JPH05259037A - X線マスクの製造方法 - Google Patents

X線マスクの製造方法

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JPH05259037A
JPH05259037A JP5302192A JP5302192A JPH05259037A JP H05259037 A JPH05259037 A JP H05259037A JP 5302192 A JP5302192 A JP 5302192A JP 5302192 A JP5302192 A JP 5302192A JP H05259037 A JPH05259037 A JP H05259037A
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JP
Japan
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mask
film
ray
stress
absorber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5302192A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Chijimatsu
達夫 千々松
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 【目的】 X線マスクの製造方法に関し、サブクォータ
ミクロンオーダのデバイスパターンに要求される高位置
精度で吸収体パターンを容易に形成することが可能なX
線マスクの製造方法の提供を目的とする。 【構成】 任意の吸収体応力を有する第1のマスクブラ
ンク4を用いて形成した第1のX線マスクをマスターマ
スク6とし、該第1のマスクブランク4と吸収体応力の
絶対値がほぼ同等で且つ符号が逆の第2のマスクブラン
ク8上に、X線露光により該マスターマスク6のパター
ン3Pを転写して該第2のマスクブランク8からなる実露
光用の第2のX線マスク10を形成する工程を有するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX線マスクの製造方法、
特にパターン位置精度の高いX線マスクの製造方法に関
する。
【0002】電子デバイスの集積度は年々高まり、現在
では、サブクォータミクロン級のデバイスパターンを露
光する技術が要望されている。一方、X線露光は波長が
短く、且つレンズ系を用いないために光の回折による解
像度の劣化を伴わないので超微細デバイスパターンを形
成する技術として適しており、開発が進められている
が、上記のようにサブクォータミクロン級のデバイスパ
ターンを形成するには、それに相当した高パターン位置
精度を有するX線マスクを提供する必要がある。
【0003】
【従来の技術】X線露光技術において、パターン位置精
度を決める要因のうち最も大きいのは、X線吸収体膜を
パターニングする際に生ずる吸収体応力開放歪みであ
り、従来から上記応力開放歪みを小さく抑えるために、
出来るだけ低応力の吸収体膜を形成する技術の開発が続
けられている。例えば、吸収体膜の堆積条件による制御
や、堆積後の炉アニールやアルゴン(Ar)等のイオンイン
プランテーション(I.I) による応力の緩和等で、様々な
報告がなされている。
【0004】その一つの例は、以下に図4を参照して述
べるように、スパッタ圧力、スパッタパワー等のX線吸
収体膜の堆積条件により、その吸収体応力を制御しよう
とするものである。
【0005】図4は、スパッタ圧力と吸収体応力との関
係を示す図で、シリコン(Si)基板或いはミラー状の炭化
珪素(SiC) 基板上にアルゴン(Ar)スパッタ法で吸収体膜
である厚さ 0.8μmの純タンタル(Ta)膜を堆積する際の
スパッタ圧力(mTorr)の変化に対する吸収体応力の変化
を示しており、図中、 0.3 KW/SiのカーブはSi基板上に
0.3 KW でスパッタした膜を、2KW/SiCのカーブはSiC
基板上に2KWでスパッタした膜を、2KW/Si のカーブは
Si基板上に2KWでスパッタした膜をそれぞれ示してい
る。
【0006】同図からわかるように、この方法によると
スパッタ圧力を変えることにより応力0のTa膜を得るこ
とは一応可能な筈である。しかしながら、図に示される
ように圧力変化による吸収体応力値の変化は非常に急激
であること、及び、図中のパワー、圧力以外にも、例え
ば基板温度、スパッタ装置内のベース真空度等、応力値
に関係するパラメータが多く存在することから、それら
の条件を総て一定に保つて内部応力の0に近い吸収体膜
を再現性よく提供することは極めて困難であった。
【0007】また他の例は、炉アニールやアルゴン( Ar
+ ) 等の不活性ガスのイオンインプランテーション(I.
I) により吸収体応力を緩和して0に近づける方法であ
る。図5は、成膜後の吸収体膜例えばTa膜にAr+ I.I を
行った際の、Ar+ ドーズ量とTa膜の応力の変化量の関係
を示す図で、Ar+ ドーズ量の変化に対する圧縮応力の変
化の状態が示されている。なお、吸収体であるTa膜の厚
さは 0.8μm、Ar+の加速電圧は 150KVである。
【0008】図から見る限り、このAr+ I.I により吸収
体応力を緩和して0に近づけることは可能と思われる。
しかしながら、前記のように成膜初期の吸収体応力値に
再現性がなく、またその膜の応力値が基板面内でもばら
つくために、吸収体応力を0に近づけるためのAr+ のド
ーズ量の決定が難しく、実際のマスク製造工程に適用す
ることは極めて困難であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、吸収体
膜は同一の条件で堆積を行っても、応力値に関係するパ
ラメータが非常に多いことから、従来試みられたよう
に、応力の極度に小さい吸収体膜を再現性よく提供する
ことが困難であり、そのために、従来のX線マスクにお
いては、パターンの位置精度をサブクォータミクロンの
オーダで制御することは極めて困難であった。
【0010】そこで本発明は、サブクォータミクロンオ
ーダの高位置精度で吸収体パターンを容易に形成するこ
とが可能なX線マスクの製造方法を提供し、高集積化さ
れる電子デバイスの品質向上に寄与することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、任意
の吸収体応力を有する第1のマスクブランクを用いて形
成した第1のX線マスクをマスターマスクとし、該第1
のマスクブランクと吸収体応力の絶対値がほぼ同等で且
つ符号が逆の第2のマスクブランク上に、X線露光によ
り該マスターマスクのパターンを転写して該第2のマス
クブランクからなる実露光用の第2のX線マスクを形成
する工程を有する本発明によるX線マスクの製造方法に
よって達成される。
【0012】
【作用】図1(a) 〜(d) は本発明の原理説明用工程断面
図である。 図1(a) 参照 本発明においては、任意の吸収体応力例えば圧縮応力−
a(dyn/cm2) を有する第1のX線吸収体膜3が被着され
ている第1のマスクブランク4を用い、このマスクブラ
ンクの第1の吸収体膜3上に、塗布、電子ビーム(EB)に
よる描画露光及び現像の工程を経て基準となる高精度の
第1のレジストパターン5Pを形成する。なお、図中、1
は支持枠、2はメンブレン、5は第1のレジスト膜を示
す。
【0013】図1(b) 参照 次いで、上記第1のレジストパターン5Pをマスクにしリ
アクティブイオンエッチング(RIE) 処理により第1のX
線吸収体膜3をパターニングし、メンブレン2上に第1
のX線吸収体パターン3Pを有するマスターマスク6を形
成する。この際、第1のX線吸収体パターン3Pの位置
は、前記圧縮応力の開放歪みによって、図1(a) に示し
た基準のレジストパターン5Pの位置から、前記圧縮応力
の値−a(dyn/cm2) に応じマスク6の中心に向かう方向
にΔX ずれた位置に形成される。
【0014】図1(c) 参照 次いで、上記第1のマスクブランク4と逆符号の吸収体
応力、即ち、引張応力+b(dyn/cm2) を持った第2のX
線吸収体膜7を有する第2のマスクブランク8上に、第
2のレジスト膜9を塗布し、反転した上記マスターマス
ク6を介してのX線露光、及び現像を行って第2のレジ
ストパターン9Pを形成する。ここでこの第2のレジスト
パターン9Pの位置は前記マスターマスク6の第1の吸収
体パターン3Pと同様に前記第1のレジストパターンの基
準位置に対し中心に向かう方向にΔX ずれた位置に形成
される。
【0015】図1(d) 参照 次いで、上記第2のレジストパターン9PをマスクにしRI
E 処理により第2のX線吸収体膜7をパターニングし、
メンブレン2上に第2のX線吸収体パターン7Pを有する
コピーマスク即ち実露光用マスク10を形成する。
【0016】ここで、第2の吸収体パターン7Pの位置
は、第2のレジストパターン9Pの位置と比較して、前記
引張応力値+bに応じて、ΔY だけ外側にずれて形成さ
れる。従って、吸収体応力の符号が逆の、マスターマス
クを形成する第1のX線マスクブランクとコピーマスク
を形成する第2のX線マスクブランクとの吸収体応力の
絶対値を近い値に選ぶことにより、各々のマスク形成に
際してのパターンのずれ寸法ΔX とΔY は近い値にな
り、且つ応力の符号が逆でずれの方向も逆であることか
ら、ずれ寸法ΔX とΔY が相殺され、前記基準となる第
1のレジストパターン5に近い高パターン位置精度を有
する実露光用のX線マスク(コピーマスク)10が形成さ
れる。(但し、実露光用のコピーマスク10のパターンの
配置は、基準となる第1のレジストパターン5Pの配置を
ミラー反転したものになる。)
【0017】
【実施例】以下本発明を、図2(a) 〜(d) 及び図3(a)
〜(b) の工程断面図を参照し、一実施例について具体的
に説明する。
【0018】図2(a) 参照 本発明の方法によりX線マスクを形成するに際しては、
SiC セラミック等からなる支持枠11上に例えば厚さ1〜
2μm程度のSiC 透光体(メンブレン)12が張設され、
このメンブレン12上にスパッタ法等により厚さ 0.8μm
程度の任意の内部応力(吸収体応力)を有する吸収体
膜、例えば+5×108(dyn/cm2)程度の圧縮応力を有する
Ta膜13が形成されてなる第1のX線マスクブランク14を
用い、このマスクブランク14のTa膜13上に、EB露光用の
厚さ1μm程度の第1のレジスト膜15を形成する。
【0019】図2(b) 参照 次いで、EBによる描画露光を行った後、レジスト膜15の
現像を行い、前記マスクブランク14のTa膜13上に、 0.1
μm程度の高い寸法精度及び位置精度を有する第1のレ
ジストパターン例えば15P1と15P2を形成する。
【0020】図2(c) 参照 次いで、上記レジストパターン15P1、15P2等を含むレジ
スト膜15をマスクにし、塩素(Cl)系のガスを用いたRIE
処理によりTa膜13のパターニングを行い、レジストパタ
ーン15P1、15P2等を含むレジスト膜15を除去して、メン
ブレン12上にTa膜パターン13P1及び13P2を有するマスタ
ーマスク16を形成する。
【0021】ここで、前記Ta膜13が有する圧縮応力の開
放歪みにより、Ta膜パターン13P1及び13P2は、基準とな
る前記第1のレジストパターン15P1、15P2の位置からそ
れぞれマスクの中心に向かう方向へ、前記圧縮応力の絶
対値に応じてΔX の距離例えば 0.15 μm程度ずれた位
置に形成される。
【0022】図2(d) 参照 次いで別のTa膜17をX線吸収体とする第2のX線マスク
ブランク18の中から、第1のマスクブランク16と符号が
逆で絶対値がほぼ等しい吸収体応力を有する第2のマス
クブランク、即ち−5×108(dyn/cm2)近傍の引張り応力
を有するTa膜17がメンブレン12上に被着されている第2
のマスクブランク18を選び、そのマスクブランク18上に
X線露光用の第2のレジスト膜19を形成する。
【0023】図3(a) 参照 次いで、上記第2のマスクブランク18上の第2のレジス
ト膜19に前記マスターマスク16を介してX線による露光
を行い、次いで現像を行って、第2のマスクブランク18
の前記Ta膜17上に第2のレジストパターン19P1及び19P2
を形成する。なおここで、第2のレジストパターン19P1
及び19P2は、マスターマスク16のTa膜パターン13P1及び
13P2をミラー反転した位置に形成される。
【0024】図3(b) 参照 次いで、上記第2のレジストパターン19P1、19P2等を含
むレジスト膜19をマスクにし、塩素(Cl)系のガスを用い
たRIE 処理によりTa膜17のパターニングを行い、レジス
トパターン19P1、19P2等を含むレジスト膜19を除去し
て、メンブレン12上にTa膜パターン17P1及び17P2を有す
る実露光用のコピーマスク20を形成する。ここで前記Ta
膜パターン17P1及び17P2は、前記Ta膜17の吸収体応力
(引張り応力)の開放により、図2(c) で述べたように
基準のパターン位置から中心に向かってΔX の距離例え
ば 0.15 μm程度ずれて形成されたマスターマスク16の
Ta膜パターン13P1及び13P2に対応する第2のレジストパ
ターン19P1及び19P2の位置からそれぞれ外側に前記引張
り応力の絶対値に応じΔY の距離例えば 0.15 μm近傍
ずれた位置に形成される。従って、前記マスターマスク
パターンの位置ずれが上記コピーマスクパターンの逆方
向の位置ずれによって相殺されるので、実露光に用いる
コピーマスク20には当初の基準となる第1のレジストパ
ターン15P1、15P2等とほぼ等しい高位置精度を有するX
線吸収体のTa膜パターン17P1、17P2等が形成される。
【0025】なお、本発明の方法は、上記実施例に示し
たTa以外の例えばタングステン(W)、硼化タンタル(Ta
4B)等のX線吸収体を用いるX線マスクの製造にも勿論
有効に適用される。
【0026】
【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、X
線吸収体膜の内部応力に起因して生ずるX線吸収体パタ
ーンの位置ずれを極く微小に抑えて、高パターン位置精
度を有する実露光用のX線マスクを容易に形成すること
ができる。
【0027】従って本発明は、超LSI等のパターンの
一層の微細化、高密度化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明用工程断面図
【図2】 本発明の方法の一実施例の工程断面図(その
1)
【図3】 本発明の方法の一実施例の工程断面図(その
2)
【図4】 スパッタ圧力と吸収体(Ta)応力との関係を示
す図
【図5】 Ar+ ドーズ量とTa膜の応力の変化量の関係を
示す図
【符号の説明】
1 支持膜 2 メンブレン 3 第1のX線吸収体膜 3P 第1のX線吸収体膜パターン 4 第1のマスクブランク 5 第1のレジスト膜 5P 第1のレジスト膜パターン 6 マスターマスク 7 第2のX線吸収体膜 7P 第2のX線吸収体膜パターン 8 第2のマスクブランク 9 第2のレジスト膜 9P 第2のレジストパターン 10 実露光用マスク(コピーマスク)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意の吸収体応力を有する第1のマスク
    ブランクを用いて形成した第1のX線マスクをマスター
    マスクとし、 該第1のマスクブランクと吸収体応力の絶対値がほぼ同
    等で且つ符号が逆の第2のマスクブランク上に、X線露
    光により該マスターマスクのパターンを転写して該第2
    のマスクブランクからなる実露光用の第2のX線マスク
    を形成する工程を有することを特徴とするX線マスクの
    製造方法。
JP5302192A 1992-03-12 1992-03-12 X線マスクの製造方法 Withdrawn JPH05259037A (ja)

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Effective date: 19990518