JPH08162395A - Ｘ線マスク及びその製造方法 - Google Patents
Ｘ線マスク及びその製造方法Info
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- JPH08162395A JPH08162395A JP30499094A JP30499094A JPH08162395A JP H08162395 A JPH08162395 A JP H08162395A JP 30499094 A JP30499094 A JP 30499094A JP 30499094 A JP30499094 A JP 30499094A JP H08162395 A JPH08162395 A JP H08162395A
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- Japan
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- film
- pattern
- ray
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- mask
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度で容易なＸ線マスクの製造方法の提
供。 【構成】 シリコン基板１０の表面に、メンブレンとな
る厚さ２μｍのＳｉＮ膜１４を形成する。次に、シリコ
ン基板１０の第１主表面１２ａ側のＳｉＮ膜１４ａ上
に、スパッタ法を用いて厚さ０．５μｍのオスミウム
（Ｏｓ）膜１８を成膜する。次に、Ｏｓ膜１８上に、耐
酸素プラズマ性を有する材料であるＳｉＯ2 膜２０をＣ
ＶＤ法により、膜厚０．０５μｍに成膜する。次に、Ｓ
ｉＯ2 膜２０上に、レジストパターン２２を形成する。
次に、レジストパターン２２のパターンをＳｉＯ2 膜２
０に転写する。次に、ＳｉＮのエッチングマスクパター
ン２０ａを介して、Ｏｓ膜１８に対してＯ2 −ＲＩＥを
行って、Ｘ線吸収体パターン１８ａを形成する。
供。 【構成】 シリコン基板１０の表面に、メンブレンとな
る厚さ２μｍのＳｉＮ膜１４を形成する。次に、シリコ
ン基板１０の第１主表面１２ａ側のＳｉＮ膜１４ａ上
に、スパッタ法を用いて厚さ０．５μｍのオスミウム
（Ｏｓ）膜１８を成膜する。次に、Ｏｓ膜１８上に、耐
酸素プラズマ性を有する材料であるＳｉＯ2 膜２０をＣ
ＶＤ法により、膜厚０．０５μｍに成膜する。次に、Ｓ
ｉＯ2 膜２０上に、レジストパターン２２を形成する。
次に、レジストパターン２２のパターンをＳｉＯ2 膜２
０に転写する。次に、ＳｉＮのエッチングマスクパター
ン２０ａを介して、Ｏｓ膜１８に対してＯ2 −ＲＩＥを
行って、Ｘ線吸収体パターン１８ａを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線リソグラフィに
用いて好適なＸ線マスクおよびその製造方法に関する。
用いて好適なＸ線マスクおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シンクロトロン放射光を用いた等倍露光
方式に用いられる、従来のＸ線マスクの構造およびその
製造方法の技術が、例えば文献１：「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ５（１），（１９８７）ｐｐ．
２８３−２８７」、文献２：「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．３１（１９９２）ｐｐ．４０８６−４０９
０」および文献３：「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．３１（１９９２）ｐｐ．４２００−４２０４」に開
示されている。
方式に用いられる、従来のＸ線マスクの構造およびその
製造方法の技術が、例えば文献１：「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ５（１），（１９８７）ｐｐ．
２８３−２８７」、文献２：「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．３１（１９９２）ｐｐ．４０８６−４０９
０」および文献３：「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．３１（１９９２）ｐｐ．４２００−４２０４」に開
示されている。
【０００３】文献１に開示の技術によれば、Ｘ線吸収体
としてタングステン（Ｗ）を用い、このＸ線吸収体のエ
ッチングマスクとして３層のレジストパターンを形成
し、ＣＢｒＦ3 により微細加工を行ってＸ線吸収体パタ
ーンを形成している。尚、通常用いられていたＳＦ6 で
は、アンダーカットが入って矩形性の良い加工ができな
いのに対して、ＣＢｒＦ3 を用いれば、レジストがエッ
チングされて生じた有機物がエッチング中のＷの側壁に
堆積することにより、異方性良くエッチングが進行し
て、矩形性の良い０．５μｍラインアンドスペース（Ｌ
