JPH02126630A - 荷電粒子線マスクの製造方法 - Google Patents

荷電粒子線マスクの製造方法

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JPH02126630A JP63280671A JP28067188A JPH02126630A JP H02126630 A JPH02126630 A JP H02126630A JP 63280671 A JP63280671 A JP 63280671A JP 28067188 A JP28067188 A JP 28067188A JP H02126630 A JPH02126630 A JP H02126630A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 露光マスクの製造方法に係り、特に荷電粒子線露光マス
ク及びＸ線露光マスクの製造方法に関し。
製造が容易でしかもパターンの寸法精度が高く且つ反復
使用に耐える信頌性の高い露光マスクの提供を目的とし
。
〔１〕表面にシリコン酸化物を有する基体の表面にシリ
コン基板を接合し、つづいて該シリコン基板を研磨して
該シリコン基板をマスク形成層に加工する工程と、該マ
スク形成層をパターニング・エッチングしてマスクパタ
ーンを形成する工程と。
該基体の裏面からエツチングにより該マスクパターンを
覆う領域の該基体を除去する工程とを含むる露光マスク
の製造方法、及び〔２〕表面にシリコン酸化物を有する
基体の表面にシリコン基板を接合し、つづいて該シリコ
ン基板を研磨して該シリコン基板をマスク支持体に加工
する工程と、該マスク支持体全面に金属を被着してＸ線
吸収層を形成する工程と、該Ｘ線吸収層をパターニング
。
エツチングしてマスクパターンを形成する工程と。
該基体の裏面からエツチングにより該マスクパターンを
覆う領域の該基体を除去する工程とを含む露光マスクの
製造方法により構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は露光マスクの製造方法に係り、特に荷電粒子線
露光マスク及びＸＩ、’ｉ！！露光マスクの製造方法に
関する。
近年、集積回路の高密度化に伴い、電子線による露光や
Ｘ線による露光等の新しい露光方法が検討され、実用化
されるようになった。
電子線あるいはＸ線を用いるパターン形成は。
１μｍ程度あるいはそれ以下の微細なパターンを形成で
きるところに大きな特徴がある。
電子線露光は、そのための露光マスクとして電子線の通
過する部分に開孔を持つ透過マスクが使用される。一方
、Ｘ線露光マスクとしては２通常メンブレンと呼ばれる
Ｘ線を透過する薄層の上にＸ線吸収体となる金属をパタ
ーニングした構造のものが使用されている。
いずれの露光マスクにおいてもそのマスクの製造が容易
でしかもパターンの寸法精度が高く且つ反復使用に耐え
る信転性の高いものであることが要求される。
このため、かかる要求を満たす露光マスクを開発する必
要がある。
〔従来の技術〕
第５図に従来例Ｉとして従来の電子線露光マスクの例を
断面図で示す。
ガラスや半導体の基体１の上に薄層のマスク形成層２１
が形成され、そのマスク形成層がパターニング・エッチ
ングされて開孔を有するマスクパターン２２が形成され
る。
ところで、マスクパターン２２は厚さ、開孔のサイズと
もミクロンオーダの微細なものであるが。
熱的、力学的に充分な強度を持ち、電子線の照射に耐え
うるちのであることが必要である。また。
微細パターン転写に使用するため、パターンの寸法精度
を維持させることも必須である。
従来、マスク形成層２１の材料として金属が使用された
が電子線を照射すると加熱されてマスクパターン２２が
変形し、パターンの寸法精度を維持できないといった問
題があった。
この問題を解決するためにマスクパターン２２を半導体
で形成することも行われた。即ち、基体１としてシリコ
ン基板を使用し１表面にボロンイオン（Ｂｏ）を打ち込
みマスク形成層２１を形成し、このマスク形成層２１を
パターニングしてマスクパターン２２を形成した後１選
択工・ソチにより基体のシリコン基板を除去しボロンイ
オンを打ち込んだマスクパターンは残すようにしたもの
である。
しかし、この方法も熱的、力学的に充分な強度を持ち厚
