JPH1012526A - X線露光用マスク及びその製造方法 - Google Patents

X線露光用マスク及びその製造方法

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JPH1012526A
JPH1012526A JP16421896A JP16421896A JPH1012526A JP H1012526 A JPH1012526 A JP H1012526A JP 16421896 A JP16421896 A JP 16421896A JP 16421896 A JP16421896 A JP 16421896A JP H1012526 A JPH1012526 A JP H1012526A
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JP16421896A
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English (en)
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Akihiko Furuya
明彦 古屋
Shoji Tanaka
正二 田中
Tomohito Kitamura
智史 北村
Tadashi Matsuo
正 松尾
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】X線吸収性パターンと、そのパターンを保持す
るX線透過性支持膜と、そのX線透過性支持膜の外周を
固定する支持枠体とから成るX線露光用マスクにおい
て、可視光透過率を向上させ、且つX線吸収性パターン
の機械的強度の優れたX線露光用マスク及びその製造方
法を提供することにある。 【解決手段】X線吸収性パターンと、そのパターンを保
持するX線透過性支持膜と、そのX線透過性支持膜の外
周を固定する支持枠体とを有するX線露光用マスクにお
いて、上記X線吸収性パターンの表面に直接にアライメ
ント光の多重反射を防止する反射防止膜が形成されたこ
とを特徴とするX線露光用マスク及びその製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LSI、VLS
I、USLI等をはじめとする半導体集積回路の製造に
代表される極めて微細なパターンを、X線リソグラフィ
ーで形成する際に使用されるX線露光用マスクに関する
もので、詳しくは、X線露光用マスクの可視光透過率を
向上させた、且つX線吸収性パターンの機械的強度に優
れたX線露光用マスク及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明のX線リソグラフィーに使用され
るX線露光用マスクを説明するために、まずX線露光用
マスクの基本構成から説明する。図2に示すように、開
口部1を有する支持枠体(シリコン基板)2上にX線透
過性支持膜3が施され、該支持膜3上にX線吸収性パタ
ーン4が形成されたものがX線露光用マスクの基本構成
である。
【0003】ここで、上記基本構成のみではX線リソグ
ラフィーの実用上において種々の不具合が生ずる。例え
ばX線露光すなわちX線連続照射によってメンブレン
(上記基本構成では、X線透過性支持膜3とX線吸収性
パターン4を指す)に応力変化が生じ、X線吸収性パタ
ーンに歪みや該パターンの機械的強度不足によって欠け
・傷等の発生がある。すなわち、X線リソグラフィーに
おいて、X線露光用マスクを介して、X線感光性レジス
トを塗布した半導体基板等のウェハーにX線を連続照射
することによってパターン歪みが発生し、位置ずれとな
る。例えば、X線透過支持膜がSiNのX線露光用マス
クは、数MJ/cm3 のX線連続照射によって100nm
以上の位置ずれ発生すると言われている。またX線吸収
性パターンが凸状になっていることもあり、そのパター
ンが剥き出しの状態ではX線露光用マスクの使用中にパ
ターンの欠け・傷等が発生し易く、マスクの寿命に問題
が生ずる。
【0004】一方、X線リソグラフィーでは、X線露光
の前に行う被露光体としての半導体基板等のウェハーと
X線露光用マスクのアライメント操作に際し、メンブレ
ン表面でアライメント光の薄膜多重反射干渉によって、
アライメント光透過率(可視光透過率)の低下する。こ
のため、アライメント信号が検出し難くなり、結果的に
アライメント精度の低下という問題点があった。
【0005】上記の問題点のパターン歪みや機械的強度
不足の解決策として特開昭62−172725及び特開
昭62−299028に開示されている。前者の構成
は、図3に示すように、開口部1を有する支持枠体(シ
リコン基板)2の上にX線透過性支持膜3が施され、そ
の支持膜3の上にX線吸収性パターン4が形成され、そ
のX線吸収性パターン4を有機高分子膜14で被うよう
に積層され、その有機該高分子膜14の上にX線透過性
保護膜3aが積層されたものとなっている。また後者の
構成は、図4に示すように、開口部1を有する支持枠体
(シリコン基板)2上にX線透過性支持膜3とX線吸収
性パターン4が一体となった層が形成され、この層の表
裏面にX線透過性支持膜3と同質の材料のX線透過性保
護膜3aが積層されたものとなっている。
【0006】また、アライメント精度の低下に及ぼすア
ライメント光透過率(可視光透過率)の低下という問題
点とパターン歪みの解決策として、特開平7−0787
40等で開示されている。この場合のX線露光用マスク
の構成は、図5に示すように、開口部1を有する支持枠
体(シリコン基板)2上にX線透過性支持膜3が施さ
れ、そのX線透過性支持膜3の表裏面に反射防止膜2
4、25が積層され、表面の反射防止膜24にX線吸収
性パターン4が施されたものとなっていて、アライメン
ト光の多重反射を防止し、アライメント光透過率(可視
光透過率)を向上させている。さらに、X線透過性支持
膜3を包み込むようにその表裏面に反射防止膜24、2
5が積層されているため、X線連続照射によるパターン
歪みの解消にもなっている構成である。
【0007】しかしながら、以上図3、図4、図5に示
すような3事例の層構成において、3事例ともパターン
歪みの対策はとられているが、図3に示すような特開昭
62−172725と図4に示すような特開昭62−2
99028の事例ではアライメント光の多重反射による
アライメント光透過率(可視光透過率)の低下に問題が
あり、図5に示すような特開平7−078740の事例
では、パターンの欠け・傷等に対する機械的強度不足に
より、歩留り及びマスクの寿命の低下という問題が生ず
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点に鑑みなされたもので、その課題とするところ
は、X線吸収性パターンと、そのパターンを保持するX
線透過性支持膜と、そのX線透過性支持膜の外周を固定
する支持枠体とから成るX線露光用マスクにおいて、可
視光透過率を向上させ、且つX線吸収性パターンの機械
的強度の優れたX線露光用マスク及びその製造方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、請求項1の発明は、X線吸収性パタ
ーンと、そのパターンを保持するX線透過性支持膜と、
そのX線透過性支持膜の外周を固定する支持枠体とを有
するX線露光用マスクにおいて、上記X線吸収性パター
ンの表面に直接にアライメント光の多重反射を防止する
反射防止膜が形成されたことを特徴とするX線露光用マ
スク及びその製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態をその製造工
程を説明することにより、以下に詳細に説明する。
【0011】先ず、図1(a)に示すように、ジクロル
シランとアンモニアを材料ガスとする減圧化学的気相蒸
着法で直径3インチ、厚さ2mmのシリコン基板2に、
屈折率2.18のSiN膜を2μm形成し、表面側をX
線透過性支持膜3とし、裏面側をバックエッチング保護
膜53とした。この成膜条件はジクロルシランとアンモ
ニアのガス流量比は3対1とし、成膜温度は850°
C、成膜圧力は30Paとした。
【0012】つぎに、図1(b)に示すように、裏面の
SiNバックエッチング保護膜53の所望の開口部以外
をマスキングして所望の開口部を反応性イオンエッチン
グで除去し、露出した所望領域のシリコン基板を熱アル
カリ(KOH)溶液によってバックエッチ除去し、残っ
たシリコン基板から成る支持枠体2によって保持された
X線透過性支持膜3のメンブレン窓を得た。
【0013】つぎに、図1(c)に示すように、RFス
パッタ装置を用いて、上記X線透過性支持膜3のメンブ
レン上に膜厚約0.7μmのTa膜を形成し、X線吸収
性薄膜とした。このX線吸収性薄膜上にレジスト塗布、
パターン露光、現像、剥離後、反応性イオンエッチング
にてTa膜のパターンニングを行い、X線吸収性パター
ン4とした。
【0014】つぎに、上記工程で得られたX線透過性支
持膜3の裏面に、イオン放電下において反応性蒸着を行
うイオンアシスト蒸着装置を用いて、裏面反射防止膜2
5を形成する。具体的には、SiO2 膜を厚さ0.10
〜0.15μmとした。
【0015】最後に、上記イオンアシスト蒸着装置を用
いて、表面のX線吸収性パターン4を覆うように上記裏
面反射防止膜56と同材質のSiO2 を同じ厚さの0.
10〜0.15μmに成膜し、X線透過支持膜3からの
アライメント光の多重反射を防止する反射防止膜55と
し本発明のX線露光用マスクとした。ここで述べた製造
工程及び方法は、代表例にすぎず、工程の手順、他の工
程の付加及び使用材料等は、当業者が任意に選定実行で
きるものである。
【0016】ここで本発明のポイントでもある図1
(e)に示す上記反射防止膜55には、二酸化珪素膜
(SiO2 )、酸化錫膜(SnO2 )、アルミナ膜(A
2 3 )等が用いられるが、SiO2 が反射防止効果
などから最も有力視されている。この反射防止膜55の
膜厚は、d=λ/4n(d:膜厚、λ:アライメント光
の波長、n:膜の屈折率)が最適であるが、膜厚がこの
値からずれていてもかなり高い反射防止効果が得られ
る。例えば前記膜厚dに対して±35%以内の範囲でも
実用上かなりの反射防止作用を有するものである。上記
図1の工程で説明したように反射防止膜55に屈折率
1.46のSiO2を使用した場合の適正膜厚はd=λ
/4nで与えられ、アライメント光として、例えば波長
633nmのHe−Neレーザーが用いられている場合
は、633/4×1.46=108nm、すなわち0.