／Ｓ）のＸ線吸収体パターンを形成することができる。
としてタングステン（Ｗ）を用い、このＸ線吸収体のエ
ッチングマスクとして３層のレジストパターンを形成
し、ＣＢｒＦ3 により微細加工を行ってＸ線吸収体パタ
ーンを形成している。尚、通常用いられていたＳＦ6 で
は、アンダーカットが入って矩形性の良い加工ができな
いのに対して、ＣＢｒＦ3 を用いれば、レジストがエッ
チングされて生じた有機物がエッチング中のＷの側壁に
堆積することにより、異方性良くエッチングが進行し
て、矩形性の良い０．５μｍラインアンドスペース（Ｌ
／Ｓ）のＸ線吸収体パターンを形成することができる。
【０００４】また、文献２に開示の技術によれば、Ｘ線
吸収体としてタングステンとチタンとの合金（Ｗ−Ｔｉ
合金）を用い、エッチングマスクとしてクロム（Ｃｒ）
を用い、フッ素系ガスにより微細加工を行ってＸ線吸収
体パターンを形成している。フッ素系ガスを用いると、
ＣｒとＷとのエッチング選択比を大きく取ることができ
るので、Ｃｒのエッチングマスクの膜厚を薄くすること
ができる。その結果、Ｃｒを加工するレジストマスクの
膜厚も薄くできるので、単層レジストプロセスを適用し
て、０．３５μｍＬ／ＳのＸ線吸収体パターンを形成す
ることができる。
吸収体としてタングステンとチタンとの合金（Ｗ−Ｔｉ
合金）を用い、エッチングマスクとしてクロム（Ｃｒ）
を用い、フッ素系ガスにより微細加工を行ってＸ線吸収
体パターンを形成している。フッ素系ガスを用いると、
ＣｒとＷとのエッチング選択比を大きく取ることができ
るので、Ｃｒのエッチングマスクの膜厚を薄くすること
ができる。その結果、Ｃｒを加工するレジストマスクの
膜厚も薄くできるので、単層レジストプロセスを適用し
て、０．３５μｍＬ／ＳのＸ線吸収体パターンを形成す
ることができる。
【０００５】また、文献３に開示の技術によれば、Ｘ線
吸収体としてタングステン（Ｗ）を用い、エッチングマ
スクとしてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用い、フッ素系ガ
スにより微細加工を行ってＸ線吸収体パターンを形成し
ている。フッ素系ガスを用いると、Ａｌ2 Ｏ3 とＷとの
エッチング選択比を大きく取ることができるので、Ａｌ
2 Ｏ3 のエッチングマスクの膜厚を薄くすることができ
る。その結果、Ａｌ2Ｏ3 を加工するレジストマスクの
膜厚も薄くできるので、単層レジストプロセスを適用し
て、０．１５μｍＬ／ＳのＸ線吸収体パターンを形成す
ることができる。
吸収体としてタングステン（Ｗ）を用い、エッチングマ
スクとしてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用い、フッ素系ガ
スにより微細加工を行ってＸ線吸収体パターンを形成し
ている。フッ素系ガスを用いると、Ａｌ2 Ｏ3 とＷとの
エッチング選択比を大きく取ることができるので、Ａｌ
2 Ｏ3 のエッチングマスクの膜厚を薄くすることができ
る。その結果、Ａｌ2Ｏ3 を加工するレジストマスクの
膜厚も薄くできるので、単層レジストプロセスを適用し
て、０．１５μｍＬ／ＳのＸ線吸収体パターンを形成す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各文献に開示の技術には、以下に述べる問題点があっ
た。文献１に開示の技術によれば、エッチングマスクで
ある３層レジストパターンのエッチング速度の方が、Ｗ
のエッチング速度よりも速い。このため、寸法変換差を
抑えて加工するためには、極めて厚い３層レジストパタ
ーンを矩形性良く加工する必要がある。しかしながら、
３層レジストパターンの膜厚は少なくとも１．０μｍは
必要であるのに対して、バターンの幅は０．２μｍＬ／
Ｓ程度である。その結果、３層レジストパターンのアス
ペクト比が非常に大きくなる。例えば、この場合は１．
０／０．２＝５にもなる。さらに、このような微細パタ
ーンを厚さ１．０μｍ程度のＷ膜に転写するとなると、
極めて深い加工を行うことになる。従って、文献１に開
示の技術では、寸法後退なし微細加工を行うことは極め
て困難であると考えられる。
各文献に開示の技術には、以下に述べる問題点があっ
た。文献１に開示の技術によれば、エッチングマスクで
ある３層レジストパターンのエッチング速度の方が、Ｗ
のエッチング速度よりも速い。このため、寸法変換差を
抑えて加工するためには、極めて厚い３層レジストパタ
ーンを矩形性良く加工する必要がある。しかしながら、
３層レジストパターンの膜厚は少なくとも１．０μｍは
必要であるのに対して、バターンの幅は０．２μｍＬ／
Ｓ程度である。その結果、３層レジストパターンのアス
ペクト比が非常に大きくなる。例えば、この場合は１．
０／０．２＝５にもなる。さらに、このような微細パタ
ーンを厚さ１．０μｍ程度のＷ膜に転写するとなると、
極めて深い加工を行うことになる。従って、文献１に開
示の技術では、寸法後退なし微細加工を行うことは極め
て困難であると考えられる。
【０００７】また、文献２に開示の技術によれば、エッ
チング時のアンダーカットを防ぐために、側壁堆積膜が
