JP2924146B2 - Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光用マスク及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は特定波長の可視光をアライメント光源とする
Ｘ線リソグラフィーに使用するＸ線マスクに関する。
Ｘ線リソグラフィーに使用するＸ線マスクに関する。
（従来の技術） 従来のＸ線露光用マスクの構造は、Ｘ線を吸収する重
金属膜と、その重金属パターンを支持するＸ線の吸収の
少ない軽元素の膜と、その膜の外周を固定する枠からな
っている。
金属膜と、その重金属パターンを支持するＸ線の吸収の
少ない軽元素の膜と、その膜の外周を固定する枠からな
っている。
Ｘ線を吸収する重金属パターンとしてはAu,Ta,W等原
子番号の大きい物質で形成され、厚さ0.2〜１μｍの微
細回路パターンが形成されている。
子番号の大きい物質で形成され、厚さ0.2〜１μｍの微
細回路パターンが形成されている。
重金属を支持する膜はSiNX,BN,SiC等、比較的軽元素
でＸ線の透過性の良い物質から成り、通常１μｍまたは
２μｍの厚みである。
でＸ線の透過性の良い物質から成り、通常１μｍまたは
２μｍの厚みである。
枠材はSi等、比較的剛性があり、部分的にエッチング
除去できる物質からなり、通常厚さ1mmまたは2mmであ
り、内部の所定領域に窓が形成されている。
除去できる物質からなり、通常厚さ1mmまたは2mmであ
り、内部の所定領域に窓が形成されている。
アライメント光透過性Ｘ線透過性支持膜（以下Ｘ線透
過性支持膜と称す）は、この窓を塞ぐかたちで、枠材に
固定されている。
過性支持膜と称す）は、この窓を塞ぐかたちで、枠材に
固定されている。
Ｘ線リソグラフィーはこのようなＸ線露光用マスクを
介して、該マスクの裏面、すなわち枠材側から、Ｘ線を
照射して、該マスクのパターンを基板状のレジストへ露
光転写する方法である。
介して、該マスクの裏面、すなわち枠材側から、Ｘ線を
照射して、該マスクのパターンを基板状のレジストへ露
光転写する方法である。
半導体集積回路の製造では何層ものパターンを精度よ
く重ね合わせて行く必要があり、Ｘ線リソグラフィーで
は、そのためのアライメント光源として特定波長の可視
光が使用され、可視光のHe−Neレーザーが最もよく使用
されている。
く重ね合わせて行く必要があり、Ｘ線リソグラフィーで
は、そのためのアライメント光源として特定波長の可視
光が使用され、可視光のHe−Neレーザーが最もよく使用
されている。
（発明が解決しようとする課題） アライメント光源として可視光が使用されるためＸ線
透過性支持膜には充分な可視光透過率が要求される。然
るに、Ｘ線透過性支持膜は非常に薄いため、可視光透過
率の分光スペクトルは、膜厚干渉によって、ある規則的
な波長による透過率の上昇下降を伴ういわゆるリップル
が発生する。
透過性支持膜には充分な可視光透過率が要求される。然
るに、Ｘ線透過性支持膜は非常に薄いため、可視光透過
率の分光スペクトルは、膜厚干渉によって、ある規則的
な波長による透過率の上昇下降を伴ういわゆるリップル
が発生する。
従来、Ｘ線透過性支持膜は充分な位置精度を得るため
の応力制御と、Ｘ線透過性と膜強度を考慮した膜厚設定
が行なわれていたに過ぎなかった。従って、膜厚の0.1
乃至0.2μ程度の微細な変化により、He−Neレーザーの
波長633nmでの透過率は50％から95％の範囲でバラつい
ていた。
の応力制御と、Ｘ線透過性と膜強度を考慮した膜厚設定
が行なわれていたに過ぎなかった。従って、膜厚の0.1
乃至0.2μ程度の微細な変化により、He−Neレーザーの
波長633nmでの透過率は50％から95％の範囲でバラつい
ていた。
従って、以上の様な問題点に鑑み、透過率が安定して
いるＸ線透過膜が望まれていた。
いるＸ線透過膜が望まれていた。
（課題を解決するための手段） 本発明はこのような従来の課題を解決するものであ
る。
る。
すなわち本発明はＸ線透過性支持膜上の全面または、
アライメント領域にアライメント光反射防止膜（以下反
射防止膜と称す）が形成され、その上にＸ線吸収体パタ
ーンが形成されていることを特徴とするＸ線マスクであ
って、Ｘ線透過性支持膜が屈折率2.15〜2.25のSiNXであ
り、反射防止膜が膜厚0.7〜0.8μｍのSiO2であることを
特徴とするＸ線マスクであり、Si基板に軽元素のＸ線透
過性支持膜を形成し、該Ｘ線透過膜上のアライメント領
域以外の領域をマスキングして、アライメント領域のみ
に反射防止膜を形成し、さらに反射防止膜上に重金属の
Ｘ線吸収体パターンを形成することを特徴とするＸ線マ
スクの製造方法であり、特定波長の透過率の変動を最小
限にできるＸ線マスクを提供するものである。
アライメント領域にアライメント光反射防止膜（以下反
射防止膜と称す）が形成され、その上にＸ線吸収体パタ
ーンが形成されていることを特徴とするＸ線マスクであ
って、Ｘ線透過性支持膜が屈折率2.15〜2.25のSiNXであ
り、反射防止膜が膜厚0.7〜0.8μｍのSiO2であることを
特徴とするＸ線マスクであり、Si基板に軽元素のＸ線透
過性支持膜を形成し、該Ｘ線透過膜上のアライメント領
域以外の領域をマスキングして、アライメント領域のみ
に反射防止膜を形成し、さらに反射防止膜上に重金属の
Ｘ線吸収体パターンを形成することを特徴とするＸ線マ
スクの製造方法であり、特定波長の透過率の変動を最小
限にできるＸ線マスクを提供するものである。
以下本発明を図にしたがって、詳細に説明する。
第１図の参考例および第２図の本発明の例で示すよう
に、本発明のＸ線マスクは枠体１とＸ線透過性支持膜２
と反射防止膜３とＸ線吸収体４で構成される。枠体１は
適度の剛性とエッチング性のあるSi等からなっている。
Ｘ線透過性支持膜２はＸ線の吸収が少ない軽元素化合物
で、可視光透過性のあるものが使用できる。このような
Ｘ線透過性支持膜として、例えば、SiN,SiC,BN等があ
る。反射防止膜３はＸ線透過性支持膜の上、全面若しく
は、アライメント領域に限定して積層されている。反射
防止膜の材質及びその膜厚はＸ線透過性支持膜の材質及
びその膜厚によって決定される。反射防止膜としてはＸ
線透過性支持膜と屈折率に差があるものがよく、SiO2、
MgF2,MgO,Al2O3,SiO,HfO2,ZrO2,TiO2,CeO2,ZnS等が使用
される。Ｘ線吸収体４はＸ線吸収の大きい、Ta,W,Au等
からなっている。
に、本発明のＸ線マスクは枠体１とＸ線透過性支持膜２
と反射防止膜３とＸ線吸収体４で構成される。枠体１は
適度の剛性とエッチング性のあるSi等からなっている。
Ｘ線透過性支持膜２はＸ線の吸収が少ない軽元素化合物
で、可視光透過性のあるものが使用できる。このような
Ｘ線透過性支持膜として、例えば、SiN,SiC,BN等があ
る。反射防止膜３はＸ線透過性支持膜の上、全面若しく
は、アライメント領域に限定して積層されている。反射
防止膜の材質及びその膜厚はＸ線透過性支持膜の材質及
びその膜厚によって決定される。反射防止膜としてはＸ
線透過性支持膜と屈折率に差があるものがよく、SiO2、
MgF2,MgO,Al2O3,SiO,HfO2,ZrO2,TiO2,CeO2,ZnS等が使用
される。Ｘ線吸収体４はＸ線吸収の大きい、Ta,W,Au等
からなっている。
本発明のＸ線マスクは、アライメント光源をHe−Neレ
ーザーすなわち波長632.8nmの光に限定して使用される
ものであり、Ｘ線透過性支持膜は屈折率2.15〜2.25のSi
NXであり、反射防止膜は0.7〜0.8μｍ厚のSiO2である。
ーザーすなわち波長632.8nmの光に限定して使用される
ものであり、Ｘ線透過性支持膜は屈折率2.15〜2.25のSi
NXであり、反射防止膜は0.7〜0.8μｍ厚のSiO2である。
本発明のＸ線マスクの製造方法は適度の剛性とエッチ
ング性のあるSi等を基板として、該基板上にＸ線透過性
支持膜となるSiN,SiC,BN等を化学気相蒸着法（CVD）や
物理蒸着法やスパッタリング等、各種薄膜形成法を用い
て形成される。
ング性のあるSi等を基板として、該基板上にＸ線透過性
支持膜となるSiN,SiC,BN等を化学気相蒸着法（CVD）や
物理蒸着法やスパッタリング等、各種薄膜形成法を用い
て形成される。
裏面の保護膜としてはSiN,SiC,BN,等が用いられ、Ｘ
線透過性薄膜と同様にして、Ｘ線透過性薄膜と同一工程
か、或は別工程で形成される。
線透過性薄膜と同様にして、Ｘ線透過性薄膜と同一工程
か、或は別工程で形成される。
次に、Ｘ線透過性支持膜上に反射防止膜としてSiO2,M
gF2,MgO,Al2O3,SiO,HfO2,ZrO2,TiO2,CeO2,ZnS等が物理
蒸着法やスパッタリングや化学気相蒸着法（CVD）等を
用いて、Ｘ線透過性支持膜のアライメント領域に限定し
て積層される。アライメント領域に限定して積層する方
法としては、メタルマスクやリフトオフ法により、所望
の領域にのみ膜を付着させる方法と、全面に膜を形成し
た後、所望の領域以外をエッチング除去する方法があ
る。
gF2,MgO,Al2O3,SiO,HfO2,ZrO2,TiO2,CeO2,ZnS等が物理
蒸着法やスパッタリングや化学気相蒸着法（CVD）等を
用いて、Ｘ線透過性支持膜のアライメント領域に限定し
て積層される。アライメント領域に限定して積層する方
法としては、メタルマスクやリフトオフ法により、所望
の領域にのみ膜を付着させる方法と、全面に膜を形成し
た後、所望の領域以外をエッチング除去する方法があ
る。
次に、反射防止膜上にＸ線吸収性金属パターンを形成
する。Ta,W,Au,等のＸ線吸収性金属の形成には例えば化
学気相蒸着法や物理蒸着法やスパッタリング、電気めっ
き等、各種薄膜形成法が用いられる。パターンニングは
いろいろな方法が考えられるが、一般的には上記金属層
を形成したのちパターンニングサブトラクティブ法か、
パターン形状に金属層を析出するアディティブ法によっ
て行なわれる。サブトラクティブ法は上記金属層を形成
した上にパターンレジストを形成し、ドライエッチング
等で金属パターンを形成する。アディティブ法はＸ線透
過性薄膜上に導電性膜を形成した上にパターンレジスト
を形成し、鍍金法で金属パターンを形成し、しかる後、
導電性膜の不要部分をドライエッチング等で除去する。
する。Ta,W,Au,等のＸ線吸収性金属の形成には例えば化
学気相蒸着法や物理蒸着法やスパッタリング、電気めっ
き等、各種薄膜形成法が用いられる。パターンニングは
いろいろな方法が考えられるが、一般的には上記金属層
を形成したのちパターンニングサブトラクティブ法か、
パターン形状に金属層を析出するアディティブ法によっ
て行なわれる。サブトラクティブ法は上記金属層を形成
した上にパターンレジストを形成し、ドライエッチング
等で金属パターンを形成する。アディティブ法はＸ線透
過性薄膜上に導電性膜を形成した上にパターンレジスト
を形成し、鍍金法で金属パターンを形成し、しかる後、
導電性膜の不要部分をドライエッチング等で除去する。
次に板状基板に所望の窓を形成する工程であるが、基
板に窓を開ける部分の裏面保護膜をドライエッチング等
のパターンニング手法で除去し、保護膜をマスクとし
て、基板の所望部分をエッチング除去して窓を形成す
る。
板に窓を開ける部分の裏面保護膜をドライエッチング等
のパターンニング手法で除去し、保護膜をマスクとし
て、基板の所望部分をエッチング除去して窓を形成す
る。
この板状基板に所望の窓を形成する工程はＸ線透過性
薄膜上にＸ線吸収性金属パターンを形成する工程の前で
あってもよい。
薄膜上にＸ線吸収性金属パターンを形成する工程の前で
あってもよい。
また必要に応じて、枠材に補強枠を貼合わせてもよ
い。
い。
また本願発明においてアライメント光としてHe−Neレ
ーザーを用いる場合を中心に述べているが、別にＧ線等
別の波長のものであっても構わない。
ーザーを用いる場合を中心に述べているが、別にＧ線等
別の波長のものであっても構わない。
（作用） 以上説明したように本発明のＸ線露光用マスクは屈折
率2.15〜2.25のSiNXのアライメント光透過性Ｘ線透過性
支持膜の上に、膜厚0.7〜0.8μｍのSiO2のアライメント
光反射防止膜が形成されており、更にその上にＸ線吸収
体パターンが形成されている。Ｘ線透過性支持膜上に形
成された反射防止膜は、マスク裏面から入射する特定波
長のアライメント光がＸ線透過性支持膜内で膜厚干渉す
る影響を防ぐ。
率2.15〜2.25のSiNXのアライメント光透過性Ｘ線透過性
支持膜の上に、膜厚0.7〜0.8μｍのSiO2のアライメント
光反射防止膜が形成されており、更にその上にＸ線吸収
体パターンが形成されている。Ｘ線透過性支持膜上に形
成された反射防止膜は、マスク裏面から入射する特定波
長のアライメント光がＸ線透過性支持膜内で膜厚干渉す
る影響を防ぐ。
従って、従来のＸ線露光用マスクでは、Ｘ線透過性支
持膜の膜厚干渉の影響があるため、Ｘ線透過性支持膜の
僅かな膜厚の違いによって、特定波長のアライメント光
の透過率が大きく変動していたが、本発明のＸ線露光用
マスクはＸ線透過性支持膜の膜厚が、多少ばらついてい
てもその透過率が大きく変動することはない。
持膜の膜厚干渉の影響があるため、Ｘ線透過性支持膜の
僅かな膜厚の違いによって、特定波長のアライメント光
