JP2543927B2 - Ｘ線マスクの製造方法 - Google Patents
Ｘ線マスクの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、微細なパターンを形成するためのＸ線リソ
グラフィ技術に係わり、特にＸ線リソグラフィ技術に用
いられるＸ線マスクの製造方法に関する。
グラフィ技術に係わり、特にＸ線リソグラフィ技術に用
いられるＸ線マスクの製造方法に関する。
（従来の技術） 近年、光露光によるパターン微細化の限界を打破るも
のとして、光に比べて波長の短いＸ線を利用したＸ線リ
ソグラフィが注目されている。このＸ線リソグラフィで
は、光を用いた露光法とは異なり、所定のパターンを縮
小させて転写するような技術は現在のところない。そこ
で、Ｘ線を選択的に透過するＸ線マスクをＸ線源と露光
対象物との間に配置し、このマスクをＸ線束で一括照射
することにより露光対象物表面上に転写パターンを得る
と云う、所謂1:1:の等倍転写方式が採られている。
のとして、光に比べて波長の短いＸ線を利用したＸ線リ
ソグラフィが注目されている。このＸ線リソグラフィで
は、光を用いた露光法とは異なり、所定のパターンを縮
小させて転写するような技術は現在のところない。そこ
で、Ｘ線を選択的に透過するＸ線マスクをＸ線源と露光
対象物との間に配置し、このマスクをＸ線束で一括照射
することにより露光対象物表面上に転写パターンを得る
と云う、所謂1:1:の等倍転写方式が採られている。
従って、等倍マスクパターンの精度（位置，寸法）が
そのままデバイス精度になるため、Ｘ線マスクのパター
ンは最小線幅の10分の１程度の位置精度が要求される。
また、Ｘ線源としてはSOR光（シンクロトロン放射光）
が本命とされているため、強力なＸ線に対してダメージ
を受けない構造でなければならない。さらに、線幅が0.
5μｍから始まって将来は0.1μｍへ向かうためには、Ｘ
線マスク上のパターンにおける縦横比が大きくなり、種
々の製作上困難が増大してくる。即ち、Ｘ線露光法にお
いては、実用的なＸ線マスクの構造並びにＸ線マスク製
造方法の開発が実用化への最も重要な鍵となっている。
そのままデバイス精度になるため、Ｘ線マスクのパター
ンは最小線幅の10分の１程度の位置精度が要求される。
また、Ｘ線源としてはSOR光（シンクロトロン放射光）
が本命とされているため、強力なＸ線に対してダメージ
を受けない構造でなければならない。さらに、線幅が0.
5μｍから始まって将来は0.1μｍへ向かうためには、Ｘ
線マスク上のパターンにおける縦横比が大きくなり、種
々の製作上困難が増大してくる。即ち、Ｘ線露光法にお
いては、実用的なＸ線マスクの構造並びにＸ線マスク製
造方法の開発が実用化への最も重要な鍵となっている。
Ｘ線マスクの構成は、一般には、軟Ｘ線に対する吸収
率の大きな材料で形成したマスクパターン（Ｘ線吸収体
パターン）と、これを支えるための軟Ｘ線に対する吸収
率の特に小さな材料でできた薄膜（メンブレン）の他、
このメンブレンが極めて薄くて機械的に弱い故にこれを
支える支持枠を必要として構成される。
率の大きな材料で形成したマスクパターン（Ｘ線吸収体
パターン）と、これを支えるための軟Ｘ線に対する吸収
率の特に小さな材料でできた薄膜（メンブレン）の他、
このメンブレンが極めて薄くて機械的に弱い故にこれを
支える支持枠を必要として構成される。
第３図は従来のＸ線マスク製造プロセスの一例を示す
断面図である（J.Vac.Sci.Technol.21.4（1982）.P.101
7）。
断面図である（J.Vac.Sci.Technol.21.4（1982）.P.101
7）。
まず、第３図（ａ）に示す如く、Si基板30上にLPCVD
法により内部応力５〜15×108dyn/cm2のSiN膜31を形成
し、さらにSi基板30の裏面側にも薄いSiN膜32を形成す
る。ここで、SiN膜31がＸ線を透過する薄膜（メンブレ
ン）となる。メンブレンとしては、Ｘ線を透過し且つア
ライメント光（可視赤外光）に対する透過性に優れ、引
張り応力を有する自立支持膜でなければならない。現
在、BN,Si,SiC,Ti等が報告されている。
法により内部応力５〜15×108dyn/cm2のSiN膜31を形成
し、さらにSi基板30の裏面側にも薄いSiN膜32を形成す
る。ここで、SiN膜31がＸ線を透過する薄膜（メンブレ
ン）となる。メンブレンとしては、Ｘ線を透過し且つア
ライメント光（可視赤外光）に対する透過性に優れ、引
張り応力を有する自立支持膜でなければならない。現
在、BN,Si,SiC,Ti等が報告されている。
次いで、第３図（ｂ）に示す如く、裏面側のSiN膜32