形成される。しかし、この側壁堆積膜の側壁への堆積の
厚を正確に制御することは困難である。このため、この
技術によって寸法変換差を抑制して、０．３５μｍ未満
の密集パターンの加工を行うことは困難であると考えら
れる。さらに、フッ素系ガスによるＸ線透過性薄膜（メ
ンブレン）に対するダメージを避けるために、インジウ
ム錫酸化物（ＩＴＯ）層を設けているため、項定数が多
くなってしまうという問題点があった。
チング時のアンダーカットを防ぐために、側壁堆積膜が
形成される。しかし、この側壁堆積膜の側壁への堆積の
厚を正確に制御することは困難である。このため、この
技術によって寸法変換差を抑制して、０．３５μｍ未満
の密集パターンの加工を行うことは困難であると考えら
れる。さらに、フッ素系ガスによるＸ線透過性薄膜（メ
ンブレン）に対するダメージを避けるために、インジウ
ム錫酸化物（ＩＴＯ）層を設けているため、項定数が多
くなってしまうという問題点があった。
【０００８】また、文献３に開示の技術によれば、エッ
チングマスクとなるＡｌ2 Ｏ3 と、このＡｌ2 Ｏ3 を加
工するためのレジストとのエッチング選択比が僅か０．
９しかない。このため、エッチング時の寸法変換差を充
分に抑制することは困難であると考えられる。
チングマスクとなるＡｌ2 Ｏ3 と、このＡｌ2 Ｏ3 を加
工するためのレジストとのエッチング選択比が僅か０．
９しかない。このため、エッチング時の寸法変換差を充
分に抑制することは困難であると考えられる。
【０００９】このため、高精度で容易なＸ線マスクの製
造方法および従来と同程度のコントラストを有する新規
なＸ線マスクの実現が望まれていた。
造方法および従来と同程度のコントラストを有する新規
なＸ線マスクの実現が望まれていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この出願に係る第１の発
明のＸ線マスクによれば、Ｘ線透過性薄膜上に、オスミ
ウム（Ｏｓ）からなるＸ線吸収体パターンを具えてなる
ことを特徴とする。
明のＸ線マスクによれば、Ｘ線透過性薄膜上に、オスミ
ウム（Ｏｓ）からなるＸ線吸収体パターンを具えてなる
ことを特徴とする。
【００１１】また、この出願に係る第２の発明のＸ線マ
スクの製造方法によれば、Ｘ線透過性薄膜上に、オスミ
ウム（Ｏｓ）膜を形成する工程と、このオスミウム膜上
に、耐酸素プラズマ性を有する材料からなるエッチング
パターンを形成する工程と、このエッチングパターンを
介して、オスミウム膜に対して、酸素による反応性イオ
ンエッチング（Ｏ2 −ＲＩＥ）を行って、Ｘ線吸収体パ
ターンを形成する工程とを含むことを特徴とする。
スクの製造方法によれば、Ｘ線透過性薄膜上に、オスミ
ウム（Ｏｓ）膜を形成する工程と、このオスミウム膜上
に、耐酸素プラズマ性を有する材料からなるエッチング
パターンを形成する工程と、このエッチングパターンを
介して、オスミウム膜に対して、酸素による反応性イオ
ンエッチング（Ｏ2 −ＲＩＥ）を行って、Ｘ線吸収体パ
ターンを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
【作用】この出願に係る第１および第２の発明のＸ線マ
スクおよびその製造方法によれば、Ｘ線吸収体としてオ
スミウム（Ｏｓ）を用いる。そして、第２の発明では、
Ｏｓを加工するのに、酸素による反応性イオンエッチン
グ（Ｏ2 −ＲＩＥ）を用いる。Ｏ2 −ＲＩＥの際に、オ
スミウムは四酸化オスミウム（ＶＩＩＩ）となる。この
四酸化オスミウムは、その沸点が常圧下で１３１℃と低
いので、Ｏ2 −ＲＩＥ時に昇華して速やかに除去され
る。従って、オスミウムに対するＯ2 −ＲＩＥのエッチ
ング速度は、従来用いられていたタングステン（Ｗ）や
チタン（Ｔｉ）に対するエッチングレートよりも大きく
なる。従って、エッチングマスクパターンとオスミウム
とのエッチング選択比を大きくとることができる。この
ため、エッチングマスクの膜厚を薄くすることができる
ので、寸法変換差を抑制することができる。
スクおよびその製造方法によれば、Ｘ線吸収体としてオ
スミウム（Ｏｓ）を用いる。そして、第２の発明では、
Ｏｓを加工するのに、酸素による反応性イオンエッチン
グ（Ｏ2 −ＲＩＥ）を用いる。Ｏ2 −ＲＩＥの際に、オ
スミウムは四酸化オスミウム（ＶＩＩＩ）となる。この
四酸化オスミウムは、その沸点が常圧下で１３１℃と低
いので、Ｏ2 −ＲＩＥ時に昇華して速やかに除去され
る。従って、オスミウムに対するＯ2 −ＲＩＥのエッチ
ング速度は、従来用いられていたタングステン（Ｗ）や
チタン（Ｔｉ）に対するエッチングレートよりも大きく
なる。従って、エッチングマスクパターンとオスミウム
とのエッチング選択比を大きくとることができる。この
ため、エッチングマスクの膜厚を薄くすることができる
ので、寸法変換差を抑制することができる。
【００１３】尚、Ｏ2 −ＲＩＥの技術自体は、微細加工
および異方性加工の点で既に技術的に確立された技術で
ある。しかも、エッチングマスクとして用いられる酸素
プラズマ耐性を有する無機材料は、種々のものが知られ
ている。従って、プロセスの実態に合わせてこれらの無
