JPH1097978A - Mask correction method and production of device - Google Patents
Mask correction method and production of deviceInfo
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- JPH1097978A JPH1097978A JP25295396A JP25295396A JPH1097978A JP H1097978 A JPH1097978 A JP H1097978A JP 25295396 A JP25295396 A JP 25295396A JP 25295396 A JP25295396 A JP 25295396A JP H1097978 A JPH1097978 A JP H1097978A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線などの放射線
を用いた半導体露光装置に使用されるマスクの形状補正
技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for correcting the shape of a mask used in a semiconductor exposure apparatus using radiation such as X-rays.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、LSIなど半導体デバイスの集積度
及び動作速度向上のため、回路パターンの微細化が進ん
でいる。これらのLSIを製造する過程の回路パターン形
成では、シンクロトロンリング（ＳＲ）等からの高輝度
Ｘ線を利用したリソグラフィ技術による微細パターンの
形成が注目されている。このＸ線露光の有力な方式の一
つして、マスクとウエハを近接させて配置してＸ線を照
射することで等倍露光転写するものがある。この方式で
はマスクとウエハを極近接させて等倍転写する構成であ
るため、ウエハに転写されるマスクパターンの転写倍率
を調整にすることが難しいが、これを実現するひとつの
方法として特公平4-66095では、押圧機構によって外部
からマスク基板に面内応力や面外応力を作用させてマス
ク基板を積極的に変形させることによって、メンブレン
上のパターン倍率を制御する方法を提案している。これ
は、露光動作の直前にマスクとウエハの間のアライメン
ト計測した信号からマスク構造体に必要な変位量を求め
て、これに対応した力で押圧することでマスクパターン
の倍率補正を行なうものである。2. Description of the Related Art In recent years, circuit patterns have been miniaturized in order to improve the integration degree and operation speed of semiconductor devices such as LSIs. In circuit pattern formation in the process of manufacturing these LSIs, formation of a fine pattern by lithography using high-brightness X-rays from a synchrotron ring (SR) or the like has attracted attention. As one of the prominent methods of the X-ray exposure, there is a method in which a mask and a wafer are arranged close to each other and irradiated with X-rays to perform the same-size exposure transfer. In this method, since the mask and the wafer are placed in close proximity to each other and transferred at the same magnification, it is difficult to adjust the transfer magnification of the mask pattern transferred to the wafer. No. 66095 proposes a method of controlling the pattern magnification on the membrane by positively deforming the mask substrate by applying an in-plane stress or an out-of-plane stress to the mask substrate from the outside by a pressing mechanism. In this method, the amount of displacement required for the mask structure is obtained from a signal obtained by measuring the alignment between the mask and the wafer immediately before the exposure operation, and the magnification is corrected by pressing the mask structure with a corresponding force. is there.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとしている課題】ところが上記方式
では、仮にマスク構造体全体が微小に移動してだけで
も、押圧機構の押圧力がマスクパターンに正確に伝わら
ず所望の倍率補正ができないという問題ある。また、ダ
イバイダイでアライメント値を常に計測した場合は、ア
ライメント光学系を倍率補正専用に設ける必要があり、
光学系の構造が複雑となる上にスループットの低下にも
つながる。However, in the above-mentioned method, even if the entire mask structure is slightly moved, the pressing force of the pressing mechanism is not accurately transmitted to the mask pattern, and a desired magnification cannot be corrected. . In addition, when the alignment value is always measured by die-by-die, it is necessary to provide an alignment optical system exclusively for magnification correction,
The structure of the optical system is complicated, and the throughput is reduced.
【０００４】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
ので、簡単な方法でありながら、高精度にマスクの形状
を補正することができる方法を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to provide a method capable of correcting the shape of a mask with high accuracy while being a simple method.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のマスク補正方法
の一つの形態は、マスク構造体に力を与えることによっ
てマスクパターンを変化させる方法であって、マスク構
造体へ与える荷重とマスクパターン変位量との関係を求
め、該関係を用いて与える荷重を制御することを特徴と
するものである。One embodiment of the mask correction method according to the present invention is a method of changing a mask pattern by applying a force to a mask structure. It is characterized in that a relationship with an amount is obtained, and a load applied is controlled using the relationship.
【０００６】本発明のマスク補正方法の別の形態は、マ
スク構造体に力を与えることによってマスクパターンの
形状を変化させる方法であって、マスク構造体へ与えら
れた力を計測して、この計測値に基づいて、与える荷重
をサーボ制御することを特徴とするものである。Another aspect of the mask correction method according to the present invention is a method of changing the shape of a mask pattern by applying a force to a mask structure, and measuring the force applied to the mask structure. It is characterized in that the applied load is servo-controlled based on the measured value.
【０００７】また、本発明のデバイス生産方法は、上記
方法によって補正されたマスクを用いて、ウエハにパタ
ーン転写する工程を有することを特徴とするものであ
る。Further, the device production method of the present invention is characterized in that it has a step of transferring a pattern to a wafer using a mask corrected by the above method.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１はＸ線露光装置に用いられるＸ線マスク面内
変形による倍率補正機構の概略図である。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic view of a magnification correcting mechanism used in an X-ray exposure apparatus by in-plane deformation of an X-ray mask.
【０００９】図中、１はＸ線マスクのマスク基板であり
シリコンウエハが用いられている。Ｘ線マスクの作成
は、マスク基板１の表面にSiNやSiC膜を成膜した後、マ
スク基板１の片側からバックエッチを行い、SiNやSiC膜
から成るマスクメンブレン２を作成する。このメンブレ
ン２上に転写パターンであるＸ線吸収体、例えばWやTa
等の金属をパターニングする。Ｘ線マスクの転写パター
ンでは、このパターン形成工程で理想的な転写パターン
のサイズに対して予め僅かだけ大きめにパターニングす
る。このときのパターン倍率オフセットは、転写後のウ
エハプロセスで想定されるプロセス歪みから決定され
る。３はマスク基板を補強するためのフレームである。
このフレームの外周の一箇所には位置決め用の切欠きを
設けている。４は露光装置内に設けたマスクチャックで
ある。Ｘ線マスク構造体を位置決めピン５に位置決め後
の保持方法としては機械式チャックが好ましいが、真空
チャックや磁性チャックでも構わない。２１はPZTアク
チュエータ、２３はPZTアクチュエータ駆動用ドライバ
であるが、アクチュエータはPZT以外にモーターや直動
シリンダなど駆動力を発生するものであっても良い。２
２は歪みゲージで構成されている荷重検出用のロードセ
ルである。２４はロードセル用アンプである。PZTアク
チュエータ２１及びロードセル２２の組みは、Ｘ線マス
ク構造体のマスクパターンの面内X及びYの２方向につい
てそれぞれ設けてあり、各方向について荷重付与及び荷
重測定を独立して行なうことができる。２５は制御装置
である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mask substrate of an X-ray mask, which uses a silicon wafer. The X-ray mask is formed by forming a SiN or SiC film on the surface of the mask substrate 1 and then performing back etching from one side of the mask substrate 1 to form a mask membrane 2 made of a SiN or SiC film. An X-ray absorber, such as W or Ta, which is a transfer pattern on the membrane 2
Is patterned. In the transfer pattern of the X-ray mask, the pattern is slightly larger in advance than the ideal size of the transfer pattern in this pattern forming step. The pattern magnification offset at this time is determined from the process distortion assumed in the wafer process after the transfer. Reference numeral 3 denotes a frame for reinforcing the mask substrate.
A notch for positioning is provided at one position on the outer periphery of the frame. Reference numeral 4 denotes a mask chuck provided in the exposure apparatus. As a method for holding the X-ray mask structure after positioning it on the positioning pins 5, a mechanical chuck is preferable, but a vacuum chuck or a magnetic chuck may be used. Reference numeral 21 denotes a PZT actuator, and reference numeral 23 denotes a driver for driving the PZT actuator. However, the actuator may generate a driving force such as a motor or a linear motion cylinder other than the PZT. 2
Reference numeral 2 denotes a load cell for load detection which is constituted by a strain gauge. Reference numeral 24 denotes a load cell amplifier. The combination of the PZT actuator 21 and the load cell 22 is provided in each of the two directions X and Y in the plane of the mask pattern of the X-ray mask structure, and the load can be applied and the load measured in each direction independently. 25 is a control device.
【００１０】Ｘ線マスク構造体に与える荷重とマスクパ
ターンの変位量の関係は、予め露光装置内または露光装
置とは別の計測装置（測長機）で計測し統計的処理によ
って求める。例えば図２のグラフに示すようなマスクに
与える設定荷重に対するマスクパターン変位量の関係が
求まったら、これをデータテーブルあるいは換算式とし
て制御装置２５に持たせる。The relationship between the load applied to the X-ray mask structure and the amount of displacement of the mask pattern is measured in advance in an exposure apparatus or a measuring apparatus (length measuring machine) different from the exposure apparatus, and is determined by statistical processing. For example, when the relationship between the mask pattern displacement and the set load applied to the mask as shown in the graph of FIG. 2 is obtained, this is stored in the control device 25 as a data table or a conversion formula.
【００１１】以下、動作について説明する。まず、露光
に先立って露光装置が有するアライメント計測系でマス
クとウエハパターンの倍率を計測して、必要な倍率の補
正をなすべくマスクに与える設定荷重を求める。ここで
前記に予め求めて制御装置２５に記憶させたマスクに与
える設定荷重に対するマスクパターン変位量が関係を利
用する。次に、ロードセルにより検出される荷重が前記
設定荷重になるようにPZTアクチュエータに電圧を印加
する。ロードセルの出力に基づいてPZTアクチュエータ
駆動のサーボ制御を行なえば、マスクの微小移動等が起
きても常に一定量の荷重をマスク構造体にかけることが
できる。また、このサーボ制御を露光中にも常に行なう
ようにすれば、露光光による熱歪みのパターン倍率変化
も含めて補正ができる。The operation will be described below. First, prior to exposure, the magnification of the mask and the wafer pattern is measured by an alignment measurement system provided in the exposure apparatus, and a set load applied to the mask is determined in order to perform necessary magnification correction. Here, the relationship between the mask pattern displacement amount and the set load applied to the mask previously obtained in advance and stored in the control device 25 is used. Next, a voltage is applied to the PZT actuator so that the load detected by the load cell becomes the set load. If the servo control of driving the PZT actuator is performed based on the output of the load cell, a constant amount of load can always be applied to the mask structure even if the mask moves minutely. If the servo control is always performed during the exposure, the correction including the change in the pattern magnification of the thermal distortion due to the exposure light can be performed.
【００１２】なお、ここでは面内XY方向の２個のPZTア
クチュエーターで説明したが、マスク構造体外周を多点
の３個以上のアクチュエーターによる倍率補正制御でも
可能である。３軸以上の変位軸を設けた場合には、荷重
を加えた軸とそれ以外の軸の変位をテーブルとすること
で、より複雑な変形に対してもマスクパターンを所望の
形状に変形させることが可能となる。また、面内方向に
限らず面外方向に荷重を管理し荷重サーボをかけて倍率
補正を行なうこともできる。Although two PZT actuators in the in-plane XY direction have been described here, magnification correction control on the outer periphery of the mask structure by three or more actuators at multiple points is also possible. If three or more displacement axes are provided, the mask pattern can be deformed to a desired shape even for more complicated deformations by using a table for the displacement of the axis to which the load is applied and the other axes. Becomes possible. Further, the load can be managed not only in the in-plane direction but also in the out-of-plane direction, and the magnification can be corrected by applying a load servo.
【００１３】図３は上記マスク倍率補正機構を備えたＸ
線露光装置の全体構成図である。シンクロトロンリング
１０から発せられた高輝度のＸ線は、Ｘ線ミラー１１の
全反射ミラーによってＸ線露光装置に拡大指向される。
転写時の露光量制御は露光量調整用移動シャッタ１２に
よって行う。シャッタ１２を通過したＸ線は、さらにＸ
線マスク１３を通過してウエハ１４上のレジストにパタ
ーニングされる。FIG. 3 shows an X having the mask magnification correcting mechanism.
1 is an overall configuration diagram of a line exposure apparatus. The high-brightness X-rays emitted from the synchrotron ring 10 are enlarged and directed to the X-ray exposure apparatus by the total reflection mirror of the X-ray mirror 11.
The exposure amount control at the time of transfer is performed by the exposure amount adjusting movable shutter 12. X-rays that have passed through the shutter 12
After passing through the line mask 13, the resist on the wafer 14 is patterned.
【００１４】図４は上記露光装置を使用した半導体デバ
イス（ICやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネル
やCCD等）の生産フローを示す。ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコ
ン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウ
エハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク
とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上
に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後
工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経
て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）
される。FIG. 4 shows a production flow of a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD) using the above exposure apparatus. In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2
In (mask production), a mask on which a designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). . In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (Step 7)
Is done.
