JPH06112107A - X-ray mask material and manufacture thereof - Google Patents

X-ray mask material and manufacture thereof

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JPH06112107A
JPH06112107A JP26146792A JP26146792A JPH06112107A JP H06112107 A JPH06112107 A JP H06112107A JP 26146792 A JP26146792 A JP 26146792A JP 26146792 A JP26146792 A JP 26146792A JP H06112107 A JPH06112107 A JP H06112107A
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silicon substrate
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勉 笑喜
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洋一 山口
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an X-ray mask material capable of precisely controlling projected surface structure while maintaining the flatness of the X-ray transmission region of an X-ray transmission film. CONSTITUTION:An X-ray mask material includes a glass housing 2 having relationship, in which the sign of difference (alpha1-alpha2) between an elongation percentage alpha1 by the thermal expansion of glass and an elongation percentage alpha2 by the thermal expansion of silicon is kept at a positive value in each temperature range from room temperature to 400 deg.C, and a silicon substrate 1a, a part or the whole of the silicon surface of the silicon section of the silicon sustrate 1a with at least an X-ray transmission film 1b and the glass housing 2 are anode-joined, and the X-ray transmission film 1b is formed in a projecting shape to the glass housing 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はX線リソグラフィに用い
られるX線マスク材料およびその製造方法に関し、詳し
くはパターンシフトに影響を及ぼすX線マスクメンブレ
ン内の歪(以下面内歪ということがある)を制御したX
線マスク材料およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray mask material used in X-ray lithography and a method of manufacturing the same, and more specifically, strain in an X-ray mask membrane (hereinafter sometimes referred to as in-plane strain) that affects pattern shift. ) Controlled X
The present invention relates to a line mask material and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体産業において、シリコン基
板等に微細パターンからなる集積回路を形成する技術に
は、露光用電磁波として、可視光や紫外光を用いて微細
パターンを転写するフォトリソグラフィ法が用いられて
きた。しかし近年、半導体技術の進歩とともに、超LS
Iなどの半導体装置の高集積化が著しく進み、このよう
な背景に伴い、従来のフォトリソグラフィ法に用いてき
た可視光や紫外光での転写限界を越えた高精度の微細パ
ターンの転写技術が要求されるに至った。このような微
細パターンを転写させるために、より波長の短いX線を
露光用電磁波として用いるX線リソグラフィ法が試みら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the semiconductor industry, a technique for forming an integrated circuit having a fine pattern on a silicon substrate or the like is a photolithography method for transferring a fine pattern by using visible light or ultraviolet light as an electromagnetic wave for exposure. Has been used. However, in recent years, along with the progress of semiconductor technology, ultra LS
High integration of semiconductor devices such as I has progressed remarkably, and with such a background, a high-precision fine pattern transfer technique exceeding the transfer limit with visible light or ultraviolet light used in the conventional photolithography method has been developed. I came to be requested. In order to transfer such a fine pattern, an X-ray lithography method using X-rays having a shorter wavelength as an electromagnetic wave for exposure has been attempted.

【0003】X線リソグラフィ用X線マスクはX線透過
膜とX線吸収パターンとを有し、さらにこれらはシリコ
ンウエハで支持されている。またX線リソグラフィ法に
おいて、X線マスクは従来のフォトリソグラフィ法にお
けるフォトマスクと同様に、ステッパーへの装着などの
さまざまな取扱いを受ける。
An X-ray mask for X-ray lithography has an X-ray transmission film and an X-ray absorption pattern, which are supported by a silicon wafer. Further, in the X-ray lithography method, the X-ray mask is subjected to various treatments such as mounting on a stepper, like the photomask in the conventional photolithography method.

【0004】このような取扱いの際のマスク破損の危険
性を減少させ、取扱い上の安全性を付与することを考慮
して、通常前記シリコン基板はガラス支持枠(支持体)
に固定されている。このような支持枠の接着を接着剤に
よって行うと、X線マスクはX線透過膜の引っ張り応力
が支配的となるために凹面構造となる。
In consideration of reducing the risk of mask damage during such handling and providing safety in handling, the silicon substrate is usually a glass support frame (support).
It is fixed to. When such a support frame is bonded with an adhesive, the X-ray mask has a concave structure because the tensile stress of the X-ray transparent film is dominant.