機材料から任意のものを選択することができる。
および異方性加工の点で既に技術的に確立された技術で
ある。しかも、エッチングマスクとして用いられる酸素
プラズマ耐性を有する無機材料は、種々のものが知られ
ている。従って、プロセスの実態に合わせてこれらの無
機材料から任意のものを選択することができる。
【００１４】また、従来、フッ素系ガスを用いてＸ線吸
収体パターンを形成する場合には、メンブレンへのエッ
チングダメージを防ぐために、ＩＴＯのようなエッチン
グストッパーが必要であった。この点、Ｏ2 −ＲＩＥで
は、メンブレンへのエッチングダメージがほとんどない
ので、エッチングストッパーを設ける必要がない。従っ
て、工程をより簡素化することができる。従って、第２
の発明によれば、高精度なＸ線マスクを容易に製造する
ことができる。
収体パターンを形成する場合には、メンブレンへのエッ
チングダメージを防ぐために、ＩＴＯのようなエッチン
グストッパーが必要であった。この点、Ｏ2 −ＲＩＥで
は、メンブレンへのエッチングダメージがほとんどない
ので、エッチングストッパーを設ける必要がない。従っ
て、工程をより簡素化することができる。従って、第２
の発明によれば、高精度なＸ線マスクを容易に製造する
ことができる。
【００１５】次に、Ｘ線吸収体パターンの材料のＸ線の
吸収特性について検討する。Ｏｓの原子番号は７６、質
量数は１８１である。一方、従来のＸ線吸収体材料に用
いられてきたＷの原子番号は７４、質量数は１８４であ
り、Ｔａの原子番号は７３、質量数は１８１である。従
って、Ｏｓは、原子番号および質量数共に、従来のＸ線
吸収体材料の値に非常に近い材料である。さらに、リソ
グラフィ用ＳＯＲ光として用いられる０．７ｎｍ付近に
おけるＯｓの質量吸収係数もＷやＴａのそれと同程度の
値を示す。従って、ＯｓをＸ線吸収体材料として使用し
ても、マスクコントラストが従来よりも低下するおそれ
はない。
吸収特性について検討する。Ｏｓの原子番号は７６、質
量数は１８１である。一方、従来のＸ線吸収体材料に用
いられてきたＷの原子番号は７４、質量数は１８４であ
り、Ｔａの原子番号は７３、質量数は１８１である。従
って、Ｏｓは、原子番号および質量数共に、従来のＸ線
吸収体材料の値に非常に近い材料である。さらに、リソ
グラフィ用ＳＯＲ光として用いられる０．７ｎｍ付近に
おけるＯｓの質量吸収係数もＷやＴａのそれと同程度の
値を示す。従って、ＯｓをＸ線吸収体材料として使用し
ても、マスクコントラストが従来よりも低下するおそれ
はない。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して、この出願に係る第１
の発明のＸ線マスクおよびＸ線マスクの製造方法の実施
例について合わせて説明する。尚、参照する図面は、こ
れらの発明が理解できる程度に、各構成成分の形状、大
きさおよび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。
従って、これらの発明は図示例にのみ限定されるもので
はない。
の発明のＸ線マスクおよびＸ線マスクの製造方法の実施
例について合わせて説明する。尚、参照する図面は、こ
れらの発明が理解できる程度に、各構成成分の形状、大
きさおよび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。
従って、これらの発明は図示例にのみ限定されるもので
はない。
【００１７】＜第１実施例＞図１の（Ａ）〜（Ｄ）は、
この発明のＸ線マスクの製造方法の実施例の説明に供す
る前半の断面工程図である。図２の（Ａ）〜（Ｄ）は、
図１の（Ｄ）に続く後半の断面工程図である。
この発明のＸ線マスクの製造方法の実施例の説明に供す
る前半の断面工程図である。図２の（Ａ）〜（Ｄ）は、
図１の（Ｄ）に続く後半の断面工程図である。
【００１８】先ず、マスク支持体となるシリコン基板１
０の第１主表面１２ａおよび第２主表面１２ｂを含む全
表面に、ＬＰ−ＣＶＤ法により、メンブレンとなる厚さ
２μｍのＳｉＮ膜１４を形成する。ＳｉＮ膜１４の形成
にあたっては、両面研磨された面方位（１１１）の４イ
ンチのシリコン基板１０をＬＰＣＶＤ装置の石英反応チ
ャンバ内に設置し、基板１０を９００℃の温度に加熱す
る。次に、石英反応チャンバ内にＳｉＨ4 とＮＨ3 とを
導入して成膜を行う。成膜は、圧力が３６０ｍＴｏｒ
ｒ、分圧比がＮＨ3 ／ＳｉＨ4 ＝１／１の条件で行っ
た。形成されたＳｉＮ膜１４の膜厚は、エリプソメータ
で測定したところ２μｍであった。また、膜応力は８×
１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 であった（図１の（Ａ））。
０の第１主表面１２ａおよび第２主表面１２ｂを含む全
表面に、ＬＰ−ＣＶＤ法により、メンブレンとなる厚さ
２μｍのＳｉＮ膜１４を形成する。ＳｉＮ膜１４の形成
にあたっては、両面研磨された面方位（１１１）の４イ
ンチのシリコン基板１０をＬＰＣＶＤ装置の石英反応チ
ャンバ内に設置し、基板１０を９００℃の温度に加熱す
る。次に、石英反応チャンバ内にＳｉＨ4 とＮＨ3 とを
導入して成膜を行う。成膜は、圧力が３６０ｍＴｏｒ
ｒ、分圧比がＮＨ3 ／ＳｉＨ4 ＝１／１の条件で行っ
た。形成されたＳｉＮ膜１４の膜厚は、エリプソメータ
で測定したところ２μｍであった。また、膜応力は８×
１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 であった（図１の（Ａ））。
【００１９】次に、シリコン基板１０の第２主表面１２
ｂ側のＳｉＮ膜１２上に、シップレイ社製のＭＰ１４０
０のフォトレジスト（図示せず）を塗布し、水銀ランプ
を用いて２０ｍｍ角のパターンを露光し、続いてアルカ
リ現像してフォトレジストの開口部（図示せず）を形成
する。次に、開口部に露出したＳｉＮ膜１４に対して、
ＳＦ6 ／Ｏ2 混合ガスを用いてドライエッチングを行っ
て、ＳｉＮ膜１４ａの開口部１６の底面にシリコン基板
１０を露出させる（図１の（Ｂ））。
ｂ側のＳｉＮ膜１２上に、シップレイ社製のＭＰ１４０
０のフォトレジスト（図示せず）を塗布し、水銀ランプ
を用いて２０ｍｍ角のパターンを露光し、続いてアルカ
リ現像してフォトレジストの開口部（図示せず）を形成
する。次に、開口部に露出したＳｉＮ膜１４に対して、
ＳＦ6 ／Ｏ2 混合ガスを用いてドライエッチングを行っ
て、ＳｉＮ膜１４ａの開口部１６の底面にシリコン基板
１０を露出させる（図１の（Ｂ））。
【００２０】次に、第２主表面側のフォトレジストを除
去後、シリコン基板１０の第１主表面１２ａ側のＳｉＮ
膜１４ａ上に、スパッタ法を用いて厚さ０．５μｍのＯ
ｓ膜１８を成膜する。成膜にあたっては、マグネトロン
ＤＣスパッタ装置を用い、電力０．５ｋＷ、スパッタガ
ス（Ａｒ）圧力３ｍＴｏｒｒの条件で行った。形成され
たＯｓ膜１８の膜応力は１×１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 であ
った（図１の（Ｃ））。
去後、シリコン基板１０の第１主表面１２ａ側のＳｉＮ
膜１４ａ上に、スパッタ法を用いて厚さ０．５μｍのＯ
ｓ膜１８を成膜する。成膜にあたっては、マグネトロン
ＤＣスパッタ装置を用い、電力０．５ｋＷ、スパッタガ
ス（Ａｒ）圧力３ｍＴｏｒｒの条件で行った。形成され
たＯｓ膜１８の膜応力は１×１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 であ
った（図１の（Ｃ））。
【００２１】次に、Ｏｓ膜１８上に、耐酸素プラズマ性
を有する材料であるＳｉＯ2 膜２０をＣＶＤ法により成
膜する。ここでは、ＣＶＤ装置を用い、電力４００Ｗ、
室温の条件下で、テトラエトキシシラン４００ｓｃｃｍ
およびオゾン化酸素４００ｓｃｃｍを導入して厚さ０．
０５μｍのＳｉＯ2 膜２０を成膜した（図１の
（Ｄ））。
を有する材料であるＳｉＯ2 膜２０をＣＶＤ法により成
膜する。ここでは、ＣＶＤ装置を用い、電力４００Ｗ、
室温の条件下で、テトラエトキシシラン４００ｓｃｃｍ
およびオゾン化酸素４００ｓｃｃｍを導入して厚さ０．
０５μｍのＳｉＯ2 膜２０を成膜した（図１の
（Ｄ））。
【００２２】次に、ＳｉＯ2 膜２０上に、レジストパタ
ーン２２を形成する。ここでは、ＳｉＯ2 膜２０上に、
日本ゼオン製のＺＥＰ５２０（商品名）を回転塗布して
レジスト膜（図示せず）を形成する。次に、レジスト膜
をホットプレート上で２００℃の温度で２分間プリベー
キングする。次に、レジスト膜に対して加速電圧２０ｋ
Ｖの電子線を用いて露光量５０μＣ／ｃｍ2 で描画を行
う。次に、これを日本ゼオン製の専用現像液ＺＲ−１０
０（商品名）で、１００秒間現像し、日本ゼオン製の専
用リンス液ＺＩＰＡＲ（商品名）で１５秒間処理する。
次に、現像されたレジスト膜をホットプレート上で１１
０℃の温度で１２０秒間ポストベーキングして、レジス
トパターン２２を形成する。得られたレジストパターン
２２をＳＥＭで観察したところ、最小で０．０８μｍの
ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）を解像していた（図２
の（Ａ））。
ーン２２を形成する。ここでは、ＳｉＯ2 膜２０上に、
日本ゼオン製のＺＥＰ５２０（商品名）を回転塗布して
レジスト膜（図示せず）を形成する。次に、レジスト膜
をホットプレート上で２００℃の温度で２分間プリベー
キングする。次に、レジスト膜に対して加速電圧２０ｋ
Ｖの電子線を用いて露光量５０μＣ／ｃｍ2 で描画を行
う。次に、これを日本ゼオン製の専用現像液ＺＲ−１０
０（商品名）で、１００秒間現像し、日本ゼオン製の専
用リンス液ＺＩＰＡＲ（商品名）で１５秒間処理する。
次に、現像されたレジスト膜をホットプレート上で１１
０℃の温度で１２０秒間ポストベーキングして、レジス
トパターン２２を形成する。得られたレジストパターン
２２をＳＥＭで観察したところ、最小で０．０８μｍの
ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）を解像していた（図２
の（Ａ））。
【００２３】次に、レジストパターン２２のパターンを
ＳｉＯ2 膜２０に転写する。ここでは、平行平板エッチ
ャーを用い、電力１２０Ｗ、ＣＨＦ3 ／Ｏ2 （流量比４
５／５ｓｃｃｍ）、圧力１．０Ｐａの条件下で、レジス
トパターン２２を介してＳｉＯ2 膜２０に対して反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）を行ってエッチングマスク
パターン２０ａを形成する。このエッチングの際のレジ
ストとＳｉＮとのエッチング選択比は２０程度である。
この値は、例えば上記文献２でのレジストとメンブレン
とのエッチング選択比０．９に比べて遥かに大きな値で
ある。従って、レジストパターン２２のアスペクト比を
従来よりも小さくすることができるので、このエッチン
グの際の寸法変換差を従来よりも抑制することができる
（図２の（Ｂ））。
ＳｉＯ2 膜２０に転写する。ここでは、平行平板エッチ
ャーを用い、電力１２０Ｗ、ＣＨＦ3 ／Ｏ2 （流量比４
５／５ｓｃｃｍ）、圧力１．０Ｐａの条件下で、レジス
トパターン２２を介してＳｉＯ2 膜２０に対して反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）を行ってエッチングマスク
パターン２０ａを形成する。このエッチングの際のレジ
ストとＳｉＮとのエッチング選択比は２０程度である。
この値は、例えば上記文献２でのレジストとメンブレン
とのエッチング選択比０．９に比べて遥かに大きな値で
ある。従って、レジストパターン２２のアスペクト比を
従来よりも小さくすることができるので、このエッチン
グの際の寸法変換差を従来よりも抑制することができる
（図２の（Ｂ））。
【００２４】次に、ＳｉＮのエッチングマスクパターン
２０ａを介して、Ｏｓ膜１８に対して、酸素による反応
性イオンエッチング（Ｏ2 −ＲＩＥ）を行って、Ｘ線吸
収体パターン１８ａを形成する。ここでは、平行平板エ
ッチャーを用い、電力１２０Ｗ、Ｏ2 流量２０ｓｃｃ
ｍ、圧力０．８Ｐａの条件で、エッチングマスクパター
ン２０ａのパターンをＯｓ膜１８に転写する。このエッ
チングの際のＳｉＮとＯｓとのエッチング選択比は１５
０程度である。従って、エッチングマスクパターン２０
ａのアスペクト比を従来よりも小さくすることができる
ので、このエッチングの際の寸法変換差を従来よりも抑
制することができる。得られたＸ線吸収体パターン１８
ａを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、最
小で０．１μｍＬ／Ｓを解像していた（図２の
（Ｃ））。
２０ａを介して、Ｏｓ膜１８に対して、酸素による反応
性イオンエッチング（Ｏ2 −ＲＩＥ）を行って、Ｘ線吸
収体パターン１８ａを形成する。ここでは、平行平板エ
ッチャーを用い、電力１２０Ｗ、Ｏ2 流量２０ｓｃｃ
ｍ、圧力０．８Ｐａの条件で、エッチングマスクパター
ン２０ａのパターンをＯｓ膜１８に転写する。このエッ
チングの際のＳｉＮとＯｓとのエッチング選択比は１５
０程度である。従って、エッチングマスクパターン２０
ａのアスペクト比を従来よりも小さくすることができる
ので、このエッチングの際の寸法変換差を従来よりも抑
制することができる。得られたＸ線吸収体パターン１８
ａを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、最
小で０．１μｍＬ／Ｓを解像していた（図２の
（Ｃ））。
【００２５】次に、Ｘ線吸収体パターン１８ａが形成さ
れたシリコン基板を、３０体積％ＫＯＨに浸漬して、開
口部１６に露出したシリコン基板１０部分に対して異方
的にエッチングを行い、続いて、ＨＦ／ＨＮＯ3 ／ＣＨ
3 ＣＯ2 Ｈに浸漬して等方的にエッチングを行うことに
より、Ｘ線吸収体パターン１８ａ直下部分のシリコン基
板１０部分を除去する。開口部１６の周辺部に残存した
シリコン基板部分１０ａは、Ｘ線マスクのマスク支持体
（フレーム）となる（図２の（Ｄ））。
れたシリコン基板を、３０体積％ＫＯＨに浸漬して、開
口部１６に露出したシリコン基板１０部分に対して異方
的にエッチングを行い、続いて、ＨＦ／ＨＮＯ3 ／ＣＨ
3 ＣＯ2 Ｈに浸漬して等方的にエッチングを行うことに
より、Ｘ線吸収体パターン１８ａ直下部分のシリコン基
板１０部分を除去する。開口部１６の周辺部に残存した
シリコン基板部分１０ａは、Ｘ線マスクのマスク支持体
（フレーム）となる（図２の（Ｄ））。
【００２６】前述したように、ＯｓのＸ線吸収体パター
ンの画成に、微細加工性、異方加工性および選択性に優
れたＯ2 −ＲＩＥ技術を用いる。その結果、エッチング
マスクの膜厚を薄くして、０．１μｍレベルの微細なＸ
線吸収体パターンの形成が可能となる。そして、従来の
Ｘ線吸収体の材料と同等のコントラストが得られる新規
な材料としてＯｓを用いたＸ線マスクを得ることができ
る。
ンの画成に、微細加工性、異方加工性および選択性に優
れたＯ2 −ＲＩＥ技術を用いる。その結果、エッチング
マスクの膜厚を薄くして、０．１μｍレベルの微細なＸ
線吸収体パターンの形成が可能となる。そして、従来の
Ｘ線吸収体の材料と同等のコントラストが得られる新規
な材料としてＯｓを用いたＸ線マスクを得ることができ
る。
【００２７】＜第２実施例＞第２実施例では、Ｘ線透過
