JPH11274075A - 改良されたｘ線マスク構造 - Google Patents
改良されたｘ線マスク構造Info
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- JPH11274075A JPH11274075A JP2882299A JP2882299A JPH11274075A JP H11274075 A JPH11274075 A JP H11274075A JP 2882299 A JP2882299 A JP 2882299A JP 2882299 A JP2882299 A JP 2882299A JP H11274075 A JPH11274075 A JP H11274075A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集積回路の作成時に使用するためのユニバー
サル・マスクを提供すること。 【解決手段】 標準化した大きいサイズの膜領域を有す
る個々のサイズのマスクがウェハ上に生成される。ウェ
ハの少なくとも一方の側に複合Ｘ線ブロック／膜補剛層
が付着される。この補剛／ブロック層は、所望の露光フ
ィールドに対応し、それに位置合わせされたサイズを有
するＸ線透過領域を含む。
サル・マスクを提供すること。 【解決手段】 標準化した大きいサイズの膜領域を有す
る個々のサイズのマスクがウェハ上に生成される。ウェ
ハの少なくとも一方の側に複合Ｘ線ブロック／膜補剛層
が付着される。この補剛／ブロック層は、所望の露光フ
ィールドに対応し、それに位置合わせされたサイズを有
するＸ線透過領域を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線マスクに関
し、より具体的には良好なそり抵抗を有し、所望の露光
フィールドを有するユニバーサル・サイズ・マスクに関
する。
し、より具体的には良好なそり抵抗を有し、所望の露光
フィールドを有するユニバーサル・サイズ・マスクに関
する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路（ＩＣ）技術は、プレーナ技術
を使用して同じ半導体ウェハ上に多数の完全な回路を製
造できるところまで発展した。通常、回路は、フォトリ
ソグラフィ技法を使用してウェハ上に組み込まれる。各
回路は、事前選択された配置に電気的に相互接続された
トランジスタ、ダイオード、抵抗器、キャパシタなど、
多数のコンポーネントを含むことができる。回路コンポ
ーネントがウェハ上に形成された後、ウェハをテスト
し、選択した回路アレイを含む個々のチップにダイシン
グし、さらにそれを処理し、メモリ、論理回路、または
その他のＩＣにカプセル化する。
を使用して同じ半導体ウェハ上に多数の完全な回路を製
造できるところまで発展した。通常、回路は、フォトリ
ソグラフィ技法を使用してウェハ上に組み込まれる。各
回路は、事前選択された配置に電気的に相互接続された
トランジスタ、ダイオード、抵抗器、キャパシタなど、
多数のコンポーネントを含むことができる。回路コンポ
ーネントがウェハ上に形成された後、ウェハをテスト
し、選択した回路アレイを含む個々のチップにダイシン
グし、さらにそれを処理し、メモリ、論理回路、または
その他のＩＣにカプセル化する。
【０００３】フォトリソグラフィ技術は、良好な解像度
と高い歩留まりが必要な場合に半導体ウェハ上に回路パ
ターンを形成するために広く使用されている。光学ステ
ッピング技法を使用すると、光学マスク基板上に最初に
形成されたパターンをステップ・アンド・リピート方法
によりウェハのフォトレジスト層の上に転写することが
できる。このステップ・アンド・リピート方法は、ウェ
ハの一部分用のパターンを含むマスクをウェハの未露光
セクションに移動することと、電磁放射を使用してウェ
ハ上にマスク・パターンを結像することとを含む。パタ
ーンの結像後、ウェハを移動して、露光を繰り返す。ウ
ェハ全体が露光されるまで、各フォトリソグラフィ・ス
テップごとにステップ・アンド・リピート方法が続行さ
れる。
と高い歩留まりが必要な場合に半導体ウェハ上に回路パ
ターンを形成するために広く使用されている。光学ステ
ッピング技法を使用すると、光学マスク基板上に最初に
形成されたパターンをステップ・アンド・リピート方法
によりウェハのフォトレジスト層の上に転写することが
できる。このステップ・アンド・リピート方法は、ウェ
ハの一部分用のパターンを含むマスクをウェハの未露光
セクションに移動することと、電磁放射を使用してウェ
ハ上にマスク・パターンを結像することとを含む。パタ
ーンの結像後、ウェハを移動して、露光を繰り返す。ウ
ェハ全体が露光されるまで、各フォトリソグラフィ・ス
テップごとにステップ・アンド・リピート方法が続行さ
れる。
【０００４】最初のフォトリソグラフィ技法では、ウェ
ハ上のフォトレジスト層と、ウェハ上にパターンを露光
するための紫外線または自然光を使用していた。しか
し、紫外線および自然光技法には、解像度の限界があ
る。レジストにおいて最終的に得られる解像度は、いく
つかの要因の中でも入射光の波長によって制限される。
ハ上のフォトレジスト層と、ウェハ上にパターンを露光
するための紫外線または自然光を使用していた。しか
し、紫外線および自然光技法には、解像度の限界があ
る。レジストにおいて最終的に得られる解像度は、いく
つかの要因の中でも入射光の波長によって制限される。
【０００５】一部はこの限界のために、Ｘ線リソグラフ
ィは、軟Ｘ線の短い波長を利用してレジスト内の適切な
パターンを露光するように開発された。一般に、Ｘ線の
波長は約０．１〜１．０ナノメートルの範囲であり、こ
のため、リソグラフィに関連するウェハ当たりの解像度
および回路歩留まりが大幅に改善される。
ィは、軟Ｘ線の短い波長を利用してレジスト内の適切な
パターンを露光するように開発された。一般に、Ｘ線の