さが均一なマスクパターンを作ることが難しく、運用上
マスクパターン２２の寸法精度を維持することも難しい
。
さらに、基体１としてシリコン基板を使用し。
マスクパターン形成部分を５０μｍ程度まで薄（し開孔
を有するマスクパターン２２を形成した後。
各々の開孔部にその開孔部より少し大きい穴を堀り、開
孔部の底部を５μｍ程度に薄＜シ他の部分を厚くするこ
とにより力学的強度を得ることも提案されているが、そ
の製造は困難であり実現性が乏しい。
次に、第６図に従来例■として特開昭５３−９９７７０
号公報に開示されているＸ線露光マスクの例を断面図で
示す。
シリコン基板の基体１の表面からボロンを熱拡散してボ
ロン拡散層２４を形成した後、全面に金（Ａｕ）を蒸着
し、その金をパターニングしてマスクパターン４１を形
成し１次いで選択エッチにより基体１の裏面からマスク
パターン４１の部分のシリコン基板を除去してボロン拡
散層２４を残し。
そのボロン拡散層２４をマスクパターン４１を支持する
メンブレンとする。
しかし、この場合も熱的、力学的に充分な強度を持ち且
つ厚さの均一なメンブレンを形成することが難しく、マ
スクパターン４１を寸法精度よく実現することが難しい
。
〔発明が解決しようとする課題］ 従って、従来の露光マスクでは熱的、力学的強度及びパ
ターンの寸法精度の両方を満足するものがなく２実川上
、露光マスクに各種の張力を加えて寸法補正を行いなが
ら運用するといった不便があり、さらに使用寿命も短か
った。
本発明は製造が容易で、しかも、熱的、力学的強度が充
分で反復使用に耐え且つパターンの寸法精度においても
満足できる露光マスクの製造方法を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
第１図乃至第４図は本発明の実施例■乃至実施■を示す
ものであるが、それらの図及び図中の符号を参照しなが
ら上記課題を解決するための手段について説明する。
上記課題は、〔１３表面にシリコン酸化物を有する基体
１の表面にシリコン基板２を接合し、つづいて該シリコ
ン基板２を研磨して該シリコン基板２をマスク形成層２
１に加工する工程と、該マスク形成層２１をパターニン
グ・エンチングしてマスクパターン２２を形成する工程
と、該基体１の裏面からエツチングにより該マスクパタ
ーン２２を覆う領域の該基体１を除去する工程とを含む
露光マスクの製造方法、及び〔２〕表面にシリコン酸化
物を有する基体１の表面にシリコン基板る工程と、該−
スフ支持体２曇全面に金属を被着してＸ線吸収層４を形
成する工程と、該Ｘ線吸収層４をパターニング・エッチ
ングしてマスクパターン４１を形成する工程と、該基体
１の裏面からエツチングにより該マスクパターン４１を
覆う領域の該基体１を除去する工程とを含む露光マスク
の製造方法によって解決される。
〔作用〕
本発明ではシリコン基板２を基体１に接合した状態で研
磨し薄くすることによりマスク形成層２１あるいはマス
ク支持体２３を形成する。通常。
シリコン基板２は単結晶であり、上記のように形成する
ことにより、熱的、力学的強度を充分確保し、しかも厚
さの均一性も確保することができる。
熱的、力学的強度を充分確保しつつ、マスク形成層２１
の厚さは例えば２０μｍ以下に、マスク支持体２３の厚
さは例えば１０μｍ以下にすることができ、転写パター
ンの寸法精度を高めることが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図を参照しながら詳細に
説明する。
第１図（ａ）乃至（ｅ）は実施例Ｉで、電子線露光マス
クの製造工程を断面図により示すものである。
第１図（ａ）参照 基体ｌとしてガラス材を使用する。基体１の表面は酸化
シリコンを主体とするものである。
第１図（ｂ）参照 基体１の表面にシリコン基板２を乗せ接合する。
接合は９００　’Ｃ乃至１０００°Ｃの熱処理により両
者の接触面を溶着させることにより行う。
第１図（Ｃ）参照 シリコン基板２を研磨してマスク形成層２１に加工する
。このマスク形成層２１のさば露光の時使用する電子線
に適した厚さを選択すればよいが一般的には２０μｍ以
下とする。それ以上厚くするとマスクパターンの厚さが
露光パターンの寸法精度に悪影響を及ぼす。
第１図（ｄ）参照 全面をレジスト層（図示せず）で覆いそのレジスト層を
バターニングし、それをマスクとしてマスク形成層２１
