JPH0481856B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はリソグラフイー用マスク構造体に関す
る。

［従来の技術］ Ｘ線リソグラフイーは、Ｘ線固有の直進性、非
干渉性、低回折法などに基づき、これまでの可視
光や紫外光によるリソグラフイーより優れた多く
の点を持つており、サブミクロンリソグラフイー
の有力な手段として注目されつつある。

Ｘ線リソグラフイーは可視光や紫外光によるリ
ソグラフイーに比較して多くの優位点を持ちなが
らも、Ｘ線源のパワー不足、レジストの低感度、
アラインメントの困難さ、マスク材料の選定及び
加工方法の困難さなどから、生産性が低く、コス
トが高いという欠点があり、実用化が遅れてい
る。

その中でＸ線リソグラフイー用マスクを取上げ
てみると、可視光および紫外光リソグラフイーで
は、マスク保持体（即ち光線透過体）としてガラ
ス板および石英板が利用されてきたが、Ｘ線リソ
グラフイーにおいては利用できる光線の波長が１
〜200Åとされており、これまでのガラス板や石
英板はこのＸ線波長域での吸収が大きく且つ厚さ
も１〜２mmと厚くせざるを得ないためＸ線を充分
に透過させないので、これらはＸ線リソグラフイ
ー用マスク保持体の材料としては不適である。

Ｘ線透過率は一般に物質の密度に依存するた
め、Ｘ線リソグラフイー用マスク保持体の材料と
して密度の低い無機物や有機物が検討されつつあ
る。この様な材料としては、たとえばベリリウム
（Be）、チタン（Ti）、ケイ素（Si）、ホウ素(B)の
単体およびそれらの化合物などの無機物、または
ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、パリレ
ンなどの有機物が挙げられる。

これらの物質をＸ線リソグラフイー用マスク保
持体の材料として実際に用いるためには、Ｘ線透
過量をできるだけ大きくするために薄膜化するこ
とが必要であり、無機物の場合で数μｍ以下、有
機物の場合で数十μｍ以下の厚さに形成すること
が要求されている。このため、たとえば無機物薄
膜およびその複合膜からなるマスク保持体の形成
にあたつては、平面性に優れたシリコンウエハー
上に蒸着などによつて窒化シリコン、酸化シリコ
ン、窒化ボロン、炭化シリコンなどの薄膜を形成
した後にシリコンウエハーをエツチングによつて
除去するという方法が提案されている。

一方、以上の様な保持体上に保持されるＸ線リ
ソグラフイー用マスク（即ちＸ線吸収体）として
は、一般に密度の高い物質たとえば金、白金、タ
ングステン、タンタル、銅、ニツケルなどの薄膜
望ましくは0.5〜1μｍ厚の薄膜からなるものが好
ましい。この様なマスクは、たとえば上記Ｘ線透
過膜上に一様に上記高密度物質の薄膜を形成した
後、レジストを塗布し、該レジストに電子ビー
ム、光などにより所望のパターン描画を行ない、
しかる後にエツチングなどの手段を用いて所望パ
ターンに作成される。

しかして、以上の如き従来のＸ線リソグラフイ
ーにおいては、マスク保持体のＸ線透過率が低
く、このため十分なＸ線透過量を得るためにはマ
スク保持体をかなり薄くする必要があり、その製
造が困難になり、特にマスク保持体の十分な平面
性を得ることが困難であつた。

更に、一般に上記マスク保持体はリング状で且
つ両端面が平坦なマスクフレームの片側の平端面
に接着されたマスク構造体として使用されるが、
この様な使用形態においてはマスクフレームの一
端面へのマスク保持体の接着の際の接着剤の塗布
のしかたによつては接着剤層の厚さに不均一が生
じたり、更には接着後のマスク保持体のマスクフ
レームからのはみ出し部分の切除の際に該マスク
保持体がめくれ上つたりするため、マスク保持体
の平面性を十分に保つことが困難であつた。

かくして、従来のＸ線リソグラフイーにおいて
は必ずしも十分な精度が実現されているとはいえ
ない。

［発明の目的］ 本発明は、以上の様な従来技術に鑑み、Ｘ線透
過性が良好なマスク保持体を十分な平面性をもつ
てリング状マスクフレームに接着支持してなるリ
ソグラフイー用マスク構造体を提供することを目
的とする。

［発明の概要］ 本発明によれば、以上の如き目的は、マスク保
持体が窒化アルミニウムからなるかまたは少なく
とも窒化アルミニウムを含む積層体からなり、且
つリング状マスクフレームの最上部平端面より低
い位置において前記マスク保持体と前記リング状
マスクフレームとの接着がなされていることを特
徴とする、リソグラフイー用マスク構造体により
達成される。

［実施例］ 本発明マスク構造体の具体的形状を第１図ａ及
びｂに示す。第１図ａはマスク構造体の中央縦断
面図であり、第１図ｂはマスクフレームの平面図
である。図において、２はマスク保持体であり、
該マスク保持体２の周辺部がリング状マスクフレ
ーム３の上端面上に支持されている。

