JPH07111240A - Ｘ線マスクの製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板のエッチングされる部分におけるエッチ
ング進行が平均化されるようにし、エッチング溶液の圧
力やエッチング溶液の対流等による外力がメンブレンの
一部に集中してかからないようにして製造時にメンブレ
ンが変形したり、破損したりするのを防ぐ。 【構成】 エッチングされる部分の中央部の厚みを周辺
よりも予め薄く形成されたＳｉ基板６を用いてエッチン
グをするようにして、エッチングを必要とする部分全体
のエッチング処理時間をほぼ平均化し、エッチング進行
のばらつきによってエッチング溶液の圧力やエッチング
溶液の対流等による外力がメンブレン１の一部に集中し
てかかることがないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線を用いて半導体基
板上に集積回路パターンを転写するＸ線マスクの製造方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、半導体集積回路の高密度化に伴
い、回路を構成する素子並びに各素子を結合する配線線
幅の微細化が進んでいる。このため、従来の紫外線露光
技術に比べより微細なパターンの転写が可能なＸ線露光
技術が研究されている。このＸ線露光技術は、Ｘ線に対
して透過性を有する薄膜上にＸ線を吸収する材料からな
るパターンを形成したＸ線マスクを、Ｘ線源と半導体基
板間に挿入してパターン転写を行うものである。

【０００３】また、このＸ線マスクを製造する技術も色
々と研究されており、その一つは特開平３−１２９１５
号で知ることができる。

【０００４】特開平３−１２９１５号に開示されている
Ｘ線マスクの製造技術は、図７に示すように、例えばＳ
ｉＮやＢＮ薄膜等、Ｘ線に対して透過性を有する薄膜、
すなわちメンブレン５１上にＴａ（タンタル）やＡｕ
（金）等、Ｘ線を吸収する材料でなるＸ線吸収体パター
ン５２を表面に形成しているとともに、裏面中央部にお
およそ２５〜３０ミリ角の窓５５を有するバックエッチ
ングマスク５４を設けたＳｉ（珪素）基板５３を用意し
［図７の（ａ）参照］、次いでこのＳｉ基板５３の裏面
側で窓５５内に表出している中央部分５３ａをＫＯＨ
（水酸化カリウム）等のエッチング溶液によってエッチ
ング除去して、図７の（ｂ）に示すようにメンブレン５
１の表裏面を露出させ、これを露光エリアとして使用す
るＸ線マスクを得るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来におけるＸ線マスクの製造方法では、バックエッ
チ工程において中央部分５３ａの中央部が一番最後まで
残り、周辺のエッチングが終了しても中央部にＳｉ残留
部５６が残ることがある。このような場合、エッチング
溶液の圧力やエッチング溶液の対流等でメンブレン５１
にかかる力がＳｉ残留部５６の周辺に集中し、この部分
におけるメンブレン５１の変形が大きくなってメンブレ
ン５１が破損したりし、Ｘ線マスク製造時における歩留
まりが悪いと言う問題点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は基板のエッチングされる部分にお
けるエッチング進行が平均化されるようにすることによ
って、エッチング溶液の圧力やエッチング溶液の対流等
による外力がメンブレンの一部に集中してかからないよ
うにし、製造時にメンブレンが変形したり、破損したり
するのを防ぎ、Ｘ線マスクの歩留まりとＸ線マスクのパ
ターン位置精度を向上させることのできるＸ線マスクの
製造方法及びその装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明にあ
っては、表面側にＸ線吸収体パターンを有するＸ線透過
性のメンブレンを設けた基板の裏面にエッチング溶液を
触れさせて前記基板の一部をエッチング除去し、前記メ
ンブレンの表裏面側を露出させて形成されるＸ線マスク
の製造方法において、前記エッチングされる一部におけ
る中央部分の厚みが周辺よりも予め薄く形成されている
基板を用いて前記エッチングをするようにして達成され
る。好ましくは、前記中央部分の肉薄部をフォトリソグ
ラフィまたは予備エッチングにより形成するようにする
と良い。

【０００８】また、この目的は、本発明にあっては、表
面側にＸ線吸収体パターンを有するＸ線透過性のメンブ
レンを設けた基板の裏面にエッチング溶液を触れさせて
前記基板の一部をエッチングし、前記メンブレンの表裏
面側を露出させて形成されるＸ線マスクの製造装置にお
いて、前記基板のエッチングされる一部における中央部
分にエッチング溶液を付着させて予備エッチングし、前
記中央部分の厚みを周辺よりも予め薄く形成しておくた
めの手段を設けることにより達成される。

【０００９】

【作用】これによれば、エッチング進行が遅くなり易い
中央部分の厚みを予め薄くしておくので、エッチングを
必要とする部分全体のエッチング処理時間がほぼ平均化
する。したがって、従来の方法で問題となっていた、エ
ッチング進行のばらつきによってエッチング溶液の圧力
やエッチング溶液の対流等による外力がメンブレンの一
部に集中してかかったりすることがなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明に係るＸ線マスク製造方
法の一実施例を説明するための工程図である。

【００１１】ここでのＸ線マスクは、図１の工程（ａ）
に示すように、例えばＳｉＮやＢＮ薄膜等、Ｘ線に対し
て透過性を有する薄膜、すなわちメンブレン１上にＴａ
（タンタル）やＡｕ（金）等、Ｘ線を吸収する材料でな
るパターン２を表面に形成しているとともに、裏面中央
部の露光エリア３となる部分におおよそ２５〜３０ミリ
角の窓４を有するバックエッチングマスク５を設けたＳ
ｉ（珪素）基板６を用意し、このＳｉ基板６の裏面側で
窓４内に表出している露光エリア３に対応する部分６ａ
をＫＯＨ（水酸化カリウム）等のエッチング溶液によっ
てエッチング除去し、最終的に図１の工程（ｄ）に示す
ようにメンブレン１の表裏面を露出させ、これを露光エ
リア３として使用するＸ線マスク１０を得るものであ
る。

【００１２】さらに、図１の（ａ）〜（ｄ）を用いて製
造工程を順に説明する。まず、工程（ａ）では表面側に
Ｘ線吸収体パターン２を有するＸ線透過性のメンブレン
１を表面側に設けているとともに裏面側に窓４を有する
バックエッチングマスク５を設けた、Ｓｉ基板６を用意
する。

【００１３】工程（ｂ）では、窓４内に表出している露
光エリア３に対応している部分６ａの中央部にエッチン
グ溶液を付着させて予備エッチングし、中央部の厚みが
周辺部に比べて薄くなるように、段階的に２００〜４０
０μｍ薄くして形成する（予備エッチング部分７参
照）。

【００１４】工程（ｃ）では、予備エッチング部分７を
形成したＳｉ基板６を図示せぬバックエッチング装置に
セットし、Ｓｉ基板６の裏面側、すなわち予備エッチン
グされている部分７を含む露光エリア３に対応する部分
の全体にＫＯＨ等のエッチング溶液を触れさせ、窓４内
に表出している裏面部分の全体をエッチング除去する
（エッチング部分８参照）。工程（ｃ）は、このエッチ
ングの途中の状態を示している。

【００１５】そして、工程（ｃ）での所定のエッチング
が終了すると、工程（ｄ）に示すように、所定の露光エ
リア３が形成され、この露光エリア３にメンブレン１の
表裏面側が露出されたＸ線マスク１０が形成される。

【００１６】したがって、この製造方法では、エッチン
グ進行が遅くなり易い中央部を予め予備エッチングして
厚みを薄くしておくので、工程（ｃ）でエッチングを行
うときに、窓４内における部分全体のエッチング処理時
間がほぼ平均化する。これにより、エッチング溶液の圧
力やエッチング溶液の対流等による外力がメンブレン１
の一部に集中してかかったりすることがない。よって、
製造時にメンブレンが変形したり、破損したりするのを
防ぎ、Ｘ線マスクの歩留まりとＸ線マスクのパターン位
置精度を向上させることができることになる。

【００１７】なお、上記実施例では、上記工程（ｂ）に
おいて中央部の厚みを薄くする手段としてエッチング溶
液を用いて予備エッチングをする方法を開示したが、こ
れ以外に例えばフォトリソグラフィ等を使用して肉薄部
を形成しても差し支えないものである。

【００１８】図２は、図１に示した製造工程において、
Ｓｉ基板６に予備エッチング、すなわち肉薄部を形成す
るための予備エッチング装置の一例を示す構造図であ
る。

【００１９】図２において、この予備エッチング装置
は、Ｓｉ基板６を載置するための可動台１１と、この可
動台１１の上側に対向して配置された固定台１２とを備
え、可動台１１と固定台１２との間が固定ねじ１３を介
して互いに連結されている。そして、固定ねじ１３の締
め付けを調整することにより、固定台１２に対して可動
台１１を上下方向に移動させ、この間に配置されるＳｉ
基板６を解放自在に挟持できる構造になっている。

【００２０】また、可動台１１には、その上面外周部分
に溝１４が周回して設けられており、この溝１４内にＯ
リング１５が装着されている。このＯリング１５の高さ
は溝１４の深さよりも大きく、したがって可動台１１に
載せられたＳｉ基板６はＯリング１５を介して可動台１
１により受けられる構造になっている。

【００２１】一方、固定台１２には、Ｓｉ基板６側の窓
４に対応して、この窓４に比べて小さい内径の注入孔１
２ａが形成され、この注入孔１２ａ内に貫通孔１６を有
したステンレス製のパイプ状をした円柱枠１７が上下に
貫通して、かつ取り外し自在に装着されている。また、
固定台１２の下面側には、注入孔１２ａの外側を囲むよ
うにして窓４よりも小さい外径の溝１８が設けられてお
り、この溝１８内にＯリング１９が装着されているとと
もに、さらに溝１８の外側を囲むようにして溝２０が設
けられ、この溝２０内にＯリング２１が装着されてい
る。これら、Ｏリング１９，２１の高さは溝１８，２０
の深さよりも大きく、したがって固定台１２にＳｉ基板
６が近づいてくると、最初にＯリング１９，２１がＳｉ
基板６が当接し、続いて固定台１２がＳｉ基板６と当接
する構造になっている。

【００２２】図３乃至図５は、この予備エッチング装置
を用いてＳｉ基板６に予備エッチング部分７を形成する
動作を示した図である。そこで、図２に示した装置を用
いてＳｉ基板６に予備エッチング部分７を形成する方法
を次に図３乃至図５と共に説明する。

【００２３】まず、固定ねじ１３の締め付けを緩め、可
動台１１を下方へ移動させて固定台１２との間にＳｉ基
板６の厚みよりも大きな隙間を形成する。次いで、この
状態で図１の（ａ）で示したところの、表面側にＸ線吸
収体パターン２を有するＸ線透過性のメンブレン１を表
面側に設けているとともに裏面側に窓４を有するバック
エッチングマスク５を設けたＳｉ基板６を、バックエッ
チングマスク５側（裏面側）を上、すなわち固定台１２
側に向けて可動台１１上に載せる。なお、このとき固定
台１２の注入孔１２ａには円柱枠１７が装着され、また
この円柱枠１７が固定台１２の下面より僅かに突出され
た状態にある。

【００２４】次いで、固定ねじ１３を締め付けて可動台
１１を固定台１２側にＳｉ基板６と共に移動させる。す
ると、Ｓｉ基板６の窓４の中央部分で円柱枠１７の下端
がＳｉ基板６の裏面に密着して当接されるとともに、Ｏ
リング１５，１９，２１を介してＳｉ基板６が可動台１
１と固定台１２との間に密着された状態にして挟持され
る。図３はこの状態を示している。

【００２５】次に、この状態で、円柱枠１７の貫通孔１
６より例えばフッ酸と硝酸からなるエッチング溶液２２
を注入する。すると、このエッチング溶液２２が、円柱
枠１７の底面に接触しているＳｉ基板６の裏面に付着さ
れ、図４に示すように円柱枠１７で囲まれている円形部
分（露光エリア３に対応している部分の中央部）７ａが
エッチングされる。

【００２６】次いで、注入孔１２ａに挿入してある円柱
枠１７を上方へ移動させて取り除き、注入孔１２ａより
再びエッチング溶液２２を注入する。すると、今度はＯ
リング１９で囲まれた範囲全体にエッチング溶液２２が
付着され、この範囲の部分がエッチングされる。したが
って、前にエッチングされた中心部（この部分は前回と
今回の２度エッチングされたことになる）と後からエッ
チングされた部分との間に段差ができた状態にして、段
階的に２００〜４００μｍ薄くなった予備エッチング部
分７が形成される。図５はこの状態を示している。

【００２７】次に、固定ねじ１３を再び緩めて、可動台
１１をＳｉ基板６とともに下方へ移動させて固定台１２
との間に大きな隙間を作り、この状態でＳｉ基板６を取
り出すと、図６に示す予備エッチング部分７が形成され
たＳｉ基板６が得られる。

【００２８】したがって、このようにして形成された予
備エッチング部分７を有するＳｉ基板６を、上記製造工
程（図１参照）の工程（ｂ）において作るようにすれ
ば、上記製造工程はスムースに作業が進むことになる。

【００２９】なお、上記実施例では、基板としてＳｉ基
板を用いた場合について説明したが、これ以外の基板を
用いても良いことは勿論のことである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
エッチング進行が遅くなり易い中央部分の厚みを予め薄
くしておくので、エッチングを必要とする部分全体のエ
ッチング処理時間がほぼ平均化することになり、エッチ
ング溶液の圧力やエッチング溶液の対流等による外力が
メンブレンの一部に集中してかかったりすることがなく
なる。したがって、製造時にメンブレンが変形したり、
破損したりするのを防ぎ、Ｘ線マスクの歩留まりとＸ線
マスクのパターン位置精度を向上させることができる等
の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法の一実施例を説明するた
めの工程図である。

【図２】Ｓｉ基板に予備エッチング部分を作る装置の一
例を示す図である。

【図３】Ｓｉ基板に予備エッチング部分を作る装置の動
作説明図である。

【図４】Ｓｉ基板に予備エッチング部分を作る装置の動
作説明図である。

【図５】Ｓｉ基板に予備エッチング部分を作る装置の動
作説明図である。

【図６】図２の装置で形成された予備エッチング部分を
有するＳｉ基板の一例を示す図である。

【図７】従来の製造方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ メンブレン ２ パターン ４ 窓 ５ バックエッチングマスク ６ Ｓｉ基板 ７ 予備エッチング部分 １０ Ｘ線マスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面側にＸ線吸収体パターンを有するＸ
   線透過性のメンブレンを設けた基板の裏面にエッチング
   溶液を触れさせて前記基板の一部をエッチング除去し、
   前記メンブレンの表裏面側を露出させて形成されるＸ線
   マスクの製造方法において、 前記エッチングされる一部における中央部分の厚みが周
   辺よりも予め薄く形成されている基板を用いて前記エッ
   チングをすることを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
2. 【請求項２】 前記中央部分の肉薄部をフォトリソグラ
   フィまたは予備エッチングにより薄く形成するようにし
   た請求項１に記載のＸ線マスクの製造方法。
3. 【請求項３】 表面側にＸ線吸収体パターンを有するＸ
   線透過性のメンブレンを設けた基板の裏面にエッチング
   溶液を触れさせて前記基板の一部をエッチングし、前記
   メンブレンの表裏面側を露出させて形成されるＸ線マス
   クの製造装置において、 前記基板のエッチングされる一部における中央部分にエ
   ッチング溶液を付着させて予備エッチングし、前記中央
   部分の厚みを周辺よりも予め薄く形成しておくための手
   段を設けたことを特徴とするＸ線マスクの製造装置。