JPH04196211A - X線転写用マスクの製造方法 - Google Patents

X線転写用マスクの製造方法

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JPH04196211A
JPH04196211A JP2326880A JP32688090A JPH04196211A JP H04196211 A JPH04196211 A JP H04196211A JP 2326880 A JP2326880 A JP 2326880A JP 32688090 A JP32688090 A JP 32688090A JP H04196211 A JPH04196211 A JP H04196211A
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JP
Japan
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mask base
mask
pattern
base body
ions
Prior art date
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Pending
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JP2326880A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Tsutsumi
聡明 堤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、X線転写用マスクの製造方法に関するもの
である。
〔従来の技術〕
現在、Very Large 5cale Integ
ration (以下、VLS Iと称す)の製造のた
めのりソグラフィ技術としては、光学転写技術か主流で
あるか、VLSIの高集積化をさらに進めるために、よ
り微細な解像度か必要であり、その実現か期待されるX
線転写技術か注目されている。
X線転写技術では、マスク製作かキー技術となるもので
あり、いかに高精度なマスクを製作するかが上記を実現
する上で重要なポイントとなる。
第6図(a)〜(d)は、従来のX線転写用マスクの主
要製造工程を示す断面図である。
以下、これを説明する。
まず、シリコン基板(1)を準備し、このノリコン基板
(1+を化学的気相成長(Chemical Vepo
r Depos−sition:以下、CVDと称す)
法により処理し、その全表面にソリコン窒化膜(2)を
堆積させる(第6図(a))。
次に、シリコン基板(1)の裏面の全面にホトレジスト
膜を形成し、これをフォトリソグラフィ技術によりパタ
ーン化する。このレジストパターンをマスクにして、下
地のシリコン窒化膜(2)を、例えば、CF、ガスを用
いた反応性イオンエツチング(以下、RIEと称す)に
よりエツチングして除去する。その後、ホトレジスト膜
を除去すると、シリコン窒化膜(2)にエツチング窓(
4)か形成される。
なお、残存したノリコン窒化膜(2)は、マスク基体(
3)となるものである(第6図(b))。
次に、シリコン基板+1)上面のマスク基体(3)上の
全面に、スパッタ法によりタングステン膜を形成する。
さらに、タングステン膜上の全面にホI・レジスト膜を
形成し、これをフォトリソグラフィ技術によりパターン
化する。このレンストパターンをマスクにして下地のタ
ングステン膜を、例えば、RIEにより除去する。その
後、ホトレジスト膜を除去するとX線転写用パターン(
5)か形成される(第6図(C))。
次に、シリコン基板(1)裏面のシリコン窒化膜(2)
をマスクにして、エツチング窓(4)よりシリコン基板
(1)を水酸化カリウムによりエツチング除去すると、
裏面、側面、表面にわたりシリコン窒化膜(2)に覆わ
れたシリコン基板(1)の外周部か残存してマスク枠(
6)か形成される(第6図(d))。
〔発明か解決しようとする課題〕
このように製造される従来のX線転写用マスつては、残
しパターン(5a)の持つ引っ張り応力により、残しパ
ターン(5a)かマスク基体(3)とともに変形してし
まうものであった。
第7図(a)、(blは、従来のX線転写用マスクの変
形の状態を模式的に示す断面図である。
第7図(a)に示すように、タングステン膜かパターン
化されることにより、残しパター−ン(5a)に引っ張
り応力か生し、その引っ張り応力により、矢印方向の収
縮力01)か加わる。そのため、第7図(b)に示すよ
うに、パターン(5)ばかりてなく、下地のマスク基体
(3)とともに歪みを生して変形する。特に、残しパタ
ーン(5a)では、変形前の形成されるべき寸法りに対
し、変形による減少寸法ΔLのため、得られた寸法L−
ΔLとなり、所望寸法とならない。また−二の現象は、
パターン(5)の粗密の状態によっても歪みの程度か異
なり、所望状態に制御てきないものである。このように
、パターン精度か悪くなるという問題点かあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、その目的とするところは、X線転写用パター
ンおよびマスク基体か歪みて変形することを抑止させ、
パターン精度か向上したX線転写用マスクの製造方法を
提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るX線転写用マスクの製造方法は、マスク
基体上に所望のX線転写用ノ々ターンを形成し、このパ
ターンの形成された側から、上記マスク基体に発生する
応力を相殺すべきイオン種(こよるイオン注入を行い、
上記パターンの内の残しtZターンの直下のマスク基体
にイオン注入領域を汁ユ成するようにしたものである。
〔作用〕
この発明におけるイオン注入は、残しノ々ターンの直下
のマスク基体にイオン注入領域を形成する。
注入されたイオンの原子は、マスク基体の結晶中に入り
込み格子間隔を広げる方向に働く。この格子間隔を広げ
る力は、マスク基体中における注入されたイオン濃度の
違いにより、マスク基体の上部の方か下部に比へ強い。
そのため、残しlくターン直下のマスク基体では、マス
ク基体を上に凸形状に曲げる応力を生しる。この応力は
、パターン形成によって残しパターンに生じる収縮方向
の応力とは反対方向であるため、双方のストレスは相殺
され、歪みを抑止する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。なお
、従来の技術の説明と重複する部分は、適宜その説明を
省略する。
第1図(al〜(e)はこの発明の一実施例によるX線
転写用マスクの主要製造工程を示す断面図である。
以下、これを説明する。
まず、シリコン基板(1)を準備し、このシリコン基板
(1)をCVD法により処理し、その全表面にシリコン
窒化膜(2)を堆積させる。シリコン基板(1)として
は、直径か75〜125 mm、膜厚か0.5〜3厩の
ものを用い、これにシリコン窒化膜(2)の形成条件と
して、例えば反応ガス、流量はそれぞれ、水素(H2)
か100A/min、シラン(SiH,)かIf/mi
n、アンモニア(NH3)か0.3〜0.6 R/ m
inて、温度か1、000℃で処理し、1〜5μm程度
の膜厚に形成させる(第1図(a))。
次に、シリコン基板(1)の裏面の全面にホトレジスト
膜を形成し、これをフォトリソグラフィ技術によりパタ
ーン化する。このレジストパターンをマスクにして下地
のシリコン窒化膜(2)を、例えはCF、ガスを用いた
RIEによりエツチングして除去する。その後、ホトレ
ジスト膜を除去すると、シリコン窒化膜(2)にエツチ
ング窓(4)か形成される。
残存したシリコン窒化膜(2)はマスク基体(3)とな
る(第1図(b))。
次に、シリコン基板(1)L面のマスク基体(3)との
全面に、スパッタ法によりタングステン膜を0.3〜1
μmの膜厚に堆積する。さらに、このタングステン膜上
の全面にホトレジスト膜を形成し、これをフォトリソグ
ラフィ技術によりパターン化する。このレジストパター
ンをマスクにして下地のタングステン膜を、例えば、S
F@ガスを用いたRIEによりエツチングし7て除去す
る。その後、ホトレジスト膜を除去すると、パターン(
5)か形成される(第1図(C))。
次に、シリコン基板(1)裏面のシリコン窒化膜(2)
をマスクにして、エツチング窓(4)よりシリコン基板
+11を水酸化カリウムによりエツチング除去し、裏面
、側面、表面にわたりシリコン窒化膜(2)に覆われた
シリコン基板(1)の外周部を残存させる。この残存部
かマスク枠(6)となるか、その幅か20〜50口とな
るようにする(第1図(d))。
次に、マスク基体(3)のパターンか形成されている側
から、例えは、砒素(As)イオンを注入量1015〜
10”、/an 2.注入エネルギー数百KeV−IQ
MeVてイオン注入(8)する。これによりAsイオン
は残しパターン(5a)の直下のマスク基体(3)中に
のみ注入され、イオン注入イオン注入領域(7)か形成
される(第1図(e))。
このようにしてX線転写用マスクは完成するか、Asイ
オンの注入において、注入エネルギーが充分高いため、
Asイオンは、シリコン窒化膜(2)のような原子番号
の小さな元素によって構成される膜では、エネルギーの
損失かはとんとないので透過する。そのため、抜きパタ
ーン(5b)の部分のマスク基体(3)では、Asイオ
ンは透過して注入されない。
しかし、残しパターン(5a)であるタングステンのよ
うな原子番号の大きな元素による膜では、嶋イオン注入
(8)時にエネルギー損失を生し、残しパターン(5a
)の直下のマスク基体(3)中でAsイオンは停止し、
イオン注入領域(7)か形成される。このイオン注入領
域(7)の形成によっ、パターン(5)およびマスク基
体(3)の歪みか防止されることになる。これを第2図
を用いて説明する。
第2図(a)はイオン注入前のマスク基体(3)の結晶
構造を模式的に示した図、第2図(b)はイオン注入後
のマスク基体(3)の結晶構造を模式的に示した図であ
る。
イオン注入前、マスク基体(3)の結晶構造は、第2図
(a)に示す様に、シリコンまたは窒素原子(21)か
整然と並ぶ格子構造である。イオン注入後、第2図(b
)に示す様に、注入された不純物である原子(22)は
結晶中に入り込み、格子間隔を拡げる方向に働く。この
とき形成されるべき寸法Xに対し、格子間隔の変化によ
る増加寸法をΔXとすると得られる寸法はX十ΔXとな
る。イオン注入されたマスク基体(3)のイオンの濃度
分布は第3図に示す様に、表面近傍の濃度か高くなって
いる。その結果、イオン注入されたマスク基体(3)で
は、注入量の多い上部の方か下部に比へ格子間隔が拡が
るため、マスク基体(3)は第4図に示す様に、上に凸
形状に曲がるような外側に向く応力(23)が生しる。
このように、イオン注入前には、パターン(5)形成に
よる応力によって残しパターン(5a)に収縮方向に力
か加わっている。この残しパターン(5a)の持つ引っ
張り応力と、イオン注入によって残しパターン(5a)
の直下のマスク基体(3)に生しる、上に凸形状に曲か
ろうとする応力とは、反対方向である。そのため、これ
ら双方の応力(II)(23)は相殺され、残しパター
ン(5a)およびマスク基体(3)の歪みか抑止され、
本来形成されるへき寸法りのものか得られる。
このようにして製作されたX線転写用マスクを用いるこ
とによって、高精度なパターン転写が可能となる。
第5図に示す様に、X線レジスト(32)、例えば、ネ
ガレジストである塩素化ポリメチルスチレンを塗布した
半導体基板(31)上に、X線転写用マスク(30)を
通してX線(34)を照射して所望のノくターンを転写
する(第5図(a))。
次に、X線レジスト(32)を現像処理すると、レジス
トパターンか得られる。このレジストノくターンをマス
クにして、RIEによるエツチングを行うと、下地の被
加工膜(33)にパターンか形成される(第5図(b)
)。
以下、所定の処理を施すことによって、半導体装置か形
成される。
なお、この実施例ではイオン注入を行うのにAsイオン
を用いたか、ホウ素(B)、シリコン(Si)などのイ
オンを注入しても同様の効果かある。
また、この実施例ではX線転写用1<ターン(5)形成
時にフォトリソグラフィ技術を用いたか、電子ビーム描
画法によってパターン(5)を形成すると、より微細な
パターンか形成てきる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、この発明によれば、残しパターン
の直下のマスク基体にイオンを注入するため、パターン
およびマスク基体の歪みや変形が抑止され、パターン精
度を向上させることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)はこの発明の一実施例によるX線
転写用マスクの主要製造工程を示す断面図、第2図(a
lはイオン注入前のマスク基体の結晶構造を模式的に示
した図、第2図(b)はイオン注入後のマスク基体の結
晶構造を模式的に示した図、第3図はイオン注入したマ
スク基体のイオンの濃度分布図、第4図はイオン注入に
よってマスク基体に生しる応力および歪みを示す図、第
5図(a)、tb+はこの発明によるX線転写用マスク
を用いてX線転写してパターンを形成する工程の断面図
、第6図(a)〜fd]は従来のX線転写用マスクの主
要製造工程を示す断面図、第7図(a) (b)は従来
のX線転写用マスクの変形の様子を示す断面図である。 図において、(3)はマスク基体、(5)はX線転″用
パターン、(5a)は残しパターン、(7)はイオン注
入領域、(8)はイオン注入である。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示す

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マスク基体上に所望のX線転写用パターンを形成し、こ
    のパターンが形成された側から、上記マスク基体に発生
    する応力を相殺すべきイオン種によるイオン注入を行い
    、上記パターンの内の残しパターンの直下のマスク基体
    にイオン注入領域を形成することを特徴とするX線転写
    用マスクの製造方法。
JP2326880A 1990-11-27 1990-11-27 X線転写用マスクの製造方法 Pending JPH04196211A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381300B1 (en) 1999-09-30 2002-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Exposure mask, exposure mask manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method using exposure mask
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