JPH0744137B2 - ステップアンドレピート方式用x線露光マスク - Google Patents

ステップアンドレピート方式用x線露光マスク

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JPH0744137B2
JPH0744137B2 JP19269085A JP19269085A JPH0744137B2 JP H0744137 B2 JPH0744137 B2 JP H0744137B2 JP 19269085 A JP19269085 A JP 19269085A JP 19269085 A JP19269085 A JP 19269085A JP H0744137 B2 JPH0744137 B2 JP H0744137B2
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exposure mask
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) この発明は、微細パターンを高精度に転写するためのX
線露光に使用するステップアンドレピート方式用X線露
光マスク(以下X線露光用マスクという)に関する。 (従来の技術) X線露光法は,波長が4〜50Åの軟X線を線源とし,サ
ブミクロンパターンを含む微細パターンの転写が可能な
従来とし従来より用いられている。 一般に,X線露光方式としては,被露光基板のほぼ全面に
わたって一括に転写する一括転写方式と,被露光基板上
で分割露光を繰り返すステップアンドレピート方式があ
る。 従来,X線露光マスクの例として特開昭60−68336号公
報,特開昭60−68339号公報が知られているが,マスク
材保持薄膜の接着剤による接着で,最上部平端面での接
着を避けて,貼り合わせ法での接着剤のはみだし等によ
る平面度の悪化防止を図ったものであるが,そのマスク
材保持薄膜は,伸張して貼り合わせる必要上,無機薄膜
の場合では破れる可能性が強く,実用的には有機薄膜に
限定されるが,品質劣化し易いこと,「しわ」の発生が
あること,及び放射線耐性が十分なものが得られないと
の理由で,材質選択にも限界があり,一括転写方式には
使用できると考えられるものの,繰り返しX線照射に
「耐久性」がない上,「しわ」が露光時に障害になるた
め,精度を要するステップアンドレピート方式には適し
ていない。 従来からのステップアッドレピート方式用のX線露光用
マスクの例としては,図4に示すように,平坦なシリコ
ン基板の表面側に積層固着したX線透過性薄膜2と,こ
の薄膜上に形成されたX線吸収性パターン3と,シリコ
ン基板の一部を除去してなる転写パターン領域としての
窓6と,除去せずに残したシリコン基板部分よりなる支
持枠4と,シリコン基板を部分的に除去する際に使用す
る保護膜5からなるX線露光用マクス1があった。 このようなX線露光マスク1は,X線透過性薄膜2として
1×109dyn/cm2程度の引張り応力を有する自己支持状態
の薄膜を使用しているため,窓6を除去した場合,従来
のX線露光用マスク1はこの薄膜側が凹面になるような
反りを生じていた。 例えば,直径50mmのX線露光用マスクの場合,10〜20μ
mの反りを生じ,平面度の良いマスクホールダーに吸着
して,矯正しても,2〜4μm程度の反りが残っていた。 電子線励起等による発散線源を用いたX線露光法におい
て,X線露光用マスクのX線吸収性パターン付着面と被露
光基板面との間の距離(以下,マスクーウエハ間距離と
呼ぶ)は,一般に,10〜20μm程度であり,例えば,転
写領域内の異なる3箇所において±1μm前後の精度で
一定距離になるように,被露光基板面に対し,X線露光用
マスク全体を近づけたり,傾けたりして調整する。この
際,数μm程度のゴミの付着があると,許容範囲はさら
に狭くなる。また,露光時の解像度を上げるためには,
マスクーウエハ間距離はより狭い方向が求められてい
る。 前述したように,第4図に示す従来のX線露光用マスク
ではX線吸収性パターン3が付着している側に凹型の反
りを生じ,吸着矯正しても,2〜4μm程度の反りが残
る。 一方,被露光基板面全体の平面度は,従来のシリコン基
板を用い,平面度の良い吸着ホールダーで矯正しても,2
〜3μm程度と一般にいわれている。 従って,上述した方法でマスクーウエハ間距離を調整す
る際,被露光基板面にX線露光用マスク1の支持枠4の
外周部が接触し,X線露光用マスク1または被露光基板に
欠陥が発生するという問題が生じていた。 (発明が解決しようとする課題) そこで,本発明が解決しようとする問題点は,ステップ
アンドレピート方式のX線露光において,マスクーウエ
ハ間距離を調整する際,X線露光用マスクの支持枠外周部
が被露光基板面に接触する危険性のないX線露光用マス
クを提供することにある。 (課題を解決するための手段) 本発明者は,上記の問題点を解決すべく研究の結果,シ
リコン基板の表面側に,支持枠のうち被露光基板面に近
接せしめられる側の外周部側領域全周囲にわたって除去
部を形成し凸状になるようにした後,X線透過性薄膜をCV
D法,スパッタリング法で該表面側のシリコン基板の全
面に積層固着し,X線透過性薄膜上にX線吸収性パターン
を設け,シリコン基板の裏面側は,シリコン基板のX線
吸収性パターンを設けた領域を含み、かつ除去部に隣接
する凸状部の一部を残した領域を窓状に除去して,支持
枠とするX線露光用マスクを見いだして本発明を完成し
た。 すなわち,本発明の構成は,シリコン基板の表面側は,
凸状になるように外周部領域全周にわたって除去部9を
有し,該表面側のシリコン基板の全面には,CVD法,スパ
ッタリング法により積層固着されたX線透過性薄膜2を
有し,該薄膜2上にX線吸収性パターン3を設けてな
り,シリコン基板の裏面側は,X線吸収性パターン3の領
域を含み、かつ除去部に隣接する凸状部の一部を残すよ
うにシリコン基板の領域を除去した窓6を設けて支持枠
4としたことを特徴とするステップアンドレピート方式
用X線露光マスクである。 本発明のX線露光用マスクにおいて,シリコン基板の支
持枠の外周部側を除去する方法としては,腐食液を用い
て化学的にエッチング除去する方法及び機械加工法によ
り研削除去する方法が適用できる。 また,支持枠の除去部は除去部全域にわたって,ほぼ同
一深さになるように形成しても良く,或いはシリコン基
板の外周部側へ向けて深くなるように傾斜面に形成して
も良い。 (実施例1) 以下,実施例により,さらに本発明を詳細に説明する。 第2図(a)〜(e)に本発明に係るX線露光用マスク
の一実施例における主な製造工程の概略断面図を示す。 先ず,少なくとも,片面が鏡面研磨された厚さ0.3〜3mm
のシリコン基板4′を従来からの熱酸化法により酸化
し,厚さ0.1〜0.5μmのSiO2膜を基板両面に形成する。
次いで,この基板の鏡面研磨された片面(以後,この面
を表面,反対の面を裏面と呼ぶ)上で,シリコン基板
4′平面のうち,除去すべき部分以外のシリコン基板
4′の領域に,従来からの紫外線露光法等によりレジス
トパターン(図示せず)を設け,例えば,CF4等のガス
を用いた反応性スパッタエッチング法により,表面のSi
O2膜を選択的に除去する。その後,レジストパターンを
専用レジスト剥離液で除去することにより,第2図
(a)に示すようなシリコン基板4′の表面にSiO2パタ
ーン7が形成され,裏面にSiO2保護膜8が形成されたも
のを得る。 第2図(b)には,SiO2パターン7をマスクとして,シ
リコン基板4′の表面を2〜100μmの間で一定の厚さ
だけ,エッチング除去した後を示す。ここでのエッチン
グ除去液としては,例えば,HF:HNO3:CH3COOH=1:3:1の
混合液や20〜40%KOH水溶液を用いる。 次いで,緩衝HF液によりSiO2パターン7,及びSiO2保護膜
8をエッチング除去することにより,第2図(c)に示
すように,シリコン基板4′のうち支持枠4となる部分
の被露光基板面に近接せしめられる側において外周部側
領域が全周にわたって除去され,除去部9が形成された
ものを得る。 次に,シリコン基板4′の表面にSi3N4,SiN,SiO2,SiC,B
N等の無機材の単層もしくは複合層からなり,弱い緊張
力を有した厚さ0.2〜4μmのX線透過性薄膜2を,例
えば,CVD(Chemical Vaper Deposition)法,スパッタ
リング法により形成する。また,シリコン基板4′の裏
面にSi3N4,SiN,SiO2,SiC,BN等の薄膜を,CVD法,スパッ
タリング法で形成し,従来の紫外線露光法等によりレジ
ストパターン(図示せず)を形成した後,不要部をエッ
チング除去し,しかるのち,専用レジスト除去液を用い
てレジストパターンを除去することにより,第2図
(d)に示すように,シリコン基板4′のうち支持枠4
となる部分の被露光基板面に近接せしめられる側におい
て外周部側領域が全周にわたって除去されて除去部9か
形成され,且つシリコン基板4′の表面全体にX線透過
性薄膜2が設けられ,裏面に枠状の保護膜5が設けられ
たものを得る。 第2図(e)は,さらに,X線透過性薄膜2の上に,従来
からX線露光用マスクのX線吸収性パターンを形成する
方法として知られているめっき法(めっきマスクを設
け,めっきマスクの開口部に金属を電着する方法)や蒸
着またはスパッタリング−ドライエッチング法(全面に
重金属を蒸着またはスパッタリングしたのち,ドライエ
ッチングする方法)により,Au,W,Ta等の重金属を主成分
とする厚さ0.2〜1.2μmの所望のX線吸収性パターン3
を形成した状態を示す。 最後に第1図に示すように,保護膜5をマスクとし,シ
リコン基板4′の一部を裏面からエッチング除去するこ
とにより支持枠4及び転写パターン領域となる窓6を形
成する。このエッチングの際,X線透過性薄膜2及びX線
吸収性パターン3を保護するためにOリング等からなる
治具を使用し,エッチング液としては,例えば,20〜40
%KOH水溶液やHF:HNO3:CH3COOH=1:3:1の混合液を使用
することにより良好にエッチング除去できる。 以上の製造工程により,第1図に示す本発明の一実施例
によるX線露光用マスク1が得られる。 (実施例2) 本発明による他の実施例を第3図に示す。この実施例は
研削等の周知の機械加工法により,平らなシリコン基板
4′の外周部を予め一定角度で削り取ることにより除去
部9を形成し,その後,前記実施例1の第2図(d),
(e)及び第1図にて説明したと同様の工程を経て形成
したX線露光用マスク1の例である。第3図に示すよう
に,所望の緊張力を有したX線透過性薄膜2が表面外周
部が一定角度で削り取られた支持枠4の表面に張られ,
さらに薄膜上に所望のX線吸収性パターン3が形成さ
れ,転写パターン領域を規定する窓6がある。
【発明の効果】
本発明により,X線透過性薄膜上でX線吸収性パターンの
付着している平面の大きさを必要最小に限定し,かつ,
マスクーウエハ間距離調整の際,支持枠外周部の反りを
無視できる形状にすることが可能となる。従って,ステ
ップアンドレピート方式のX線露光において,マスク面
と被露光面との接触によるX線露光用マスク上または被
露光基板上での欠陥の発生を無くすことができるので,
歩留りの高いX線露光が基体できると同時にマクスーウ
エハ間距離を調整する際の空間的調整範囲が増し,マス
クーウエハ間距離を安定して調整することが可能となる
ので,X線露光において安定して高精度なパターン転写が
期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は,本発明の実施例による製品の断面図である。 第2図は,本発明の実施例1の製造工程を説明する断面
図である。 第3図は,本発明の別の実施例による製品の断面図であ
る。 第4図は,従来の製品の断面図である。 (符号の説明) 1……X線露光用マスク 2……X線透過性薄膜 3……X線吸収性パターン 4……支持枠 4′……シリコン基板 5……保護膜 6……窓 7……SiO2パターン 8……SiO2保護膜 9……除去部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板の表面側は,凸状になるよう
    に外周部領域全周にわたって除去部(9)を有し,該表
    面側のシリコン基板の全面には,CVD法,スパッタリング
    法により積層固着されたX線透過性薄膜(2)を有し,
    該薄膜(2)上にX線吸収性パターン(3)を設けてな
    り,シリコン基板の裏面側は,X線吸収性パターン(3)
    の領域を含み、かつ除去部に隣接する凸状部の一部を残
    すようにシリコン基板の領域を除去した窓(6)を設け
    て支持枠(4)としたことを特徴とするステップアンド
    レピート方式用X線露光マスク。
JP19269085A 1985-08-31 1985-08-31 ステップアンドレピート方式用x線露光マスク Expired - Fee Related JPH0744137B2 (ja)

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