JPS59213131A - 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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JPS59213131A
JPS59213131A JP58088114A JP8811483A JPS59213131A JP S59213131 A JPS59213131 A JP S59213131A JP 58088114 A JP58088114 A JP 58088114A JP 8811483 A JP8811483 A JP 8811483A JP S59213131 A JPS59213131 A JP S59213131A
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substrate
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mask
absorbing member
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Katsuhiro Kawabuchi
川渕 勝弘
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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】 [発明の技術分野] 本発明は、X線露光に使用されるX線露光用マスクの、
製A方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点コ 近時、より高性能な半導体集積回路を製造するために、
1[μIII]或いはそれ以下の寸法を有する微細パタ
ーンを、半導体基板上に形成する要求が高まっている。
X線(主に波長4〜13Aの軟X線)を使用したパター
ン転写技術であるX線露光は、塵埃の影響を受けにくい
、転写されたパターンの精度が極めて高い等の多くの特
徴があり、特にサブミクロンパターン形成において有力
な技術とされている。   ′ 第1図はX線露光の原理を示す模式図である。
図中1はX線露光用マスクで、このマスク1はX線に対
し透過率の高い材料からなる薄膜基板2を支持環3に固
定すると共に、薄膜基板2の下面にX線吸収部材、例え
ば厚さ0.5〜1.0[μIll]の金からなる所望の
マスクパターン4を取着して形成されている。マスク1
の下方にはレジスト5を塗布された試料6が配置され、
またマスク1の上方にはX線源7が配置される。そして
、X線源7からマスク1にX線を照射することにより、
マスク1を透過したX線が試料6上のレジスト5に照射
され、同レジスト5にパターン4が露光されることにな
る。
X線露光用マスクに対する要求として、薄膜基板上に形
成されたX線吸収材料から成るマスクパターンの断面形
状は矩形でなければならない。前記第1図に示した如く
X線源7がら発生したX線束7は、薄膜基板3上に形成
されたマスクパターン4、例えば厚さ0.5[、czm
]の金パターン4a。
4bの像を、ウェー八6上に塗布したレジスト5に形成
する。そして、マスクパターン4が金パターン4aの如
く台形状の断面形状を有する場合、レジスト5中に転写
される像は、δの幅だけ端部がぼけてしまう。このため
、マスクパターン4の断面は、金パターン4bの様に矩
形でなければならない。
このような要求、即ち薄膜基板上に、矩形断面を有する
X線吸収材料のパターンを形成するためには、次のよう
な方法が知られている(第42回応用物理学会学術講演
会(1981年)講演予講集9P−G−6)。この方法
では、まず第2図(a )に示す如くシリコン基板11
上に、チタニウム薄膜12および金薄膜13を順次蒸着
形成し、さらにその上にプラズマ気相成長法を用いてシ
リコン窒化膜14を形成する。ここで、金薄膜13は後
工程では金の電気メッキの際の導電層として作用する。
また、チタニウム薄膜12は金薄膜13とシリコン基板
11との密着性維持のために必要である。次いで、第2
図(b)に示す如くレジスト15を回転塗布しこのレジ
スト15を露光現像してレジストパターンを形成する。
その後、反応性イオンエツチング技術を用い、第2図(
C)に示す如く上記レジス1〜15をマスクとしてシリ
コン窒化膜14を選択エツチングする。これにより、シ
リコン窒化膜14のエツチング断面形状が矩形状となる
。次いで、金の電気メツキ技術を用い、第2図(d )
に示す如く金膜16を選択的にシリコン窒化膜14の溝
部に形成する。続いて、第2図(e)に示す如く全面に
ポリイミド膜17を被着し、さらにシリコン基板11の
一部を裏面からエツチングし除去する。次いで、チタニ
ウム薄膜12および金薄膜13の露出した部分を除去す
ることによって、第2図(f )に示す如きマスクが作
製されることになる。
しかしながら、この種の製造方法にあって(よ次の(1
)〜(4)のような問題があった。
(1) チタニウム薄膜12及び金薄膜13を形成する
工程が必要であり、またこれらの薄膜12゜13を最終
的に除去する必要があり工程が複雑である。
(2) 金薄膜13の除去時にX線吸収部材の金膜16
