なる膜であるの
で、ゴミ等の検査は容易である。

【００１１】また本発明のＸ線マスク構造体は、前記薄
膜がその外周部が固定され、前記薄膜が固定される部位
は他の部位よりも前記被転写体に対して遠い位置であっ
てもよく、これにより、薄膜に張力を与えて固定するこ
とができるので、薄膜の平面度が向上する。このために
は、前記薄膜は、前記薄膜が固定される部材の側面に固
定してもよいし、前記薄膜が固定される部材の外周部に
傾斜を形成しておき、この傾斜に薄膜を固定してもよ
い。さらに、薄膜を着脱可能に固定したり、前記薄膜と
前記Ｘ線透過膜との間の空間の圧力を調整可能としたも
のであってもよい。

【００１２】本発明のＸ線露光方法は、上述のＸ線マス
ク構造体を被転写体に対向配置し、前記Ｘ線マスク構造
体側からＸ線を照射して前記Ｘ線マスク構造体に設けら
れたＸ線吸収体のパターンを前記被転写体に転写するも
のである。

【００１３】本発明のＸ線露光装置は、上述のＸ線マス
ク構造体を被転写体と対向する位置に保持するマスク保
持手段と、前記Ｘ線マスク構造体を介して前記被転写体
に照射させるＸ線を放射するＸ線源とを有し、前記Ｘ線
の照射により前記Ｘ線マスク構造体に設けられたＸ線吸
収体のパターンを前記被転写体に転写させるものであ
る。

【００１４】そして本発明の半導体デバイスの製造方法
は、被転写体にマスクの回路パターンを転写する工程を
有する半導体デバイスの製造方法において、前記マスク
として、上述のＸ線マスク構造体を用いたものであり、
本発明の半導体デバイスは、本発明の半導体デバイスの
製造方法によって製造されたデバイスである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施形態
について図１を参照して説明する。

【００１６】図１に示すように、保持枠１には、露光パ
ターンに対応してＸ線吸収体３が設けられ、露光装置に
装着された際に被転写体と対向配置される支持膜（Ｘ線
透過膜）２が保持されている。支持膜２は、Ｘ線を十分
に透過し、かつ、自立する必要があるので、１〜１０μ
ｍの範囲内の厚さとすることが好ましい。支持膜２の材
料としては、例えば、Ｓｉ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ，Ｓｉ
Ｃ，ＳｉＣＮ，ＢＮ，ＡｌＮ，Ｃ等の無機膜、これらの
単独または複合膜等の公知の材料が用いられる。Ｘ線吸
収体３は、Ｘ線を十分に吸収し、かつ、被加工性が良い
ことが必要となるが、０．２〜１．０μｍの範囲内の厚
さとすることが好ましい。Ｘ線吸収体３の材料として
は、例えば、Ａｕ，Ｗ，Ｔａ，Ｐｔ等の重金属、さらに
はこれらの化合物が用いられる。また、保持枠１は、シ
リコンウェハ等によって構成される。

【００１７】保持枠１は、接着剤５によって補強体４に
固定され、これによって保持枠４の補強がなされる。補
強体４は、パイレックスガラスや石英ガラス等のガラス
や、Ｓｉや、セラミック等で構成される。その中でも、
ヤング率が５０ＧＰａ以上、線膨張率が１×１０^-5Ｋ^-1
以下のものが好ましい。

【００１８】補強体４の上面、すなわち露光時に被転写
体と対向する面には、薄膜６が粘着剤７によって着脱可
能に固定されている。補強体４の上面は支持膜２よりも
被転写体側に存在しており、薄膜６は、支持膜２よりも
被転写体側に設けられることになる。この薄膜６によっ
て支持膜２の被転写体側の空間が覆われる。