の中央部を開口したのち、表面側のSiN膜31上にＸ線吸
収体としてTa膜33を形成する。Ｘ線吸収体薄膜として
は、露光波長におけるＸ線吸収係数が大きいこと，内部
応力が低いこと，微細加工が容易であることが要求され
る。現在、Au,Ta,W,WN等が報告されており、内部応力と
して１×108dyn/cm2の低応力が不可欠なため、一般にス
パッタリング法により応力コントロールして堆積され
る。
の中央部を開口したのち、表面側のSiN膜31上にＸ線吸
収体としてTa膜33を形成する。Ｘ線吸収体薄膜として
は、露光波長におけるＸ線吸収係数が大きいこと，内部
応力が低いこと，微細加工が容易であることが要求され
る。現在、Au,Ta,W,WN等が報告されており、内部応力と
して１×108dyn/cm2の低応力が不可欠なため、一般にス
パッタリング法により応力コントロールして堆積され
る。
次いで、第３図（ｃ）に示す如く、Ta膜33上に応力コ
ントロールしたSiO2膜34をスパッタリング法により形成
する。続いて、SiO2膜34上に電子ビーム描画用レジスト
35を塗布したのち、レジスト35に電子ビーム描画法によ
りパターンの描画を行い、レジスト35に所望のパターン
を開口する。ここで、Ｘ線吸収体パターンは縦横比が大
きく且つ断面が垂直であることが要求されるために、レ
ジスト／中間層/Taと云う２層或いは３項構造が用いら
れている。また、電子ビーム描画法の問題点は電子ビー
ムの散乱と照射電子の電荷によって描画パターンが変形
する近接効果が生じることである。Ｘ線マスクでは、レ
ジストの下に重金属の厚い吸収体層があるために、この
効果は顕著である。従って、パターン線幅精度を保証す
るために、多層レジストの使用や近接効果補正の実施、
更に近接効果が小さく0.1μｍ線幅の微細パターン描画
が可能な集束イオンビーム描画法が開発されている。
ントロールしたSiO2膜34をスパッタリング法により形成
する。続いて、SiO2膜34上に電子ビーム描画用レジスト
35を塗布したのち、レジスト35に電子ビーム描画法によ
りパターンの描画を行い、レジスト35に所望のパターン
を開口する。ここで、Ｘ線吸収体パターンは縦横比が大
きく且つ断面が垂直であることが要求されるために、レ
ジスト／中間層/Taと云う２層或いは３項構造が用いら
れている。また、電子ビーム描画法の問題点は電子ビー
ムの散乱と照射電子の電荷によって描画パターンが変形
する近接効果が生じることである。Ｘ線マスクでは、レ
ジストの下に重金属の厚い吸収体層があるために、この
効果は顕著である。従って、パターン線幅精度を保証す
るために、多層レジストの使用や近接効果補正の実施、
更に近接効果が小さく0.1μｍ線幅の微細パターン描画
が可能な集束イオンビーム描画法が開発されている。
次いで、第３図（ｄ）に示す如く、レジスト35をマス
クとしてSiO2膜34を選択エッチングする。その後、第３
図（ｅ）に示す如く、SiO2膜34をマスクとしてTa膜33を
選択エッチングする。つまり、TaパターンはSiO2膜34を
中間マスクとしてドライエッチング法で形成される。こ
の際、エッチング法としては、マスク材との適当なエッ
チング選択比がとれること，パターン変換差（被エッチ
ング材とマスク材の線幅の差）が小さく断面形状が垂直
にエッチングされること，堆積物や残渣が生じないこ
と、エッチングの安定性・再現性がよいこと等が条件で
ある。
クとしてSiO2膜34を選択エッチングする。その後、第３
図（ｅ）に示す如く、SiO2膜34をマスクとしてTa膜33を
選択エッチングする。つまり、TaパターンはSiO2膜34を
中間マスクとしてドライエッチング法で形成される。こ
の際、エッチング法としては、マスク材との適当なエッ
チング選択比がとれること，パターン変換差（被エッチ
ング材とマスク材の線幅の差）が小さく断面形状が垂直
にエッチングされること，堆積物や残渣が生じないこ
と、エッチングの安定性・再現性がよいこと等が条件で
ある。
最後に、第３図（ｆ）に示す如く、裏面よりKOH等の
ウェットエッチング法により、SiN膜32をマスクとしてS
i基板30をエッチングすることにより、Ｘ線マスクが完
成することになる。
ウェットエッチング法により、SiN膜32をマスクとしてS
i基板30をエッチングすることにより、Ｘ線マスクが完
成することになる。
上述の如く複雑な工程を用いて形成されるＸ線マスク
の製造工程の中で最も困難となるべきものは、Ta膜33等
のＸ線吸収体の微細加工である。現在、Ｘ線マスク用重
金属の微細パターンのエッチングの例として、スパッタ
リングにて形成したＷに0.2μｍパターンのエッチング
した例が報告されている（例えば、J.Vac.Sci.Technol.
