JP2802438B2 - Back etching equipment for X-ray mask - Google Patents
Back etching equipment for X-ray maskInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はX線を用いて半導体基板上に集積回路パター
ンを転写するX線リソグラフィ用マスクの製造装置に関
する。The present invention relates to an apparatus for manufacturing a mask for X-ray lithography that transfers an integrated circuit pattern onto a semiconductor substrate using X-rays.
(従来の技術) 半導体集積回路の高密度化に伴い、回路を構成する素
子ならびに各素子を結合する配線線幅の微細化が進んで
いるため、従来の紫外線露光技術に比べより微細なパタ
ーンの転写が可能なX線露光技術が研究されている。X
線露光技術は、X線に対し透過性を有する薄膜上にX線
を吸収する材料からなるパターンを形成したX線マスク
をX線源と半導体基板間に挿入してパターン転写を行
う。(Prior Art) With the increase in the density of semiconductor integrated circuits, the elements constituting the circuit and the width of the wiring lines connecting the elements have been miniaturized. X-ray exposure technology capable of transfer is being studied. X
In the line exposure technique, an X-ray mask in which a pattern made of a material that absorbs X-rays is formed on a thin film having transparency to X-rays is inserted between an X-ray source and a semiconductor substrate to transfer a pattern.
第2図は従来用いられてきた基本的なX線露光用マス
クの構造図である。Siなどから成る枠状の基板12の一方
の面上に、例えばSiNやBN薄膜などX線透過性を有する
薄膜13(一般にメンブレンと呼ぶ)が形成され、この薄
膜13上にTaやAuなどから成るX線吸収体パタン14が形成
されている構造である。X線露光法では波長数1Åから
10数Åの電磁波を用いて、X線マスクに形成されたパタ
ンを、半導体ウェハ上に転写し半導体集積回路を製造す
る。この様な波長範囲のX線は物質に対する透過性があ
まり高くないため、通常用いられているX線マスクでは
薄膜13の厚さは数μmである。また、基板12についても
通常数100μmから数mmの厚さの基板が用いられるが、
X線露光で使用される波長のX線は、この基板も透過す
ることはできない。したがって、X線露光に適用するた
めに基板の一部分を除去してX線を透過させるための窓
15を形成する。FIG. 2 is a structural view of a basic X-ray exposure mask conventionally used. On one surface of a frame-shaped substrate 12 made of Si or the like, a thin film 13 (generally referred to as a membrane) having X-ray transparency, such as a SiN or BN thin film, is formed. This is a structure in which the X-ray absorber pattern 14 is formed. In X-ray exposure method, the number of wavelengths from 1Å
The pattern formed on the X-ray mask is transferred onto a semiconductor wafer by using an electromagnetic wave of more than 10 mm to manufacture a semiconductor integrated circuit. Since the X-rays in such a wavelength range do not have a very high transmittance to a substance, the thickness of the thin film 13 is several μm in a commonly used X-ray mask. Also, as for the substrate 12, a substrate having a thickness of usually several hundred μm to several mm is used,
X-rays of the wavelength used in X-ray exposure cannot pass through this substrate. Therefore, a window for removing a part of the substrate and transmitting X-rays for application to X-ray exposure
Form 15.
第3図は従来用いられているX線マスク用バックエッ
チング装置の一例である。溶液保持槽16内にエッチング
用溶液17が満たされており、マスク基板ホルダ18と溶液
保持槽16の間にOリングなどを介してX線マスク19が設
置されている。X線透過窓15の形成には一般にアルカリ
溶液や酸溶液を用いたウェット・エッチング法が用いら
れる。一枚のX線マスクにX線透過性窓を形成する場
合、この溶液の量は通常数100cc程度であるが、エッチ
ングの進行により基板の除去しようとする部分が除去さ
れた状態では、第3図に示したように溶液の自重による
圧力は厚さ数μmの薄膜13により支えられることとな
る。FIG. 3 shows an example of a conventional back etching apparatus for an X-ray mask. An etching solution 17 is filled in a solution holding tank 16, and an X-ray mask 19 is provided between the mask substrate holder 18 and the solution holding tank 16 via an O-ring or the like. The X-ray transmission window 15 is generally formed by a wet etching method using an alkali solution or an acid solution. When an X-ray transmissive window is formed on one X-ray mask, the amount of this solution is usually about several hundred cc. As shown in the figure, the pressure due to the weight of the solution is supported by the thin film 13 having a thickness of several μm.
(発明が解決しようとする課題) 液量により異なるものの溶液17により薄膜13に加わる
圧力は、数g/cm2から数10g/cm2になる。この時、溶液の
自重による圧力のため薄膜13に生じるたわみの量は、薄
膜13の厚さやX線透過窓の面積などにより異なるが1g/c
m2で数10μm以上である。このため、場合によっては薄
膜13の塑性限界を越えた非可逆変形が発生したり、薄膜
13上に形成されたパタンの配置によっては薄膜13の面内
に局所的に大きな応力が作用して薄膜13の破壊につなが
るなどの問題があった。(Problem to be Solved by the Invention) The pressure applied to the thin film 13 by the solution 17 varies from several g / cm 2 to several tens g / cm 2 , although it varies depending on the liquid amount. At this time, the amount of deflection generated in the thin film 13 due to the pressure due to the weight of the solution depends on the thickness of the thin film 13 and the area of the X-ray transmission window, but is 1 g / c.
It is several tens μm or more in m 2 . For this reason, in some cases, irreversible deformation exceeding the plastic limit of the thin film 13 may occur,
Depending on the arrangement of the pattern formed on the thin film 13, there is a problem that a large stress acts locally in the plane of the thin film 13 and the thin film 13 is broken.
本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもの
で、X線透過性窓の形成中に起きるX線マスクの非可逆
変形および破壊を防ぐための手段を設けたバッファエッ
チング装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to improve the above disadvantages, and provides a buffer etching apparatus provided with means for preventing irreversible deformation and destruction of an X-ray mask occurring during formation of an X-ray transparent window. The purpose is to:
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明は基板上に1層以
上の薄膜を堆積した構造を有する試料または基板の表面
に、材料上の変化を与えた薄層を有する試料から、基板
上の前記薄膜または前記薄層を残して基板の1部分を溶
液を用いて除去する装置において、試料の溶液に接する
表面に加わる圧力を相殺する大きさの圧力を、前記試料
の裏面に加える手段を有することを特徴とするX線マス
ク用バックエッチング装置を発明の要旨とするものであ
る。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a sample having a structure in which one or more thin films are deposited on a substrate or a thin layer having a material change on a surface of the substrate. In a device for removing a portion of a substrate using a solution while leaving the thin film or the thin layer on a substrate from a sample having a solution, a pressure having a magnitude that offsets a pressure applied to a surface of the sample in contact with the solution, An object of the present invention is to provide a back etching apparatus for an X-ray mask, which has a means for adding the back surface of a sample.
(作 用) 本発明はX線マスク用バックエッチング装置に、Xマ
スクの被エッチング面にエッチング溶液により加わる圧
力を相殺するようにX線マスクの被エッチング面とは反
対の面に流体を介して圧力を加える手段を設けることに
よって、エッチング中に生じるX線透過性薄膜の非可逆
塑性変形あるいは破壊を防ぐことができる。(Operation) The present invention provides a back etching apparatus for an X-ray mask through a fluid on a surface opposite to a surface to be etched of an X-ray mask so as to offset a pressure applied to the surface to be etched of the X mask by an etching solution. By providing the means for applying pressure, it is possible to prevent irreversible plastic deformation or destruction of the X-ray permeable thin film generated during etching.
(実施例) 次に本発明の実施例について説明する。(Example) Next, an example of the present invention will be described.
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸
脱しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうるこ
とは云うまでもない。The embodiment is merely an example, and it goes without saying that various changes or improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.
第1図に本発明によるX線マスク用バックエッチング
装置の実施例を示す。この実施例では、エッチング槽
1、気体バッファ槽2および加圧槽3の3つの槽を備え
た装置を示している。FIG. 1 shows an embodiment of a back etching apparatus for an X-ray mask according to the present invention. In this embodiment, an apparatus having three tanks of an etching tank 1, a gas buffer tank 2, and a pressurizing tank 3 is shown.
しかしてエッチング槽1の下部には台1aが設けられて
おり、エッチング槽1の下面と台1aの上面との間にはO
リングを介してX線マスク19が配置される。またエッチ
ング槽1の下部にはバルブ10を有する配管が設けられて
いる。台1aの側部には連結管9が設けられ、この連結管
9の他端は気体(例えば空気を用いる)バッファ槽2の
上部に結合され、この気体バッファ槽2の下面には連結
管8が設けられ、この連結管8の他端は加圧槽3の下面
に結合されている。また加圧槽3の下面にはバルブ10を
有する配管が設けられている。Thus, a table 1a is provided at the lower part of the etching tank 1, and O is provided between the lower surface of the etching tank 1 and the upper surface of the table 1a.
An X-ray mask 19 is arranged via a ring. A pipe having a valve 10 is provided below the etching bath 1. A connecting pipe 9 is provided on the side of the table 1a. The other end of the connecting pipe 9 is connected to an upper part of a gas (for example, using air) buffer tank 2, and a connecting pipe 8 is provided on a lower surface of the gas buffer tank 2. The other end of the connecting pipe 8 is connected to the lower surface of the pressurizing tank 3. A pipe having a valve 10 is provided on the lower surface of the pressurizing tank 3.
さらに加圧槽3の下面はエッチング槽1の下部に設置
されるX線マスク基板裏面7と同じ高さに設定されてお
り、加圧槽3にはエッチング槽1に満たされるエッチン
グ溶液4とほぼ同じ比重を有する液体5を、エッチング
液と同じ容量(両槽の液面が同じ高さとなるように)注
入する。Further, the lower surface of the pressurizing tank 3 is set at the same height as the back surface 7 of the X-ray mask substrate provided below the etching tank 1, and the pressurizing tank 3 is almost the same as the etching solution 4 filled in the etching tank 1. Liquid 5 having the same specific gravity is injected as the same volume as the etching liquid (so that the liquid levels in both tanks are the same).
本装置の動作原理は次のように説明できる。X線マス
ク基板の被エッチング面6にエッチング溶液4によって
加えられる圧力peは、エッチング溶液の密度をρe被エ
ッチング面から上部液面までの高さをhe、重力加速度を
gとしたとき、 pe=ρeghe となる。ここで、大気による圧力はX線マスク基板の両
面で相殺されるので省略した。つぎに、加圧槽3に加圧
液5を注入した場合を考える。液体5の密度をρb,加圧
槽3に満たされる液体5の上部液面までの高さをhbとし
たとき、この液体による加圧圧力は、連結管8を経て気
体バッファ槽2に伝わり、さらに連結管9を通して、X
線マスクの被エッチング面とは反対の面7に加わる。こ
の圧力は pb=ρbghb である。下向きの圧力の符号を正と定義したとき、薄膜
13に加わる圧力Δpは Δ=g(ρehe−ρbhb) となる。したがって、薄膜13に加わる圧力を相殺するた
めにはρehe−ρbhb〜0とするようにエッチング液、加
圧液の密度、水面高さを調整すれば良い。The operation principle of the present device can be explained as follows. The pressure p e exerted by the etching solution 4 to be etched surface 6 of the X-ray mask substrate, when the height of the density of the etching solution from [rho e the surface to be etched to the upper liquid level and h e, the gravitational acceleration is g , a p e = ρ e gh e. Here, the atmospheric pressure is omitted because it is offset on both sides of the X-ray mask substrate. Next, the case where the pressurized liquid 5 is injected into the pressurized tank 3 will be considered. Assuming that the density of the liquid 5 is ρ b and the height of the liquid 5 filled in the pressurizing tank 3 to the upper liquid surface is h b , the pressurizing pressure by this liquid is applied to the gas buffer tank 2 via the connecting pipe 8. Transmitted, and further through the connecting pipe 9, X
It is applied to the surface 7 of the line mask opposite to the surface to be etched. This pressure is p b = ρ b gh b . When the sign of the downward pressure is defined as positive, the thin film
Pressure delta p to be applied to the 13 becomes Δ = g (ρ e h e -ρ b h b). Accordingly, the etchant as to offset the pressure applied to the thin film 13 is set to ρ e h e -ρ b h b ~0, the density of the pressurized liquid may be adjusted the water height.
また、完成したX線マスクの取り出しにあたっては、
エッチング槽中のエッチング液と加圧槽中の加圧液を同
じ速度で排出する必要がある。本実施例では両層に可変
開口バルブ10,11を取り付け、排出速度を同一にした。In taking out the completed X-ray mask,
It is necessary to discharge the etching liquid in the etching tank and the pressurized liquid in the pressure tank at the same rate. In this embodiment, the variable opening valves 10 and 11 are attached to both layers, and the discharge speed is made the same.
以上実施例について説明したが、本実施例で示したよ
うに必ずしも加圧を気体、液体の組合せで行う必要はな
い、X線マスク面7を侵さないものであれば液体によっ
てこれを行うことも可能である。また、気体のみによっ
て圧力を制御しても良い。X線マスクを作るのに基板上
に薄膜を堆積するのではなく、Si等の基板にイオン注入
を行うなどして材質状の変化を与え、酸やアルカリ溶液
に対して非注入部とエッチング速度が異なる薄膜を形成
し、これをマスクメンブレンとすることがあるが、その
様な場合も本発明が適用できることは明らかである。な
お、マスクメンブレンが複数の薄膜の組合せになってい
たり、メンブレン上にX線吸収体のパタンが形成されて
いたり、さらにその上に別の薄膜があったりしても本発
明が有効であることは説明するまでもない。Although the embodiment has been described above, it is not always necessary to perform pressurization with a combination of gas and liquid as shown in this embodiment. This can be performed with liquid as long as it does not affect the X-ray mask surface 7. It is possible. Further, the pressure may be controlled only by the gas. Rather than depositing a thin film on a substrate to make an X-ray mask, the material is changed by performing ion implantation on a substrate such as Si, etc. May be formed as a thin film, and this may be used as a mask membrane. It is apparent that the present invention can be applied to such a case. Note that the present invention is effective even if the mask membrane is a combination of a plurality of thin films, an X-ray absorber pattern is formed on the membrane, and another thin film is further thereon. Need not be explained.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によればX線マスク用バ
ックエッチング装置に、X線マスクの被エッチング面に
エッチング溶液により加わる圧力を相殺するようにX線
マスクの被エッチング面とは反対の面に流体を介して圧
力を加える手段を設けることにより、エッチング中に生
じるX線透過性薄膜の非可逆塑性変形あるいは破壊を防
ぐことができ、高い精度を有するX線マスクの製造を行
うことができる。また、大口径のメンブレン部を有する
X線マスクの製作を行うことができる効果を有する。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the back etching apparatus for an X-ray mask is configured to cancel the pressure applied to the surface to be etched of the X-ray mask by the etching solution so as to cancel the pressure applied to the surface to be etched. By providing a means for applying pressure through a fluid on the opposite side, it is possible to prevent irreversible plastic deformation or destruction of the X-ray permeable thin film generated during etching, and to manufacture an X-ray mask with high precision It can be performed. Further, there is an effect that an X-ray mask having a large-diameter membrane portion can be manufactured.
第1図は本発明の実施例を示す、第2図は従来用いられ
ている基本的なX線マスクの構造図、また第3図は従来
用いられているX線マスクバックエッチング装置図を示
す。 1……エッチング槽、1a……台、2……気体バッファ
槽、3……加圧槽、4……エッチング溶液、5……加圧
液、6……被エッチング面、7……X線マスク面、8…
…連結管、9……連結管、10……可変開口バルブ、11…
…可変開口バルブ、12……X線マスク支持体、13……X
線透過性薄膜、14……X線吸収体パタン、15……X線透
過窓、16……エッチング槽、17……エッチング溶液、18
……X線マスク基板ホルダ、19……X線マスク。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the structure of a conventional basic X-ray mask, and FIG. 3 shows a conventional X-ray mask back etching apparatus. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Etching tank, 1a ... Stand, 2 ... Gas buffer tank, 3 ... Pressurizing tank, 4 ... Etching solution, 5 ... Pressurized liquid, 6 ... Etched surface, 7 ... X-ray Mask face, 8 ...
... connecting pipe, 9 ... connecting pipe, 10 ... variable opening valve, 11 ...
... Variable aperture valve, 12 ... X-ray mask support, 13 ... X
X-ray absorber pattern, 15 X-ray transmission window, 16 Etching tank, 17 Etching solution, 18
... X-ray mask substrate holder, 19 ... X-ray mask.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/306 H01L 21/027──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/306 H01L 21/027
Claims (2)
有する試料または基板の表面に、材料上の変化を与えた
薄層を有する試料から、基板上の前記薄膜または前記薄
層を残して基板の1部分を溶液を用いて除去する装置に
おいて、試料の溶液に接する表面に加わる圧力を相殺す
る大きさの圧力を、前記試料の裏面に加える手段を有す
ることを特徴とするX線マスク用バックエッチング装
置。1. A method according to claim 1, wherein the thin film or the thin layer on the substrate is formed from a sample having a structure in which one or more thin films are deposited on a substrate or a sample having a thin layer having a material change on the surface of the substrate. An apparatus for removing a part of a substrate using a solution while leaving a portion of the substrate, the means for applying to the back surface of the sample a pressure having a magnitude that cancels the pressure applied to the surface of the sample in contact with the solution. Back etching equipment for masks.
有する試料または基板の表面に材質上の変化を与えた薄
層を有する試料から、基板上の前記薄膜または前記薄層
を残して基板の1部分を溶液を用いて除去する装置にお
いて、除去終了後試料の溶液に接する表面に加わる圧力
と試料の裏面に加わる圧力を同時に除去する手段を有す
ることを特徴とする請求項1記載のX線マスク用バック
エッチング装置。2. The method according to claim 1, wherein the thin film or the thin layer on the substrate is left from a sample having a structure in which one or more thin films are deposited on the substrate or a sample having a thin layer obtained by changing the material on the surface of the substrate. 2. An apparatus for removing a part of a substrate using a solution by using a solution, comprising: means for simultaneously removing a pressure applied to a surface of the sample in contact with the solution and a pressure applied to a back surface of the sample after the removal is completed. Back etching apparatus for X-ray masks.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15015689A JP2802438B2 (en) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | Back etching equipment for X-ray mask |
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JP15015689A JP2802438B2 (en) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | Back etching equipment for X-ray mask |
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US6855640B2 (en) * | 2002-02-26 | 2005-02-15 | Institute Of Microelectronics | Apparatus and process for bulk wet etch with leakage protection |
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- 1989-06-12 JP JP15015689A patent/JP2802438B2/en not_active Expired - Fee Related
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