【００１９】薄膜６は、露光Ｘ線の強度を下げることを
防ぐため、０．１〜５μｍの範囲内の厚さとすることが
好ましく、０．１〜１μｍの厚さであることがより好ま
しい。薄膜６の材料としていは、Ｓｉ，ＳｉＯ₂ ，Ｓｉ
Ｎ，ＳｉＣ，ＳｉＣＮ，ＢＮ，ＡｌＮ，Ｃ等の無機膜、
ポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイ
ト、ポリプロピレン、セルロース（ニトロセルロース、
酢酸セルロース）、ポリビニルブチラール、ポリメチル
メタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等や
これらの共重合体等の耐放射線有機膜、これらの単独ま
たは複合膜等の材料が用いられる。また、これらの膜上
に、帯電防止の効果を持たせるため、ＣやＩＴＯ、ポリ
ジアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリピロー
ル、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン等の導電性ポ
リマーを形成してもよいし、これらの材料そのもので薄
膜６を形成してもよい。中でも、ポリフェニレンサルフ
ァイトは導電性も耐放射線性も高く、より有効な薄膜で
ある。

【００２０】粘着剤７は、粘着性が調整されたものであ
り、アクリル系、シリコーン系、ゴム系、エポキシ系の
ものが用いられる。薄膜６が固定される部材は、薄膜専
用に用いられる部材でなければ、図１に示したように補
強体４であってもよいし、保持枠１であってもよい。つ
まり、支持膜２を直接または間接的に支持する部材に薄
膜６は支持され固定される。

【００２１】薄膜６と支持膜２との間隔は一定であり、
その値は、被転写体と支持膜２の露光ギャップにもよる
が、１０μｍ以下であることが好ましく、さらに、薄膜
６の平面度は３μｍ以下であるのが好ましい。このため
には、薄膜６を保持枠１に直接固定する場合には、支持
膜２の応力による保持枠１の反りを利用し、薄膜６を保
持枠１の最上部で支持して側面に固定する。この場合、
薄膜６の平面度や支持膜２との間隔は保持枠１の反りに
依存するが、保持枠１の反りは、支持膜２の応力と、保
持枠１の厚さや剛性の設計によって調整する。それでも
数μｍ程度の適度な反りが得られない場合には、保持枠
１を加工しても構わない。一方、薄膜６を補強体４に固
定する場合には、上記と同様に薄膜６を保持枠１の最上
部で支持し、補強体４に固定してもよいし、補強体４で
薄膜６を支持してもよい。後者の場合には、補強体４を
高精度に加工し、さらに、補強体４を保持枠１へ固定す
る際に高精度に位置管理を行う必要がある。補強体４と
保持枠１との位置管理を高精度に行う装置の一例とし
て、マスクの保持枠と補強体との接着に関する特開平３
−２９３７１６号公報に開示されたＸ線マスク接着治具
と同様の手法を用い、保持枠１と補強体４との接着、ま
たは接着剤等を用いない接合を行うことができる。

【００２２】また、薄膜６の外周部を保持枠１または補
強体４に固定し、保持枠１または補強体４の薄膜６が固
定される部位を他の部位よりも被転写体に対して遠い位
置とすることで、薄膜６は、固定された部位の内側を支
持されて、その支持された部位で被転写体に対して遠く
なる向きに曲げられて固定される。これにより、薄膜６
により大きな張力を与えて薄膜６を固定することができ
るため、薄膜６の平面度が向上する。これは、薄膜６を
保持枠１または補強体４の側面に固定したり、保持枠１
または補強体４の外周部に面取り状の傾斜を設け、この
傾斜に薄膜６を固定することによって達成できる。ま
た、このような場合には、薄膜６を支持する部位の平面
度をより高精度に加工するのが好ましい。

【００２３】さらに、薄膜６と支持膜２との間の圧力を
調整可能とするために、補強体４には、薄膜６と支持膜
２との間の空間と補強体４の外部とを連通する穴８が設
けられている。この穴８には、ゴミの侵入を防止するた
めにフィルター（不図示）を設けることが望ましい。穴
８は、図１に示したように補強体４の側面に設けてもよ
いし、薄膜６を支持する面とは反対側の面から保持枠１
を貫通して設けてもよい。さらに、補強体４が設けられ
ていない場合には、穴８は保持枠１に設けられる。

