JPH02188908A - X線露光マスクの製造方法 - Google Patents

X線露光マスクの製造方法

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JPH02188908A
JPH02188908A JP1007750A JP775089A JPH02188908A JP H02188908 A JPH02188908 A JP H02188908A JP 1007750 A JP1007750 A JP 1007750A JP 775089 A JP775089 A JP 775089A JP H02188908 A JPH02188908 A JP H02188908A
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和昭 近藤
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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〕 X線吸収材料からなるパターンの支持膜、即ち、メンブ
L/7 (m’emb r a n e)としてSiC
膜を用いたX4m1!光マスクを製造する方法の改良に
関し、 X線吸収材料からなる高精度のパターンが得られ、また
、パターン内にX線吸収材料の残渣が存在しないように
することを目的とし、 シリコン基板の表面にSiC膜を成長させる工程と、前
記SiC膜の表面にリングを接着する工程と、前記シリ
コン基板を除去して前記SiC膜の裏面を表出させる工
程と、前記SiC膜の裏面にマスク・パターンを形成す
る工程とからなるか、或いは、前記と同様にSiC膜を
形成した後、前記SiC膜の表面に第二のシリコン基板
を貼着する工程と、第二のシリコン基板の表面にリング
を接着する工程と、第一のシリコン基板の除去するエツ
チング及び第二のシリコン基板をリング状にするエツチ
ングを行って前記SiC膜の裏面を表出させる工程と、
前記SiC膜の裏面にマスク・パターンを形成する工程
とからなるか、或いは、第一のシリコン基板の表面にリ
ング状の第二のシリコン基板を貼着する工程と、第一の
シリコン基板及び第二のシリコン基板の各表面にSiC
膜を形成する工程と、前記SiC膜の表面にリングを接
着する工程と、第一のシリコン基板を除去して前記Si
C膜の裏面一部を表出させる工程と、前記5iC1iの
裏面にマスク・パターンを形成する工程とからなるよう
に構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、X線吸収材料からなるパターンの支持膜、即
ち、メンブレンとしてSiC膜を用いたX線露光マスク
を製造する方法の改良に関する。
一般に、X線露光マスクに於けるメンブレンとしては、
高ヤング率、高引っ張り応力、高い光学的透明度、高い
放射線耐性、滑らかな表面などが要求されている。
現在、SiCは該諸要求に応え得る最も実用性が高い物
質と考えられている。
従って、更に徽細なパターンをもつ半導体装置を製造す
るには、SiCからなるメンブレンを有する良好なX線
露光マスクを実現させることが急務である。
〔従来の技術〕
従来、X線露光マスクに於けるメンブレンの構成材料と
しては、BN、 BNC,S iN、  S i。
SiCなどが知られているが、高ヤング率(例えば3〜
4 X 1012(d y n7cm” )以上)、高
放射線耐性(例えば100 (M J /cm’ 3以
上)などの物性値からStCが最有力とされている。
そのSiC膜は、通常、温度700(”C)乃至138
0(”C)の高温の下で実施される化学気相堆積(ch
emical  vapor  dep。
5ition:CVD)法で成長した多結晶或いは単結
晶のものが良く、それよりも低温の例えばプラズマCV
D法やECR(electronic  cyclot
ron  reson、ance)CVD法で成長した
アモルファスのものは表面が鏡面になるものの、放射線
耐性が低いなど前記要求を満たすことが難しい。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記したSiCからなるメンブレンを用いてX線露光マ
スクを製造する場合、まず、高温c V D法を適用す
ることに依り、単結晶Si基板上に例えば多結晶のSi
C膜を例えば2 〔μm〕乃至3〔μm〕程度に厚く成
長させなければならない。
然しながら、StとSiCとのミスフィツトや熱膨張差
に起因し、完全に無欠陥で且つ鏡面を有するSiC膜を
前記のような厚さに成膜することはできす、約0.1 
 (μm)から0.2 (μm)程度の凹凸が存在する
ものになってしまう。
通常、SiC膜の上にはTaやAuなどのX線吸収材料
膜が形成され、それを選択的にエツチングしてマスク・
パターンを形成している。
X線露光マスクを用いて形成される半導体装置に於ける
パターンは線幅が約0.1 〔μm〕から0.2〔μm
〕程度を目標にしている。従って、それを形成する為の
マスク・パターンを得ようとする場合に、そのマスク・
パターンを形成するメンブレンに同程度の大きさをもつ
凹凸が存在したのでは、マスク・パターンが高精度に形
成できる筈がなく、そのエツジはギザギザなものになっ
てしまう。
また、前記のような問題もさることながら、本発明者ら
の実験に依ると原因不明の更に大きな問題が発生してい
ることが判った。
即ち、前記凹凸が存在するSiC膜の上に、例えば、T
aからなるX線吸収材料膜を形成し、それをバターニン
グすると、凹凸の凸になっている頂面にTaが残ってし
まうことである。
通常、凹凸がある下地に被膜を形成し、該被膜の除去を
行った場合、凹の部分に被膜の一部が残渣として存在す
ることは考えられるが、SiCからなるメンブレンの場
合は逆であって、凹の部分には残渣が存在しない。
従って、TaからなるX線吸収材料膜のパターニングを
行うと、それが存在してはならない部分に点々として残
留しているのが視認され、これでは、X線露光マスクと
して使用することはできない。
本発明は、X線吸収材料からなる高精度のパターンが得
られ、また、パターン内にX′a吸収材料の残渣が存在
しないようにする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、通常、シリコン基板上に成長したSiC膜
の裏面、即ち、シリコン基板と対向している面は鏡面を
なしているので、その面にX線吸収材料からなるマスク
・パターンを形成すれば、前記したような諸問題は解消
することができる旨の知見が基礎になっている。
そのようなことから、本発明に依るXvA露光マスクの
製造方法に於いては、 (a)  シリコン基板(例えばSi基板1)の表面に
SiC膜(例えばSiC膜2)を成長させる工程と、前
記SiC膜の表面にリング(例えばリング3)を接着す
る工程と、前記シリコン基板を除去して前記SiC膜の
裏面を表出させる工程と、前記SiC膜の裏面にマスク
・パターン(例えばマスク・パターン5)を形成する工
程とからなるか、 或いは、 (b)  前記同様にSiC膜を形成した後、前記Si
C膜の表面に第二のシリコン基板(例えば第二のSi基
板4)を貼着する工程と、第二のシリコン基板の表面に
リングを接着する工程と、第一のシリコン基板の除去す
るエツチング及び第二のシリコン基板をリング状にする
エツチングを行って前記SiC膜の裏面を表出させる工
程と、前記SiC膜の裏面にマスク・パターンを形成す
る工程とからなるか、 或いは、 (C)  第一のシリコン基板の表面にリング状の第二
のシリコン基板を貼着する工程と、第一のシリコン基板
及び第二のシリコン基板の表面にSiC膜を形成する工
程と、前記SiC膜の表面にリングを接着する工程と、
第一のシリコン基板を除去して前記SiC膜の裏面一部
を表出させる工程と、前記SiC膜の裏面にマスク・パ
ターンを形成する工程とからなるか、 の何れかの手段を採る。
〔作用〕
前記手段を採ることに依り、本来、表面に凹凸が存在す
る多結晶或いは単結晶のSiC膜をメンブレンとして採
用したものでありながら、X線吸収材料からなるマスク
・パターンを形成すべき下地は鏡面のように平坦であり
、従って、形成されたマスク・パターンの精度は大変に
高く、また、パターン内にX線吸収材料の残渣が存在す
ることは皆無である。
(実施例〕 その1 第1図乃至第3図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於けるX vAi光マスクの要部切断側面図を表
し、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第1図参照 11)  温度を700(℃)から1000(’C)と
する高温CVD法を適用することに依り、St基4Fi
I上に厚さ例えば2 〔μm〕程度のSjC膜2を成長
させる。
この場合、 供給ガス:5iHCj23或いは5tH2Cβ2+(:
3H,或いは02H2 希釈ガス二H2 とし、成長装置としては、コールド・ウオール型(誘導
加熱)或いはホット・ウオール(ランプ加熱)の何れで
も良い。
このようにして得られたSiC膜2に於ける平均のグレ
イン・サイズは0.2(μm)前後であり、表面にも同
程度の荒れ、即ち、凹凸が存在する。
第2図参照 (2)SiC膜2の表面に耐熱性高珪酸ガラス(例えば
パイレックス:商標名)或いはセラミックからなるリン
グ3を例えばエポキシ樹脂を用いて接着する。
第3図参照 (3)  エッチャントをHF/HNO3/CH3C0
OHとする浸漬法を適用することに依り、Si基板1を
エツチングして除去する。
これでx>’i露光マスクのメンブレンとしての表面側
にはSiC膜2の裏面が現れ、その面に於ける荒れは0
.02(μm〕程度以下の鏡面になっている。
この後、前記のようにして鏡面が表出されているSiC
膜2の上にTa膜からなるマスク・パターンを形成した
ところ、例えば、線幅0.2〔μm〕程度のパターンで
充分に高い精度が得られ、また、Taの残渣も存在しな
かった。尚、TaをWに代替しても同結果が得られた。
その2 第4図乃至第6図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於けるX線露光′マスクの要部切断側面図を表し
、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第4図参照 <11  前記実施例その1の工程(11が終わった後
、第二のSi基板4を用意する。
(2)第一のSi基板1に於けるSiC膜2と第二のS
ii板4とを対向させ、接着剤に例えばエポキシ樹脂を
用いて貼り合わせる。この場合、後に実際にメンブレン
として使用される領域に接着剤が回り込むことを避ける
為、周辺でのみ接着することが好ましい。
第5図参照 (3)第二のSi基板4の裏面に耐熱性高珪酸ガラス或
いはセラミックからなるリング3を例えばエポキシ樹脂
を用いて接着する。
第6図参照 (4)  エッチャントをHF/HN○3/ CH3C
00Hとする浸漬法を適用することに依り、Si基板1
をエツチングして除去する。
この場合もX線露光マスクのメンブレンとしての表面側
にはSiC膜2の裏面が現れ、その面に於ける荒れは0
.02(μm〕程度以下の鏡面になっている。
(5)第二の3i基板4の裏面からSiC膜2の表面に
達するエツチングを行う。
このエツチングに於いても、HF/HNO3/CH3C
O0Hをエッチャントとするウェット・エツチング法を
適用して良い。
この工程を経ることに依って第二のSi基板4は周辺の
みがリング状に残り、図では、これを記号4′で指示し
である。
この後、前記のような工程を経て鏡面を表出させたSi
C膜2の上にTa膜或いはW膜からなるマスク・パター
ンを形成する。この実施例に於いても、前記同様、線幅
0.2〔μm〕程度のパタ−ンで充分に高い精度が得ら
れ、また、Ta或いはWの残渣は存在しなかった。
その3 第7図乃至第12図は本発明一実施例を解説する為の工
程要所に於けるX線露光マスクの要部切断側面図を表し
、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、第1図
乃至第6図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表す
か或いは同じ意味を持つものとする。
第7図参照 (1)第一のSi基板1及びリング状の第二のSi基板
4′を用意する。尚、第二のSi基板4′はSiC基板
に代替することができる。
第8図参照 (2)  第一のSi基板1と第二のSi基板4′とを
熱処理して貼り合わせる。
第9図参照 (3)温度を700(’C)から1000(’C)とす
る高温CVD法を適用することに依り、第一のSi基板
1及び第二のSi基板4′の表面に厚さ例えば2 〔μ
m〕程度のSiC膜2を成長させる。
この場合、 供給ガス: S i HC13或いは5iH2CI12
+C3)(、、或いはC2H2 希釈ガス:H2 時間=80〔分〕 とし、成長装置としては、コールド・ウオール型(誘導
加熱)或いはホット・ウオール(ランプ加熱)の何れで
も良い。
このようにして得られたSiC膜2に於ける平均のグレ
イン・サイズは0.2〔μm3前後であり、表面にも同
程度の荒れ、即ち、凹凸が存在する。
第10図参照 <413iC膜2の表面に耐熱性高珪酸ガラス或いはセ
ラミックからなるリング3を例えばエポキシ樹脂を用い
て接着する。
第11図参照 (5)  エッチャントをHF / HN O3/ C
H3C00Hとする浸漬法を適用することに依り、第一
のSi基板lをエツチングして除去する。
これ・でX線露光マスクのメンブレンとしての表面側に
はSiC膜2の裏面一部が現れ、その面に於ける荒れは
0.02(μm〕程度以下の鏡面になっている。
第12図参照 (6)  この後、スパッタリング法を適用することに
依り、前記のようにして鏡面が表出されているSiC膜
2の上に厚さ例えば1 〔μm〕のTa膜を形成し、そ
れを電子ビーム・リソグラフィ技術を適用することに依
ってパターニングしてマスク・パターン5を形成する。
この場合、レジストとして、通常の電子線レジスト、例
えばポリメチルメタクリレート(polymeLhyl
methacrylate: PMMA)を、また、T
aのエツチングを行うにはCfz/Cc14をエツチン
グ・ガスとするRIE法を適用して良い。
このようにすると、線幅0.2〔μm〕程度のパターン
では、充分に高い精度が得られ、また、Taの残渣も存
在しない。尚、TaをWやAuに代替できることは云う
までもない。
〔発明の効果〕
本発明に依るX線露光マスクの製造方法に於いては、S
i基板の表面にメンブレンとなる多結晶或いは単結晶の
SiC膜を成長させてから、そのSi基板を除去するこ
とで該SiC膜の裏面を表出させ、そこにX線吸収材料
からなるマスク・パターンを形成するようにしている。
前記構成を採ることに依り、本来、表面に凹凸が存在す
る多結晶或いは単結晶のSiC膜をメンブレンとして採
用したものでありながら、XwA吸収材料からなるマス
ク・パターンを形成すべき下地は鏡面のように平坦であ
り、従って、形成されたマスク・パターンの精度は大変
に高く、また、パターン内にX線吸収材料の残渣が存在
することは皆無である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於けるX線露光マスクの要部切断側面図、第4図
乃至第6図は本発明一実施例を説明する為の工程要所に
於けるX線露光マスクの要部切断側面図、第7図乃至第
12図は本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るX線露光マスクの要部切断側面図をそれぞれ表してい
る。 図に於いて、lはSi基板、2はSiC膜、3はリング
、4は第二のSi基板、4′はリング状の第二のSi基
板、5はマスク・パターンをそれぞれ示している。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  相 谷 昭 司 代理人弁理士  渡 邊 弘 − X線露光マスクの要部切断側面図 第4図 第5図 第6図 X線露光マスクの要部切断側面図 第2図 本発明−実施例を説明する為の工程要所に於けるX線露
光マスクの要部切断側面図 第3図 4゛−口==コ ロ:==:=コ 第7図 第8図 第9図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン基板表面にメンブレンとなる多結晶或い
    は単結晶のSiC膜を成長させる工程と、次いで、前記
    SiC膜の表面にメンブレン支持枠であるリングを接着
    する工程と、 次いで、前記シリコン基板の裏面から全面エッチングを
    行って前記SiC膜の裏面を表出させる工程と、 その後、前記SiC膜の裏面にX線吸収材料からなるマ
    スク・パターンを形成する工程と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。
  2. (2)第一のシリコン基板表面にメンブレンとなる多結
    晶或いは単結晶のSiC膜を成長させる工程と、 次いで、前記SiC膜の表面に第二のシリコン基板を貼
    着する工程と、 次いで、第二のシリコン基板の表面にメンブレン支持枠
    であるリングを接着する工程と、次いで、前記各シリコ
    ン基板のエッチングを行って第一のシリコン基板は全て
    除去し且つ第二のシリコン基板は前記リングと同様なリ
    ング状の部分を残し他を除去することで前記SiC膜の
    裏面を全て表出させると共に表面の一部を露出させる工
    程と、 その後、全面が表出された前記SiC膜の裏面にX線吸
    収材料からなるマスク・パターンを形成する工程と 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。
  3. (3)第一のシリコン基板表面にリング状の第二のシリ
    コン基板を貼着する工程と、 次いで、第一のシリコン基板表面及び第二のシリコン基
    板表面の全面にメンブレンとなる多結晶或いは単結晶の
    SiC膜を成長させる工程と、 次いで、第二のシリコン基板上に在る前記SiC膜の表
    面に対向させてメンブレン支持枠であるリングを接着す
    る工程と、 次いで、第一のシリコン基板の裏面から全面エッチング
    を行って前記SiC膜の裏面を表出させる工程と、 その後、前記SiC膜の裏面にX線吸収材料からなるマ
    スク・パターンを形成する工程と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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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