波長は約０．１〜１．０ナノメートルの範囲であり、こ
のため、リソグラフィに関連するウェハ当たりの解像度
および回路歩留まりが大幅に改善される。
【０００６】Ｘ線リソグラフィ中、シンクロトロンなど
のＸ線源を使用して、半導体ウェハのフォトレジスト層
の上にあるＸ線マスクによりＸ線の強い平行ビームを方
向付ける。このマスクは、Ｘ線吸収材から形成された選
択済みパターンを含む、中央のＸ線透過領域を含む。Ｘ
線は、下にあるフォトレジスト層上にあって、Ｘ線吸収
材パターンに対応するパターンを露光する。
のＸ線源を使用して、半導体ウェハのフォトレジスト層
の上にあるＸ線マスクによりＸ線の強い平行ビームを方
向付ける。このマスクは、Ｘ線吸収材から形成された選
択済みパターンを含む、中央のＸ線透過領域を含む。Ｘ
線は、下にあるフォトレジスト層上にあって、Ｘ線吸収
材パターンに対応するパターンを露光する。
【０００７】Ｘ線リソグラフィで使用するためにＸ線マ
スクを形成するため、Ｘ線不透過材、たとえば、シリコ
ンから形成された平らなウェハを基板として使用する。
この基板は、従来のエッチング技法、たとえば、エッチ
ストップとして基板内に適切なドーパントを拡散する方
法を使用して、薄い引張り膜までエッチングされた中央
領域を有する。この基板は、マスクをサポートし、安定
性をもたらすために、サポート・リングに接着される。
次に、Ｘ線吸収材、たとえば、金は、電気めっきなどの
技法により、適切な回路の中央領域内のウェハの上面に
選択的に付着される。
スクを形成するため、Ｘ線不透過材、たとえば、シリコ
ンから形成された平らなウェハを基板として使用する。
この基板は、従来のエッチング技法、たとえば、エッチ
ストップとして基板内に適切なドーパントを拡散する方
法を使用して、薄い引張り膜までエッチングされた中央
領域を有する。この基板は、マスクをサポートし、安定
性をもたらすために、サポート・リングに接着される。
次に、Ｘ線吸収材、たとえば、金は、電気めっきなどの
技法により、適切な回路の中央領域内のウェハの上面に
選択的に付着される。
【０００８】代替実施例では、ウェハの表面上に炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、またはダイヤモンドの薄い層が成長
し、成長した層までウェハ基板をエッチングし、この層
の上にＸ線吸収パターンを形成することによって膜が形
成される。
イ素、窒化ケイ素、またはダイヤモンドの薄い層が成長
し、成長した層までウェハ基板をエッチングし、この層
の上にＸ線吸収パターンを形成することによって膜が形
成される。
【０００９】以下、膜（メンブレン）という用語は、こ
のような領域を作成するために使用する方法にかかわら
ず、Ｘ線透過であって、Ｘ線不透過パターンをサポート
する、ウェハ上の領域を意味するために使用する。
のような領域を作成するために使用する方法にかかわら
ず、Ｘ線透過であって、Ｘ線不透過パターンをサポート
する、ウェハ上の領域を意味するために使用する。
【００１０】完成したマスクをポジ作用またはネガ作用
のレジスト被覆半導体ウェハの近くに持っていき、Ｘ線
を照射して、下にある半導体ウェハ上の対応するレジス
ト・パターンを露光する。
のレジスト被覆半導体ウェハの近くに持っていき、Ｘ線
を照射して、下にある半導体ウェハ上の対応するレジス
ト・パターンを露光する。
【００１１】現在、Ｘ線マスクの膜のサイズは、そのマ
スクの使用目的である特定のチップ・サイズに合わせて
調整されている。その結果、チップのメーカは、必要に
なりそうな各種サイズの膜のために多種多様な膜含有基
板をたくわえておかなければならない。すべてのチップ
・サイズに対応できるだけの十分な大きさのユニバーサ
ルまたは標準化した膜サイズを有する基板が非常に望ま
しいと思われるので、成功は限られているがいくつかの
試みが行われてきた。
スクの使用目的である特定のチップ・サイズに合わせて
調整されている。その結果、チップのメーカは、必要に
なりそうな各種サイズの膜のために多種多様な膜含有基
板をたくわえておかなければならない。すべてのチップ
・サイズに対応できるだけの十分な大きさのユニバーサ
ルまたは標準化した膜サイズを有する基板が非常に望ま
しいと思われるので、成功は限られているがいくつかの
試みが行われてきた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】問題は、各種サイズの
チップ用の各種サイズのパターンに対応するために、必
要に迫られて、このようなユニバーサル・サイズの膜が
大きくなることであった。しかし、このように大きい膜
を使用するには、隣接チップの不要な露光を防止するた
めに露光装置に関連するシャッタを使用しなければなら
ない。このようなシャッタは使用しにくく、シールド領
域を決定するために前露光をテストする必要があり、非
イメージ膜領域ならびに所望のターゲット領域に隣接す
る領域が少なくとも一部照射されるのを防止する際にい
つでも完全に効果的であるわけではない。しかも、時間
をかけて膜を部分照射すると、その結果、照射損傷によ
りマスクのゆがみが増大する。
チップ用の各種サイズのパターンに対応するために、必
要に迫られて、このようなユニバーサル・サイズの膜が
大きくなることであった。しかし、このように大きい膜
を使用するには、隣接チップの不要な露光を防止するた
めに露光装置に関連するシャッタを使用しなければなら
ない。このようなシャッタは使用しにくく、シールド領
域を決定するために前露光をテストする必要があり、非
イメージ膜領域ならびに所望のターゲット領域に隣接す
る領域が少なくとも一部照射されるのを防止する際にい
つでも完全に効果的であるわけではない。しかも、時間
をかけて膜を部分照射すると、その結果、照射損傷によ