の透過率が大きく変動していたが、本発明のＸ線露光用
マスクはＸ線透過性支持膜の膜厚が、多少ばらついてい
てもその透過率が大きく変動することはない。
（実施例） 第３図に、屈折率が2.2のSiNX（２）からなるＸ線透
過性支持膜上に膜厚0.75μｍのSiO2（３）からなる反射
防止膜を形成したＸ線マスクの可視光域の分光透過率
を、反射防止膜を形成しない場合と比較して示す。Ｘ線
透過性支持膜の膜厚が1.9μｍ（（ａ）の曲線）、2.0μ
ｍ（（ｂ）の曲線）、2.1μｍ、（（ｃ）の曲線）の場
合について示しているが、反射防止膜がない場合（各々
一点鎖線）に比べ反射防止膜がある場合（各々実線）、
ある波長域で透過率の変動が抑制されていることがわか
る。
過性支持膜上に膜厚0.75μｍのSiO2（３）からなる反射
防止膜を形成したＸ線マスクの可視光域の分光透過率
を、反射防止膜を形成しない場合と比較して示す。Ｘ線
透過性支持膜の膜厚が1.9μｍ（（ａ）の曲線）、2.0μ
ｍ（（ｂ）の曲線）、2.1μｍ、（（ｃ）の曲線）の場
合について示しているが、反射防止膜がない場合（各々
一点鎖線）に比べ反射防止膜がある場合（各々実線）、
ある波長域で透過率の変動が抑制されていることがわか
る。
第４図に、本発明の製造方法の一実施例を順に（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）に示す。
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）に示す。
まず、第４図（ａ）に示すように、シリコンウェーハ
（１）の全面にＸ線透過性薄膜及び保護膜となるSiN
X（２）膜を減圧CVD装置で形成した。次に、第４図
（ｂ）に示すように、反射防止膜であるSiO2（３）をEB
加熱蒸着装置で形成した。次に、第４図（ｃ）に示すよ
うに、Ｘ線吸収体であるTa（４）膜をスパッタ装置で形
成した。次に、第４図（ｄ）に示すように、Ta（４）膜
上にレジストパターンで電子ビーム露光で形成し、更
に、第４図（ｅ）に示すように、ドライエッチでTa
（４）膜をパターンニングした後レジスト（５）を除去
する。次に、第４図（ｆ）に示すように、裏面から窓を
形成するために、裏面のSiNX（２）膜の所定部分をRIE
で除去し、第４図（ｇ）に示すように、シリコンウェー
ハ（１）の露出面を熱アルカリでエッチングしていき、
所定部分のシリコンを除去する。
（１）の全面にＸ線透過性薄膜及び保護膜となるSiN
X（２）膜を減圧CVD装置で形成した。次に、第４図
（ｂ）に示すように、反射防止膜であるSiO2（３）をEB
加熱蒸着装置で形成した。次に、第４図（ｃ）に示すよ
うに、Ｘ線吸収体であるTa（４）膜をスパッタ装置で形
成した。次に、第４図（ｄ）に示すように、Ta（４）膜
上にレジストパターンで電子ビーム露光で形成し、更
に、第４図（ｅ）に示すように、ドライエッチでTa
（４）膜をパターンニングした後レジスト（５）を除去
する。次に、第４図（ｆ）に示すように、裏面から窓を
形成するために、裏面のSiNX（２）膜の所定部分をRIE
で除去し、第４図（ｇ）に示すように、シリコンウェー
ハ（１）の露出面を熱アルカリでエッチングしていき、
所定部分のシリコンを除去する。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明のＸ線露光用マスクは反
射防止膜の作用によって、マスク裏面から入射した特定
波長のアライメント光の膜厚干渉による反射の影響を軽
減し、従来のＸ線露光用マスクに見られる膜厚の僅かな
違いによる反射率の変動を抑制するために、常に安定し
た高い透過率を得ることができる。
射防止膜の作用によって、マスク裏面から入射した特定
波長のアライメント光の膜厚干渉による反射の影響を軽
減し、従来のＸ線露光用マスクに見られる膜厚の僅かな
違いによる反射率の変動を抑制するために、常に安定し
た高い透過率を得ることができる。
又、本発明の製造方法によれば、Ｘ線透過性支持膜の
上に、反射防止膜が形成されるので、バックエッチによ
って反射防止膜が損傷を受けることもない。
上に、反射防止膜が形成されるので、バックエッチによ
って反射防止膜が損傷を受けることもない。
第１図は、反射防止膜をＸ線透過性支持膜の上全面に設
けた参考例のＸ線露光用マスクの断面図、第２図は、反
射防止膜をＸ線透過性支持膜のアライメント部分のみに
設けた例の本発明のＸ線露光用マスクの断面図、第３図
