JP2635322B2 - 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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- JP2635322B2 JP2635322B2 JP3386687A JP3386687A JP2635322B2 JP 2635322 B2 JP2635322 B2 JP 2635322B2 JP 3386687 A JP3386687 A JP 3386687A JP 3386687 A JP3386687 A JP 3386687A JP 2635322 B2 JP2635322 B2 JP 2635322B2
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- ray
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- film
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- ray mask
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、Ｘ線マスクの製造方法に関するものであ
る。
る。
従来の技術 半導体集積回路の高密度化に伴い、パターンは益々微
細化する情勢にあり、寸法１μｍ以下、いわゆる、サブ
ミクロンの微細パターン露光技術の確立が望まれてい
る。Ｘ線露光は、高解像性を有すること、一括転写によ
り生産性に富むことなどの長所を有するために、サブミ
クロンパターン転写技術として期待されており、高コン
トラスト，高精度のＸ線マスクの開発が進められてい
る。
細化する情勢にあり、寸法１μｍ以下、いわゆる、サブ
ミクロンの微細パターン露光技術の確立が望まれてい
る。Ｘ線露光は、高解像性を有すること、一括転写によ
り生産性に富むことなどの長所を有するために、サブミ
クロンパターン転写技術として期待されており、高コン
トラスト，高精度のＸ線マスクの開発が進められてい
る。
第２図を参照して、Ｘ線マスクの製造方法の従来例を
説明する。第２図ａに示すように、Ｘ線マスク支持体と
なるシリコン（Si）ウエハ１上に、Ｘ線透過体７、たと
えば、窒化シリコン層を形成し、さらにこの上にＸ線吸
収体８、たとえば、タングステン膜を形成する。次い
で、第２図ｂに示すように所定形状のレジストパターン
９を形成し、このレジストパターン開口部直下に位置す
るＸ線吸収体８をドライエッチングする。以下の過程を
経ることによって、第２図ｃに示すようなＸ線吸収体パ
ターンが得られる。最後に、シリコンウエハ１を裏面か
ら支持枠を残してエッチングすることにより、第２図ｄ
に示すようなＸ線マスクが得られる。
説明する。第２図ａに示すように、Ｘ線マスク支持体と
なるシリコン（Si）ウエハ１上に、Ｘ線透過体７、たと
えば、窒化シリコン層を形成し、さらにこの上にＸ線吸
収体８、たとえば、タングステン膜を形成する。次い
で、第２図ｂに示すように所定形状のレジストパターン
９を形成し、このレジストパターン開口部直下に位置す
るＸ線吸収体８をドライエッチングする。以下の過程を
経ることによって、第２図ｃに示すようなＸ線吸収体パ
ターンが得られる。最後に、シリコンウエハ１を裏面か
ら支持枠を残してエッチングすることにより、第２図ｄ
に示すようなＸ線マスクが得られる。
発明が解決しようとする問題点 Ｘ線露光においては、Ｘ線マスクが転写パターンに大
きな影響を与える。Ｘ線吸収体パターンの断面形状は、
垂直な側壁を持つ形状となる必要がある。しかしなが
ら、従来例のようにＸ線吸収体の加工をドライエッチン
グにより行った場合、Ｘ線吸収体パターンの断面形状
は、第３図の拡大断面図に示すように、Ｘ線吸収体の開
口がすそを引いた形状となる。Ｘ線吸収体が開口した後
もエッチングを続行すれば、開口部のすそ引きはなくな
るが、Ｘ線吸収体８にフッ素ガスでエッチングを行うタ
ングステンやタンタルなどの金属を用いた場合、Ｘ線透
過体７の窒化シリコンや窒化ホウ素が、上記エッチング
ガスに対してエッチング速度が非常に速いために深くエ
ッチングされてしまう。このため、厳密に制御していた
Ｘ線透過体７の応力が、変化してしまい機械的強度が劣
化してしまうという問題点があった。
きな影響を与える。Ｘ線吸収体パターンの断面形状は、
垂直な側壁を持つ形状となる必要がある。しかしなが
ら、従来例のようにＸ線吸収体の加工をドライエッチン
グにより行った場合、Ｘ線吸収体パターンの断面形状
は、第３図の拡大断面図に示すように、Ｘ線吸収体の開
口がすそを引いた形状となる。Ｘ線吸収体が開口した後
もエッチングを続行すれば、開口部のすそ引きはなくな
るが、Ｘ線吸収体８にフッ素ガスでエッチングを行うタ
ングステンやタンタルなどの金属を用いた場合、Ｘ線透
過体７の窒化シリコンや窒化ホウ素が、上記エッチング
ガスに対してエッチング速度が非常に速いために深くエ
ッチングされてしまう。このため、厳密に制御していた
Ｘ線透過体７の応力が、変化してしまい機械的強度が劣
化してしまうという問題点があった。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は、Ｘ線マスク
支持体上に、Ｘ線を透過させるとともに引張り応力を有
するる窒化シリコン膜をプラズマCVD法により形成する
工程と、次いで前記窒化シリコン膜の上に非エッチング
性でかつＸ線透過可能なSiO2膜を形成する工程と、前記
SiO2膜上にＸ線吸収体層を形成する工程と、前記Ｘ線吸
収体層を前記SiO2膜が露出するまでエッチングを行う第
１のエッチング工程と、前記第１のエッチング工程のエ
ッチング時間よりも短い時間で前記Ｘ線吸収体層の開口
部がほぼ垂直な側壁になるまでエッチングを行う第２の
エッチング工程、とからなるＸ線マスクの製造方法であ
る。
支持体上に、Ｘ線を透過させるとともに引張り応力を有
するる窒化シリコン膜をプラズマCVD法により形成する
工程と、次いで前記窒化シリコン膜の上に非エッチング
性でかつＸ線透過可能なSiO2膜を形成する工程と、前記
SiO2膜上にＸ線吸収体層を形成する工程と、前記Ｘ線吸
収体層を前記SiO2膜が露出するまでエッチングを行う第
１のエッチング工程と、前記第１のエッチング工程のエ
ッチング時間よりも短い時間で前記Ｘ線吸収体層の開口
部がほぼ垂直な側壁になるまでエッチングを行う第２の
エッチング工程、とからなるＸ線マスクの製造方法であ
る。
作用 本発明を用いることにより、すそ引きのない側壁が垂
直なＸ線吸収体パターンを有するＸ線マスクを製作する
ことが可能となる。
直なＸ線吸収体パターンを有するＸ線マスクを製作する
ことが可能となる。
実施例 第１図ａ〜ｇは、本発明にかかるＸ線マスクの製造方
法の実施例を説明するために示したＸ線マスクの製造工
程順断面図であり、図面を参照して本発明を詳明する。
法の実施例を説明するために示したＸ線マスクの製造工
程順断面図であり、図面を参照して本発明を詳明する。
まず、第１図ａのようにＸ線マスク支持体、例えば、
直径が４インチのシリコンウエハ１上に、Ｘ線透過体、
例えば、窒化シリコン膜（Si3N4膜）２をプラズマCVD法
により、1.5μｍの厚さに堆積する。なお、このプラズ
マCVD法では、95％N2/5％SiH4ガスを反応ガスとして、
ガス流量250cc/分，基板温度300℃，高周波電力200Wの
条件で25分間堆積した。この膜の応力は、引張り応力で
５×108ダイン/cm2の大きさに制御してある。
直径が４インチのシリコンウエハ１上に、Ｘ線透過体、
例えば、窒化シリコン膜（Si3N4膜）２をプラズマCVD法
により、1.5μｍの厚さに堆積する。なお、このプラズ
マCVD法では、95％N2/5％SiH4ガスを反応ガスとして、
ガス流量250cc/分，基板温度300℃，高周波電力200Wの
条件で25分間堆積した。この膜の応力は、引張り応力で
５×108ダイン/cm2の大きさに制御してある。
次に、高周波スパッタ法によりSiO2膜３を、0.02μｍ
の厚さに堆積する。スパッタ条件は、放電ガスとしてア
ルゴン（Ar）を用い、放電ガス圧力５ミリトール，高周
波電力700Wとした。この膜の応力は、零である。
の厚さに堆積する。スパッタ条件は、放電ガスとしてア
ルゴン（Ar）を用い、放電ガス圧力５ミリトール，高周
波電力700Wとした。この膜の応力は、零である。
その後、第１図ｂに示すように、0.6μｍの厚さにタ
ングステン膜４を堆積する。この時のスパッタ条件は、
放電ガスとしてアルゴン（Ar）を用い、放電ガス圧力30
ミリトール高周波電力700Wで、この条件で作成された膜
の応力は零である。
ングステン膜４を堆積する。この時のスパッタ条件は、
放電ガスとしてアルゴン（Ar）を用い、放電ガス圧力30
ミリトール高周波電力700Wで、この条件で作成された膜
の応力は零である。
次に、第１図ｃのようにタングステン膜（Ｗ膜）４の
上に、耐ドライエッチング性の電子線レジスト５、例え
ばクロロメチル化ポリスチレンを0.36μｍの厚さに塗布
し、120℃で25分間プリベークを行った後、電子ビーム
６を用いてパターンを描画し、酢酸イソアミル：エチル
セロソルブ＝1:4の現像液で１分間現像することによっ
て、第１図ｄに示すような所望のレジストパターンを形
成する。
上に、耐ドライエッチング性の電子線レジスト５、例え
ばクロロメチル化ポリスチレンを0.36μｍの厚さに塗布
し、120℃で25分間プリベークを行った後、電子ビーム
６を用いてパターンを描画し、酢酸イソアミル：エチル
セロソルブ＝1:4の現像液で１分間現像することによっ
て、第１図ｄに示すような所望のレジストパターンを形
成する。
次に、レジストパターンをマスクとして、反応性イオ
ンエッチングでタングステン膜４を10分間エッチングす
ることで、第１図ｅに示すように、下地のSiO2膜３露出
するまで開口する。この時のタングステンパターンの断
面形状は、第３図に示すように、Ｘ線吸収体の開口がす
そを引いた形状になっている。
ンエッチングでタングステン膜４を10分間エッチングす
ることで、第１図ｅに示すように、下地のSiO2膜３露出
するまで開口する。この時のタングステンパターンの断
面形状は、第３図に示すように、Ｘ線吸収体の開口がす
そを引いた形状になっている。
その後、２分間エッチングを続行することで、第１図
ｆに示すような垂直な側壁を有する断面形状のタングス
テンパターンを得ることができる。ここで、タングステ
ン膜４のエッチングを最初10分間行い、次に２分間行っ
たが、これらは連続して行ってもよく或いは、断続して
行っても構わない。要するに、下地のSiO2膜３が露出し
たことを確認できればよい。SiO2膜３の露出確認は、露
出後のタングステン膜４のエッチングの進み具合をみる
分岐点になる。タングステン膜が所定の厚み以上であれ
ばSiO2膜３が露出するまでには所定のエッチング時間が
必要である。また、SiO2膜３が露出後のタングステン膜
４のエッチングは、その開口部が垂直な側壁になるまで
で十分であるから、前のエッチング時間に比べて短くて
よい。この時のエッチング条件は、反応ガスとして六フ
ッ化イオウ（SF6）／四塩化炭素（CCl4）を用い、ガス
流量5cc/分で供給し、ガス圧力５ミリトール，高周波電
力密度0.18w/cm2である。この条件のエッチング処理に
よると、上記の電子線レジスト5,タングステン膜4,およ
びSiO2膜３のエッチング速度は、それぞれ300Å／分,60
0Å／分,50Å／分である。また、この条件下では、Ｘ線
透過体のSi3N4膜２のエッチング速度は1500Å／分であ
るが、本発明では全くエッチングされていないため、膜
の応力も堆積したままの応力で変化していない。
ｆに示すような垂直な側壁を有する断面形状のタングス
テンパターンを得ることができる。ここで、タングステ
ン膜４のエッチングを最初10分間行い、次に２分間行っ
たが、これらは連続して行ってもよく或いは、断続して
行っても構わない。要するに、下地のSiO2膜３が露出し
たことを確認できればよい。SiO2膜３の露出確認は、露
出後のタングステン膜４のエッチングの進み具合をみる
分岐点になる。タングステン膜が所定の厚み以上であれ
ばSiO2膜３が露出するまでには所定のエッチング時間が
必要である。また、SiO2膜３が露出後のタングステン膜
４のエッチングは、その開口部が垂直な側壁になるまで
で十分であるから、前のエッチング時間に比べて短くて
よい。この時のエッチング条件は、反応ガスとして六フ
ッ化イオウ（SF6）／四塩化炭素（CCl4）を用い、ガス
流量5cc/分で供給し、ガス圧力５ミリトール，高周波電
力密度0.18w/cm2である。この条件のエッチング処理に
よると、上記の電子線レジスト5,タングステン膜4,およ
びSiO2膜３のエッチング速度は、それぞれ300Å／分,60
0Å／分,50Å／分である。また、この条件下では、Ｘ線
透過体のSi3N4膜２のエッチング速度は1500Å／分であ
るが、本発明では全くエッチングされていないため、膜
の応力も堆積したままの応力で変化していない。
最後に、シリコンウエハ１を裏面側からエッチング
し、支持枠となる部分を残すことによってＸ線マスクが
完成する。
し、支持枠となる部分を残すことによってＸ線マスクが
完成する。
以上の説明では、Ｘ線透過体としてSi3N4膜２、エッ
チング阻止層としてSiO2膜３、Ｘ線吸収体としてタング
ステン膜４を用いた。他にＸ線吸収体としてフッ素系ガ
スを用いてエッチングを行うタンタル（Ta）、Ｘ線透過
体として窒化ホウ素（BN）などが使用可能であり、エッ
チング阻止層としては、Ｘ線透過体にくらべて、フッ素
系ガスに対してエッチング速度が10分の１以下の非常に
遅く、かつＸ線の透過率の高い材料による薄膜であれば
よく、たとえばアルミナ（Al2O3）なども使用可能であ
る。
チング阻止層としてSiO2膜３、Ｘ線吸収体としてタング
ステン膜４を用いた。他にＸ線吸収体としてフッ素系ガ
スを用いてエッチングを行うタンタル（Ta）、Ｘ線透過
体として窒化ホウ素（BN）などが使用可能であり、エッ
チング阻止層としては、Ｘ線透過体にくらべて、フッ素
系ガスに対してエッチング速度が10分の１以下の非常に
遅く、かつＸ線の透過率の高い材料による薄膜であれば
よく、たとえばアルミナ（Al2O3）なども使用可能であ
る。
発明の効果 以上詳述したように、Ｘ線吸収体エッチング時のエッ
チングガスに対してエッチング速度の速いＸ線透過体上
に、上記エッチングガスに対してエッチング速度が非常
に遅く、かつＸ線を透過するエッチング阻止層を形成す
ることによって、Ｘ線吸収体パターン開口後もエッチン
グを続行し、下地のＸ線透過体に影響を与えることなし
に、すそ引きのない垂直な側壁を有するＸ線吸収体パタ
ーンを形成でき、高コントラスト，高精度のＸ線マスク
を製作できるという効果が得られる。
チングガスに対してエッチング速度の速いＸ線透過体上
に、上記エッチングガスに対してエッチング速度が非常
に遅く、かつＸ線を透過するエッチング阻止層を形成す
ることによって、Ｘ線吸収体パターン開口後もエッチン
グを続行し、下地のＸ線透過体に影響を与えることなし
に、すそ引きのない垂直な側壁を有するＸ線吸収体パタ
ーンを形成でき、高コントラスト，高精度のＸ線マスク
を製作できるという効果が得られる。
第１図は本発明の製造方法によるＸ線マスクの製造工程
順断面図、第２図は従来の製造方法によるＸ線マスクの
製造工程順断面図、第３図は従来例のＸ線吸収体パター
ン断面形状を説明する断面図である。 １……シリコンウエハ、２……窒化シリコン膜、３……
SiO2膜、４……タングステン膜、５……電子線レジス
ト、６……電子ビーム。
順断面図、第２図は従来の製造方法によるＸ線マスクの
製造工程順断面図、第３図は従来例のＸ線吸収体パター
ン断面形状を説明する断面図である。 １……シリコンウエハ、２……窒化シリコン膜、３……
SiO2膜、４……タングステン膜、５……電子線レジス
ト、６……電子ビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−17076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−85170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−134367（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Ｘ線マスク支持体上に、Ｘ線を透過させる
とともに引張り応力を有するる窒化シリコン膜をプラズ
マCVD法により形成する工程と、次いで前記窒化シリコ
ン膜の上に非エッチング性でかつＸ線透過可能なSiO2膜
を形成する工程と、前記SiO2膜上にＸ線吸収体層を形成
する工程と、前記Ｘ線吸収体層を前記SiO2膜が露出する
までエッチングを行う第１のエッチング工程と、前記第
１のエッチング工程のエッチング時間よりも短い時間で
前記Ｘ線吸収体層の開口部がほぼ垂直な側壁になるまで
エッチングを行う第２のエッチング工程、とからなるこ
とを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3386687A JP2635322B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3386687A JP2635322B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200530A JPS63200530A (ja) | 1988-08-18 |
| JP2635322B2 true JP2635322B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=12398426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3386687A Expired - Lifetime JP2635322B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Ｘ線マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635322B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2346719C3 (de) * | 1973-09-17 | 1980-01-24 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Mehrschichtige Bestrahlungsmaske für die Röntgenstrahl-Fotolithografie |
| JPS5317076A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Nec Corp | Silicon mask for x-ray exposure and its production |
| JPS53134367A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-22 | Toppan Printing Co Ltd | Xxray mask |
| US4257768A (en) * | 1978-11-09 | 1981-03-24 | Merck & Co., Inc. | Novel blend of algin and TKP |
| JPS5776546A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Nec Corp | Transfer mask for x-ray exposure |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP3386687A patent/JP2635322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63200530A (ja) | 1988-08-18 |
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