りマスクのゆがみが増大する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明により、良好なゆ
がみ抵抗を有し、大きい標準化サイズの膜を使用して所
望のサイズのチップ用のマスクを提供するＸ線マスクを
提案する。所定のサイズの露光フィールド内の所望のパ
ターンをチップ上に露光するためにリソグラフィ・プロ
セスで特に有用なこのような露光マスクは、 ａ）平行な上面と下面とを有し、Ｘ線透過膜を含む、実
質的にＸ線不透過の基板と、 ｂ）所望のパターンを含む膜上のＸ線吸収材の層と、 ｃ）Ｘ線不透過本体の上面と膜の上面の少なくとも一部
分の上の第１のＸ線ブロック／補剛層とを含む。第１の
ブロック／補剛層は、所望の露光フィールドに対応し、
それに位置合わせされた第１のＸ線透過マスク・フレー
ム領域を有する。
がみ抵抗を有し、大きい標準化サイズの膜を使用して所
望のサイズのチップ用のマスクを提供するＸ線マスクを
提案する。所定のサイズの露光フィールド内の所望のパ
ターンをチップ上に露光するためにリソグラフィ・プロ
セスで特に有用なこのような露光マスクは、 ａ）平行な上面と下面とを有し、Ｘ線透過膜を含む、実
質的にＸ線不透過の基板と、 ｂ）所望のパターンを含む膜上のＸ線吸収材の層と、 ｃ）Ｘ線不透過本体の上面と膜の上面の少なくとも一部
分の上の第１のＸ線ブロック／補剛層とを含む。第１の
ブロック／補剛層は、所望の露光フィールドに対応し、
それに位置合わせされた第１のＸ線透過マスク・フレー
ム領域を有する。
【００１４】通常、第１のＸ線ブロック／補剛層は耐火
金属を含む。好ましい構造では、基板はメサを含み、膜
と第１のＸ線ブロック／補剛層はどちらもメサに含まれ
る。
金属を含む。好ましい構造では、基板はメサを含み、膜
と第１のＸ線ブロック／補剛層はどちらもメサに含まれ
る。
【００１５】基板は、リング・ベース、通常はＮＩＳＴ
リングに取り付けられている。
リングに取り付けられている。
【００１６】必要であれば、この場合も耐火金属にする
ことができるＸ線吸収材の第２のブロック／補剛層が基
板の下面上に置かれる。この層は、第１のブロック／補
剛層の第１のフレーム領域に対応するＸ線透過フレーム
領域も有し、それに位置合わせされている。
ことができるＸ線吸収材の第２のブロック／補剛層が基
板の下面上に置かれる。この層は、第１のブロック／補
剛層の第１のフレーム領域に対応するＸ線透過フレーム
領域も有し、それに位置合わせされている。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に添付図面に関連して本発明を
説明するが、すべての図において同様の番号は同様の要
素を示す。いずれの図も、実際の商用実施例を示すので
はなく、本発明を例示するための概略図である。このた
め、本発明を例示するために必要な要素だけが含まれ、
当技術分野で周知であり、本発明を説明する上で不可欠
ではない要素については、混乱を防止するため、添付図
面から除去されている。
説明するが、すべての図において同様の番号は同様の要
素を示す。いずれの図も、実際の商用実施例を示すので
はなく、本発明を例示するための概略図である。このた
め、本発明を例示するために必要な要素だけが含まれ、
当技術分野で周知であり、本発明を説明する上で不可欠
ではない要素については、混乱を防止するため、添付図
面から除去されている。
【００１８】図１および図２は、典型的な先行技術のマ
スクのいろいろな図を示している。図１および図２に示
すように、従来の技法により構築されたＸ線マスクは、
通常は単結晶シリコン・ウェハまたは他の適切な材料か
ら形成され、実質的に円形の平面図を有するＸ線不透過
基板１０を含む。基板１０は、実質的に平行な上面１２
および下面１４をそれぞれ有する。基板１０として使用
する典型的なウェハは、直径が約１００ｍｍであり、厚
さが約０．６２５ｍｍであるが、他のサイズ、特に他の
直径のウェハも使用することができる。
スクのいろいろな図を示している。図１および図２に示
すように、従来の技法により構築されたＸ線マスクは、
通常は単結晶シリコン・ウェハまたは他の適切な材料か
ら形成され、実質的に円形の平面図を有するＸ線不透過
基板１０を含む。基板１０は、実質的に平行な上面１２
および下面１４をそれぞれ有する。基板１０として使用
する典型的なウェハは、直径が約１００ｍｍであり、厚
さが約０．６２５ｍｍであるが、他のサイズ、特に他の
直径のウェハも使用することができる。
【００１９】最初に、マスク基板作成プロセスでは、ホ
ウ素などの適切なドーパントがウェハの上面１２および
下面１４内に拡散される。ホウ素は、ウェハ内の選択し
た深さまで拡散され、その後のエッチング・ステップ中
にエッチストップとして作用する。ウェハの下面１４上
の正方形の中央領域２０は、未ドープ・シリコンを露光
するため、ホウ素ドープ深さまでリアクティブ・イオン
・エッチングが施されている。次に、ウェハは、中央領
域内の薄い引張り膜を残すために未ドープ領域内でエタ
ノールアミンとピロカテコールとの水性混合物により化
学的にエッチングが施される。この薄い膜は、ウィンド
ウ領域の基板材料を通過するＸ線透過の増大に備える、
厚さが約２．５μｍのＸ線半透過ウィンドウを形成す
る。所与の実施例ではこの膜はＸ線半透過のみになる可
能性もあるが、以下、この説明では、それにより基板材
料を露光するためにＸ線放射が透過する領域を示すため
にＸ線透過という用語を使用する。
ウ素などの適切なドーパントがウェハの上面１２および
下面１４内に拡散される。ホウ素は、ウェハ内の選択し
た深さまで拡散され、その後のエッチング・ステップ中
にエッチストップとして作用する。ウェハの下面１４上
の正方形の中央領域２０は、未ドープ・シリコンを露光
するため、ホウ素ドープ深さまでリアクティブ・イオン
・エッチングが施されている。次に、ウェハは、中央領
域内の薄い引張り膜を残すために未ドープ領域内でエタ
