JPS62144169A - Mask structure body for lithograph - Google Patents

Mask structure body for lithograph

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JPS62144169A
JPS62144169A JP60284227A JP28422785A JPS62144169A JP S62144169 A JPS62144169 A JP S62144169A JP 60284227 A JP60284227 A JP 60284227A JP 28422785 A JP28422785 A JP 28422785A JP S62144169 A JPS62144169 A JP S62144169A
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semiconductor wafer
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    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/22Masks 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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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform alignment and gap setting with a high precision by irradiating energy rays through a through hole provided in a mask material holding thin film to detect reflection from material to be worked in the state of less scattering and absorption. CONSTITUTION:Plural perforations 5 piercing a holding this film 2 from the front face to the rear face are provided in positions where mask materials 1 are not given. An electron beam is irradiated to perforations 5 from above while moving a mask structure body 13 right and left relatively to a semiconductor wafer 10, and secondary electrons generated from the semiconductor wafer 10 are detected. In this case, the detection value of secondary electrons is different between the presence and the absence of an alignment mark, and this detected value is an 3extreme value when perforations 5 of the mask structure body 13 are arrangned accurately with respect to a scribe line 12 of the semiconductor wafer. Similar detection is performed for plural perforations 5 to position relatively the semiconductor wafer 10 and the mask structure body 13 accurately.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はリソグラフィーにおいて用いられるマスク構造
体に関する。この様なマスク構造体はたとえば半導体素
子の製造の際に利用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to mask structures used in lithography. Such mask structures are used, for example, in the manufacture of semiconductor devices.

[従来の技術] リソグラフィー技術を用いて被加工材表面を部分的に変
質せしめることにより各種製品を製造することが工業上
特に電子工業の分野において広く利用されており、この
方法によればパターンが同一の表面変質部を有する製品
を大量に製造できる。被加工材の表面変質は各種エネル
ギー線の照射により行なわれ、この際にはパターン形成
のため、部分的にエネルギー線吸収材を配置してなるマ
スクが用いられる。この様なマスクとしては、照射エネ
ルギー線が可視光線の場合にはガラス又は石英等の透明
基板とに黒色の塗料を部分的に塗布したり又はNi、C
r等の金属の可視光線吸収性の薄板又は薄膜を部分的に
付与したものが用いられていた。
[Prior Art] It is widely used in industry, particularly in the electronics industry, to manufacture various products by partially altering the surface of a workpiece using lithography technology. Products with the same surface deterioration can be manufactured in large quantities. The surface of the workpiece is altered by irradiation with various types of energy rays, and in this case, a mask partially disposed with an energy ray absorbing material is used to form a pattern. When the irradiated energy beam is visible light, such a mask may be made by partially applying black paint to a transparent substrate such as glass or quartz, or by coating Ni, C, etc.
A metal plate or film partially coated with a visible light absorbing metal such as R was used.

しかるに、近年、より微細なパターン形成が求められ更
により短時間でのリソグラフィー加工技術が求められる
につれて、照射エネルギー線としてX線更にはイオン線
等の粒子線が用いられる様になってきた。これらのエネ
ルギー線は上記可視光線の場合にマスク形成部材として
用いられたガラス板や石英板を通過せしめると大部分吸
収される。このため、これらエネルギー線を用いる場合
にはガラス板や石英板を用いてマスクを形成することは
好ましくない、そこで、X線や粒子線を照射エネルギー
線として用いるリングラフイー加工技術においては各種
の無機薄膜たとえばチツ化シリコン、チッ化ホウ素、酸
化シリコン、チタン等の薄膜、あるいは各種の有機薄膜
たとえばポリイミド、ポリアミド、又はポリエステル等
の薄膜、更にはこれらの積層膜をエネルギー透過体とし
て用い、これらの面上に金、白金、ニッケル、タングス
テン、パラジウム、ロジウム又はインジウム等の金属を
エネルギー線吸収体として部分的に付与することにより
、マスクを形成することが行なわれている。このマスク
は自己保形性がないので適宜の保持体に支持される。か
くして構成されるマスク構造体として従来第11図に断
面図を示す如きものが用いられていた。これはエネルギ
ー線吸収性のマスク材1を所望のパターンにて片面に付
与されたエネルギー線透過性の保持薄I8!2の周辺部
を環状保持基板3の一端面(図においては上端面)に接
着剤4を用いて貼着することにより形成されていた。尚
、第12図は保持基板3の上面図である。
However, in recent years, as finer pattern formation and lithographic processing techniques are required in a shorter time, X-rays and particle beams such as ion beams have come to be used as irradiation energy beams. In the case of visible light, most of these energy rays are absorbed when they pass through a glass plate or quartz plate used as a mask forming member. For this reason, when using these energy rays, it is not preferable to form a mask using a glass plate or quartz plate.Therefore, in the phosphor beam processing technology that uses X-rays or particle beams as irradiation energy rays, various types of Inorganic thin films such as silicon nitride, boron nitride, silicon oxide, titanium, etc., various organic thin films such as polyimide, polyamide, or polyester thin films, and laminated films of these are used as energy transmitters. A mask is formed by partially applying a metal such as gold, platinum, nickel, tungsten, palladium, rhodium, or indium as an energy ray absorber onto the surface. Since this mask does not have self-retaining properties, it is supported by a suitable holder. A mask structure constructed in this manner has conventionally been used as shown in the cross-sectional view of FIG. 11. This is done by attaching the energy ray absorbing mask material 1 in a desired pattern to one side of the energy ray transparent holding thin film I8!2 on one end surface (the upper end surface in the figure) of the annular holding substrate 3. It was formed by pasting using adhesive 4. Note that FIG. 12 is a top view of the holding substrate 3.

