JPS63194332A - リソグラフイ−用マスク構造体およびリソグラフイ−法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リソグラフィー用マスク構造体およびリソグ
ラフィー法に関する。

［従来の技術］ リソグラフィーは、照射エネルギーをマスクを通して感
光性材料に照射し、マスク上に予め形成されたパターン
を感光性材料に投影する方法である。このようなリソグ
ラフィーのうち例えばＸ線リソグラフィーは、Ｘ線固有
の直進性、非干渉性、低回折性等に基づき、これまでの
可視光や紫外光によるリソグラフィーよりイ憂れた多く
の点を持っており、サブミクロンリソグラフィーの有力
な手段としてｔ１目されつつある。

Ｘ線リソグラフィーは可視光や紫外光によるリソグラフ
ィーに比較して多くの優位点を持ちながらも、Ｘ線源の
パワー不足、レジストの低感度、アライメントの困難さ
、マスク材料の選定および加工方法の困難さ等から、生
産性が低く、コストが高いという欠点があり、実用化が
遅れている。

その中でＸ線リソグラフィー用マスクを取上げてみると
、可視光および紫外光リソグラフィーでは、マスク材保
持体（すなわち光線透過体）としてガラス板および石英
板が利用されてきたが、Ｘ線リソグラフィーにおいては
利用できる光線の波長が１〜２００人とされており、こ
れまでのガラス板や石英板はこのＸ線波長域での吸収が
大きく且つ厚さも１〜２ｍｍと厚くせざるを得ないため
ｘ　ｆｓを充分に透過させないので、これらはＸ線リソ
グラフィー用マスク材保持体の材料としては不適である
。

第１０図は、従来のマスクの断面図である。Ｘ線透過率
は一般に物質の密度に依存するため、Ｘ線リソグラフィ
ー用マスク材保持体（即ちＸ線透過材）２の材料として
密度の低い無機物や有機物が検討されつつある。このよ
うな材料としては、−例えばベリリウム（Ｂｅ）、チタ
ン（Ｔ　ｉ　）　、ケイ素（Ｓｔ）、ホウ素（Ｂ）の単
体およびそれらの化合物等の無機物、またはポリイミド
、ポリアミド、ポリエステル、パリレン等の有機物が挙
げられる。

これらの物質をＸ線リソグラフィー用マスク材保持体の
材料として実際に用いるためには、Ｘ線透過量をできる
だけ大きくするためにマスク材保持膜として薄膜化する
ことが必要であり、無機物の場合で数μｍ以下、有機物
の場合で数十μｍ以下の厚さに形成することが要求され
ている。このためこのマスクには自己保形性がないので
、適宜、フレーム３に持着される。通常、このフレーム
３として環状支持基板を用いることによりマスク構造体
が形成される。

一方、以上のようなマスク材保持薄膜上に保持されるＸ
線リソグラフィー用マスク材１（即ちＸ線吸収体）は、
一般に密度の高い物質例えば金、白金、タングステン、
タンタル、銅、ニッケル等の薄膜、望ましくは０．５〜
１μｍ厚の薄膜からなるものが好ましい。このようなマ
スク材は、例えば上記のようなＸ線を透過するマスク材
保持薄膜上に一様に上記高密度物質の薄膜を形成した後
、レジストを塗布し、該レジストに電子ビーム、光等に
より所望のパターン描画を行ない、しかる後にエツチン
グ等の手段を用いて所望パターンに作成される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、Ｘ線に限らずこのようなリソグラフィーを行
なう際には、マスクが照射エネルギーを吸収して熱膨張
等の熱変形を起こすという問題点があった。このため、
Ｘ線吸収体等のマスク材で形成されたマスクパターンの
位置ずれを起こすおそれもあり、高精度マスクとしては
ふされしくなかった。

