JPH0770458B2 - X線露光用マスクの製造方法 - Google Patents

X線露光用マスクの製造方法

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JPH0770458B2
JPH0770458B2 JP30931686A JP30931686A JPH0770458B2 JP H0770458 B2 JPH0770458 B2 JP H0770458B2 JP 30931686 A JP30931686 A JP 30931686A JP 30931686 A JP30931686 A JP 30931686A JP H0770458 B2 JPH0770458 B2 JP H0770458B2
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章 小澤
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細パターンを高精度に転写するX線露光用マ
スクの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
X線露光用マスクのX線吸収性パターンを被転写基板上
のX線感応性レジストに転写するには、X線透過性簿膜
を透過するX線量と、X線透過性簿膜とX線吸収性パタ
ーンの両者を透過したX線量とのコントラストが充分大
きいことが必要である。
そのため、X線吸収性パターンは上記の条件を満たすよ
うに、充分な膜厚で形成しなければならない。
一方、微細パターンを忠実に転写するために、X線マス
クのX線吸収性パターンは側壁が垂直に切り立った断面
形状に形成されていることが要求される。
こうしたX線吸収性パターンに求められる条件を満たし
たX線吸収性パターンを得る手段として、電気絶縁性材
料を、X線吸収性パターンに対応する領域が開口しため
っき母型を用いて、電気めっき法で、Au、Pt、Pd等の重
金属元素でX線吸収性パターンを形成する方法が知られ
ている。
X線吸収性パターンを電気めっき法で形成する場合、被
めっき面積を正確に算出出来るときにのみ、所要のめっ
き厚を得るのに要する電気量を正しく設定出来る。しか
し、一般にX線吸収性パターンの形状が複雑であること
から、面積を幾何学計算法によって求めることは容易で
はない。そのため、従来、X線吸収性パターンを正確な
膜厚で形成するために、実製造の前に膜厚モニター用の
先行めっきを行って、製造条件を設定することが行われ
てきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、先行めっきを行ってX線吸収性パターン
の正確な膜厚を得るためには、多くの時間と材料が必要
であった。
また、一般にX線吸収性パターンは1μm以下の線幅を
有する微細パターンであることから、その総面積は極め
て小さい。そのため、製造過程で、僅かでも線幅の変動
が生じると、たとえ、線幅が許容誤差範囲内であって
も、パターン総面積は大きく変化してしまう。それ故、
同一パターンのX線吸収性パターンを有するX線露光用
マスクを複数個作製するときには、たとえ、膜厚モニタ
ー用先行めっきによって、電気量を設定したのちでも、
その後にめっき面積の変動が生じ、そのために、電流分
布が不均一となり、一定のめっき厚が得られず、良品が
得にくかった。
また、甚だしい場合には、細いパターンと太いパターン
とで電流密度が異なることにより、X線吸収性パターン
のめっき厚が非めっき領域を被覆する電気絶縁性材料層
の厚よりも厚くなり、設計した所定のめっき厚が得られ
ないことがあった。
さらにめっき面積の変動は電流密度の変動を生ぜしめる
ため、めっき膜の質と電着応力が変化し、X線吸収性パ
ターンの基板への密着性が低下せしめられてしまうこと
があった。
そこで、本発明が解決しようとする問題点は、X線吸収
性パターンのめっき膜厚が不均一となることを防止した
X線露光用マスクの製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明者は上記の問題点を解決すべく研究の結果、X線
露光用マスクのX線露光領域外に、X線吸収性パターン
の面積に比して充分に大きな面積の円環又は正方形等の
簡単な、面積計算が容易な形状の電気めっき補助陰極部
を設け、電流密度等のめっき条件を電気めっき補助陰極
部の面積をもとに設定し、この設定条件でX線吸収性パ
ターン部と電気めっき補助部の両者を同時に電気めっき
することにより、X線吸収性パターン部の面積に起因す
る困難性を解消しうることを見出し、かかる知見にもと
づいて本発明を完成したものである。
即ち、本発明のX線露光用マスクの製造方法は、『Siウ
エハ基板の一面側にX線透過性簿膜を積層する工程と、
Siウエハ基板の他面側の支持枠下面に相当するSiウエハ
基板面領域に保護膜を設ける工程と、X線透過性簿膜上
に導電性めっき下地層を設けた後、その上に、X線吸収
性パターン、及びX線露光領域以外の部分に位置する電
気めっき補助陰極部パターンを形成するためのめっき母
型を形成するために、これらのパターンを設ける面領域
を除いたX線透過性簿膜の面領域を、電気絶縁性材料で
被覆する工程と、X線吸収性材料を用いて、電気めっき
補助陰極部パターンの面積にもとづいて設定した電流密
度等のめっき条件でめっきし、X線吸収性パターンと電
気めっき補助陰極部パターンの両者を同時に形成する工
程と、Siウエハ基板の一部を保護膜が設けられた面側か
らエッチングして除去し、窓を形成する工程とからな
り、且つ電気めっき補助陰極部パターンは、その面積が
X線吸収性パターンの面積より大きな面積であり、面積
計算が容易な形状であることを特徴とするX線露光マス
クの製造方法。』を要旨とするものである。
而して、上記の本発明の製造方法において、X線透過性
簿膜として、例えばCVD法、スパッタリング法等によりS
iウエハ基板の一面上に形成したSi3N4,SiN,SiO2,SiC,BN
等の無機材の0.2〜4μm厚の簿膜を適用しうる。
次に、保護膜としてSiウエハ基板の他面上にSi3N4,SiN,
SiO2,SiC,BN等の無機材の0.2〜4μmの簿膜をCVD法や
スパッタリング法により形成したのち、不要部をエッチ
ング除去してなるものを適用しうる。
次に、X線吸収性パターンと電気めっき補助陰極部パタ
ーンの材料としては、電気めっき可能なAu,Pt,Pd等の重
金属元素が用いられる。そして両パターンの形成は、X
線透過性簿膜面上に、例えば50〜200ÅのCr等の遷移金
属及び200〜600ÅのAuを順次蒸着、もしくはスパッタリ
ングしてめっき下地層を形成した後、めっき下地層面を
X線吸収性パターン及び電気めっき補助陰極部パターン
に対応する部分が開口した、電気絶縁性材料よりなるレ
ジストパターンで被覆してから、電気的に両パターンを
接続した状態で同時にX線吸収性パターン及び電気めっ
き補助陰極部パターンをAuめっきし、しかるのち、レジ
ストパターンを除去する方法により行うことが出来る。
尚、両パターンの形成後に、めっき下地層の不要部分
は、例えば、Arガスを用いたスパッタリング法により、
容易に除去出来る。
本発明における電気めっき補助陰極部パターンの面積は
X線吸収性パターンの面積より充分大きいことが望まし
い。
また、電気めっき補助陰極部パターンの形状は面積計算
が容易なように、円環、もしくは正方形が好ましく、ま
た、電気めっき補助陰極部パターンはX線露光領域と中
心を共有した形状に形成するのが望ましい。
次に、Siウエハ基板の一部を保護膜が設けられた両側か
らエッチングするには、エッチング液として、例えはKO
H水溶液、或いはHF,HNO3,CH3COOHを混合したHF系溶液等
を使用することが出来る。
〔実施例〕
第1図(a)〜(e)に、この発明による一実施例の製
造工程を概略断面図によって示す。尚、第1図(e)
は、この実施例により製造されたX線露光用マスクの断
面図である。
先ず、第1図(a)に示すように厚さ0.3〜3mmで鏡面研
摩されたSiウエハ基板5′上の一面に、Si3N4,SiN,Si
O2,SiC,BN等の無機材からなり、弱い引っぱり応力を有
した厚さ0.2〜4μmのX線透過性簿膜2を、例えばCVD
(Chemical vapor deposition)法やスパッタリング
法等により積層固着させる。次いで、他面に、Si3N4,Si
N,SiO2,SiC,BN等の厚さ0.2〜4μmの膜をCVD法やスパ
ッタリング法により形成した後、フォトレジストパター
ンをマスクとして不要部をエッチング除去することによ
り保護膜6を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、X線透過性簿膜2上
に50〜200ÅのCrと200〜600ÅのAuを連続して蒸着、も
しくはスパッタリングしてめっき下地層7及び導電性め
っき下地層8を形成した後、電子線レジストEBR−9
(東レ社製)を全面に1.2μmの厚さにスピンナー塗布
し、電気絶縁性材料層9を得る。
次に、第1図(c)に示すように、電子ビーム露光し、
現像することにより、X線吸収性パターンに対応した開
口部と電気めっき補助陰極部パターンに対応した開口部
を同時に形成して、電気絶縁性材料層パターン9′を得
る。
次に、Auめっき浴オウロール292M(ジャパンロナール社
製)を用い、50℃の浴温条件で、電流密度1.3mA/cm2で1
2分間電気めっきすることにより、レジストパターンの
間口部分に厚さ1.0±0.1μmの精度でAuめっきし、しか
るのちレジストパターンを除去し、めっき下地層の不要
部分をArガスを用いたスパッタエッチング法により除去
し、第1図(d)に示すように高精度のX線吸収性パタ
ーン3と、電気めっき補助陰極部パターン4を形成し
た。尚、第1図(d)において、7′はめっき下地層パ
ターン、8′は導電性めっき下地層パターンを示す。
次に、第1図(e)に示すように、20%のKOH水溶液を
用いて、Siウエハの一部をエッチング除去して窓を形成
し、X線露光用マスク1が得られた。
第2図(a)は第1図(e)のX線露光用マスクの平面
図であり、露光領域10と電気めっき補助陰極部パターン
が接しているマスクの例を示す。
また、第2図(b)ないし(d)はその他の例を示す。
また、第2図(e)〜(1)は露光領域10と電気めっき
補助陰極部4が離れているマスクの例を示す。
さらに、第2図(i)は電気めっき補助陰極部パターン
4を二重に形成したマスクの例を示す。尚、第2図
(b)〜(i)においては、X線吸収性パターンは省略
されている。
次に、X線吸収性パターンと電気めっき補助陰極部パタ
ーンとの関係につき、説明する。
例えば、直径76mmのX線露光用基板に、基板中心と共通
の中心を有する、一辺20mmの正方形の露光領域をもう
け、露光領域内部にはX線吸収性パターンを設ける。
さらに、露光領域の外側に同様の基板中心と共通の中心
を有する、直径71mmの円から前記露光領域を除去した形
状の電気めっき補助陰極部パターン(面積;35.57cm2
を形成した。ここにおいて、露光領域全域がX線吸収性
パターンであると仮定すると、全めっき面積は、4.00cm
2+35.57cm2=39.57cm2となり、電気めっき補助陰極部
パターンの面積は、全めっき面積の約90%に相当する。
一方、露光領域にX線吸収性パターンがない場合には、
電気めっき補助陰極部パターンの面積が全めっき面積の
100%となる。即ち、全めっき面積に対して電気めっき
補助陰極部パターンが占める割合は、X線吸収性パター
ンの面積が変化しても、90〜100%の範囲で変化するも
のであり、よってX線吸収性材料のめっき厚の変動をそ
の範囲内であることが理解される。
一例として、上記のX線露光用マスク基板の露光領域内
に、X線吸収性パターンとして、縦3mm、横1.5mmの寸法
を有する長方形を基本パターンとするポジパターンとネ
ガパターンがそれぞれ8個、5mmピッチで配列されてい
るX線露光用マスクを作製した。この場合、パターン形
状が複雑でも、ポジパターンとネガパターンを組み合わ
せると、縦3mm、横1.5mmの長方形になるように形成して
いることから、パターンの総面積は、0.36cm2ともとめ
ることができる。
その結果、全面積は、 35.57cm2+0.36cm2=35.93cm2となり、全めっき面積に
対する電気めっき補助陰極部パターンの占める割合は99
%となり、電気補助陰極部パターンの面積を全めっき面
積とみなしても、膜厚の誤差は1%以内となることが期
待される。
〔発明の効果〕
以上詳記した通り、本発明に係るX線露光用マスクの製
造方法によれば、高精度のX線吸収性パターンを有する
X線露光用マスクを高品質を維持して、容易に、且つ安
定して供給することが出来る。
また、従来方法におけるような先行めっきを必要としな
いので、従来よりも短かい作業時間で、且つ低コストで
製品を供給することができる。
また、本発明の製造方法によれば、転写用のX線吸収性
パターンのレイアウトに変更があり、その面積が変わっ
ても、電気補助陰極部パターンの面積でめっき条件を決
めることができるので、安定したX線露光用マスクの製
造が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)ないし(e)は本発明の製造方法の製造工
程を示す断面図、第2図(a)ないし(i)は本発明の
製造方法により製造するX線露光用マスクの各種の例を
示す平面図である。 1……X線露光用マスク、 2……X線透過性簿膜、 3……X線吸収性パターン、 4……電気めっき補助陰極部パターン、 5……支持体、 5′……Siウエハ基板、 6……保護膜、 7……めっき下地層、 7′……めっき下地層パターン、 8……導電性めっき下地層、 8′……導電性めっき下地層パターン、 9……電気絶縁性材料層、 9′……電気絶縁性材料層パターン、 10……窓(X線露光領域)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−193031(JP,A) 特開 昭58−200535(JP,A) 特開 昭60−132323(JP,A) 特開 昭61−128251(JP,A) 特開 昭61−212844(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Siウエハ基板の一面側にX線透過性簿膜を
    積層する工程と、Siウエハ基板の他面側の支持枠下面に
    相当するSiウエハ基板面領域に保護膜を設ける工程と、
    X線透過性簿膜上に導電性めっき下地層を設けた後、そ
    の上に、X線吸収性パターン、及びX線露光領域以外の
    部分に位置する電気めっき補助陰極部パターンを形成す
    るためのめっき母型を形成するために、これらのパター
    ンを設ける面領域を除いたX線透過性簿膜の面領域を、
    電気絶縁性材料で被覆する工程と、X線吸収材料を用い
    て、電気めっき補助陰極部パターンの面積にもとづいて
    設定した電流密度等のめっき条件でめっきし、X線吸収
    性パターンと電気めっき補助陰極部パターンの両者を同
    時に形成する工程と、Siウエハ基板の一部を保護膜が設
    けられた面側からエッチングして除去し、窓を形成する
    工程とからなり、且つ電気めっき補助陰極部パターン
    は、その面積がX線吸収性パターンの面積より大きな面
    積であり、面積計算が容易な形状であることを特徴とす
    るX線露光用マスクの製造方法。
JP30931686A 1986-12-27 1986-12-27 X線露光用マスクの製造方法 Expired - Lifetime JPH0770458B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57193031A (en) * 1981-05-22 1982-11-27 Toshiba Corp Manufacture of mask substrate for exposing x-ray
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JPS61212844A (ja) * 1985-03-18 1986-09-20 Sanyo Electric Co Ltd X線露光用マスク

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