も多少エツチングされ、金膜16の膜厚が減少する。
(3〉反応性イオンエツチングの条件次第ではエツチン
グ終了後の金薄膜13の表面に変成層或いは堆積層を生
じ、金の電気メッキに支障をきたす。
(4) シリコン基板11の裏面に金がメッキされるの
を防止するための措置が必要である。
[発明の目的] 2本発明の目的は、矩形の断面形状を有するX線吸収部
材からなるマスクパターンを容易かつ高精度に形成する
ことができるX線露光用マスクの製造方法を提供するこ
とにある。
[発明の概要] 本発明の骨子は、基板とその上に形成すべきX線吸収部
材との間に、基板エツチングの際のマスクとなるストッ
パ膜及び導体膜を形成することにある。
シリコン基板のエツチングは、通常KOH等のエツチン
グ溶液で行なわれるが、タングステン等もシリコンと同
様にこのようなエツチング溶液でエツチングされる性質
をもつ。そのため、シリコン基板とX線吸収部材との間
に耐エツチング性の高い薄膜がない場合には、シリコン
基板のエツチングがX線吸収部材とシリコン基板の界面
にまで進行すると、タングステン等のX線吸収部材がエ
ツチング溶液に接触しX線吸収部材が一部エッチングさ
れることになる。シリコン基板のエツチングは均一には
進まないため、場所によってX線吸収部材がエツチング
される時間が異なら、X線吸収部材の膜厚がX線露光用
マスク内で変動し、X線マスクの精度が劣化する。この
ようなX線吸収部材のエツチングを防止するためにシリ
コン基板と絶縁性薄膜との間に基板より耐エツチング性
の高い薄膜と導体膜を形成しておく。耐エツチング性の
高い薄膜としてはシリコン酸化膜などを用いる。導体膜
は上述の選択気相成長を行なわせるのに必要であり、多
結晶シリコン膜などを用いることができる。
本発明はこのような点に看目し、X線露光用マスクの製
造方法において、基板上に該基板より耐エツチング性の
高い第1の被膜を形成したのち、この被膜上に導体若し
くは半導体からなる第2の被膜を形成し、次いで第2の
被膜上に絶縁物からなる第3の被膜を形成し、次いで上
記第3の被膜を所望のマスクパターンに応じてパターニ
ングし、次いで気相成長法を用い上記第3の被膜には成
長層が形成されない条件下で前記第2の被膜の露出した
部分にX線吸収部材を選択的に形成し、しかるのち前記
基板の一部を前記第1の被膜が形成された面の反対側か
ら該被膜が露出するまで除去するようにした方法である
[発明の効果] 本発明によれば、反応性イオンエツチング法等を用い絶
縁性の第3の被膜を垂直にエツチングすることができ、
このエツチング側面に沿ってX線吸収部材を形成してい
るので、X線吸収部材の断面形状を矩形状に形成するこ
とができる。また、第1及び第2の被膜を除去する必要
がないので、工程の簡略化をはかり得る。さらに、基板
エツチングの際に第1の被膜がストッパ膜として作用す
るため、第2の被膜やX線吸収部材の膜厚が減少する等
の不都合はない。また、前記した従来法の欠点(3)〜
(4)も効果的に解決することができ、X線露光用マス
クの信頼性向上をはかり得る。
[発明の実施例] 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第3図(a )〜(e )は本発明の一実施例に係わる
X線露光用マスクの製造工程を示す模式図である。まず
、第3図(a )に示す如く、シリコン基板21上に熱
酸化技術を用いてシリコン酸化膜22(耐エツチング性
の高い第1の被膜)を0.3[μIIl]の厚さに形成
する。続いて、シリコン酸化膜11上に気相成長技術を
用いて多結晶シリコン膜23(第2の被膜)を0.3[
μm]の厚さに形成し、この上に気相成長技術を用いて
シリコン窒化膜24(絶縁性の第3の被膜)を0.5[
μIl]の厚さに形成する、その後、シリコン窒化膜2
4上にレジスト25を回転塗布し、このレジスト25を
露光現像してレジストパターンを形成する。次いで、第
3図(b)に示す如く反応性イオンエツチング技術を用
い、上記レジスト25をマスクとしてシリコン窒化膜2
4をエツチングする。これにより、シリコン窒化l!2
4のエツチング断面形状が矩形状となる。次いで、レジ
スト25を除去したのち、第3図(C)に示す如く気相
成長技術を用い、500 [’C]で金属タングステン
26(X線吸収部材)を膜厚o、3[μl]だけ選択成
長させる。なお、この選択成長は気相成長時の条件を適
当に選ぶことにより容易に行なえる。
次いで、第3図(d)に示す如くシリコン窒化膜24及
びタングステン26上に膜厚1[μm]のポリイミド膜
27を形成する。しかるのち、KOH溶液を用い第3図
(e)に示す如くシリコン基板2・1の中央部を裏面か
らエツチングする。エツチングはシリコン酸化膜22で
停止するのでタングステン26は全くエツチングされな
い。かくして形成されたxm露光用マスクは、前記シリ
コン窒化膜24およびポリイミド膜27がX線を透過し
、前記タングステン26がX線を透過しないので、X線
露光に用いることが可能となる。
このように本実施例方法によれば、反応性イオンエツチ
ング技術等を用いてエツチングしたシリコン窒化膜24
の垂直な側面に沿ってタングステン26を成長させてい
るので、タングステン26の断面を矩形状に形成するこ
とができ、マスクパターンの断面を矩形状に形成できる
。また、シリコン酸化膜22がシリコン基板21のエツ
チングの際のストッパとして作用するため、タングステ
ン26がエツチングされる等の不都合はない。さらに、
第1及び第2の被膜22.23として透明膜を用いてい
るので、これらの被膜22.23を除去する工程が不要
となり、工程の簡略化をはかり得る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記第3図(C)で示したX線吸収部材の
形成工程の後に、第4図(a )に示す如くシリコン窒
化膜24を除去し、その後同図(b)に示す如くポリイ
ミド膜27を形成し、しかるのち同図(C)に示す如く
シリコン基板21の裏面エツチングを行なうようにして
もよい。
また、第3図(C,)で示した工程の後にシリコン基板
21の裏面エツチングを施し第5図に示す構造を得るよ
うにしてもよい。
また、前記第1の被膜としては、シリコン酸化膜に限ら
ず、シリコン窒化膜、シリコン窒化・酸化膜、窒化ホウ
素膜或いはこれらの複合膜を用いてもよい。また、第3
の被膜は絶縁膜であればよく、第1の被膜と同一のもの
であってもよい。さらに、前記X線吸収部材としてはタ
ングステンの他にモリブデンを用いるようにしてもよい
。また、前記第2の被膜は多結晶シリコン膜に限るもの
ではなく、シリサイドを用いてもよく、要は半導体若し
くは導電体であればよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はX線露光の原理を示す模式図、第2図(a)〜
(f)は従来のX線露光用マスクの製造工程を示す断面
模式図、第3図(a)〜(e)は本発明の一実施例に係
わるX線露光用マスク製造工程を示す断面模式図、第4
図(a )〜(C)および第5図はそれぞれ変形例を示
す断面模式図である。 21・・・シリコン基板、22・・・シリコン酸化膜(
第1の被膜)、23・・・多結晶シリコン膜(第2の被
膜)、24・・・シリコン窒化膜(第3の被膜)、25
・・・レジスト、26・・・タングステン(X線吸収部
材)、27・・・ポリイミド膜(有機物膜)。 出願人代理人 り弁理士 鈴江武彦 第1図 す 第2図 第2図 第3図 2L:1 第4図 第5rl!J

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 基板上に該基板より耐エツチング性の高い第1
    の被膜を形成する工程と、上記第1の被膜上に導体若し
    くは半導体からなる第2の被膜を形成する工程と、上記
    第2の被膜上に絶縁物からなる第3の被膜を形成する工
    程と、上記第3の被膜を所望のマスクパターンに応じて
    パターニングする工程と、次いで気相成長法を用い上記
    第3の被膜には成長層が形成されない条件下で前記第2
    の被膜の露出した部分にX線吸収部材を選択的に形成す
    る工程と、しかるのち前記基板の一部を前記第1の被膜
    が形成、された面の反対側から該被膜が露出するまで除
    去する工程とを具備したことを特徴とするX線露光用マ
    スクの製造方法。
  2. (2) 前記X線吸収部材を形成する工程ののち、前記
    第3の被膜およびX線吸収部材上に有機物膜を形成する
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のX性露光用マスクの製造方法。
  3. (3) 前記X線吸収部材を形成する工程ののち、前記
    第3の被膜を除去し、次いでX線吸収部材および第2の
    被膜上に有機物膜を形成し、しかるのち前記基板の除去
    工程を施すようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のX線露光用マスクの製造方法。
  4. (4)前記基板として、シリコンを用いたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のX線露光用マスクの製
    造方法。
  5. (5) 前記第3の被膜としてシリコン酸化膜、シリコ
    ン窒化膜、シリコン酸化・窒化膜、窒化ホウ素膜或いは
    これらの複合膜を用い、前記X線吸収部材としてタング
    ステン或いはモリブデンを用いたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のX線露光用マスクの製造方法。
  6. (6) 前記第2の被膜として、多結晶シリコン膜或い
    はシリサイド膜を用いたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のX線露光用マスクの製造方法。
  7. (7) 前記第1の被膜として、シリコン酸化膜、シリ
    コン窒化膜、シリコン酸化・窒化膜、窒化ホウ素膜或い
    はこれらの複合膜を用いたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のX線露光用マスクの製造方法。
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