ところで、以上の様なマスク構造体を用いてフォトリソ
グラフィー加工を行なう際には、被加工材たとえばシリ
コンウェハ(その表面にフォトレジストが塗布されてい
る)に対してマスク構造体のマスクパターンを正確に位
殿合せ(アライメント)シ且つ被加工材表面とマスク構
造体のマスク材保持Vj膜との間隔(ギャップ)を正確
に設定することが必要となる。
By the way, when performing photolithography processing using the above mask structure, the mask pattern of the mask structure must be accurately set on the workpiece, such as a silicon wafer (the surface of which is coated with photoresist). It is necessary to accurately set the alignment and the distance (gap) between the surface of the workpiece and the mask material holding Vj film of the mask structure.

しかして、従来のマスク構造体を用いたリソグラフィー
加工においては、被加工材表面及びマスク構造体の保持
薄膜にアライメントのためのマークを付しておき、これ
らをほぼ上行に配置した上で保持薄膜側から可視光線ビ
ームを照射し双方のマークの合致度を検出しながらアラ
イメントを行ない、また保持薄膜表面での反射光と被加
工材表面での反射光とを検出しながらギャップの設定を
行なっていた。
Therefore, in lithography processing using a conventional mask structure, alignment marks are attached to the surface of the workpiece and the holding thin film of the mask structure, and after arranging these marks almost upward, the holding thin film is Alignment is performed by irradiating a visible light beam from the side and detecting the degree of matching between both marks, and gap setting is performed by detecting the light reflected from the holding thin film surface and the light reflected from the workpiece surface. Ta.

しかしながら、この様な検出では保持薄膜を透過した可
視光線を検出することになるため、該保持薄膜での散乱
及び/または吸収等によって検出精度が低下し、サブミ
クロンオーダーあるいはそれ以下のオーダーのフォトリ
ソグラフィーにおける十分なアライメント及びギャップ
設定の精度を得ることができない。
However, since this kind of detection involves detecting visible light that has passed through the holding thin film, the detection accuracy decreases due to scattering and/or absorption in the holding thin film, and photodetection on the submicron order or smaller order is detected. It is not possible to obtain sufficient alignment and gap setting accuracy in lithography.

更に、アライメントマークの検出精度を土げるため、可
視光線のかわりに電子ビーム、イオンビーム、X線、紫
外線、真空紫外線を用いることも考えられるが、これら
は保持6N膜により著るしい散乱や吸収を受けるので事
実上使用できない。
Furthermore, in order to improve the detection accuracy of alignment marks, it is possible to use electron beams, ion beams, X-rays, ultraviolet rays, and vacuum ultraviolet rays instead of visible light, but these are subject to significant scattering and scattering due to the holding 6N film. It is practically unusable because it is absorbed.

[発明の目的] 本発明は、以上の様な従来技術に鑑み、高い精度で被加
工材とのアライメント及びギャップ設定を行なうことの
できるリソグラフィー用マスク構造体を提供することを
目的どする。
[Object of the Invention] In view of the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide a lithography mask structure that can perform alignment with a workpiece and gap setting with high precision.

[発明の概要] 本発明によれば、以上の如き目的は、有機薄膜と金属薄
膜との積層体からなる・マスク材保持薄膜に被加工材と
のアライメント状態を検出するためのエネルギー線を通
過させ得る貫通孔が複数個設けられていることを特徴と
する、リソグラフィー用マスク構造体により達成される
[Summary of the Invention] According to the present invention, the above object is to pass an energy beam through a mask material holding thin film made of a laminate of an organic thin film and a metal thin film in order to detect the alignment state with a workpiece. This is achieved by a lithography mask structure characterized by being provided with a plurality of through-holes that can be used to perform the process.