ノールアミンとピロカテコールとの水性混合物により化
学的にエッチングが施される。この薄い膜は、ウィンド
ウ領域の基板材料を通過するＸ線透過の増大に備える、
厚さが約２．５μｍのＸ線半透過ウィンドウを形成す
る。所与の実施例ではこの膜はＸ線半透過のみになる可
能性もあるが、以下、この説明では、それにより基板材
料を露光するためにＸ線放射が透過する領域を示すため
にＸ線透過という用語を使用する。
【００２０】上記のエッチングおよびドーピング技法
は、シリコン・ウェハ作成技術分野の当業者には周知の
技法である。このため、これらの技法の詳細説明は不要
であると思われる。しかも、当業者にとって周知の他の
エッチング技法も本発明の範囲内に含まれる。さらに、
Ｘ線マスク付着に適した他の膜材料、たとえば、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、ダイヤモンドなども本発明で使用す
ることができる。
は、シリコン・ウェハ作成技術分野の当業者には周知の
技法である。このため、これらの技法の詳細説明は不要
であると思われる。しかも、当業者にとって周知の他の
エッチング技法も本発明の範囲内に含まれる。さらに、
Ｘ線マスク付着に適した他の膜材料、たとえば、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、ダイヤモンドなども本発明で使用す
ることができる。
【００２１】その後のＸ線マスク作成ステップは、やは
り当業者にとって周知のものであるが、このようなステ
ップ中、基板１０の周辺領域はガラスまたは他の適切な
材料から形成される環状サポート・リング２４に接着さ
れる。サポート・リング２４は、幅が約１０ｍｍで、厚
さが約１０ｍｍであり、基板の膜領域２０に強さ、完全
性、安定した張力を付与する。通常、サポート・リング
は円形であり、ＮＩＳＴリングにすることができるが、
正方形または平行四辺形のサポートを使用することも当
技術分野では既知のことであり、このような非円形リン
グも本発明の範囲内に含まれる。Faure他による米国特
許第５１２４５６１号に開示されたタイプの応力平衡層
も含むことができる。
り当業者にとって周知のものであるが、このようなステ
ップ中、基板１０の周辺領域はガラスまたは他の適切な
材料から形成される環状サポート・リング２４に接着さ
れる。サポート・リング２４は、幅が約１０ｍｍで、厚
さが約１０ｍｍであり、基板の膜領域２０に強さ、完全
性、安定した張力を付与する。通常、サポート・リング
は円形であり、ＮＩＳＴリングにすることができるが、
正方形または平行四辺形のサポートを使用することも当
技術分野では既知のことであり、このような非円形リン
グも本発明の範囲内に含まれる。Faure他による米国特
許第５１２４５６１号に開示されたタイプの応力平衡層
も含むことができる。
【００２２】次に、Ｘ線吸収材、たとえば、金、タング
ステン、タンタル、他の適切なＸ線吸収体の層２６が基
板の上面１２上に選択的に付着される。この付着は、や
はり当業者には周知のものである従来の電気めっき、ま
たはスパッタリングおよび減法パターン技法によって実
行することができる。たとえば、Ｘ線吸収材は、Ｘ方向
およびＹ方向のＸ線吸収材の変形を低減する、Nakagawa
による米国特許第４８８１２５７号に記載された技法を
使用して選択的に付着することができる。いずれの場合
でも、リソグラフィ・プロセスで使用するマスク膜上に
回路パターンを形成するために、Ｘ線吸収材が付着され
る。図示しない保護層の追加を含め、Ｘ線マスク基板上
のパターンを完成して保護するために、追加の従来の作
成技法を使用することもできる。
ステン、タンタル、他の適切なＸ線吸収体の層２６が基
板の上面１２上に選択的に付着される。この付着は、や
はり当業者には周知のものである従来の電気めっき、ま
たはスパッタリングおよび減法パターン技法によって実
行することができる。たとえば、Ｘ線吸収材は、Ｘ方向
およびＹ方向のＸ線吸収材の変形を低減する、Nakagawa
による米国特許第４８８１２５７号に記載された技法を
使用して選択的に付着することができる。いずれの場合
でも、リソグラフィ・プロセスで使用するマスク膜上に
回路パターンを形成するために、Ｘ線吸収材が付着され
る。図示しない保護層の追加を含め、Ｘ線マスク基板上
のパターンを完成して保護するために、追加の従来の作
成技法を使用することもできる。
【００２３】完成したＸ線マスク１０は、たとえば、Na
kagawaによる米国特許第４８８１２５７号に示されてい
るように、レジスト被覆半導体ウェハの一部分を露光す
るためにＸ線リソグラフィ・ステッパ・アセンブリに取
り付けられる。
kagawaによる米国特許第４８８１２５７号に示されてい
るように、レジスト被覆半導体ウェハの一部分を露光す
るためにＸ線リソグラフィ・ステッパ・アセンブリに取
り付けられる。
【００２４】図３は、本発明により生成されたマスクを
示している。このマスクは、やはり単結晶シリコンまた
は他の適切な材料から形成され、実質的に円形の平面図
を有するＸ線不透過基板１０を含む。この場合も基板１
０はシリコン・ウェハにすることができる。前に開示し
た同じエッチング技法を使用して、基板の一部分３０を
エッチングで除去し、ほぼ円形のＸ線透過膜３２を形成
する。しかし、先行技術の教示とは反対に、この膜のサ
イズは特定のサイズのチップの特定の露光フィールドに
対応していないが、各種サイズのチップ用の複数の各種
サイズの露光フィールドに対応できるだけの十分な大き
さである。
示している。このマスクは、やはり単結晶シリコンまた
は他の適切な材料から形成され、実質的に円形の平面図
を有するＸ線不透過基板１０を含む。この場合も基板１
０はシリコン・ウェハにすることができる。前に開示し
た同じエッチング技法を使用して、基板の一部分３０を
エッチングで除去し、ほぼ円形のＸ線透過膜３２を形成
