JPH05283323A - Ｘ線露光用マスクの製造方法およびそれに用いるブランク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パターン位置精度の高いＸ線露光用マスクの
製造方法を提供する。 【構成】 シリコン基板１上にＸ線透過支持膜２および
Ｘ線吸収体薄膜３を順に形成したブランク用基板４を使
用し、このブランク用基板４の裏面側にシリコンと共晶
を形成し且つアルカリ耐性を有する保護膜６で全面被覆
された補強フレーム５を共晶接合により接着した後に、
前記Ｘ線吸収体薄膜３のパターニングを行ない、その後
に前記基板１のバックエッチングを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線露光用マスク（以
下「Ｘ線マスク」と称す。）の製造方法に関し、さらに
詳しくは、パターン位置精度の高いＸ線マスクを得る製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線マスクの代表的な製造方法を
図３に従って説明すると、まず同図（ａ）に示すよう
な、基板11上にＸ線透過支持膜12およびＸ線吸収体薄膜
13をこの順に形成し、かつ基板11の裏面にバックエッチ
ング用マスク14を形成してなるブランク用基板15の表面
に、通常の電子線リソグラフィによるレジストパターン
16を形成する（同図（ｂ）参照）。次いで、Ｘ線吸収体
薄膜13のエッチングを行なってＸ線吸収体のパターン1
3′を形成した後、基板11のバックエッチングを行ない
（同図（ｃ），（ｄ）参照）、最後に接着剤17を介して
補強フレーム18を接着する（同図（ｅ）参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線マ
スクは、Ｘ線吸収体のパターン13′を直接保持するＸ線
透過支持膜12が２μｍ程度の薄膜であるために、パター
ンの位置ずれが生じ易い。特に、従来方法では、基板
（通常はシリコンウェハー）をバックエッチングする前
後のＸ線透過支持膜12の内部応力による位置ずれと、補
強フレーム18を接着する前後の位置ずれとが生じ易く、
これらの位置ずれをいかに抑えられるかがクォーターミ
クロンレベルの微細パターンに係わるＸ線マスクにおい
て実用化の重要な鍵を握っているといえる。

【０００４】この問題に対処するために、Ｘ線透過支持
膜12の内部応力を制御する方法や、また図４に示す如
く、最初に基板11のバックエッチングを行なってから
（同図（ａ），（ｂ）参照）、レジストパターニング
（同図（ｃ）参照）、Ｘ線吸収体薄膜のパターニング
（同図（ｄ）参照）、及び補強フレームの接着（同図
（ｅ）参照）を行なう方法が試みられている。しかし、
前者の方法は、均一な膜質で内部応力を高精度に制御す
ることが難しく、また後者の方法では、薄膜の状態で真
空装置に入れることによるリスク、及びエッチング中の
薄膜の過剰な温度上昇を避けられず、またバックエッチ
ングを先に行なうと、補強フレームとの接着面となるバ
ックエッチング用マスク面が荒れてしまい、接着後の基
板の平面歪の原因となる等の問題を有している。

【０００５】本発明はかかる従来の問題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、パターン位置精度の
高いＸ線マスクを得ることのできる製造方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、少なくとも以下の工程、すなわ
ちシリコン基板上にＸ線透過支持膜およびＸ線吸収体薄
膜をこの順に形成してなるブランク用基板の反対面側
に、シリコンと共晶を形成し且つアルカリ耐性を有する
保護膜により全面被覆された補強フレームを接着した
後、前記Ｘ線吸収体薄膜のパターニングを行ない、その
後に前記基板のバックエッチングを行なう工程、を具備
することを特徴とするＸ線マスクの製造方法である。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、前
記シリコンと共晶を形成し且つアルカリ耐性を有する保
護膜の材質が、金、銀、銅および鉄のうちのいずれか、
または組み合わせよりなることを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１乃至２におい
て、前記補強フレームの接着が、共晶接合により行なわ
れることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、少なくとも、シリコン
基板上にＸ線透過支持膜の層およびＸ線吸収体薄膜の層
がこの順に形成されてなるブランク用基板の反対面側
に、シリコンと共晶を形成し且つアルカリ耐性を有する
保護膜により全面被覆された補強フレームが接着されて
なることを特徴とするＸ線マスクの製造方法に用いるブ
ランクである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項４において、前
記シリコンと共晶を形成し且つアルカリ耐性を有する保
護膜の材質が、金、銀、銅および鉄のうちのいずれか、
または組み合わせよりなることを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明は、請求項４乃至５におい
て、前記補強フレームの接着が、共晶接合により行なわ
れることを特徴とする。