21.4（1982）,P1017又はJ.Vac.Sci.Technol.B（５）（1
987）,P283）。しかしながら現在、重金属の微細パター
ン形成には、低圧力における垂直イオン入射が大きくな
る反応性イオンエッチング（RIE）技術を用いなければ
ならない。低圧力では、重金属のエッチング速度は非常
に小さく、上記重金属のエッチングマスクとなり得るマ
スクとのエッチング選択比を大きくとることが困難であ
る。実際、上記報告例でのＷのエッチング形状は垂直で
はなく、パターンの中央壁がサイドエッチングされてい
る。このような形状は、Ｘ線露光により転写されたとき
の転写パターンに大きく影響し、高精度のパターン転写
は不可能である。
の製造工程の中で最も困難となるべきものは、Ta膜33等
のＸ線吸収体の微細加工である。現在、Ｘ線マスク用重
金属の微細パターンのエッチングの例として、スパッタ
リングにて形成したＷに0.2μｍパターンのエッチング
した例が報告されている（例えば、J.Vac.Sci.Technol.
21.4（1982）,P1017又はJ.Vac.Sci.Technol.B（５）（1
987）,P283）。しかしながら現在、重金属の微細パター
ン形成には、低圧力における垂直イオン入射が大きくな
る反応性イオンエッチング（RIE）技術を用いなければ
ならない。低圧力では、重金属のエッチング速度は非常
に小さく、上記重金属のエッチングマスクとなり得るマ
スクとのエッチング選択比を大きくとることが困難であ
る。実際、上記報告例でのＷのエッチング形状は垂直で
はなく、パターンの中央壁がサイドエッチングされてい
る。このような形状は、Ｘ線露光により転写されたとき
の転写パターンに大きく影響し、高精度のパターン転写
は不可能である。
一方、重金属のドライエッチングを行わないで、予め
メンブレン上に形成しておいた微細パターン中に金属を
メッキ法により埋込む方法が提案されている。しかし、
このメッキ法では多量のゴミ，欠陥が発生し、更にパタ
ーン形成の工程数が多くなり、実用的ではない。
メンブレン上に形成しておいた微細パターン中に金属を
メッキ法により埋込む方法が提案されている。しかし、
このメッキ法では多量のゴミ，欠陥が発生し、更にパタ
ーン形成の工程数が多くなり、実用的ではない。
（発明が解決しようとする問題点） このように従来、Ｘ線マスク製造工程におけるＸ線吸
収体パターンの微細加工工程には、以下の如く厳しい要
求と問題点があった。
収体パターンの微細加工工程には、以下の如く厳しい要
求と問題点があった。
エッチングマスク材料と重金属膜とのエッチング選
択比が小さく、微細パターン加工は極めて困難である。
択比が小さく、微細パターン加工は極めて困難である。
レジスト／中間層／重金属構造等、多層膜構造が必
要であり、プロセス工程が複雑な上、各層でのパターン
変換差と0.02μｍ以下にするべく極めて高精度なエッチ
ング技術が必要である。
要であり、プロセス工程が複雑な上、各層でのパターン
変換差と0.02μｍ以下にするべく極めて高精度なエッチ
ング技術が必要である。
中間層として、絶縁膜或いは金属膜を用いなければ
ならず、これらの膜応力もＸ線吸収体膜並みに小さくす
る必要がある。
ならず、これらの膜応力もＸ線吸収体膜並みに小さくす
る必要がある。
レジスト／重金属構造で生じる電子ビーム描画での
近接効果のため、近接効果補正或いは近接効果補正軽減
のための多層レジスト構造が必要である。
近接効果のため、近接効果補正或いは近接効果補正軽減
のための多層レジスト構造が必要である。
〜に示したドライエッチングの代りにメッキ法
による重金属の埋込みの場合には、ゴミ，欠陥等の発生
が非常に多い。
による重金属の埋込みの場合には、ゴミ，欠陥等の発生
が非常に多い。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、Ｘ線マスクにおけるＸ線吸収体パタ
ーンの形成に重金属膜のドライエッチング法及び電界メ
ッキ法を用いないで、微細な重金属パターンを精度良く
形成することができ、Ｘ線リソグラフィを用いた次世代
超LSIデバイスの微細加工実現等に寄与し得るＸ線マス
クの製造方法を提供することにある。
的とするところは、Ｘ線マスクにおけるＸ線吸収体パタ
ーンの形成に重金属膜のドライエッチング法及び電界メ
ッキ法を用いないで、微細な重金属パターンを精度良く
形成することができ、Ｘ線リソグラフィを用いた次世代
超LSIデバイスの微細加工実現等に寄与し得るＸ線マス
クの製造方法を提供することにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の骨子は、重金属膜の形成として、重金属を含
有するハロゲンガスを用いた液相CVD法により、Ｘ線透
過薄膜に形成した溝部に重金属膜を埋込みＸ線吸収体パ
ターンを形成することにある。
有するハロゲンガスを用いた液相CVD法により、Ｘ線透
過薄膜に形成した溝部に重金属膜を埋込みＸ線吸収体パ
ターンを形成することにある。
即ち本発明は、Ｘ線に対して透過なＸ線透過薄膜をＸ
線吸収体を形成すべきパターンに従って選択エッチング
して該薄膜に溝部を形成し、次いで反応生成物又は原料
ガスを液化することにより薄膜を堆積する液相CVD法に
より、Ｘ線透過薄膜の溝部内にＸ線吸収体となる重金属
膜を選択的に埋込み形成するようにした方法である。
線吸収体を形成すべきパターンに従って選択エッチング
して該薄膜に溝部を形成し、次いで反応生成物又は原料
ガスを液化することにより薄膜を堆積する液相CVD法に
より、Ｘ線透過薄膜の溝部内にＸ線吸収体となる重金属
膜を選択的に埋込み形成するようにした方法である。
より具体的には、Ｘ線透過薄膜に反応性イオンエッチ
ング法により該薄膜の表面から0.4μｍ以上の深さの溝
を掘ったのち、溝を掘ったＸ線透過薄膜を冷却しなが
ら、液相CVD法により重金属ハロゲンガスを分解させ、
溝部に選択的に重金属膜を埋込み形成するようにした方
法である。
ング法により該薄膜の表面から0.4μｍ以上の深さの溝
を掘ったのち、溝を掘ったＸ線透過薄膜を冷却しなが
ら、液相CVD法により重金属ハロゲンガスを分解させ、
溝部に選択的に重金属膜を埋込み形成するようにした方
法である。
（作 用） Ｘ線透過薄膜としては通常、半導体薄膜或いは絶縁膜
が使用されるが、該薄膜への溝部形成には反応性イオン
エッチング法を用いることにより簡易に、高精度・超微
細パターン溝部が形成可能であることが知られている。
これは、パターン形成のためのレジストへの電子線描画
において、下地が半導体薄膜或いは絶縁膜である故に近
接効果による影響が小さいことも要因の１つである。
が使用されるが、該薄膜への溝部形成には反応性イオン
エッチング法を用いることにより簡易に、高精度・超微
細パターン溝部が形成可能であることが知られている。
これは、パターン形成のためのレジストへの電子線描画
において、下地が半導体薄膜或いは絶縁膜である故に近
接効果による影響が小さいことも要因の１つである。
本発明では、上記溝を掘ったパターン形状部を含むＸ
線透過薄膜を冷却し、重金属ハロゲンガスを分解させる
液相CVD法（Solid State Devices and Materials,Toky
o,1987.p451）により重金属膜を埋込んで重金属パター
ンを形成するために、従来至極困難とされていた重金属
の微細パターン加工のためのエッチングを行わずに、Ｘ
線マスク用の微細なＸ線吸収体パターンを形成すること
が可能となる。
線透過薄膜を冷却し、重金属ハロゲンガスを分解させる
液相CVD法（Solid State Devices and Materials,Toky
o,1987.p451）により重金属膜を埋込んで重金属パター
ンを形成するために、従来至極困難とされていた重金属
の微細パターン加工のためのエッチングを行わずに、Ｘ
線マスク用の微細なＸ線吸収体パターンを形成すること
が可能となる。
即ち、レジストを含む多層構造を用いないため、プロ
セス工程が極めて単純となることや、下地重金属より発
生する電子線描画時の近接効果の影響が格段に小さくな
るため、高精度の微細パターン形成が可能となってい
る。また、メッキ法と異なりゴミや欠陥の発生のない良
好なＸ線吸収体パターンを実現することが可能となる。
セス工程が極めて単純となることや、下地重金属より発
生する電子線描画時の近接効果の影響が格段に小さくな
るため、高精度の微細パターン形成が可能となってい
る。また、メッキ法と異なりゴミや欠陥の発生のない良
好なＸ線吸収体パターンを実現することが可能となる。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例よって説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わるＸ線マスク製造工
程を示す断面図である。まず、第１図（ａ）に示す如
く、面方位（100）,3インチSiウェハ10上にLPCVD法を用
いてSiC膜（Ｘ線透過薄膜）11をエピタキシャル成長さ
せた。実験方法は下記の如くである。
程を示す断面図である。まず、第１図（ａ）に示す如
く、面方位（100）,3インチSiウェハ10上にLPCVD法を用
いてSiC膜（Ｘ線透過薄膜）11をエピタキシャル成長さ
せた。実験方法は下記の如くである。
高周波加熱方式を用いたLPCVD装置にてグラファイト
にSiCをコートしたサセプタ上にSi基板10を設置した。
源圧下でSi基板10を1160℃まで昇温し、H2で希釈した1.
5％HClガスにて５分間Si基板10を気相エッチングした。
これにより、基板表面に存在する自然酸化膜及び炭化水
素系の汚染物を除去し、Si表面を清浄化した。その後、
堆積用ガスとしてSiCl4/C3H8、希釈ガスとしてH2を用
い、SiCl4/C3H8の混合比，流量及び基板温度を変化させ
てSiCの堆積を行った。基板温度は1060℃から1390℃ま
で変化させた。その結果、基板温度1360℃,H2流量１/
mim,SiCl4流量3ml/min,C3H8流量1ml/min,（SiCl4/H2の
流量比３×10-3）にてSiC膜11はSi基板10上にエピタキ
シャル成長した。この薄膜の応力を測定したところ、15
×108dyn/cm2の引張り応力であった。
にSiCをコートしたサセプタ上にSi基板10を設置した。
源圧下でSi基板10を1160℃まで昇温し、H2で希釈した1.
5％HClガスにて５分間Si基板10を気相エッチングした。
これにより、基板表面に存在する自然酸化膜及び炭化水
素系の汚染物を除去し、Si表面を清浄化した。その後、
堆積用ガスとしてSiCl4/C3H8、希釈ガスとしてH2を用
い、SiCl4/C3H8の混合比，流量及び基板温度を変化させ
てSiCの堆積を行った。基板温度は1060℃から1390℃ま
で変化させた。その結果、基板温度1360℃,H2流量１/
mim,SiCl4流量3ml/min,C3H8流量1ml/min,（SiCl4/H2の
流量比３×10-3）にてSiC膜11はSi基板10上にエピタキ
シャル成長した。この薄膜の応力を測定したところ、15
×108dyn/cm2の引張り応力であった。
次いで、第１図（ｂ）に示す如く、SiC膜11上にAl膜1
2及びPMMAレジスト13の２層構造を形成し、上層のレジ
スト13を通常の電子線描画によりパターニング開口さ
せ、開口したレジスト13をエッチングマスクとして下層
のAl膜12をCl2にてプラズマエッチングしパターニング
開口させた。このとき、Al膜12の膜厚は数100Åであ
り、Cl2を用いたプラズマエッチングにより容易にエッ
チングすることが可能であった。さらに、更に電子線描
画時での近接効果の影響は薄いAl層での電子線反射率が
低いため、通常の近接効果補正（ゴースト露光法）にて
十分であった。
2及びPMMAレジスト13の２層構造を形成し、上層のレジ
スト13を通常の電子線描画によりパターニング開口さ
せ、開口したレジスト13をエッチングマスクとして下層
のAl膜12をCl2にてプラズマエッチングしパターニング
開口させた。このとき、Al膜12の膜厚は数100Åであ
り、Cl2を用いたプラズマエッチングにより容易にエッ
チングすることが可能であった。さらに、更に電子線描
画時での近接効果の影響は薄いAl層での電子線反射率が
低いため、通常の近接効果補正（ゴースト露光法）にて
十分であった。
次いで、残ったレジスト13を除去したのち第１図
（ｃ）に示す如く、Al膜12をエッチングマスクとして、
SiC膜11をSF6/O2ガスにて反応性イオンエッチングし、S
iO膜11に溝部14を形成した。この溝部14は後述するＸ線
吸収体パターンを埋込むためのものであり、その深さは
0.6μｍとした。
（ｃ）に示す如く、Al膜12をエッチングマスクとして、
SiC膜11をSF6/O2ガスにて反応性イオンエッチングし、S
iO膜11に溝部14を形成した。この溝部14は後述するＸ線
吸収体パターンを埋込むためのものであり、その深さは
0.6μｍとした。
次いで、Al膜12を除去したのち第１図（ｄ）に示す如
く、Ｗの液相CVD法による選択堆積を行い、溝部14内に
Ｗ膜15を埋込み形成した。これにより、Ｘ線吸収体とな
るＷ膜15の微細パターンが形成された。このときのＷ膜
15の最小線幅は0.2μｍであり、レジスト描画からの寸
法変換差は0.02μｍ以下であった。
く、Ｗの液相CVD法による選択堆積を行い、溝部14内に
Ｗ膜15を埋込み形成した。これにより、Ｘ線吸収体とな
るＷ膜15の微細パターンが形成された。このときのＷ膜
15の最小線幅は0.2μｍであり、レジスト描画からの寸
法変換差は0.02μｍ以下であった。
ここで、上記液相CVD法は次のようにして行った。即
ち、前記Al膜12を除去した基板（Si基板10上に溝部14を
有するSiC膜11が形成されたもの）を反応炉内に配置
し、基板を−10℃に冷却保持した。マイクロ波によりH2
ガスを励起させＨラジカルを生成し、これと共にWF6ガ
スを反応炉内に供給した。WF6ガスは基板表面で冷却さ
れて液化するため、基板表面でＷ膜15が堆積し、さらに
液化は溝底部で生じ易くまた液化したものは溝部内に溜
ることになる。従って、Ｗ膜15の堆積は溝部14の底部か
ら始まり、溝部14を徐々に埋めることになる。本実施例
では、Ｗ膜15の堆積厚さを0.5μｍとした。
ち、前記Al膜12を除去した基板（Si基板10上に溝部14を
有するSiC膜11が形成されたもの）を反応炉内に配置
し、基板を−10℃に冷却保持した。マイクロ波によりH2
ガスを励起させＨラジカルを生成し、これと共にWF6ガ
スを反応炉内に供給した。WF6ガスは基板表面で冷却さ
れて液化するため、基板表面でＷ膜15が堆積し、さらに
液化は溝底部で生じ易くまた液化したものは溝部内に溜
ることになる。従って、Ｗ膜15の堆積は溝部14の底部か
ら始まり、溝部14を徐々に埋めることになる。本実施例
では、Ｗ膜15の堆積厚さを0.5μｍとした。
その後、堆積したＷ膜15に含有した不純物の除去及び
Ｗの応力制御のために300℃の熱処理を行った。このと
きのＷ膜15の応力は、15×108dyn/cm2の引張り応力を示
し、下地SiC膜11の応力と一致させた。従って、第１図
（ｃ）で示した如くSiC膜11に溝部14を形成したときに
発生した応力は、同図（ｄ）で示した如く同程度の応力
を示すＷ膜15を埋込むことにより補正することが可能で
あった。
Ｗの応力制御のために300℃の熱処理を行った。このと
きのＷ膜15の応力は、15×108dyn/cm2の引張り応力を示
し、下地SiC膜11の応力と一致させた。従って、第１図
（ｃ）で示した如くSiC膜11に溝部14を形成したときに
発生した応力は、同図（ｄ）で示した如く同程度の応力
を示すＷ膜15を埋込むことにより補正することが可能で
あった。
最後に、第１図（ｅ）に示す如く、通常通りSi基板10