【0005】一般にX線リソグラフィ法におけるX線マ
スクは、感光面に対して10〜50μmの微小な間隔で
バターン露光する近接露光法で使用されるため、X線透
過膜上で高い平面度が必要とされている。このような高
平面度を実現するために、比較的厚いシリコンウエハや
厚いガラス支持枠が用いられている。
Generally, the X-ray mask in the X-ray lithography method is used in the proximity exposure method in which the pattern exposure is carried out at a minute interval of 10 to 50 μm on the photosensitive surface, and therefore a high flatness is required on the X-ray transparent film. It is said that. In order to achieve such high flatness, a relatively thick silicon wafer or a thick glass support frame is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図7は、上記した従来
例による凹面構造のX線マスクと被露光体との関係を示
す。図7において、X線マスク27は、X線透過膜21
と、X線吸収パターンを刻んだX線吸収膜22と、X線
透過孔23を有するシリコン基板24と、X線透過孔2
5を有するガラス支持枠26とを備えている。被露光体
30は、半導体ウエハ28上にX線レジスト膜29を塗
布した構造になっている。
FIG. 7 shows a relationship between the X-ray mask having the concave structure according to the conventional example and the object to be exposed. In FIG. 7, the X-ray mask 27 is the X-ray transparent film 21.
An X-ray absorption film 22 having an X-ray absorption pattern, a silicon substrate 24 having an X-ray transmission hole 23, and an X-ray transmission hole 2
And a glass support frame 26 having a number 5. The exposed body 30 has a structure in which an X-ray resist film 29 is applied onto the semiconductor wafer 28.

【0007】図7に示したように、X線透過領域におけ
るX線マスク27と被露光体30の間隔が10〜50μ
mと狭隘であるため、図7のような凹面構造のマスクを
用いると、間隔調整時にマスク周辺部が被露光体30表
面に接触するなどの事故を起こしやすい。
As shown in FIG. 7, the distance between the X-ray mask 27 and the exposure target 30 in the X-ray transmission region is 10 to 50 μm.
Since it is narrower than m, if a mask having a concave surface structure as shown in FIG. 7 is used, an accident such as contact of the peripheral portion of the mask with the surface of the exposed object 30 is likely to occur when the distance is adjusted.

【0008】又、陽極接合法により、シリコン基板とガ
ラス支持枠とを固定させる方法がある。この方法は、接
着剤の厚みのばらつきや接着剤の耐熱性、耐久性などの
経時劣化の問題も解決できる利点を有する。しかし、ガ
ラス支持枠の材料や接合条件によって発生する熱歪の大
きさが変化し、従来よく用いられていたパイレックスガ
ラスなどでは歪の大きさを精密に制御することが困難で
あった。
There is also a method of fixing the silicon substrate and the glass support frame by the anodic bonding method. This method has an advantage of being able to solve the problems of variations in the thickness of the adhesive and deterioration of the adhesive such as heat resistance and durability over time. However, the magnitude of the thermal strain generated varies depending on the material of the glass support frame and the joining conditions, and it has been difficult to precisely control the magnitude of the strain with Pyrex glass or the like that has been often used conventionally.

【0009】本発明の第1の目的は、X線透過膜のX線
透過領域の平坦性を保持しつつ、周辺部が被露光体と接
触の危険のないX線マスクを得ることが可能なX線マス
ク材料およびその製造方法を提供することにある。また
本発明の第2の目的は、前記X線マスク材料を用いてX
線マスクを提供することにある。
A first object of the present invention is to obtain an X-ray mask which maintains the flatness of the X-ray transmission region of the X-ray transmission film and does not have a risk of the peripheral portion coming into contact with the object to be exposed. An object is to provide an X-ray mask material and a manufacturing method thereof. A second object of the present invention is to use the X-ray mask material for X-ray masking.
To provide a line mask.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のX線マスク材料は、室温から400℃の各温度域
で、ガラスの熱膨張による伸び率α1とシリコンの熱膨
張による伸び率α2との差(α1−α2)の符号が正と
なる関係を有するガラス支持枠とシリコン基板とを含
み、少なくともX線透過膜を有する前記シリコン基板の
シリコン部のシリコン表面の一部又は全部とガラス支持
枠とが陽極接合されおり、前記X線透過膜がガラス支持
枠に対して凸状であることを特徴とする。
The X-ray mask material of the present invention which achieves the above object has an elongation α1 due to the thermal expansion of glass and an elongation α2 due to the thermal expansion of silicon in each temperature range from room temperature to 400 ° C. And a glass support frame having a positive sign of a difference (α1-α2) with a silicon substrate, and at least a part or all of the silicon surface of the silicon part of the silicon substrate having the X-ray transparent film and the glass. The support frame is anodically bonded, and the X-ray transparent film is convex with respect to the glass support frame.

