JPS58141528A - Ｘ線露光用マスクおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超高密度集積回路等サブミクロン寸法の微細
エレクトロニクス素子の製作に用いられるＸｌｓ露光用
マスクおよびその製法に関するものである。

一般に、Ｘ１１ｉ［露光用マスクは、Ｘ１Ｉｓを透過さ
せる軽元素を成分とする厚さ数μｍの保持膜の上に、Ｘ
線を吸収する金などの重金属によってパターンを形成し
た構造を有している。Ｘ線を透過させる保持膜としては
、Ｘ線に対する吸収が小さく、薄膜状でも強度が大きく
、また、タワミ１シワ等の変形が少いことが要請される
。

従来１Ｘ線を透過させる保持膜の材料としては、ポリイ
ミド等の有機材料が、シリコン■１）［７晶、窒化シリ
コン（ＳｉＮｘ　）　、９１　化シリコン（５ｌｏｚ　
＞　、炭化シ！Ｊ　：ｌ　ン（８ｉ０）、窒化ホｒ＞素
（Ｂ１０等の無機材料が用いられて来た。これら材料の
うち有機物薄膜はＸ線の吸収が小さい炭素（０１水素卸
を主成分とするものの、１剛性がないため湿気等によっ
てたわんでパターン変形を起す欠点があり、一方、無機
物薄膜はパターン変形はほとんど無いが、Ｘ線吸収係数
が有機物薄膜よりやや大きい欠点があった。

本発明は、以上に鑑み、保持膜の主成分として非晶質シ
リコン（ａ−８ｉ）　　を採用し、従来の無機物保持膜
と同程度の強度と安定性を有し、かつＸ＠の吸収係数が
従来の無機物より小さいｘｆｊｍ光用マスクおよびその
製法を提供する目的でなされたものである。以下本発明
について説明する。

ｘ、ｍ露光に用いられるＳ〜１００Ａの波長領域のＸ＠
に対する吸収係数は、その物質を構成する原子固有の吸
収係数に密度を掛けたもので決定されることが知られて
いる。従って、従来用いられている単結晶シリコン（ｅ
＝ｓｉ）薄膜の代りに、本発明の水素を添加した非晶質
シリコン（ａ　−ｓｉ、：Ｈ）を用いれば、原子固有の
Ｘ線吸収は単結晶シリコン（ｃ　−Ｓｉ　）と同程度で
あるが、密度において単結晶シリコン（ｃ　−Ｓｉ　）
　（ＩＸ３１／ｃｄに対し／、９　Ｐ／Ｃ１１と減少す
る（水素添加率、２５ａｔｍ％の場合）ので、例えば波
長ｆ、３ＡのＡＩ−にα特性透過率は単結晶シリコン（
ｃ−ｓｉ）膜の透過率より／、７％増となり、同一条件
でＸ線露光を行うとき露光時間はへ裏短縮される。特性
ＸＩＩＡでなくシンクロトロン放射光のような連続スペ
クトル線を用いる場合も同様である。

上記の例は水素を添加した非晶質シリコン（Ｑ−８１：
Ｈ）について述べたが、水素の代りに炭素Ｃ）、窒素間
、酸素り）、弗素（１５等も非晶質シリコン（ａ　−８
ｉ　）膜に添加することができる。いずれの元素もシリ
コン■１）より原子量が小さいので、単結晶シリコン（
Ｃ−８１）、に比べて原子固有のＸ線吸収係数が大きく
なることはなく、しかも膜の密度は単結晶シリコン（Ｃ
−Ｓｉ　）より小さくなるので、−Ｆ例と同じく吸収係
数の小さい保持膜を得ることができる。これらの元素の
添加によって非晶質シリコン（ｇ　＝　８ｉ　）膜の機
械的強度が改良されることも判明しており、それらの添
加非晶質シリコン（ｇ−８ｉ）膜を数μ鶏の厚さで成膜
することは、太陽電池等に関連した非晶質シリコン（ａ
　−８ｉ　）の研究において確立されているグロー放電
法等の技術によって一例について説明する。第１図（ａ
）に示すように、まず単結晶シリコン基板１の表面に熱
酸化によって厚さａ／μ嶌程度の酸化シリコン（Ｓｉｎ
ｇ）膜２をつけ、その上にシランを用いたグロー放電法
によって水素を添加した非晶質シリコン（ａ−８ｉ：■
）膜８をｑμ鶏の厚さに堆積させる。その表面に金／チ
タンの二重層４を厚さａ／μ賞蒸着し、さらにその上に
プラズマＯＹ［）法によって窒化シー、１− リコン（５ｉＮＸ　）膜５を／μ賜堆積させる。この表
面に電子ピームレジス）　ＰＭＭＡ６を塗付して電子ビ
ーム描画装置によりパターンを形成する。この電子ピー
ムレジス）　ＰＭＭＡ層を保護膜として反応性スパッタ
エツチングによって窒化シリコン（８ｉＮｘ　）膜５を
部分的に除去し、金／チタン１！ｉ４をベースとして成
長させた金メッキ層７でパターンを形成したものが第１
図（Ａ）に示されている。次いで反応性スパッタエツチ
ングによって残った窒化シリコン（８ｉＮｘ　）膜５と
その下の金／チタンｉｇＪ４を除去し、単結晶シリコン
基板１の裏面に窓あけ用のパターンをレジスト膜８によ
って形成した状態が第１図（Ｃ）に示されている。表面
を適当な樹脂で保護して裏面から水醜化カリウム（ＫＯ
Ｉ（）によって単結晶シリコン基板ｌをエツチングする
と第１図（ｄ）に示す状態になり、次いで酸化シリコン
（５ｉｎｓ）　ｓ　２を弗酸で除去すると第１図（ａ）
に示す構造となりマスクが完成する。なお、酸化シリコ
ン（８ｉ０ｓ）膜２を単結晶シリコン基板ｌと水素を添
加した非晶質Ａ− シリコン（α−８ｉ：Ｈ）膜８の間に介庄さ・ｕ’　Ｚ
：のは水酸化カリウム（ＫＯＨ）によって水素を添加し
た非晶質シリコン（ｅｌ　−８ｊｊＩ（）膜８までがエ
ツチングされないようにするためである。また、場合に
よっては酸化シリコン（８ｉ（１１１）　ＩＩＩ　２を
除去せず第１図（ｄ）の段階に止めて、水素を添加した
非晶質シリコン（１１−８土：Ｈ）ｌｌ’４８が酸化シ
リコン（Ｓｉｎｓ）膜２によって裏打らされた構造とじ
て強じん性を増したマスクとすることもできるのは明ら
かである。

以上説明したように、本発明によるＸ＆！＊光用マスク
は十分な強度と安定性を有し、かつ露光時間を短縮する
ことができるので、産業上重要な価値を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ　ｌｊ！露光用マスクの製法を説明
するための図で、第１図（ａ）は単結晶シリコン（Ｃ−
８ｉ）基板に酸化膜（Ｓｉ６ｚ）、水素を添加した非晶
質シリコン（ａ　−８ｉ：Ｈ）膜、金／チタン層、窒化
シリコン（５ＩＮＸ　）膜、電子ピームレジス）　ＰＭ
ＭＡ膜をＪｌｆ成した図、第１図（ｂ）は窒化シリコン
■ｉＮ→膜を部分的に除去し、金／チタン層をベースに
して成長させた金メッキ層でパターンを形成した図、第
１図（Ｃ）は窒化シリコン■１Ｎｘ）膜とその下の金／
チタン層を除去し、単結晶シリコン基板の裏面に窓あけ
用パターンを形成した図、第１図＠）は水酸化カリウム
（ＫＯａにより、単結晶シリコン（Ｃ−Ｓｉ）基板にエ
ツチングを行った状態の図、第１図（りは弗酸で酸化シ
リコン膜を除去し、マスクを完成した図である。 図中、１は単結晶シリコン（Ｃ−ｓｉ）　基板、２は熱
酸化膜、８は水素を添加した非晶質シリコン（ａ−８ｉ
：Ｈ）膜、４は金／チタン層、５は窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎｘ）［，６は電子ピームレジス）　ＰＭＭＡ膜、７は
金メッキ層、８はレジスト膜である。 オ　ＩＩ； 、６ −１ げ（°）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　非晶質シリコンもしくはこれに水素、炭素、
   窒素、酸素、弗素の諸元素の少くとも一つを添加した成
   分から成る少くとも一層の薄膜を保持膜として設けたこ
   とを特徴とするｘｒｒｔ＊光用マスク。
2. （２）　　基板表面に酸化膜を設け、非晶質シリコンも
   しくはこれに水素、炭素、酸素、弗素の諸元素の少くと
   も一つ全添加した成分から成る少くとも一層の薄膜を、
   前記酸化膜上に堆積する工程と、該非晶質シリコン薄膜
   表面上に金属パターンを形成する工程と１前記酸化膜を
   障壁として裏面より基板の少なくとも一部領域をエツチ
   ングにより除去する工程と、要すれば前記酸化膜をエツ
   チングにより除去する工程によって、前記非晶質シリコ
   ン薄膜と前記酸化膜、もしくは前記非晶質シリコン薄膜
   のみが前記金属パター／− −ンを保持する領域を実現せしめることによりマスクを
   形成することを特徴とするＸ線露光用マスクの製法。