【００２４】以上説明したように、Ｘ線吸収体３を支持
する支持膜２と被転写体との間に薄膜６を設け、しか
も、この薄膜６を支持及び固定する部材を、支持膜６を
直接または間接的に支持する部材と共通の部材とするこ
とで、薄膜６の平面度や支持膜２との間隔を高精度に制
御できるようになる。その結果、被転写体との間隔が１
００μｍ以下となるＸ線露光中でも薄膜６を着脱する必
要がなくなり、支持膜２の表面へのゴミや分解生成物等
の付着を防止できる。これにより、支持膜２の洗浄回数
を減少またはなくすることもでき、マスクの長寿命化が
達成される。さらに、ゴミ存在している雰囲気中でも、
ゴミは高アスペクトパターンが設けられた支持膜２では
なく平坦な薄膜６に付着することになるため、光による
ゴミの検査も容易に行える。そして、薄膜６は着脱可能
に固定されているため、薄膜６にゴミが付着した場合に
は、光によるゴミの検査も容易に行え、薄膜６の洗浄ま
たは交換で簡易に対応できる。

【００２５】本発明のＸ線露光方法及びＸ線露光装置
は、上述した本発明のＸ線マスク構造体を介して被転写
体にＸ線露光を行うことで、Ｘ線吸収体３のパターンを
被転写体に転写するものである。これにより、ゴミ等の
影響が排除され、より高精度なパターン転写を必要とす
る微小デバイスの量産が可能となる。本発明のＸ線露光
方法及びＸ線露光装置は、上述した本発明のＸ線マスク
構造体を用いること以外は、公知の方法、装置でよい。

【００２６】さらに、本発明の半導体デバイスは、上述
した本発明のＸ線マスク構造体を介して加工基板にＸ線
露光を行うことで、Ｘ線吸収体３のパターンを加工基板
上に転写し、これを加工、形成することで作製されるデ
バイスである。これにより、高集積化された高性能半導
体デバイスの量産が可能となる。本発明の半導体デバイ
スは、上述した本発明のＸ線マスク構造体を用いること
以外は、公知の方法で作製される。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明のＸ線マスク構造体の実施
例１の断面図である。本実施例では、保持枠１は、２ｍ
ｍ厚のＳｉで構成され、この保持枠１に、ＣＶＤにて成
膜された、ＳｉＣからなる厚さ２．０μｍの支持膜２が
支持されている。また、Ｘ線吸収体３はＡｕメッキによ
り形成し、補強体４はＳｉＣで構成した。補強体４に
は、薄膜６が粘着剤７により着脱可能に固定されてい
る。薄膜６と支持膜２との間隔は５μｍとした。薄膜６
は、ポリイミドからなる厚さ０．８μｍの膜で、平面度
は３μｍ以下に制御されている。補強体４に設けられた
穴８には、ゴミの侵入を防ぐフィルターが取り付けられ
ている。

【００２８】このように、薄膜６を有することにより、
支持膜２への直接のゴミの付着及び高アスペクトのＸ線
吸収体３のパターン間へのゴミの付着を防ぐことができ
る。そして、そのことにより支持膜２の洗浄回数を減少
またはなくすることができ、洗浄による支持膜２の損傷
を防ぐことができる。一方、ゴミは薄膜６に付着するこ
とになるので、光によるゴミの検査を容易に行うことが
できる。また、薄膜６にゴミが付着した場合には、薄膜
６の洗浄や交換で簡易に対応することができる。さら
に、薄膜６が高精度な平面度を持ち、高精度に補強体４
に固定されていることにより、Ｘ線露光装置内における
被転写体と支持膜２とのギャップを妨げることもない。
以上のように、本実施例のＸ線マスク構造体は、より確
実にゴミの影響を排除し量産に対応したＸ線マスク構造
体となる。

【００２９】（実施例２）図２は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例２の断面図である。本実施例のＸ線マス
ク構造体は実施例１のＸ線マスク構造体と同様にして作
製されるが、薄膜６としては、導電性及び耐放射線性の
よいポリマーであるポリフェニレンサルファイトを用い
た。これにより、実施例１と同様の効果に加え、薄膜６
の帯電を防止することができる。