【００１２】このような本発明にあっては、シリコン基
板との共晶接合による補強フレームの接着工程を先に行
ない、しかる後にパターニング工程及び補強フレームを
マスクとするバックエッチング工程を行なうので、バッ
クエッチングの段階ではすでに補強フレームが接着され
ており、負荷が大きくなるので、通常バックエッチング
後にＸ線透過支持膜の内部応力により生じる反りやパタ
ーンの位置ずれがなくなる。また、従来補強フレームの
接着の際に使用していた接着剤の厚さムラや接着剤の収
縮による基板の平面歪による位置ずれもなくなる。

【００１３】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明のＸ線マスクの製造方法を
工程順に示す断面図である。

【００１５】シリコンウェハーなどのシリコン基板１上
に、公知のスパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法などの
薄膜形成方法を用いて、Ｘ線透過支持膜（例えばＳｉＮ
_x ，ＳｉＣなど）２およびＸ線吸収体薄膜（例えばタン
タル、タングステンなど）３をこの順に形成してなるブ
ランク用基板４（同図（ａ）参照）を用い、まず該ブラ
ンク用基板４の裏面側に、シリコンと共晶を形成し且つ
アルカリ耐性を有する保護膜６で全面被覆された補強フ
レーム５を接着する（同図（ｂ）参照）。

【００１６】シリコンと共晶を形成し且つアルカリ耐性
を有する保護膜６の材質は、具体的には金、銀、鉄、銅
などの金属であり、これを蒸着法などの薄膜形成手段を
用いて石英、パイレックスガラスなどでできた補強フレ
ーム５の全面に成膜して被覆する。この保護膜６の厚さ
は 0.5μｍ程度が適当である。

【００１７】なお、ブランク用基板４の裏面側、つまり
シリコン基板１と上記保護膜６で全面被覆された補強フ
レーム５とを接着する方法としては、例えば補強フレー
ム５を加熱しながら超音波振動を加えてシリコン基板１
と凝融着を行なう。このようにすると、シリコン基板１
と保護膜６とが共晶接合により高精度で短時間に接着す
る。

【００１８】次に、ブランク用基板４のパターニングを
行なう。該パターニングは、まず、通常の電子線リソグ
ラフィを用いてブランク用基板４の表面にレジストパタ
ーン７を形成した後（同図（ｃ）参照）、ブランク用基
板４の最上層であるＸ線吸収体薄膜３のエッチングを行
なってこれをＸ線吸収体パターン３′とし、レジストパ
ターン７のアッシングを行なう（同図（ｄ）参照）。エ
ッチングは、薄膜の材質にもよるが、高精度のパターニ
ングが可能であることから、ドライエッチングが望まし
い。

【００１９】続いて、裏面側から保護膜６で被覆された
補強フレーム５をマスクとした基板１のバックエッチン
グを行なう（同図（ｅ）参照）。このバックエッチング
は、一般的なシリコンウェハーを使用する場合には、熱
アルカリによるウェットエッチングが便利である。保護
膜６はアルカリ耐性を有する材質からなるため、かかる
保護膜で被覆した補強フレームをマスクとした基板のバ
ックエッチングが容易に行える。従って、従来法の如き
バックエッチング用のマスクを設ける必要がない。

【００２０】このようにして、本発明のＸ線マスクが出
来上がるが、以上説明した工程とは違って、例えば図２
の（ｃ′）〜（ｅ′）に示すように、レジストのパター
ニングの段階で基板１のバックエッチングを途中まで行
なっておき、Ｘ線吸収体薄膜３のエッチングを終了して
から、基板１のバックエッチングを最後まで完了するよ
うな工程で製造しても構わない。

