JPH0412524A - Ｘ線露光用マスクの製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体集積回路の製造に用いるＸ線露光用の
マスクの製造方法に関するものであり、特に、０．３μ
ｍ以下の寸法の微細パターンを高精度に転写可能なＸ線
露光用マスクの製造方法に関するものである。

（従来の技術） −ｇに、Ｘ線露光用マスクは、シリコンウェハの表面に
シリコンナイトライド（ＳｉＮ）や、ボロンナイトライ
ド（ＢＮ）等のＸ線透過性を有する薄膜（メンブレン）
を形成し、このメンブレンの上にＸ線吸収体パターンを
形成してマスク構造体を構成し、支持強度を上げるため
に石英などでできた支持リングにこのマスク構造体を貼
着して構成したブリッジ型のマスクが使用されている。

このようなマスクの製造方法としては、例えば特開昭６
３−２４４７３７号公報に記載されている方法がある。

第２図は、従来の製造方法における順次の工程を示す断
面図である。

第２図（Ａ）に示すように、シリコンウェハ１１の両面
に、例えばシリコンナイトライド（ＳｉＮ）やボロンナ
イトライド（ＢＮ）等のＸ線透過率の高い薄膜１２ａ、
１２ｂを応力を調整して形成した後、第２図（Ｂ）に示
すように、シリコンウェハ１１の裏面に形成した膜１２
ｂに、後に行うバックエツチング工程のマスクとなる窓
１３を形成する。次に、第２図（Ｃ）に示すように、シ
リコンウェハ１１の表面に形成した膜１２ａの表面に金
（Ａｕ）などからなるＸ線吸収体パターン１４をパター
ニングした後、このＸ線吸収体パターン１４を保護する
ために、第２図（Ｄ）に示すように、シリコンナイトラ
イド膜１２ａ及び前記Ｘ線吸収体パターン１４の上に保
護膜１５を形成する。次いで、第２図（Ｅ）に示すよう
に、シリコンウェハ１１の裏面に形成したシリコンナイ
トライド膜１２ｂをマスクにして　例えば、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）　　水溶液を使ったウェットエツチング
を行って、窓１３に対応する部分のシリコンウェハ１１
を除去する。更に第２図（Ｆ）に示すように、このマス
ク構造体を石英リング１６に貼付してマスクを完成させ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したＸ線露光用マスクの製造方法に
は、次のような問題がある。

（１）シリコンウェハ１１の両面に形成した膜１２ａ、
１２ｂは、両面で応力のバランスをとるように応力を制
御して形成しているが、裏面に形成したシリコンナイト
ライド膜１２ｂにバックエツチング用の窓１３を開口す
るため、この応力のバランスが微妙に崩れてしまう。こ
のため、シリコンウェハ１１０表面の平面度が悪くなり
、この上に精度良（Ｘ線吸収体パターン１４を形成する
ことができなくなってしまう。

（２）ハックエンチングの工程中に、シリコンウェハ１
１に大きな応力がかかるため、シリコンナイトライド膜
１２ａ表面に形成したＸ線吸収体パターンがこの応力に
よって歪んでしまう。

（３）シリコンウェハ１１は０．６ｍｍ程度の薄い板で
あるため、ハックエツチングを施した後に、マスク全体
に反りが生じ、このため、Ｘ線吸収体パターンの位置精
度が悪くなってしまう。特に、シリコンウェハ１１の裏
面に窓１３が開口されている状態でバックエツチングを
行うため、この傾向が著しい。このマスクの反りを押さ
えるためには、マスクを治具で固定してバンクエツチン
グを行う必要がある。したがって、このための治具が必
要になると共に、マスクを治具に取り付ける工程が増え
ることとなる。

（４）上述したとおり、ハックエツチングを行う際に、
マスクが歪んでしまうため、マスク構造体を精度良く石
英リング１６に貼り付けることができず、貼り付けの際
に余計な応力がかかってＸ線吸収体パターンに歪みが生
しることとなる。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明のシリコン基板の一
方の面にＸ線透過性を有する第１の膜を成膜する工程と
、前記シリコン基板の他方の面に前記第１の膜と応力の
バランスをとるように第２の膜を成膜する工程と、前記
第１の膜の表面にＸ線吸収体をバターニングしてマスク
構造体を形成する工程と、前記第２の膜の表面に前記マ
スク構造体を支持する支持リングを装着する工程と、前
記支持リングをマスクとして前記第２の膜及び前記シリ
コン基板をバックエツチングして前記第２の膜及び前記
シリコン基板の前記支持リングの開口部に対応する部分
を除去する工程とを具える事を特徴とするものである。

又、本発明のＸ線露光用マスクの製造方法は、前記第２
の膜として、エツチングレートが前記シリコン基板のエ
ツチングレートより小さく、前記第１の膜エツチングレ
ートより大きい物質を使用することを特徴とするもので
ある。

更に、本発明のＸ線露光用マスクの製造方法は、前記バ
ックエツチングをハロゲン化フ・ノ素ガス雰囲気中で行
うことを特徴とするものである。

（作用） 上述したとおり、本発明によるＸ線露光用マスクの製造
方法では、シリコン基板と第１及び第２の膜とを具える
マスク構造体を製造して、このマスク構造体に支持リン
グを装着した後、この支持リングをマスクに利用してバ
ックエツチングを行って、第２の膜およびシリコン基板
をエツチングするようにしている。従って、シリコン基
板の裏面に形成した第２の膜にバックエツチング用の窓
を開口することなく、第１の膜の表面にＸ線吸収体をパ
タ−ニングするようにしている。従って、Ｘ線吸収体を
バタンーニングする際に、シリコン基板の応力のバラン
スが保たれたままであり、従ってＸ線吸収体パターンを
平面度の良い第１の膜の表面に形成することができる。

このため、Ｘ線吸収体パターンを精度良く形成すること
ができる。

又、バックエツチング用の窓を開口していない平坦なマ
スク構造体を支持リングに装着するので、マスク構造体
と支持リングとを精度良く装着する事ができる。更に、
バックエツチングは支持リングを装着した後に支持リン
グをマスクとして行っているため、マスク構造体の支持
強度が増し、バックエツチング工程中にマスク全体に反
りが生じたり、マスク全体が歪んだりすることがない。

従って、バックエツチングを行う際に生じるＸ線吸収体
パターンの位置の変動を押さえることができる。

更に、第２の膜の窓開は工程が不要となるため、窓開は
工程の時に受けるマスク表面のダメージを防止すること
ができる。

第２の膜には、エツチングレートがシリコン基板のエツ
チングレートより小さく、第１の膜のエツチングレート
より大きい物質を使用して、バックエツチングを円滑に
行うようにする。

バックエツチングは、好ましくは、ハロゲン化フッ素ガ
ス雰囲気中でドライ方式で行うようにしており、従って
エツチング処理が簡単である。

（実施例） 第１図は、本発明のＸ線露光用マスクの製造方法の一実
施例の順次の製造工程を示す断面図である。

第１図（Ａ）に示すとおり、シリコンウェハ１の表面に
は、メンブレンとしてＸ線透過性を有するシリコンカー
バイド（ＳｉＣ）　　膜２を成膜し、シリコンウェハ１
の裏面にはボロンナイトライド（ＢＮ）膜３を成膜する
。シリコンウェハ１は面方位（１００）のものでも（１
１１）のものでも良いが、表面に成膜したシリコンカー
バイドの品質を良好なものとするためには、面方位（１
００）のものを使う場合は、４°ｏｆｆのものが、面方
位（１１１）のものを使う場合は（１１０）方向へ７°
ｏｆｆのものが適当である。シリコンウェハ１の厚さは
、３インチ径のウェハの場合で少なくとも０．６鵬−以
上とする。メンブレンとして使用するシリコンカーバイ
ド膜２は、６００’以上の温度下で成膜したものが好ま
しい、裏面に成膜するボロンナイトライド膜３（第２の
膜）は無欠陥なものとし、表面に成膜したシリコンカー
バイド膜２と応力を調整して形成する。この第２の膜の
材質は、本実施例ではボロンナイトライドを使用してい
るが、エツチングレートが、メンブレンとして使用する
膜（第１の膜）のそれよりも十分に大きく、シリコンウ
ェハｌのエツチングレートとほぼ同しかあるいは小さい
ものであればよい。

次いで、第１図（Ｂ）に示すように、シリコンカーバイ
ド膜２の表面にＸ線吸収体４を通常の方法でパターニン
グする。Ｘ線吸収体４には、金（Ａｕ）　、プラチナ（
Ｐｔ）　、タングステン（Ｋ）、タンタル（Ｔａ）等の
重金属の他、窒化タングステン（ＷＮ）等の窒化物を利
用することができる。パターニングは、ボロンナイトラ
イド膜３に窓を開けることなく、シリコンウェハ１にか
かる応力のバランスがとれた状態で行うため、真空チャ
ックあるいは静電チャックを容易に用いることができる
。

通常は、第１図（Ｃ）に示すように、このＸ線吸収体４
を保護するため、シリコンカーバイド、ポリイミド、シ
リコンナイトライド、５ｉＯＮ　　等からなる保護膜５
を付ける。但し、この保護膜５はなくとも良く、Ｘ線吸
収体４は、保護膜５を付けた場合は、上述した材料のい
ずれを使用しても良いが、保護膜５を付けない場合は、
通常は、Ａｕ、　ｐｔを使用する。次に、第１図（Ｄ）
に示すように、ボロンナイトライド膜の下面に石英リン
グ６を接着した後、第１図（Ｅ）に示すように、石英リ
ング６をマスクとしてハロゲン化フッ素雰囲気中でボロ
ンナイトライド膜３及びシリコンウェハ１の窓１３に対
応する部分をバックエツチングして除去して、Ｘ線露光
用マスクを完成させる。

上述の実施例では、メンブレンとしてシリコンカーバイ
ドを使用したが、エツチングレートがシリコンウェハ及
び第２の膜のエツチングレートよりも小さく、Ｘ線透過
性を有するものであればよく、シリコンカーバイドの他
に例えばシリコンナイトライド等を使用することができ
る。

（発明の効果） 上述したとおり、本発明のＸ線露光用マスクの製造方法
によれば、シリコンウェハの両面に形成した膜の応力の
バランスが保たれた状態で、Ｘ線吸収体パターンを形成
するようにしているため、シリコンウェハ上にＸ線吸収
体パターンを精度良く形成することができる。また、マ
スク構造体に石英リングを取り付けた後にこの石英リン
グをマスクに使用してバックエツチングを行って、ボロ
ンナイトライド膜及びシリコンウェハを除去してブリッ
ジ構造を形成するようにしているため、バックエツチン
グの際のウェハ上に形成したＸ線吸収体パターンの変動
を押さえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＸ線露光用マスクの製造方法の一実
施例の順次の工程を示す図、 第２図は、従来のＸ線露光用マスクの製造方法の順次の
工程を示す図である。 １・・・シリコンウェハ ２・・・シリコンカーバイド膜 ３・・・ボロンナイトライド膜 ４・・・Ｘ線吸収体パターン　　５・・・保護膜６・・
・石英リング 第１図 （Ａ） 第２図 １’７６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリコン基板の一方の面にＸ線透過性を有する第１
   の膜を成膜する工程と、前記シリコン基板の他方の面に
   前記第１の膜と応力のバランスをとるように第２の膜を
   成膜する工程と、前記第１の膜の表面にＸ線吸収体をパ
   ターニングしてマスク構造体を形成する工程と、前記第
   ２の膜の表面に前記マスク構造体を支持する支持リング
   を装着する工程と、前記支持リングをマスクとして前記
   第２の膜及び前記シリコン基板をバックエッチングして
   前記第２の膜及び前記シリコン基板の前記支持リングの
   開口部に対応する部分を除去する工程とを具える事を特
   徴とするＸ線露光用マスクの製造方法。 ２、前記第２の膜として、エッチングレートが前記シリ
   コン基板のエッチングレートより小さく、前記第１の膜
   エッチングレートより大きい物質を使用することを特徴
   とするＸ線露光用マスクの製造方法。 ３、前記バックエッチングをハロゲン化フッ素ガス雰囲
   気中で行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線露光
   用マスクの製造方法。