【００３０】また、粘着剤７による補強体４への薄膜６
の固定を補強体４の側面で行い、薄膜５に張力を与えて
薄膜を支持している。これにより、薄膜６の平面度をよ
り向上させることができる。さらに、薄膜６を補強体４
の側面で固定したことに伴い、圧力調整用の穴８は補強
体４の底面から保持枠１を貫通させて設けている。

【００３１】（実施例３）図３は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例３の断面図である。本実施例では、保持
枠１は、２ｍｍ厚のＳｉで構成され、この保持枠１に、
ＣＶＤにて成膜された、ＳｉＮからなる厚さ２．０μｍ
の支持膜２が支持されている。Ｘ線吸収体３はスパッタ
によりＷで形成した。保持枠１は、支持膜２の応力によ
り、Ｘ線吸収体３側に３μｍ反っている。そして、この
保持枠１の反りを利用して、ポリフェニレンサルファイ
トからなる薄膜６を、保持枠１の最外周部で支持し、粘
着剤７により側面で固定した。圧力調整用の穴８は、保
持枠１に設けた。このように、保持枠１を反らせて支持
膜２と薄膜６との間の間隔を形成しているので、両者間
の空間は非常に狭くなり、圧力の調整により有効なもの
となる。

【００３２】（実施例４）図４は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例４の断面図である。本実施例のＸ線マス
ク構造体は実施例３のＸ線マスク構造体と同様にして作
製されるが、保持枠１の外周部が面取り状に加工されて
いる。そして、薄膜６は保持枠１の最上部で支持され、
保持枠１の加工部で粘着剤７により固定されている。本
実施例は、保持枠１としてパイレックスガラスのような
剛性の低い材料を用いた場合のように、支持膜２の応力
による保持枠１の反りが大きい場合に、支持膜２と薄膜
６との間隔を狭くするのに有効である。

【００３３】（実施例５）図５は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例５の断面図である。本実施例では、保持
枠１は、２ｍｍ厚のＳｉで構成され、この保持枠１に、
ＣＶＤにて成膜された、ＳｉＣからなる厚さ２．０μｍ
の支持膜２が支持されている。保持枠１は、支持膜２の
応力によりＸ線吸収体３側に反っている。また、Ｘ線吸
収体３はスパッタによりＴａで形成した。補強体４は、
盤状のパイレックスガラスで構成し、保持枠１に陽極接
合されている。補強体４も、保持枠１に沿って反りが生
じている。これら保持枠１及び補強体４の反りを利用し
て、ポリフェニレンサルファイトからなる薄膜６を、保
持枠１の最外周部で支持し、補強体４の側面に粘着剤７
により固定した。このような構成によっても、実施例２
と同様の効果が得られる。

【００３４】（実施例６）図６は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例６の断面図である。本実施例のＸ線マス
ク構造体は実施例１のＸ線マスク構造体と同様にして作
製されるが、補強体４は、最上面が平坦部４ａとなり、
さらにその外側の部分が、平坦部４ａと連なる傾斜部４
ｂとなっている。薄膜６は、平坦部４ａで支持され、傾
斜部４ｂに粘着剤７により固定される。このように傾斜
部４ｂを持つことにより、薄膜６の平面度に大きく関係
する薄膜支持領域の面積が小さくなり、薄膜支持領域を
より高精度に平坦に加工できる。そして、傾斜部４ｂに
て薄膜６を固定することにより、薄膜６に無理な力をか
けることなく薄膜６を固定できる。傾斜部４ｂと平坦部
４ａとのなす角度は、０〜９０°まで可能であるが、薄
膜６への負担をより軽減し、しわ等の発生がないように
するためには、０〜３０°程度とすることが好ましい。

【００３５】（実施例７）図７は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例７の断面図である。本実施例のＸ線マス
ク構造体は実施例６のＸ線マスク構造体と同様にして作
製されるが、保持枠１及び補強体４を反らせており、薄
膜６は、補強体４の最上部の平坦部で支持され、傾斜部
で粘着剤７により固定される。これにより、実施例６と
同様に傾斜部４ｂを形成しても、薄膜６への負担をより
軽減することができる。

