JPS60211460A - Ｘ線リソグラフ用マスク構造物およびそのマスキング方法 - 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】 発明の分野 本発明は、非常に高解像力を有するデバイスの構造に関
する。更に詳細には、Ｘ線リングラフ系において用いる
マスク構造物に関する。

発明の背景 商業］−適したＸ線リングラフ系の製造における重要な
エレメントは、表向に形成されたＸ線吸収エレメントの
パターンを有するＸ線透過性支持体からなる適当ｆｌマ
スクを提供する。かかるマスク支持体の製造に関して、
べＩＪ　ＩＪウムを含み、種々の材料が提案されている
が、べＩＪ　ＩＪウムは、Ｘ線の吸収は低いものの、高
価で、光学的に不透明で、有毒であるという特徴を有す
る。さらに、細いＸ線透過窓を有するシリコン構造物が
製造されているか、かかる構造物は比較的もろく、光学
的透明性は不完全にしかすぎない。

カプトンポリイミドフィルムの厚い膜を使用することが
、シイ・エイ・コクイン、ジェイ・アール・マルトナト
およびディー・メイダン（Ｇ、Ａ。

Ｃｏｑｕｉｎ、　Ｊ、Ｒ，Ｍａｌｄｏｎａｄｏ　ａｎｄ
　Ｄ、Ｍａｙｄａｎ）による米国特許第４．０３７１１
１号により提案されている（カプトンは、デュポン刺（
Ｆ、、Ｉ、山１ｐｏｎＬｄｅ　Ｎｃｍｏｕｒｓ　ａｎｄ
　Ｃｏ、）の登録商標）。しかし、フィルムに生じた熱
による寸法変化のため、ある種の用途においてはフィル
ム上に形成されたパターンに許容し難い歪りが生じ得る
ことが判明した。

Ｘ線リソグラフィー用の他の公知のマスク構造物は、例
えは、支持フレームに接着された窒化ホウ素から作られ
た、光学的に透明で実質的に企みがないが、非常にもろ
くて扱いにくく、破損しゃすい支持体、及びポリイミド
の層をコードンた１またはそれ以上の窒化ホウ素がらｆ
ｓる複合支持体よりｆ、ｇる。米国特許第４．２５３０
２９号には、機械的に強く、かつＸ線透過性を釘するか
がる複合マスク支持体が開示されている。かかるマスク
構造物では、所望のモ面性および機械的安定性を達成す
るために、窒化ホウ素フィルムを引き伸ばす必要があり
、このためにこの様にして形成される支持体の大きさが
制約される。また、最適の・［７−Ｉｌｉ′ｉ性を達成
するために、ポリイミド層適用前にさらに研磨工程が必
要である。

発明の要約 本発明の１つの目的は、公知のマスクと同様の好ましい
光学的性質を有し、かつ従来よりも大きｆ、ｆ直径で確
実に製造し得るＸ線リソグラフィー用マスク支持体を提
供することである。

本発明の他の目的は、支持体製造のいかなる時点におい
ても、研磨等の仕上げ加工工程の追加を必要としないマ
スク支持体を提供することである。

本発明の他の目的は、従来よりも正確にその張力を制御
することが可能ｆ、ｆ、複合、延伸、Ｘ線透過性部材か
らｆＳるマスク支持体を提供することである。

本発明の他の目的は、圧縮成形され、次いで予め設定さ
れた張力で支持構造物上に機械的に引き伸ばされるフィ
ルムでできたマスク支持体を提供することである。

本発明の他の目的は、無機材料層および該無機層」−に
設けられた高分子材料層により形成された引き伸ばされ
た、複合、Ｘ線１り過性の支持体、１ｆらひに該無機材
料層の露出表向−１−に接着されたＸ線吸収材料からな
るパターンよりｆ、ｆるマスク構造物を提供することで
ある。

前記マスク構造物を得るには、高置−丘材料層をコート
した無機のＸ線透喝性材料の圧縮フィルムを、フィルム
に対し所定の張力を加えるジグで引張り、その後、該引
張りフィルムの高分子層をパイレックス（Ｐｙｒｅｘ１
バイレックスはコーニング・グラスクークス社（Ｃｏｒ
ｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ　Ｗｏｒｋｓ　）の登録商標）な
どの珪硼酸ガラスで作られた支持リングに接着する。次
いでマスクパターンを該無機材料の露出表向に適用する
。

本発明の好ましい具体例では、無機フィルムは加圧中に
て成長したポリポランのフィルムであり、高分子材料は
ポリイミドである。

本発明の他の目的および利点は、以下の説明および添付
の図面より明らかと１「る。

第１図は、延伸前ソリコンリングに接着したポリイミド
コートポリボランフィルムの断面図、第２八図〜第２Ｆ
図は、マスク支持体を形成する工程を示す断面図、第３
図は、完成したマスク支持体の平面図、第４図は、表面
に形成されたマスクパターンを有するマスク支持体の断
面図である。

