JP3331685B2 - Ｘ線露光用マスクおよびその製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光用マスク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、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ、Ｕ
ＬＳＩ等に代表される半導体集積回路はいうに及ばずそ
の他のマイクロマシン等々も含めた多方面で必要とされ
るような極めて微細なパターンを、いわゆるフォトリソ
グラフィを応用して形成する際の複製用原画として使用
されるいわゆるフォトマスクに係わり、特にはＸ線リソ
グラフィに適応されるＸ線光用マスク（以下、Ｘ線マス
クと称する）とその製造方法に関する。
ＬＳＩ等に代表される半導体集積回路はいうに及ばずそ
の他のマイクロマシン等々も含めた多方面で必要とされ
るような極めて微細なパターンを、いわゆるフォトリソ
グラフィを応用して形成する際の複製用原画として使用
されるいわゆるフォトマスクに係わり、特にはＸ線リソ
グラフィに適応されるＸ線光用マスク（以下、Ｘ線マス
クと称する）とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】「Ｘ線マスク」は、一般に、Ｘ線を吸収
しやすい重金属からなるパターンすなわちＸ線吸収体パ
ターンと、Ｘ線の吸収の少ない軽元素からなり前記Ｘ線
吸収体パターンを支持するＸ線透過支持膜と、Ｘ線透過
支持膜を主に外周側で支持する枠体とからなっている。
しやすい重金属からなるパターンすなわちＸ線吸収体パ
ターンと、Ｘ線の吸収の少ない軽元素からなり前記Ｘ線
吸収体パターンを支持するＸ線透過支持膜と、Ｘ線透過
支持膜を主に外周側で支持する枠体とからなっている。
【０００３】そして前記Ｘ線吸収体パターンは、Ｘ線を
透過させ難い金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）あるいは
タンタル（Ｔａ）等のような原子番号の大きい物質から
なり、厚さはおおよそ０．２乃至１．０μｍをなし微細
パターンとして形成されている。また、Ｘ線透過支持膜
はＸ線を透過させ易いケイ素（Ｓｉ）、窒化ケイ素（Ｓ
ｉＮ）、あるいは炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のような軽元
素の物質からなり、厚さはおおよそ０．５乃至２．０μ
ｍでありいわゆるメンブレンの状態に形成されている。
そして、枠体はケイ素（Ｓｉ）が通常的に多用され、前
記Ｘ線透過支持膜を主に外周側部分で支持する構造にな
っている。
透過させ難い金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）あるいは
タンタル（Ｔａ）等のような原子番号の大きい物質から
なり、厚さはおおよそ０．２乃至１．０μｍをなし微細
パターンとして形成されている。また、Ｘ線透過支持膜
はＸ線を透過させ易いケイ素（Ｓｉ）、窒化ケイ素（Ｓ
ｉＮ）、あるいは炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のような軽元
素の物質からなり、厚さはおおよそ０．５乃至２．０μ
ｍでありいわゆるメンブレンの状態に形成されている。
そして、枠体はケイ素（Ｓｉ）が通常的に多用され、前
記Ｘ線透過支持膜を主に外周側部分で支持する構造にな
っている。
【０００４】その一般的な製造方法は、Ｓｉ基板の表側
面に例えば気相成長法によりＸ線透過支持膜を形成し、
裏面には保護膜を形成する。その際、表側面のＸ線透過
支持膜と裏面の保護膜とは同一の物質で両方を同時に形
成する場合が多い。次いで、やはり気相成長法等によ
り、表側面のＸ線透過支持膜上にＸ線吸収体層を形成す
る。
面に例えば気相成長法によりＸ線透過支持膜を形成し、
裏面には保護膜を形成する。その際、表側面のＸ線透過
支持膜と裏面の保護膜とは同一の物質で両方を同時に形
成する場合が多い。次いで、やはり気相成長法等によ
り、表側面のＸ線透過支持膜上にＸ線吸収体層を形成す
る。
【０００５】次に、いわゆるフォトリソグラフィの応用
であるが、Ｘ線吸収体層上に所望のレジストパターンを
形成し、このレジストパターンをマスクとしてＸ線吸収
体層をエッチングし、Ｘ線吸収体パターンを形成する。
このときレジストとしては、特に微細なパターンを必要
とする場合には、いわゆる電子線レジストを使用するの
が普通である。次に、例えばやはりフォトリソグラフィ
の応用であるが、裏面の保護膜に所定形状の開口部を形
成し、その部分の基板材であるＳｉをエッチングする。
その結果、Ｘ線吸収体パターンが形成されたＸ線透過支
持膜のメンブレン窓を有する「Ｘ線マスク」が得られ
る。（尚、ここでメンブレン窓とは、前記のようにＳｉ
基材が除去されメンブレンの部分が張られた箇所を指
す。）
であるが、Ｘ線吸収体層上に所望のレジストパターンを
形成し、このレジストパターンをマスクとしてＸ線吸収
体層をエッチングし、Ｘ線吸収体パターンを形成する。
このときレジストとしては、特に微細なパターンを必要
とする場合には、いわゆる電子線レジストを使用するの
が普通である。次に、例えばやはりフォトリソグラフィ
の応用であるが、裏面の保護膜に所定形状の開口部を形
成し、その部分の基板材であるＳｉをエッチングする。
その結果、Ｘ線吸収体パターンが形成されたＸ線透過支
持膜のメンブレン窓を有する「Ｘ線マスク」が得られ
る。（尚、ここでメンブレン窓とは、前記のようにＳｉ
基材が除去されメンブレンの部分が張られた箇所を指
す。）
【０００６】なお、この構成のＸ線マスクに対して、そ
の裏面側に前記枠体とは別途にさらに補強フレームを設
ける場合も多く、補強フレームも設けた構成のものをや
はり「Ｘ線マスク」と称する場合もある。
の裏面側に前記枠体とは別途にさらに補強フレームを設
ける場合も多く、補強フレームも設けた構成のものをや
はり「Ｘ線マスク」と称する場合もある。
【０００７】さて、上記の如くＸ線マスクはメンブレン
状のＸ線透過支持膜の上にＸ線吸収体パターンを持つ構
造となるので、Ｘ線透過支持膜としては適度の引張応力
を持ち静水圧強度の大きいことが要求される。また、Ｘ
線マスクはＸ線露光装置に装填して使用されるが、露光
時に被露光体である半導体基板等に対して位置合わせ
（アライメント）をする必要がある。このアライメント
光としては、４００乃至７００ｎｍの特定波長の可視光
が用いられている。従ってＸ線透過支持膜としては可視
光透過率が高いことも要求されている。
状のＸ線透過支持膜の上にＸ線吸収体パターンを持つ構
造となるので、Ｘ線透過支持膜としては適度の引張応力
を持ち静水圧強度の大きいことが要求される。また、Ｘ
線マスクはＸ線露光装置に装填して使用されるが、露光
時に被露光体である半導体基板等に対して位置合わせ
（アライメント）をする必要がある。このアライメント
光としては、４００乃至７００ｎｍの特定波長の可視光
が用いられている。従ってＸ線透過支持膜としては可視
光透過率が高いことも要求されている。
【０００８】そこで、一般的には、前記の要求特性を満
足するＸ線透過支持膜として、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＣな
どのＳｉを構成元素とするアモルファス構造の薄膜が適
用されている。尚、その成膜方法としては、特に減圧Ｃ
ＶＤ法やスパッタリング法が使用されている。
足するＸ線透過支持膜として、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＣな
どのＳｉを構成元素とするアモルファス構造の薄膜が適
用されている。尚、その成膜方法としては、特に減圧Ｃ
ＶＤ法やスパッタリング法が使用されている。
【０００９】ところが、Ｘ線マスクには、次のことも重
要な特性のひとつとして要求されている。つまり、Ｘ線
マスクは、その使用に際して、Ｘ線の照射が長期間にわ
たり何度も繰り返し行なわれるので、Ｘ線透過支持膜は
Ｘ線照射に対する耐性が優れていることが必要なのであ
る。
要な特性のひとつとして要求されている。つまり、Ｘ線
マスクは、その使用に際して、Ｘ線の照射が長期間にわ
たり何度も繰り返し行なわれるので、Ｘ線透過支持膜は
Ｘ線照射に対する耐性が優れていることが必要なのであ
る。
【００１０】しかるに、従来の前記Ｓｉ、ＳｉＮあるい
はＳｉＣのようなＳｉを構成元素とした単層膜のＸ線透
過支持膜では、Ｘ線の照射に際して、特に照射の初期段
階でＳｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−ＮあるいはＳｉ−Ｃなどの結合
が切断されたり、また膜表面の酸化が進行したりしてし
まう現象がみられる。その結果、Ｘ線透過支持膜には変
色、可視光透過率の低下あるいはパターンの位置ずれ、
等といったＸ線照射損傷が発生しやすかった。すなわ
ち、従来のＸ線透過支持膜では、そのＸ線照射に対する
耐性が決して充分とは言えなかった。
はＳｉＣのようなＳｉを構成元素とした単層膜のＸ線透
過支持膜では、Ｘ線の照射に際して、特に照射の初期段
階でＳｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−ＮあるいはＳｉ−Ｃなどの結合
が切断されたり、また膜表面の酸化が進行したりしてし
まう現象がみられる。その結果、Ｘ線透過支持膜には変
色、可視光透過率の低下あるいはパターンの位置ずれ、
等といったＸ線照射損傷が発生しやすかった。すなわ
ち、従来のＸ線透過支持膜では、そのＸ線照射に対する
耐性が決して充分とは言えなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、Ｓｉを構成元素とするＸ線透過支持膜のＸ線照射耐
性を改善し、前記の変色、可視光透過率の低下、そして
パターンの位置ずれが低減できるＸ線マスクと、容易に
且つ安定して生産性良く行なえるそれの製造方法を提供
することにある。
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、Ｓｉを構成元素とするＸ線透過支持膜のＸ線照射耐
性を改善し、前記の変色、可視光透過率の低下、そして
パターンの位置ずれが低減できるＸ線マスクと、容易に
且つ安定して生産性良く行なえるそれの製造方法を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、請求項１の発
明として、ケイ素を主な構成元素とするＸ線透過支持膜
を有するＸ線露光用マスクにおいて、該Ｘ線透過支持膜
の少なくとも一方の面の表面層は、ケイ素と結合してい
る元素のうち原子数割合で５０％以上が酸素であり、表
面からの深さＤが０＜Ｄ≦１００ｎｍであることを特徴
とするＸ線露光用マスクである。
に本発明が提供する手段とは、すなわち、請求項１の発
明として、ケイ素を主な構成元素とするＸ線透過支持膜
を有するＸ線露光用マスクにおいて、該Ｘ線透過支持膜
の少なくとも一方の面の表面層は、ケイ素と結合してい
る元素のうち原子数割合で５０％以上が酸素であり、表
面からの深さＤが０＜Ｄ≦１００ｎｍであることを特徴
とするＸ線露光用マスクである。
【００１３】
【００１４】また、Ｘ線露光用マスクの製造方法におい
て、Ｘ線透過支持膜を減圧ＣＶＤ装置で成膜した後、該
減圧ＣＶＤ装置の反応管を酸素の熱拡散炉として用いる
ことによってＸ線透過支持膜の表面からの深さＤが０＜
Ｄ≦１００ｎｍの表面層を酸化させることを特徴とする
Ｘ線露光用マスクの製造方法である。これによると、Ｘ
線透過支持膜の片側のみの表面層が酸化されたＸ線マス
クを、容易に実現できる。
て、Ｘ線透過支持膜を減圧ＣＶＤ装置で成膜した後、該
減圧ＣＶＤ装置の反応管を酸素の熱拡散炉として用いる
ことによってＸ線透過支持膜の表面からの深さＤが０＜
Ｄ≦１００ｎｍの表面層を酸化させることを特徴とする
Ｘ線露光用マスクの製造方法である。これによると、Ｘ
線透過支持膜の片側のみの表面層が酸化されたＸ線マス
クを、容易に実現できる。
【００１５】あるいは、Ｘ線露光用マスクの製造方法に
おいて、Ｘ線透過支持膜をメンブレン化した後、酸素の
熱拡散によってＸ線透過支持膜の表面を表面からの深さ
Ｄが０＜Ｄ≦１００ｎｍ酸化させることを特徴とするＸ
線露光用マスクの製造方法である。これによると、Ｘ線
透過支持膜の両面についてほぼ全域の表面層が酸化され
たＸ線マスクを、容易に実現できる。
おいて、Ｘ線透過支持膜をメンブレン化した後、酸素の
熱拡散によってＸ線透過支持膜の表面を表面からの深さ
Ｄが０＜Ｄ≦１００ｎｍ酸化させることを特徴とするＸ
線露光用マスクの製造方法である。これによると、Ｘ線
透過支持膜の両面についてほぼ全域の表面層が酸化され
たＸ線マスクを、容易に実現できる。
【００１６】
【００１７】ところで、表面層は表面からの深さＤを前
記のように０＜Ｄ≦１００ｎｍとしたが、特に好ましく
は４０≦Ｄ≦７０ｎｍである。なお、前記の深さＤを数
値限定した理由を次に述べる。すなわち、 ・深さが浅い場合には、製造時間が短く、また低コスト
で済む。但し、あまりに浅過ぎると、Ｘ線照射に対する
耐性が次第に満足ゆかなくなってしまうことから好まし
くない。 ・また、深さが深い場合には、Ｘ線照射に対する耐性は
満足ゆくほど高まるという点では好ましい。但し、あま
りに深過ぎると、製造時間が長くかかり、またコストも
嵩んでしまうことから好ましくない。 − さらに、片面のみの場合は、Ｘ線透過支持膜の内部
応力の分布（特に厚さ方向の分布）に不釣合いが生じ
て、パターン位置精度を劣化させてしまうため、あまり
に深くするわけにはいかない。 − そして、両面の場合でも、方側を枠体により支持さ
れているため、やはりＸ線透過支持膜の内部応力の分布
に不釣合いが生じやすく、パターン位置精度を劣化させ
てしまうため、あまりに深くするわけにはいかない。 ・なお、Ｄ＝０では当該表面層が存在せず、従って当然
ながら本発明には含まれない。
記のように０＜Ｄ≦１００ｎｍとしたが、特に好ましく
は４０≦Ｄ≦７０ｎｍである。なお、前記の深さＤを数
値限定した理由を次に述べる。すなわち、 ・深さが浅い場合には、製造時間が短く、また低コスト
で済む。但し、あまりに浅過ぎると、Ｘ線照射に対する
耐性が次第に満足ゆかなくなってしまうことから好まし
くない。 ・また、深さが深い場合には、Ｘ線照射に対する耐性は
満足ゆくほど高まるという点では好ましい。但し、あま
りに深過ぎると、製造時間が長くかかり、またコストも
嵩んでしまうことから好ましくない。 − さらに、片面のみの場合は、Ｘ線透過支持膜の内部
応力の分布（特に厚さ方向の分布）に不釣合いが生じ
て、パターン位置精度を劣化させてしまうため、あまり
に深くするわけにはいかない。 − そして、両面の場合でも、方側を枠体により支持さ
れているため、やはりＸ線透過支持膜の内部応力の分布
に不釣合いが生じやすく、パターン位置精度を劣化させ
てしまうため、あまりに深くするわけにはいかない。 ・なお、Ｄ＝０では当該表面層が存在せず、従って当然
ながら本発明には含まれない。
【００１８】なお、本発明に係わるＸ線マスクは、補強
フレームが設けられていないものに関して主に述べてい
るが、接着剤や熱（電気的作用も含む）によるものと限
らず何らかの接合手段によって補強フレームが設けられ
ているものについても、産業上の利用として当然のこと
ながら適用可能である。
フレームが設けられていないものに関して主に述べてい
るが、接着剤や熱（電気的作用も含む）によるものと限
らず何らかの接合手段によって補強フレームが設けられ
ているものについても、産業上の利用として当然のこと
ながら適用可能である。
【００１９】以下では図面に従って本発明を更に詳細に
説明する。（図１）は、本発明に係わるＸ線マスク一例
の断面図である。Ｘ線透過支持膜１のパターン側の面
は、表面から数十ｎｍの深さにわたって酸化層２となっ
ている。その酸化の程度はＳｉと結合している元素が原
子数比で酸素が50％以上である。
説明する。（図１）は、本発明に係わるＸ線マスク一例
の断面図である。Ｘ線透過支持膜１のパターン側の面
は、表面から数十ｎｍの深さにわたって酸化層２となっ
ている。その酸化の程度はＳｉと結合している元素が原
子数比で酸素が50％以上である。
【００２０】（図２）は、本発明に係わるＸ線マスクの
別の一例の断面図である。Ｘ線透過支持膜３は両面側と
も、その表面から数十ｎｍの深さにわたる部分が酸化層
４、５となっている。ここで、その酸化の程度として
は、Ｓｉと結合している元素が両面側とも原子数割合で
酸素が５０％以上となっている。
別の一例の断面図である。Ｘ線透過支持膜３は両面側と
も、その表面から数十ｎｍの深さにわたる部分が酸化層
４、５となっている。ここで、その酸化の程度として
は、Ｓｉと結合している元素が両面側とも原子数割合で
酸素が５０％以上となっている。
【００２１】（図３）は（図１）のＸ線マスクの製造方
法の概要を断面図を用いて工程順に示す説明図である。
シリコンウェハーなどのシリコン基板６上に、減圧ＣＶ
Ｄ法を用いてＸ線透過支持膜（ＳｉＮ、ＳｉＣなど）７
を成膜する（同図（ａ）参照）。Ｘ線透過支持膜７を成
膜するためのガスを停止し、チャンバー内の真空引きを
充分に行なった後、酸素ガスや水蒸気若しくはこれらと
アルゴンや窒素ガスなどの混合ガスをチャンバー内に導
入して、適当な時間酸素原子を熱拡散させることによっ
てＸ線透過支持膜７の表面に酸化層８を形成する（同図
（ｃ）参照）。尚この時、基板６の加熱温度はＸ線透過
支持膜７の成膜時の温度と同程度でよく、Ｘ線透過支持
膜７の成膜時の温度から特に変える必要はない。
法の概要を断面図を用いて工程順に示す説明図である。
シリコンウェハーなどのシリコン基板６上に、減圧ＣＶ
Ｄ法を用いてＸ線透過支持膜（ＳｉＮ、ＳｉＣなど）７
を成膜する（同図（ａ）参照）。Ｘ線透過支持膜７を成
膜するためのガスを停止し、チャンバー内の真空引きを
充分に行なった後、酸素ガスや水蒸気若しくはこれらと
アルゴンや窒素ガスなどの混合ガスをチャンバー内に導
入して、適当な時間酸素原子を熱拡散させることによっ
てＸ線透過支持膜７の表面に酸化層８を形成する（同図
（ｃ）参照）。尚この時、基板６の加熱温度はＸ線透過
支持膜７の成膜時の温度と同程度でよく、Ｘ線透過支持
膜７の成膜時の温度から特に変える必要はない。
【００２２】然るのちにＸ線吸収体膜をスパッタリング
法等により成膜し（同図（ｃ）参照）、さらにレジスト
パターニングからＸ線吸収体膜のエッチング、裏面Ｓｉ
のバックエッチングからなる通常のＸ線マスク作製工程
を経てＸ線吸収体パターンが形成されたＸ線透過支持膜
の片面に酸化層をもつメンブレン窓を有する本発明より
なる（図１）のＸ線マスク９が得られる（同図（ｄ）〜
（ｇ）参照）。
法等により成膜し（同図（ｃ）参照）、さらにレジスト
パターニングからＸ線吸収体膜のエッチング、裏面Ｓｉ
のバックエッチングからなる通常のＸ線マスク作製工程
を経てＸ線吸収体パターンが形成されたＸ線透過支持膜
の片面に酸化層をもつメンブレン窓を有する本発明より
なる（図１）のＸ線マスク９が得られる（同図（ｄ）〜
（ｇ）参照）。
【００２３】（図４）は（図２）のＸ線マスクを得る製
造方法の概要を断面図を用いて工程順に示したものであ
る。まずこの技術分野では公知の工程によりＸ線吸収体
パターンが形成されたＸ線透過支持膜のメンブレン窓を
有するＸ線マスク１０を作製する（同図（ａ）〜（ｅ）
参照）。この場合、Ｘ線透過支持膜の成膜方法は特に減
圧ＣＶＤ法に限定するものではない。
造方法の概要を断面図を用いて工程順に示したものであ
る。まずこの技術分野では公知の工程によりＸ線吸収体
パターンが形成されたＸ線透過支持膜のメンブレン窓を
有するＸ線マスク１０を作製する（同図（ａ）〜（ｅ）
参照）。この場合、Ｘ線透過支持膜の成膜方法は特に減
圧ＣＶＤ法に限定するものではない。
【００２４】しかる後に、減圧ＣＶＤ装置もしくは専用
の熱拡散炉にメンブレン化したＸ線マスクを入れ、チャ
ンバー内の真空引きを充分に行なった後、酸素ガスや水
蒸気若しくはこれらとアルゴンや窒素ガスなどの混合ガ
スをチャンバー内に導入して、適当な時間だけ酸素原子
を熱拡散させることによってＸ線透過支持膜７の両面に
酸化層８をもつ本発明よりなる（図２）のＸ線マスク１
１を得る（同図（ｆ）参照）。
の熱拡散炉にメンブレン化したＸ線マスクを入れ、チャ
ンバー内の真空引きを充分に行なった後、酸素ガスや水
蒸気若しくはこれらとアルゴンや窒素ガスなどの混合ガ
スをチャンバー内に導入して、適当な時間だけ酸素原子
を熱拡散させることによってＸ線透過支持膜７の両面に
酸化層８をもつ本発明よりなる（図２）のＸ線マスク１
１を得る（同図（ｆ）参照）。
【００２５】前記（図４）に示す製造方法では、通常の
Ｘ線マスク１０を作製後に、Ｘ線透過支持膜７の表面の
酸化を行うものである。しかし、工程の順序がこれとは
異なる製造方法、すなわち、裏面側のＳｉをバックエッ
チングすることによりメンブレン窓を形成しておき、そ
の次にＸ線透過支持膜７の表面の酸化を行い、次いでＸ
線吸収体膜の成膜、レジストパターニング、Ｘ線吸収体
膜のエッチングを行うものでも本発明は適用されてい
る。但し、この場合には全工程の中で比較的早い頃にメ
ンブレンが形成される為、その後の工程中でメンブレン
に損傷をきたす危惧があるという理由から、どちらかと
いうと（図４）の場合の方が好ましい。
Ｘ線マスク１０を作製後に、Ｘ線透過支持膜７の表面の
酸化を行うものである。しかし、工程の順序がこれとは
異なる製造方法、すなわち、裏面側のＳｉをバックエッ
チングすることによりメンブレン窓を形成しておき、そ
の次にＸ線透過支持膜７の表面の酸化を行い、次いでＸ
線吸収体膜の成膜、レジストパターニング、Ｘ線吸収体
膜のエッチングを行うものでも本発明は適用されてい
る。但し、この場合には全工程の中で比較的早い頃にメ
ンブレンが形成される為、その後の工程中でメンブレン
に損傷をきたす危惧があるという理由から、どちらかと
いうと（図４）の場合の方が好ましい。
【００２６】
【作用】請求項１記載のＸ線マスクによれば、Ｓｉ−Ｏ
の結合エネルギーはＳｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃよ
りも大きいので、Ｘ線を照射しても結合切れは起き難
く、またあらかじめ膜表面が酸化されていることになる
ので、照射初期の表面酸化の進行による前記のパターン
の位置ずれ等といったＸ線照射耐性の劣化は起き難くな
るとともに、表面層の深さについて前記の理由により限
定している。このため、前記課題を解決するための、よ
り好ましい実施態様が得られる。
の結合エネルギーはＳｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃよ
りも大きいので、Ｘ線を照射しても結合切れは起き難
く、またあらかじめ膜表面が酸化されていることになる
ので、照射初期の表面酸化の進行による前記のパターン
の位置ずれ等といったＸ線照射耐性の劣化は起き難くな
るとともに、表面層の深さについて前記の理由により限
定している。このため、前記課題を解決するための、よ
り好ましい実施態様が得られる。
【００２７】請求項２記載のＸ線マスクの製造方法によ
れば、Ｘ線透過支持膜の成膜に使用した減圧ＣＶＤ装置
をそのまま熱拡散炉として用いるので、製造工程の途中
でいったん真空チャンバーの外に出したり、別の拡散炉
を用意したりする必要が無いことから、Ｘ線マスクの汚
染防止あるいは破損の危険性をしっかりと回避すること
が出来るため、歩留まりの向上やコストの低下に寄与す
るところが大きくなるとともに、表面層の深さについて
前記の理由により限定している。このため、前記課題を
解決するための、より好ましい実施態様が得られる。
れば、Ｘ線透過支持膜の成膜に使用した減圧ＣＶＤ装置
をそのまま熱拡散炉として用いるので、製造工程の途中
でいったん真空チャンバーの外に出したり、別の拡散炉
を用意したりする必要が無いことから、Ｘ線マスクの汚
染防止あるいは破損の危険性をしっかりと回避すること
が出来るため、歩留まりの向上やコストの低下に寄与す
るところが大きくなるとともに、表面層の深さについて
前記の理由により限定している。このため、前記課題を
解決するための、より好ましい実施態様が得られる。
【００２８】請求項３記載のＸ線マスクの製造方法によ
れば、メンブレン化されたＸ線透過支持膜の両面を同時
に酸化していくので、片面ずつ酸化していく場合に比べ
て、スループットが向上し、また温度勾配が表裏対称的
になるので、熱膨張によるメンブレン破壊の危険度を低
下させることができるとともに、表面層の深さについて
前記の理由により限定している。このため、前記課題を
解決するための、より好ましい実施態様が得られる。
れば、メンブレン化されたＸ線透過支持膜の両面を同時
に酸化していくので、片面ずつ酸化していく場合に比べ
て、スループットが向上し、また温度勾配が表裏対称的
になるので、熱膨張によるメンブレン破壊の危険度を低
下させることができるとともに、表面層の深さについて
前記の理由により限定している。このため、前記課題を
解決するための、より好ましい実施態様が得られる。
【００２９】
【００３０】
＜実施例１＞３インチ径１ｍｍ厚で面方位＜１００＞の
シリコンウェハー基板の表面上にＸ線透過支持膜として
２μｍ厚のＳｉＮを減圧ＣＶＤ法により形成した後、Ｓ
ｉＮが成膜されたウェハーを減圧ＣＶＤ装置のチャンバ
ー内に入れたまま管内を１．０×１０-4Ｐａまで真空引
きした。然る後に乾燥酸素を導入し、１気圧、８００℃
の条件で、１時間熱酸化を行った。
シリコンウェハー基板の表面上にＸ線透過支持膜として
２μｍ厚のＳｉＮを減圧ＣＶＤ法により形成した後、Ｓ
ｉＮが成膜されたウェハーを減圧ＣＶＤ装置のチャンバ
ー内に入れたまま管内を１．０×１０-4Ｐａまで真空引
きした。然る後に乾燥酸素を導入し、１気圧、８００℃
の条件で、１時間熱酸化を行った。
【００３１】次に、表面が酸化されたＸ線透過支持膜の
上に、Ｘ線吸収体膜として０．７μｍ厚のタンタル（Ｔ
ａ）をスパッタリング法により形成し、Ｘ線マスク用ブ
ランク基板を作製した。然る後にマスクブランクの表面
に電子線レジストを塗布し、これに電子線描画機による
パターン描画を行った後、所定の現像を行い、レジスト
パターンを形成した。続いてＣＢｒＦ3 ガスの反応性イ
オンエッチングによりＸ線吸収体膜のエッチングを行
い、Ｘ線吸収体パターンを形成し、前記レジストパター
ンはアッシングにより除去した。
上に、Ｘ線吸収体膜として０．７μｍ厚のタンタル（Ｔ
ａ）をスパッタリング法により形成し、Ｘ線マスク用ブ
ランク基板を作製した。然る後にマスクブランクの表面
に電子線レジストを塗布し、これに電子線描画機による
パターン描画を行った後、所定の現像を行い、レジスト
パターンを形成した。続いてＣＢｒＦ3 ガスの反応性イ
オンエッチングによりＸ線吸収体膜のエッチングを行
い、Ｘ線吸収体パターンを形成し、前記レジストパター
ンはアッシングにより除去した。
【００３２】最後に熱アルカリを用いたウェットエッチ
ングにより裏面側からの基板のバックエッチングを行っ
た。
ングにより裏面側からの基板のバックエッチングを行っ
た。
【００３３】＜実施例２＞＜実施例１＞と同様のシリコ
ンウェハー基板に、（図４）に示す工程に従い、減圧Ｃ
ＶＤ法により２μｍ厚のＳｉＮ膜、スパッタリング法に
より０．７μｍ厚のＴａ膜を成膜した後、レジストパタ
ーニング、Ｔａ膜エッチング、そしてさらにバックエッ
チングを行い、通常のＸ線マスクを作製した。しかる後
に、このマスクを専用の熱拡散炉に入れ、１．０×１０
-4Ｐａまで真空引きした。その後、乾燥酸素を導入し、
１気圧、８００℃の条件で１時間の熱酸化を行った。
ンウェハー基板に、（図４）に示す工程に従い、減圧Ｃ
ＶＤ法により２μｍ厚のＳｉＮ膜、スパッタリング法に
より０．７μｍ厚のＴａ膜を成膜した後、レジストパタ
ーニング、Ｔａ膜エッチング、そしてさらにバックエッ
チングを行い、通常のＸ線マスクを作製した。しかる後
に、このマスクを専用の熱拡散炉に入れ、１．０×１０
-4Ｐａまで真空引きした。その後、乾燥酸素を導入し、
１気圧、８００℃の条件で１時間の熱酸化を行った。
【００３４】このようにして作製した本発明に係わる２
つの実施例による２枚のＸ線マスクについて検査したと
ころ、Ｘ線透過支持膜の前記のような変色や可視光透過
率の低下は勿論のこと、その他の異常も無かった。さら
に、Ｘ線照射前のパターン位置を基準とした場合のＸ線
照射後のパターン位置ずれを、以下の測定条件で測定し
たところ、前記２枚のＸ線マスクは、ともにパターンの
位置精度が３σで０．０３μｍ以下という良好な結果が
得られた。ちなみに、これは測定装置の測定精度と同等
である。 ＜測定条件＞ ・測定領域 ：25ｍｍ角 ・ＳｉＮ膜のＸ線吸収量：１０ＭＪ／ｃｍ3 ・測定ピッチ ：２．５ｍｍ ・測定パターン ：十字マーク ・測定装置 ：レーザー式座標測定器 光波
２Ｉ（ニコン製）
つの実施例による２枚のＸ線マスクについて検査したと
ころ、Ｘ線透過支持膜の前記のような変色や可視光透過
率の低下は勿論のこと、その他の異常も無かった。さら
に、Ｘ線照射前のパターン位置を基準とした場合のＸ線
照射後のパターン位置ずれを、以下の測定条件で測定し
たところ、前記２枚のＸ線マスクは、ともにパターンの
位置精度が３σで０．０３μｍ以下という良好な結果が
得られた。ちなみに、これは測定装置の測定精度と同等
である。 ＜測定条件＞ ・測定領域 ：25ｍｍ角 ・ＳｉＮ膜のＸ線吸収量：１０ＭＪ／ｃｍ3 ・測定ピッチ ：２．５ｍｍ ・測定パターン ：十字マーク ・測定装置 ：レーザー式座標測定器 光波
２Ｉ（ニコン製）
【００３５】＜比較例＞＜実施例２＞と一部を除いて同
じ工程でＸ線マスクを作成した。つまり、通常のＸ線マ
スクの製造方法であり、すなわち、前記最終工程のＳｉ
Ｎ膜の熱酸化は行わなかった。
じ工程でＸ線マスクを作成した。つまり、通常のＸ線マ
スクの製造方法であり、すなわち、前記最終工程のＳｉ
Ｎ膜の熱酸化は行わなかった。
【００３６】その結果、通常のＸ線マスクは、上記と同
じ検査・測定条件でＸ線照射前後のパターンの位置ずれ
を測定したところ、３σで０．０７μｍ以上もあり、本
発明に係わるＸ線マスクに比べてパターンの位置精度が
著しく劣っていた。また、そのＳｉＮ膜の表面にはＸ線
照射後、酸化層の形成が見られ、変色と可視光透過率の
低下も確認された。
じ検査・測定条件でＸ線照射前後のパターンの位置ずれ
を測定したところ、３σで０．０７μｍ以上もあり、本
発明に係わるＸ線マスクに比べてパターンの位置精度が
著しく劣っていた。また、そのＳｉＮ膜の表面にはＸ線
照射後、酸化層の形成が見られ、変色と可視光透過率の
低下も確認された。
【００３７】
【発明の効果】以上に説明してきたように、本発明に係
わるＸ線マスクによると、Ｓｉを構成元素とするＸ線透
過支持膜の表面にあらかじめ適度の酸化層が形成されて
いるので、Ｘ線マスクの使用に際してＸ線を照射して
も、Ｘ線透過支持膜をなす物質の原子間結合の切断や新
たな酸化層の形成が起き難く、Ｘ線に対する照射耐性を
向上させることが出来る。
わるＸ線マスクによると、Ｓｉを構成元素とするＸ線透
過支持膜の表面にあらかじめ適度の酸化層が形成されて
いるので、Ｘ線マスクの使用に際してＸ線を照射して
も、Ｘ線透過支持膜をなす物質の原子間結合の切断や新
たな酸化層の形成が起き難く、Ｘ線に対する照射耐性を
向上させることが出来る。
【００３８】また本発明にかかわる製造方法によると、
Ｘ線透過支持膜をＳｉ基板うえに薄膜層として成膜後
に、同じ真空装置の中でそのまま酸化層の形成工程に移
行することが可能であったり、あるいはＸ線透過支持膜
の表裏両側に対して酸化層の形成が同時に可能である。
Ｘ線透過支持膜をＳｉ基板うえに薄膜層として成膜後
に、同じ真空装置の中でそのまま酸化層の形成工程に移
行することが可能であったり、あるいはＸ線透過支持膜
の表裏両側に対して酸化層の形成が同時に可能である。
【００３９】以上のことから、従来の技術で生じていた
Ｘ線透過支持膜の変色や可視光透過率の低下、そしてパ
ターンの位置ずれを低減出来るＸ線マスクと、容易に且
つ安定して生産性良く行なえるそれの製造方法を提供す
ることが出来た。
Ｘ線透過支持膜の変色や可視光透過率の低下、そしてパ
ターンの位置ずれを低減出来るＸ線マスクと、容易に且
つ安定して生産性良く行なえるそれの製造方法を提供す
ることが出来た。
【図１】本発明に係わるＸ線マスクの一実施例につい
て、断面図を用いて示す説明図である。
て、断面図を用いて示す説明図である。
【図２】本発明に係わるＸ線マスクの別の一実施例につ
いて、断面図を用いて示す説明図である。
いて、断面図を用いて示す説明図である。
【図３】本発明に係わるＸ線マスクの製造方法の一実施
例について、断面図を用いて工程順に示す説明図であ
る。
例について、断面図を用いて工程順に示す説明図であ
る。
【図４】本発明に係わるＸ線マスクの製造方法の別の一
実施例について、断面図を用いて工程順に示す説明図で
ある。
実施例について、断面図を用いて工程順に示す説明図で
ある。
1,3,7 ・・・Ｘ線透過支持膜 2,4,5,8 ・・・シリコンの酸化層 ６・・・シリコン基板 9,11・・・本発明のＸ線マスク １０・・・従来のＸ線マスク １２・・・Ｘ線吸収体膜 １３・・・レジストパターン １４・・・Ｘ線吸収体パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正二 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版 印刷株式会社内 審査官 岩本 勉 (56)参考文献 特開 平２−213118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−154452（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16
Claims (3)
- 【請求項１】ケイ素を主な構成元素とするＸ線透過支持
膜を有するＸ線露光用マスクにおいて、該Ｘ線透過支持
膜の少なくとも一方の面の表面層は、ケイ素と結合して
いる元素のうち原子数割合で５０％以上が酸素であり、
表面からの深さＤが０＜Ｄ≦１００ｎｍであることを特
徴とするＸ線露光用マスク。 - 【請求項２】Ｘ線露光用マスクの製造方法において、Ｘ
線透過支持膜を減圧ＣＶＤ装置で成膜した後、該減圧Ｃ
ＶＤ装置の反応管を酸素の熱拡散炉として用いることに
よってＸ線透過支持膜の表面からの深さＤが０＜Ｄ≦１
００ｎｍの表面層を酸化させることを特徴とするＸ線露
光用マスクの製造方法。 - 【請求項３】Ｘ線露光用マスクの製造方法において、Ｘ
線透過支持膜をメンブレン化した後、酸素の熱拡散によ
ってＸ線透過支持膜の表面を表面からの深さＤが０＜Ｄ
≦１００ｎｍ酸化させることを特徴とするＸ線露光用マ
スクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18841293A JP3331685B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Ｘ線露光用マスクおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18841293A JP3331685B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Ｘ線露光用マスクおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745503A JPH0745503A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3331685B2 true JP3331685B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=16223209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18841293A Expired - Fee Related JP3331685B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Ｘ線露光用マスクおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3331685B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005340835A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Hoya Corp | 電子線露光用マスクブランクおよびマスク |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP18841293A patent/JP3331685B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0745503A (ja) | 1995-02-14 |
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