は、本発明に係わる一実施例のＸ線露光用マスクの可視
光透過率で具体的には（ａ）はSiNXが1.9μ厚の場合の
透過率、（ｂ）はSiNXが2.0μ厚の場合の透過率、
（ｃ）はSiNXが2.1μ厚の場合の透過率で、おのおの一
点鎖線は従来のＸ線透過性支持膜のみの場合、実戦はそ
れにSiO2を0.75μ厚を加えた場合を示す、第４図は、同
製造方法の一実施例を順に示す断面図である。 １……シリコンウェーハ ２……SiNX ３……SiO2 ４……Ta
けた参考例のＸ線露光用マスクの断面図、第２図は、反
射防止膜をＸ線透過性支持膜のアライメント部分のみに
設けた例の本発明のＸ線露光用マスクの断面図、第３図
は、本発明に係わる一実施例のＸ線露光用マスクの可視
光透過率で具体的には（ａ）はSiNXが1.9μ厚の場合の
透過率、（ｂ）はSiNXが2.0μ厚の場合の透過率、
（ｃ）はSiNXが2.1μ厚の場合の透過率で、おのおの一
点鎖線は従来のＸ線透過性支持膜のみの場合、実戦はそ
れにSiO2を0.75μ厚を加えた場合を示す、第４図は、同
製造方法の一実施例を順に示す断面図である。 １……シリコンウェーハ ２……SiNX ３……SiO2 ４……Ta
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−237013（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241019（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16
Claims (2)
- 【請求項１】屈折率2.15〜2.25のSiNXのアライメント光
透過性Ｘ線透過性支持膜上の少なくともアライメント領
域に膜厚0.7〜0.8μｍのSiO2のアライメント光反射防止
膜が形成され、その上にＸ線吸収体パターンが形成され
ていることを特徴とするＸ線マスク。 - 【請求項２】Si基板に軽元素のアライメント光透過性Ｘ
線透過性支持膜を形成し、該Ｘ線透過性支持膜上のアラ
イメント領域以外の領域をマスキングして、アライメン
ト領域のみにアライメント光反射防止膜を形成し、さら
にアライメント光反射防止膜上に重金属のＸ線吸収体パ
ターンを形成す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 |
|---|---|---|---|
| JP25245290A JP2924146B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25245290A JP2924146B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130712A JPH04130712A (ja) | 1992-05-01 |
| JP2924146B2 true JP2924146B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=17237580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25245290A Expired - Lifetime JP2924146B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2924146B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3220523B2 (ja) * | 1992-07-10 | 2001-10-22 | 三菱マテリアル株式会社 | Ｘ線マスク |
| JP3513236B2 (ja) * | 1993-11-19 | 2004-03-31 | キヤノン株式会社 | Ｘ線マスク構造体、ｘ線マスク構造体の製造方法、該ｘ線マスク構造体を用いたｘ線露光装置及びｘ線露光方法、並びに該ｘ線露光方法を用いて製造される半導体装置 |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP25245290A patent/JP2924146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130712A (ja) | 1992-05-01 |
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