【００３６】（実施例８）図８は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例８の断面図である。本実施例のＸ線マス
ク構造体は実施例６のＸ線マスク構造体と同様にして作
製されるが、補強体４の最上面の平坦部が滑らかな曲面
で側面とつながっている。薄膜６は、この補強体４の側
面に粘着剤７により固定されている。このように、補強
体４の曲面に沿って薄膜６を固定することによっても、
薄膜６の負担をよりより軽減することができる。

【００３７】（実施例９）図９は、本発明のＸ線マスク
構造体の実施例９の断面図である。本実施例では、保持
枠１は、２ｍｍ厚のＳｉで構成され、この保持枠１に、
ＣＶＤにて成膜された、ＳｉＣからなる厚さ２．０μｍ
の支持膜２が支持されている。Ｘ線吸収体３は、スパッ
タによりＷで形成した。補強体４はＳｉで構成され、保
持枠１と直接接合されている。そして、補強体４には、
ＣＶＤにて形成された厚さ０．４μｍのＤＬＣ（Diamon
d like Carbon ）からなる薄膜６が形成されている。Ｄ
ＬＣからなる薄膜６は、有機膜と比較して、より耐放射
線性が高く、かつ導電性もよいため、長期に安定で帯電
防止を兼ねた防塵膜である。

【００３８】（実施例１０）次に、本発明のＸ線マスク
構造体を用いた、微小デバイス（半導体装置、薄膜磁気
ヘッド、マイクロマシン等）の製造用のＸ線露光装置に
ついて説明する。図１０は、本発明のＸ線露光装置の一
実施例の概略構成図である。

【００３９】図１０において、１１は、いわゆるＳＯＲ
リングと呼ばれるＳＯＲ放射源であり、ＳＯＲ放射源１
１から放射されたシンクロトロン放射光Ｂは、横方向に
光強度が均一のビームに広がり、縦方向にはほとんど広
がりを持たないシートビーム状をしている。このシンク
ロトロン放射光Ｂは、凸面ミラー１２で反射されて縦方
向に拡大され、これにより断面が略四角のビームとし
て、四角い露光領域を得るようにしている。拡大された
シンクロトロン放射光Ｂはシャッタ１３によって照射領
域内での露光量が均一となるように調整され、シャッタ
１３を経たシンクロトロン放射光Ｂは、Ｘ線マスク構造
体１４に照射される。Ｘ線マスク構造体１４は、前述し
たＸ線マスク構造体の各実施例のいずれかの実施例に示
したものと同様の構成のものである。Ｘ線マスク構造体
１４は、被転写体であるウェハ１５と対向する位置に、
マスクステージ１６に吸着されて保持されている。

【００４０】ウェハ１５は、ウェハチャック１７に保持
されている。ウェハチャック１７は、ウェハステージ１
８に搭載されている。このウェハステージ１８の移動に
よりウェハ１５を位置決めしている。

【００４１】アライメントユニット１９は、Ｘ線マスク
構造体１４とウェハ１５の各々に設けられた位置決め用
のアライメントマークを検出する光学系と、両者のずれ
を演算する演算部とを有する。本発明のＸ線マスク構造
体１４を用いることにより、アライメント（位置合せ）
に用いる複数の複数の波長で共に８０％以上（または最
大値−５％以内）の透過率を得ることができるので、ア
ライメント光のＳ／Ｎ比を向上させ、高精度な位置合せ
を行うことができる。

【００４２】本発明のＸ線マスク構造体１４とウェハ１
５のアライメント後、Ｘ線マスク構造体１４に形成され
ているパターンを、ステップ＆リピート方式やスキャニ
ング方式等によってウェハ１５上に露光転写することに
より、高精度なＸ線露光による微小デバイスの量産に対
応することができる。

【００４３】（実施例１１）次に、前述したＸ線露光装
置を利用した半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体
チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造方法に
ついて説明する。

