JP3114286B2 - Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線露光用マスク及びそ
れの製造方法に関し、例えば波長２Å〜１５０Å程度の
Ｘ線を用いてマスク面上の電子回路パターンをウエハ面
上に転写し、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子を製造する所
謂Ｘ線リソグラフィーにおいて高精度な露光転写が可能
なＸ線露光用マスク及びそれの製造方法に関するもので
ある。
れの製造方法に関し、例えば波長２Å〜１５０Å程度の
Ｘ線を用いてマスク面上の電子回路パターンをウエハ面
上に転写し、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子を製造する所
謂Ｘ線リソグラフィーにおいて高精度な露光転写が可能
なＸ線露光用マスク及びそれの製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】最近ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子製造用
の露光装置においては、半導体素子の高集積化に伴って
より高分解能の焼付けが可能なＸ線を利用した露光装置
が種々と提案されている。
の露光装置においては、半導体素子の高集積化に伴って
より高分解能の焼付けが可能なＸ線を利用した露光装置
が種々と提案されている。
【０００３】このＸ線を利用した露光装置で使用される
Ｘ線露光用マスクの材料及び構成に関する研究は数多く
発表されている。
Ｘ線露光用マスクの材料及び構成に関する研究は数多く
発表されている。
【０００４】図４は従来の一般的なＸ線露光用マスクの
要部断面図である。
要部断面図である。
【０００５】図中２１はＸ線透過膜の支持枠でありシリ
コンより成っている。２２はＸ線透過膜、２３はＸ線吸
収体でありＸ線透過膜２２面に設けている。Ｘ線透過膜
２２の材料としてはシリコン（Ｓｉ），窒化シリコン
（ＳｉＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）等が、Ｘ線吸収体
２３の材料としては金（Ａｕ），タンタル（Ｔａ），タ
ングステン（Ｗ）等が用いられる。
コンより成っている。２２はＸ線透過膜、２３はＸ線吸
収体でありＸ線透過膜２２面に設けている。Ｘ線透過膜
２２の材料としてはシリコン（Ｓｉ），窒化シリコン
（ＳｉＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）等が、Ｘ線吸収体
２３の材料としては金（Ａｕ），タンタル（Ｔａ），タ
ングステン（Ｗ）等が用いられる。
【０００６】一方、Ｘ線リソグラフィーを半導体素子の
量産に適用するには、Ｘ線露光用マスクの量産が重要に
なってくる。しかしながらＸ線露光用マスクの量産はこ
れまで技術的に大変困難であった。それはレジストパタ
ーン露光を通常、電子線描画で行うため多大な時間がか
かるためである。
量産に適用するには、Ｘ線露光用マスクの量産が重要に
なってくる。しかしながらＸ線露光用マスクの量産はこ
れまで技術的に大変困難であった。それはレジストパタ
ーン露光を通常、電子線描画で行うため多大な時間がか
かるためである。
【０００７】一方、半導体素子の量産生産では同一デバ
イスのラインを複数持ち、しかも１ラインで露光用マス
クを複数組必要とする。従って同一パターンの露光マス
クが多数枚必要となる。これらをひとつひとつ電子線描
画装置で描画していては時間がかかりすぎ、又コストの
点で不利となる。
イスのラインを複数持ち、しかも１ラインで露光用マス
クを複数組必要とする。従って同一パターンの露光マス
クが多数枚必要となる。これらをひとつひとつ電子線描
画装置で描画していては時間がかかりすぎ、又コストの
点で不利となる。
【０００８】そこで従来はＸ線露光用マスターマスクは
電子線描画装置で作り、ワーキングマスクはマスターマ
スクを用いたＸ線露光によって製造しようという方法が
例えば特開昭５８−１９４３３８号公報や特開昭５８−
１９４３３９号公報等で提案されている。これらは、ワ
ーキングマスクの製造工程におけるレジストへのパター
ン露光工程にマスターマスクによるＸ線露光を使用する
というものである。
電子線描画装置で作り、ワーキングマスクはマスターマ
スクを用いたＸ線露光によって製造しようという方法が
例えば特開昭５８−１９４３３８号公報や特開昭５８−
１９４３３９号公報等で提案されている。これらは、ワ
ーキングマスクの製造工程におけるレジストへのパター
ン露光工程にマスターマスクによるＸ線露光を使用する
というものである。
【０００９】図５に従来のＸ線吸収体としてＡｕメッキ
膜を用いた場合のＸ線露光用マスクの作成方法の一例の
概略図を示す。
膜を用いた場合のＸ線露光用マスクの作成方法の一例の
概略図を示す。
【００１０】同図においてはまず１〜５ｍｍ厚のＳｉ基
板３１上にＣＶＤ法によりＸ線透過膜３２を１〜３μｍ
厚形成する（図５（Ａ））。次いで裏面を水酸化カリウ
ム水溶液等によってエッチングを行い、窓開けを行う
（図５（Ｂ））。Ｘ線透過膜３２面上にメッキ用電極３
３を形成した後レジストパターン３４を形成する（図５
（Ｃ））。Ｘ線透過膜３２面上にＡｕメッキを０．７〜
１．０μｍ行い、これによりＸ線吸収体３５を形成する
（図５（Ｄ））。レジストパターン３４及びメッキ電極
３３を剥離し、これによりＸ線露光用マスクが完成され
る（図５（Ｅ））。
板３１上にＣＶＤ法によりＸ線透過膜３２を１〜３μｍ
厚形成する（図５（Ａ））。次いで裏面を水酸化カリウ
ム水溶液等によってエッチングを行い、窓開けを行う
（図５（Ｂ））。Ｘ線透過膜３２面上にメッキ用電極３
３を形成した後レジストパターン３４を形成する（図５
（Ｃ））。Ｘ線透過膜３２面上にＡｕメッキを０．７〜
１．０μｍ行い、これによりＸ線吸収体３５を形成する
（図５（Ｄ））。レジストパターン３４及びメッキ電極
３３を剥離し、これによりＸ線露光用マスクが完成され
る（図５（Ｅ））。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す構成のＸ線
露光用マスクでは、Ｘ線吸収体２３の内部応力によるＸ
線吸収体２３の位置ずれ、パターンの欠陥及びＸ線露光
時のフレネル回折によるパターン像のボケ、Ｘ線照射に
よるＸ線吸収体の発熱等の問題点があった。
露光用マスクでは、Ｘ線吸収体２３の内部応力によるＸ
線吸収体２３の位置ずれ、パターンの欠陥及びＸ線露光
時のフレネル回折によるパターン像のボケ、Ｘ線照射に
よるＸ線吸収体の発熱等の問題点があった。
【００１２】Ｘ線露光時のフレネル回折によるボケはマ
スクとレジストの間にギャップがあるためにその間でフ
レネル回折により像がボケてしまう現象である。Ｘ線照
射によるＸ線吸収体の発熱とは、Ｘ線照射によって吸収
体がＸ線を吸収して発熱し、この発熱によって吸収体が
位置ひずみを起こす現象である。
スクとレジストの間にギャップがあるためにその間でフ
レネル回折により像がボケてしまう現象である。Ｘ線照
射によるＸ線吸収体の発熱とは、Ｘ線照射によって吸収
体がＸ線を吸収して発熱し、この発熱によって吸収体が
位置ひずみを起こす現象である。
【００１３】一方、従来のＸ線露光用マスク、特にＸ線
露光用ワーキングマスクの製造方法では前述の如くＸ線
吸収体の内部応力による吸収体の位置ずれ、パターンの
欠陥等の問題点を有していた。Ｘ線吸収体の内部応力の
制御は非常に困難であり、これによって引き起こされる
Ｘ線吸収体の位置ずれによって歩留りは非常に低いもの
となっていた。
露光用ワーキングマスクの製造方法では前述の如くＸ線
吸収体の内部応力による吸収体の位置ずれ、パターンの
欠陥等の問題点を有していた。Ｘ線吸収体の内部応力の
制御は非常に困難であり、これによって引き起こされる
Ｘ線吸収体の位置ずれによって歩留りは非常に低いもの
となっていた。
【００１４】又、パターンの欠陥は白欠陥と黒欠陥とが
あるが、黒欠陥の修正は集束イオンビームエッチング法
等により比較的容易にできるが、白欠陥の修正は非常に
難しく、高コスト化、歩留り低下をきたしていた。
あるが、黒欠陥の修正は集束イオンビームエッチング法
等により比較的容易にできるが、白欠陥の修正は非常に
難しく、高コスト化、歩留り低下をきたしていた。
【００１５】これらの問題点を解決するために従来より
種々な提案がなされている。Ｘ線吸収体の内部応力によ
る吸収体の位置ずれ、パターンの白欠陥に対してはＸ線
透過膜の両面に同一形状の吸収体を形成することによっ
て解決する方法が特開昭５９−１１６７４９号公報で提
案されている。ここでは表裏のＸ線吸収体によって内部
応力を相殺させると同時に、パターン欠陥の発生がラン
ダムであり同一場所に起こらないだろうことを利用して
欠陥密度を低減させることにより解決している。
種々な提案がなされている。Ｘ線吸収体の内部応力によ
る吸収体の位置ずれ、パターンの白欠陥に対してはＸ線
透過膜の両面に同一形状の吸収体を形成することによっ
て解決する方法が特開昭５９−１１６７４９号公報で提
案されている。ここでは表裏のＸ線吸収体によって内部
応力を相殺させると同時に、パターン欠陥の発生がラン
ダムであり同一場所に起こらないだろうことを利用して
欠陥密度を低減させることにより解決している。
【００１６】しかしながらこの方法では、Ｘ線露光時の
フレネル回折を抑えられなかった。又、Ｘ線露光時のフ
レネル回折はＸ線吸収体とレジスト層との間にギャップ
が存在するために発生し、これによりＸ線がボケ、解像
度が低下する。この問題点をＸ線吸収体の形状を制御し
てＸ線の位相を変えてフレネル回折の影響を低減させて
解決する方法が、特開平２−５２４１６号公報で提案さ
れている。しかしながら従来のワーキングマスクの製造
方法ではＸ線吸収体の形状制御は困難であった。
フレネル回折を抑えられなかった。又、Ｘ線露光時のフ
レネル回折はＸ線吸収体とレジスト層との間にギャップ
が存在するために発生し、これによりＸ線がボケ、解像
度が低下する。この問題点をＸ線吸収体の形状を制御し
てＸ線の位相を変えてフレネル回折の影響を低減させて
解決する方法が、特開平２−５２４１６号公報で提案さ
れている。しかしながら従来のワーキングマスクの製造
方法ではＸ線吸収体の形状制御は困難であった。
【００１７】一方、Ｘ線露光用マスクはＸ線照射によっ
てＸ線を吸収する。特にＸ線吸収体は照射されたＸ線の
ほとんどを吸収するために発熱する。この発熱により吸
収体は膨張して位置ひずみを発生させる。この問題点を
Ｘ線吸収体をＸ線多層膜にしてＸ線を反射させ解決する
方法が特開平２−１６５６１５号公報で提案されてい
る。しかしながらこの方法は、垂直入射のＸ線の反射率
が非常に低い為その効果が低かった。
てＸ線を吸収する。特にＸ線吸収体は照射されたＸ線の
ほとんどを吸収するために発熱する。この発熱により吸
収体は膨張して位置ひずみを発生させる。この問題点を
Ｘ線吸収体をＸ線多層膜にしてＸ線を反射させ解決する
方法が特開平２−１６５６１５号公報で提案されてい
る。しかしながらこの方法は、垂直入射のＸ線の反射率
が非常に低い為その効果が低かった。
【００１８】本発明はＸ線吸収体の内部応力によって引
き起こされる位置ひずみ及び欠陥の修正に起因する歩留
りの低下、高コスト化を改善すると共に、フレネル回折
及び熱発生の影響がなく、高解像度の露光転写が可能な
Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法の提供を目的とす
る。
き起こされる位置ひずみ及び欠陥の修正に起因する歩留
りの低下、高コスト化を改善すると共に、フレネル回折
及び熱発生の影響がなく、高解像度の露光転写が可能な
Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法の提供を目的とす
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のＸ線露
光用マスクは、Ｘ線透過膜の両面にＸ線吸収体のパター
ンがその対向するパターンの線幅が互いに異なるように
形成され、且つ細い側のパターンが太い側のパターンの
形成範囲内の反対側に実質的に収まるように配置されて
いることを特徴としている。
光用マスクは、Ｘ線透過膜の両面にＸ線吸収体のパター
ンがその対向するパターンの線幅が互いに異なるように
形成され、且つ細い側のパターンが太い側のパターンの
形成範囲内の反対側に実質的に収まるように配置されて
いることを特徴としている。
【００２０】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記Ｘ線透過膜が支持枠に保持されていることを特
徴としている。
て、前記Ｘ線透過膜が支持枠に保持されていることを特
徴としている。
【００２１】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記Ｘ線透過膜の両面に形成したパターンは一
方の面のパターンの線幅が他方の面のパターンの線幅に
比べて全て細くなるように構成されていることを特徴と
している。
おいて、前記Ｘ線透過膜の両面に形成したパターンは一
方の面のパターンの線幅が他方の面のパターンの線幅に
比べて全て細くなるように構成されていることを特徴と
している。
【００２２】請求項４の発明のＸ線露光用マスクの製造
方法は、Ｘ線透過膜の両面にＸ線感光用のレジスト層を
形成し、該両面のレジスト層にＸ線用マスターマスクを
介してＸ線を同時に照射した後、現像して処理してレジ
ストパターンを形成し、次いで該Ｘ線透過膜の両面にＸ
線吸収体をメッキ処理する工程を利用して該Ｘ線透過膜
の両面のレジストパターンの線幅が互いに異なるＸ線露
光用マスクを製造したことを特徴としている。
方法は、Ｘ線透過膜の両面にＸ線感光用のレジスト層を
形成し、該両面のレジスト層にＸ線用マスターマスクを
介してＸ線を同時に照射した後、現像して処理してレジ
ストパターンを形成し、次いで該Ｘ線透過膜の両面にＸ
線吸収体をメッキ処理する工程を利用して該Ｘ線透過膜
の両面のレジストパターンの線幅が互いに異なるＸ線露
光用マスクを製造したことを特徴としている。
【００２３】請求項５の発明のＸ線露光用マスクの製造
方法は、Ｘ線透過膜の両面にＸ線感光用のレジスト層を
形成し、該両面のレジスト層にＸ線用マスターマスクを
介して一方向からＸ線を同時に照射した後、両面のレジ
スト層を現像処理しレジストパターンを形成し、このと
き両面のレジストパターンの線幅が互いに異なるように
各要素を設定し、次いで該Ｘ線透過膜の両面にＸ線の吸
収体をメッキ処理した後、該レジスト層を剥離してＸ線
露光用マスクを製造したことを特徴としている。
方法は、Ｘ線透過膜の両面にＸ線感光用のレジスト層を
形成し、該両面のレジスト層にＸ線用マスターマスクを
介して一方向からＸ線を同時に照射した後、両面のレジ
スト層を現像処理しレジストパターンを形成し、このと
き両面のレジストパターンの線幅が互いに異なるように
各要素を設定し、次いで該Ｘ線透過膜の両面にＸ線の吸
収体をメッキ処理した後、該レジスト層を剥離してＸ線
露光用マスクを製造したことを特徴としている。
【００２４】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、前記Ｘ線透過膜の両面に形成したレジストパターン
はＸ線照射側の線幅がその反対側の面の線幅よりも細く
なるように各要素を設定していることを特徴としてい
る。
て、前記Ｘ線透過膜の両面に形成したレジストパターン
はＸ線照射側の線幅がその反対側の面の線幅よりも細く
なるように各要素を設定していることを特徴としてい
る。
【００２５】
【００２６】
【実施例】図１は本発明のＸ線露光用マスクの実施例１
の要部断面概略図である。
の要部断面概略図である。
【００２７】図中１はＸ線透過膜、２はＸ線吸収体であ
り、Ｘ線透過膜１の両面に設けている。Ｘ線吸収体２よ
りパターンを形成している。３はＸ線透過膜支持枠であ
り、Ｘ線透過膜１を保持している。
り、Ｘ線透過膜１の両面に設けている。Ｘ線吸収体２よ
りパターンを形成している。３はＸ線透過膜支持枠であ
り、Ｘ線透過膜１を保持している。
【００２８】本実施例ではＸ線透過膜１の両面にＸ線吸
収体２を各々対向するように設けている。このとき一方
の面のＸ線吸収体２の線幅が他方の面の線幅と異なるよ
うにしている。同図では上面（Ｘ線照射側）のＸ線吸収
体２の線幅が下面のＸ線吸収体の線幅よりも太くならな
いようにしている。
収体２を各々対向するように設けている。このとき一方
の面のＸ線吸収体２の線幅が他方の面の線幅と異なるよ
うにしている。同図では上面（Ｘ線照射側）のＸ線吸収
体２の線幅が下面のＸ線吸収体の線幅よりも太くならな
いようにしている。
【００２９】このように本実施例ではＸ線吸収体２の内
部応力による位置ずれをＸ線透過膜１の両面にＸ線吸収
体２を形成することによって相殺させ、Ｘ線吸収体の白
欠陥をＸ線透過膜１の両面にＸ線吸収体２を形成するこ
とによって欠陥密度を低減させてＸ線露光用マスク（Ｘ
線露光用ワーキングマスク）の製造時の歩留り向上及び
低コスト化を実現している。
部応力による位置ずれをＸ線透過膜１の両面にＸ線吸収
体２を形成することによって相殺させ、Ｘ線吸収体の白
欠陥をＸ線透過膜１の両面にＸ線吸収体２を形成するこ
とによって欠陥密度を低減させてＸ線露光用マスク（Ｘ
線露光用ワーキングマスク）の製造時の歩留り向上及び
低コスト化を実現している。
【００３０】又、Ｘ線のフレネル回折の影響をＸ線透過
膜の両面に形成したＸ線吸収体の線幅をわずかに変える
ことによって抑えている。
膜の両面に形成したＸ線吸収体の線幅をわずかに変える
ことによって抑えている。
【００３１】又、Ｘ線照射によるＸ線吸収体の発熱をＸ
線吸収体をＸ線透過膜の両面に分けて形成することによ
り、表面積を増加させて放熱を効率的に行わせると同時
にＸ線透過膜の両面（２方向）に熱を放出させて抑える
ことにより、Ｘ線吸収体の位置ひずみや白欠陥を露光に
よるフレネル回折の無い高性能な露光転写が可能なＸ線
露光用マスクを低コスト、高歩留りに達成している。
線吸収体をＸ線透過膜の両面に分けて形成することによ
り、表面積を増加させて放熱を効率的に行わせると同時
にＸ線透過膜の両面（２方向）に熱を放出させて抑える
ことにより、Ｘ線吸収体の位置ひずみや白欠陥を露光に
よるフレネル回折の無い高性能な露光転写が可能なＸ線
露光用マスクを低コスト、高歩留りに達成している。
【００３２】本発明のＸ線露光用マスクに用いるＸ線吸
収体はどのような形状でも良く、矩形であっても台形で
あっても、又逆台形であっても良く、又両面のＸ線吸収
体がそれぞれ形状が異なっていても良い。
収体はどのような形状でも良く、矩形であっても台形で
あっても、又逆台形であっても良く、又両面のＸ線吸収
体がそれぞれ形状が異なっていても良い。
【００３３】又、厚さは両面の吸収体の合計の厚さでも
ってＸ線露光用マスクとして機能すれば特に制限は無い
が、白欠陥密度を低減させるにはそれよりも厚い方が良
い。Ｘ線透過膜の両面に形成されたＸ線吸収体のそれぞ
れの太さはどちらが太くても目的に対する効果が有る
が、Ｘ線の半影ぼけの為に好ましくはＸ線源側の吸収体
が被露光基板側の吸収体よりも細くした方が良い。
ってＸ線露光用マスクとして機能すれば特に制限は無い
が、白欠陥密度を低減させるにはそれよりも厚い方が良
い。Ｘ線透過膜の両面に形成されたＸ線吸収体のそれぞ
れの太さはどちらが太くても目的に対する効果が有る
が、Ｘ線の半影ぼけの為に好ましくはＸ線源側の吸収体
が被露光基板側の吸収体よりも細くした方が良い。
【００３４】図２は本発明のＸ線露光用マスクの製造方
法を示す実施例１の説明図である。
法を示す実施例１の説明図である。
【００３５】本実施例ではＸ線透過膜の両面にメッキ用
電極層及びレジスト層を形成する工程、該レジスト層を
両面同時にＸ線露光用マスターマスクを用いてＸ線露
光、現像してレジストパターンを形成する工程、Ｘ線吸
収体をメッキする工程、Ｘ線露光時に両面の露光量を変
える、或はレジストの感度を変える工程とを利用するこ
とによって両面のレジストパターンの線幅、即ちＸ線吸
収体の線幅を異ならしめていることを特徴としている。
電極層及びレジスト層を形成する工程、該レジスト層を
両面同時にＸ線露光用マスターマスクを用いてＸ線露
光、現像してレジストパターンを形成する工程、Ｘ線吸
収体をメッキする工程、Ｘ線露光時に両面の露光量を変
える、或はレジストの感度を変える工程とを利用するこ
とによって両面のレジストパターンの線幅、即ちＸ線吸
収体の線幅を異ならしめていることを特徴としている。
【００３６】本実施例におけるメッキ材料としては、Ｘ
線を吸収してメッキ可能な材料ならばどのようなもので
も良いが、好ましくは金，銅，ニッケル，プラチナ等が
用いられる。又厚さは両面の吸収体の合計の厚さでもっ
てＸ線露光用マスクとして機能すれば特に制限は無い
が、白欠陥密度を制限させるには、それよりも厚い方が
良く、マスクを作りやすくするには薄い方が良い。
線を吸収してメッキ可能な材料ならばどのようなもので
も良いが、好ましくは金，銅，ニッケル，プラチナ等が
用いられる。又厚さは両面の吸収体の合計の厚さでもっ
てＸ線露光用マスクとして機能すれば特に制限は無い
が、白欠陥密度を制限させるには、それよりも厚い方が
良く、マスクを作りやすくするには薄い方が良い。
【００３７】次に図２を用いて本実施例のＸ線露光用の
マスクの製造方法について説明する。
マスクの製造方法について説明する。
【００３８】０．３〜５ｍｍ厚のＳｉ基板１１上にＣＶ
Ｄ又はスパッター法によりＸ線透過膜１２、例えば窒化
シリコン（ＳｉＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）膜を１〜
２μｍ厚形成する（図２（Ａ））。
Ｄ又はスパッター法によりＸ線透過膜１２、例えば窒化
シリコン（ＳｉＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）膜を１〜
２μｍ厚形成する（図２（Ａ））。
【００３９】次いで裏面を水酸化カリウム水溶液又は硝
フッ酸水溶液によってエッチングを行い、窓開けを行う
（図２（Ｂ））。Ｘ線透過膜の両面にメッキ用電極１３
を形成する。Ｘ線透過膜の両面のメッキ用電極１３上に
Ｘ線露光用ポジレジスト層１４，１５を形成する（図２
（Ｃ））。
フッ酸水溶液によってエッチングを行い、窓開けを行う
（図２（Ｂ））。Ｘ線透過膜の両面にメッキ用電極１３
を形成する。Ｘ線透過膜の両面のメッキ用電極１３上に
Ｘ線露光用ポジレジスト層１４，１５を形成する（図２
（Ｃ））。
【００４０】シンクロトロン放射光１６をＸ線露光用マ
スターマスク（不図示）を通してレジスト層にパターン
転写し（図２（Ｄ））、その後レジストを現像する１７
（図２（Ｅ））。このとき例えばレジスト１４，１５の
感度が同一で放射Ｘ線がレジスト層１４及びＸ線透過膜
１２に５０％程度吸収されるとすれば、放射Ｘ線量をレ
ジスト感度の２倍にする。
スターマスク（不図示）を通してレジスト層にパターン
転写し（図２（Ｄ））、その後レジストを現像する１７
（図２（Ｅ））。このとき例えばレジスト１４，１５の
感度が同一で放射Ｘ線がレジスト層１４及びＸ線透過膜
１２に５０％程度吸収されるとすれば、放射Ｘ線量をレ
ジスト感度の２倍にする。
【００４１】これは通常の露光量をレジスト１５に到達
させる為であると同時にレジスト層１４をオーバー露光
することによりレジスト層１４側の線幅をレジスト層１
５側の線幅と異ならせる為である。この両面のレジスト
パターンの線幅の差の制御は、レジスト層１４，１５の
Ｘ線感度を異ならせれば容易に達成できる。つまり線幅
の差を大きくしたければレジスト１５の感度をより落と
し、小さくしたければ上げれば良い。
させる為であると同時にレジスト層１４をオーバー露光
することによりレジスト層１４側の線幅をレジスト層１
５側の線幅と異ならせる為である。この両面のレジスト
パターンの線幅の差の制御は、レジスト層１４，１５の
Ｘ線感度を異ならせれば容易に達成できる。つまり線幅
の差を大きくしたければレジスト１５の感度をより落と
し、小さくしたければ上げれば良い。
【００４２】次にＸ線透過膜の両面を同時にメッキを行
い、Ｘ線吸収体パターン１８を形成する（図２
（Ｆ））。メッキは片面づつ行っても良いが内部応力制
限の為には両面同時に行うのが好ましい。膜厚はワーキ
ングマスクを使用する際のＸ線の波長によって異なり、
長波長になるほど薄くなるが、例えば０．５〜１．５ｎ
ｍ位の波長では両面合わせて０．５〜１．０μｍであ
る。レジスト及びメッキ電極を剥離し、これによりＸ線
露光用マスク（Ｘ線露光用ワーキングマスク）を得てい
る（図２（Ｇ））。
い、Ｘ線吸収体パターン１８を形成する（図２
（Ｆ））。メッキは片面づつ行っても良いが内部応力制
限の為には両面同時に行うのが好ましい。膜厚はワーキ
ングマスクを使用する際のＸ線の波長によって異なり、
長波長になるほど薄くなるが、例えば０．５〜１．５ｎ
ｍ位の波長では両面合わせて０．５〜１．０μｍであ
る。レジスト及びメッキ電極を剥離し、これによりＸ線
露光用マスク（Ｘ線露光用ワーキングマスク）を得てい
る（図２（Ｇ））。
【００４３】次に本実施例のＸ線露光用マスクの製造方
法における実施例の具体的な数値例を用いて説明する。
法における実施例の具体的な数値例を用いて説明する。
【００４４】２ｍｍ厚のＳｉ基板１１上にＣＶＤ法によ
りＳｉＮ膜１２を２μｍ厚形成した（図２（Ａ））。次
いで裏面を水酸化カリウム水溶液によってエッチングを
行い、窓開けを行った（図２（Ｂ））。Ｘ線透過膜の両
面にメッキ用電極１３を形成した。Ｘ線透過膜の両面の
メッキ用電極上にＸ線露光用ポジレジスト層（ＲＡＹ−
ＰＦ，ヘキスト社製）１４，１５を形成した（図２
（Ｃ））。シンクロトロン放射光１６をＸ線露光用マス
ターマスク（不図示）を通してレジスト層にパターン転
写し（図２（Ｄ））、レジストを現像した１７（図２
（Ｅ））。このとき露光量は１５０ｍＪ／ｃｍ２ であ
り通常の２倍の照射量であった。
りＳｉＮ膜１２を２μｍ厚形成した（図２（Ａ））。次
いで裏面を水酸化カリウム水溶液によってエッチングを
行い、窓開けを行った（図２（Ｂ））。Ｘ線透過膜の両
面にメッキ用電極１３を形成した。Ｘ線透過膜の両面の
メッキ用電極上にＸ線露光用ポジレジスト層（ＲＡＹ−
ＰＦ，ヘキスト社製）１４，１５を形成した（図２
（Ｃ））。シンクロトロン放射光１６をＸ線露光用マス
ターマスク（不図示）を通してレジスト層にパターン転
写し（図２（Ｄ））、レジストを現像した１７（図２
（Ｅ））。このとき露光量は１５０ｍＪ／ｃｍ２ であ
り通常の２倍の照射量であった。
【００４５】これは第１のレジスト層１４及びＸ線透過
膜１２に照射Ｘ線は５０％程度吸収され、第２のレジス
ト層１５に通常の露光量を到達させる為であると同時
に、第１のレジスト層１４をオーバー露光することによ
り線幅を第２のレジスト層１５と異ならせる為である。
膜１２に照射Ｘ線は５０％程度吸収され、第２のレジス
ト層１５に通常の露光量を到達させる為であると同時
に、第１のレジスト層１４をオーバー露光することによ
り線幅を第２のレジスト層１５と異ならせる為である。
【００４６】この第１層と第２層の線幅の差の制御は、
第１層と第２層のレジストのＸ線感度を異ならせれば容
易に達成できる。つまり線幅の差を大きくしたければ第
２のレジストの感度をより落とせば良い。
第１層と第２層のレジストのＸ線感度を異ならせれば容
易に達成できる。つまり線幅の差を大きくしたければ第
２のレジストの感度をより落とせば良い。
【００４７】次にＸ線透過膜の両面を同時に電解金メッ
キを行ない、Ｘ線吸収体パターン１８を形成した（図２
（Ｆ））。金メッキは亜硫酸系メッキ液（Ｎｅｗｔｒｏ
ｎｅｘ３０９，ＥＥＪＡ社製）で行った。金メッキの膜
圧はそれぞれ０．３５μｍであった。レジスト及びメッ
キ電極を剥離し、Ｘ線露光用マスクを得た（図２
（Ｇ））。
キを行ない、Ｘ線吸収体パターン１８を形成した（図２
（Ｆ））。金メッキは亜硫酸系メッキ液（Ｎｅｗｔｒｏ
ｎｅｘ３０９，ＥＥＪＡ社製）で行った。金メッキの膜
圧はそれぞれ０．３５μｍであった。レジスト及びメッ
キ電極を剥離し、Ｘ線露光用マスクを得た（図２
（Ｇ））。
【００４８】作製したＸ線露光用マスクのＸ線透過膜の
両面に形成されたＸ線吸収体の線幅を測定したところ、
第１の面が０．２５μｍであったのに対して、第２の面
は０．１７μｍであった。このＸ線露光用マスクの長寸
法の位置精度を測定したところ、Ｘ線透過膜３０ｍｍ角
内で０．０２μｍ以内であった。又、欠陥検査をしたと
ころ両面合わせての白欠陥は無かった。
両面に形成されたＸ線吸収体の線幅を測定したところ、
第１の面が０．２５μｍであったのに対して、第２の面
は０．１７μｍであった。このＸ線露光用マスクの長寸
法の位置精度を測定したところ、Ｘ線透過膜３０ｍｍ角
内で０．０２μｍ以内であった。又、欠陥検査をしたと
ころ両面合わせての白欠陥は無かった。
【００４９】次にこのＸ線露光用マスクを用いてＸ線露
光を行った。Ｘ線の波長は０．６〜１．０ｎｍ、マスク
−レジスト間距離４０ミクロン、被露光レジストはシリ
コン基板上に形成された１μｍ厚のポリメチルメタクリ
レートである。露光雰囲気はヘリウム１５０ｔｏｒｒで
あった。
光を行った。Ｘ線の波長は０．６〜１．０ｎｍ、マスク
−レジスト間距離４０ミクロン、被露光レジストはシリ
コン基板上に形成された１μｍ厚のポリメチルメタクリ
レートである。露光雰囲気はヘリウム１５０ｔｏｒｒで
あった。
【００５０】Ｘ線露光後、レジストを現像し形状を走査
型電子顕微鏡で観察したところ、従来フレネル回折等の
影響で現れるパターントップの窪みは見られず、矩形の
０．２５μｍ線幅のパターンが形成できた。このレジス
トパターンの長寸法の位置精度を測定したところ、３０
ｍｍ角内で０．０２μｍ以内であり、Ｘ線露光によって
もＸ線吸収体の温度が上昇することなく高精度な転写を
実現することができた。
型電子顕微鏡で観察したところ、従来フレネル回折等の
影響で現れるパターントップの窪みは見られず、矩形の
０．２５μｍ線幅のパターンが形成できた。このレジス
トパターンの長寸法の位置精度を測定したところ、３０
ｍｍ角内で０．０２μｍ以内であり、Ｘ線露光によって
もＸ線吸収体の温度が上昇することなく高精度な転写を
実現することができた。
【００５１】図３は本発明のＸ線露光用マスクの製造方
法を示す実施例２の説明図である。本実施例の特徴を具
体的な数値を用いて順次説明する。
法を示す実施例２の説明図である。本実施例の特徴を具
体的な数値を用いて順次説明する。
【００５２】２ｍｍ厚のＳｉ基板５１上にＣＶＤ法によ
り窒化シリコン膜５２を２μｍ厚形成した（図３
（Ａ））。次にこの窒化シリコン上にスパッター法を用
いてタンタル５３を約０．７μｍの厚さで成膜した。こ
の上層にスパッター法を用いて酸化シリコン膜５４を
０．３μｍ成膜し、更にこの上層に電子線用レジスト層
５５を形成した（図３（Ｂ））。
り窒化シリコン膜５２を２μｍ厚形成した（図３
（Ａ））。次にこの窒化シリコン上にスパッター法を用
いてタンタル５３を約０．７μｍの厚さで成膜した。こ
の上層にスパッター法を用いて酸化シリコン膜５４を
０．３μｍ成膜し、更にこの上層に電子線用レジスト層
５５を形成した（図３（Ｂ））。
【００５３】続いてこのレジスト層５５を電子線で露
光、現像してレジストパターンを得た。このレジストパ
ターンをマスクとして酸化シリコン５４をリアクティブ
イオンエッチングし、更にこの酸化シリコン５４をマス
クとしてタンタル５３をパターニングした。
光、現像してレジストパターンを得た。このレジストパ
ターンをマスクとして酸化シリコン５４をリアクティブ
イオンエッチングし、更にこの酸化シリコン５４をマス
クとしてタンタル５３をパターニングした。
【００５４】次に基板５１の裏面を水酸化カリウム水溶
液によってエッチングを行い、窓開けを行ない（図３
（Ｃ））、続いてメッキ用電極層５７を形成した後、Ｘ
線露光用ネガレジスト層（ＡＺ−ＰＮ１００，ヘキスト
社製）５８を形成した。
液によってエッチングを行い、窓開けを行ない（図３
（Ｃ））、続いてメッキ用電極層５７を形成した後、Ｘ
線露光用ネガレジスト層（ＡＺ−ＰＮ１００，ヘキスト
社製）５８を形成した。
【００５５】次にシンクロトロン放射光５９をタンタル
パターン側からタンタルパターン５６をマスクとしてレ
ジスト層５８に照射した（図３（Ｄ））。これを現像し
てレジストパターン５ａを得た（図３（Ｅ））。このと
き露光量は２５０ｍＪ／ｃｍ２ であった。
パターン側からタンタルパターン５６をマスクとしてレ
ジスト層５８に照射した（図３（Ｄ））。これを現像し
てレジストパターン５ａを得た（図３（Ｅ））。このと
き露光量は２５０ｍＪ／ｃｍ２ であった。
【００５６】次にこのレジストパターン５ａに対して金
メッキ５ｂを０．７μｍの厚さ施した（図３（Ｆ））。
レジスト及びメッキ用電極を剥離してＸ線露光用マスク
を得た（図３（Ｇ））。
メッキ５ｂを０．７μｍの厚さ施した（図３（Ｆ））。
レジスト及びメッキ用電極を剥離してＸ線露光用マスク
を得た（図３（Ｇ））。
【００５７】作製したＸ線露光用マスクのＸ線透過膜の
両面に形成されたＸ線吸収体の線幅を測定したところ第
１の面（タンタル）が０．２５μｍであったのに対し
て、第２の面（金）は０．１９μｍであった。このマス
クの長寸法の位置精度を測定したところ、Ｘ線透過膜３
０ｍｍ角内で０．０３μｍ以内であった。
両面に形成されたＸ線吸収体の線幅を測定したところ第
１の面（タンタル）が０．２５μｍであったのに対し
て、第２の面（金）は０．１９μｍであった。このマス
クの長寸法の位置精度を測定したところ、Ｘ線透過膜３
０ｍｍ角内で０．０３μｍ以内であった。
【００５８】次にこのマスクを用いてＸ線露光を行っ
た。Ｘ線の波長は０．６〜１．０ｎｍ、マスク−レジス
ト間距離４０ミクロン、被露光レジストはシリコン基板
上に形成された１μｍ厚のポリメチルメタクリレートで
ある。露光雰囲気はヘリウム１５０ｔｏｒｒであった。
た。Ｘ線の波長は０．６〜１．０ｎｍ、マスク−レジス
ト間距離４０ミクロン、被露光レジストはシリコン基板
上に形成された１μｍ厚のポリメチルメタクリレートで
ある。露光雰囲気はヘリウム１５０ｔｏｒｒであった。
【００５９】Ｘ線露光後、レジストを現像し形状を走査
型電子顕微鏡で観察したところ、従来フレネル回折等の
影響で現れるパターントップの窪みは見られず、矩形の
０．２５μｍ線幅のパターンが形成できた。このレジス
トパターンの長寸法の位置精度を測定したところ、３０
ｍｍ角内で０．０３μｍであり、Ｘ線露光によってもＸ
線吸収体の温度が上昇することなく高精度な転写を実現
することができた。
型電子顕微鏡で観察したところ、従来フレネル回折等の
影響で現れるパターントップの窪みは見られず、矩形の
０．２５μｍ線幅のパターンが形成できた。このレジス
トパターンの長寸法の位置精度を測定したところ、３０
ｍｍ角内で０．０３μｍであり、Ｘ線露光によってもＸ
線吸収体の温度が上昇することなく高精度な転写を実現
することができた。
【００６０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば従来のＸ線露光用マスクにおいて問題であったＸ線
吸収体の内部応力による吸収体の位置ずれ、パターンの
欠陥及びＸ線露光時のフレネル回折によるボケ、Ｘ線照
射によるＸ線吸収体の発熱等の問題点をＸ線透過膜の両
面にＸ線吸収体を同一に形成すると共に、両面のＸ線吸
収体の線幅を異ならせることによって解決している。
れば従来のＸ線露光用マスクにおいて問題であったＸ線
吸収体の内部応力による吸収体の位置ずれ、パターンの
欠陥及びＸ線露光時のフレネル回折によるボケ、Ｘ線照
射によるＸ線吸収体の発熱等の問題点をＸ線透過膜の両
面にＸ線吸収体を同一に形成すると共に、両面のＸ線吸
収体の線幅を異ならせることによって解決している。
【００６１】即ち、Ｘ線吸収体の内部応力による位置ず
れをＸ線透過膜の両面にＸ線吸収体を形成することによ
って相殺させ、Ｘ線吸収体の白欠陥はＸ線透過膜の両面
にＸ線吸収体を形成することによって欠陥密度を低減さ
せ、Ｘ線のフレネル回折の影響をＸ線透過膜の両面に形
成されたＸ線吸収体の線幅をわずかに変えることによっ
て抑え、Ｘ線照射によるＸ線吸収体の発熱をＸ線吸収体
をＸ線透過膜の両面に分けて形成することにより、表面
積を増加させて放熱を効率的に行わせると同時にＸ線透
過膜の両面（２方向）に熱を放出させて抑えることによ
ってＸ線吸収体の位置ひずみや露光によるフレネル回折
が無く、欠陥密度の低い実用性の非常に高い露光転写が
可能なＸ線露光用マスク及びそれの製造方法を達成する
ことができる。
れをＸ線透過膜の両面にＸ線吸収体を形成することによ
って相殺させ、Ｘ線吸収体の白欠陥はＸ線透過膜の両面
にＸ線吸収体を形成することによって欠陥密度を低減さ
せ、Ｘ線のフレネル回折の影響をＸ線透過膜の両面に形
成されたＸ線吸収体の線幅をわずかに変えることによっ
て抑え、Ｘ線照射によるＸ線吸収体の発熱をＸ線吸収体
をＸ線透過膜の両面に分けて形成することにより、表面
積を増加させて放熱を効率的に行わせると同時にＸ線透
過膜の両面（２方向）に熱を放出させて抑えることによ
ってＸ線吸収体の位置ひずみや露光によるフレネル回折
が無く、欠陥密度の低い実用性の非常に高い露光転写が
可能なＸ線露光用マスク及びそれの製造方法を達成する
ことができる。
【図１】 本発明のＸ線露光用マスクの実施例１の要
部断面概略図
部断面概略図
【図２】 本発明のＸ線露光用マスクの製造方法の実
施例１の説明図
施例１の説明図
【図３】 本発明のＸ線露光用マスクの製造方法の実
施例２の説明図
施例２の説明図
【図４】 従来のＸ線露光用マスクの要部断面概略図
【図５】 従来のＸ線露光用マスクの製造方法の説明
図
図
１ Ｘ線透過膜 ２ Ｘ線吸収体 ３ Ｘ線透過膜支持枠 １１，５１ Ｓｉ基板 １２，５２ Ｘ線透過膜 １３，５７ メッキ用電極 １４，１５，５８ レジスト層 １６，５９ シンクロトロン放射光 １７，５ａ レジストパターン １８，５ｂ Ｘ線吸収体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16 G03F 7/20 503 G03F 7/20 521
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｘ線透過膜の両面にＸ線吸収体のパター
ンがその対向するパターンの線幅が互いに異なるように
形成され、且つ細い側のパターンが太い側のパターンの
形成範囲内の反対側に実質的に収まるように配置されて
いることを特徴とするＸ線露光用マスク。 - 【請求項２】 前記Ｘ線透過膜が支持枠に保持されてい
ることを特徴とする請求項１のＸ線露光用マスク。 - 【請求項３】 前記Ｘ線透過膜の両面に形成したパター
ンは一方の面のパターンの線幅が他方の面のパターンの
線幅に比べて全て細くなるように構成されていることを
特徴とする請求項１又は２のＸ線露光用マスク。 - 【請求項４】 Ｘ線透過膜の両面にＸ線感光用のレジス
ト層を形成し、該両面のレジスト層にＸ線用マスターマ
スクを介してＸ線を同時に照射した後、現像して処理し
てレジストパターンを形成し、次いで該Ｘ線透過膜の両
面にＸ線吸収体をメッキ処理する工程を利用して該Ｘ線
透過膜の両面のレジストパターンの線幅が互いに異なる
Ｘ線露光用マスクを製造したことを特徴とするＸ線露光
用マスクの製造方法。 - 【請求項５】 Ｘ線透過膜の両面にＸ線感光用のレジス
ト層を形成し、該両面のレジスト層にＸ線用マスターマ
スクを介して一方向からＸ線を同時に照射した後、両面
のレジスト層を現像処理しレジストパターンを形成し、
このとき両面のレジストパターンの線幅が互いに異なる
ように各要素を設定し、次いで該Ｘ線透過膜の両面にＸ
線の吸収体をメッキ処理した後、該レジスト層を剥離し
てＸ線露光用マスクを製造したことを特徴とするＸ線露
光用マスクの製造方法。 - 【請求項６】 前記Ｘ線透過膜の両面に形成したレジス
トパターンはＸ線照射側の線幅がその反対側の面の線幅
よりも細くなるように各要素を設定していることを特徴
とする請求項５のＸ線露光用マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28929991A JP3114286B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28929991A JP3114286B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121298A JPH05121298A (ja) | 1993-05-18 |
| JP3114286B2 true JP3114286B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17741388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28929991A Expired - Fee Related JP3114286B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Ｘ線露光用マスク及びそれの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114286B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849966A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-08-19 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 掩模板及其制备方法、曝光设备 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP28929991A patent/JP3114286B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05121298A (ja) | 1993-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |