JPH04294519A - Ｘ線マスクの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線露光における吸収体
パターンと、これを搭載するＸ線透過膜からなるＸ線マ
スクの製造方法に関する。今般、半導体メモリーの高密
度化に伴い、記憶素子パターンの微細化が進み、記憶素
子パターンを形成するためのレジストパターンのサブミ
クロン化、もしくはクォーターミクロンが要求されてい
る。このため、量産性の高いＸ線リングラフィー技術に
よるサブ又はクォーターミクロンのパターンニングの開
発、特にＳＯＲ光を用いたＸ線リングラフィー技術の開
発が行われている。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線マスクはＸ線透過膜上にＸ線
吸収材を埋め込んでＸ線吸収体パターンを形成するか、
あるいは特開昭５８−８７８２１号、特開昭５９−２１
３１３１号及び特開昭６３−２９３８２１号に示された
ように、Ｘ線透過膜をエッチングして素子パターンを形
成し、そのパターン段差にＸ線吸収体パターンを形成し
ていた。

【０００３】まず前者によるＸ線マスクの形成法を図５
により説明する。図５はＳｉＣ，ＳｉＮ，Ｓｉ，ＢＮ等
の無機材料をＸ線透過膜上にＸ線吸収体パターンを形成
するマスクの構造とその製造方法を示す。Ｓｉ基板１に
ＣＶＤ、ＰＶＤ等を用いて、ＳｉＣ，ＳｉＮ，Ｓｉ，Ｂ
Ｎ等の無機材料膜２を数μｍ　、特に２〜３μｍ　の厚
さに形成する（図５の（ａ）参照）。

【０００４】このＳｉ基板１を支持枠３に張りつけ（図
５の（ｂ）参照）、Ｓｉ基板１の背面エッチを行った後
（図５の（ｃ）参照）、Ｘ線吸収体パターンを形成する
ためのＷ等金属を吸収体膜４として０．４〜２μｍ　の
厚さに堆積させる（図５の（ｄ）参照）。この上に感光
材を塗布してＥＢ等を用いて吸収体パターンを描画した
のち、現像を行いレジストパターン（図示せず）を得る
。 レジスタパターンをマスクにして金属薄膜をＲＩＥ等を
用いてエッチングを行い素子パターン及び位置合わせ用
の吸収体パターン５を形成する（図５の（ｅ）参照）。 しかし、この時に吸収体膜４を分散して吸収体パターン
５を形成するために吸収体膜４、無機材料膜２の間で図
５の（ｄ）の段階ではバランスしていた応力バランスが
壊れる結果吸収体パターン５に応力が働き、Ｘ線透過膜
に歪みが生じる。よって、Ｘ線透過膜上の吸収体パター
ン位置が変動する。

【０００５】以上Ｘ線透過膜上にＸ線吸収体パターンを
形成する例を説明したが、図６、７を参照して説明する
Ｘ線透過膜の段差にＸ線吸収体を埋込むＸ線マスク形成
法の場合にも一旦Ｘ線透過膜上に形成したＸ線吸収体膜
のうち凸部上に堆積した部分を除去し、凹部に埋込む段
階において吸収体パターンとＸ線透過膜との応力歪みに
よりパターンの位置歪みが発生する。図６の（ａ）に示
されるＳｉ基板１に表面にボロンを２〜３μｍ　の深さ
に拡散させ、２〜３μｍ　拡散層１ａを形成する（図６
の（ｂ）参照）。このボロンを拡散したＳｉ基板１に感
光性樹脂（レジスト）を塗布して電子線露光装置を用い
て素子パターン等に転写されるレジストパターン７描画
する（図６の（ｃ）参照）。更にレジスタトパターン７
をマスクにしてＲＩＥ等のエッチング装置でボロンの拡
散層を１ａをＸ線吸収体の厚さだけエッチングし、トレ
ンチ構造１３を形成する（図の６（ｄ）参照）。

【０００６】ボロンの拡散層をエッチングしたＳｉ基板
１のトレンチ部分に図７の（ａ）のようにＸ線吸収体（
Ｗ，Ａｕ，Ｔａ等）８をＣＶＤ法により選択的に埋め込
む。図７の（ａ）参照）。そして、支持枠３に接着した
のちに、Ｓｉ基板１の背面エッチを行う（図７の（ｂ）
，（ｃ）参照）。この方法によると、図６を参照して説
明した方法よりは位置歪みの少ないＸ線マスクが完全す
る。しかし、この埋込形成法の場合にはＸ線透過膜をエ
ッチングして素子パターンを形成することからＸ線透過
膜のエッチング表面に欠陥があった場合は、その欠陥が
Ｘ線吸収体に転写されてマスク欠陥になる。この欠陥を
修正するためにはＸ線吸収体膜の形成以前にＸ線透過膜
自体の欠陥修正を該膜自体エッチング又はデポジション
により行わなくてはならない。しかし、この方法による
パターンの修正を行うことは非常に困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では吸収体パ
ターンとＸ線透過膜との応力歪みによるパターンの位置
歪みがなく、Ｘ線吸収体パターンの修正を容易に行うこ
とはできなかったので、本発明は製造工程に発生した欠
陥の修正が容易に可能な位置歪みの少ないＸ線マスクの
製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、基
板の第一の面に第一の無機材料層を成長させる工程、第
一の無機材料層を選択的に除去する工程、この除去によ
り表出された基板にトレンチ構造を形成する工程、該ト
レンチ構造が埋められないような厚みで前記第一の面に
第一の無機材料層と同種又は異種の第二の無機材料層を
形成する工程、トレンチ構造の側壁を除いて第二の無機
材料層を除去する工程、第一及び第二の無機材料の何れ
にも成長しないＸ線吸収体を前記トレンチ構造の溝内に
成長する工程、前記第一の面側にＸ線透過体膜を形成す
る工程、第一の面と反対側の第二の面において基板にそ
の周囲部に支持枠を接着する工程、第二の面で露出され
ている基板を除去して前記Ｘ線吸収体を露出させる工程
を有することを特徴をするＸ線マスクの製造方法に関す
る。

【０００９】

【作用】本発明はＸ線吸収体をエッチング（図５の場合
）又は埋込み（図６，７）することなく選択成長するよ
うに一連の工程を構成し、もってＸ線マスクの修正を容
易に行えるようにしたものである。先ず、請求項１の工
程を説明する。通常基板に用いられるＳｉ上にはＷなど
のＸ線吸収体が成長するので、Ｓｉ基板上にトレンチ構
造を作りＷなどを成長させてもトレンチ溝内に所望の成
長を行うことはできない。よって、先ずＳｉ基板上に第
一の無機材料を数千Åの膜厚にＣＶＤ等を用いて形成す
ることが必要である。この第一の無機材料膜をマスクに
してＳｉ基板にトレンチ溝を形成する。トレンチ溝はで
きるだけ垂直壁面をもつことが好ましい。続いて、サイ
ドウォール形成のための第二の無機材料膜を形成する。 この膜は、Ｗのトレンチ溝内への成長を可能にするよう
にトレンチ溝を埋めない厚さであることが必要である。 なお、この第二の無機材料がＸ線透過物質であるときは
サイドウオールの厚み精度によりＷ膜の幅が決まってし
まうので、第二の無機材料の成長厚みを高精度で制御す
ることが必要である。このためには形成皮膜厚を薄膜化
（１００〜５００Å）することが好ましい。トレンチ溝
の下から上の方向にＷ膜の成長が行なわれるようにトレ
ンチ溝の側壁にのみ第二も無機材料を残す。この場合異
方性エッチングを行うと成長時の厚みの膜厚部分は優先
的に除去され、マスクが必要なくなる。第二の無機材料
に対してエッチングの選択性がある第一の無機材料を使
用すると、前者の除去後直ちにエッチングを停止するこ
とができる。

【００１０】続いて、Ｗ等の選択成長を行うが、前工程
で第一及び第二の無機材料はＷが成長しないように選択
してあるので、マスクの必要なしでトレンチ溝内にＷが
成長する。以上の処理を行った面とは反対の面から基板
を除去することにより、Ｗ膜を第一の無機材料膜表面か
ら突出させる。これにより突出したＷ膜の欠陥の有無を
観察しかつその修正を行うことが可能になる。なお、Ｗ
などのＸ線吸収体の選択成長は例えば特開昭５９−２１
３１３１号により公知であるが、従来の方法ではＸ線透
過性無機物質のパターンを形成し、その開口部にＷなど
を成長させているので、図６、７を参照として説明した
欠点であるマスク修正困難の問題が起こる。しかし本発
明では、上記した基板の除去によりマスクの修正が可能
になる。引き続きＸ線透過膜及び支持枠を作りＸ線マス
クを完成する。以下実施例により本発明を詳しく説明す
る。

【００１１】

【実施例】図１及び２は本発明請求項１の構成を示した
ものであり、図中、図５、図６、図７で示したものは同
一の記号で示してある。図１及び２にマスクの製造工程
を示す。先ず、Ｓｉ基板１にＳｉＮの薄膜１１を０．１
０〜０．５μｍの厚さにＣＶＤ等を用いて形成する（図
１の（ａ），（ｂ）参照）。続いて、レジストを塗布し
て電子線露光装置で素子パターンを描画してレジストパ
ターン７を形成する（図１の（ｃ）参照）。ＲＩＥ等の
エッチング装置でレジストパターン７をマスクとしてＳ
ｉＮ膜１１をエッチングしてＳｉＮパターン１２を形成
する（図１の（ｄ）参照）。ＳｉＮパターン１２をマス
クとしてＳｉ基板に深さ４０００Å〜２μのトレンチ構
造１３を形成する（図１の（ｅ）参照）。レジストパタ
ーン７の除去を行ったのちに熱酸化、ＣＶＤ、スパッタ
などにより酸化膜１４を厚み１００〜５００Åに形成す
る（図２の（ａ）参照）。

【００１２】Ｓｉ基板１上でトレンチ以外の部分の酸化
膜１４をＲＩＥ、ＥＣＲなどの異方性ドライエッチング
により除去して、トレンチパターン内に酸化膜のサイド
ウォール１５を形成する（図２の（ｂ）参照）。サイド
ウォール酸化膜１５はトレンチパターンの中にＷ，Ａｕ
，Ｔｉ，Ｔａなどを選択成長（図２の（ｃ）参照）させ
る時に側壁面からの成長を防止している。側壁面からＷ
などが成長すると側壁面の両側から成長した結晶がトレ
ンチの溝中心で衝突して応力を発生するので好ましくな
い。これに対してトレンチ溝底から結晶が成長すると、
特にＳｉ基板１が単結晶の場合は結晶の優先成長方向が
上向きになり、応力が極めて低減される。

【００１３】続いて、Ｘ線透過膜となる無機材料９を１
〜１０μｍ　の厚みにＣＶＤ装置等によって成長させる
（図２の（ｄ）参照）。Ｓｉ基板１をマスク支持枠３に
接着したのちに支持枠側のＳｉをエッチングしてＸ線透
過膜２と無機膜１２のみを残す（図２の（ｅ）参照）。 なお、無機膜２もエッチングにより除去してもよい。図
２の（ｅ）の工程において、欠陥検査装置に掛けてＸ線
吸収体パターンを構成するＷ膜１６欠陥の有無を調査し
、欠陥が有る場合にはＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓ　　Ｉｏｎ　
　Ｂｅａｍ）装置の様な欠陥修正装置を用いて修正を行
うことによりＸ線マスクが完成する。

【００１４】図３は上記実施例の変形例で或り、図２の
（ｄ）の工程において無機材料の薄膜２を薄くしてＢｅ
膜２０を用いたＸ線透過膜にすることにより、Ｘ線の減
衰が少なく機械的強度の強いＸ線マスクが出来る。なお
、Ｘ線透過用の無機膜としてＳｉＮの他にＳｉＣ，Ｓｉ
Ｎ，ＢＮなどを用いていることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造工程に発生した欠陥の修正が容易に可能な位置歪み
サブミクロ以下のＸ線マスクを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトレンチ構造形成までのＸ線マス
ク製造工程を示す図である。

【図２】トレンチ構造形成以降完成までのＸ線マスク製
造工程を示す図である。

【図３】Ｘ線透過膜の作製法の一実施例を示す図である
。

【図４】従来法によるＸ線マスクの製造工程を示す図で
ある。

【図５】従来法によるＸ線マスクの製造工程（トレンチ
構造製造まで）を示す図である。

【図６】従来法によるＸ線マスクの製造工程を図５以降
について示す図である。

【符号の説明】

１　　Ｓｉ基板 ２　　無機材料膜 ３　　支持枠 ４　　吸収体膜 ５　　吸収体パターン ８　　Ｘ線吸収体 １３　　トレンチ構造

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板の第一の面に第一の無機材料層を
   成長させる工程、第一の無機材料層を選択的に除去する
   工程、この除去により表出された基板にトレンチ構造を
   形成する工程、該トレンチ構造が埋められないような厚
   みで前記第一の面に第一の無機材料層と同種又は異種の
   第二の無機材料層を形成する工程、トレンチ構造の側壁
   を除いて第二の無機材料層を除去する工程、第一及び第
   二の無機材料の何れにも成長しないＸ線吸収体を前記ト
   レンチ構造の溝内に成長する工程を有することを特徴を
   するＸ線マスクの製造方法。