【0011】また上記目的を達成するX線マスク材料の
製造方法は、室温から400℃の各温度域で、ガラスの
熱膨張による伸び率α1とシリコンの熱膨張による伸び
率α2との差(α1−α2)の符号が正となる関係を有
するガラス支持枠とシリコン基板とを用いて、少なくと
もX線透過膜を有する前記シリコン基板のシリコン部の
シリコン表面の一部又は全部とガラス支持枠とを前記シ
リコン基板とガラス支持枠とを加熱しながら、これらの
間に電圧を印加して陽極接合を行い、次に、陽極接合さ
れたシリコン基板とガラス支持枠を室温まで冷却するこ
とにより、前記X線透過膜がガラス支持枠に対して凸状
となるようにしたことを特徴とする。
Further, in the method for producing an X-ray mask material which achieves the above object, the difference (α1) between the elongation rate α1 due to the thermal expansion of glass and the elongation rate α2 due to the thermal expansion of silicon is obtained in each temperature range from room temperature to 400 ° C. Using a glass support frame and a silicon substrate having a positive sign of -α2), at least a part or all of the silicon surface of the silicon portion of the silicon substrate having the X-ray transparent film and the glass support frame are provided. While heating the silicon substrate and the glass support frame, a voltage is applied between them to perform anodic bonding, and then the anodic-bonded silicon substrate and the glass support frame are cooled to room temperature, whereby the X It is characterized in that the line-transmissive film is convex with respect to the glass support frame.

【0012】上記X線マスク材料およびその製造方法に
おいて、ガラス支持枠を形成するガラスの熱膨張による
伸び率α1とシリコン基板を形成するシリコンの熱膨張
による伸び率α2との比率(α1/α2)は、室温から
400℃の温度範囲で1.0より大きく、1.2以下で
あるのが好ましい。また上記X線マスク材料の製造方法
において、シリコン基板とガラス支持枠との接合温度は
170℃以上であるのが好ましい。また本発明は、上記
X線マスク材料を用いて得られるX線マスクをも提供す
るものである。
In the above X-ray mask material and method for manufacturing the same, the ratio of the expansion rate α1 due to the thermal expansion of the glass forming the glass support frame to the expansion rate α2 due to the thermal expansion of the silicon forming the silicon substrate (α1 / α2). Is preferably greater than 1.0 and 1.2 or less in the temperature range of room temperature to 400 ° C. Further, in the method of manufacturing the X-ray mask material, it is preferable that the bonding temperature between the silicon substrate and the glass supporting frame is 170 ° C. or higher. The present invention also provides an X-ray mask obtained by using the above X-ray mask material.

【0013】[0013]

【作用】本発明においては、ガラス支持枠を形成するガ
ラスの熱膨張による伸び率α1とシリコン基板を形成す
るシリコンの熱膨張による伸び率α2との差(α1−α
2)の符号が正となるように設定し、シリコン基板より
大きな熱膨張による伸び率を有するガラス支持枠を、所
定の高温で(例えば170℃以上)で陽極接合法により
シリコン基板と接合し、室温まで冷却すると、冷却の過
程で伸び率の差によって発生する圧縮応力によって、X
線透過膜がガラス支持枠に対して凸状であるX線マスク
材料が再現性よく得られる。
In the present invention, the difference between the expansion rate α1 of glass forming the glass support frame due to thermal expansion and the expansion rate α2 of silicon forming the silicon substrate due to thermal expansion (α1-α
Setting the sign of 2) to be positive, a glass supporting frame having a larger expansion rate due to thermal expansion than the silicon substrate is bonded to the silicon substrate by the anodic bonding method at a predetermined high temperature (for example, 170 ° C. or higher), When cooled to room temperature, the compressive stress generated by the difference in elongation during cooling causes X
An X-ray mask material in which the radiation transparent film is convex with respect to the glass support frame can be obtained with good reproducibility.

【0014】ガラスの熱膨張による伸び率α1とシリコ
ンの熱膨張による伸び率α2との比率(α1/α2)が
室温から400℃の温度域で1.0より大きく1.2以
下であるのが好ましい理由は、1.0以下では、圧縮応
力によりX線マスクを凸状にすることができず、1.2
をこえるとX線マスクの凸状が大きすぎるので好ましく
ないからである。
The ratio (α1 / α2) of the elongation α1 due to the thermal expansion of glass and the elongation α2 due to the thermal expansion of silicon is more than 1.0 and 1.2 or less in the temperature range from room temperature to 400 ° C. The preferable reason is that when the ratio is 1.0 or less, the X-ray mask cannot be made to have a convex shape due to the compressive stress.
This is because if it exceeds the range, the convex shape of the X-ray mask is too large, which is not preferable.

