JP3899537B2 - X線露光用マスクブランクとその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線露光用マスクの製造に使用されるX線露光用マスクブランクに係り、特に、高品質のX線露光用マスクを製造できるX線露光用マスクブランクとその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のX線露光用マスクは、一般に、図4に示すように中央部にX線透過窓a1を有する枠体aと、この枠体aにその周縁部を保持され露光用X線とアライメント光線とを共に透過させる透過性支持膜bと、この透過性支持膜b表面側の主面上にパターン状に設けられたX線吸収体層c並びにアライメントマークc2とでその主要部が構成されている。
【0003】
尚、図中、dは上記枠体aを構成する基板中央部をエッチングしてX線透過窓a1を形成する際にエッチングレジストとして作用する保護膜を示している。また、位置整合のためのアライメントマークc2は上記X線吸収体層cの一部で構成されていることが普通である。
【0004】
そして、このX線露光用マスクは以下のように使用される。すなわち、半導体ウエハー等の上に塗布されたX線感受性レジスト膜上にこのX線露光用マスクを重ね、アライメント光線を照射してその反射光線の強度からX線露光用マスクのアライメントマークと半導体ウエハー等に設けられたアライメントマークとを光学的に検出して両者を位置整合させ、次に軟X線を照射して上記X線感受性レジスト膜をパターン状に露光させる。X線感受性レジスト膜に露光されるパターンは上記X線吸収体パターンに正確に対応しており、パターン状に露光されたX線感受性レジスト膜を現像して半導体ウェハー等をパターン状に露出させることによりこの露出部位の半導体ウェハー等を選択的に加工することが可能となる。
【0005】
ところで、透過性支持膜b内部に入射した上記アライメント光線は多重反射を繰り返しこれ等多重反射光が互いに干渉しながら透過性支持膜bから出射される。そして、上記透過性支持膜bの膜厚は1〜2μmと薄いため膜厚の僅かな変動で出射光強度は大きく変動する。このように従来においては上記透過性支持膜bの膜厚によって変動し易い光強度によりアライメントマークc2を検出しているため、その正確な検出が困難であり、また検出結果が不正確になり易いという問題を有していた。
【0006】
この様な技術的背景の下、図5に示すように上記透過性支持膜bの表裏両面にアライメント光線の反射防止膜e及びfを設けてその多重反射を防止できるX線露光用マスクが提案されている(特開平5−129190号公報参照)。そして、このX線露光用マスクによれば、透過性支持膜bの多重反射が生じることなく出射されるため、上記透過性支持膜bの膜厚の如何によらずアライメント光線の出射強度が安定し上記アライメントマークを容易かつ正確に検出することが可能となる。
【0007】
ところで、アライメント光線の反射防止膜を備えたX線露光用マスクは、従来、以下に示すようなX線露光用マスクブランクを使用して製造されている。
【0008】
すなわち、このX線露光用マスクブランクは、図6に示すように枠体形成用のシリコン等から成る基板a’と、この基板a’の外周面に設けられ基板a’のバックエッチ処理の際にバックエッチストッパー層として機能するSiNx等から成る保護膜dと、上記保護膜dの主面上に設けられアライメント光に対して反射防止機能を有するSiOx(通常、x=2である)等から成る反射防止膜eと、この反射防止膜e並びに保護膜d面上に設けられると共にアライメント光とX線を透過させかつX線吸収体がパターン状に形成されるSiNx等から成る透過性支持膜bと、上記透過性支持膜bの主面上に設けられアライメント光に対して反射防止機能を有するSiOx等から成る反射防止膜fとでその主要部が構成されている。
【0009】
そして、このX線露光用マスクブランクの反射防止膜f面上に、Au、Ta、W等X線吸収性を有する薄膜を成膜し、かつ、この薄膜をパターニングしてX線吸収体層とアライメントマークを形成すると共に、裏面側の透過性支持膜b上の周辺部に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にしてRIE(反応性イオンエッチング)により透過性支持膜b並びに保護膜dをエッチングし、シリコン等から成る基板a’の中央部を露出させた後、露出した基板a’の中央部をKOH等の熱アルカリでエッチングしX線透過窓a1を有する枠体aを形成してX線露光用マスクは製造されている(図5参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射防止膜を備えたX線露光用マスクに用いられる上記X線露光用マスクブランクの透過性支持膜bは、上述したようにSiNx等にて構成されている。そして、このSiNxから成る透過性支持膜bを真空蒸着法やスパッタリング法により成膜することは困難なことから、通常、SiNxから成る透過性支持膜bは減圧化学的気相成長法により形成されている。他方、反射防止膜e,fは上述したようにSiO2等のSiOxにて構成されており、このSiOxから成る反射防止膜e,fはその量産適性や膜厚制御が容易である等の理由から、通常、真空蒸着法やスパッタリング法等物理的気相成長法により形成されていた。
