JP3255372B2 - Ｘ線マスク材料およびその製造方法 - Google Patents
Ｘ線マスク材料およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線リソグラフィに用い
られるＸ線マスク材料およびその製造方法に関し、詳し
くはパターンシフトに影響を及ぼすＸ線マスクメンブレ
ン内の歪（以下面内歪ということがある）を制御したＸ
線マスク材料およびその製造方法に関する。
られるＸ線マスク材料およびその製造方法に関し、詳し
くはパターンシフトに影響を及ぼすＸ線マスクメンブレ
ン内の歪（以下面内歪ということがある）を制御したＸ
線マスク材料およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体産業において、シリコン基
板等に微細パターンからなる集積回路を形成する技術に
は、露光用電磁波として、可視光や紫外光を用いて微細
パターンを転写するフォトリソグラフィ法が用いられて
きた。しかし近年、半導体技術の進歩とともに、超ＬＳ
Ｉなどの半導体装置の高集積化が著しく進み、このよう
な背景に伴い、従来のフォトリソグラフィ法に用いてき
た可視光や紫外光での転写限界を越えた高精度の微細パ
ターンの転写技術が要求されるに至った。このような微
細パターンを転写させるために、より波長の短いＸ線を
露光用電磁波として用いるＸ線リソグラフィ法が試みら
れている。
板等に微細パターンからなる集積回路を形成する技術に
は、露光用電磁波として、可視光や紫外光を用いて微細
パターンを転写するフォトリソグラフィ法が用いられて
きた。しかし近年、半導体技術の進歩とともに、超ＬＳ
Ｉなどの半導体装置の高集積化が著しく進み、このよう
な背景に伴い、従来のフォトリソグラフィ法に用いてき
た可視光や紫外光での転写限界を越えた高精度の微細パ
ターンの転写技術が要求されるに至った。このような微
細パターンを転写させるために、より波長の短いＸ線を
露光用電磁波として用いるＸ線リソグラフィ法が試みら
れている。
【０００３】Ｘ線リソグラフィ用Ｘ線マスクはＸ線透過
膜とＸ線吸収パターンとを有し、さらにこれらはシリコ
ンウエハで支持されている。またＸ線リソグラフィ法に
おいて、Ｘ線マスクは従来のフォトリソグラフィ法にお
けるフォトマスクと同様に、ステッパーへの装着などの
さまざまな取扱いを受ける。
膜とＸ線吸収パターンとを有し、さらにこれらはシリコ
ンウエハで支持されている。またＸ線リソグラフィ法に
おいて、Ｘ線マスクは従来のフォトリソグラフィ法にお
けるフォトマスクと同様に、ステッパーへの装着などの
さまざまな取扱いを受ける。
【０００４】このような取扱いの際のマスク破損の危険
性を減少させ、取扱い上の安全性を付与することを考慮
して、通常前記シリコン基板はガラス支持枠（支持体）
に固定されている。このような支持枠の接着を接着剤に
よって行うと、Ｘ線マスクはＸ線透過膜の引っ張り応力
が支配的となるために凹面構造となる。
性を減少させ、取扱い上の安全性を付与することを考慮
して、通常前記シリコン基板はガラス支持枠（支持体）
に固定されている。このような支持枠の接着を接着剤に
よって行うと、Ｘ線マスクはＸ線透過膜の引っ張り応力
が支配的となるために凹面構造となる。
【０００５】一般にＸ線リソグラフィ法におけるＸ線マ
スクは、感光面に対して１０〜５０μｍの微小な間隔で
バターン露光する近接露光法で使用されるため、Ｘ線透
過膜上で高い平面度が必要とされている。このような高
平面度を実現するために、比較的厚いシリコンウエハや
厚いガラス支持枠が用いられている。
スクは、感光面に対して１０〜５０μｍの微小な間隔で
バターン露光する近接露光法で使用されるため、Ｘ線透
過膜上で高い平面度が必要とされている。このような高
平面度を実現するために、比較的厚いシリコンウエハや
厚いガラス支持枠が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図７は、上記した従来
例による凹面構造のＸ線マスクと被露光体との関係を示
す。図７において、Ｘ線マスク２７は、Ｘ線透過膜２１
と、Ｘ線吸収パターンを刻んだＸ線吸収膜２２と、Ｘ線
透過孔２３を有するシリコン基板２４と、Ｘ線透過孔２
５を有するガラス支持枠２６とを備えている。被露光体
３０は、半導体ウエハ２８上にＸ線レジスト膜２９を塗
布した構造になっている。
例による凹面構造のＸ線マスクと被露光体との関係を示
す。図７において、Ｘ線マスク２７は、Ｘ線透過膜２１
と、Ｘ線吸収パターンを刻んだＸ線吸収膜２２と、Ｘ線
透過孔２３を有するシリコン基板２４と、Ｘ線透過孔２
５を有するガラス支持枠２６とを備えている。被露光体
３０は、半導体ウエハ２８上にＸ線レジスト膜２９を塗
布した構造になっている。
【０００７】図７に示したように、Ｘ線透過領域におけ
るＸ線マスク２７と被露光体３０の間隔が１０〜５０μ
ｍと狭隘であるため、図７のような凹面構造のマスクを
用いると、間隔調整時にマスク周辺部が被露光体３０表
面に接触するなどの事故を起こしやすい。
るＸ線マスク２７と被露光体３０の間隔が１０〜５０μ
ｍと狭隘であるため、図７のような凹面構造のマスクを
用いると、間隔調整時にマスク周辺部が被露光体３０表
面に接触するなどの事故を起こしやすい。
【０００８】又、陽極接合法により、シリコン基板とガ
ラス支持枠とを固定させる方法がある。この方法は、接
着剤の厚みのばらつきや接着剤の耐熱性、耐久性などの
経時劣化の問題も解決できる利点を有する。しかし、ガ
ラス支持枠の材料や接合条件によって発生する熱歪の大
きさが変化し、従来よく用いられていたパイレックスガ
ラスなどでは歪の大きさを精密に制御することが困難で
あった。
ラス支持枠とを固定させる方法がある。この方法は、接
着剤の厚みのばらつきや接着剤の耐熱性、耐久性などの
経時劣化の問題も解決できる利点を有する。しかし、ガ
ラス支持枠の材料や接合条件によって発生する熱歪の大
きさが変化し、従来よく用いられていたパイレックスガ
ラスなどでは歪の大きさを精密に制御することが困難で
あった。
【０００９】本発明の第１の目的は、Ｘ線透過膜のＸ線
透過領域の平坦性を保持しつつ、周辺部が被露光体と接
触の危険のないＸ線マスクを得ることが可能なＸ線マス
ク材料およびその製造方法を提供することにある。また
本発明の第２の目的は、前記Ｘ線マスク材料を用いてＸ
線マスクを提供することにある。
透過領域の平坦性を保持しつつ、周辺部が被露光体と接
触の危険のないＸ線マスクを得ることが可能なＸ線マス
ク材料およびその製造方法を提供することにある。また
本発明の第２の目的は、前記Ｘ線マスク材料を用いてＸ
線マスクを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のＸ線マスク材料は、中央部に透過領域を有するＸ線
透過膜と、前記透過領域の周辺部を一方の面上で支持す
る枠状のシリコン基板と、該シリコン基板の他方の面の
シリコンの一部又は全部と陽極接合して、前記シリコン
基板を支持するガラス支持枠とを有するＸ線マスク材料
であって、前記ガラス支持枠のガラスが、シリコンに対
し、室温から４００℃の各温度領域で、ガラスの熱膨張
による伸び率α１とシリコンの熱膨張による伸び率α２
との差（α１−α２）の符号が正になり、α１とα２の
比率（α１／α２）が室温から４００℃で１．０より大
きく、１．２以下である関係を有し、前記Ｘ線透過膜
が、その周辺部に対して突出していることを特徴とす
る。
明のＸ線マスク材料は、中央部に透過領域を有するＸ線
透過膜と、前記透過領域の周辺部を一方の面上で支持す
る枠状のシリコン基板と、該シリコン基板の他方の面の
シリコンの一部又は全部と陽極接合して、前記シリコン
基板を支持するガラス支持枠とを有するＸ線マスク材料
であって、前記ガラス支持枠のガラスが、シリコンに対
し、室温から４００℃の各温度領域で、ガラスの熱膨張
による伸び率α１とシリコンの熱膨張による伸び率α２
との差（α１−α２）の符号が正になり、α１とα２の
比率（α１／α２）が室温から４００℃で１．０より大
きく、１．２以下である関係を有し、前記Ｘ線透過膜
が、その周辺部に対して突出していることを特徴とす
る。
【００１１】また上記目的を達成するＸ線マスク材料の
製造方法は、中央部に透過領域を有するＸ線透過膜と、
前記透過領域の周辺部を一方の面上で支持する枠状のシ
リコン基板と、シリコンに対し、室温から４００℃の各
温度領域で、ガラスの熱膨張による伸び率α１とシリコ
ンの熱膨張による伸び率α２との差（α１−α２）の符
号が正になり、α１とα２の比率（α１／α２）が室温
から４００℃で１．０より大きく、１．２以下である関
係を有するガラス支持枠を用意し、前記シリコン基板の
他方の面のシリコンの一部又は全部とガラス支持枠と
を、加熱しながらこれらの間に電圧を印加して陽極接合
を行い、次に、陽極接合したシリコン基板とガラス支持
枠を室温まで冷却することを特徴とする。
製造方法は、中央部に透過領域を有するＸ線透過膜と、
前記透過領域の周辺部を一方の面上で支持する枠状のシ
リコン基板と、シリコンに対し、室温から４００℃の各
温度領域で、ガラスの熱膨張による伸び率α１とシリコ
ンの熱膨張による伸び率α２との差（α１−α２）の符
号が正になり、α１とα２の比率（α１／α２）が室温
から４００℃で１．０より大きく、１．２以下である関
係を有するガラス支持枠を用意し、前記シリコン基板の
他方の面のシリコンの一部又は全部とガラス支持枠と
を、加熱しながらこれらの間に電圧を印加して陽極接合
を行い、次に、陽極接合したシリコン基板とガラス支持
枠を室温まで冷却することを特徴とする。
【００１２】上記Ｘ線マスク材料の製造方法において、
シリコン基板とガラス支持枠との接合温度は１７０℃以
上であるのが好ましい。また本発明は、上記Ｘ線マスク
材料を用いて得られるＸ線マスクをも提供するものであ
る。
シリコン基板とガラス支持枠との接合温度は１７０℃以
上であるのが好ましい。また本発明は、上記Ｘ線マスク
材料を用いて得られるＸ線マスクをも提供するものであ
る。
【００１３】
【作用】本発明においては、ガラス支持枠を形成するガ
ラスの熱膨張による伸び率α１とシリコン基板を形成す
るシリコンの熱膨張による伸び率α２との差（α１−α
２）の符号が正となり、α１とα２の比率（α１／α
２）が室温から４００℃で１．０より大きく、１．２以
下であるように設定し、シリコン基板よりも所定の割合
だけ大きな熱膨張による伸び率を有するガラス支持枠
を、所定の高温（例えば１７０℃以上）で陽極接合法に
よりシリコン基板と接合し、室温まで冷却すると、冷却
の過程で伸び率の差によって発生する圧縮応力によっ
て、Ｘ線透過膜がガラス支持枠に対して凸状であるＸ線
マスク材料が再現性よく得られる。
ラスの熱膨張による伸び率α１とシリコン基板を形成す
るシリコンの熱膨張による伸び率α２との差（α１−α
２）の符号が正となり、α１とα２の比率（α１／α
２）が室温から４００℃で１．０より大きく、１．２以
下であるように設定し、シリコン基板よりも所定の割合
だけ大きな熱膨張による伸び率を有するガラス支持枠
を、所定の高温（例えば１７０℃以上）で陽極接合法に
よりシリコン基板と接合し、室温まで冷却すると、冷却
の過程で伸び率の差によって発生する圧縮応力によっ
て、Ｘ線透過膜がガラス支持枠に対して凸状であるＸ線
マスク材料が再現性よく得られる。
【００１４】ガラスの熱膨張による伸び率α１とシリコ
ンの熱膨張による伸び率α２との比率（α１／α２）が
室温から４００℃の温度域で１．０より大きく１．２以
下とする理由は、１．０以下では、圧縮応力によりＸ線
マスクを凸状にすることができず、１．２をこえるとＸ
線マスクの凸状が大きすぎるので好ましくないからであ
る。
ンの熱膨張による伸び率α２との比率（α１／α２）が
室温から４００℃の温度域で１．０より大きく１．２以
下とする理由は、１．０以下では、圧縮応力によりＸ線
マスクを凸状にすることができず、１．２をこえるとＸ
線マスクの凸状が大きすぎるので好ましくないからであ
る。
【００１５】また接合温度を１７０℃以上とするのが好
ましい理由は、１７０℃未満では接合が起り難いからで
ある。接合温度を４００℃を超える温度にすることは、
実用的ではないので、好ましい接合温度は１７０〜４０
０℃である。
ましい理由は、１７０℃未満では接合が起り難いからで
ある。接合温度を４００℃を超える温度にすることは、
実用的ではないので、好ましい接合温度は１７０〜４０
０℃である。
【００１６】
【実施例】以下本発明を、実施例に基づきより詳しく説
明する。 実施例１ （ｉ）図１（Ａ）は、シリコン（Ｓｉ）基板１ａの片面
上にＸ線透過膜１ｂとして炭化ケイ素または窒化ケイ素
の膜を成膜して作成したＸ線マスクメンブレン１を示す
ものである。なお、シリコン基板１ａとしては結晶方位
（１１０）のシリコン基板を用いた。またＸ線透過膜１
ｂとしての炭化ケイ素膜は、ジクロロシランとアセチレ
ンを用いてＣＶＤ法により成膜されたものであり、また
窒化ケイ素膜は、使用するガスを変えた以外は炭化ケイ
素膜の場合と同様に成膜されたものである。
明する。 実施例１ （ｉ）図１（Ａ）は、シリコン（Ｓｉ）基板１ａの片面
上にＸ線透過膜１ｂとして炭化ケイ素または窒化ケイ素
の膜を成膜して作成したＸ線マスクメンブレン１を示す
ものである。なお、シリコン基板１ａとしては結晶方位
（１１０）のシリコン基板を用いた。またＸ線透過膜１
ｂとしての炭化ケイ素膜は、ジクロロシランとアセチレ
ンを用いてＣＶＤ法により成膜されたものであり、また
窒化ケイ素膜は、使用するガスを変えた以外は炭化ケイ
素膜の場合と同様に成膜されたものである。
【００１７】（ii）図１（Ａ）に示すＸ線マスクメンブ
レン１においてＸ線透過膜１ｂが成膜されていない面は
シリコン基板１ａのシリコン面であるが、本実施例にお
いては、ガラス支持枠との接合前にシリコン基板１ａの
中央部を除去してＸ線透過膜１ｂを図１（Ｂ）に示すよ
うに自立させた。なお、このシリコン基板１ａの中央部
を除去する方法としては、例えば、シリコン基板１ａの
表面をリング状に耐エッチング物質を塗布し、８０〜１
００℃に加熱した１０〜５０ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液に浸
清する方法が用いられた。
レン１においてＸ線透過膜１ｂが成膜されていない面は
シリコン基板１ａのシリコン面であるが、本実施例にお
いては、ガラス支持枠との接合前にシリコン基板１ａの
中央部を除去してＸ線透過膜１ｂを図１（Ｂ）に示すよ
うに自立させた。なお、このシリコン基板１ａの中央部
を除去する方法としては、例えば、シリコン基板１ａの
表面をリング状に耐エッチング物質を塗布し、８０〜１
００℃に加熱した１０〜５０ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液に浸
清する方法が用いられた。
【００１８】（iii)本実施例においては、ガラス支持枠
を構成するガラスとして、ＳｉＯ2 が５８．８ｗｔ％、
Ａｌ2 Ｏ3 が２２．０ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏが２．８ｗｔ
％、ＭｇＯが４．９ｗｔ％、ＺｎＯが１０．０ｗｔ％で
あり、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とＮａ2 ＯとＭｇＯとＺｎ
Ｏとの合量が９８．５ｗｔ％であり、他の酸化物として
Ｂ2 Ｏ3 を１．５ｗｔ％、ＡＳ2 Ｏ3 を０．３％含有す
るＳＤ−３ガラスを用いた。そして図１（Ｃ）に示すよ
うに中央部がぬき穴になっているガラス支持枠２を、中
央部が除去されたシリコン基板１ａとＸ線透過膜１ｂと
からなるＸ線マスクメンブレン１に重ね合せた。支持枠
を構成するＳＤ−３ガラスと基板を構成するシリコン
（Ｓｉ）の、室温から５００℃における伸び率の変化直
線を図２に示す。図２よりガラスの伸び率（α１）とシ
リコンの伸び率（α２）との差（α１−α２）は各温度
でほぼ一定で正の値となっている。
を構成するガラスとして、ＳｉＯ2 が５８．８ｗｔ％、
Ａｌ2 Ｏ3 が２２．０ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏが２．８ｗｔ
％、ＭｇＯが４．９ｗｔ％、ＺｎＯが１０．０ｗｔ％で
あり、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とＮａ2 ＯとＭｇＯとＺｎ
Ｏとの合量が９８．５ｗｔ％であり、他の酸化物として
Ｂ2 Ｏ3 を１．５ｗｔ％、ＡＳ2 Ｏ3 を０．３％含有す
るＳＤ−３ガラスを用いた。そして図１（Ｃ）に示すよ
うに中央部がぬき穴になっているガラス支持枠２を、中
央部が除去されたシリコン基板１ａとＸ線透過膜１ｂと
からなるＸ線マスクメンブレン１に重ね合せた。支持枠
を構成するＳＤ−３ガラスと基板を構成するシリコン
（Ｓｉ）の、室温から５００℃における伸び率の変化直
線を図２に示す。図２よりガラスの伸び率（α１）とシ
リコンの伸び率（α２）との差（α１−α２）は各温度
でほぼ一定で正の値となっている。
【００１９】（iv）次に重ね合せたＸ線マスクメンブレ
ン１とガラス支持枠２を図１（Ｄ）に示すように電極板
３ａおよび３ｂで挟み込んだ。なお電極板３ａはＸ線透
過膜１ｂの自立した部分を保護するために中央に凹部を
設けたものを用いた。
ン１とガラス支持枠２を図１（Ｄ）に示すように電極板
３ａおよび３ｂで挟み込んだ。なお電極板３ａはＸ線透
過膜１ｂの自立した部分を保護するために中央に凹部を
設けたものを用いた。
【００２０】（ｖ）次に図１（Ｅ）に示すようにまず加
熱用ヒータ５により絶縁用石英板４を介して加熱し、ま
た荷重６を用いて加圧した。なお、装置は保温カバー７
の中で精密に温度コントロールされた。そして電極板３
ａを正極（Ｘ線マスクメンブレン側）に、電極板３ｂを
負極（ガラス支持枠側）になるように配線して直流電圧
を印加した。このときの印加電圧としては、例えば、５
００〜１５００Ｖとすることができる。また、接合温度
としては、例えば、１７０〜４００℃とすることがで
き、接合時間としては、１分〜２時間とすることがてき
る。さらに、電極３ｂの上に加える荷重としては、例え
ば、３５〜５００ｇ／ｃｍ2 の荷重を加えることができ
る。しかし、これらの印加電圧、接合温度、接合時間、
荷重等はこれらに限定されるものではない。
熱用ヒータ５により絶縁用石英板４を介して加熱し、ま
た荷重６を用いて加圧した。なお、装置は保温カバー７
の中で精密に温度コントロールされた。そして電極板３
ａを正極（Ｘ線マスクメンブレン側）に、電極板３ｂを
負極（ガラス支持枠側）になるように配線して直流電圧
を印加した。このときの印加電圧としては、例えば、５
００〜１５００Ｖとすることができる。また、接合温度
としては、例えば、１７０〜４００℃とすることがで
き、接合時間としては、１分〜２時間とすることがてき
る。さらに、電極３ｂの上に加える荷重としては、例え
ば、３５〜５００ｇ／ｃｍ2 の荷重を加えることができ
る。しかし、これらの印加電圧、接合温度、接合時間、
荷重等はこれらに限定されるものではない。
【００２１】本実施例で作製したＸ線マスク材料の平面
度を、フィゾー干渉測定法により評価してみると、均一
な凸面の構造をもち、平面度は５μｍ以下（周辺と中央
部の高さの差）であることを確認した。さらに、Ｘ線透
過膜のＸ線透過領域の面内歪みをレーザー測長器（光波
３Ｉ）にて測定し、十分な面精度が得られていることを
確認した。
度を、フィゾー干渉測定法により評価してみると、均一
な凸面の構造をもち、平面度は５μｍ以下（周辺と中央
部の高さの差）であることを確認した。さらに、Ｘ線透
過膜のＸ線透過領域の面内歪みをレーザー測長器（光波
３Ｉ）にて測定し、十分な面精度が得られていることを
確認した。
【００２２】実施例２ Ｘ線マスクメンブレンとして、シリコン基板の両面にＸ
線透過膜を成膜したものを用い、一方のＸ線透過膜を、
ＣＦ4 等のフッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用い
る反応性イオンエッチングによってその中心部をエッチ
ング除去した。次に、得られたリング状Ｘ線透過膜をマ
スクとして、実施例１と同様にＮａＯＨ水溶液を用いる
エッチング処理によって、シリコン基板の中央部を除去
して、図３（Ａ）に示すような断面形状を有する、シリ
コン基板１ａとＸ線透過膜１ｂとからなるＸ線マスクメ
ンブレン１を得た。
線透過膜を成膜したものを用い、一方のＸ線透過膜を、
ＣＦ4 等のフッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用い
る反応性イオンエッチングによってその中心部をエッチ
ング除去した。次に、得られたリング状Ｘ線透過膜をマ
スクとして、実施例１と同様にＮａＯＨ水溶液を用いる
エッチング処理によって、シリコン基板の中央部を除去
して、図３（Ａ）に示すような断面形状を有する、シリ
コン基板１ａとＸ線透過膜１ｂとからなるＸ線マスクメ
ンブレン１を得た。
【００２３】次にＸ線透過膜１ｂのガラス支持枠２と接
合する部分を、上述と同様の反応性イオンエッチングに
よって除去し、図３（Ｂ）に示すような断面形状を有す
るＸ線マスクメンブレン１を得た。次に、このＸ線マス
クメンブレン１とガラス支持枠２とを、図３（Ｃ）に示
すように重ね合せた。なお、支持枠を構成するガラスと
しては、実施例１と同様の組成のものを用いた。次に重
ね合せたＸ線マスクメンブレン１とガラス支持枠２と
を、実施例１と同様の条件で陽極接合法により接合し
た。
合する部分を、上述と同様の反応性イオンエッチングに
よって除去し、図３（Ｂ）に示すような断面形状を有す
るＸ線マスクメンブレン１を得た。次に、このＸ線マス
クメンブレン１とガラス支持枠２とを、図３（Ｃ）に示
すように重ね合せた。なお、支持枠を構成するガラスと
しては、実施例１と同様の組成のものを用いた。次に重
ね合せたＸ線マスクメンブレン１とガラス支持枠２と
を、実施例１と同様の条件で陽極接合法により接合し
た。
【００２４】本実施例で作製したＸ線マスク材料の平面
度を、フィゾー干渉測定法により評価してみると、均一
な凸面の構造をもち、平面度は５μｍ以下であることを
確認した。さらに、Ｘ線透過膜のＸ線透過領域の面内歪
みをレーザー測長器（光波３Ｉ）にて測定し、十分な面
精度が得られていることを確認した。
度を、フィゾー干渉測定法により評価してみると、均一
な凸面の構造をもち、平面度は５μｍ以下であることを
確認した。さらに、Ｘ線透過膜のＸ線透過領域の面内歪
みをレーザー測長器（光波３Ｉ）にて測定し、十分な面
精度が得られていることを確認した。
【００２５】実施例３ 実施例１で得られたＸ線マスク材料のＸ線透過膜上にＸ
線吸収膜であるタンタル膜をＲＦマグネトロン・スパッ
タ法によって形成した。Ｘ線吸収膜の膜厚は０．８μｍ
であった。なお、このスパッタ法においては、スパッタ
・ターゲットとして、タンタルターゲットを用い、スパ
ッタガスはアルゴンガスを使用した。この場合の雰囲気
条件は、アルゴンガスの流量を標準状態で２５cc／分、
成膜中のガス圧力を０．５Pa，ＲＦパワーを８．６４ｗ
／cm2 に選定した。この成膜条件で形成したＸ線吸収膜
は、内部応力が０〜１×１０8 dyn ／cm2という弱い引
っ張り応力を保有していた。次に、良好な膜特性を有す
るＸ線吸収膜にレジストパターンをマスクとして、塩素
ガスを用いた反応性イオンビーム・エッチングを行なっ
て、Ｘ線吸収膜によるパターンを形成し、Ｘ線マスクを
得た。
線吸収膜であるタンタル膜をＲＦマグネトロン・スパッ
タ法によって形成した。Ｘ線吸収膜の膜厚は０．８μｍ
であった。なお、このスパッタ法においては、スパッタ
・ターゲットとして、タンタルターゲットを用い、スパ
ッタガスはアルゴンガスを使用した。この場合の雰囲気
条件は、アルゴンガスの流量を標準状態で２５cc／分、
成膜中のガス圧力を０．５Pa，ＲＦパワーを８．６４ｗ
／cm2 に選定した。この成膜条件で形成したＸ線吸収膜
は、内部応力が０〜１×１０8 dyn ／cm2という弱い引
っ張り応力を保有していた。次に、良好な膜特性を有す
るＸ線吸収膜にレジストパターンをマスクとして、塩素
ガスを用いた反応性イオンビーム・エッチングを行なっ
て、Ｘ線吸収膜によるパターンを形成し、Ｘ線マスクを
得た。
【００２６】このようにして得られたＸ線マスクの模式
的断面形状を図６に示す。図６において、Ｘ線マスク２
７は、図７の従来のＸ線マスクと同様にＸ線透過膜２１
と、Ｘ線吸収パターンを刻んだＸ線吸収膜２２と、Ｘ線
透過孔２３を有するシリコン基板２４と、Ｘ線透過孔２
５を有するガラス支持枠２６とを備えている。そして図
６に示す本発明のＸ線マスクが図７に示す従来のＸ線マ
スクと相違する点は、Ｘ線透過膜２１がガラス支持枠２
６に対して凸状となっている点である。そしてこのよう
な凸状構造により、マスク中央部（Ｘ線透過領域）で被
露光体３０と位置合せしてもマスク周辺部が被露光体３
０と衝突する危険性がないという利点が得られた。
的断面形状を図６に示す。図６において、Ｘ線マスク２
７は、図７の従来のＸ線マスクと同様にＸ線透過膜２１
と、Ｘ線吸収パターンを刻んだＸ線吸収膜２２と、Ｘ線
透過孔２３を有するシリコン基板２４と、Ｘ線透過孔２
５を有するガラス支持枠２６とを備えている。そして図
６に示す本発明のＸ線マスクが図７に示す従来のＸ線マ
スクと相違する点は、Ｘ線透過膜２１がガラス支持枠２
６に対して凸状となっている点である。そしてこのよう
な凸状構造により、マスク中央部（Ｘ線透過領域）で被
露光体３０と位置合せしてもマスク周辺部が被露光体３
０と衝突する危険性がないという利点が得られた。
【００２７】次に本発明の変形例を示す。本発明は図４
（Ａ）および図５（Ａ）に示すように、Ｘ線透過膜１ｂ
上にＸ線吸収膜８ａが設けられたＸ線マスクブランクお
よび図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、Ｘ線透
過膜１ｂ上にＸ線吸収膜パターン８ｂが設けられたＸ線
マスクについて適用可能であり、これらのＸ線マスクブ
ランクおよびＸ線マスクに陽極接合法により支持枠を接
合することができる。
（Ａ）および図５（Ａ）に示すように、Ｘ線透過膜１ｂ
上にＸ線吸収膜８ａが設けられたＸ線マスクブランクお
よび図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、Ｘ線透
過膜１ｂ上にＸ線吸収膜パターン８ｂが設けられたＸ線
マスクについて適用可能であり、これらのＸ線マスクブ
ランクおよびＸ線マスクに陽極接合法により支持枠を接
合することができる。
【００２８】また、本実施例ではＸ線透過膜を自立させ
る方法としてＮａＯＨによるシリコンのエッチングを行
ったが、エッチングはこの方法に限るものではなく、フ
ッ硝酸（ＨＦとＨＮＯ3 の混合液）等も用いることがで
きる。
る方法としてＮａＯＨによるシリコンのエッチングを行
ったが、エッチングはこの方法に限るものではなく、フ
ッ硝酸（ＨＦとＨＮＯ3 の混合液）等も用いることがで
きる。
【００２９】 上述の実施例ではアルミノケイ酸塩ガラ
スを用いたが、これ以外にもガラス支持枠用材料として
様々な組成のガラスを用いることが可能である。一般に
好適なガラスとしては、アルミノケイ酸塩ガラス、ケイ
酸塩ガラス、硼ケイ酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、リン酸
塩ガラスが挙げられる。
スを用いたが、これ以外にもガラス支持枠用材料として
様々な組成のガラスを用いることが可能である。一般に
好適なガラスとしては、アルミノケイ酸塩ガラス、ケイ
酸塩ガラス、硼ケイ酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、リン酸
塩ガラスが挙げられる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
リコン基板とガラス支持枠との熱膨張による伸び率を規
定することにより、Ｘ線透過膜のＸ線透過領域の平坦性
を保持しつつ、ガラス支持枠に対して凸面構造を精密に
制御できるＸ線マスク材料およびその製造方法が提供さ
れた。またこのＸ線マスク材料を用いてＸ線マスクが提
供された。
リコン基板とガラス支持枠との熱膨張による伸び率を規
定することにより、Ｘ線透過膜のＸ線透過領域の平坦性
を保持しつつ、ガラス支持枠に対して凸面構造を精密に
制御できるＸ線マスク材料およびその製造方法が提供さ
れた。またこのＸ線マスク材料を用いてＸ線マスクが提
供された。
【００３１】さらに、本発明のＸ線マスク材料及びＸ線
マスクによれば、Ｘ線マスクの周辺部と被露光体とが接
触することを考慮しないですむので、Ｘ線マスクと被露
光体との間隔を容易に制御することができる。
マスクによれば、Ｘ線マスクの周辺部と被露光体とが接
触することを考慮しないですむので、Ｘ線マスクと被露
光体との間隔を容易に制御することができる。
【図１】実施例１におけるＸ線マスク材料の製造工程
図。
図。
【図２】実施例１において用いた支持枠用ガラスと基板
用シリコンとの熱膨張による伸び率の温度変化図。
用シリコンとの熱膨張による伸び率の温度変化図。
【図３】実施例２におけるＸ線マスク材料の製造工程
図。
図。
【図４】本発明が適用されるＸ線マスクブランクおよび
Ｘ線マスクの概略図。
Ｘ線マスクの概略図。
【図５】本発明が適用されるＸ線マスクブランクおよび
Ｘ線マスク概略図。
Ｘ線マスク概略図。
【図６】実施例３で得られたＸ線マスクの概略図。
【図７】従来例のＸ線マスクの概略図。
１ａ シリコン基板 １ｂ Ｘ線透過膜 １ Ｘ線マスクメンブレン ２ ガラス支持枠 ８ａ Ｘ線吸収膜 ８ｂ Ｘ線吸収膜パターン ２１ Ｘ線透過膜 ２２ Ｘ線吸収膜パターン ２４ シリコン基板 ２６ ガラス支持枠 ２７ Ｘ線マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−129910（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−265515（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186840（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−280840（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−330711（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−206012（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217863（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (4)
- 【請求項１】 中央部に透過領域を有するＸ線透過膜
と、前記透過領域の周辺部を一方の面上で支持する枠状
のシリコン基板と、該シリコン基板の他方の面のシリコ
ンの一部又は全部と陽極接合して、前記シリコン基板を
支持するガラス支持枠とを有するＸ線マスク材料であっ
て、 前記ガラス支持枠のガラスが、シリコンに対し、室温か
ら４００℃の各温度域で、ガラスの熱膨張による伸び率
α１とシリコンの熱膨張による伸び率α２との差（α１
−α２）の符号が正になり、α１とα２の比率（α１／
α２）が室温から４００℃で１．０より大きく、１．２
以下である関係を有し、 前記Ｘ線透過膜が、その周辺部に対して突出しているこ
とを特徴とするＸ線マスク材料。 - 【請求項２】 室温から４００℃の各温度域で、ガラス
の熱膨張による伸び率α１とシリコンの熱膨張による伸
び率α２との差（α１−α２）の符号が正となり、α１
とα２の比率（α１／α２）が室温から４００℃で１．
０より大きく、１．２以下である関係を有するガラス支
持枠とシリコン基板とを用いて、 少なくともＸ線透過膜を有する前記シリコン基板のシリ
コン部のシリコン表面の一部又は全部とガラス支持枠と
を前記シリコン基板とガラス支持枠とを加熱しながら、
これらの間に電圧を印加して陽極接合を行い、 次に、陽極接合されたシリコン基板とガラス支持枠を室
温まで冷却することにより、前記Ｘ線透過膜がガラス支
持枠に対して凸状となるようにしたことを特徴とするＸ
線マスク材料の製造方法。 - 【請求項３】 シリコン基板とガラス支持枠との接合温
度が１７０℃以上であることを特徴とする請求項２記載
のＸ線マスク材料の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載のＸ線マスク材料を用いた
Ｘ線マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26146792A JP3255372B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Ｘ線マスク材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26146792A JP3255372B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Ｘ線マスク材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112107A JPH06112107A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3255372B2 true JP3255372B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=17362312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26146792A Expired - Fee Related JP3255372B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Ｘ線マスク材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255372B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26146792A patent/JP3255372B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06112107A (ja) | 1994-04-22 |
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