【0015】また接合温度を170℃以上とするのが好
ましい理由は、170℃未満では接合が起り難いからで
ある。接合温度を400℃を超える温度にすることは、
実用的ではないので、好ましい接合温度は170〜40
0℃である。
The reason why the joining temperature is preferably 170 ° C. or higher is that the joining is less likely to occur below 170 ° C. To make the bonding temperature over 400 ° C.
Since it is not practical, the preferred bonding temperature is 170-40
It is 0 ° C.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明を、実施例に基づきより詳しく説
明する。 実施例1 (i)図1(A)は、シリコン(Si)基板1aの片面
上にX線透過膜1bとして炭化ケイ素または窒化ケイ素
の膜を成膜して作成してX線マスクメンブレン1を示す
ものである。なお、シリコン基板1aとしては結晶方位
(110)のシリコン基板を用いた。またX線透過膜1
bとしての炭化ケイ素膜は、ジクロロシランとアセチレ
ンを用いてCVD法により成膜されたものであり、また
窒化ケイ素膜は、使用するガスを変えた以外は炭化ケイ
素膜の場合と同様に成膜されたものである。
The present invention will be described in more detail based on the following examples. Example 1 (i) FIG. 1A shows an X-ray mask membrane 1 prepared by forming a film of silicon carbide or silicon nitride as an X-ray transparent film 1b on one surface of a silicon (Si) substrate 1a. It is shown. A silicon substrate having a crystal orientation (110) was used as the silicon substrate 1a. Also, the X-ray transparent film 1
The silicon carbide film as b is formed by a CVD method using dichlorosilane and acetylene, and the silicon nitride film is formed in the same manner as the silicon carbide film except that the gas used is changed. It was done.

【0017】(ii)図1(A)に示すX線マスクメンブ
レン1においてX線透過膜1bが成膜されていない面は
シリコン基板1aのシリコン面であるが、本実施例にお
いては、ガラス支持枠との接合前にシリコン基板1aの
中央部を除去してX線透過膜1bを図1(B)に示すよ
うに自立させた。なお、このシリコン基板1aの中央部
を除去する方法としては、例えば、シリコン基板1aの
表面をリング状に耐エッチング物質を塗布し、80〜1
00℃に加熱した10〜50wt%NaOH水溶液に浸
清する方法が用いられた。
(Ii) In the X-ray mask membrane 1 shown in FIG. 1 (A), the surface on which the X-ray transparent film 1b is not formed is the silicon surface of the silicon substrate 1a. Before bonding to the frame, the central portion of the silicon substrate 1a was removed and the X-ray transparent film 1b was made to stand by itself as shown in FIG. 1 (B). As a method of removing the central portion of the silicon substrate 1a, for example, the surface of the silicon substrate 1a is coated with an etching resistant substance in a ring shape,
A method of dipping in a 10 to 50 wt% NaOH aqueous solution heated to 00 ° C. was used.

【0018】(iii)本実施例においては、ガラス支持枠
を構成するガラスとして、SiO2 が58.8wt%、
Al2 3 が22.0wt%、Na2 Oが2.8wt
%、MgOが4.9wt%、ZnOが10.0wt%で
あり、SiO2 とAl2 3 とNa2 OとMgOとZn
Oとの合量が98.5wt%であり、他の酸化物として
2 3 を1.5wt%、AS2 3 を0.3%含有す
るSD−3ガラスを用いた。そして図1(C)に示すよ
うに中央部がぬき穴になっているガラス支持枠2を、中
央部が除去されたシリコン基板1aとX線透過膜1bと
からなるX線マスクメンブレン1に重ね合せた。支持枠
を構成するSD−3ガラスと基板を構成するシリコン
(Si)の、室温から500℃における伸び率の変化直
線を図2に示す。図2よりガラスの伸び率(α1)とシ
リコンの伸び率(α2)との差(α1−α2)は各温度
でほぼ一定で正の値となっている。
(Iii) In this example, 58.8 wt% of SiO 2 was used as the glass constituting the glass support frame,
22.0 wt% of Al 2 O 3 and 2.8 wt% of Na 2 O
%, MgO 4.9 wt%, ZnO 10.0 wt%, SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, MgO and Zn
SD-3 glass having a total content of O of 98.5 wt% and containing B 2 O 3 of 1.5 wt% and AS 2 O 3 of 0.3% was used as another oxide. Then, as shown in FIG. 1 (C), the glass support frame 2 having a hollow portion in the central portion is superposed on the X-ray mask membrane 1 composed of the silicon substrate 1a and the X-ray transparent film 1b from which the central portion is removed. I matched it. FIG. 2 shows a straight line of change in elongation rate between room temperature and 500 ° C. of SD-3 glass forming the support frame and silicon (Si) forming the substrate. From FIG. 2, the difference (α1-α2) between the elongation rate (α1) of glass and the elongation rate (α2) of silicon is almost constant at each temperature and has a positive value.

【0019】(iv)次に重ね合せたX線マスクメンブレ
ン1とガラス支持枠2を図1(D)に示すように電極板
3aおよび3bで挟み込んだ。なお電極板3aはX線透
過膜1bの自立した部分を保護するために中央に凹部を
設けたものを用いた。
(Iv) Next, the superposed X-ray mask membrane 1 and glass support frame 2 were sandwiched by electrode plates 3a and 3b as shown in FIG. 1 (D). The electrode plate 3a used was one having a recess at the center to protect the self-standing portion of the X-ray transparent film 1b.

【0020】(v)次に図1(E)に示すようにまず加
熱用ヒータ5により絶縁用石英板4を介して加熱し、ま
た荷重6を用いて加圧した。なお、装置は保温カバー7
の中で精密に温度コントロールされた。そして電極板3
aを正極(X線マスクメンブレン側)に、電極板3bを
負極(ガラス支持枠側)になるように配線して直流電圧
を印加した。このときの印加電圧としては、例えば、5
00〜1500Vとすることができる。また、接合温度
としては、例えば、170〜400℃とすることがで
き、接合時間としては、1分〜2時間とすることがてき
る。さらに、電極3bの上に加える荷重としては、例え
ば、35〜500g/cm2 の荷重を加えることができ
る。しかし、これらの印加電圧、接合温度、接合時間、
荷重等はこれらに限定されるものではない。
(V) Next, as shown in FIG. 1 (E), first, the heater 5 was used for heating through the insulating quartz plate 4, and the load 6 was used for pressurization. The device is a heat insulation cover 7.
The temperature was precisely controlled in the room. And electrode plate 3
DC voltage was applied by wiring a so that a was the positive electrode (X-ray mask membrane side) and the electrode plate 3b was the negative electrode (glass support frame side). The applied voltage at this time is, for example, 5
It can be set to 00 to 1500V. The joining temperature may be 170 to 400 ° C., for example, and the joining time may be 1 minute to 2 hours. Further, as the load applied on the electrode 3b, for example, a load of 35 to 500 g / cm 2 can be applied. However, these applied voltage, junction temperature, junction time,
The load and the like are not limited to these.

【0021】本実施例で作製したX線マスク材料の平面
度を、フィゾー干渉測定法により評価してみると、均一
な凸面の構造をもち、平面度は5μm以下(周辺と中央
部の高さの差)であることを確認した。さらに、X線透
過膜のX線透過領域の面内歪みをレーザー測長器(光波
3I)にて測定し、十分な面精度が得られていることを
確認した。
When the flatness of the X-ray mask material produced in this example is evaluated by the Fizeau interferometry, it has a uniform convex structure and the flatness is 5 μm or less (the height of the peripheral portion and the central portion). Difference). Furthermore, the in-plane strain of the X-ray transmission region of the X-ray transmission film was measured by a laser length measuring device (light wave 3I), and it was confirmed that sufficient surface accuracy was obtained.

【0022】実施例2 X線マスクメンブレンとして、シリコン基板の両面にX
線透過膜を成膜したものを用い、一方のX線透過膜を、
CF4 等のフッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用い
る反応性イオンエッチングによってその中心部をエッチ
ング除去した。次に、得られたリング状X線透過膜をマ
スクとして、実施例1と同様にNaOH水溶液を用いる
エッチング処理によって、シリコン基板の中央部を除去
して、図3(A)に示すような断面形状を有する、シリ
コン基板1aとX線透過膜1bとからなるX線マスクメ
ンブレン1を得た。
Example 2 As an X-ray mask membrane, X on both sides of a silicon substrate.
Using one that has a line-transmissive film formed, one of the X-ray transmissive films is
The central portion was removed by reactive ion etching using a mixed gas of fluorine-based gas such as CF 4 and oxygen gas. Next, using the obtained ring-shaped X-ray transparent film as a mask, the central portion of the silicon substrate was removed by an etching process using an aqueous NaOH solution as in Example 1, and a cross section as shown in FIG. An X-ray mask membrane 1 having a shape and composed of a silicon substrate 1a and an X-ray transparent film 1b was obtained.

【0023】次にX線透過膜1bのガラス支持枠2と接
合する部分を、上述と同様の反応性イオンエッチングに
よって除去し、図3(B)に示すような断面形状を有す
るX線マスクメンブレン1を得た。次に、このX線マス
クメンブレン1とガラス支持枠2とを、図3(C)に示
すように重ね合せた。なお、支持枠を構成するガラスと
しては、実施例1と同様の組成のものを用いた。次に重
ね合せたX線マスクメンブレン1とガラス支持枠2と
を、実施例1と同様の条件で陽極接合法により接合し
た。
Next, the portion of the X-ray permeable film 1b that is to be joined to the glass support frame 2 is removed by reactive ion etching similar to that described above, and an X-ray mask membrane having a cross-sectional shape as shown in FIG. Got 1. Next, the X-ray mask membrane 1 and the glass support frame 2 were superposed on each other as shown in FIG. The glass constituting the support frame had the same composition as in Example 1. Next, the superposed X-ray mask membrane 1 and the glass support frame 2 were bonded by the anodic bonding method under the same conditions as in Example 1.

【0024】本実施例で作製したX線マスク材料の平面
度を、フィゾー干渉測定法により評価してみると、均一
な凸面の構造をもち、平面度は5μm以下であることを
確認した。さらに、X線透過膜のX線透過領域の面内歪
みをレーザー測長器(光波3I)にて測定し、十分な面
精度が得られていることを確認した。
When the flatness of the X-ray mask material produced in this example was evaluated by the Fizeau interferometry, it was confirmed that it had a uniform convex structure and the flatness was 5 μm or less. Furthermore, the in-plane strain of the X-ray transmission region of the X-ray transmission film was measured by a laser length measuring device (light wave 3I), and it was confirmed that sufficient surface accuracy was obtained.

【0025】実施例3 実施例1で得られたX線マスク材料のX線透過膜上にX
線吸収膜であるタンタル膜をRFマグネトロン・スパッ
タ法によって形成した。X線吸収膜の膜厚は0.8μm
であった。なお、このスパッタ法においては、スパッタ
・ターゲットとして、タンタルターゲットを用い、スパ
ッタガスはアルゴンガスを使用した。この場合の雰囲気
条件は、アルゴンガスの流量を標準状態で25cc/分、
成膜中のガス圧力を0.5Pa,RFパワーを8.64w
/cm2 に選定した。この成膜条件で形成したX線吸収膜
は、内部応力が0〜1×108 dyn /cm2という弱い引
っ張り応力を保有していた。次に、良好な膜特性を有す
るX線吸収膜にレジストパターンをマスクとして、塩素
ガスを用いた反応性イオンビーム・エッチングを行なっ
て、X線吸収膜によるパターンを形成し、X線マスクを
得た。
Example 3 X was formed on the X-ray transparent film of the X-ray mask material obtained in Example 1.
A tantalum film, which is a line absorption film, was formed by the RF magnetron sputtering method. X-ray absorption film thickness is 0.8 μm
Met. In this sputtering method, a tantalum target was used as the sputtering target and an argon gas was used as the sputtering gas. The atmospheric conditions in this case are as follows: Argon gas flow rate is 25cc / min in standard state,
Gas pressure during film formation is 0.5Pa, RF power is 8.64w
/ Cm 2 was selected. The X-ray absorbing film formed under these film forming conditions had a weak tensile stress with an internal stress of 0 to 1 × 10 8 dyn / cm 2 . Next, using the resist pattern as a mask on the X-ray absorbing film having good film characteristics, reactive ion beam etching using chlorine gas is performed to form a pattern by the X-ray absorbing film, and an X-ray mask is obtained. It was

【0026】このようにして得られたX線マスクの模式
的断面形状を図6に示す。図6において、X線マスク2
7は、図7の従来のX線マスクと同様にX線透過膜25
と、X線吸収パターンを刻んだX線吸収膜22と、X線
透過孔23を有するシリコン基板24と、X線透過孔2
5を有するガラス支持枠26とを備えている。そして図
6に示す本発明のX線マスクが図7に示す従来のX線マ
スクと相違する点は、X線透過膜21がガラス支持枠2
6に対して凸状となっている点である。そしてこのよう
な凸状構造により、マスク中央部(X線透過領域)で被
露光体30と位置合せしてもマスク周辺部が被露光体3
0と衝突する危険性がないという利点が得られた。
FIG. 6 shows a schematic sectional shape of the X-ray mask thus obtained. In FIG. 6, the X-ray mask 2
7 is an X-ray transmission film 25 similar to the conventional X-ray mask of FIG.
An X-ray absorption film 22 having an X-ray absorption pattern, a silicon substrate 24 having an X-ray transmission hole 23, and an X-ray transmission hole 2
And a glass support frame 26 having a number 5. The X-ray mask of the present invention shown in FIG. 6 is different from the conventional X-ray mask shown in FIG.
6 is a convex shape. Due to such a convex structure, the peripheral portion of the mask is exposed to the exposed object 3 even if the mask 30 is aligned with the exposed object 30 in the central portion (X-ray transmission region).
The advantage is that there is no risk of colliding with zero.

【0027】次に本発明の変形例を示す。本発明は図4
(A)および図5(A)に示すように、X線透過膜1b
上にX線吸収膜8aが設けられたX線マスクブランクお
よび図4(B)および図5(B)に示すように、X線透
過膜1b上にX線吸収膜パターン8bが設けられたX線
マスクについて適用可能であり、これらのX線マスクブ
ランクおよびX線マスクに陽極接合法により支持枠を接
合することができる。
Next, a modification of the present invention will be shown. The present invention is shown in FIG.
As shown in (A) and FIG. 5 (A), the X-ray transparent film 1b
An X-ray mask blank having the X-ray absorbing film 8a provided thereon and an X having the X-ray absorbing film pattern 8b provided on the X-ray transmitting film 1b as shown in FIGS. 4B and 5B. It is applicable to a line mask, and a support frame can be bonded to these X-ray mask blank and X-ray mask by an anodic bonding method.

【0028】また、本実施例ではX線透過膜を自立させ
る方法としてNaOHによるシリコンのエッチングを行
ったが、エッチングはこの方法に限るものではなく、フ
ッ硝酸(HFとHNO3 の混合液)等も用いることがで
きる。
Further, in this embodiment, etching of silicon by NaOH was performed as a method of making the X-ray transparent film self-supporting, but the etching is not limited to this method, and hydrofluoric nitric acid (mixed solution of HF and HNO 3 ) or the like is used. Can also be used.

【0029】上述の実施例ではアミノケイ酸塩ガラスを
用いたが、これ以外にもガラス支持枠用材料として様々
な組成のガラスを用いることが可能である。一般に好適
なガラスとしては、アルミノ硅酸塩ガラス、硅酸塩ガラ
ス、硼硅酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、リン酸塩ガラス挙
げられる。
Although the aminosilicate glass is used in the above-mentioned embodiments, it is possible to use glass having various compositions as the material for the glass supporting frame. Generally suitable glasses include alumino-silicate glass, silicate glass, borosilicate glass, borate glass, phosphate glass.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
リコン基板とガラス支持枠との熱膨張による伸び率を規
定することにより、X線透過膜のX線透過領域の平坦性
を保持しつつ、ガラス支持枠に対して凸面構造を精密に
制御できるX線マスク材料およびその製造方法が提供さ
れた。またこのX線マスク材料を用いてX線マスクが提
供された。
As described above, according to the present invention, the flatness of the X-ray transmissive region of the X-ray transmissive film is maintained by defining the elongation rate of the silicon substrate and the glass support frame due to the thermal expansion. At the same time, an X-ray mask material capable of precisely controlling the convex structure with respect to the glass support frame and a method for manufacturing the same have been provided. An X-ray mask was also provided using this X-ray mask material.

【0031】さらに、本発明のX線マスク材料及びX線
マスクによれば、X線マスクの周辺部と被露光体とが接
触することを考慮しないですむので、X線マスクと被露
光体との間隔を容易に制御することができる。
Further, according to the X-ray mask material and the X-ray mask of the present invention, it is not necessary to consider the contact between the peripheral portion of the X-ray mask and the object to be exposed. The interval can be easily controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1におけるX線マスク材料の製造工程
図。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of an X-ray mask material according to a first embodiment.

【図2】実施例1において用いた支持枠内ガラスと基板
用シリコンとの熱膨張による伸び率の温度変化図。
FIG. 2 is a temperature change diagram of the elongation rate due to thermal expansion between the glass in the support frame and the silicon for the substrate used in Example 1.

【図3】実施例2におけるX線マスク材料の製造工程
図。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of an X-ray mask material in Example 2.

【図4】本発明が適用されるX線マスクブランクおよび
X線マスクの概略図。
FIG. 4 is a schematic view of an X-ray mask blank and an X-ray mask to which the present invention is applied.

【図5】本発明が適用されるX線マスクブランクおよび
X線マスク概略図。
FIG. 5 is a schematic view of an X-ray mask blank and an X-ray mask to which the present invention is applied.

【図6】実施例3で得られたX線マスクの概略図。6 is a schematic diagram of an X-ray mask obtained in Example 3. FIG.

【図7】従来例のX線マスクの概略図。FIG. 7 is a schematic view of an X-ray mask of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a シリコン基板 1b X線透過膜 1 X線マスクメンブレン 2 ガラス支持枠 8a X線吸収膜 8b X線吸収膜パターン 21 X線透過膜 22 X線吸収膜パターン 24 シリコン基板 26 ガラス支持枠 27 X線マスク 1a Silicon substrate 1b X-ray transmission film 1 X-ray mask membrane 2 Glass support frame 8a X-ray absorption film 8b X-ray absorption film pattern 21 X-ray transmission film 22 X-ray absorption film pattern 24 Silicon substrate 26 Glass support frame 27 X-ray mask

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 室温から400℃の各温度域で、ガラス
の熱膨張による伸び率α1とシリコンの熱膨張による伸
び率α2との差(α1−α2)の符号が正となる関係を
有するガラス支持枠とシリコン基板とを含み、 少なくともX線透過膜を有する前記シリコン基板のシリ
コン部のシリコン表面の一部又は全部とガラス支持枠が
陽極接合されており、 前記X線透過膜がガラス支持枠に対して凸状であること
を特徴とするX線マスク材料。
1. A glass having a positive sign in the difference (α1-α2) between the elongation rate α1 of glass due to thermal expansion and the elongation rate α2 of silicon due to thermal expansion in each temperature range from room temperature to 400 ° C. A glass support frame is anodically bonded to a part or all of the silicon surface of the silicon part of the silicon substrate having at least an X-ray transmissive film, including a support frame and a silicon substrate, and the X-ray transmissive film is a glass support frame. An X-ray mask material having a convex shape with respect to.
【請求項2】 ガラス支持枠を形成するガラスの熱膨張
による伸び率α1とシリコン基板を形成するシリコンの
熱膨張による伸び率α2との比率(α1/α2)が室温
から400℃で1.0より大きく1.2以下であること
を特徴とする請求項1記載のX線マスク材料。
2. The ratio (α1 / α2) of the elongation rate α1 due to the thermal expansion of the glass forming the glass support frame and the elongation rate α2 due to the thermal expansion of the silicon forming the silicon substrate is 1.0 at room temperature to 400 ° C. The X-ray mask material according to claim 1, which is larger than 1.2 and larger.
【請求項3】 室温から400℃の各温度域で、ガラス
の熱膨張による伸び率α1とシリコンの熱膨張による伸
び率α2との差(α1−α2)の符号が正となる関係を
有するガラス支持枠とシリコン基板とを用いて、 少なくともX線透過膜を有する前記シリコン基板のシリ
コン部のシリコン表面の一部又は全部とガラス支持枠と
を前記シリコン基板とガラス支持枠とを加熱しながら、
これらの間に電圧を印加して陽極接合を行い、 次に、陽極接合されたシリコン基板とガラス支持枠を室
温まで冷却することにより、前記X線透過膜がガラス支
持枠に対して凸状となるようにしたことを特徴とするX
線マスク材料の製造方法。
3. A glass having a positive sign in the difference (α1-α2) between the elongation rate α1 of glass due to thermal expansion and the elongation rate α2 of silicon due to thermal expansion in each temperature range from room temperature to 400 ° C. Using a support frame and a silicon substrate, while heating at least part or all of the silicon surface of the silicon portion of the silicon substrate having the X-ray transparent film and the glass support frame, the silicon substrate and the glass support frame,
A voltage is applied between them to perform anodic bonding, and then the silicon substrate and the glass supporting frame that have been anodically bonded are cooled to room temperature, whereby the X-ray transparent film becomes convex with respect to the glass supporting frame. X characterized in that
Method for manufacturing line mask material.
【請求項4】 ガラス支持枠を形成するガラスの熱膨張
による伸び率α1とシリコン基板を形成するシリコンの
熱膨張による伸び率α2との比率(α1/α2)が室温
から400℃で1.0より大きく1.2以下であること
を特徴とする請求項3記載のX線マスク材料の製造方
法。
4. The ratio (α1 / α2) between the elongation rate α1 of glass forming the glass support frame due to thermal expansion and the elongation rate α2 of silicon forming the silicon substrate due to thermal expansion is 1.0 at room temperature to 400 ° C. The method for producing an X-ray mask material according to claim 3, wherein the X-ray mask material is larger than 1.2.
【請求項5】 シリコン基板とガラス支持枠との接合温
度が170℃以上であることを特徴とする請求項3又は
4記載のX線マスク材料の製造方法。
5. The method for producing an X-ray mask material according to claim 3, wherein the bonding temperature between the silicon substrate and the glass support frame is 170 ° C. or higher.
【請求項6】 請求項1又は2記載のX線マスク材料を
用いたX線マスク。
6. An X-ray mask using the X-ray mask material according to claim 1.
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