JP2638576B2 - Ｘ線露光マスクの製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光マスクの製造方法Info
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- JP2638576B2 JP2638576B2 JP16165395A JP16165395A JP2638576B2 JP 2638576 B2 JP2638576 B2 JP 2638576B2 JP 16165395 A JP16165395 A JP 16165395A JP 16165395 A JP16165395 A JP 16165395A JP 2638576 B2 JP2638576 B2 JP 2638576B2
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- Japan
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- ray
- exposure mask
- thin film
- ray exposure
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微細パターンを転写す
ることを目的とするＸ線露光法において使用されるＸ線
露光マスクの製造方法に関する。
ることを目的とするＸ線露光法において使用されるＸ線
露光マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおける
リソグラフィ工程では、一般に紫外線を用いてマスクの
パターンをウェハ上に塗布した感光性樹脂（レジスト）
に転写し、現像によって所望のパターンを形成する。Ｘ
線露光法は紫外線の代わりに軟Ｘ線を光源に用いるリソ
グラフィプロセスで、線幅が０．２５μｍ以下の微細パ
ターンを持つ半導体デバイスの量産に適している。
リソグラフィ工程では、一般に紫外線を用いてマスクの
パターンをウェハ上に塗布した感光性樹脂（レジスト）
に転写し、現像によって所望のパターンを形成する。Ｘ
線露光法は紫外線の代わりに軟Ｘ線を光源に用いるリソ
グラフィプロセスで、線幅が０．２５μｍ以下の微細パ
ターンを持つ半導体デバイスの量産に適している。
【０００３】図２に従来のＸ線露光マスクの構成を示
す。Ｘ線露光マスクは、厚さ１〜２μｍの無機材料の薄
膜（メンブレン３）上に厚さ０．５〜１μｍの重金属の
Ｘ線吸収体パターン１を配置したもので、これらはシリ
コン支持枠４で保持されている。メンブレンには、Ｘ線
透過率、可視光透過率、機械的強度、Ｘ線照射耐性等が
高い事が必要で、窒化シリコンや炭化シリコン等の材料
が一般に用いられている。またＸ線吸収体には、高Ｘ線
吸収能、良好なドライエッチング特性、良好な内部応力
の制御性、等の特性が必要で、タンタルやタングステン
及びこれらと他の元素との合金が一般に用いられてい
る。
す。Ｘ線露光マスクは、厚さ１〜２μｍの無機材料の薄
膜（メンブレン３）上に厚さ０．５〜１μｍの重金属の
Ｘ線吸収体パターン１を配置したもので、これらはシリ
コン支持枠４で保持されている。メンブレンには、Ｘ線
透過率、可視光透過率、機械的強度、Ｘ線照射耐性等が
高い事が必要で、窒化シリコンや炭化シリコン等の材料
が一般に用いられている。またＸ線吸収体には、高Ｘ線
吸収能、良好なドライエッチング特性、良好な内部応力
の制御性、等の特性が必要で、タンタルやタングステン
及びこれらと他の元素との合金が一般に用いられてい
る。
【０００４】図３に、図２に示した従来のＸ線露光マス
クの作製プロセスの一例を示す。まず初めに図３（ａ）
に示すように単結晶シリコン基板５上にメンブレン３と
なる無機材料薄膜を成膜する。次に図３（ｂ）に示すよ
うに、メンブレン３の上にＸ線吸収体６となる重金属の
薄膜を成膜する。更に図３（ｃ）に示すように、Ｘ線吸
収体６上にレジストを塗布し、電子ビーム描画装置等の
露光装置で所望のパターンを描画してレジストパターン
７を形成する。次に図３（ｄ）に示すように、レジスト
パターン７をマスクにＸ線吸収体６をエッチングして、
Ｘ線吸収体パターン１を形成する。その後、図３（ｅ）
に示すように単結晶シリコン基板５の露光領域のシリコ
ンをウェットエッチングで取り除いてＸ線を透過する窓
を形成し、Ｘ線露光マスクが完成する。
クの作製プロセスの一例を示す。まず初めに図３（ａ）
に示すように単結晶シリコン基板５上にメンブレン３と
なる無機材料薄膜を成膜する。次に図３（ｂ）に示すよ
うに、メンブレン３の上にＸ線吸収体６となる重金属の
薄膜を成膜する。更に図３（ｃ）に示すように、Ｘ線吸
収体６上にレジストを塗布し、電子ビーム描画装置等の
露光装置で所望のパターンを描画してレジストパターン
７を形成する。次に図３（ｄ）に示すように、レジスト
パターン７をマスクにＸ線吸収体６をエッチングして、
Ｘ線吸収体パターン１を形成する。その後、図３（ｅ）
に示すように単結晶シリコン基板５の露光領域のシリコ
ンをウェットエッチングで取り除いてＸ線を透過する窓
を形成し、Ｘ線露光マスクが完成する。
【０００５】尚、本発明に関連する技術として、特開平
３−１１６７１６号公報（以下、先行技術１と呼ぶ）に
は、Ｘ線吸収体の表層に酸化層を設けることで、Ｘ線吸
収体の応力を調整してＸ線露光マスクのパターン位置精
度を向上させる「Ｘ線マスクおよびその製造方法」が開
示されている。
３−１１６７１６号公報（以下、先行技術１と呼ぶ）に
は、Ｘ線吸収体の表層に酸化層を設けることで、Ｘ線吸
収体の応力を調整してＸ線露光マスクのパターン位置精
度を向上させる「Ｘ線マスクおよびその製造方法」が開
示されている。
【０００６】また、特開平３−１３６３１３号公報（以
下、先行技術２と呼ぶ）には、Ｘ線露光マスクのシリコ
ン支持体のエッチング処理の後、Ｘ線吸収体パターンの
位置精度を測定し、測定された位置ずれを補正するのに
適した膜応力を有する原子番号１４以下の元素からなる
薄膜を形成することにより、Ｘ線露光マスクのパターン
位置精度を向上させる「Ｘ線マスクおよびその製造方
法」が開示されている。
下、先行技術２と呼ぶ）には、Ｘ線露光マスクのシリコ
ン支持体のエッチング処理の後、Ｘ線吸収体パターンの
位置精度を測定し、測定された位置ずれを補正するのに
適した膜応力を有する原子番号１４以下の元素からなる
薄膜を形成することにより、Ｘ線露光マスクのパターン
位置精度を向上させる「Ｘ線マスクおよびその製造方
法」が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線露光マスクのメン
ブレンは厚さが１〜２μｍと薄いため、Ｘ線吸収体パタ
ーンに大きな内部応力が存在すると、メンブレンが歪ん
でパターンに位置ずれが生じる。そのためＸ線吸収体の
内部応力はできるだけ小さい方が望ましい。Ｘ線吸収体
として一般に用いられているタンタルやタングステン
は、大気中で表面層が容易に酸化して表面に圧縮応力が
生じる。このため通常Ｘ線吸収体は、成膜後大気中にし
ばらく放置した状態で、酸化した表面層の応力と内部応
力との和が０に近づくように、成膜条件を調整して成膜
する。しかしながら、このようにして成膜したＸ線吸収
体をドライエッチング法で加工してＸ線吸収体パターン
を形成すると、図４のようにドライエッチング後にパタ
ーン側壁の表面層８が酸化して圧縮応力９が生じ、完成
後のＸ線露光マスクのパターンに位置ずれが生じる。こ
の応力の働く方向はＸ線露光マスクのパターンの配置に
依存し、例えば図５（ａ）のように一方向のＬ＆Ｓ（ｌ
ｉｎｅｓ ａｎｄ ｓｐａｃｅｓ）パターンが配置され
たＸ線露光マスクの場合には、この圧縮応力はＬ＆Ｓパ
ターンと平行な方向にのみ働き、その結果、これらのＬ
＆Ｓパターンの端部で大きな位置ずれが生じる。また、
図５（ｂ）のように向きの異なるＬ＆Ｓパターンが露光
領域全面に配置されたＸ線露光マスクの場合には、パタ
ーンの境界付近で大きな位置ずれが生じる。
ブレンは厚さが１〜２μｍと薄いため、Ｘ線吸収体パタ
ーンに大きな内部応力が存在すると、メンブレンが歪ん
でパターンに位置ずれが生じる。そのためＸ線吸収体の
内部応力はできるだけ小さい方が望ましい。Ｘ線吸収体
として一般に用いられているタンタルやタングステン
は、大気中で表面層が容易に酸化して表面に圧縮応力が
生じる。このため通常Ｘ線吸収体は、成膜後大気中にし
ばらく放置した状態で、酸化した表面層の応力と内部応
力との和が０に近づくように、成膜条件を調整して成膜
する。しかしながら、このようにして成膜したＸ線吸収
体をドライエッチング法で加工してＸ線吸収体パターン
を形成すると、図４のようにドライエッチング後にパタ
ーン側壁の表面層８が酸化して圧縮応力９が生じ、完成
後のＸ線露光マスクのパターンに位置ずれが生じる。こ
の応力の働く方向はＸ線露光マスクのパターンの配置に
依存し、例えば図５（ａ）のように一方向のＬ＆Ｓ（ｌ
ｉｎｅｓ ａｎｄ ｓｐａｃｅｓ）パターンが配置され
たＸ線露光マスクの場合には、この圧縮応力はＬ＆Ｓパ
ターンと平行な方向にのみ働き、その結果、これらのＬ
＆Ｓパターンの端部で大きな位置ずれが生じる。また、
図５（ｂ）のように向きの異なるＬ＆Ｓパターンが露光
領域全面に配置されたＸ線露光マスクの場合には、パタ
ーンの境界付近で大きな位置ずれが生じる。
【０００８】このように、Ｘ線吸収体パターン側壁の表
面層の酸化によって生じるパターンの位置ずれはパター
ンの配置に依存するため、先行技術２のようにＸ線吸収
体パターンの全面に位置ずれを補正するための薄膜を成
膜した場合には、この位置ずれを完全に補正することは
できない。
面層の酸化によって生じるパターンの位置ずれはパター
ンの配置に依存するため、先行技術２のようにＸ線吸収
体パターンの全面に位置ずれを補正するための薄膜を成
膜した場合には、この位置ずれを完全に補正することは
できない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明ではＸ線吸収体パ
ターンを形成後、パターン側壁の表面層の酸化によって
生じる圧縮応力を相殺するのに適した引っ張り応力を持
つ薄膜を、Ｘ線吸収体パターンの側壁上にのみ形成す
る。この結果、Ｘ線吸収体パターン形成後のＸ線吸収体
の応力は大幅に低減され、完成後のＸ線露光マスクのパ
ターン位置精度が向上する。Ｘ線吸収体パターンの側壁
にのみ引っ張り応力を持つ薄膜を形成する方法として
は、化学気相成長法と異方性ドライエッチング法を組み
合わせて用いる。この方法により、パターンの側壁にの
み目的の薄膜を成膜することができる。
ターンを形成後、パターン側壁の表面層の酸化によって
生じる圧縮応力を相殺するのに適した引っ張り応力を持
つ薄膜を、Ｘ線吸収体パターンの側壁上にのみ形成す
る。この結果、Ｘ線吸収体パターン形成後のＸ線吸収体
の応力は大幅に低減され、完成後のＸ線露光マスクのパ
ターン位置精度が向上する。Ｘ線吸収体パターンの側壁
にのみ引っ張り応力を持つ薄膜を形成する方法として
は、化学気相成長法と異方性ドライエッチング法を組み
合わせて用いる。この方法により、パターンの側壁にの
み目的の薄膜を成膜することができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明によるＸ線露光マスクの製造プ
ロセスを示す図である。図１（ａ）に示すように単結晶
シリコン基板５にメンブレン３（無機材料の薄膜で窒化
シリコンや炭化シリコン等が用いられる）を成膜し、そ
の上に重金属のＸ線吸収体６を成膜してパターニングを
行いＸ線吸収体パターン１を形成する。Ｘ線吸収体には
タンタルやタングステンあるいはその合金等を用いるこ
とができる。このＸ線吸収体パターン上に図１（ｂ）に
示すように化学気相成長法により引っ張り応力を有する
薄膜２を成膜する。成膜する薄膜は、窒化シリコン等の
Ｘ線透過率の高い材料が望ましい。化学気相成長法は段
差被覆性が良いため、Ｘ線吸収体パターンの側壁にも均
一に薄膜が成膜される。
ロセスを示す図である。図１（ａ）に示すように単結晶
シリコン基板５にメンブレン３（無機材料の薄膜で窒化
シリコンや炭化シリコン等が用いられる）を成膜し、そ
の上に重金属のＸ線吸収体６を成膜してパターニングを
行いＸ線吸収体パターン１を形成する。Ｘ線吸収体には
タンタルやタングステンあるいはその合金等を用いるこ
とができる。このＸ線吸収体パターン上に図１（ｂ）に
示すように化学気相成長法により引っ張り応力を有する
薄膜２を成膜する。成膜する薄膜は、窒化シリコン等の
Ｘ線透過率の高い材料が望ましい。化学気相成長法は段
差被覆性が良いため、Ｘ線吸収体パターンの側壁にも均
一に薄膜が成膜される。
【００１１】次に図１（ｃ）に示すように異方性ドライ
エッチング法によって、Ｘ線吸収体パターン領域全面
を、成膜した薄膜の膜厚分だけエッチングする。異方性
ドライエッチング法では、プラズマのイオンが垂直に当
たった部分でエッチング反応が急速に進むため、パター
ンの上部及び下部の薄膜が除去されてパターン側壁上に
成膜した薄膜１０だけが残る。図１（ｄ）に示すよう
に、Ｘ線吸収体パターンを形成した部分の反対側のシリ
コン基板をエッチングして支持枠４を形成しマスクが完
成する。
エッチング法によって、Ｘ線吸収体パターン領域全面
を、成膜した薄膜の膜厚分だけエッチングする。異方性
ドライエッチング法では、プラズマのイオンが垂直に当
たった部分でエッチング反応が急速に進むため、パター
ンの上部及び下部の薄膜が除去されてパターン側壁上に
成膜した薄膜１０だけが残る。図１（ｄ）に示すよう
に、Ｘ線吸収体パターンを形成した部分の反対側のシリ
コン基板をエッチングして支持枠４を形成しマスクが完
成する。
【００１２】
【発明の効果】本発明によって、Ｘ線吸収体パターン形
成後のパターン側壁表面の酸化によって生じる圧縮応力