108μmの膜厚となる。
【0017】しかしながら本発明である図1(e)にお
ける反射防止膜55は、本来の目的であるアライメント
光の多重反射を防止して、可視光透過率を上げることの
他に、X線吸収性パターン4を覆うことによってそのパ
ターンの欠け・傷等に対する機械的強度を向上させるた
めの保護膜としての機能を併せ持たせるものである。よ
って実用上問題のない反射防止効果を有しつつ、機械的
強度を向上させることを考慮すれば、出来る限り厚くし
た方が好ましいことになる。このことから、アライメン
ト光にHe−Neレーザーが用いられる場合、且つ反射
防止膜の材料としてSiO2 を使用した場合の膜厚の上
限目標値を0.150μmとした。
【0018】また図1(d)に示す裏面から蒸着を施す
裏面反射防止膜56は表面の反射防止膜55と同条件の
同蒸着方法で、同材料を使用し、同膜厚とした。これは
X線連続照射によるマスクメンブレンの応力変化を抑
え、パターン歪みを防止するためである。
【0019】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
【0020】<実施例1>本発明のポイントであるX線
吸収性パターンの表面に直接に反射防止膜を形成する方
法について、その実施例を以下に示す。
【0021】反射防止膜の形成に、図6に示すイオンア
シスト蒸着装置600(シンクロン社製、BMC105
0)を使用し、被蒸着物68として、図1(d)に示す
厚さ2μmのX線透過製支持膜3(SiN)と厚さ0.
7μmのX線吸収製パターン4(Ta)と裏面反射防止
膜56(SiO2 )及び支持枠体2(シリコン)から成
るものを使用し、目的のX線露光用マスクを作製した。
【0022】先ず図6に示すイオンアシスト蒸着装置6
00の真空チャンバー61の上方の基板取り付け冶具6
2に上記被蒸着物68を係止し、真空チャンバー61内
の空気を排気口67より排気して真空度を1.0×10
-3Paとし、次いでイオン銃65よりシャッター66を
介してイオンアシスト源としてのアルゴン(Ar)ガス
90%と酸素ガス10%の混合ガスを導入して、到達真
空度を1.0×10-1Paとした。
【0023】次に、電子銃69の作動により、加速電圧
0.5KV、加速電流80mAで蒸着源53としてのS
iO2 (4N(99.9%)、Granule1〜4m
m)を加熱蒸発させ、シャッター66を介して上記被蒸
着物68に対して蒸着を行った。このときの蒸着速度は
毎秒1Å、蒸着温度は常温で行った。
【0024】このようにして得られた表面の反射防止膜
の厚さを目標値の0.11μmであった。この反射防止
膜が形成されたX線露光用マスクは、X線リソグラフィ
ーにおけるHe−Neレーザーアライメント光の透過率
が90%以上で安定し、アライメント精度は極めて良好
なものであった。またX線吸収性パターンの機械的強度
も実用上問題のないものであった。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。すなわち、X線吸収性パターンの
表面に直接にアライメント光の多重反射を防止する反射
防止膜を形成するため、アライメント光(可視光)透過
率を向上させ、且つX線吸収性パターンの欠け・傷等を
防止する効果がある。また、X線透過性支持膜上に形成
されたX線吸収性パターンが、表面の反射防止膜及びそ
の膜と同材質、同膜厚である裏面の反射防止膜に囲まれ
ているため、X線連続照射によるメンブレンの応力変化
に起因するパターン位置歪みの低減の効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(b)は、本発明のX線露光用マスク
の一実施例における製造工程を順に示す側断面図。
【図2】X線露光用マスクの基本構成を説明する側断面
図。
【図3】X線露光用マスク構成の一事例を説明する側断
面図。
【図4】X線露光用マスク構成の一事例を説明する側断
面図。
【図5】X線露光用マスク構成の一事例を説明する側断
面図。
【図6】イオンアシスト蒸着装置の説明図。
【符号の説明】
1‥‥開口部 2‥‥支持枠体(シリ
コン基板) 3‥‥X線透過性支持膜 3a‥‥X線透過性保護
膜 4‥‥X線吸収性パターン 14‥‥有機高分子膜 24‥‥表面反射防止膜 25‥‥裏面反射防止
膜 53‥‥バックエッチング保護膜 55‥‥反射防止膜(パターン保護用) 600‥‥イオンアシスト蒸着装置 60‥‥膜厚測定モニター部 61‥‥真空チャンバー 62‥‥基板取り付け
冶具 63‥‥電子ビーム蒸着源 65‥‥イオン銃 66‥‥シャッター 67‥‥排気口 68‥‥被蒸着物 69‥‥電子銃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 正 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線吸収性パターンと、そのパターンを保
    持するX線透過性支持膜と、そのX線透過性支持膜の外
    周を固定する支持枠体とから成るX線露光用マスクにお
    いて、上記X線吸収性パターンの表面に直接にアライメ
    ント光の多重反射を防止するための反射防止膜が形成さ
    れたことを特徴としたX線露光用マスク及びその製造方
    法。
JP16421896A 1996-06-25 1996-06-25 X線露光用マスク及びその製造方法 Pending JPH1012526A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990072348A (ko) * 1998-02-17 1999-09-27 포만 제프리 엘 개선된엑스-선마스크구조체
JP2011523466A (ja) * 2008-05-06 2011-08-11 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. 薄いペリクルビームスプリッタの製造

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US8711484B2 (en) 2008-05-06 2014-04-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fabrication of thin pellicle beam splitters

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