JPS6386429A - Ｘ線マスクのひずみ測定法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はＸ線リソグラフィで用いられるＸ線マスクの
ひずみ測定法に関する。

（従来の技術） ０．５μｍ以下のパターンから成る超ＬＳＩを製造する
ためのＸ線リソグラフィ技術では、Ｘ線マスクに０．Ｏ
１μＩオーダの精度が要求される。

露光用マスクは、Ｘ線透過物質として数μｍの厚さの非
常に薄いメンブレンを用い、その膜表面に、Ｘ線速へい
体として、重金属の微細なパターンを転写したものを使
用する。この重金属はＸ線を吸収することにより遮へい
効果を得るもので、あるが、Ｘ線吸収に伴い金属が熱膨
張し、メグレンの歪みが起る。この歪みが露光されたパ
ターンの重ね合せ精度を低下させる重大な原因となる。

そのため放熱のためにＨｅガスを流すという手段等があ
るが不十分である。従って、露光中に生じる歪みをモニ
ターすることは、歪みの程度がある許容値を越えたらマ
スクを交替するなどの措置をとるために是非必要である
。従来は、露光後、露光用真空容器の外にとり出して、
座標測定器等によってマスクの歪みを測定する方法がと
られているが、これでは露光状態における歪みの正確な
値は測定できないし、露光中の経時変化をモニターする
という要求を満たすことができない。生産の段階におい
ては特に、実時間でマスクの歪みをモニターし、コント
ロールにフィードバックすることが必要不可欠な条件と
なる。しかし現在までのところこういった測定手段に関
する報告は例がない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、Ｘ線を
マスクに照射しながら、同時に、マスクの歪みを連続的
に測定できる方法を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用）本測定法の基本
原理は、ホログラフィ−の二重露光法にもとづく。即ち
、２つの試料のホログラフィ−像を同一の位相波記録媒
体に重ねて記録し、その際できる干渉縞を解析すること
によって、２つの試料の微少な位置のずれを検出するこ
とができる。本発明においては、比較されるべき２つの
試料とは、Ｘ線照射中の異なる時刻における同一のマス
クであり、これはＸ線照射室の中に固定されている。照
射に用いるレーザー光は、照射室の前でビームスプリッ
タ−により一部を分離して参照光として供給する。マス
クからの散乱光は、参照光と合成されて、対向する例え
ばＢ　５ｉＯ２ｏ結晶（以下ＢＳＯと称する）からなる
媒体に位相情報が記録される。ＢＳＯの情報保持時間特
性を利用して、一定の時間経過後の位相情報が前の情報
に重ねて記録される。この際に、２つの位相情報の合成
により、結局、干渉縞が情報として記録されるため、可
成によって得られる干渉縞の位置、幅を厳密に解析する
ことにより、２つの試料の相対的な座標のずれを精度良
く検出することが可能となる。厳密な解析のためにはコ
ンピューターによる画像処理が有効であり、直接観察の
ためにはＣＲＴによる映像化が有効である。

２つの試料に有意の変化がみられない間は、連続的に任
意の時間後に次の測定が可能であり、変化が生じた後は
、先の測定の情報が消滅した後に、後の位相情報を新た
に第一の測定値として次のα１定を行なうことにより、
順次データの蓄積が可能である。

（実施例） 本発明の一実施例による方法について図面を参照して説
明する。第１図においては１はＸ線照射室でレーザー光
を透過させるガラス窓２．３を有する。この中にマスク
１４とウェハー１５を平行に並べたものを、カセットに
て固定し、マスクをＸ線の入射窓の方向に向けるように
する。レーザー光源４とＢ５０ＩＯは、Ｘ線の入射方向
に対して対称な位置に配置し、それぞれ、窓２．３を通
して中のマスク１４をのぞむような向きに固定する。そ
れと同時に、ビームスプリッタ−５で分離された光線が
、Ｂ５０ＩＯ上において、マスク１４からの反射光がＢ
５０ＩＯに当たる位置を照らすようにビームスプリッタ
−の向きを調節する。

ビームスプリッタ−５の後段にはそれぞれビーム径を拡
大するレンズ８．９を配置する。

ビジコン１１はＢＳＯ結晶１０を裏面からのぞみ受光面
がＢＳＯ面と平行になるように設定する。

このような配置のもとで、レーザー光源４から発せられ
たレーザー光は、ビームスプリッタ−５で一部が反射さ
れ、この反射光７は、レンズ９にてＢ５０ＩＯの検出領
域全面を照射するのに十分なスポット径に拡大されてＢ
５０ＩＯ上に入射する。

ビームスプリッタ−５を透過した光６は、Ｘ線照射室の
窓２を透過して照射室内に入り、Ｘ線マスク１２に斜入
射する。この反射波は同様に照射室の窓３を透過してＢ
５０１０に直入射する。この際、参照光と干渉してでき
るホログラフィ−像がＢ５０ＩＯに記録される。ＢＳＯ
結晶は数分間の記録保持時間を持つため、この時間内で
第二のホログラフィ−像をかぶり露光した場合、２つの
ホログラフィ−像の干渉縞が記録される。ＢＳＯ上にあ
られれる干渉縞の模様をビジコン１１で走査し、ＣＲＴ
１２に出力する。また、コンピューター１３で数値処理
し、歪みを解析する。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。たとえば、レーザー光源とＢＳＯはＸ線の入射方向
に対して対称に配置される必要はなく、反射鏡を用いる
ことにより、第２図に示すようにレーザー光源を置くこ
ともできる。また、ＢＳＯ像を受光する素子もビジコン
で・ある必要はなく、ＣＯＤなどが考えられる。ＣＲＴ
への出力も、レーザープリンター、液晶ディスプレイな
どで置き換えることが可能である。

その他、本１発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することをかできる。

［発明の効果］ この発明により、Ｘ線露光を行ないながら、マスクの歪
みをマスク全面にわたってＩｎ　５ｉｔｕで検出するこ
とができ、ＢＳＯの記録保持時間特性を利用した二重露
光法を用いるため、一定の時間ごとの連続的な測定が可
能である。従って、同一マスクの経時変化をモニターす
るのに適しており、コンピューターによる数値処理と組
み合わせることにより、マスクにあるしきい値を越える
歪みが生じたらマスクを取りかえるなどの自動操作を行
なう場合にも特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための図、第２図
は、反射鏡を用いて第１９図におけるレーザー光源の位
置を変えた実施例を（プリズム）示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マスクとウェハーを固定するＸ線照射室と、この照射室
   に入射させるホログラフィー用レーザー光と、このレー
   ザー光の一部を分離するビームスプリッターと、レーザ
   ー光のスポット径を広げるためのレンズと、位相波を記
   録するための媒体と、ホログラフィー像を観測する手段
   より構成される装置を用い、前記レーザー光の一部を前
   記ビームスプリッターにより分離して、前記媒体上を直
   接照射する参照光となし、残りで前記Ｘ線照射室中に固
   定した前記マスク上を照射して、その散乱光と前記参照
   光を同時に前記媒体上に照射することにより第一のホロ
   グラフィー情報を記録した後、前記媒体の記録保持時間
   内の任意の時間の経過後、同様にして得られる第二のホ
   ログラフィー情報を前記第一のホログラフィー情報に重
   ねて前記媒体に記録することによりできる干渉縞を、前
   記ビームスプリッターからの参照光で再び照射すること
   によって再成し、ホログラフィーの観測装置によってこ
   れを画像化し、第一と第二の記録時における前記マスク
   の歪みの状態を数値化し解析することを特徴とするＸ線
   マスクのひずみ測定法。