をエツチングしてシリコンのマスクパターン２２を形成
する。その後レジストを剥離する。
第１図（ｅ）参照 基体１の裏面からマスクパターン２２を覆う部分をエツ
チングにより除去する。
このようにして、電子線の通る開孔が開けられたマスク
パターン２２を有する電子線露光マスクが実現する。
第２図（ａ）乃至（ｅ）は電子線露光マスクの製造を示
す別の実施例■で、その工程を断面図により示すもので
ある。
第２図（ａ）参照 基体１として、（１００）シリコン基板１１の表面を熱
酸化して酸化シリコン層１２を形成したものを使用する
。酸化シリコン層１２の厚さは制限はないが１通常１μ
ｍ以下でよい。
第２図（ｂ）参照 基体ｌの表面にシリコン基板２を乗せ、酸化シリコン層
１２とシリコン基板２を接触させる。
９００°Ｃ乃至１０００°Ｃの熱処理により両者の接触
面を溶着させて接合する。
第２図（Ｃ）参照 シリコン基板２を研磨してマスク形成層２１とする。こ
のマスク形成層２１の厚さは２０μｍ以下とする。
第２図（ｄ）参照 全面をレジスト層（図示せず）で覆いそのレジスト層を
バターニングし、それをマスクとしてマスクＪＦｉｌＪ
２１をエツチングしてシリコンのマスクパターン２２を
形成する。その後レジストを剥離する。
第２図（ｅ）参照 基体１の裏面からマスクパターン２２を覆う部分の（１
００）シリコン基板１１を１例えば水酸化カリウム（Ｋ
ＯＨ）を用いた異方性エツチングエツチングにより除去
する。この場合（１００）シリコン基板１１の厚さが例
えば５００　μｍ、マスクパターン２２の領域も５００
μｍ角であるとすると、（１００）シリコン基板１１に
は約１２００μｍ角の大きさのエツチング窓を開けてお
く必要がある。水酸化カリウムによる異方性エツチング
は酸化シリコン層１２で停止するので、その後弗酸でエ
ツチングして酸化シリコン層１２を除去する。
実施例Ｉ及び■とも、マスクパターン２２を保護するた
め、さらには電子線照射によるマスクパターンの昇温を
緩和するため１表面に例えば厚さ５００人程程度タンタ
ル層のような金属層を形成してもよい。
なお、実施例Ｉ及び■は電子線露光マスクについて説明
したが９本発明の方法は電子線に限らず一般に荷電粒子
線の露光マスクの製造に適用できる。
第３図（ａ）乃至（ｆ）は実施例■で、Ｘ線露光マスク
の製造工程を断面図により示すものである。
第３図（ａ）参照 基体１としてガラス材を使用する。基体１の表面は酸化
シリコンを主体とするものである。
第３図（ｂ）参照 基体ｌの表面にシリコン基板２を乗せ両者を接合する。
接合は９００”Ｃ乃至１０００°Ｃの熱処理により両者
の接触面を溶着させることにより行う。
第３図（ｃ）参照 シリコン基板２を研磨してマスク支持体２３に加工する
。このマスク支持体２３の厚さは露光の時使用するＸ線
に適した厚さを選択すればよいが。
−ｉ的には１０μｍ以下で１乃至４μｍ程度がよい。そ
れ以上厚くするとマスクの位置合わせの精度に悪影響を
及ぼす。
第３図（ｄ）参照 全面にタンタル（Ｔａ）を１乃至２μ１１１蒸着してＸ
線吸収層４を形成する。
第３図（ｅ）参照 全面をレジスト層（図示せず）で覆いそのレジスト層を
バターニングし、それをマスクとしてＸ線吸収層４をエ
ツチングしてタンタルのマスクパターン４１を形成する
。その後レジストを剥離する。
第３図（ｆ）参照 基体１の裏面からマスクパターン４１を覆う部分の基体
１をエンチングにより除去スる。
Ｘ線はマスクパターン４工のタンタルの部分では吸収さ
れるが、マスク支持体２３のシリコンの部分ではほとん
ど吸収されない。
このようにして、マスクパターン４１を有するＸ線露光
マスクが実現する。
第４図（ａ）乃至（ｆ）はＸ線露光マスクの製造を示す
別の実施例■で、その工程を断面図により示すものであ
る。
第４図（ａ）参照 基体１として、（１００）シリコン基板１１の表面を熱
酸化して酸化シリコン層１２を形成したものを使用する
。酸化シリコン層１２の厚さは制限はないが２通常１μ
ｍ以下でよい。
第４図（ｂ）参照 基体１の表面にシリコン基板２を乗せ、酸化シリコン層
１２とシリコン基板２を接触させる。
９００　’Ｃ乃至１０００°Ｃの熱処理により両者の接
触面を溶着させて接合する。
第４図（ｃ）参照 シリコン基板２を研暦してマスク支持体２３とする。こ
のマスク支持体２３の厚さはＩ　Ｏｔｔ　ｍ以下とする
。
第４図（ｄ）参照 全面にタンタル（Ｔａ）を１乃至２μｍ蒸着してＸ線吸
収層４を形成する。
第４図（ｅ）参照 全面をレジスト層（図示せず）で覆いそのレジスト層を
パターニングし、それをマスクとしてＸ線吸収層４をエ
ンチングしてタンタルのマスクパターン４１を形成する
。その後レジストを剥離する。
第４図（ｆ）参照 （１００）シリコン基板１１の裏面からマスクパターン
４１を覆う部分の（１００）シリコン基板１１を１例え
ば水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた異方性エツチング
により除去する。この場合。
例えば（１００）シリコン基板ｌｌの厚さが５００μｍ
、マスクパターン４１の領域が１ｃｍ角であるとすると
、　　（１００）シリコン基（反１１には約１．４ｃｍ
角の大きさのエツチング窓を開けてお（必要がある。
水酸化カリウムによる異方性エンチングは酸化シリコン
Ｎ１２で停止するので、その後弗酸でエツチングして酸
化シリコン層１２を除去する。
なお、酸化シリコン層１２が薄い場合はＸ線はそれを透
過するので無理に除去しなくてもよい。
むしろＸ線が過度に減少しない範囲で厚い方がメンブレ
ン（マスク支持体）の熱的、力学的強度を向上させるこ
とができるので有利である。
このようにして、マスクパターン４１を有するＸ線露光
マスクが実現する。
なお、実施例■及び■で作製したＸｖＡ露光マスクにお
いて、マスク支持体のシリコンが邪魔になって位置合わ
せが行いにくい場合がある。この様な場合は位置合わせ
マークの部分のみマスク支持体を除去するようにする。
その方法として、水酸化カリウムで異方性エツチングに
よって除去するようにすればエツジが鋭くなり、精度の
よい位置合わせが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に２本発明によれば、製造が容易で熱的
、力学的強度が大きく、パターンの寸法精度が優れ且つ
反復使用に耐える信頼性の高い荷電粒子線露光マスク及
びＸ線露光マスクを提供することができる。
本発明は集積回路の高密度化に寄与するところが大きい
。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第４図は実施例Ｉ乃至実施例■。 第５図乃至第６図は従来例Ｉ乃至従来例■である。図に
おいて。 １は基体。 １１は（１００）シリコン基板。 １２は酸化シリコン層。 ２はシリコン基板。 ２１はマスク形成層。 ２２．４１はマスクパターン。 ２３はマスク支持体。 ２４はボロン拡散層 ４はＸ線吸収層 ｆｅ） 廼にう　ち埴Ｌ　イ令１１１ 晃　１　図 葛 図 （り ９（扼イグ・１　■ 第３図 ９ｇらでムイジ′１　］ｘ乙 葛ＬＡ図 ２２゜マスク／ぐ夕 ン 片足、　采　イブ・）　　■ 第、り図 ’＋’／、マス・フ／ずタール 従来４９１１皿 烹 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔１〕表面にシリコン酸化物を有する基体（１）の表面
    にシリコン基板（２）を接合し、つづいて該シリコン基
    板（２）を研磨して該シリコン基板（２）をマスク形成
    層（２１）に加工する工程と、該マスク形成層（２１）
    をパターニング・エッチングしてマスクパターン（２２
    ）を形成する工程と、該基体（１）の裏面からエッチン
    グにより該マスクパターン（２２）を覆う領域の該基体
    （１）を除去する工程と を含むことを特徴とする露光マスクの製造方法。 〔２〕表面にシリコン酸化物を有する基体（１）の表面
    にシリコン基板（２）を接合し、つづいて該シリコン基
    板（２）を研磨して該シリコン基板（２）をマスク支持
    体（２３）に加工する工程と、該マスク支持体（２３）
    全面に金属を被着してＸ線吸収層（４）を形成する工程
    と、 該Ｘ線吸収層（４）をパターニング・エッチングしてマ
    スクパターン（４１）を形成する工程と、該基体（１）
    の裏面からエッチングにより該マスクパターン（４１）
    を覆う領域の該基体（１）を除去する工程と を含むことを特徴とする露光マスクの製造方法。
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