【００２１】

【作用】本発明の方法では、以上の如く、最初に補強フ
レーム５の接着工程を行なうので、基板１のバックエッ
チングを行なっても、すでに補強フレーム５が接着され
て負荷が大きくなっているために、通常バックエッチン
グ後にＸ線透過支持膜２の内部応力によって生じる基板
１の反りやパターンの位置ずれが少なくなる。また、シ
リコン基板１との共晶接合による補強フレーム５の接着
工程を行なうので、従来補強フレームの接着の際に使用
していた接着剤の厚さムラや接着剤の収縮による基板の
平面歪による位置ずれもなくなる。

【００２２】また、従来方法のごとく、補強フレームの
接着工程よりも基板のバックエッチング工程を先に行な
うと、補強フレームとの接着面になるバックエッチング
用マスク面が荒れてしまい、接着後の基板の平面歪の原
因となるが、本発明の方法ではかかる不都合もなくな
る。

【００２３】またさらに、本発明の方法は、パターニン
グ工程においては基板１はバックエッチングされていな
いので、真空装置である電子線描画機やドライエッチン
グ装置に薄膜の状態で入れなくてよいため、従来のバッ
クエッチング工程を最初に行なう方法（図４参照）にお
ける如きリスクは全くない。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を示して本発明をさらに具体的
に説明する。

【００２５】３インチ径１mm厚で面方位＜ 100＞のシリ
コンウェハー基板上に、Ｘ線透過支持膜として２μｍ厚
のＳｉＮ_x を減圧ＣＶＤ法により形成し、その上にＸ線
吸収体薄膜として 0.7μｍ厚のタンタル（Ｔａ）をスパ
ッタリングにより形成したブランク用基板から、図１に
示す工程に従って本発明のＸ線マスクを作製した。

【００２６】まず、５インチ角５mm厚のパイレックスガ
ラス製の補強フレームの全面に保護膜として 0.5μｍ厚
の金薄膜を蒸着法により形成し、これを 400℃で加熱し
ながら超音波振動を加えて凝融着を行ない上記のブラン
ク用基板の裏面側にこの補強フレームを接合した。

【００２７】次に、ブランク用基板の表面に電子線レジ
ストを塗布し、これに電子線描画機によるパターン描画
を行なった後、所定の現像を行ない、レジストパターン
を形成した。続いて、ＣＢｒＦ₃ ガスの反応性イオンエ
ッチングによりＸ線吸収体薄膜のエッチングを行ない、
Ｘ線吸収体パターンを形成し、前記レジストパターンは
アッシングにより除去した。

【００２８】最後に、熱アルカリを用いたウェットエッ
チングにより裏面側からの基板のバックエッチングを行
なった。

【００２９】このようにして作製した本発明のＸ線マス
クについて、以下の条件で、描画後のパターン位置を基
準とした場合の最終工程のバックエッチング後のパター
ン位置ずれを測定したところ、３σで0.05μｍ以下の位
置精度が得られた。

【００３０】 測定条件 ・測定領域 ：25mm角 ・測定ピッチ ： 2.5mm ・測定パターン：十字マーク ・測定装置 ：光波２Ｉ（ニコン社製）

【００３１】一方、上記と同一のブランク用基板を用
い、図３に示す従来工程に従って作製したＸ線マスクに
ついて、上記と同じ測定条件で、最終工程の補強フレー
ム接着後の位置精度を測定したところ、３σで 0.1μｍ
以上であり、本発明方法に比べて著しく位置精度に劣っ
ていた。

【００３２】また、図４に示す従来工程によりＸ線マス
クを作製し、同様にしてパターン位置精度を測定したと
ころ、３σで0.08μｍであり、多少精度は改善されては
いるものの、本発明方法に比べるとまだ劣っており、し
かも薄膜の状態で真空装置に入れることによるリスクが
あり、さらにエッチング中の薄膜の過剰な温度上昇がみ
られた。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のＸ
線マスクの製造方法によれば、シリコンと共晶を形成し
且つアルカリ耐性を有する保護膜で全面被覆された補強
フレームの接着工程を最初に行ない、しかる後にパター
ニング工程及びバックエッチング工程を行なうようにし
たので、最後に基板のバックエッチングを行なっても、
すでに補強フレームが接着されて負荷が大きくなってい
るために、通常バックエッチング後にＸ線透過支持膜の
内部応力によって生じる基板の反りやパターンの位置ず
れが少なくなり、またシリコン基板との共晶接合による
補強フレームの接着工程を行なうので、高精度かつ短時
間で接着が行なえ、従来補強フレームの接着の際に使用
していた接着剤の厚さムラや接着剤の収縮による基板の
平面歪による位置ずれもなくなる。さらには補強フレー
ムとの接着後の基板の平面歪の原因となるバックエッチ
ング用マスク面が荒れるという従来の不都合もなくな
り、全体として非常にパターン位置精度の優れたＸ線マ
スクが得られる。

【００３４】また、本発明のＸ線マスクの製造方法によ
れば、保護膜で被覆された補強フレームをマスクとした
基板のバックエッチングが行えるので、従来方法におけ
る如きバックエッチング用のマスクをわざわざ形成する
必要がない。

【００３５】さらに、本発明のＸ線マスクの製造方法に
よれば、パターニング工程において、従来方法における
如き薄膜の状態で電子線描画機やドライエッチング装置
等の真空装置に入れることによるリスクを考慮する必要
は全くない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線マスクの製造方法の一例を工程順
に示す断面図である。

【図２】本発明のＸ線マスクの製造方法の他の例を一部
の工程順に示す断面図である。

【図３】従来のＸ線マスクの製造方法の一例を工程順に
示す断面図である。

【図４】従来のＸ線マスクの製造方法の他の例を工程順
に示す断面図である。

【符号の説明】

１，11 基板 ２，12 Ｘ線透過支持膜 ３，13 Ｘ線吸収体薄膜 ３′，13′ Ｘ線吸収体パターン ４，15 ブランク用基板 ５，18 補強フレーム ６ 保護膜 ７，16 レジストパターン 14 バックエッチング用マスク 17 接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 欽司 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも以下の工程、すなわちシリコ
   ン基板上にＸ線透過支持膜およびＸ線吸収体薄膜をこの
   順に形成してなるブランク用基板の反対面側に、シリコ
   ンと共晶を形成し且つアルカリ耐性を有する保護膜によ
   り全面被覆された補強フレームを接着した後、前記Ｘ線
   吸収体薄膜のパターニングを行ない、その後に前記基板
   のバックエッチングを行なう工程、を具備することを特
   徴とするＸ線露光用マスクの製造方法。
2. 【請求項２】 前記シリコンと共晶を形成し且つアルカ
   リ耐性を有する保護膜の材質が、金、銀、銅および鉄の
   うちのいずれか、または組み合わせよりなることを特徴
   とする請求項１記載のＸ線露光用マスクの製造方法。
3. 【請求項３】 前記補強フレームの接着が、共晶接合に
   より行なわれることを特徴とする請求項１乃至２記載の
   Ｘ線露光用マスクの製造方法。
4. 【請求項４】 少なくとも、シリコン基板上にＸ線透過
   支持膜の層およびＸ線吸収体薄膜の層がこの順に形成さ
   れてなるブランク用基板の反対面側に、シリコンと共晶
   を形成し且つアルカリ耐性を有する保護膜により全面被
   覆された補強フレームが接着されてなることを特徴とす
   るＸ線露光用マスクの製造方法に用いるブランク。
5. 【請求項５】 前記シリコンと共晶を形成し且つアルカ
   リ耐性を有する保護膜の材質が、金、銀、銅および鉄の
   うちのいずれか、または組み合わせよりなることを特徴
   とする請求項４記載のＸ線露光用マスクの製造方法に用
   いるブランク。
6. 【請求項６】 前記補強フレームの接着が、共晶接合に
   より行なわれることを特徴とする請求項４乃至５記載の
   Ｘ線露光用マスクの製造方法に用いるブランク。