【００４４】図１１は、半導体デバイスの製造フローチ
ャートである。本実施例において、ステップ１（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
２（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。この工程で製作されるのが、前述
した実施例１〜９のいずれかの実施例と同様の構成のＸ
線マスク構造体である。一方、ステップ３（ウェハ製
造）では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造す
る。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、
前記用意したマスクとウェハを用いてＸ線リソグラフィ
ー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。

【００４５】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４で製作されたウェ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。

【００４６】ステップ６（検査）では、ステップ５で製
作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（ステップ７）される。

【００４７】図１２は、上記ステップ４のウェハプロセ
スの詳細なフローチャートである。まず、ステップ１１
（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１
２（ＣＶＤ）では、ウェハ表面に絶縁膜を形成する。

【００４８】ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。

【００４９】ステップ１６（露光）では、前述したＸ線
露光装置によってマスク（Ｘ線マスク構造体）の回路パ
ターンをウェハに焼き付け露光する。ウェハをローディ
ングしてマスクと対向させ、アライメントユニットで両
者のずれを検出して、ウェハステージを駆動して両者の
位置合せを行う。両者が合致したならば、露光を行う。
露光終了後、ウェハは次のショットへステップ移動し、
アライメント以下の動作を繰り返す。

【００５０】ステップ１７（現像）では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像
したレジスト以外の部分を削り取る。これらのステップ
を繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パ
ターンが形成される。

【００５１】本実施例の製造方法を用いることによっ
て、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイス
の量産に対応することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。

【００５３】本発明のＸ線マスク構造体は、Ｘ線透過膜
と被転写体との間に配置される薄膜を支持する部材を、
Ｘ線透過膜を直接または間接的に支持する部材と共通と
することで、露光時のＸ線透過膜と被転写体とのギャッ
プを妨げずに薄膜を配置し、Ｘ線透過膜へのゴミや分解
生成物の付着を防止することができる。その結果、Ｘ線
透過膜の洗浄回数を減少またはなくすることができ、長
寿命化を図ることができる。さらに、ゴミ等は薄膜に付
着することになるので、光によるゴミの検査を容易に行
うことができる。

【００５４】また、本発明のＸ線露光方法及びＸ線露光
装置は、上記本発明のＸ線マスク構造体を用いることに
より、より高精度なパターン転写を必要とする微小デバ
イスの量産を行うことができる。さらに、本発明の半導
体デバイスの製造方法は、上記本発明のＸ線マスク構造
体を用いて被転写体に回路パターンを転写するので、よ
り高集積度の半導体デバイスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線マスク構造体の実施例１の断面図
である。

【図２】本発明のＸ線マスク構造体の実施例２の断面図
である。

【図３】本発明のＸ線マスク構造体の実施例３の断面図
である。

【図４】本発明のＸ線マスク構造体の実施例４の断面図
である。

【図５】本発明のＸ線マスク構造体の実施例５の断面図
である。

【図６】本発明のＸ線マスク構造体の実施例６の断面図
である。

【図７】本発明のＸ線マスク構造体の実施例７の断面図
である。

【図８】本発明のＸ線マスク構造体の実施例８の断面図
である。

【図９】本発明のＸ線マスク構造体の実施例９の断面図
である。

【図１０】本発明のＸ線露光装置の一実施例の概略構成
図である。

【図１１】本発明のＸ線露光装置を利用した半導体デバ
イスの製造フローチャートである。

【図１２】図１１に示したフローチャートの、ウェハプ
ロセスの詳細なフローチャートである。

【図１３】従来のＸ線マスク構造体の断面図である。

【図１４】従来のＸ線マスク構造体の断面図である。

【符号の説明】

１ 保持枠 ２ 支持膜（Ｘ線透過膜） ３ Ｘ線吸収体 ４ 補強体 ５ 接着剤 ６ 薄膜 ７ 粘着剤 ８ 穴 １１ ＳＯＲ放射源 １２ 凸面ミラー １３ シャッタ １４ Ｘ線マスク構造体 １５ ウェハ １６ マスクステージ １７ ウェハチャック １８ ウェハステージ １９ アライメントユニット Ｂ シンクロトロン放射光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 Ｘ線マスク構造体、該Ｘ線マスク構造体を用いたＸ線露光方法、前記Ｘ線マスク構造体を用いた Ｘ線露光装置、前記Ｘ線マスク構造体を用いた半導体デバイスの製造方法及び該製造方法によっ て製造された半導体デバイス

