JPH05102013A - X線マスク構造体、その製造方法及び該x線マスク構造体を用いたx線露光方法 - Google Patents

X線マスク構造体、その製造方法及び該x線マスク構造体を用いたx線露光方法

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JPH05102013A
JPH05102013A JP28728091A JP28728091A JPH05102013A JP H05102013 A JPH05102013 A JP H05102013A JP 28728091 A JP28728091 A JP 28728091A JP 28728091 A JP28728091 A JP 28728091A JP H05102013 A JPH05102013 A JP H05102013A
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JP
Japan
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ray
mask structure
absorber
film
pattern
Prior art date
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Application number
JP28728091A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Maehara
広 前原
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 X線マスクの温度変化に対してマスクパター
ンの位置ズレの無い安定なX線マスクを提供すること。 【構成】 所望のパターンのX線吸収体3と該吸収体を
保持するX線透過膜2と該X線透過膜を支持する支持枠
1とからなるX線マスク構造体において、上記X線吸収
体パターン上にX線透過膜2の線膨張係数と同様の線膨
張係数を有する少なくとも1種の材料からなる層を有す
ることを特徴とするX線マスク構造体、及びその製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大規模集積回路(LS
I)やマイクロマシン等の微細パターンをX線露光によ
りウエーハ等に焼き付ける際に用いるリソグラフィー用
マスク構造体、該マスク構造体の製造方法及びX線露光
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】DRAMに代表される大規模集積回路は
今や4MDRAMの量産期にあり、しかも16MDRA
Mから64MDRAMへと急速に技術的に進歩してい
る。これに伴いデバイスに要求される最小線幅も、ハー
フミクロンからクォーターミクロンへと縮小している。
これらの半導体デバイスは近紫外光若しくは遠紫外光を
利用してマスクから半導体基板へと転写されるが、これ
らの光の波長では加工出来るデバイスの線幅も限界に近
付きつつある。又、微細化に伴う焦点深度の低下も免れ
ない。そこで、X線によるリソグラフィー技術は上記の
問題を同時に解決するものとして期待が大きい。X線露
光に使用するマスク構造体では、一般的に、図1に示す
様に適当な支持枠1上に形成されたX線透過膜2上に、
更にX線吸収体3が形成された構造を有する。又、マス
クのハンドリングの為に適当な保持枠4を使用する事も
ある。X線吸収体として使用される材料は、重金属、特
にAu、W、Ta等が発表されている。更に、これらの
X線吸収体のパターンを支持固定するX線透過膜にはS
i、SiN、SiC等のシリコン化合物が発表されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】このX線吸収体
パターンの形成方法には、レジストによる“め型パター
ン”に対するメッキ法、又、重金属吸収体の薄膜を反応
性イオンエッチング等のドライプロセスでパターンニン
グする方法又は適当なエッチング液を用いてウェットプ
ロセスでパターンニングする方法等がある。一方、X線
マスクでは僅か数ミクロンのX線透過膜上に、透過膜と
同等或は透過膜の数倍の膜厚のX線吸収体を有している
ので、吸収体材料とX線透過膜材料の線膨張係数が異な
っている場合、マスクの温度が変化すると、その線膨張
係数の違いによってX線マスクのパターン領域で局部的
に歪みを発生し、その結果位置ズレの無い正確なパター
ン転写が出来なくなってしまうという問題がある。従っ
て、本発明の目的は、X線マスクの温度変化に対してマ
スクパターンの位置ズレの無い安定なX線マスクを提供
することにある。
【0004】
【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、所望のパターン