がその上に成膜した薄膜の引っ張り応力で相殺され、Ｘ
線露光マスクのパターン位置精度が向上する。
成後のパターン側壁表面の酸化によって生じる圧縮応力
がその上に成膜した薄膜の引っ張り応力で相殺され、Ｘ
線露光マスクのパターン位置精度が向上する。
【図１】本発明の一実施例によるＸ線露光マスクの作製
プロセスを示す工程図である。
プロセスを示す工程図である。
【図２】従来のＸ線露光マスクの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】従来のＸ線露光マスクの作製プロセスの一例を
示す工程図である。
示す工程図である。
【図４】Ｘ線吸収体パターンの側壁の表面層の酸化によ
って生じる圧縮応力を表したＸ線露光マスクの断面図で
ある。
って生じる圧縮応力を表したＸ線露光マスクの断面図で
ある。
【図５】Ｘ線吸収体パターン側壁の表面層の酸化によっ
て生じた圧縮応力によって、パターンに位置ずれが生じ
たＸ線露光マスクの平面図である。
て生じた圧縮応力によって、パターンに位置ずれが生じ
たＸ線露光マスクの平面図である。
１ Ｘ線吸収体パターン ２ 引っ張り応力を有する薄膜 ３ メンブレン ４ シリコン支持枠 ５ 単結晶シリコン基板 ６ Ｘ線吸収体 ７ レジストパターン ８ パターン側壁の表面層 ９ 圧縮応力 １０ 側壁上の薄膜
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｘ線露光マスクのＸ線吸収体パターンの
側壁上に、この側壁表面の酸化によって生じる圧縮応力
を相殺するための引っ張り応力を有する薄膜を形成する
事を特徴とするＸ線露光マスクの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＸ線露光マスクの製造
方法において、化学気相成長法と異方性ドライエッチン
グ法を用いてパターン側壁にのみ引っ張り応力を有する
薄膜を形成する事を特徴とするＸ線露光マスクの製造方
法。 - 【請求項３】 シリコン上にＸ線吸収体パターンを形成
し、前記Ｘ線吸収体パターン上に化学気相成長法により
引っ張り応力を有する薄膜を形成し、次に異方性ドライ
エッチングにより前記引っ張り応力を有する薄膜を前記
Ｘ線吸収体パターンの側壁表面を除いて除去することを
特徴とするＸ線露光マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16165395A JP2638576B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Ｘ線露光マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16165395A JP2638576B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Ｘ線露光マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917711A JPH0917711A (ja) | 1997-01-17 |
| JP2638576B2 true JP2638576B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=15739281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16165395A Expired - Lifetime JP2638576B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Ｘ線露光マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2638576B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4903829B2 (ja) * | 2009-04-02 | 2012-03-28 | 信越化学工業株式会社 | リソグラフィ用ペリクル |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16165395A patent/JP2638576B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0917711A (ja) | 1997-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970318 |