【0011】
そして、透過性支持膜bと反射防止膜e,fの成膜方式が相違することから、これ等被膜の形成を同一の成膜装置で行うことができないため、各被膜の成膜工程の度にシリコン等の基板a’を別の成膜装置内に移動させる必要があった。
【0012】
このため、X線露光用マスクブランクの製造が煩雑となりかつ製造時間も長くなる問題点があり、更に基板の移動中に基板が破損され易くその歩留りがよくない問題点を有していた。
【0013】
また、シリコン等の基板a’を別の成膜装置へ移動させる際、この基板a’に設けられた各被膜表面に外気中の水分、酸素、塵埃等が付着して透過性支持膜bや反射防止膜e,fにパーティクルが発生し易いため、このX線露光用マスクブランクを用いて製造されたX線露光用マスクの品質は上記パーティクルの存在に起因して余り良好でない問題点を有していた。
【0014】
本発明はこの様な問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、高品質のX線露光用マスクを製造できるX線露光用マスクブランクとその製造方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項1に係る発明は、
枠体形成用の基板と、アライメント光とX線を透過させかつX線吸収体がパターン状に形成される透過性支持膜と、この透過性支持膜の両面に設けられ上記アライメント光に対する反射防止膜と、上記基板とこの基板側に位置する反射防止膜との間に設けられ基板のバックエッチ処理による枠体形成の際にバックエッチストッパー層として機能する保護膜とを備え、X線露光用マスクの製造に使用されるX線露光用マスクブランクを前提とし、
上記保護膜、透過性支持膜並びにこの両面に設けられる反射防止膜が、同一チャンバ内での減圧化学的気相成長法による連続成膜により形成されていることを特徴とするものである。
【0016】
そして、請求項1記載の発明に係るX線露光用マスクブランクによれば、
保護膜、透過性支持膜及びこの両面に設けられる反射防止膜が、同一チャンバ内での減圧化学的気相成長法による連続成膜により形成されているため、各被膜表面に外気中の水分、酸素、塵埃等が付着している恐れがない。
【0017】
従って、水分、酸素、塵埃等を原因としたパーティクルが透過性支持膜や反射防止膜内に存在し難いため、このX線露光用マスクブランクを使用して高品質のX線露光用マスクを製造することが可能となる。
【0018】
尚、枠体形成用の上記基板としては上述したようにシリコン基板が広く用いられており、また、透過性支持膜や保護膜としてはSiNxが、また、反射防止膜としてはSiOx(通常、x=2である)が用いられている。請求項2に係る発明は、これ等の材料が適用されているX線露光用マスクブランクの製造方法に関するものである。
【0019】
すなわち、請求項2に係る発明は、
枠体形成用のシリコン基板と、アライメント光とX線を透過させかつX線吸収体がパターン状に形成されるSiNxから成る透過性支持膜と、この透過性支持膜の両面に設けられ上記アライメント光に対するSiOxから成る反射防止膜と、上記基板とこの基板側に位置する反射防止膜との間に設けられ基板のバックエッチ処理による枠体形成の際にバックエッチストッパー層として機能するSiN x から成る保護膜とを備え、X線露光用マスクの製造に使用されるX線露光用マスクブランクの製造方法を前提とし、
成膜用ガスとしてSiH2Cl2、NH3及びN2Oを適用し、かつ、チャンバ内へSiH2Cl2とN2Oのガス若しくはSiH2Cl2とNH3のガスを順次供給して、上記保護膜、透過性支持膜並びに反射防止膜の各成膜工程を同一チャンバ内で減圧化学的気相成長法により連続的に行うことを特徴とするものである。
【0020】
尚、以下に示す反応式(1)(2)から明らかなように、減圧化学的気相成長装置(減圧CVD装置)のチャンバ内へSiH2Cl2とN2Oのガスを供給することにより、SiO2から成る反射防止膜が成膜され、また、減圧CVD装置のチャンバ内へSiH2Cl2とNH3のガスを供給することによりSiNx(例えば、Si3N4)から成る保護膜、透過性支持膜が成膜される。
【0021】
SiH2Cl2+2N2O→SiO2+2N2+2HCl (1)
3SiH2Cl2+4NH3→Si3N4+6HCl+6H2 (2)
そして、請求項2記載の発明に係るX線露光用マスクブランクの製造方法によれば、
保護膜、透過性支持膜並びに反射防止膜等の各成膜工程を同一チャンバ内で減圧化学的気相成長法により連続的に行うため、従来の製造方法のように各被膜の成膜工程の度に基板を別の成膜装置内へ移動させる必要がない。
【0022】
従って、基板の移動中に起こり易かった基板の破損事故を未然に防止できその歩留りの改善が図れると共に、製造時間の短縮も図れる。
【0023】
また、物理的気相成長法により形成された被膜に較べて化学的気相成長法により形成されたSiOxから成る反射防止膜の構造は緻密なため、被膜の経時的物性変化が起こり難くX線露光時における歪み等が防止できる。更に、各被膜の成膜工程の度に基板を別の成膜装置内へ移動させる必要がないことから各被膜表面に外気中の水分、酸素、塵埃等が付着する恐れがないため、これ等を原因としたパーティクルが透過性支持膜や反射防止膜内に存在し難い。
【0024】
従って、この製造方法により得られたX線露光用マスクブランクを用いて完成されたX線露光用マスクは、繰返しの使用に拘らず長期に亘ってその品質を維持することが可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0026】
図1(A)に示すように洗浄、乾燥等の前処理が施された複数枚のシリコン基板10を、図2示すLPCVD装置2のチャンバ21内へ適宜間隔を介し縦に立てた状態で搬入した。尚、上記チャンバ21内へはボンベ31から開閉弁32を介してSiH2Cl2ガスが、また、ボンベ41から開閉弁42を介してNH3ガス、ボンベ51から開閉弁52を介してN2Oガスがそれぞれ供給されるようになっている。
【0027】
そして、上記チャンバ21内へボンベ31、41からSiH2Cl2とNH3のガスを導入し、シリコン基板10の全表面にSiNxから成る厚さ150nmの保護膜11を成膜した(図1B参照)。尚、保護膜11の成膜条件は、SiH2Cl2ガスとNH3ガスの流量比が3.0〜4.0:1、圧力が30〜50Pa、反応温度が750〜950℃であった。
【0028】
次に、LPCVD装置2からシリコン基板10を取出すことなく、上記チャンバ21内へボンベ31、51からSiH2Cl2とN2Oのガスを導入し、上記保護膜11の全表面にSiO2から成る厚さ100nmの反射防止膜12を成膜した(図1C参照)。尚、反射防止膜12の成膜条件は、SiH2Cl2ガスとN2Oガスの流量比が0.1〜1.0:1、圧力が40〜70Pa、反応温度が750〜950℃であった。
【0029】
更に、上記保護膜11の成膜条件と同一の条件により反射防止膜12の全表面にSiNxから成る厚さ2000nmの透過性支持膜13を成膜し(図1D参照)、かつ、この透過性支持膜13の全表面に上記反射防止膜12の成膜条件と同一の条件によりSiO2から成る厚さ100nmの反射防止膜14を成膜してX線露光用マスクブランク1を得た(図1E参照)。
【0030】
そして、このX線露光用マスクブランク1は、従来と同様の工程を経てX線露光用マスクの製造に供することができる。すなわち、上記反射防止膜14の主面上にX線吸収体層15を形成すると共に、裏面側からX線露光用マスクブランクの中央部をエッチングしてX線透過窓16を有する枠体100を形成しX線露光用マスクを得ることができる(図3参照)。
【0031】
尚、上記X線吸収体層15としては、Au、Ta、W等の重金属の薄膜又はこれ等重金属元素の化合物薄膜が利用でき、これ等薄膜を上記反射防止層14の主面上に成膜した後、所望の微細パターンにパターニングして形成することができる。また、このX線吸収体層15は、その一部にアライメントマーク15’を有することが望ましい。
【0032】
また、X線透過窓16を有する上記枠体100については以下のような工程で形成することができる。すなわち、上記X線露光用マスクブランク1裏面側の反射防止膜14上の周辺部に耐RIE(反応性イオンエッチング)レジスト(東京応化社製 商品名OFPR−800)にて構成されたレジストパターンを形成し、このレジストパターンから露出する反射防止膜14をCCl2F2ガスを用いたRIE法によりエッチングし、かつ、エッチングガスをC2F6ガスに代えてRIE法によりレジストパターンから露出した中央部の透過性支持膜13を除去する。更に、エッチングガスをCCl2F2ガスに代えて中央部の反射防止膜12をRIE法により除去し、かつ、エッチングガスをC2F6ガスに代えてRIE法により保護膜11をエッチングしてシリコン基板10を露出させた後、KOH等の熱アルカリにより露出したシリコン基板10をエッチングしてX線透過窓16を有する上記枠体100が形成される(図3参照)。尚、上記シリコン基板10と反射防止膜12は、共にSiO2を主成分としているため、熱アルカリによるシリコン基板10のエッチング処理の際に反射防止膜12が侵されてしまうことがある。上記保護膜11はこれを防いで反射防止膜12を保護する作用を有する。
【0033】
尚、図6に示された従来のX線露光用マスクブランクと図1(E)に示された本発明に係るX線露光用マスクブランクとを比較すれば明らかなように、本発明に係るX線露光用マスクブランクは表面側と裏面側との各被膜の構成が同一である。従って、このX線露光用マスクブランクを使用してX線露光用マスクを製造する際、その製造途中においてX線露光用マスクブランクの表面側若しくは裏面側が破損してもその反対面側を生かしてX線露光用マスクの製造に供することができる利点を有している。
【0034】
【発明の効果】
請求項1記載の発明に係るX線露光用マスクブランクによれば、
保護膜、透過性支持膜及びこの両面に設けられる反射防止膜等が、同一チャンバ内での減圧化学的気相成長法による連続成膜により形成されているため、各被膜表面に外気中の水分、酸素、塵埃等が付着する恐れがない。
【0035】
従って、水分、酸素、塵埃等を原因としたパーティクルが透過性支持膜や反射防止膜内に存在し難いため、このX線露光用マスクブランクを使用して高品質のX線露光用マスクを製造できる効果を有する。
【0036】
また、請求項2記載の発明に係るX線露光用マスクブランクの製造方法によれば、
保護膜、透過性支持膜並びに反射防止膜等の各成膜工程を同一チャンバ内で減圧化学的気相成長法により連続的に行うため、従来の製造方法のように各被膜の成膜工程の度に基板を別の成膜装置内へ移動させる必要がない。
【0037】
従って、基板の移動中に起こり易かった基板の破損事故を未然に防止できその歩留りの改善が図れると共に、製造時間の短縮が図れる効果を有している。
【0038】
また、物理的気相成長法により形成された被膜に較べて化学的気相成長法により形成されたSiOxから成る反射防止膜の構造は緻密なため、被膜の経時的物性変化が起こり難くX線露光時における歪み等が防止できる。更に、各被膜の成膜工程の度に基板を別の成膜装置内へ移動させる必要がないことから各被膜表面に外気中の水分、酸素、塵埃等が付着する恐れがないため、これ等を原因としたパーティクルが透過性支持膜や反射防止膜内に存在し難い。
【0039】
従って、この製造方法により得られたX線露光用マスクブランクを用いて完成されたX線露光用マスクは、繰返しの使用に拘らず長期に亘ってその品質が維持される効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)〜(E)は本発明に係るX線露光用マスクブランクの製造工程を示す説明図。
【図2】本発明に係るX線露光用マスクブランクを製造する際に使用される減圧化学的気相成長装置の構成説明図。
【図3】本発明に係るX線露光用マスクブランクを使用して製造されたX線露光用マスクの概略断面図。
【図4】従来例に係るX線露光用マスクの概略断面図。
【図5】他の従来例に係るX線露光用マスクの概略断面図。
【図6】他の従来例に係るX線露光用マスクの製造に供されるX線露光用マスクブランクの概略断面図。
【符号の説明】
1 X線露光用マスクブランク
10 シリコン基板
11 保護膜
12 反射防止膜
13 透過性支持膜
14 反射防止膜
Claims (2)
- 枠体形成用の基板と、アライメント光とX線を透過させかつX線吸収体がパターン状に形成される透過性支持膜と、この透過性支持膜の両面に設けられ上記アライメント光に対する反射防止膜と、上記基板とこの基板側に位置する反射防止膜との間に設けられ基板のバックエッチ処理による枠体形成の際にバックエッチストッパー層として機能する保護膜とを備え、X線露光用マスクの製造に使用されるX線露光用マスクブランクにおいて、
上記保護膜、透過性支持膜並びにこの両面に設けられる反射防止膜が、同一チャンバ内での減圧化学的気相成長法による連続成膜により形成されていることを特徴とするX線露光用マスクブランク。 - 枠体形成用のシリコン基板と、アライメント光とX線を透過させかつX線吸収体がパターン状に形成されるSiNxから成る透過性支持膜と、この透過性支持膜の両面に設けられ上記アライメント光に対するSiOxから成る反射防止膜と、上記基板とこの基板側に位置する反射防止膜との間に設けられ基板のバックエッチ処理による枠体形成の際にバックエッチストッパー層として機能するSiN x から成る保護膜とを備え、X線露光用マスクの製造に使用されるX線露光用マスクブランクの製造方法において、
成膜用ガスとしてSiH2Cl2、NH3及びN2Oを適用し、かつ、チャンバ内へSiH2Cl2とN2Oのガス若しくはSiH2Cl2とNH3のガスを順次供給して、上記保護膜、透過性支持膜並びに反射防止膜の各成膜工程を同一チャンバ内で減圧化学的気相成長法により連続的に行うことを特徴とするX線露光用マスクブランクの製造方法。
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JPH0996899A JPH0996899A (ja) | 1997-04-08 |
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