本発明は、上述の従来形の問題点に鑑み、リソグラフィ
ー用マスク構造体の熱的安定性を向上させ、マスク材保
持薄膜であるマスクメンブレン内に描かれである回路パ
ターンの所定寸法を維持して、高精度のリソグラフィー
を可能とするリソグラフィー用マスク構造体およびリソ
グラフィー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および作用］上記の目的
を達成するため、本発明は、所望のパターンにて照射エ
ネルギー吸収材（マスク材）を付与してなる照射エネル
ギー透過膜Ｓマスク材保持膜）の周辺部を環状支持基板
（フレーム）の一端面上に接着せしめたリソグラフィー
用マスク構造体において、支持基板の温度を一定にする
ことによって透過膜の寸法制御を行なうことを特徴とす
る。

即ち本発明者等は、まずＸ線透過膜２が張力をもって支
持基板（支持体）３に保持されている従来のマスク（第
１０図）を用いて温度差によるＸ線透過膜２の位置ずれ
を測定した。第１１図は、その測定結果を示すグラフで
ある。第１１図の結果から、Ｘ線透過膜２の熱膨張率を
以下の式を用いて計算した。

（Ｘｔはｔ’ｃにおける長さ） ここでは３５℃と５℃の測定を行なったので、ｉｏ：ｘ
、とおき計算した。その結果、Ｘ線透過膜の熱膨張率は
第１表のようになり、第２表と比べるとＸ線透過膜２の
熱膨張は支持基板３の熱膨張に依存することが判明した
。

第１表　Ｘ線透過膜の熱膨張率測定値 第２表　フレーム材の熱膨張率 以上より上述した目的は、照射エネルギーによる支持基
板の温度変化を制御し、この温度を一定にすることによ
ってＸ線等の照射エネルギーを透過する膜であるマスク
材保持膜の寸法を制御することを特徴とする本発明のリ
ソグラフィー用マスク構造体によって達成されるのであ
る。

［実施例コ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例に係るリングラフイー
用マスク構造体の断面図である。本実施例のマスク構造
体は、Ｘ線リソグラフィー用のマスク構造体である。

同図において、Ｘ線吸収体１はＸ線透過＠（マスク材保
持膜）２上に所望のパターンにて形成される。Ｘ線吸収
体１としては、例えばＸ線吸収率の高い金属である金、
白金、タンタル、タングステン、パラジウム、ロジウム
、インジウム、ニッケル等の０．５〜１μｍ程度の薄膜
が用いられる。

Ｘ線透過膜２としては、例えばＸ線透過率の良いポリイ
ミド、ポリアミド、ポリエステル、パリレン等の有機薄
膜や窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化アルミ、シリコン
カーバイド、チタン等の無機薄膜とこれらの複合膜が用
いられる。Ｘ線透過膜２は張力をもって支持基板３に保
持されている。

支持基板３としては良好な熱伝導率を有する鉄、ニッケ
ル、コバルト、黄銅、タングステン、モリブデン等の金
属、またはその合金類、熱膨張率の低いパイレックスガ
ラス、石英等が用いられる。支持基板３には絶縁体４を
介在し、電気抵抗体膜５が形成されている。絶縁体４と
しては薄膜でも充分な抵抗値を示す有機物であるポリイ
ミド、ポリアミド、ポリエステル、テフロン等およびグ
ラスウール、石綿等が熱を充分に伝導する厚さ１〜１０
０μｍで用いられる。また、電気抵抗体膜５は主にヒー
タとして使用され、Ｎ　ｉ、　Ａ　ｕ　％ニクロム等の
金属類または酸化インジウム、酸化銀等が用いられる。

支持基板３の中には管６が設けられ、流体７が通され主
に冷却の作用を行なう。流体７としては液体または気体
のどちらでもかまわないが、主に水、ヘリウムまたは窒
素が用いられるつ管６は流体７によって決められるが、
ステンレス、真鍮、銅等が用いられる。８は電気抵抗体
５に電流を供給するためのリード線であり、９は支持基
板３の温度を検知する温度センサであり、最も安定であ
る白金測温抵抗体（制御幅±０．０００１℃）等を用い
る。

管６は第２図（ａ）のようにフレキシブルバイブ１１等
を用いて接続される。流体供給装置１２との間の結合部
１３における取付けおよび取りはずしは、第２図（ｂ）
または（Ｃ）のように真空吸着力または電磁力を用いて
行なわれる。電気抵抗体膜５も第３図（ａ）のように電
源１４と接続される。その接続部１５における取付けお
よび取りはずしも、第３図（ｂ）または（Ｃ）のように
真空吸着力または電磁力を用いて接続される。パイプの
数やリード線の数は制御する温度幅によって自由に変え
ることができる。

第４図は、支持基板であるマスクフレームの温度の制御
ブロック図である。本ブロック図に示すように、マスク
フレームの温度は温度センサにより検出さ゛れ、その結
果がフィードバックされる。

そして、温度センサの検出結果より制御部がヒータまた
は冷却管を動作させる。これによりマスクフレームの温
度は予め設定されているフレーム設定温度になるよう制
御されるのである。

第５図は、本発明の第２の実施例に係るリソグラフィー
用マスク構造体であり、流体７の温度を変化させること
によって支持基板３の温度を一定にするものである。

第す図は、本発明の第３の実施例に係るリソグラフィー
用マスク構造体であり、第２の実施例の改良例である。

これは管６が支持基板３を兼ねるものである。

第７図は、本発明の第４の実施例に係るリソグラフィー
用マスク構造体であり、マスクチャックｌＯを第１の実
施例と同様に温度制御することにより、支持基板３の温
度を一定にするものである。

磁石１１により支持基板３はマスクチャック１０にチャ
ッキングされる。

第８図は、本発明の第５の実施例に係るリソグラフィー
用マスク構造体の断面図であり、第９図は平面図である
。マスクチャック１０には流体７を流す管６がフレキシ
ブルパイプとなりつながれている。従フて、上記第４の
実施例と同様にマスクチャック１０の温度を制御するこ
とにより、支持基板３の温度を一定とすることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、照射エネルギー
による支持基板の温度変化を制御し、この温度を一定に
することによってマスク材保持膜の寸法を制御している
ので、リソグラフィー用マスク構造体の熱的安定性を向
上させ、マスク材保持薄膜内に描かれたパターンの所定
寸法を維持して、高精度のリソグラフィーを可能とする
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は、本発明の実施例、 第１０図は、従来のマスクの断面図、 第１１図は、熱による膜の移動量の測定結果である。 １：Ｘ線吸収材、 ２：Ｘ線透過膜、 ３：支持基板、 ４：絶縁体、 ５：霊気抵抗体膜、 ６：管、 フ：流体、 ８：リード線、 ９：温度センサ、 １０：マスクチャック、 ｌｌ：磁石。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也 第５図 第６図 第１０図 し々レン又　レングス（ｍｍ）　　（１５坤）０】Ｃフ
Ｌ−ム】４本才判考）ｘ、棉縫 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に所望のパターンにてマスク材を付与すべきマ
   スク材保持膜の周辺部を環状支持基板の端面上に接着せ
   しめたＸ線リソグラフィー用マスク構造体の該支持基板
   の温度を制御する手段を備えることを特徴とするリソグ
   ラフィー用マスク構造体。 ２、前記温度制御手段が、前記支持基板の温度検出手段
   と前記支持基板を加熱するヒータおよび冷却する冷却流
   体供給手段とを含み、前記支持基板の温度を所定の設定
   温度とする特許請求の範囲第１項記載のリソグラフィー
   用マスク構造体。 ３、前記温度制御手段が、流体供給手段により前記支持
   基板内部に供給する流体の温度を変化させることにより
   前記支持基板の温度を一定とするものである特許請求の
   範囲第１項記載のリソグラフィー用マスク構造体。 ４、前記流体供給手段が、支持基板を兼ねている特許請
   求の範囲第３項記載のリソグラフィー用マスク構造体。 ５、照射エネルギーをマスクを通して感光性材料に照射
   し該マスクのマスク材保持膜上に予め形成されたパター
   ンを該感光性材料に投影するリソグラフィーの該マスク
   材保持膜をその周辺部において接着する環状支持基板の
   温度を一定にすることによって該マスク材保持膜の寸法
   制御を行なうことを特徴とするリソグラフィー法。 ６、前記環状支持基板の温度制御が、前記マスクをチャ
   ッキングするマスクチャックを温度制御することにより
   行なわれる特許請求の範囲第５項記載のリソグラフィー
   法。