[実施例] 第1図に本発明によるリソグラフィー用マスク構造体の
一具体例の上面図を示す。第2図は第1図おける■−H
に沿っての断面図である(但し、第1図と第2図とは完
全には合致しない)。木具体例はX線フォトリソグラフ
ィー用のマスク構造体である。
[Example] FIG. 1 shows a top view of a specific example of a lithography mask structure according to the present invention. Figure 2 is ■-H in Figure 1.
(However, FIG. 1 and FIG. 2 do not completely match). A concrete example of wood is a mask structure for X-ray photolithography.

マスク材1は保持薄膜2の片面に所望のパターンにて付
与されている。マスク材1としては、たとえば金、白金
、ニンヶル、タングステン、タンタル、銅、モリブデン
、パラジウム、ロジウム等の0.5〜0.7.m程度の
薄膜を用いることかでSる。
The mask material 1 is applied to one side of the holding thin film 2 in a desired pattern. As the mask material 1, for example, gold, platinum, nickel, tungsten, tantalum, copper, molybdenum, palladium, rhodium, etc. 0.5 to 0.7. By using a thin film of about

保持薄膜2は周辺部が環状保持基板3に接着剤4により
接着されている。該保持薄膜2は有機薄膜と金属18I
膜との積層体からなる。
The peripheral portion of the holding thin film 2 is bonded to the annular holding substrate 3 with an adhesive 4. The holding thin film 2 is an organic thin film and a metal 18I.
Consists of a laminate with a membrane.

有機薄膜としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイ
ミド、パリレン等の薄膜を用いることができる。該有機
薄膜の厚さはたとえば2〜20pLm程度である。この
有機薄膜はたとえば5〜20%(面植比)程度の延伸率
で等方的に伸張した状態で用いられるのが、平面性を良
好に保つ上からは好ましい。
As the organic thin film, a thin film of polyester, polyamide, polyimide, parylene, etc. can be used. The thickness of the organic thin film is, for example, about 2 to 20 pLm. It is preferable to use this organic thin film in a state in which it is isotropically stretched at a stretching ratio of, for example, about 5 to 20% (area printing ratio) in order to maintain good flatness.

また、金属薄膜としては、チタン、銅、金、白金、クロ
ム、スズ、ニッケル、アルミニウム等の薄膜を用いるこ
とができる。該金属薄膜の厚さはたとえば0.01〜1
.oJLm程度である。この様な金属薄膜は蒸着等の薄
膜堆積法により形成することができる。
Further, as the metal thin film, a thin film of titanium, copper, gold, platinum, chromium, tin, nickel, aluminum, etc. can be used. The thickness of the metal thin film is, for example, 0.01 to 1
.. It is about oJLm. Such a metal thin film can be formed by a thin film deposition method such as vapor deposition.

保持薄膜2は1層の有機薄膜と1層の金属薄膜とからな
るものでもよいし、それぞれ2層以上の有機薄膜及び金
属薄膜からなるものでもよい0本発明の保持薄膜2は有
Jas膜と金属薄膜との積層体からなるので、機械的強
度、熱伝導性、電気伝導性等の各種の特性が良好である
The holding thin film 2 may be composed of one layer of an organic thin film and one layer of a metal thin film, or may be composed of two or more layers of an organic thin film and a metal thin film, respectively. Since it is made of a laminate with a metal thin film, it has various properties such as mechanical strength, thermal conductivity, and electrical conductivity.

保持基板3としては、たとえばシリコン、ガラス、石英
、リン青銅、黄銅、鉄、ニッケル、ステンレス等が用い
られる。
As the holding substrate 3, silicon, glass, quartz, phosphor bronze, brass, iron, nickel, stainless steel, etc. are used, for example.

接着剤4としてはたとえばエポキシ系、ゴム系、その他
適宜のものが、たとえば溶剤型、熱硬化型、光硬化型と
して用いられる。
As the adhesive 4, for example, epoxy type, rubber type, or other suitable adhesives are used, such as solvent type, thermosetting type, or photocuring type.

保持FJ膜2にはマスク材1の付与されていない位tに
おいて表面から裏面へと貫通せる小孔5が複数個(図で
は4個)設けられている。
The holding FJ film 2 is provided with a plurality of small holes 5 (four in the figure) that can penetrate from the front surface to the back surface at a portion t where the mask material 1 is not applied.