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線露光の際に被転写体に対向配置さ
   れ、Ｘ線吸収体が前記被転写体への露光パターンに対応
   して設けられたＸ線透過膜を有するＸ線マスク構造体に
   おいて、 前記Ｘ線透過膜よりも前記被転写体側に前記Ｘ線透過膜
   の前記被転写体側の空間を覆う薄膜が設けられ、前記薄
   膜は、前記Ｘ線透過膜を直接または間接的に支持する部
   材に固定されていることを特徴とするＸ線マスク構造
   体。
2. 【請求項２】 前記Ｘ線透過膜を保持する保持枠を有
   し、前記薄膜が固定される部材は前記保持枠である請求
   項１に記載のＸ線マスク構造体。
3. 【請求項３】 前記Ｘ線透過膜を保持する保持枠と、前
   記保持枠を補強する補強体とを有し、前記薄膜が固定さ
   れる部材は、前記保持枠または前記補強体のいずれか一
   方である請求項１に記載のＸ線マスク構造体。
4. 【請求項４】 前記薄膜はその外周部が固定され、前記
   薄膜が固定される部位は他の部位よりも前記被転写体に
   対して遠い位置である請求項１、２または３に記載のＸ
   線マスク構造体。
5. 【請求項５】 前記薄膜は、前記薄膜が固定される部材
   の側面に固定されている請求項４に記載のＸ線マスク構
   造体。
6. 【請求項６】 前記薄膜が固定される部材の外周部には
   傾斜が形成され、前記薄膜は前記傾斜に固定されている
   請求項４に記載のＸ線マスク構造体。
7. 【請求項７】 前記薄膜の平面度は３μｍ以下である請
   求項１、２または３に記載のＸ線マスク構造体。
8. 【請求項８】 前記薄膜と前記Ｘ線透過膜との間隔が一
   定である請求項１、２または３に記載のＸ線マスク構造
   体。
9. 【請求項９】 前記薄膜と前記Ｘ線透過膜との間隔が１
   ０μｍ以下である請求項８に記載のＸ線マスク構造体。
10. 【請求項１０】 前記薄膜は防塵用の薄膜である請求項
    １、２または３に記載のＸ線マスク構造体。
11. 【請求項１１】 前記薄膜は着脱可能に固定されている
    請求項１、２または３に記載のＸ線マスク構造体。
12. 【請求項１２】 前記薄膜と前記Ｘ線透過膜との間の空
    間の圧力が調整可能である請求項１、２または３に記載
    のＸ線マスク構造体。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれか１項に
    記載のＸ線マスク構造体を被転写体に対向配置し、前記
    Ｘ線マスク構造体側からＸ線を照射して前記Ｘ線マスク
    構造体に設けられたＸ線吸収体のパターンを前記被転写
    体に転写するＸ線露光方法。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１２のいずれか１項に
    記載のＸ線マスク構造体を被転写体と対向する位置に保
    持するマスク保持手段と、 前記Ｘ線マスク構造体を介して前記被転写体に照射させ
    るＸ線を放射するＸ線源とを有し、 前記Ｘ線の照射により前記Ｘ線マスク構造体に設けられ
    たＸ線吸収体のパターンを前記被転写体に転写させるＸ
    線露光装置。
15. 【請求項１５】 被転写体にマスクの回路パターンを転
    写する工程を有する半導体デバイスの製造方法におい
    て、 前記マスクとして、請求項１ないし１２のいずれか１項
    に記載のＸ線マスク構造体を用いたことを特徴とする半
    導体デバイスの製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の半導体デバイスの
    製造方法を用いて製造された半導体デバイス。