の中央部を裏面からエッチバックした。また、保護膜と
してSiC膜16を堆積し、Ｘ線マスクを完成した。
の中央部を裏面からエッチバックした。また、保護膜と
してSiC膜16を堆積し、Ｘ線マスクを完成した。
かくして作成したＸ線マスクでは、SiCとＷの物性係
数が略等しく（例えば熱膨脹係数SiC:4.7×10-6K-1,W:
4.3×10-6K-1、ヤング率SiC:4.57×1011N/cm2,W:4.0×1
011N/cm2）、微小な温度変化等によって所定の応力の発
生及びパターン寸法のずれは生じない。また、プロセス
工程が簡略化され、従来困難とされているＷの微細パタ
ーン加工を行わないで、Ｗの微細パターンを精度良く形
成することが可能となる。さらに、メッキ法と異なりゴ
ミや欠陥等の発生する虞れもなく、良質のＷのＸ線吸収
体パターンを形成することができた。
数が略等しく（例えば熱膨脹係数SiC:4.7×10-6K-1,W:
4.3×10-6K-1、ヤング率SiC:4.57×1011N/cm2,W:4.0×1
011N/cm2）、微小な温度変化等によって所定の応力の発
生及びパターン寸法のずれは生じない。また、プロセス
工程が簡略化され、従来困難とされているＷの微細パタ
ーン加工を行わないで、Ｗの微細パターンを精度良く形
成することが可能となる。さらに、メッキ法と異なりゴ
ミや欠陥等の発生する虞れもなく、良質のＷのＸ線吸収
体パターンを形成することができた。
本発明者等の実験によれば、上記マスクを通して１μ
ｍのPMMAレジストをSOR光により露光・現像し、0.2μｍ
のライン＆スペースが形成されたのを確認した。また、
SOR光の長時間照射に対してもSiC単結晶を透過膜として
用いるため、SOR光による劣化、ダメージは観察されな
かった。
ｍのPMMAレジストをSOR光により露光・現像し、0.2μｍ
のライン＆スペースが形成されたのを確認した。また、
SOR光の長時間照射に対してもSiC単結晶を透過膜として
用いるため、SOR光による劣化、ダメージは観察されな
かった。
このように本実施例方法によれば、Ｘ線透過薄膜とし
てのSiC膜11に溝部14を形成し、液相CVD法によりＸ線吸
収体としてのＷ膜15を溝部14内に選択埋込み形成するこ
とができる。このため、電子線描画時に生じる反射電子
による近接効果が軽減され、単純な近接効果補正により
高精度に描画されたレジストパターンをSiC膜11に転写
することができ、パターン寸法変換差の極めて小さなＷ
の微細パターンを容易に形成することができる。
てのSiC膜11に溝部14を形成し、液相CVD法によりＸ線吸
収体としてのＷ膜15を溝部14内に選択埋込み形成するこ
とができる。このため、電子線描画時に生じる反射電子
による近接効果が軽減され、単純な近接効果補正により
高精度に描画されたレジストパターンをSiC膜11に転写
することができ、パターン寸法変換差の極めて小さなＷ
の微細パターンを容易に形成することができる。
また、溝部14内に埋込まれたＷ膜15の物性定数がSiC
に極めて近いため、温度変化等の環境要因の影響を受け
難い。さらに、Ｗ膜15は溝部14内に埋込まれているた
め、後工程でＷ膜の側部に保護膜を形成する必要はな
い。Ｗ膜パターン上部での保護膜は必要に応じてスパッ
タリング法等により薄く形成すれば十分であり、保護膜
形成プロセスが大幅に簡略化される。また、Ｗ膜をメッ
キ法で形成する方法とは異なり、ゴミや欠陥等の発生を
極めて少なくすることができ、信頼性の高いＸ線マスク
を実現することができる。
に極めて近いため、温度変化等の環境要因の影響を受け
難い。さらに、Ｗ膜15は溝部14内に埋込まれているた
め、後工程でＷ膜の側部に保護膜を形成する必要はな
い。Ｗ膜パターン上部での保護膜は必要に応じてスパッ
タリング法等により薄く形成すれば十分であり、保護膜
形成プロセスが大幅に簡略化される。また、Ｗ膜をメッ
キ法で形成する方法とは異なり、ゴミや欠陥等の発生を
極めて少なくすることができ、信頼性の高いＸ線マスク
を実現することができる。
第２図は本発明の他の実施例方法を説明するための工
程断面図である。なお、第１図と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。
程断面図である。なお、第１図と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。
この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、溝部
へのＷ膜の選択埋込み工程にある。即ち本実施例では、
第２図（ａ）に示す如くSiN膜11に溝部14を形成したの
ちに、同図（ｂ）に示す如く液相CVD法によりSiN膜11上
にＷ膜15を堆積した。このＷ膜15の堆積は、Ｗ膜15表面
が平坦となる厚さまで行った。次いで、第２図（ｃ）に
示す如く、SiN膜11の表面が露出するまでＷ膜15をエッ
チバックすることにより、溝部14内のみにＷ膜15を埋込
み形成した。これ以降は先の実施例と同様に、Si基板10
のエッチバック及び保護膜の形成を行うことによりＸ線
マスクが完成することになる。
へのＷ膜の選択埋込み工程にある。即ち本実施例では、
第２図（ａ）に示す如くSiN膜11に溝部14を形成したの
ちに、同図（ｂ）に示す如く液相CVD法によりSiN膜11上
にＷ膜15を堆積した。このＷ膜15の堆積は、Ｗ膜15表面
が平坦となる厚さまで行った。次いで、第２図（ｃ）に
示す如く、SiN膜11の表面が露出するまでＷ膜15をエッ
チバックすることにより、溝部14内のみにＷ膜15を埋込
み形成した。これ以降は先の実施例と同様に、Si基板10
のエッチバック及び保護膜の形成を行うことによりＸ線
マスクが完成することになる。
このような工程であっても、溝部14内にＷ膜15を埋込
み、Ｘ線吸収体となるＷ膜15の微細パターンを精度良く
形成することができる。従って、先の実施例と同様の効
果が得られる。
み、Ｘ線吸収体となるＷ膜15の微細パターンを精度良く
形成することができる。従って、先の実施例と同様の効
果が得られる。
ここで通常のCVD法では、溝部14においては底部及び
側面から堆積が始まるので、堆積が進むと溝部14内に所
謂“す”が発生してしまい、溝部14内にＸ線吸収体とな
るＷ膜15を完全に埋込むことはできない。本実施例で
は、溝部14の底部から堆積が始まる液相CVD法を用いる
ことにより、溝部14内にＷ膜15を完全に埋込みむことが
可能となったのである。
側面から堆積が始まるので、堆積が進むと溝部14内に所
謂“す”が発生してしまい、溝部14内にＸ線吸収体とな
るＷ膜15を完全に埋込むことはできない。本実施例で
は、溝部14の底部から堆積が始まる液相CVD法を用いる
ことにより、溝部14内にＷ膜15を完全に埋込みむことが
可能となったのである。
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。例えば、前記Ｗ膜を選択成長させる際に用いるガ
スはWF6に限るものではなく、Ｗを含有するガスであれ
ばよい。また、液相CVD法の活性種の発生源としては、
マイクロ波の代りに高周波或いはレーザを用いることが
可能である。さらに、活性種としてＨラジカルを用いた
が、Ar,その他のWF6と反応してＷを堆積させるラジカル
種を用いることができる。また、Ｘ線吸収体は純粋なＷ
に限らず、例えばWNx,Ti添加WNx,Ti添加Ｗ等、Ｗに不純
物を添加した膜であってもよい。Ｗに不純物を添加する
ことによりＷの応力を制御することが可能である。さら
にまた、Ｘ線吸収体はＷに限らず、他の重金属（Au,Ta,
WN等）を用いることが可能である。この場合、液相CVD
法に用いるガスも該重金属を含有するガスであればよ
い。
ない。例えば、前記Ｗ膜を選択成長させる際に用いるガ
スはWF6に限るものではなく、Ｗを含有するガスであれ
ばよい。また、液相CVD法の活性種の発生源としては、
マイクロ波の代りに高周波或いはレーザを用いることが
可能である。さらに、活性種としてＨラジカルを用いた
が、Ar,その他のWF6と反応してＷを堆積させるラジカル
種を用いることができる。また、Ｘ線吸収体は純粋なＷ
に限らず、例えばWNx,Ti添加WNx,Ti添加Ｗ等、Ｗに不純
物を添加した膜であってもよい。Ｗに不純物を添加する
ことによりＷの応力を制御することが可能である。さら
にまた、Ｘ線吸収体はＷに限らず、他の重金属（Au,Ta,
WN等）を用いることが可能である。この場合、液相CVD
法に用いるガスも該重金属を含有するガスであればよ
い。
また、Ｘ線透過薄膜はSiCに限るものではなく、Ｘ線
透過率が高く且つ引張り応力を有する自立支持膜であれ
ばよく、BN,Si,Ti等を用いることができる。実施例では
Ｘ線透過薄膜のエッチングマスクとしてPMMA/Alを用い
たが、耐エッチング性に富むCMS或いはNPR等のレジスト
単層を用いることも可能である。また、実施例ではＷの
埋込み後、Siウェハをバックエッチングする例を述べた
が、始めにバックエッチングしたSiリング上のSiC膜中
にＷを形成するようにしてもよい。さらに、各部の膜厚
等の条件は、仕様に応じて適宜変更可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。
透過率が高く且つ引張り応力を有する自立支持膜であれ
ばよく、BN,Si,Ti等を用いることができる。実施例では
Ｘ線透過薄膜のエッチングマスクとしてPMMA/Alを用い
たが、耐エッチング性に富むCMS或いはNPR等のレジスト
単層を用いることも可能である。また、実施例ではＷの
埋込み後、Siウェハをバックエッチングする例を述べた
が、始めにバックエッチングしたSiリング上のSiC膜中
にＷを形成するようにしてもよい。さらに、各部の膜厚
等の条件は、仕様に応じて適宜変更可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、Ｘ線透過薄膜に
溝部を形成したのちに、液相CVD法にて溝部内にＸ線吸
収体となる重金属膜を選択的に埋込み形成することによ
り、重金属膜のドライエッチング法や電界メッキ法等を
用いることなく、Ｘ線吸収体パターンを高精度に形成す
ることができる。従って、Ｘ線リングラフィを用いた次
世代超LSIデバイスの微細加工の実現に寄与することが
でき、その有用性は絶大である。
溝部を形成したのちに、液相CVD法にて溝部内にＸ線吸
収体となる重金属膜を選択的に埋込み形成することによ
り、重金属膜のドライエッチング法や電界メッキ法等を
用いることなく、Ｘ線吸収体パターンを高精度に形成す
ることができる。従って、Ｘ線リングラフィを用いた次
世代超LSIデバイスの微細加工の実現に寄与することが
でき、その有用性は絶大である。
第１図は本発明の一実施例方法に係わるＸ線マスクの製
造工程を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例方法
を説明するための工程断面図、第３図は従来方法を説明
するための工程断面図である。 10……Si基板、11……SiC膜（Ｘ線透過薄膜）、12……A
l膜、13……PMMAレジスト、14……溝部、15……Ｗ膜
（Ｘ線吸収体）16……SiN膜（保護膜）。
造工程を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例方法
を説明するための工程断面図、第３図は従来方法を説明
するための工程断面図である。 10……Si基板、11……SiC膜（Ｘ線透過薄膜）、12……A
l膜、13……PMMAレジスト、14……溝部、15……Ｗ膜
（Ｘ線吸収体）16……SiN膜（保護膜）。
Claims (8)
- 【請求項１】Ｘ線に対して透過なＸ線透過薄膜をＸ線吸
収体を形成すべきパターンに従って選択エッチングし、
該薄膜に溝部を形成する工程と、次いで反応生成物又は
原料ガスを液化することにより薄膜を堆積する液相CVD
法により、前記Ｘ線透過薄膜の溝部内にＸ線吸収体とな
る重金属膜を選択的に埋込み形成する工程とを含むこと
を特徴とするＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項２】前記液相CVD法による重金属膜の形成時
に、前記Ｘ線透過薄膜を冷却することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項３】前記Ｘ線透過薄膜の溝部に埋込み形成する
重金属膜として、前記Ｘ線透過薄膜と同等の張力を有す
る材料を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項４】前記Ｘ線透過薄膜の溝部に埋込み形成する
重金属膜として、前記Ｘ線透過薄膜と略同値の熱膨脹係
数及びヤング率を有する材料を用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項５】前記液相CVD法として、重金属を含有した
ハロゲン化合物ガスを分解・堆積させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項６】前記Ｘ線透過薄膜に溝部を形成する工程と
して、反応性イオンエッチングを用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項７】前記Ｘ線透過薄膜として炭化硅素膜、前記
重金属膜としてタングステンを用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方法。 - 【請求項８】前記Ｘ線透過薄膜として、シリコン基板上
にエピタキシャル成長した炭化硅素膜を用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33472587A JP2543927B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33472587A JP2543927B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01173716A JPH01173716A (ja) | 1989-07-10 |
| JP2543927B2 true JP2543927B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=18280518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33472587A Expired - Fee Related JP2543927B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543927B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4703354B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-06-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | 多層反射膜付き基板、その製造方法、反射型マスクブランクおよび反射型マスク |
| JP4703353B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-06-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | 多層反射膜付き基板、その製造方法、反射型マスクブランクおよび反射型マスク |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP33472587A patent/JP2543927B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｔｒａｃｔｓｏｆｔｈｅ１９ｔｈＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｏｋｙｏ，１９８７，ＰＰ．４５１−４５４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01173716A (ja) | 1989-07-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |