JPH01122120A - Manufacture of x-ray exposure mask - Google Patents
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
Ｘ線露光マスクの製造方法に関し、
パターン精度が良く、且つ、光によるアライメントが可
能なことを目的とし、
少なくとも表面にシリコンを有するタップランの上に、
所望パターンのステンシルを形成する工程と、該ステン
シルを除（タップラン表面に、タングステンからなるＸ
ｖＡ吸収体パターンを選択的に成長する工程が含まれる
ことを特徴とする。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a method for manufacturing an X-ray exposure mask, the purpose is to have good pattern accuracy and enable alignment by light, and to manufacture a mask on a tap run having silicon on at least the surface.
A process of forming a stencil with a desired pattern, and removing the stencil (with an X made of tungsten on the surface of the tap run).
The method is characterized in that it includes a step of selectively growing a vA absorber pattern.
［産業上の利用分野］ 本発明はＸ線露光マスクの製造方法に関する。[Industrial application field] The present invention relates to a method for manufacturing an X-ray exposure mask.
Ｘ線露光法はサブミクロン級の微細パターンを転写でき
るために、今後のりソグラフィ技術として実用化のため
の開発努力がなされているが、未だ汎用されるまでには
至っていない。その原因の一つに転写マスクの問題があ
り、その転写マスクとしては耐久性に冨み、且つ、高品
質なものが望まれている。Since the X-ray exposure method can transfer submicron-level fine patterns, efforts are being made to develop it for practical use as a lithography technique in the future, but it has not yet reached the point where it is widely used. One of the causes of this is the problem of the transfer mask, and it is desired that the transfer mask be highly durable and of high quality.
［従来の技術］
Ｘ線露光用マスクの材料と構成については多くの研究が
発表されている（例えば、Ｓ、Ｐ、ｉ、Ｅ、 Ｖｏｌ。[Prior Art] Many studies have been published regarding materials and configurations of X-ray exposure masks (for example, S, P, i, E, Vol.
４１１、Ｍａｒｃｈ １５−１６．１９８４ Ｐ、９６
等）。第３図はそのＸ線露光マスクの断面図を示してお
り、ｌはメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ ；膜）、２は
Ｘ線吸収体パタ−ン、３はシリコン支持枠、４はパイレ
ックスリングで、メンブレンとしては窒化硼素（ＢＮ）
。411, March 15-16.1984 P, 96
etc). Figure 3 shows a cross-sectional view of the X-ray exposure mask, where l is a membrane, 2 is an X-ray absorber pattern, 3 is a silicon support frame, and 4 is a Pyrex ring. is boron nitride (BN)
.
シリコン（Ｓｔ） 、窒化シリコン（ＳｉＮｘ ） 、
シリコンカーバイド（Ｓｔ Ｃ）が用いられ、また、
Ｘ線吸収体パターンとしては金（Ａｕ） 、タンタル（
Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等が用いられている。Silicon (St), silicon nitride (SiNx),
Silicon carbide (St C) is used, and
Gold (Au), tantalum (
Ta), tungsten (W), etc. are used.
第４図（ａ）〜（ｇ）は従来のＸ線露光マスクの形成方
法の工程順断面図を示しており、本例はＢＮ（メンブレ
ン）上への金パターン（Ｘ線Ｉｌ＆ 成体ハターン）を
形成する例である。FIGS. 4(a) to (g) show step-by-step cross-sectional views of a conventional method for forming an X-ray exposure mask. In this example, a gold pattern (X-ray Il & adult pattern) is formed on a BN (membrane). This is an example of forming.
第４図（ａ）参照；図はマスク基板の断面を示し、図中
の１１はＢＮ、３はシリコン支持枠、４はパイレックス
リングである。Refer to FIG. 4(a); the figure shows a cross section of the mask substrate, in which 11 is BN, 3 is a silicon support frame, and 4 is a Pyrex ring.
第４図（ｂ）参照；次いで、全面に膜厚１００〜３００
人のタンタル膜１３をスパッタ法で被着し、更に、膜厚
１００〜３００人の金１４をスパッタ法で被着する。See FIG. 4(b); Next, apply a film with a thickness of 100 to 300 on the entire surface.
A metal tantalum film 13 is deposited by sputtering, and a gold 14 having a thickness of 100 to 300 is further deposited by sputtering.
この金１４をスパッタ金１４と呼んで、後工程でメツキ
（鍍金）する金と区別している。This gold 14 is called sputtered gold 14 to distinguish it from gold that will be plated in a later process.
第４図（Ｃ）参照；次いで、ポリイミド５を膜厚０゜５
〜２μｍ程度に形成する。See FIG. 4(C); Next, polyimide 5 is coated with a film thickness of 0°5.
Form to about 2 μm.
第４図（ｄｌ参照；そのポリイミドをパターンニングし
て、ポリイミドからなるステンシル５を形成する。この
ステンシル（５ｔｅｎｃｉｌ ；型紙）５のパターンニ
ングは、例えば、電子ビーム露光を用いた３層レジスト
（トリレベル）法を適用する。それは、図示していない
が、ポリイミド５の上に５ｔ０２膜（膜厚３００〜２０
００人、ＳＯＧ （スピンオングラス）膜でも良い）を
被着し、その上に電子ビーム露光法でレジスト膜パター
ンを形成し、このレジスト膜パターンによって５ｉ０２
１ａをパターンニングする。５ｉ０２膜のパターンニン
グはＣＦ４とＣＨＦ３との混合ガスを用いたプラズマエ
ツチングを行なう。次いで、その５ｉ０２膜をマスクに
して、酸素プラズマエツチングしてステンシル５を形成
する。FIG. 4 (see dl; the polyimide is patterned to form a stencil 5 made of polyimide. The patterning of this stencil (5tencil; paper pattern) 5 can be carried out using, for example, a three-layer resist (trilevel) using electron beam exposure. ) method.Although not shown in the figure, a 5t02 film (thickness 300 to 20
00, a SOG (spin-on glass) film is applied), a resist film pattern is formed on it by electron beam exposure method, and this resist film pattern is used to form a 5i02
Pattern 1a. The 5i02 film is patterned by plasma etching using a mixed gas of CF4 and CHF3. Next, using the 5i02 film as a mask, oxygen plasma etching is performed to form a stencil 5.
第４図（ｅ）参照；次いで、タンタル１３とスパッタ金
１４を電極にして、スパッタ金１４の上に金メツキする
。そうすると、ステンシル５の部分を除いたスパッタ金
１４の上に、膜厚０．６〜１μｍの金パターン１２が形
成される。Refer to FIG. 4(e); next, the tantalum 13 and the sputtered gold 14 are used as electrodes, and the sputtered gold 14 is plated with gold. Then, a gold pattern 12 with a thickness of 0.6 to 1 μm is formed on the sputtered gold 14 excluding the stencil 5 portion.
第４図（ｆ）参照；次いで、ステンシル５を酸素プラズ
マエツチングで除去する。See FIG. 4(f); next, the stencil 5 is removed by oxygen plasma etching.
第４図Ｔｇ）参照；次いで、アルゴンイオンによるスパ
ッタエッチによりスパッタ金１４、続いて、ＣＣｌ４と
Ｃ１２の混合プラズマエッチによりタンタル１３を除去
して、図に示すような構造のＸｉ露光マスクが完成され
る。Refer to FIG. 4 Tg); Next, the sputtered gold 14 is removed by sputter etching with argon ions, and the tantalum 13 is removed by mixed plasma etching of CCl4 and C12 to complete the Xi exposure mask having the structure shown in the figure. Ru.
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、ステンシル５を除去して、第３図または第４
図（ｇ）に示すようなＸ線露光マスクを形成すると、Ｘ
線吸収体パターン２ （金パターン１２）が突出した凸
状になっているために、そのパターンが破損し易く、例
えば、水洗やその後の保護膜コーティング等の処理に耐
えられず、パターンが崩れるといった問題が起こる。[Problems to be solved by the invention] However, if the stencil 5 is removed,
When an X-ray exposure mask as shown in figure (g) is formed,
Because the line absorber pattern 2 (gold pattern 12) has a protruding convex shape, the pattern is easily damaged, and for example, it cannot withstand treatments such as washing with water or subsequent protective film coating, resulting in the pattern collapsing. Problems arise.
且つ、メンブレンの上にＸ線吸収体パターンのみを設け
ると、メンブレンとの間に生じるストレスのためにＸ線
吸収体パターンが撓んで変形すると云う欠点がある。Furthermore, if only the X-ray absorber pattern is provided on the membrane, there is a drawback that the X-ray absorber pattern is bent and deformed due to the stress generated between the X-ray absorber pattern and the membrane.
従って、ステンシル５をパターンの間に残存させること
が望ましい。即ち、ステンシル５を残存させてステンシ
ル５とパターン２とを同一ストレスに制御することによ
ってストレスのバランスが保たれ、パターンが精度良く
メンブレンの上で保持されるようになる。Therefore, it is desirable to leave the stencil 5 between the patterns. That is, by leaving the stencil 5 and controlling the stencil 5 and the pattern 2 to the same stress, the stress balance is maintained and the pattern is held on the membrane with high precision.
しかし、他方、上記の第４図（８１に示した断面形状の
ままのＸ線マスクは、ステンシル５の下にタンタル１３
とスパッタ金１４がそれぞれ１００〜３００人程度の膜
厚で被着しており、その膜が厚いためにＸ線は透過する
が光線を透過せず、光によるアライメントが不可能にな
る問題がある。However, on the other hand, the X-ray mask with the cross-sectional shape shown in FIG.
and sputtered gold 14 are deposited to a film thickness of about 100 to 300 layers each, and because the films are thick, X-rays can pass through them, but light cannot pass through them, making optical alignment impossible. .
本発明はこれらの問題点を除去して、破損し難くて、パ
ターン精度が良（、且つ、光によるアライメントが可能
なＸ線露光マスクの形成方法を提案するものである。The present invention eliminates these problems and proposes a method for forming an X-ray exposure mask that is hard to break, has good pattern accuracy (and can be aligned by light).
［問題点を解決するための手段］
その目的は、少なくとも表面にシリコンを有するタップ
ランの上に、所望パターンのステンシルを形成する工程
と、該ステンシルを除くタップラン表面に、タングステ
ンからなるＸ線吸収体パターンを選択的に成長する工程
が含まれるＸ線露光マスクの製造方法によって達成され
る。[Means for solving the problem] The purpose is to form a stencil of a desired pattern on a tap run having silicon on at least the surface, and to apply an X-ray absorber made of tungsten to the tap run surface excluding the stencil. This is achieved by an X-ray exposure mask manufacturing method that includes a step of selectively growing a pattern.
［作用］
即ち、本発明はシリコン（Ｓｔ）または表面にシリコン
を有するＢＮなどのタップランを用い、その上に所望パ
ターンのステンシルを形成し、そのステンシルを除くシ
リコン面をもったタップラン表面にタングステン（Ｗ）
のＸ線吸収体を選択的に成長して、Ｘ線吸収体パターン
を形成する。そうすると、ステンシルを残存させること
ができて、光によるアライメントが可能となり、ストレ
スのバランスが保たれてパターン精度が良くなり、表面
が平坦化して破損しにくいＸ線露光マスクが得られる。[Function] That is, the present invention uses a tap run made of silicon (St) or BN having silicon on its surface, forms a stencil of a desired pattern thereon, and then applies tungsten ( W)
The X-ray absorber is selectively grown to form an X-ray absorber pattern. In this case, the stencil can be left, optical alignment is possible, stress balance is maintained, pattern accuracy is improved, and an X-ray exposure mask with a flat surface that is less likely to be damaged can be obtained.
［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。[Example] Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
第１図（ａ）〜（幻は本発明にかかる形成方法の工程順
断面図を示しており、順を追って説明する。FIGS. 1(a) to 1(a)-(phantom) show step-by-step cross-sectional views of the forming method according to the present invention, which will be explained step by step.
第１図（ａ）参照；マスク基板の断面を示し、メンブレ
ンとして膜厚１〜３μｍのシリコン基板２１を用いた例
である。その他の３はシリコン支持枠。Refer to FIG. 1(a); it shows a cross section of a mask substrate, and is an example in which a silicon substrate 21 with a film thickness of 1 to 3 μm is used as a membrane. The other 3 are silicon support frames.
４はバイレックスリングである。4 is a virex ring.
なお、シリコン基板の代わりに膜厚６μｍ以下のＢＮ、
膜厚３ｐｍ以下のＳｉＮｘ 、ＳｉＣを用いて、その表
面に膜厚０．０５〜０．５μｍのシリコンを化学気相成
長（ＣＶ Ｄ）法で被着し、これをマスク基板にするこ
ともできる。In addition, instead of the silicon substrate, BN with a film thickness of 6 μm or less,
Using SiNx or SiC with a film thickness of 3 pm or less, silicon with a film thickness of 0.05 to 0.5 μm is deposited on the surface by chemical vapor deposition (CVD), and this can also be used as a mask substrate. .
第１図（ｂ）参照；次いで、マスク基板の表面にポリイ
ミド５を塗布して固化し、膜厚０．５〜２μｍ程度に被
覆する。Refer to FIG. 1(b); Next, polyimide 5 is coated on the surface of the mask substrate and solidified to form a coating with a film thickness of about 0.5 to 2 μm.
第１図（Ｃ）参照；次いで、ポリイミド５の上面にシリ
コン有機溶液を塗布し、約２００℃で熱処理して膜厚０
．０５〜０．３ μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜２
２を形成する。なお、この５ｉ０２膜２２０代わりに、
膜厚０．０５〜０．３μｍのタンタル（Ｔａ）膜をスパ
ッタ法で被着する方法を採ってもよい。Refer to FIG. 1(C); Next, a silicon organic solution is applied to the upper surface of the polyimide 5, and heat-treated at about 200°C to form a film with a thickness of 0.
．． 05-0.3 μm silicon oxide (SiO2) film 2
form 2. Note that instead of this 5i02 film 220,
A method may be adopted in which a tantalum (Ta) film having a thickness of 0.05 to 0.3 μm is deposited by sputtering.
第１図（ｄ）参照；次いで、その５ｉ０２膜２２を被着
したポリイミド５の上に、電子ビーム露光法によってレ
ジスト膜パターン２３を形成する。Refer to FIG. 1(d); Next, a resist film pattern 23 is formed on the polyimide 5 covered with the 5i02 film 22 by electron beam exposure.
第１図＋ｅ）参照；次いで、レジスト膜パターン２３を
マスクとして５ｉ０２膜２２およびポリイミド５をパタ
ーンニングして、ポリイミドからなるステンシル５を形
成する。その際、５ｉ０２膜２２のパターンニングはＣ
Ｆ４とＣＨＦ３との混合ガスを用いたりアクティブイオ
ンエツチングを行ない、ポリイミド５のパターンニング
は酸素を用いたりアクティブイオンエツチングを行なう
、なお、５ｉ０２膜２２の代わりにタンタル膜を被着す
ると、そのパターンニングはＣＣｌ４ガスを用いたりア
クティブイオンエツチングを行なう。このとき、５ｉ０
２膜２２やタンタル膜は酸素によるリアクティブイオン
エツチングのマスクとなるものである。上記は従来と同
様の３層レジスト法の説明である。Refer to FIG. 1+e); Next, the 5i02 film 22 and the polyimide 5 are patterned using the resist film pattern 23 as a mask to form a stencil 5 made of polyimide. At that time, the patterning of the 5i02 film 22 is
A mixed gas of F4 and CHF3 is used or active ion etching is performed, and the patterning of polyimide 5 is performed using oxygen or active ion etching. Note that if a tantalum film is deposited instead of the 5i02 film 22, the patterning In this method, CCl4 gas is used or active ion etching is performed. At this time, 5i0
The 2 film 22 and the tantalum film serve as a mask for reactive ion etching using oxygen. The above is a description of the conventional three-layer resist method.
第１図（ｆ）参照；次いで、ステンシル５を除いたマス
ク基板の露出部分にタングステン（Ｗ）を選択成長して
、タングステン（Ｗ）２４からなるＸ線吸収体パターン
を形成する。それには、第２図に示すようなタングステ
ンの選択成長装置を用いる。Refer to FIG. 1(f); next, tungsten (W) is selectively grown on the exposed portion of the mask substrate excluding the stencil 5 to form an X-ray absorber pattern made of tungsten (W) 24. For this purpose, a tungsten selective growth apparatus as shown in FIG. 2 is used.
第２図において、Ｍはマスク基板、 Ｉｎはガス導入口
、 Ｖａは排気口であるが、ガス導入口Ｉｎから水素（
Ｈ２）をキャリアガスとして六弗化タングステン（ＷＦ
ｓ）を流入し、真空排気してガス圧を２ｘ ｌＱ’ Ｔ
ｏｒｒとし、マスク基板Ｍを３５０℃に加熱して３時間
処理すると、膜厚１μｍのタングステン２４からなるＸ
線吸収体パターンが形成される。In Fig. 2, M is a mask substrate, In is a gas inlet, and Va is an exhaust port.
Tungsten hexafluoride (WF) is used as a carrier gas.
s) and evacuated to reduce the gas pressure to 2x lQ' T
When the mask substrate M is heated to 350°C and treated for 3 hours, X made of tungsten 24 with a film thickness of 1 μm is formed.
A line absorber pattern is formed.
この減圧ＣＶＤ法では、最初に
２ＷＦ６＋３Ｓｉ→２Ｗ＋３ＳｉＦ４
の反応でシリコン上のみにタングステンが成長し、次に
、
ＷＦ６ ＋３Ｈ２→Ｗ＋６ＨＦ
の反応でタングステン上にタングステンが成長する。In this low pressure CVD method, tungsten is first grown only on silicon by the reaction of 2WF6+3Si→2W+3SiF4, and then tungsten is grown on tungsten by the reaction of WF6+3H2→W+6HF.
第１図（幻参照；次いで、５ｉ０２膜２２を除去して完
成するが、この５ｉ０２膜２２は光を透過するために必
ずしも除去する必要はない。しかし、タンクル（Ｔａ）
膜を被着した場合は、光を遮るために除去する必要があ
る。FIG. 1 (see phantom; next, the 5i02 film 22 is removed to complete the process, but this 5i02 film 22 does not necessarily need to be removed in order to transmit light. However, tankle (Ta)
If a film is applied, it must be removed to block light.
このような形成方法によって作成したＸ線露光マスクは
ステンシル（ポリイミド）を取り除がなくても光による
アライメントが可能であるから、ステンシルを残存させ
て表面を平坦にし、Ｘ線吸収体パターンの破損を解消す
ることができ、且つ、ステンシルとＸｇ吸収体パターン
とのストレスのバランスが保たれて、高精度なパターン
がメンブレンの上で保持される。X-ray exposure masks created using this method can be optically aligned without removing the stencil (polyimide), so the stencil remains to flatten the surface and prevent damage to the X-ray absorber pattern. In addition, the stress balance between the stencil and the Xg absorber pattern is maintained, and a highly accurate pattern is maintained on the membrane.
且つ、タングステンからなるＸ線吸収体パターンが選択
的に成長されるから、上記のように従来より簡単に作成
できる。Moreover, since the X-ray absorber pattern made of tungsten is selectively grown, it can be produced more easily than before as described above.
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明によれば破損し
難い高精度なＸ線露光マスクを作成することができて、
Ｘ線露光法の発展に大きく寄与するものである。[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to create a highly accurate X-ray exposure mask that is difficult to damage.
This will greatly contribute to the development of X-ray exposure methods.
第１図（ａｌ〜（ｇｌは本発明にかかる形成方法の工程
順断面図、
第２図はタングステンの選択成長装置を示す図、第３図
はＸ線露光マスクの断面図、
第４図（ａ）〜（ｇ）は従来の形成方法の工程順断面図
である。
図において、
ｌはメンブレン、
２はＸ線吸収体パターン、
３はシリコン支持枠、
４はパイレックスリング、
５はポリイミド（ステンシル）、
２１はシリコン基板、
２２は５ｉ０２膜、
２３はレジスト膜パターン、
２４はタングステン（Ｘ線吸収体パターン）を示してい
る。
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第１図（←２）
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第３図Figures 1 (al to (gl) are step-by-step cross-sectional views of the formation method according to the present invention; Figure 2 is a diagram showing a tungsten selective growth apparatus; Figure 3 is a cross-sectional view of an X-ray exposure mask; Figure 4 is a cross-sectional view of an X-ray exposure mask; a) to (g) are step-by-step sectional views of the conventional forming method. In the figure, l is a membrane, 2 is an X-ray absorber pattern, 3 is a silicon support frame, 4 is a Pyrex ring, and 5 is a polyimide (stencil). ), 21 is a silicon substrate, 22 is a 5i02 film, 23 is a resist film pattern, and 24 is a tungsten (X-ray absorber pattern). Fig.
Claims (1)
、所望パターンのステンシルを形成する工程と、 該ステンシルを除くタップラン表面に、タングステンか
らなるＸ線吸収体パターンを選択的に成長する工程が含
まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造方法
。[Claims] A step of forming a stencil with a desired pattern on at least a tap run having silicon on its surface, and a step of selectively growing an X-ray absorber pattern made of tungsten on the tap run surface excluding the stencil. A method for producing an X-ray exposure mask, characterized in that the method comprises:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62280519A JPH01122120A (en) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Manufacture of x-ray exposure mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62280519A JPH01122120A (en) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Manufacture of x-ray exposure mask |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122120A true JPH01122120A (en) | 1989-05-15 |
Family
ID=17626233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62280519A Pending JPH01122120A (en) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Manufacture of x-ray exposure mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01122120A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020030712A (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-25 | 가네꼬 히사시 | Mask for beam exposure having membrane structure and stencil structure and method for manufacturing the same |
-
1987
- 1987-11-05 JP JP62280519A patent/JPH01122120A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020030712A (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-25 | 가네꼬 히사시 | Mask for beam exposure having membrane structure and stencil structure and method for manufacturing the same |
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