のX線吸収体と該吸収体を保持するX線透過膜と該X線
透過膜を支持する支持枠とからなるX線マスク構造体に
おいて、上記X線吸収体パターン上にX線透過膜の線膨
張係数と同様の線膨張係数を有する少なくとも1種の材
料からなる層を有することを特徴とするX線マスク構造
体、その製造方法及び該X線マスク構造体を用いたX線
露光方法をである。
【0005】
【作用】X線吸収体パターン上に、X線透過膜の線膨張
係数と同様の線膨張係数を有する少なくとも1種の材料
からなる層を設けることによって、X線マスクの温度変
化に対してマスクパターンの位置ズレの無い安定なX線
マスクを提供することが出来、又、該X線マスク構造体
を使用することで高精度のX線露光が実現される。
【0006】
【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明のX線マスク構造体
は、図2及び図3に示す様にマスク支持枠としてのシリ
コーンウェーハ、X線透過膜、X線吸収体パターン、吸
収体パターンの上面に設けたX線透過膜と同様の線膨張
係数を有する層、更に必要に応じてこれら全体を保持す
る保持枠からなる。又、これらの材料の他にもX線吸収
体の保護膜、導電膜、光反射防止膜等も使用してもよ
い。X線透過膜としては、1〜10μmの厚みのSi、
SiO2 、SiC、SiN、BN、BNC等の無機膜、
ポリイミド等の耐放射線性有機膜等の公知の材料を使用
することが出来る。又、この他にX線透過膜として使用
出来るものであれば使用しても構わない。これらの膜の
成膜方法は各種のスパッタ法、化学気相蒸着法等の方法
を用いることが出来る。又、X線吸収体材料としてはA
u、W、Ta等の公知の重金属材料を使用することが出
来る。これらの吸収体の形成方法としては、メッキ法、
スパッタ法等の方法を用いる事が出来る。
【0007】更に、X線吸収体上に設ける層の材料とし
ては、X線透過膜材料の線膨脹係数と同等である事が必
要であり、X線透過膜の材料と同じ材料であることが特
に望ましい。即ちX線透過膜がSiCの場合は、吸収体
上の層もSiCを、X線透過膜がSiNの場合は、吸収
体上の層もSiNを用いることが望ましい。一方、この
吸収体パターンの上面にX線透過膜と同様の線膨張係数
を有する材料の層を形成する方法として、好ましい方法
は次の如き方法であるが、該方法に限定されることはな
い。先ず、X線吸収体をめっき法で形成する場合は、め
っきステンシル用のレジストパターンを形成し、次い
で、ステンシルに対してめっきを行う。この後、スパッ
タ法によってX線透過膜と線膨脹係数が同等の膜を成膜
し、更にこの上にX線レジストを塗布する。X線マスク
の裏面よりX線を照射し、現像後、該付加膜をエッチン
グ除去し、X線吸収体間のレジストステンシルを除去す
る事によって、X線吸収体パターン上にX線透過膜と同
等の線膨脹係数を有する構造体を得る事が出来る。尚、
X線吸収体パターンの上面に形成する層は、X線吸収体
を含むX線透過膜全面に設けてもよいし、又、X線吸収
体の上面にのみ設けてもよい。以上において形成される
X線透過膜、X線吸収体、X線透過膜の支持体等は従来
技術と同等であり、X線吸収体の上面に設ける膜の厚み
は、約1〜10μm程度が好適であり、更に付加膜の厚
みはX線透過膜の厚みと同等であることが望ましい。最
後に、必要に応じてX線マスクの保持枠に上記構造体を
接着して、本発明のX線マスク構造体とすることが出来
る。このX線マスクの保持枠の材料はその線膨脹係数が
支持枠のシリコンウェーハに近い事が必要で、この目的
にはパイレックスガラス、Ti等が望ましい。本発明の
X線露光方法は、図4に示す様に、上記本発明のX線マ
スク構造体を使用することを特徴とし、該方法に使用す
るX線発生源、被露光部材、その他の関連装置及び操作
は従来技術と同様でよく特に限定されない。
【0008】
【実施例】次に図面に示す実施例及び比較例を挙げて本
発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施
例のみに限定されない。 実施例1(図2参照) シリコンウェーハ上に化学気相成長法によって形成され
た2μm厚のSiC膜を有する基板を実験用の基板とし
た(a〜b)。この基板上にめっき用の電極として、C
r及びAuを夫々50Å及び500Åの厚みにEB蒸着
によって形成した(c)。この上に電子線レジストであ
るPMMAを1.3μmの厚みでスピンコートし、加速
電圧20kVでEB描画を行い、現像後0.25μmの
めっき用ステンシルパターンを形成した(d)。この
後、亜硫酸系のAuめっき液を用いてX線吸収体である
Auを0.7μmの厚みにめっきした(e)。次いでこ
の上にスパッタ法によってSiCを2μm成膜し、続け
てX線レジストであるヘキスト社のRAY−PFを1.
5μmの厚みに塗布した(f)。常法に従ってSi基板
をバックエッチした後、X線マスクの裏面よりX線を照
射して、X線吸収体のない所のみRAY−PFを露光し
た(g)。現像後、RAY−PFをマスクにしてSiC
をエッチングし、次いで、X線吸収体間のレジストステ
ンシルをO2 アッシングした後、電極を除去した
(h)。最後にこのマスク基板をパイレックスの保持枠
に装着して本発明のX線マスクとした(i)。
【0009】実施例2(図3参照) シリコンウェーハ上に化学気相成長法によって形成され
た2μm厚のSiC膜を有する基板を実験用の基板とし
た(a〜b)。この基板上に吸収体として、Wをスパッ
タ法によって0.8μmの厚みに成膜した。この後、ス
パッタ法によって更にSiCを2μm成膜した(c)。
この基板上にヘキスト社のRAY−PNを0.5μmの
厚みに塗布し、加速電圧25kVの電子線で描画しパタ
ーンを形成した。W上のSiC、次いでWを続けてエッ
チングしWパターン上にSiCを有する構造体を得た
(d〜e)。常法に従ってSi基板をバックエッチした
後、最後にこのマスク基板をTi製の保持枠に装着して
本発明のX線マスクとした(f〜g)。
【0010】実施例3(図5参照) 実施例1及び2のX線マスク構造体を用いて図4に示す
如くX線によるパターンニングを行った。その結果X線
露光中、X線の吸収によるマスク構造体の温度上昇が発
生しても本発明のX線マスク構造体の場合にはX線透過
膜上のX線吸収体パターンの位置ずれは発生しなかっ
た。 比較例(図6参照) X線吸収体の上に層を形成しなかった以外は実施例1及
び2と同様にして比較例のX線マスク構造体を得た。こ
れらのマスク構造体を用いて実施例3と同じ条件でX線
露光によるパターンニングを行ったところ、X線露光中
の温度上昇に伴うバイメタル効果によって、X線透過膜
上のX線吸収体パターンが図6に示す様の△L分だけ位
置ずれが発生した。
【0011】
【発明の効果】以上説明した様に、X線吸収体パターン
上にX線透過膜の線膨張係数と同様の線膨張係数を有す
る少なくとも1種の材料からなる層を設けることによっ
て、X線マスクの温度変化に対してマスクパターンの位
置ズレの無い安定なX線マスクを提供することが出来、
又、該X線マスク構造体を使用することで高精度のX線
露光が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のX線マスク構造体の断面を図解的に説明
する図。
【図2】実施例1のX線マスク構造体の製造方法を図解
的に説明する図。
【図3】実施例2のX線マスク構造体の製造方法を図解
的に説明する図。
【図4】X線露光方法を図解的に説明する図。
【図5】本発明のX線マスク構造体の露光前後の状態を
図解的に説明する図。
【図6】比較例のX線マスク構造体の露光前後の状態を
図解的に説明する図。
【符号の説明】
1:支持枠 2:X線透過膜 3:X線吸収体 4:保持枠

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望のパターンのX線吸収体と該吸収体
    を保持するX線透過膜と該X線透過膜を支持する支持枠
    とからなるX線マスク構造体において、上記X線吸収体
    パターン上にX線透過膜の線膨張係数と同様の線膨張係
    数を有する少なくとも1種の材料からなる層を有するこ
    とを特徴とするX線マスク構造体。
  2. 【請求項2】 X線吸収体上に設けた材料の膜厚が、X
    線透過膜の膜厚と同等である請求項1に記載のX線マス
    ク構造体。
  3. 【請求項3】 請求項1のX線マスク構造体の製造にお
    いて、吸収体パターンの上面のみに層を形成する場合、
    該層膜上に塗布されたレジストをマスク裏面よりX線を
    照射しパターンニングする事を特徴とするX線マスク構
    造体の製造方法。
  4. 【請求項4】 X線マスク構造体を通してX線を被露光
    部材を露光するX線露光方法において、上記X線マスク
    が、所望のパターンのX線吸収体と該吸収体を保持する
    X線透過膜と該X線透過膜を支持する支持枠とからな
    り、上記X線吸収体パターン上にX線透過膜の線膨張係
    数と同様の線膨張係数を有する少なくとも1種の材料か
    らなる層を有するX線マスク構造体であることを特徴と
    するX線露光方法。
JP28728091A 1991-10-08 1991-10-08 X線マスク構造体、その製造方法及び該x線マスク構造体を用いたx線露光方法 Pending JPH05102013A (ja)

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