本発明マスク構造体におけるマスク保持体２
は、窒化アルミニウムの単層からなるものでもよ
いし、あるいは窒化アルミニウムと他の無機物及
び／または有機物との積層体からなるものでもよ
い。

積層体を構成する無機物としては少なくとも膜
形成性及びＸ線透過性を有するものを使用するこ
とができる。この様な無機物としては、たとえば
窒化ボロン、窒化シリコン、酸化シリコン、炭化
シリコン、チタン等が例示される。

積層体を構成する有機物としては少なくとも膜
形成性及びＸ線透過性を有するものを使用するこ
とができる。この様な有機物としては、たとえば
ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、パレリ
ン（ユニオンカーバイド社製）等が例示される。

積層体は窒化アルミニウムと無機物及び／また
は有機物との２層または３層からなるものであつ
てもよいし、または窒化アルミニウムと無機物及
び／または有機物との少なくとも一方を２層以上
用いて全体として３層以上からなるものとしても
よい。

本発明マスク構造体におけるマスク保持体２の
厚さは特に制限されることはなく適宜の厚さとす
ることができるが、たとえば２〜20μｍ程度とす
るのが有利である。

尚、本発明マスク構造体においては、マスク保
持体２上に所望のパターンのマスク１が形成され
ていてもよいことはもちろんである。

マスク１としてはたとえば金、白金、ニツケ
ル、パラジウム、ロジウム、インジウム、タング
ステン、タンタル、銅などの0.5〜1μｍ厚程度の
薄膜が用いられる。

本発明マスク構造体においては、マスクフレー
ム３の最上部平端面３ａにはマスク保持体接着の
ための接着剤が塗布されておらず、該平端面３ａ
の外側に角度θにて交わる斜面３ｂにのみ接着剤
４が塗布されている。角度θは０度を越える値で
あれば特に制限はないが、好ましくは５〜90度、
より好ましくは５〜60度、最適には５〜30度であ
る。

本発明マスク構造体におけるマスクフレーム３
はたとえばシリコン、ガラス、石英、リン青銅、
黄銅、ニツケル、ステンレス等からなる。

また、本発明マスク構造体における接着剤４と
しては、たとえば溶剤型接着剤（ブタジエン系合
成ゴム接着剤、クロロプレン系合成ゴム接着剤
等）、無溶剤型接着剤（エポキシ系接着剤、シア
ノアクリレート系接着剤等）が用いられる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。

実施例 １ 第２図ａに示される様に、リングフレーム（パ
イレツクス製、内径7.5cm、外径９cm、厚さ５mm、
但し最上部平端面の外側に該平端面に対し角度15
度で交わる斜面が形成されている）３の斜面部分
にエポキシ系接着剤４を塗布し、該接着剤４を介
して等方延伸したポリイミド膜（厚さ7μｍ）２
−１をマスクフレーム３に接着固定し、該マスク
フレーム３からはみ出したポリイミド膜を切除し
た。

次に、第２図ｂに示される様に、リアクテイブ
スパツタ法により、アルミニウム（Al）ターゲ
ツト、アルゴン（Ar）：窒素（N₂）＝１：１の混
合ガス、ガス圧５×10^-3Torr、放電電力200W
で、ポリイミド膜２−１の上に3μｍ厚の窒化ア
ルミニウム膜２−２を形成した。

次に、第２図ｃに示される様に、抵抗加熱蒸着
機を用いて窒化アルミニウム膜２−２上にμｍ厚
の金（Au）膜１′を一様に形成した。

次に、第２図ｄに示される様に、金膜１′上に
一様にフオトレジストAZ−1350（シプレー社製）
５を0.5μｍ厚に塗布した。

次に、第２図ｅに示される様に、レジスト上に
マスターマスクを密着せしめ遠紫外光を用いてレ
ジストの焼付を行なつた後に規定の処理を行な
い、マスターマスクに対しポジ型のレジストパタ
ーンを得た。

次に、第２図ｆに示される様に、ヨウ素（I₂）
系金エツチヤントを使用して金膜１′のエツチン
グを行ない、マスターマスクに対しポジ型の金膜
パターンを得た。

次に、ケトン系溶剤でレジストを除去し、金膜
パターンからなるマスク１を形成し、第２図ｇに
示される様に、ポリイミド膜２−１と窒化アルミ
ニウム２−２との積層体をマスク保持体とし該マ
スク保持体上にマスク１の形成されているＸ線リ
ソグラフイー用マスク構造体を得た。

実施例 ２ 実施例１の工程において窒化アルミニウム膜２
−２を形成した後に更に酸素プラズマ中において
リアクテイブイオンエツチング法でポリイミド膜
２−１の露出部分を除去し次いで窒化アルミニウ
ム膜２−２上に金膜１′を形成することを除いて、
実施例１と同様の工程を行なつた。

かくして、窒化アルミニウム膜をマスク保持体
とし該マスク保持体上にマスクの形成されている
Ｘ線リソグラフイー用マスク構造体を得た。

実施例 ３ 実施例１において得られたＸ線リソグラフイー
用マスク構造体のリングフレーム３の上部斜面３
ｂ上の窒化アルミニウム膜２−２上に更に第３図
に示される様に接着剤９を介して押えリング１０
を接着した。該押えリング１０の窒化アルミニウ
ム膜２−２との接着面はリングフレーム３の上部
斜面３ｂと平行に形成されている。

本実施例のＸ線リソグラフイー用マスク構造体
においては、リングフレーム３と押えリング１０
との間に圧力をかけて支持することによりマスク
保持体のリングフレーム３への支持をより強固な
ものとすることができる。

以上の実施例においてはリング状マスクフレー
ム３の最上部平端面３ａの外側に該最上部平端面
３ａと一定の角度で交わる斜面３ｂが形成されて
おり、該斜面３ｂにおいて接着がなされている
が、本発明マスク構造体はこれに限定されること
はない。

第４図ａはマスクフレーム３の他の形状を示す
ための本発明によるマスク構造体の中央縦断面図
であり、第４図ｂはそのマスクフレーム３の平面
図である。ここでは、マスクフレーム３の最上部
平端面３ａの外側には該最上部平端面１ａと滑ら
かに連なる斜面３ｂが形成されており、該斜面３
ｂにおいて接着がなされている。

第５図はマスクフレーム３の更に他の形状を示
すための本発明によるマスク構造体の中央縦断面
図である。ここでは、マスクフレーム３の最上部
平端面３ａの外側には該最上部平端面３ａと直角
をなす斜面３ｂが形成されており、該斜面３ｂの
更に外側には上記最上部平端面３ａよりも低い位
置に平面３ｃが形成されており、該平面３ｃにお
いて接着がなされている。

［発明の効果］ 以上の如き本発明によれば、マスク保持体の構
成要素として用いられる窒化アルミニウムはＸ線
透過率及び可視光線透過率が高く（1μｍ厚の光
学濃度が約0.01）、熱膨張率が低く（３〜４×
10^-6／℃）、熱伝導率が高く、且つ成膜性が良好
であるなどの特長を有するので、以下の様な効果
が得られる。

(1) 窒化アルミニウムはＸ線透過率が高く比較的
厚くしても比較的高いＸ線透過量が得られるの
で、マスク構造体の製造を容易且つ良好に行な
うことができる。

(2) 窒化アルミニウムは成膜性が良好であるので
極めて薄い膜からなるマスク保持体を有するマ
スク構造体を製造することができ、これにより
Ｘ線透過量を高め焼付のスループツトを向上さ
せることができる。

(3) 窒化アルミニウムは可視光線の透過率が高い
ため、Ｘ線リソグラフイーにおいて可視光線を
用いて目視により容易且つ正確にアラインメン
トができる。

(4) 窒化アルミニウムの熱膨張係数はＸ線リソグ
ラフイーにおけるシリコンウエハー焼付基板の
熱膨張係数（２〜３×10^-6／℃）とほぼ同じ値
であるから、極めて高精度の焼付けが可能とな
る。

(5) 窒化アルミニウムの熱伝導性が高いため、Ｘ
線照射による温度上昇を防止でき、特に真空中
での焼付けの際に効果が大である。

また、以上の如き本発明のマスク構造体によれ
ば、マスク保持体とマスクフレームとの接着はマ
スク保持体のマスク保持平面外において行なわれ
るので、接着剤の塗布及びマスク保持体のマスク
周辺部の切除によつてはマスク保持体のマスク保
持面の平面性は何ら悪影響を受けず、マスク保持
体は良好な平面性を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明マスク構造体の縦断面図であ
り、第１図ｂはそのマスクフレームの平面図であ
る。第２図ａ〜ｇは本発明マスク構造体の製造工
程を示す図である。第３図は本発明マスク構造体
の縦断面図である。第４図ａは本発明マスク構造
体の縦断面図であり、第４図ｂはそのマスクフレ
ームの平面図である。第５図は本発明マスク構造
体の縦断面図である。 １：マスク、２−１：ポリイミド膜、２−２：
窒化アルミニウム膜、３：マスクフレーム、３
ａ：最上部平端面、３ｂ：斜面、３ｃ：平面、
４：接着剤、５：フオトレジスト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マスク保持体をリング状マスクフレームに支
   持せしめてなるリソグラフイー用マスク構造体に
   おいて、前記マスク保持体が窒化アルミニウムか
   らなるかまたは少なくとも窒化アルミニウムを含
   む積層体からなり、且つ前記リング状マスクフレ
   ームの最上部平端面より低い位置において前記マ
   スク保持体と前記リング状マスクフレームとの接
   着がなされていることを特徴とする、リソグラフ
   イー用マスク構造体。 ２ マスク保持体にマスクが形成されている、特
   許請求の範囲第１項のリソグラフイー用マスク構
   造体。