【００１５】図５は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（CVD）ではウエハ表面に絶縁膜
を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハに電
極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込
み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レ
ジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ
１６（露光）では上記説明した露光によってマスクの回
路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現
像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エ
ッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取
る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済
んで不要となったレジストを取り除く。これらのステッ
プを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路
パターンが形成される。FIG. 5 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern on the mask is printed and exposed on the wafer by the above-described exposure. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成でありなが
らマスクパターンの転写倍率等の補正を高精度に行なう
ことができる。これを利用すれば従来以上に高精度なデ
バイス生産が可能となる。According to the present invention, it is possible to correct the transfer magnification of a mask pattern and the like with high accuracy while having a simple structure. Utilizing this makes it possible to produce devices with higher precision than ever before.
【図１】本発明の実施形態の倍率補正機構の概略図を示
す。FIG. 1 is a schematic view of a magnification correction mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図２】荷重に対するパターン倍率変位量を示すグラフ
図である。FIG. 2 is a graph showing a pattern magnification displacement amount with respect to a load.
【図３】Ｘ線露光装置の全体構成図を示す。FIG. 3 is an overall configuration diagram of an X-ray exposure apparatus.
【図４】半導体デバイスの生産フローを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a production flow of a semiconductor device.
【図５】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a detailed flow of a wafer process.
１ マスク基板 ２ マスクパターン ３ マスクフレーム ４ マスクチャック １０ シンクロトロンリング １１ Ｘ線ミラー １２ 露光量調整用移動シャッタ １４ ウエハ基板 ２１ ＰＺＴアクチュエータ ２２ ロードセル ２３ 駆動用ドライバ ２４ アンプ ２５ 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask substrate 2 Mask pattern 3 Mask frame 4 Mask chuck 10 Synchrotron ring 11 X-ray mirror 12 Exposure amount adjustment movable shutter 14 Wafer substrate 21 PZT actuator 22 Load cell 23 Driving driver 24 Amplifier 25 Control device
Claims (6)
マスクパターンを変化させる方法であって、マスク構造
体へ与える荷重とマスクパターン変位量との関係を求
め、該関係を用いて与える荷重を制御することを特徴と
するマスク補正方法。1. A method of changing a mask pattern by applying a force to a mask structure, wherein a relationship between a load applied to the mask structure and a mask pattern displacement amount is obtained, and the load applied is controlled using the relationship. A mask correction method.
面内へ与える荷重とパターン変位量との比であることを
特徴とする請求項１記載のマスク補正方法。2. The mask correction method according to claim 1, wherein the relationship is a ratio between a load applied to an out-of-plane or an in-plane of the mask structure and a pattern displacement amount.
式として持つことを特徴とする請求項２記載のマスク補
正方法。3. The mask correction method according to claim 2, wherein the relation is provided as a data table or a conversion formula.
転写したものを計測した結果から、前記関係を予め求め
ておくことを特徴とする請求項１記載のマスク補正方
法。4. The mask correction method according to claim 1, wherein the relationship is obtained in advance from a result of measurement of a transfer of an alignment mark of the mask onto the wafer.
マスクパターンの形状を変化させる方法であって、マス
ク構造体へ与えられた力を計測して、この計測値に基づ
いて、与える荷重をサーボ制御することを特徴とするマ
スク補正方法。5. A method for changing a shape of a mask pattern by applying a force to a mask structure, wherein a force applied to the mask structure is measured, and a load applied is servo-controlled based on the measured value. A mask correction method characterized by controlling.
よって補正されたマスクを用いて、ウエハにパターン転
写する工程を有することを特徴とするデバイス生産方
法。6. A method for producing a device, comprising a step of transferring a pattern to a wafer using a mask corrected by the method according to claim 1.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25295396A JPH1097978A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Mask correction method and production of device |
| US08/797,467 US5854819A (en) | 1996-02-07 | 1997-02-06 | Mask supporting device and correction method therefor, and exposure apparatus and device producing method utilizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25295396A JPH1097978A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Mask correction method and production of device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1097978A true JPH1097978A (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=17244467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25295396A Pending JPH1097978A (en) | 1996-02-07 | 1996-09-25 | Mask correction method and production of device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1097978A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10312956A (en) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Canon Inc | Magnification correcting device, x-ray exposure device mounting the device and device manufacturing method |
| KR20060112289A (en) * | 2005-04-25 | 2006-10-31 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Stage system of exposing apparatus |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP25295396A patent/JPH1097978A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10312956A (en) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Canon Inc | Magnification correcting device, x-ray exposure device mounting the device and device manufacturing method |
| KR20060112289A (en) * | 2005-04-25 | 2006-10-31 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Stage system of exposing apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010828 |