性薄膜（メンブレン）の材料として、ＳｉＮの代わりに
ＳｉＣを使用する。ＳｉＣ膜は、ＳｉＮ膜よりもＸ線に
よるダメージの発生が少なく、また、通常、応力も小さ
いことが知られている。
性薄膜（メンブレン）の材料として、ＳｉＮの代わりに
ＳｉＣを使用する。ＳｉＣ膜は、ＳｉＮ膜よりもＸ線に
よるダメージの発生が少なく、また、通常、応力も小さ
いことが知られている。
【００２８】ＳｉＣ膜２２ａの成膜にあたっては、両面
研磨された面方位（１１１）の４インチのシリコン基板
をＬＰＣＶＤ装置の石英反応チャンバ内に設置し、基板
を１１００℃の温度に加熱する。次に、石英反応チャン
バ内にＳｉＨＣｌ3 、Ｃ3 Ｈ8 およびＨ2 導入して成膜
を行う。成膜は、圧力が３６０ｍＴｏｒｒの条件で行っ
た。形成されたＳｉＣ膜１４の膜厚は、エリプソメータ
で測定したところ２μｍであった。また、膜応力は５×
１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 であった。
研磨された面方位（１１１）の４インチのシリコン基板
をＬＰＣＶＤ装置の石英反応チャンバ内に設置し、基板
を１１００℃の温度に加熱する。次に、石英反応チャン
バ内にＳｉＨＣｌ3 、Ｃ3 Ｈ8 およびＨ2 導入して成膜
を行う。成膜は、圧力が３６０ｍＴｏｒｒの条件で行っ
た。形成されたＳｉＣ膜１４の膜厚は、エリプソメータ
で測定したところ２μｍであった。また、膜応力は５×
１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 であった。
【００２９】以下の第２実施例の製造工程は、Ｘ線透過
性薄膜の材料としてＳｉＮの代わりにＳｉＣを使用する
他は、第１実施例の製造工程と同一である。従って、第
２実施例の製造工程の説明は省略する。
性薄膜の材料としてＳｉＮの代わりにＳｉＣを使用する
他は、第１実施例の製造工程と同一である。従って、第
２実施例の製造工程の説明は省略する。
【００３０】図３に、第２実施例で得られたＸ線マスク
の断面図を示す。このＸ線マスクの構造は、Ｘ線透過性
薄膜にＳｉＮ膜の代わりにＳｉＣ膜２２ａを設けている
他は、第１実施例のＸ線マスクの構造と同一である。
の断面図を示す。このＸ線マスクの構造は、Ｘ線透過性
薄膜にＳｉＮ膜の代わりにＳｉＣ膜２２ａを設けている
他は、第１実施例のＸ線マスクの構造と同一である。
【００３１】上述した実施例では、これらの発明を特定
の材料を使用し、特定の条件で形成した例について説明
したが、これらの説明を多くの変更および変形を行うこ
とができる。例えば、上述した実施例では、Ｘ線吸収体
パターンのエッチングマスクとして、ＳｉＯ2 膜を形成
したが、エッチングマスクの材料としては、例えば、ア
ルミニウム（Ａｌ）もしくはチタン（Ｔｉ）といった金
属材料やシリコン（Ｓｉ）を用いることができ、さら
に、これらの材料の酸化物、例えば、Ａｌ2 Ｏ3、Ｔｉ
Ｏといった金属酸化物を用いることもできる。
の材料を使用し、特定の条件で形成した例について説明
したが、これらの説明を多くの変更および変形を行うこ
とができる。例えば、上述した実施例では、Ｘ線吸収体
パターンのエッチングマスクとして、ＳｉＯ2 膜を形成
したが、エッチングマスクの材料としては、例えば、ア
ルミニウム（Ａｌ）もしくはチタン（Ｔｉ）といった金
属材料やシリコン（Ｓｉ）を用いることができ、さら
に、これらの材料の酸化物、例えば、Ａｌ2 Ｏ3、Ｔｉ
Ｏといった金属酸化物を用いることもできる。
【００３２】
【発明の効果】この出願に係る第１および第２の発明の
Ｘ線マスクおよびその製造方法によれば、Ｘ線吸収体と
してオスミウム（Ｏｓ）を用いる。そして、第２の発明
では、Ｏｓを加工するのに、酸素による反応性イオンエ
ッチング（Ｏ2 −ＲＩＥ）を用いる。Ｏ2 −ＲＩＥの際
に、オスミウムは四酸化オスミウム（ＶＩＩＩ）とな
る。この四酸化オスミウムは、その沸点が常圧下で１３
１℃であるので、Ｏ2 −ＲＩＥ時に昇華して速やかに除
去される。従って、オスミウムに対するＯ2 −ＲＩＥの
エッチング速度は、従来用いられていたタングステン
（Ｗ）やチタン（Ｔｉ）に対するエッチングレートより
も大きくなる。従って、エッチングマスクパターンとオ
スミウムとのエッチング選択比を大きくとることができ
る。このため、エッチングマスクの膜厚を薄くすること
ができるので、寸法変換差を抑制することができる。従
って、高精度なＸ線マスクを容易に製造することができ
る。
Ｘ線マスクおよびその製造方法によれば、Ｘ線吸収体と
してオスミウム（Ｏｓ）を用いる。そして、第２の発明
では、Ｏｓを加工するのに、酸素による反応性イオンエ
ッチング（Ｏ2 −ＲＩＥ）を用いる。Ｏ2 −ＲＩＥの際
に、オスミウムは四酸化オスミウム（ＶＩＩＩ）とな
る。この四酸化オスミウムは、その沸点が常圧下で１３
１℃であるので、Ｏ2 −ＲＩＥ時に昇華して速やかに除
去される。従って、オスミウムに対するＯ2 −ＲＩＥの
エッチング速度は、従来用いられていたタングステン
（Ｗ）やチタン（Ｔｉ）に対するエッチングレートより
も大きくなる。従って、エッチングマスクパターンとオ
スミウムとのエッチング選択比を大きくとることができ
る。このため、エッチングマスクの膜厚を薄くすること
ができるので、寸法変換差を抑制することができる。従
って、高精度なＸ線マスクを容易に製造することができ
る。
【００３３】また、ＯｓをＸ線吸収体材料として使用す
ることにより、マスクコントラストを従来に比べて低下
させることのない新規な材料でＸ線マスクを提供するこ
とができる。
ることにより、マスクコントラストを従来に比べて低下
させることのない新規な材料でＸ線マスクを提供するこ
とができる。
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１実施例のＸ線マスクの
製造工程の説明に供する前半の断面工程図である。
製造工程の説明に供する前半の断面工程図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１の（Ｄ）に続く後半の
断面工程図である。
断面工程図である。
【図３】第２実施例のＸ線マスクの構造の説明に供する
断面図である。
断面図である。
１０：シリコン基板 １０ａ：シリコン基板部分（フレーム） １２ａ：第１主表面 １２ｂ：第２主表面 １４、１４ａ：ＳｉＮ膜 １６：開口部 １８：Ｏｓ膜 １８ａ：Ｘ線吸収体パターン ２０：ＳｉＯ2 膜 ２０ａ：エッチングマスクパターン ２２：レジストパターン ２４ａ：ＳｉＣ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｘ線透過性薄膜上に、オスミウム（Ｏ
ｓ）からなるＸ線吸収体パターンを具えてなることを特
徴とするＸ線マスク。 - 【請求項２】 Ｘ線透過性薄膜上に、オスミウム（Ｏ
ｓ）膜を形成する工程と、 該オスミウム膜上に、耐酸素プラズマ性を有する材料か
らなるエッチングパターンを形成する工程と、 該エッチングパターンを介して、前記オスミウム膜に対
して、酸素による反応性イオンエッチング（Ｏ2 −ＲＩ
Ｅ）を行って、Ｘ線吸収体パターンを形成する工程とを
含むことを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30499094A JPH08162395A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Ｘ線マスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30499094A JPH08162395A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Ｘ線マスク及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162395A true JPH08162395A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17939752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30499094A Withdrawn JPH08162395A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Ｘ線マスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162395A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7270763B2 (en) | 2003-02-10 | 2007-09-18 | Yamaha Corporation | Anisotropic wet etching of silicon |
| JP2014090132A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Toppan Printing Co Ltd | 反射型マスクおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-12-08 JP JP30499094A patent/JPH08162395A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7270763B2 (en) | 2003-02-10 | 2007-09-18 | Yamaha Corporation | Anisotropic wet etching of silicon |
| US7867408B2 (en) | 2003-02-10 | 2011-01-11 | Yamaha Corporation | Anisotropic wet etching of silicon |
| JP2014090132A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Toppan Printing Co Ltd | 反射型マスクおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |