JP2912692B2 - X線マスクの製造方法 - Google Patents

X線マスクの製造方法

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【発明の詳細な説明】 (発明の属する産業上の利用分野) 本発明はX線を利用して、半導体集積回路パタン等の
微細パタンを転写するのに用いるX線マスクの製造方法
に関するものである。
(従来の技術) X線マスクはX線透過率の高い部分と低い部分とが存
在し、透過率の異なるそれぞれの部分が所定のパタン形
状をなしている。X線露光法は、このX線マスクを原版
として用い、前記X線マスクと近接または密着させて、
X線感光性樹脂を塗布した被露光基板を配置し、該X線
マスクを通してX線を照射する露光方法である。前記X
線感光性樹脂を前記X線透過率の高い部分の形状に相当
する所定のパタン形状に部分的に感光させ、現像処理を
通して感光性樹脂の一部分を該パタン形状に除去または
残すことにより、原版であるX線マスクのパタンを前記
被露光基板上に転写する。
X線マスクにおいては、X線透過率が高い部分すなわ
ちX線透過部分と、X線透過率が低い部分すなわち遮光
部分とのX線透過率の比をなるべく大きくすることが重
要である。従来の代表的なX線マスクは、例えば森末道
忠監修「LSI設計製作技術」(1987年電気書院発行)P27
4〜P276に開示されているように、シリコン(珪素),
窒化珪素,窒化ほう素,炭化珪素等、X線透過性の薄膜
上に、金,タングステン,タンタル等のX線吸収体金属
で遮光部分のパタンを形成していた。X線吸収体金属パ
タンの形成にはドライエッチングや電気めっき等の方法
がとられる。
この場合、X線の遮光能力は前記X線吸収体金属パタ
ンの厚さで決まるため、パタンの微細度に関係なくX線
吸収体金属パタンは所定の厚さを有していなければなら
ない。このため、パタン形状が微細になるほど、X線マ
スク上のX線吸収体金属パタンの形成は困難となる。
第6図(a)〜(d),第7図,第8図はX線透過性
薄膜上にX線吸収体金属パタンを配した前記のX線マス
クの欠点を解決するため提案された特願平1−43240号
に示される別のX線マスクである。X線透過物質26また
はX線吸収体金属27あるいはその両方を適宜基板28上に
堆積してその断面が微細線となるようにせしめ、該断面
が現れるように前記の基板をスライスし、該断面を研磨
してX線マスクを作っている。29は接着剤である。前記
の断面上の微細線形状をパタンとしてこのパタン断面に
交差する方向からX線を照射する形式のX線露光に用い
るものである。このX線マスクではX線吸収体金属パタ
ンの厚さはスライス研磨したX線マスクの厚さとなる。
スライス研磨する該X線マスクの厚さは断面に現れる微
細線の細さに関係なく大きくすることができるため、X
線吸収体金属パタンの厚さを大きくしてX線遮光部の遮
光能力を著しく向上させ、X線透過部分とX線遮光部分
とのX線透過率の比を極めて大きくとれるという特徴が
ある。
(発明が解決しようとする問題点) しかながら、これら第6図(a)〜(d)の各X線マ
スクでは、微細線形状の幅は正確に規定できるが、長さ
を正確に規定することができない。また、第7図及び第
8図のX線マスクでは、形状の縦横を正確に規定できる
ものの、貼り合わせて作る積み重ね構造のため、被露光
基板とX線吸収体パタンとの露光時の近接間隙が縦線と
横線で該X線マスクの片方のマスク素片の厚さの分だけ
異なってしまう。このため、特に、密着に近い間隙にX
線マスクと被露光基板を設定してパタン転写を行う場
合、縦線と横線とで転写されるパタンの線幅や解像性等
が異なってしまう。また、マスクの厚さが2枚分となる
のでX線透過部分のX線透過率が、貼り合わせない構造
の場合より小さくなる欠点も生じてしまう。
本発明の目的は、微細線パタンの線幅方向の寸法及び
長さ方向の寸法を正確に制御し決定することのできるX
線マスクの製造方法を提供することにある。
(問題点を解決するための構成) 本発明は、基体上に単にX線透過性物質やX線吸収体
金属を堆積して断面が出るようにスライスしてX線マス
クとするものではなく、X線透過性物質やX線吸収体重
金属の一方でパタンを形成し他方は第一の領域と第二の
領域の二つの領域よりなりそのパタンを取囲むように設
置された後に、そのパタン断面が出るようにスライス
し、そのパタン断面に交差する方向からX線を照射する
形式のX線マスクの微細パタンが形成されていることを
特徴とする。
(作用) 長さを規定した線パタンすなわち線分パタンや穴パタ
ン,点パタン,T字パタン,L字パタン,コの字パタン,ル
ープパタン等、従来の特願平1−43240号に示されたX
線マスクでは得にくい各種形状の微細パタンを有し、X
線透過部分とX線遮光部分のX線透過率の比が極めて大
きいX線マスクが容易に得られる。
(実施例1) 第1図は本発明のX線マスクの製作方法を示す図であ
る。シリコン(Si)基板1上にX線吸収体重金属として
タンタル(Ta)層2を堆積し、その上に二酸化珪素(Si
O2)層3で第1図(a)に示すようなラインアンドスペ
ースパタンを形成する。次に第1図(b)に示すように
SiO2層3のパタン3を覆って更にTa層4を再び堆積す
る。X線マスクの大きさを確保し、かつ、X線マスクの
ほぼ中央に前記SiO2層3のパタンが来るように、第1図
(c)に示すように別のSi基板5を貼りつける。6は接
着剤である。この後、第1図(c)において点線で示す
ように、全体を前記SiO2層3パタンのラインに垂直なパ
タン断面が出るようにスライスする。両面を研磨し、Si
O2層3のパタン付近をX線透過率が十分とれる厚さにす
れば、第1図(d)に示すようにパタン断面に交差する
方向からX線を照射する形式のX線マスクが出来上が
る。各面の研磨は図では平行平坦としたが、片面平坦・
片面凹等、凹状,凸状を適当に組み合わせて行っても良
い。
スライス後、研磨前または研磨後にX線マスクの強度
を確保するためにリング状等の金属、ガラス等の補強枠
を取り付けても良いことは言うまでもない。
第1図(d)に示したX線マスクに、円形のリング状
の補強枠7を取り付けた例を第2図に示す。Ta層2及び
4の中に埋め込まれたSiO2層3のパタンの断面形状は、
SiO2層3の厚さを線幅とし、SiO2層3のパタンの線幅を
長さとする矩形となる。従って、第1図(a)で形成す
るSiO2層3のパタンの線幅とSiO2層3の厚さを適当に選
べば、線分状,点状,矩形状,正方形状等の各パタンを
形成することができる。従来の特願平1−43240号に開
示された発明と同様に、SiO2層3の厚さの制御により線
幅方向の寸法が正確に決定できるのに加え、SiO2層3パ
タンの幅の制御により長さ方向の寸法も正確に決定する
ことができる。第1図では、SiO2層3のパタンをライン
アンドスペースパタンで説明を行ったが、ラインパタン
1本であっても良く、他の任意のパタンでも良いことは
説明するまでもない。また、X線吸収体金属としてはT
a,X線透過性物質としてSiO2を用いたが、それぞれほか
の任意の材料であっても良いことは明白である。
X線吸収体金属として金,タングステン,モリブデン
等、X線透過性物質としては、珪素,窒化ほう素,炭化
珪素,珪素,ベリリウム等を用いることができる。基板
も任意の材料で良く、当然のことながら、X線吸収体金
属の基板を用いてもよい。
(実施例2) 第3図は本発明の別の実施例である。Si基板8上に形
成した段差を有するX線吸収体金属Ta層9の上にX線透
過性物質SiO2によりパタン10を形成する。
その後再びX線吸収体金属としてTa層11を堆積し、前
記のX線透過性物質SiO2のパタン10を覆う。第1図の場
合と同様に別のSi基板12と貼り付け、段差の断面が現れ
るようにスライスした後研磨する。13は接着剤である。
この場合も研磨面を両面平坦,一面平坦・他面凹,一面
凸・他面凹,両面凹等いずれでも良い。段差形状及び段
差上に形成するX線透過物質のパタン形状に応じて第3
図(a)〜(c)に例を示すような各種パタンが得られ
る。段差の形状及びX線透過性物質で形成するパタンの
形状は任意で良く、第3図に図示した以外に各種の形状
が得られることは明らかである。X線透過性物質のパタ
ンを形成するには、エッチング、リフトオフ,斜め蒸着
等、各種の方法を使用することができる。また、この場
合も基板、X線吸収体、X線透過性物質の材料は、実施
例1の場合と同様、それぞれ任意に選んでも良い。更に
第2図に例を示したように補強枠を取り付けることも可
能である。
(実施例3) 第4図は本発明の更に別の実施例である。X線吸収体
金属の堆積と、X線透過性物質の堆積とそれぞれ2回以
上繰り返し、より複雑なパタン形状((a)はループ
状、(b)はラインアンドスペース)を得た例である。
基板、X線吸収体金属、X線透過物質の材料として、第
1図,第3図と同様にそれぞれSi,Ta,SiO2を用いたが、
他の材料であっても良いことは明確である。また、補強
枠を取り付けても良いことも同様である。14は基板、15
はX線吸収体金属、16はX線透過性物質のパタン、17は
X線吸収体金属、18は接着剤、19は基板である。
第1図,第3図,第4図に示した各種パタンを組み合
わせて一つのX線マスク上に配置することも可能であ
り、X線吸収体金属及びX線透過性物質の堆積と加工が
可能ならば、パタンの形状は如何なる形態であっても良
い。
(実施例4) 実施例1〜実施例3に示した本発明のX線マスクにお
いて、X線吸収体金属の部分とX線透過性物質の部分を
入れ替えれば、遮光部と透過部を逆にしたX線マスクが
得られ、同様の機能、効果が得られることは明らかであ
る。
第5図にその実施例を示す。第5図において、20は基
板、21はX線透過性物質、22はX線吸収体金属のパタ
ン、23はX線透過性物質、24は接着剤、25は基板であ
る。接着剤としてX線透過性のものを用いれば、最後に
X線吸収体金属上に設けるX線透過性物質23の層の形成
を省略することも可能である。また、基板20自体として
X線透過性物質を用いれば、X線透過性物質21の層の形
成を省略することも可能である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、X線マスク微
細線パタンの線幅方向の寸法を膜の堆積厚さの制御によ
って正確に制御、決定できる上、微細線パタンの長さ方
向の寸法をX線透過性物質やX線吸収体金属パタンの線
幅の制御によって正確に制御、決定することができる。
微細線パタンの線幅や長さに関係なくX線吸収体金属の
厚さを大きくすることができるので、X線透過部とX線
遮光部とのX線透過率の比を非常に大きくとれるという
利点があり、従来のX線マスクでは得られなかった矩
形、L字,コの字,T字,ループ等各種形状のパタンを容
易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図,第3図,第4図及び第5図は本発明の
実施例を示す斜視図、第6図,第7図及び第8図は先願
に係わる従来のX線マスクを示す図である。 1……Si基板、2……Ta層、3……SiO2層、4……Ta
層、5……Si基板、6……接着剤、7……リング状の補
強枠、8……Si基板、9……Ta層、10……SiO2のパタ
ン、11……Ta層、12……Si基板、13……接着剤、14……
基板、15……X線吸収体金属、16……X線透過性物質の
パタン、17……X線吸収体金属、18……接着剤、19,20
……基板、21……X線透過性物質、22……X線吸収体金
属のパタン、23……X線透過性物質、24……接着剤、25
……基板、26……X線透過性物質、27……X線吸収体金
属、28……基板、29……接着剤。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 1/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線吸収体金属の基体表面上、又は任意の
    基体上に載置されたX線吸収体金属の表面上に、X線透
    過性物質によって所望のパタンを形成し、その形成した
    前記X線透過性物質のパタンをX線吸収体金属で覆い、
    前記下地のX線吸収体金属の基体または任意の基体上に
    載置せられたX線吸収体金属と合わせて、前記X線透過
    性物質のパタンを囲んでX線吸収体金属が存在するよう
    になし、該X線吸収体金属で囲まれたX線透過性物質の
    パタン断面が現れるように、前記基体ごと、前記X線吸
    収体金属で囲まれた前記X線透過性物質のパタンをスラ
    イスし、該X線透過性物質のパタンの断面部分をX線透
    過部とし、前記基体自体のまたは基体上に載置したX線
    吸収体金属の断面部分及び前記X線透過性物質のパタン
    を覆うため配したX線吸収体金属の断面部分をX線遮光
    部としたことを特徴とするX線マスクの製造方法。
  2. 【請求項2】X線透過物質の基体表面上、または任意の
    基体上に載置されたX線透過性物質の表面上に、X線吸
    収体金属によって所望のパタンを形成し、その形成した
    前記X線吸収体金属のパタンをX線透過性物質で覆い、
    前記下地のX線透過性物質の基体または任意の基体上に
    載置せられたX線透過性物質と合わせて、前記X線吸収
    体金属パタンを囲んでX線透過性物質が存在するように
    なし、該X線透過性物質で囲まれたX線吸収体金属のパ
    タン断面が現れるように、前記基体ごと、前記X線透過
    性物質で囲まれた前記X線吸収体金属のパタンをスライ
    スし、該X線吸収体金属のパタンの断面部分をX線遮光
    部とし、前記基体自体のまたは基体上に載置したX線透
    過性物質の断面部分及び前記X線吸収体金属のパタンを
    覆うため配したX線透過性物質の断面部分をX線透過部
    としたことを特徴とするX線マスクの製造方法。
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