JPH02168614A - X線露光用マスクおよびそれを用いた露光方法 - Google Patents

X線露光用マスクおよびそれを用いた露光方法

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JPH02168614A
JPH02168614A JP1054917A JP5491789A JPH02168614A JP H02168614 A JPH02168614 A JP H02168614A JP 1054917 A JP1054917 A JP 1054917A JP 5491789 A JP5491789 A JP 5491789A JP H02168614 A JPH02168614 A JP H02168614A
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JP
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mask
membrane
mask pattern
ray
support frame
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JP1054917A
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Kunihiro Hosono
邦博 細野
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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  • 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

(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】 〔章業上の利用分野〕 この発明は、X線の照射により基板へのパターンの転写
を行うX線リソグラフィに用いられるX線露光用マスク
と、それを用いた露光方法に関する。
〔従来の技術〕
一般に、X線リソグラフィは0.3μm程度以下の超微
細のパターンを基板に転写する技術として知られている
第10図はこのような超@細のパターンを基板に転写す
るために用いられる従来のX線露光用マスクの平面図で
ある。第11図は第10図の■■線に沿う断面図であっ
て、後述される支持枠がエツチングされる前の状態を示
す図であり、第12図は同じく第10図の■−■線に沿
う断面図であって、支持枠がエツチングされた後の状態
を示す図である。これらの図に示されるX線露光用マス
ク(2)は、窒化ケイ素のようにX線を透過する性質を
有する材料からなるメンブレン(4)と、このメンブレ
ン(4)の上面に形成され且つタングステンのようにX
線を吸収する性質を有する材料からなるマスクパターン
(6)と、メンブレン(4)の下面に形成されてメンブ
レン(4)を機械的に支持すると共にSiからなる支持
枠(8)と、この支持枠(8)の下面に設けられてその
支持枠(8)をエツチングするためのエツチング用マス
クく10)とを有している。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような構成を有する従来のXfi露光用マスク(2
)にあっては、メンブレン(4)と、マスクパターンく
6)とが順次真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法
などにより数μm程度の極めて蕩い膜厚に形成される。
このため、第11図のように、円盤形状の支持枠(8)
の上面にメンブレン(4)とマスクパターン〈6)とを
形成すると共に下面にエツチング用マスク(10)を形
成した後、エツチング用マスク(10)を用いて支持枠
く8)の中心部を第12図のようにエツチングしたとき
には、メンブレン(4)やマスクパターン(6)の内部
応力が緩和して薄いメンブレン(4)が第12図のよう
に変形してしまう、その結果、メンブレン(4)の上面
に形成されているマスクパターン(6)が所要の正規の
位置からずれてしまい、いわゆるパターン歪みが生じる
という問題がある。
また、X線露光用マスク(2)の周囲の温度変化の影響
で支持枠(8)、メンブレン(4)、マスクパターン(
6)のそれぞれが熱歪みを生じ、これによりパターン歪
みが生じることもある。
このようなパターン歪みによるマスクパターン(6)の
位置状態を第13図に示す。第13国では、マスクパタ
ーン(6)の全体の平面形状を模式的に正方形で示すと
ともに、それを25個の分割パターンで表している。そ
して、破線で囲まれた各分割パターンA、、A、、A、
・・・ が正規の位置にある分割パターンであり、実線
で囲まれた各分割パターンB、、B2.B、・・・ は
パターン歪みにより正規の位置からずれた位置にある分
割パターンであり、特にハツチング領域はパターン歪み
により位置ずれしたマスクパターン(6)を示している
このように正規の位置から位置ずれしたマスクパターン
(6)を有するX線露光用マスク(2)を用いて基板へ
の回路パターンの転写を行うと、基板に対する回路パタ
ーンの重ね合わせ精度がきわめて低くなり、特に超@細
のパターンを高い精度で基板に形成することが困難にな
るという問題がある。
このような問題を解消するものとして例えば特開昭62
−122216号公報には、支持枠に電気歪素子または
磁気歪素子を接着剤でもって貼着し、これらの素子を変
形させてマスクの歪を補正するX線露光用マスクが開示
されている。ところが、このような構造のマスクでは、
第1に電気歪または磁気歪素子の繰り返し振動により、
接着剤が剥離してその素子が支持枠から脱落する恐れが
大きく、i械的な構造上での信頼性が低いという問題と
、第2に支持枠への素子の貼着作業にかなりの手間がか
かるという問題もある。
この発明はこのような開題点を解消するためになされた
もので、正規の位置からずれた状態にあるマスクパター
ンを容易に正規の位置に補正することができると共にそ
のi械的な信頼性が高く且つ容易に製作することのでき
るX #jA ’l光用マスクを提供するとともに、そ
のX線露光用マスクを用いた露光方法を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るX線露光用マスクは、X線透過材料から
形成されるメンブレンと、このメンブレンの面上に形成
されると共にX線吸収材料から形成されたマスクパター
ンと、外部信号を印加することにより機械的に変形する
材料から形成されると共にメンブレンを支持する支持枠
とを備えたものである。
また、この発明に係る露光方法は、X線透過材料から形
成されるメンブレンと、このメンブレンの面上に形成さ
れると共にX線吸収材料から形成されたマスクパターン
と、外部信号を印加することにより機械的に変形する材
料から形成されると共にメンブレンを支持する支持枠と
を備えたXm露光用マスクを基板上に重ねて配直し、そ
のマスクの支持枠に外部信号を印加してマスクのマスク
パターンの歪を補正し、 マスクを通して基板にX線を照射することによりマスク
のマスクパターンを基板に転写する方法である。
〔作用〕
この発明のX!!露光用マスクにおいては、メンブレン
を支持するための支持枠が外部信号の印加に応じて変形
し、これによりマスクパターンの歪が補正される。
また、この発明の露光方法においては、上記のXaB光
用マスクの支持枠に外部信号を印加することによりマス
クパターンの歪が補正された状態で、X線照射による基
板へのマスクパターンの転写が行なわれる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
第1図は本発明の一実施例に係るX線露光用マスクの平
面図、第2図は第1図の1−1線に沿う断面図である。
このX線露光用マスク(12)は、窒化ケイ素のように
X線を透過する性質を有する材料からなる円盤形状のメ
ンブレン(4)と、このメンブレン(4)の一方の面の
中心部上に形成され且つタングステンのようにX線を吸
収する性質を有する材料からなるマスクパターン(6)
とを有している。メンブレン(4)のこの面上にはその
外周部に沿って^1あるいは^Uからなる第1の電極(
14)が環状に形成されている。また、メンブレン(4
)の他方の面上には、その外周部に沿って環状に形成さ
れると共にメンブレン(4)を機械的に支持する支持枠
(18)の一端面が接合されている。
この支持枠(18)は例えばチタン酸バリウムとか、チ
タン酸ジルコン酸鉛などの電気歪材料から形成されてい
る。支持枠(18)の他端面上には八1あるいは^Uか
らなる環状の第2の電極(10)が形成されている。こ
の第2の電極(10)は、その周に沿って16個の分割
電極(10i〜(to、i)に等分されており、第1の
電極(14)はこれらの分割電極(101)〜(1os
s)に共通に対応する電極となっている。
このような構成のX線露光用マスク(12)は例えば次
のようにして作成することができる。まず、電気歪材料
により厚さ4〜5II1mの円盤形状の支持枠(18)
を形成し、この支持枠(18)の一方の面上に真空蒸着
法、スパッタリング法あるいはCVD法等で窒化ケイ素
からなるメンブレン(4)を数μmの厚さに形成する。
その後、メンブレン(4)の面上及び支持枠(18)の
他方の面上にそれぞれその外周部に沿って環状に^1あ
るいは^Uからなる第1及び第2の電極(14)及び(
10)を1μm程度の厚さに形成する。これらの電極(
14)及び(10)はメンブレン(4)と同様に真空蒸
着法、スパッタリング法あるいはCVD法により形成さ
れる。また、このとき第2の電極(10)はまだ分割さ
れず、連続した円環形状を有している。
次に、第1の電極(14)で囲まれたメンブレン(4)
の中心部の上に所望のパターンを有し且つタングステン
からなるマスクパターン(6)を真空蒸着法、スパッタ
リング法あるいはCVD法により形成する。さらに、支
持枠(18)の他方の面上に環状に形成された第2の電
極(10)をマスクとして支持枠(18)の中心部をエ
ツチング除去する。
その後、第2の電i(10)を分割してこれを16個の
分割電極(10、)〜(10+s)とする。
次に、このX線露光用マスク(12)の作用を述べる。
上述したように第2の電1(10)をマスクとして支持
枠(18)の中心部をエツチングした結果、メンブレン
(4)が変形して第13図に示したように、マスクパタ
ーン(6)がその正規の位置からずれたものとする。こ
のとき、マスク(12)の第1の電極く14)と第2の
電極(10)の各分割電極(101)〜(10+s)と
の間にそれぞれ所要の電圧■、〜V16を外部信号とし
て印加する。これにより、第1及び第2の電極く14)
及び〈10)間に電界が形成される。また、支持枠(1
8)は電気歪材料から形成されると共に環状に形成され
ているので、第2の電極(10)の各分割電極(io+
)〜(10、、)に対応する支持枠(18)の各部分に
は第3図に矢印F+〜F16で示すように放射方向の力
が作用する。その結果、支持枠(18)はその円環が拡
大されるように変形し、メンブレン(4)上に形成され
たマスクパターン(6)の各分割パターンB + 、 
B 2 、 B 3・・・ は第3図のように正規の位
置A + 、 A 2 、 A :l・・・ に補正さ
れる。
第4図はこのX線露光用マスク(12)を用いた露光装
置のブロック図であり、この図を用いて露光方法を説明
する。ステージ(20)上にウェハ(21)が保持され
、このウェハ(21)の直上数十μm程度の位置にX線
露光用マスク(12)が配置されている。さらに、マス
ク(12)の上方にプラズマX線源あるいはSOR(シ
ンクロトロン軌道放射〉源等のX線源(22)が配置さ
れている。また、マスク(12)にはマスクパターン(
6)の周辺部に第5図に示すような複数の位置合わせマ
ーク(23)がメンブレンく4)をエツチングすること
により形成されており、ウェハ(21)上には第6図の
ようにマスク(12)の位置合わせマーク(23)に対
応した位置に複数の位置合わせマーク(24)が形成さ
れている。ウェハ(21)の位置合わせマーク(24〉
は、ウェハ(21)の他の表面に比べて光の反射率が異
なるように形成されている。
第4図において、マスク(12)の位置合わせマーク(
23)の上方にそれぞれハーフミラ−(25)を介して
レーザ光源等の光源(26)が配置されている。各ハー
フミラ−(25)の側方にはそれぞれ光検出器(27)
が配置され、これら光検出器(27)が制御装置f(2
8)に接続されている。また、マスク(12)の第1の
電極(14)と第2の電極(10)の各分割電極(10
、)〜(10+s)との間にはこれらの間に電圧を印加
するための電圧印加装置(29)が接続されている。さ
らに、ウェハ(21)が保持されているステージ(20
)にはこのステージ(20)を水平方向に移動するため
のステージ駆動装置(30)が接続されている。そして
、これら電圧印加装置(29)及びステージ駆動装置く
30)は制御装置(28)に接続されている。
動作時には、まず各光源(26)からハーフミラ−(2
5)及びマスク(12)の位置合わせマーク(23)を
介してウェハ(21)の位置合わせマーク(24)にそ
れぞれ平行光線が照射される。これらの光線は、ウェハ
(21)の各位置合わせマーク(24)で反射した後、
再びマスク(12)の位置合わせマーク(23)を通っ
てハーフミラ−(25)で反射され、それぞれ対応する
光検出器(27)へ入射する。
このときのマスク(12)の位置合わせマーク(23)
とウェハ(21)の位置合わせマーク(24)の各中心
点が上方からみて第7図に示すように合致している場合
と、第8図のようにずれている場合とでは、ウェハ(2
1)の位置合わせマーク(24)の反射率に起因して光
検出器(27)で検出される光量に違いが出てくる。す
なわち、ウェハ(21)の位置合わせマーク(24)が
ウェハ(21)の他の部分より小さな反射率を有する場
合には、第7図のように双方のマーク(23)及び(2
4)の位置が合ったときに光検出器(27)で検出され
る光景は最大となり、一方大きな反射率を有する場合に
は最小となる。
そこで、各光検出器(27)からの信号を入力した制御
装置(28)は、各光検出器く27)で検出される光量
が最大あるいは最小となって双方のマーク(23)及び
く24)の位置が合うように、ステージ駆動装置(30
)及び電圧印加装置(29)に制御信号を出力する。そ
の結果、ステージ駆動装置(30)によりウェハ(21
)とマスク(12)との位置合わせがなされると共に電
圧印加装置(29)によりマスク(12)の第1及び第
2の電極(14)及び(10)間に電圧が印加されてマ
スク(12)の歪が補正される。
このようにして、マスク(12)とウェハ(21)との
位置合わせ及びマスク(12)の歪補正がなされた後、
X線源(22)からマスク(12)を通してウェハ(2
1)にX線が照射され、これによりウェハ(21)への
パターンの転写が行なわれる。
尚、上記の実施例では支持枠(18)に接合された第2
の電極(10)を分割したが、メンブレンく4)上に形
成された第1の電極(14)を分割すると共に第2の電
極〈10)を分割せずに共通電極としてもよい。
さらに、分割電極の数は16個に限定されるものではな
く、任意に設定することができるが、分割の数が多い程
、歪の補正精度及びパターンの転写精度は優れたものと
なる。
第9図に他の実施例に係るX線露光用マスク(32)の
断面を示す、このマスク(32)は、アルフェル合金、
ニッケル・銅系フェライト等の磁気歪材料からなる環状
の支持枠(38)を有している。
この支持枠く38)の上にメンブレン(4)が形成され
、さらにメンブレン(4)の上にマスクパターン(6)
が形成されている。
第9図に示すように、このような構成のマスク(32)
の支持枠(38)をその両端面側からはさむように複数
の電磁コイル対(33,)、(332)、・を支持枠(
38)の周に沿って等間隔に配置し、これらの電磁コイ
ル対(33、)、(33□)、にそれぞれ電流を供給す
るための電流供給装置(34)を接続する。そして、電
流供給袋!(34)から各電磁コイル対(33、)、(
33□)、・・・に電流を供給してその電磁コイル対に
よりはさまれた支持枠(38)部分を磁力線が貫くよう
に磁界Bを形成する。この磁界の強さを制御することに
より、磁気歪材料からなる支持枠(38)が変形し、マ
スク(32)の歪が補正される。
この実繕例のように、磁気歪材料から支持枠(38)を
形成する場合には、第1の実施例で用いた第1及び第2
の電1(14)及び(10)は不要となる。ただし、第
9図における支持枠(38)の下面上にはこの支持枠(
38)をエツチングする際のマスクとなる環状のエツチ
ング用マスク(35)が設けられている。
尚、この発明のX線露光用マスクでは、支持枠そのもの
を電気歪材料や磁気歪材料のように外部信号によって変
形し得る材料で形成したので、支持枠に電気歪素子等を
貼着した従来例のように支持枠からその電気歪素子等が
脱落する恐れは全くなく、機械的な椙遣上の信頼性が向
上するのみならず、マスクの製作に手間のかからないも
のとなる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明のX線露光用マスクは、X
線透過材料から形成されるメンブレンと、このメンブレ
ンの面上に形成されると共にX線吸収材料から形成され
たマスクパターンと、外部信号を印加することによりw
械的に変形する材料から形成されると共にメンブレンを
支持する支持枠とを備えているので、正規の位置からず
れた状態にあるマスクパターンを容易に正規の位置に補
正することができると共にその機械的な信頼性が向上し
且つ容易に製作することができる。
また、この発明の露光方法は、X線透過材料から形成さ
れるメンブレンと、このメンブレンの面上に形成される
と共にX線吸収材料から形成されたマスクパターンと、
外部信号を印加することにより機械的に変形する材料か
ら形成されると共にメンブレンを支持する支持枠とを備
えたX線露光用マスクを基板上に重ねて配置し、そのマ
スクの支持枠に外部信号を印加してマスクのマスクパタ
ーンの歪を補正し、マスクを通して基板にX線を瞭射す
ることによりマスクのマスクパターンを基板に転写する
ので、マスクパターンの基板への転写精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るX線露光用マスクの平
面図、第2図は第1図の!−1線に沿う断面図、第3図
は正規の位置へ補正された状態にあるマスクパターンの
平面図、第4図は第1図のX線露光用マスクを用いた露
光方法を実施するための装置のブロック図、第5図はX
線露光用マスクに設けられた位置合わせマークを示す平
面図、第6図はウェハに設けられた位置合わせマークを
示す平面図、第7図及び第8図はX線露光用マスクとウ
ェハとの位置合わせ時の位置合わせマークの状態を示す
平面図、第9図は他の実施例を示す断面図、第10図は
従来のX ti n充用マスクの平面図、第11図は支
持枠のエツチング前における第10図の■−■線に沿う
断面図、第12図は支持枠のエツチング後における第1
0図の■−■線に沿う断面図、第13図は支持枠のエツ
チングにより正規の位置からずれた位置にあるマスクパ
ターンの平面図である。 図において、(4)はメンブレン、(6)はマスクパタ
ーン、(10)は第2の電極、(14)は第1の電極、
(18)及び(38)は支持枠、(21)はウェハ、(
22)はX線源、(29)は電圧印加装置、(33、)
及び(332)は電磁コイル対、(34)は電流供給装
置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)X線透過材料から形成されるメンブレンと、前記
    メンブレンの面上に形成されると共にX線吸収材料から
    形成されたマスクパターンと、外部信号を印加すること
    により機械的に変形する材料から形成されると共に前記
    メンブレンを支持する支持枠と を備えたX線露光用マスク。
  2. (2)X線透過材料から形成されるメンブレンと、前記
    メンブレンの面上に形成されると共にX線吸収材料から
    形成されたマスクパターンと、外部信号を印加すること
    により機械的に変形する材料から形成されると共に前記
    メンブレンを支持する支持枠とを備えたX線露光用マス
    クを基板上に重ねて配置し、 前記マスクの支持枠に前記外部信号を印加して前記マス
    クのマスクパターンの歪を補正し、前記マスクを通して
    前記基板にX線を照射することにより前記マスクのマス
    クパターンを前記基板に転写する 露光方法。
JP1054917A 1988-09-27 1989-03-09 X線露光用マスクおよびそれを用いた露光方法 Pending JPH02168614A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0567562A (ja) * 1991-03-28 1993-03-19 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 倍率可変型マスク
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