する。しかし、先行技術の教示とは反対に、この膜のサ
イズは特定のサイズのチップの特定の露光フィールドに
対応していないが、各種サイズのチップ用の複数の各種
サイズの露光フィールドに対応できるだけの十分な大き
さである。
【００２５】次に、厚さが約３マイクロメートルで、実
質的にＸ線放射の通過を抑制する、好ましくはヤング率
が高い耐火金属の層である複合Ｘ線ブロック／膜補剛層
３４が膜の上に付着される。有用な耐火金属としては、
とりわけ、Ｔａ、ＴａＳｉ、Ｔａ4Ｂ、Ｗを含む。耐火
金属は、ブロック／補剛層３４を形成するために、単一
層または複数層の組合せとして付着することができる。
質的にＸ線放射の通過を抑制する、好ましくはヤング率
が高い耐火金属の層である複合Ｘ線ブロック／膜補剛層
３４が膜の上に付着される。有用な耐火金属としては、
とりわけ、Ｔａ、ＴａＳｉ、Ｔａ4Ｂ、Ｗを含む。耐火
金属は、ブロック／補剛層３４を形成するために、単一
層または複数層の組合せとして付着することができる。
【００２６】Ｘ線放射用のブロック層として機能するこ
とに加え、同時にこの層は、特にベース・リングへの取
付中のゆがみに対して膜をサポートする強いフレームを
もたらす補剛層としても機能する。
とに加え、同時にこの層は、特にベース・リングへの取
付中のゆがみに対して膜をサポートする強いフレームを
もたらす補剛層としても機能する。
【００２７】適切なエッチ・マスク層を使用してブロッ
ク／補剛層にエッチングが施され、ブロック／補剛層に
よってフレーム化されたＸ線透過領域を形成して、その
ためのマスクが作成された露光フィールドと同延のウィ
ンドウ３６が膜３２の上に形成される。当然のことなが
ら、フレーム・ウィンドウ領域を作成するために領域３
６を被覆なし状態のままにして、ブロック／補剛層を基
板の上に付着することもできる。以下、膜の上のブロッ
ク／補剛層に設けたこのＸ線透過領域は第１のＸ線透過
マスク・フレーム領域と呼ぶことにする。
ク／補剛層にエッチングが施され、ブロック／補剛層に
よってフレーム化されたＸ線透過領域を形成して、その
ためのマスクが作成された露光フィールドと同延のウィ
ンドウ３６が膜３２の上に形成される。当然のことなが
ら、フレーム・ウィンドウ領域を作成するために領域３
６を被覆なし状態のままにして、ブロック／補剛層を基
板の上に付着することもできる。以下、膜の上のブロッ
ク／補剛層に設けたこのＸ線透過領域は第１のＸ線透過
マスク・フレーム領域と呼ぶことにする。
【００２８】ブロック層をエッチングするための技法ま
たは領域を被覆なし状態のままにするように表面上にこ
のような層を付着するための技法は、当技術分野では周
知のものであり、実施する人の選択の問題である。
たは領域を被覆なし状態のままにするように表面上にこ
のような層を付着するための技法は、当技術分野では周
知のものであり、実施する人の選択の問題である。
【００２９】次に、たとえば、金、Ｔａ、ＴａＳｉなど
のＸ線吸収材の所望の露光パターン２６がフレーム・ウ
ィンドウ領域内の膜３２の上に作成される。これは、や
はり当技術分野で周知のやり方で減法または加法プロセ
スおよび材料を使用して行われる。
のＸ線吸収材の所望の露光パターン２６がフレーム・ウ
ィンドウ領域内の膜３２の上に作成される。これは、や
はり当技術分野で周知のやり方で減法または加法プロセ
スおよび材料を使用して行われる。
【００３０】図４は、本発明の代替実施例を示してい
る。この実施例では、基板４０はメサ４２を含む。この
基板は、実質的に平行な上部および下部リング表面４６
および４７をそれぞれ有する。メサ４２は上面４８を有
する。上部および下部リング表面と上部メサ表面は、い
ずれも互いに平行なプレーナ表面である。
る。この実施例では、基板４０はメサ４２を含む。この
基板は、実質的に平行な上部および下部リング表面４６
および４７をそれぞれ有する。メサ４２は上面４８を有
する。上部および下部リング表面と上部メサ表面は、い
ずれも互いに平行なプレーナ表面である。
【００３１】本発明の一実施例では、基板４０は直径が
約１００ｍｍで、厚さが約２ｍｍの市販のシリコン・ウ
ェハである。メサ４２も円形で、ウェハと同心であり、
約５７ｍｍの直径を有する。メサの上面４８は、約１ｍ
ｍだけ、上部リング表面４６より隆起している。しか
し、他のサイズ、特に他の直径のウェハでも使用するこ
とができ、上記の寸法は本発明を制限するのではなく、
例示するために示したものである。
約１００ｍｍで、厚さが約２ｍｍの市販のシリコン・ウ
ェハである。メサ４２も円形で、ウェハと同心であり、
約５７ｍｍの直径を有する。メサの上面４８は、約１ｍ
ｍだけ、上部リング表面４６より隆起している。しか
し、他のサイズ、特に他の直径のウェハでも使用するこ
とができ、上記の寸法は本発明を制限するのではなく、
例示するために示したものである。
【００３２】この場合も、上記の技法を使用して、マス
クにより所定の深さまでウェハにエッチングを施すこと
により、Ｘ線透過膜５０が基板の上に形成される。図３
の場合のように、膜のサイズは、特定のターゲット・サ
イズまたは特定のチップと一致するような大きさになっ
ているわけではないが、最も大きい予想所望ターゲット
・サイズに対応できるだけの十分な大きさになってい
る。これは正方形として示されているが、円形または所
期の用途に最も適した他の形状にすることもできる。
クにより所定の深さまでウェハにエッチングを施すこと
により、Ｘ線透過膜５０が基板の上に形成される。図３
の場合のように、膜のサイズは、特定のターゲット・サ
イズまたは特定のチップと一致するような大きさになっ
ているわけではないが、最も大きい予想所望ターゲット
・サイズに対応できるだけの十分な大きさになってい
る。これは正方形として示されているが、円形または所
期の用途に最も適した他の形状にすることもできる。
【００３３】次に、メサ４２の上面４８の上に、やはり
好ましくはヤング率が高い耐火金属であるＸ線ブロック
／補剛層３４が置かれる。この場合も、このような層は
通常、約３μｍの厚さである。
好ましくはヤング率が高い耐火金属であるＸ線ブロック
／補剛層３４が置かれる。この場合も、このような層は
通常、約３μｍの厚さである。
【００３４】前述のように、ブロック／補剛層は、膜を
完全に被覆するわけではないが、第１のＸ線透過マスク
・フレーム領域３６を形成する。このＸ線透過フレーム
領域は、やはり、そのためのマスクが予定されている特
定のチップ用の所望の露光フィールドに対応するように
サイズが決定されている。この場合も、ブロック／補剛
層は透過領域を取り巻き、そのフレームを形成する。
完全に被覆するわけではないが、第１のＸ線透過マスク
・フレーム領域３６を形成する。このＸ線透過フレーム
領域は、やはり、そのためのマスクが予定されている特
定のチップ用の所望の露光フィールドに対応するように
サイズが決定されている。この場合も、ブロック／補剛
層は透過領域を取り巻き、そのフレームを形成する。
【００３５】ブロック／補剛層の付着および第１のフレ
ーム領域３６の作成後、この場合も、所望の露光パター
ン２６が第１のフレーム領域内の膜の上に置かれる。
ーム領域３６の作成後、この場合も、所望の露光パター
ン２６が第１のフレーム領域内の膜の上に置かれる。
【００３６】前述のように、サポート・ベースに基板を
取り付ける、たとえば、ＮＩＳＴまたは他のサポート・
リングにシリコン・ウェハを取り付けるプロセスを行っ
た結果、膜のゆがみがいくらか発生する。メサの高さ
「ｈ」は、図５に示すように、その上面４８上の任意の
点が基板の上面４６より下になるほど膜５０’がそらな
いように選択されている。図５に示すように、膜の上面
の最も低い点は点４９である。基板表面に平行な線４７
は、サポート・ベース・リング２４にウェハを取り付け
た後も点４９が依然として表面４６より上にあることを
示している。
取り付ける、たとえば、ＮＩＳＴまたは他のサポート・
リングにシリコン・ウェハを取り付けるプロセスを行っ
た結果、膜のゆがみがいくらか発生する。メサの高さ
「ｈ」は、図５に示すように、その上面４８上の任意の
点が基板の上面４６より下になるほど膜５０’がそらな
いように選択されている。図５に示すように、膜の上面
の最も低い点は点４９である。基板表面に平行な線４７
は、サポート・ベース・リング２４にウェハを取り付け
た後も点４９が依然として表面４６より上にあることを
示している。
【００３７】次に図６から図８を参照すると、本発明の
さらに他の実施例が示されており、そのマスクは保護ペ
リクル６７を含み、膜はメサ５３の上面上に成長した層
５６を含む。図示の通り、やはり上記のようなメサ５３
を有するシリコン・ウェハにすることができるサポート
５２は、膜層５６までエッチングで除去した一部分５４
を有する。このエッチング部分は、このタイプの膜を使
用するときに使用可能な最大ターゲット領域を定義し、
このサポートを使用するマスクが予定するチップ・サイ
ズ用のすべての予想ターゲット領域を超えるものであ
る。
さらに他の実施例が示されており、そのマスクは保護ペ
リクル６７を含み、膜はメサ５３の上面上に成長した層
５６を含む。図示の通り、やはり上記のようなメサ５３
を有するシリコン・ウェハにすることができるサポート
５２は、膜層５６までエッチングで除去した一部分５４
を有する。このエッチング部分は、このタイプの膜を使
用するときに使用可能な最大ターゲット領域を定義し、
このサポートを使用するマスクが予定するチップ・サイ
ズ用のすべての予想ターゲット領域を超えるものであ
る。
【００３８】膜層５６は、オープン領域５４の上に延び
ている。図示の実施例では、膜層５６の上に放射線吸収
層６６がまず被覆され、露光フィールド内の放射線吸収
層６６の一部分を選択的に除去して所望のパターンを残
すことによってターゲット・パターンが生成される減法
プロセスにより、ターゲット・パターン５８がこの膜層
５６の上に生成されている。上記の例のように、この放
射線吸収層は、金、タンタル、ケイ酸タンタル、または
チップ上の放射線過敏材料の露光を防止するのに十分な
Ｘ線吸収を行い、所望のパターンを生成するために都合
よくエッチングされる他の有用な材料など、当技術分野
で一般的な材料からなる。
ている。図示の実施例では、膜層５６の上に放射線吸収
層６６がまず被覆され、露光フィールド内の放射線吸収
層６６の一部分を選択的に除去して所望のパターンを残
すことによってターゲット・パターンが生成される減法
プロセスにより、ターゲット・パターン５８がこの膜層
５６の上に生成されている。上記の例のように、この放
射線吸収層は、金、タンタル、ケイ酸タンタル、または
チップ上の放射線過敏材料の露光を防止するのに十分な
Ｘ線吸収を行い、所望のパターンを生成するために都合
よくエッチングされる他の有用な材料など、当技術分野
で一般的な材料からなる。
【００３９】前述し、図３および図４に示す場合のよう
に、第１のフレーム放射線透過領域６１を有する放射線
ブロック／補剛層６０が放射線吸収層６６の上に置かれ
る。第１のフレーム放射線透過領域６１は、所望のチッ
プ用の露光フィールドと一致する。
に、第１のフレーム放射線透過領域６１を有する放射線
ブロック／補剛層６０が放射線吸収層６６の上に置かれ
る。第１のフレーム放射線透過領域６１は、所望のチッ
プ用の露光フィールドと一致する。
【００４０】任意で、マスクは、高分子材料の層など、
放射線ブロック／補剛層６０の上に形成された追加の保
護層またはペリクル６７をさらに含むことができる。こ
のペリクルは、透過マスク・フレーム領域６１を含むブ
ロック／補剛層の表面全体の上に延びることが好まし
く、１つまたは複数のペリクル換気チャネル６８を含む
ことができる。
放射線ブロック／補剛層６０の上に形成された追加の保
護層またはペリクル６７をさらに含むことができる。こ
のペリクルは、透過マスク・フレーム領域６１を含むブ
ロック／補剛層の表面全体の上に延びることが好まし
く、１つまたは複数のペリクル換気チャネル６８を含む
ことができる。
【００４１】また、任意で、第２のブロック／補剛層６
２が膜５６の下側に置かれる。この第２のブロック／補
剛層６２は、実質的に第１のフレーム透過領域と同じで
あり、第１のフレーム透過領域と位置合わせされた第２
のフレーム放射線透過領域６３も有する。この第２の層
は、Ｘ線逆放射のブロック／補剛を改善し、第１のブロ
ック／補剛層６０の存在によるペリクル上のひずみの平
衡を保つように機能する。
２が膜５６の下側に置かれる。この第２のブロック／補
剛層６２は、実質的に第１のフレーム透過領域と同じで
あり、第１のフレーム透過領域と位置合わせされた第２
のフレーム放射線透過領域６３も有する。この第２の層
は、Ｘ線逆放射のブロック／補剛を改善し、第１のブロ
ック／補剛層６０の存在によるペリクル上のひずみの平
衡を保つように機能する。
【００４２】層６２は、マスク内のパターンの倍率を調
整するための手段６４をさらに含むことができる。この
ような手段は、Maldonadoによる米国特許第４９６４１
４５号に開示されているように、拡大エラーを訂正する
ために使用可能な圧電フィルムまたはアクチュエータに
することができる。磁気ひずみ層も同じ目的に使用する
ことができる。このような層は、通常、外部で作動さ
れ、イメージ・サイズを調整するように制御方式で応力
を加えることにより膜をゆがめるように機能する。
整するための手段６４をさらに含むことができる。この
ような手段は、Maldonadoによる米国特許第４９６４１
４５号に開示されているように、拡大エラーを訂正する
ために使用可能な圧電フィルムまたはアクチュエータに
することができる。磁気ひずみ層も同じ目的に使用する
ことができる。このような層は、通常、外部で作動さ
れ、イメージ・サイズを調整するように制御方式で応力
を加えることにより膜をゆがめるように機能する。
【００４３】代替実施例では、ブロック／補剛層に膜変
形要素を埋め込むことができる。
形要素を埋め込むことができる。
【００４４】また、ブロック／補剛層は、DiMilia他に
よる米国特許第５１５５７４９号に開示されているよう
に、同じ目的のために埋込み発熱体も含むことができ
る。最後に、調整手段を備えた層は、ブロック／補剛層
ではない場合もある。
よる米国特許第５１５５７４９号に開示されているよう
に、同じ目的のために埋込み発熱体も含むことができ
る。最後に、調整手段を備えた層は、ブロック／補剛層
ではない場合もある。
【００４５】図７は、図６に示すものと同じマスク構造
を示しているが、この例のサポート・ベース２４’は円
形ではなく正方形である。
を示しているが、この例のサポート・ベース２４’は円
形ではなく正方形である。
【００４６】代替の好ましい実施例では、マスクを作成
するプロセスは、放射線吸収材およびブロック／補剛層
がウェハ上に付着されるまで、シリコン・ウェハをエッ
チングして膜を生成するステップを保持することによっ
て変更される。これは、このようなステップが通常は薄
い膜上で達成するのが難しい付着温度の精密な制御を必
要とするので有利である。非常に薄い膜は、非常に小さ
い質量を有し、ウェハの残りの部分より均一な温度に維
持するのが難しい。したがって、ウェハの大部分を除去
して膜を形成するエッチング・ステップより前にこのよ
うなステップを実行すると、均一な温度に維持する能力
が優れたかなり厚い基板上でそのステップが実行され
る。
するプロセスは、放射線吸収材およびブロック／補剛層
がウェハ上に付着されるまで、シリコン・ウェハをエッ
チングして膜を生成するステップを保持することによっ
て変更される。これは、このようなステップが通常は薄
い膜上で達成するのが難しい付着温度の精密な制御を必
要とするので有利である。非常に薄い膜は、非常に小さ
い質量を有し、ウェハの残りの部分より均一な温度に維
持するのが難しい。したがって、ウェハの大部分を除去
して膜を形成するエッチング・ステップより前にこのよ
うなステップを実行すると、均一な温度に維持する能力
が優れたかなり厚い基板上でそのステップが実行され
る。
【００４７】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４８】（１）所望のパターンをチップ上に露光す
るためにリソグラフィ・プロセスで使用するための露光
マスクにおいて、 ａ）平行な上面と下面とを有し、同じく上面と下面とを
有するＸ線透過膜を含む、実質的にＸ線不透過の基板
と、 ｂ）所望のパターンを含む前記膜上のＸ線吸収材の層
と、 ｃ）前記Ｘ線不透過本体の上面と膜の上面の少なくとも
一部分の上にあって、所望の露光フィールドに対応し、
それに位置合わせされた第１のＸ線透過マスク・フレー
ム領域を有する第１のＸ線ブロック／補剛層とを含む露
光マスク。 （２）前記第１のＸ線ブロック／補剛層が耐火金属を含
む、上記（１）に記載のマスク。 （３）前記基板がメサを含み、前記膜が前記メサに含ま
れる、上記（１）に記載のマスク。 （４）前記第１のＸ線ブロック／補剛層が前記メサの上
にある、上記（３）に記載のマスク。 （５）前記基板がサポート・ベースに取り付けられ、前
記基板を前記サポート・ベースに取り付けた後に前記膜
の上面上のすべての点が依然として前記基板の上面より
上にあるようなレベルまで前記メサが前記基板の上面よ
り上の所定の高さまで延びている、上記（３）に記載の
マスク。 （６）前記基板が円形ウェハであり、前記サポート・ベ
ースがＮＩＳＴリングを含む、上記（５）に記載のマス
ク。 （７）前記膜が前記メサ上で成長した層を含む、上記
（３）に記載のマスク。 （８）前記膜の下面上にあって、前記第１のフレーム領
域と位置合わせされた第２のフレーム領域を含む第２の
Ｘ線ブロック／補剛層をさらに含む、上記（１）に記載
のマスク。 （９）前記第２のフレーム領域が前記第１のフレーム領
域と同延である、上記（８）に記載のマスク。 （１０）外部で作動される膜変形要素を含む、前記膜の
下面上の裏面層をさらに含む、上記（１）に記載のマス
ク。 （１１）前記第２のブロック／補剛層が外部で作動され
る膜変形要素を含む、上記（８）に記載のマスク。 （１２）前記サポート・ベースが正方形である、上記
（５）に記載のマスク。
るためにリソグラフィ・プロセスで使用するための露光
マスクにおいて、 ａ）平行な上面と下面とを有し、同じく上面と下面とを
有するＸ線透過膜を含む、実質的にＸ線不透過の基板
と、 ｂ）所望のパターンを含む前記膜上のＸ線吸収材の層
と、 ｃ）前記Ｘ線不透過本体の上面と膜の上面の少なくとも
一部分の上にあって、所望の露光フィールドに対応し、
それに位置合わせされた第１のＸ線透過マスク・フレー
ム領域を有する第１のＸ線ブロック／補剛層とを含む露
光マスク。 （２）前記第１のＸ線ブロック／補剛層が耐火金属を含
む、上記（１）に記載のマスク。 （３）前記基板がメサを含み、前記膜が前記メサに含ま
れる、上記（１）に記載のマスク。 （４）前記第１のＸ線ブロック／補剛層が前記メサの上
にある、上記（３）に記載のマスク。 （５）前記基板がサポート・ベースに取り付けられ、前
記基板を前記サポート・ベースに取り付けた後に前記膜
の上面上のすべての点が依然として前記基板の上面より
上にあるようなレベルまで前記メサが前記基板の上面よ
り上の所定の高さまで延びている、上記（３）に記載の
マスク。 （６）前記基板が円形ウェハであり、前記サポート・ベ
ースがＮＩＳＴリングを含む、上記（５）に記載のマス
ク。 （７）前記膜が前記メサ上で成長した層を含む、上記
（３）に記載のマスク。 （８）前記膜の下面上にあって、前記第１のフレーム領
域と位置合わせされた第２のフレーム領域を含む第２の
Ｘ線ブロック／補剛層をさらに含む、上記（１）に記載
のマスク。 （９）前記第２のフレーム領域が前記第１のフレーム領
域と同延である、上記（８）に記載のマスク。 （１０）外部で作動される膜変形要素を含む、前記膜の
下面上の裏面層をさらに含む、上記（１）に記載のマス
ク。 （１１）前記第２のブロック／補剛層が外部で作動され
る膜変形要素を含む、上記（８）に記載のマスク。 （１２）前記サポート・ベースが正方形である、上記
（５）に記載のマスク。
【図１】先行技術によるマスクの平面図である。
【図２】矢印２−２に沿って取られた図１のマスクの断
面立面図である。
面立面図である。
【図３】本発明によるマスクの断面立面図である。
【図４】本発明によるマスクの代替実施例の断面立面図
である。
である。
【図５】基板をベースに取り付けた後の膜のゆがみを示
す図である。
す図である。
【図６】本発明によるマスクの他の代替実施例の平面図
である。
である。
【図７】ウェハのサポート・ベースが正方形である、図
６に示す実施例の平面図である。
６に示す実施例の平面図である。
【図８】矢印７−７に沿って取られた図６のマスクの断
面立面図である。
面立面図である。
１０ Ｘ線不透過基板 ２４ サポート・リング ２６ 露光パターン ３０ 基板の一部分 ３２ Ｘ線透過膜 ３４ 複合Ｘ線ブロック／膜補剛層 ３６ ウィンドウ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フアン・アール・マルドナード アメリカ合衆国94025 カリフォルニア州 メロウ・パーク ノエル・ドライブ 1010 アパートメント 10
Claims (12)
- 【請求項１】所望のパターンをチップ上に露光するため
にリソグラフィ・プロセスで使用するための露光マスク
において、 ａ）平行な上面と下面とを有し、同じく上面と下面とを
有するＸ線透過膜を含む、実質的にＸ線不透過の基板
と、 ｂ）所望のパターンを含む前記膜上のＸ線吸収材の層
と、 ｃ）前記Ｘ線不透過本体の上面と膜の上面の少なくとも
一部分の上にあって、所望の露光フィールドに対応し、
それに位置合わせされた第１のＸ線透過マスク・フレー
ム領域を有する第１のＸ線ブロック／補剛層とを含む露
光マスク。 - 【請求項２】前記第１のＸ線ブロック／補剛層が耐火金
属を含む、請求項１に記載のマスク。 - 【請求項３】前記基板がメサを含み、前記膜が前記メサ
に含まれる、請求項１に記載のマスク。 - 【請求項４】前記第１のＸ線ブロック／補剛層が前記メ
サの上にある、請求項３に記載のマスク。 - 【請求項５】前記基板がサポート・ベースに取り付けら
れ、前記基板を前記サポート・ベースに取り付けた後に
前記膜の上面上のすべての点が依然として前記基板の上
面より上にあるようなレベルまで前記メサが前記基板の
上面より上の所定の高さまで延びている、請求項３に記
載のマスク。 - 【請求項６】前記基板が円形ウェハであり、前記サポー
ト・ベースがＮＩＳＴリングを含む、請求項５に記載の
マスク。 - 【請求項７】前記膜が前記メサ上で成長した層を含む、
請求項３に記載のマスク。 - 【請求項８】前記膜の下面上にあって、前記第１のフレ
ーム領域と位置合わせされた第２のフレーム領域を含む
第２のＸ線ブロック／補剛層をさらに含む、請求項１に
記載のマスク。 - 【請求項９】前記第２のフレーム領域が前記第１のフレ
ーム領域と同延である、請求項８に記載のマスク。 - 【請求項１０】外部で作動される膜変形要素を含む、前
記膜の下面上の裏面層をさらに含む、請求項１に記載の
マスク。 - 【請求項１１】前記第２のブロック／補剛層が外部で作
動される膜変形要素を含む、請求項８に記載のマスク。 - 【請求項１２】前記サポート・ベースが正方形である、
請求項５に記載のマスク。
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