小孔5の形状は特に限定されることはなく、正方形、長
方形等の矩形、三角形、六角形、六角形等の角形、円形
、楕円形等の丸形、及びこれらの組合せの形等のいづれ
でもよいが、作成上からは円形が特に好ましい、小孔5
の大きさは特に限定されることはなく、目的とする被加
工材とのアライメントやギャップの状態または検出のた
めに用いられるエネルギー線の種類により、更に要求さ
れる検出精度等により、適宜設定することができる。検
出するために用いられるエネルギー線としては電子ビー
ム、イオンビーム、X線、紫外線、真空紫外線等をあげ
ることができ、更には可視光線や赤外線を用いることも
できる。−例として、電子ビームを用いて検出を行なう
場合についていえば、上記小孔5の直径は約lθ〜30
Bm程度であり、また上記小孔5は環状保持基板3の対
称軸に関し軸対称に2個または4個設ける。但し、小孔
5を設ける位置はマスク構造体におけるマスク材1のパ
ターンに応じて適宜設定される。
The shape of the small hole 5 is not particularly limited, and may be any of rectangles such as squares and rectangles, squares such as triangles, hexagons, and hexagons, round shapes such as circles and ovals, and combinations thereof. However, it is particularly preferable to make the small hole 5 circular.
The size is not particularly limited, and may be set as appropriate depending on the alignment with the target workpiece, the state of the gap, the type of energy beam used for detection, and the required detection accuracy. be able to. Examples of energy rays used for detection include electron beams, ion beams, X-rays, ultraviolet rays, and vacuum ultraviolet rays, and furthermore, visible rays and infrared rays can also be used. - For example, in the case of detection using an electron beam, the diameter of the small hole 5 is about lθ~30
Bm, and two or four small holes 5 are provided axially symmetrically with respect to the symmetry axis of the annular holding substrate 3. However, the position where the small hole 5 is provided is appropriately set according to the pattern of the mask material 1 in the mask structure.

第3図(a)、(b)はそれぞれ上記第1図及び第2図
における上記小孔5の部分の拡大図であり、第3図(b
)は第3図(a)のB−B断面図に相当する。図示され
る様に、保持F!iII!2は有機薄膜2aと金属薄膜
2bとの積層体からなる。そして、該有機薄膜と金属薄
膜とは小孔5の形成に際し一般に異なる処理を受けるの
で、その直径は異なっており、金属薄膜2bの方が直径
は小さい。
FIGS. 3(a) and 3(b) are enlarged views of the small hole 5 in FIGS. 1 and 2, respectively, and FIG.
) corresponds to the BB sectional view in FIG. 3(a). As shown, hold F! iII! 2 consists of a laminate of an organic thin film 2a and a metal thin film 2b. Since the organic thin film and the metal thin film are generally subjected to different treatments when forming the small holes 5, their diameters are different, and the metal thin film 2b has a smaller diameter.

第4図(a) 、 (b) 、第5図(a) 、 (b
)及び第6図(a)、(b)にそれぞれ上記第3図(a
)、(b)と同様の部分の他の実施例を示す。これらの
実施例においては、小孔5は単なる開口ではなく、橋架
は部5aを有する。該橋架は部は金属薄膜2bにより形
成されており、有機薄膜2aは上記第3図の場合と同様
な構成を有する。そして、第4〜6図においては上記橋
架は部5aの平面形状が異なっており、かくして小孔5
のパターンが異なる。
Figure 4 (a), (b), Figure 5 (a), (b)
) and FIGS. 6(a) and (b) respectively.
), another example of the same part as (b) is shown. In these embodiments, the small hole 5 is not just an opening, but the bridge has a portion 5a. The bridge is partially formed of a metal thin film 2b, and the organic thin film 2a has the same structure as in the case of FIG. 3 above. In FIGS. 4 to 6, the planar shape of the portion 5a of the bridge is different, and thus the small hole 5
The pattern is different.

フォトリソグラフィー加工たとえば半導体素子の製造工
程においては、第7図に示される様に、被加工材である
半導体ウェハ1oに同一パターンの半導体素子11を多
数形成させる。これら半導体素子11はパターン形成後
に境界線(スクライブライン)12を切断され、各半導
体素子チップとされる。
In photolithography processing, for example, in the manufacturing process of semiconductor elements, a large number of semiconductor elements 11 having the same pattern are formed on a semiconductor wafer 1o, which is a workpiece, as shown in FIG. After pattern formation, these semiconductor elements 11 are cut along boundary lines (scribe lines) 12 to form individual semiconductor element chips.

この様なフォトリソグラフィー加工においては、マスク
構造体のマスク材1のパターンとして上記半導体素子の
単位パターン複数個並列せしめてなるものが用いられる
。第1図においては半導体素子の単位パターン7が4個
配列せしめられている。これらの単位パターン7は、上
記半導体ウェハ10のスクライブライン12に対応する
ライン8により分画されており、フォトリソグラフィー
においては予め定められた半導体ウェハ10のスクライ
ブライン12とマスク構造体13の対応ライン8とを精
度良く対応させてアライメントを行ない(第8図参照)
、シかる後にX線等のエネルギー線照射が行なわれる。
In such photolithography processing, a pattern formed by arranging a plurality of unit patterns of the above-mentioned semiconductor elements in parallel is used as a pattern of the mask material 1 of the mask structure. In FIG. 1, four unit patterns 7 of semiconductor elements are arranged. These unit patterns 7 are divided by lines 8 corresponding to the scribe lines 12 of the semiconductor wafer 10, and in photolithography, they are divided by lines 8 corresponding to the scribe lines 12 of the semiconductor wafer 10 and the mask structure 13 determined in advance. 8 and perform alignment with high accuracy (see Figure 8).
, and then irradiation with energy rays such as X-rays is performed.

そして、更に半導体ウェハlOとマスク構造体13との
相対的位置を変化させ未照射の半導体素子群に対し上記
と同様にしてアライメント及びエネルギー線照射が行な
われ、これが緑返される。
Then, the relative position between the semiconductor wafer IO and the mask structure 13 is further changed, and the unirradiated semiconductor elements are aligned and irradiated with energy beams in the same manner as described above, and are turned green.

半導体ウェハ10には、たとえばスクライブライン12
の適宜の位置にエツチング等によりたとえば凹部として
形成されたアライメントマークが付されている。この様
に、半導体ウェハ10のスクライブライン12上にアラ
イメントマークが形成されている場合には、マスク構造
体における上記小孔5は、第1図に示される様に、上記
アライメントマークに対応してスクライブライン対応ラ
イン8上に形成される。上記半導体ウェハ10のスクラ
イブライン12はたとえば30gm程度の幅でありアラ
イメントマークはそれ以下の大きさに形成され、この場
合には小孔5の直径は15μm程度であるのが好ましい
For example, a scribe line 12 is provided on the semiconductor wafer 10.
An alignment mark formed, for example, as a recess is provided at an appropriate position by etching or the like. In this way, when an alignment mark is formed on the scribe line 12 of the semiconductor wafer 10, the small hole 5 in the mask structure corresponds to the alignment mark, as shown in FIG. It is formed on the line 8 corresponding to the scribe line. The scribe line 12 of the semiconductor wafer 10 has a width of, for example, about 30 gm, and the alignment mark is formed to have a smaller width. In this case, the diameter of the small hole 5 is preferably about 15 μm.

保持薄II!22に小孔5を形成する方法は保持薄膜2
の材質に応じて適宜選択されるが、たとえばレーザビー
ム(エキシマレーザ、アルゴンレーザ等)による方法、
ドライエツチング(R,I。
Hold thin II! The method for forming the small holes 5 in the holding thin film 2
For example, a method using a laser beam (excimer laser, argon laser, etc.),
Dry etching (R, I.

E、酸素プラズマ等)による方法、ケミカルエツチング
(ヒドラジン系エッチャント等)による方法、機械的手
段(ミリング′:4)による方法が例示できる。もちろ
ん、これらの方法は2つ以上組合せて用いてもよい、上
記の様に、有Ja薄膜2aと金属薄膜2bとはこの小孔
5の形成に際し異なる方法が採用されてもよく、また金
属薄膜2bには形状及び寸法の精度を比較的高く維持し
て小孔を形成することができるので、有機薄膜2aにお
ける小孔の形成は比較的低い精度でもよい。
Examples include a method using chemical etching (hydrazine etchant, etc.), and a method using mechanical means (milling': 4). Of course, two or more of these methods may be used in combination.As mentioned above, different methods may be adopted for forming the small holes 5 for the Ja-containing thin film 2a and the metal thin film 2b. Since the small holes can be formed in the organic thin film 2b with relatively high precision in shape and size, the small holes may be formed in the organic thin film 2a with relatively low precision.

小孔5の形成はマスク構造体作成の最終に近い工程で行
なうのが好ましく、これにより後加工に起因する小孔位
ご精度低下を防ぐことができる6尚、保持薄膜2上にマ
スク材1を形成する工程と同時に小孔形成のためのパタ
ーン形成を行なうことにより良好な位置精度を実現する
ことができる。
It is preferable to form the small holes 5 in a process close to the final step of creating the mask structure, thereby preventing a decrease in the accuracy of the small holes due to post-processing. Good positional accuracy can be achieved by forming a pattern for forming small holes simultaneously with the step of forming the holes.

第9図に示される様に、以上の様なマスク構造体13は
、使用時には、半導体ウェハ10に近接せしめて使用さ
れる。半導体ウェハlOの表面にはレジスト層14が形
成されている。マスク構造体13を半導体ウェハioに
対し相対的に左右方向に移動させながら小孔5に対し上
方から電子ビームを照射し、半導体ウェハ10から発生
する2次電子を検出する。この際アライメントマーク(
たとえば図示される様な四部)の有無により2次電子の
検出値が異なり、この検出値が極値をとる時の配置が半
導体ウェハのスクライブライン12に対しマスク構造体
13の小孔5が正確に配置された状態である。複数の小
孔5について同様に検出を行なうことにより、半導体ウ
ェハ10とマスク構造体13との相対的位置関係を正確
なものとすることができる。同様にしてギャップ測定の
際には小孔5を通過した電子ビームを測定する。
As shown in FIG. 9, the mask structure 13 as described above is used in close proximity to the semiconductor wafer 10 during use. A resist layer 14 is formed on the surface of the semiconductor wafer IO. While moving the mask structure 13 in the left-right direction relative to the semiconductor wafer io, the small hole 5 is irradiated with an electron beam from above, and secondary electrons generated from the semiconductor wafer 10 are detected. At this time, the alignment mark (
For example, the detected value of secondary electrons differs depending on the presence or absence of the four parts shown in the figure, and when this detected value takes an extreme value, the small hole 5 of the mask structure 13 is accurately positioned relative to the scribe line 12 of the semiconductor wafer. It is placed in the . By similarly detecting a plurality of small holes 5, the relative positional relationship between the semiconductor wafer 10 and the mask structure 13 can be made accurate. Similarly, when measuring the gap, the electron beam passing through the small hole 5 is measured.

もちろん、光学レンズによるピントのずれの検出による
方法も使用できる。
Of course, a method of detecting out-of-focus using an optical lens can also be used.

この電子ビームの照射の際には、第4〜6図に示される
様な橋架は部5aを有するパターンの小孔5の場合には
検出の精度がより向上する。
During the electron beam irradiation, the detection accuracy is further improved when the small hole 5 has a pattern of bridge portions 5a as shown in FIGS. 4 to 6.

また、本発明マスク構造体の使用時におけるアライメン
トまたはギャップの検出のために使用されるエネルギー
線としては、上記の電子ビームの外にイオンビーム、X
線、紫外線、真空紫外線、更には可視光線や赤外線等を
も利用することができ、上記被加工材側のアライメント
マークとしてはこれら使用エネルギー線に対して周囲と
異なる挙動を示すものを形成すればよい。
In addition to the above-mentioned electron beams, energy beams used for alignment or gap detection when using the mask structure of the present invention include ion beams,
Rays, ultraviolet rays, vacuum ultraviolet rays, and even visible light and infrared rays can be used.As alignment marks on the workpiece side, it is possible to form alignment marks that exhibit different behavior from the surroundings in response to these energy rays. good.

以下、′3!:施例により本発明を更に詳細に説明する
Below, '3! : The present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1: 第10図に縦断面図を示す様なマスク構造体を作成した
。第10図において、第2図におけると類似の部材には
同一の符壮が付されている。木実施例においては、環状
保持基板3の上部の平端面3aには接着剤が付されてお
らず、上部外方の斜面3bに接着剤4が付されており、
これにより保持薄膜2と保持基板3とが接着されている
。斜面の角度θは5〜15度程度が適当であり1本実施
例においては10度とした。
Example 1: A mask structure as shown in the vertical cross-sectional view in FIG. 10 was created. In FIG. 10, parts similar to those in FIG. 2 are labeled with the same symbols. In the wooden embodiment, no adhesive is applied to the upper flat end surface 3a of the annular holding substrate 3, and adhesive 4 is applied to the upper outer slope 3b.
As a result, the holding thin film 2 and the holding substrate 3 are bonded together. The angle θ of the slope is suitably about 5 to 15 degrees, and in this embodiment, it is set to 10 degrees.

この様な本実施例マスク構造体によれば、保持薄膜2の
マスク材保持平面は、接着剤4による影響を受けずに保
持基板3の上部平端面の平面度そのままの良好な平面性
を実現することができ、リソグラフィー加工の精度が向
上する。
According to the mask structure of this embodiment, the mask material holding plane of the holding thin film 2 is not affected by the adhesive 4 and achieves good flatness that is the same as the flatness of the upper flat end surface of the holding substrate 3. This improves the accuracy of lithography processing.

先ず、原状保持基板3に対し接着剤4を用いて約10%
の延伸率で等方的に伸張してポリイミド膜(約7.5ル
m厚、商品名カプトン膜)を接着した。
First, about 10% of the original state-preserving substrate 3 is applied using adhesive 4.
A polyimide membrane (approximately 7.5 m thick, trade name: Kapton membrane) was adhered by isotropically stretching at a stretching rate of .

次に、真空蒸着により上記ポリイミド膜上に約0.1p
m厚のニッケル(Nt)膜を形成し、かくしてポリイミ
ド膜とニッケル膜との積層体からなる保持薄膜を形成し
た。
Next, approximately 0.1p of
A nickel (Nt) film with a thickness of m was formed, thus forming a holding thin film consisting of a laminate of a polyimide film and a nickel film.

次に、ニッケル膜の表面上にフォトレジス)AZ−13
50(シブレイ社製)を規定の条件で0.5ルm厚に塗
布し、遠紫外線焼付機を用いて石英マスクにより直径約
20gmの4個の小孔のレジストパターンを形成した。
Next, a photoresist (AZ-13) is placed on the surface of the nickel film.
50 (manufactured by Sibley) under specified conditions to a thickness of 0.5 lumen, and a resist pattern of four small holes with a diameter of about 20 gm was formed with a quartz mask using a deep ultraviolet printing machine.

次に、硝酸系エッチャントを用いて上記小孔パターン位
置のニッケル膜のケミカルエツチングを行ない、該ニッ
ケル膜に4個の小孔を形成した。
Next, the nickel film at the position of the small hole pattern was chemically etched using a nitric acid etchant to form four small holes in the nickel film.

次に、上記ニッケル膜をマスクとして、ヒドラジン系エ
ッチャントを用いて上記小孔パターン位置のポリイミド
膜をエツチング除去して小孔を形成した。
Next, using the nickel film as a mask, the polyimide film at the position of the small hole pattern was etched away using a hydrazine etchant to form small holes.

かくして第3図に示される様な保持薄膜2を貫通せる小
孔5が4個形成された。
In this way, four small holes 5 penetrating the holding thin film 2 as shown in FIG. 3 were formed.

該4個の小孔5を基準として、所定のプロセスにてエレ
クトロホーミング法によりニッケル膜の表面上に約0.
5JLm厚の金膜からなるX線吸収パターンを形成した
Using the four small holes 5 as a reference, approximately 0.0.
An X-ray absorption pattern made of a gold film with a thickness of 5 JLm was formed.

実施例2: 実施例1と同様にして、ニッケル膜の代りにチタン(T
i)(約0.2ILrn厚)−金(Au)(約0.05
gm厚)膜を用い且つポリイミド膜の代りにポリエステ
ル膜(約6ルm厚、東し社製、商品名ル゛ミラー)を用
いてマスク構造体を作成した。
Example 2: Similar to Example 1, titanium (T) was used instead of the nickel film.
i) (approximately 0.2ILrn thickness) - gold (Au) (approximately 0.05
A mask structure was prepared using a polyester film (approximately 6 m thick, manufactured by Toshi Co., Ltd., trade name: Lumirror) in place of the polyimide film.

本実施例では、チタン−金膜には直径約25終mの小孔
を形成し、この際に金膜のエツチングにヨウ素系エッチ
ャントを用い、チタン膜のエツチングに硝酸系エッチャ
ントを用いた。また、ポリエステル膜に直径約30μm
の小孔を形成する際にエキシマレーザ−によるパルスA
 光’it 用いた。
In this example, a small hole with a diameter of about 25 m was formed in the titanium-gold film, and an iodine-based etchant was used to etch the gold film, and a nitric acid-based etchant was used to etch the titanium film. In addition, the polyester film has a diameter of approximately 30 μm.
Pulse A by excimer laser when forming a small hole in
Light'it was used.

尚、本実施例においては、X線吸収パターンの形成を行
なわなかった。
Note that in this example, no X-ray absorption pattern was formed.

実施例3: 実施例1と同様にして、ポリイミド膜の両面にそれぞれ
約0.05gm厚のニッケル膜を形成した保持薄膜を有
するマスク構造体を作成した。
Example 3: In the same manner as in Example 1, a mask structure having a holding thin film in which a nickel film with a thickness of about 0.05 gm was formed on both sides of a polyimide film was created.

本実施例では、2つのニッケル11!2の小孔は対応す
る位置に形成され、またポリイミド膜の小孔の形成は該
ニッケル膜をマスクとして行なわれた。
In this example, two small holes of nickel 11!2 were formed at corresponding positions, and the small holes of the polyimide film were formed using the nickel film as a mask.

実施例4: 実施例1と同様にして、第4図に示される様なパターン
の小孔5を有するマスク構造体を作成した。
Example 4: In the same manner as in Example 1, a mask structure having small holes 5 in a pattern as shown in FIG. 4 was produced.

本実施例では、ニッケル膜の小孔の形成の際に実施例1
の場合とは異なるマスクを用い、該小孔部にニッケル膜
による橋架は部5aが形成される様にした。尚、ポリイ
ミド膜の小孔の形成は実施例1の場合と同様にして行な
われた。
In this example, Example 1 was used when forming small holes in the nickel film.
A mask different from that used in the above case was used to form a bridge portion 5a with a nickel film in the small hole portion. Incidentally, the formation of small holes in the polyimide film was carried out in the same manner as in Example 1.

実施例5: 実施例4と同様にして、第5図に示される様なパターン
の小孔5を有するマスク構造体を作成した。
Example 5: In the same manner as in Example 4, a mask structure having small holes 5 in a pattern as shown in FIG. 5 was produced.

[発明の効果] 以上の如ξ本発明によれば、リソグラフィー加工におい
て、マスク構造体と被加工材とのアライメント及びギヤ
ー2ブ設定の際に、マスク材保持薄膜に設けられた貫通
孔を通してエネルギー線照射を行ない、これにより散乱
及び吸収等の少ない状態で被加工材からの反射を検出す
ることができるので、高い精度でアライメント及びギャ
ンプ設定を行なうことができ、もって高精度のリソグラ
フィー加工を可能ならしめることができる。
[Effects of the Invention] As described above ξAccording to the present invention, in lithography processing, when aligning the mask structure and the workpiece and setting the gear 2, energy is transmitted through the through hole provided in the mask material holding thin film. By performing radiation irradiation, it is possible to detect the reflection from the workpiece material in a state with little scattering and absorption, so alignment and gap setting can be performed with high accuracy, thereby enabling high-precision lithography processing. You can get used to it.

更に、本発明によれば、マスク材保持薄膜が有機薄膜と
金属薄膜との積層体からなるので、高強度ではあるが比
較的柔軟性を有し変形しやすい有機薄膜の貫通小孔端面
を経時変化させることなしに良好な状態に保つことがで
き、かくして正確なアライメントを行なうことができる
Furthermore, according to the present invention, since the mask material holding thin film is made of a laminate of an organic thin film and a metal thin film, the end face of the through-hole of the organic thin film, which has high strength but is relatively flexible and easily deforms, can be moved over time. It is possible to maintain a good condition without changing it, thus allowing accurate alignment.

また、保持薄膜が金属薄膜を有するので、たとえば電子
ビーム等によるアライメントの際には該金属薄膜を接地
することにより保持薄膜の帯電が防止され、より正確な
アライメントを行なうことができる。この効果は保持薄
膜を金属薄膜−有機薄膜−金属薄膜の3層からなる積層
体とすることにより更に増大する。
Further, since the holding thin film has a metal thin film, for example, during alignment using an electron beam or the like, by grounding the metal thin film, charging of the holding thin film is prevented, and more accurate alignment can be performed. This effect is further enhanced by forming the holding thin film into a laminate consisting of three layers: a metal thin film, an organic thin film, and a metal thin film.

加えて、保持薄膜が金属薄膜を有するので、貫通孔をパ
ターン化することができ、これによりアライメントを一
層正確に行なうことができるとともに1貫通孔の形状の
経時変化を防止する効果もある。
In addition, since the holding thin film includes a metal thin film, the through holes can be patterned, which allows for more accurate alignment and also has the effect of preventing the shape of one through hole from changing over time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明マスク構造体の平面図であり、第2図は
その■−■断面図である。第3図〜第6図は貫通孔部分
の拡大図である。第7図は被加工材の部分平面図であり
、第8図は被加工材とマスク構造体との関係を示す部分
断面図である。第9図は本発明マスク構造体の使用状態
を示す部分断面図である。第10図は本発明マスク構造
体の断面図である。第11図は従来のマスク構造体の断
面図であり、第12図はその保持基板の平面図である。 1:マスク材    2:保持薄膜 2a:有機薄膜   2b:金属薄膜 3:保持基板    4:接着剤 5:小孔 8ニスクライブライン対応ライン 10:被加工材  12ニスクライブライン13:マス
ク構造体 14ニレジスト層代理人 弁理士 山 下 
穣 平 第7図 第8図 第1O図 第11図 第12図
FIG. 1 is a plan view of the mask structure of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line -■. 3 to 6 are enlarged views of the through hole portion. FIG. 7 is a partial plan view of the workpiece, and FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the relationship between the workpiece and the mask structure. FIG. 9 is a partial sectional view showing how the mask structure of the present invention is used. FIG. 10 is a sectional view of the mask structure of the present invention. FIG. 11 is a sectional view of a conventional mask structure, and FIG. 12 is a plan view of its holding substrate. 1: Mask material 2: Holding thin film 2a: Organic thin film 2b: Metal thin film 3: Holding substrate 4: Adhesive 5: Small hole 8 varnish scribe line corresponding line 10: Workpiece material 12 varnish scribe line 13: Mask structure 14 Ni resist Layered Agent Patent Attorney Yamashita
Figure 7, Figure 8, Figure 1O, Figure 11, Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)表面に所望のパターンにてマスク材を付与すべき
マスク材保持薄膜の周辺部を保持基板により保持せしめ
たリソグラフィー用マスク構造体において、有機薄膜と
金属薄膜との積層体からなるマスク材保持薄膜に被加工
材とのアライメント状態を検出するためのエネルギー線
を通過させ得る貫通孔が複数個設けられていることを特
徴とする、リソグラフィー用マスク構造体。
(1) In a lithography mask structure in which the periphery of a mask material holding thin film on which a mask material is to be applied in a desired pattern is held by a holding substrate, the mask material is made of a laminate of an organic thin film and a metal thin film. A mask structure for lithography, characterized in that a holding thin film is provided with a plurality of through holes through which energy beams for detecting an alignment state with a workpiece can pass.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5432766A (en) * 1977-08-18 1979-03-10 Fujitsu Ltd Inspecting system for pattern and like

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