第１図は、ポリイミドのごとき材料からｆＳる高分子フ
ィルム（１４）でコートしたポリボランのごとキ無機材
料フィルム（１２）からなる複合材料支持体（］０）を
示す。該フィルム（１２）は、シリコンリング（１６）
に接着される。第１図に示される支持体（１０）は、数
種の異ｆＪｉる方法のうちのいずれか１つにより形成し
得る。しかしｒ、＞がら、特に効果的ｆＪ方法は、不活
性キャリアガス中てＢ２Ｉ（６およびＮＨ３を混合する
ことにより、プラズマ励起ＬＰＣＶＤ中にてポリボラン
の圧縮性フィルムを形成することであるとわかった。蒸
着を実施する圧力および／またはＢ２Ｈ６ハＨ３比を制
御することにより制御を行ｆ、ｆつたフィルムの圧縮状
態にてポリボランフィルムを２ミクロンから６ミクロン
の範囲の厚さに成長させる。ポリボランの蒸着後、ポリ
イミドの厚さがポリボランの厚さに等しいかまたは少し
薄くｒ、Ｈる様に調整した回転速度でスピニングするこ
とにより、ポリポランの表面にポリイミドを適用する。

次に該ウェファ−のコートされていｆ、ｆい側面の周囲
をマスクし、ポリイミドを腐食酸から保護する適当ｆＳ
エッチ固定具にウェファ−を固定し、シリコンの裏面部
分中央を、第１図に示した支持体（１０）を残して酸腐
食により除去する。

第２図は、台部４Ｊ（２ｏ）および重り（２２）からｆ
Ｓる全体を（１８）で示した延伸固定具に設置した支持
体（１０）を示す。具体例においては、該台部材（２０
）は、円形台部材（２４）、およびシリコンリングの内
径よりいくぶん小さい外径を有する立−１−り環状部（
２６）からｆｌる。重り（２２）は、環状部（２６）の
外径より僅かに大きい内径を有し、所望の張力を支持体
（１０）に加えるように調整されている。

重り（２２）を第２Ｂ図に示すように設置した後、バイ
レックスリング（２８）を１４２Ｃ図に示すようにポリ
イミド層（１４）に対しエポキシ化、あるいは接着する
。次いで第２Ｄ図に示すことく第２の重り（３０）をバ
イレックスリング上に設置し、エポキシ化合物を適当ｐ
時間内で硬化させる。

エポキシ化合物が硬化した後、第２Ｅ図に示すように、
パイレックスリング（２８）に接着され、引張状態にあ
る支持体（１０）から重りを除去し、ついで、余分な複
合材料フィルムおよびシリコンリングを裁断すると、第
２Ｆ図に示すような仕上加工済マスク支持体（３２）が
得られる。第２Ｆ図および第３図において、仕」−加工
済支持体（３２）は、ポリイミド層（１４）およびパイ
レックスリング（２８）に支持された透過性部分（３４
）を有するポリボラン層を含む伸長した複合材料フィル
ムからなる。

前記記載は、本発明のマスク支持体の好ましい具体例お
よび該支持体を形成する好ましい方法と考えられるもの
について記載したものである。本発明方法は、まず張力
下および圧縮下にて成長したフィルムに適用されるのが
好ましい。また、無機フィルムは、元来安定で、化学的
に不活性であり、必ずしも必要ではないが好ましくは耐
火性を有する無機材料の一種であってよい。一方、該無
機フィルム上にコートされる高分子材料は、金属イオン
含量が低く、光学的に透明で、良好ｆ、ｇ熱安定性を有
し、好ましくは、少ｆｉ　くとも１５０００ｐｓｉの引
張り強度を有する高分子材料の一種が用いられる。他の
適当ｆ、ｆ無機拐料の例としては、窒化ホウ素、炭化ホ
ウ素、窒化シリコンまたは炭化シリコンが挙げられる。

適当なポリマーの例としては、前記のカプトン、および
日立化成（株）より入手可能なポリイミドであるＩ’Ｉ
Ｑが挙けられる。

第４図に示す如く、例えば金等のＸ線収収性物質のパタ
ーン（３６）を公知の方法に従ってマスク支持体のポリ
ボラン層（１２）に適用することによりＸ線リソグラフ
ィーに適した仕上加工済マスク構造物（３８）が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、延伸前ソリコンリングに接着したポリイミド
コートポリボランフィルムの断面図、第２八図〜第２Ｆ
図は、マスク支持体を形成する工程を示す断面図、第３
図は、完成したマスク支持体の平面図、第４図は、表面
に形成されたマスクパターンを有するマスク支持体の断
面図である。 図中、主ＩＳ符号は以下のとおりである。 １０・・・支持体、１２・・・無機材料フィルム、１４
・・・高分子フィルム、１６・・・ソリコンリング、１
８・・・引張装置、２０・・・台部材、２２，３：（１
・・・重り、３６・・・パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　（ａ）支持部材上に、第１Ｘ線透過性材料から
   なるフィルム（１２）を形成し、 （ｂ）該フィルムを、第２Ｘ線透過性材料からなる層（
   １４）でコートし、 （Ｃ）該支持部材を、第１リング（１６）に接着した複
   合Ｘ線透過性部材（１０）を残してその中心部を溶蝕除
   去し、 （ｄ）第１リングの内径よりいくらか小さな外径を有す
   る第２リング（１８）上に、前記複合部材を第１Ｘ線透
   過性材料と密着させて設置し、（ｅ）所定の力を前記複
   合部材の端に加えて第２リングの外径以」−に伸びる該
   複合部材を引張り状態とし、 （ｆ）所定の力を加えながら第３リング（２８）を前記
   Ｘ線透過性材料の層に接着し、 （ｇ）工程（ｅ）で加えた力を除去し、（ｈ）前記第２
   リングの外径以」−に伸びる前記複合部材および第１リ
   ングを裁断する工程からｆｓることを特徴とするＸ線リ
   ソグラフィー用のマスク支持体（３２）を形成する方法
   。 （２）第１Ｘ線透過性材料が無機材料である前記第（１
   ）項の方法。 （３）第２Ｘ線透過性材料が高分子材料である前記第（
   １）項の方法。 （４）第１Ｘ線透過性材料が、耐火性、化学的不活性無
   機材料である前記第（１）項の方法。 （５）第１Ｘ線透過性材料がポリボランである前記第（
   １）項の方法。 （６）第１Ｘ線透過性材料が圧縮性ポリボランである前
   記第（１）項の方法。 （７）第２Ｘ線透過性材料が、金属含有量が低く、少な
   くとも１５０００ｐ８ｉの引張り強さを有するポリマー
   である前記第（１）項の方法。 （８）第２Ｘ線透過性材料がポリイミドである前記第（
   １）項の方法。 （９）前記支持部材がシリコンである前記第（１）項か
   ら第（９）項の方法。 （１，０）前記第３リングがホウケイ酸ガラス材料で作
   られる前記第（９）項の方法。 （１１）第２リングが、水平に配置された台部材からた
   ちあがった円筒部、ｔＪ（２６）である前記第（１）項
   の方法。 （１，２）（ａ）支持部材」−に第１Ｘ線透過性材料の
   フィルム（１２）を形成し、 （ｂ）前記フィルムを第２Ｘ線透過性材料の層（１４）
   でコートし、 （Ｃ）第１リング（１６）に接着した複合Ｘ線透過性部
   材（１０）を残して前記支持部材の中心部分を溶蝕除去
   し、 （ｄ）前記第１リンクの内径よりいくらか小さい外径を
   有する第２リング上に第１Ｘ線透過性材料と接触させて
   前記複合材料を設置し、 （ｅ）所定の力を前記第２リングの外径より伸ひた前記
   複合材料に加え、 （ｆ）所定の力を加えｆｌがら、第３リング（２８）を
   前記第２Ｘ線透過性４」料の層に接着し、（ｇ）工程（
   Ｃ）で加えた力を除去し、（１１）前記第２リングの夕
   １径以−Ｉ−に伸ひた前記複合部材および第１リングを
   裁断し、 （ｉ）前記第１Ｘ線透過性材料の露出表面に、Ｘ線吸収
   物質のパターン（３６）を配置する工程から１１′るこ
   とを特徴とするＸ線リソグラフィー用のマスク構造（３
   ８）を形成する方法。 （１３）第１Ｘ線透過性Ｈｒｌがポリボランであり、か
   つ第２Ｘ線透過性材ネ」がポリイミドである前記第（１
   ２）項の方法。 （１４）圧縮性無機Ｘ線１ｈ過性部梠（１２）、該圧縮
   性無機部材上に配置された高置−Ｔ−Ｘ線弘渦性層（１
   ４）および前記高分子層に接着された支持リング（２８
   ）より１了り、前記無機部材および有機層に機械的張力
   を加えて前記無機部材の露！、１．１表面」―のＸ線吸
   収性パターン（３６）支１′１１用の伸ばした複合支持
   体（１０）を成形することを特徴とするＸ線リソグラフ
   ィー用のマスク構造物（３８）。 （１５）圧縮性無機Ｘ線透過性部材（１２）、前記圧縮
   性無機部材上に設けられた高分子Ｘ線透過性層（１４）
   、前記高分子層に接着された支持リング（２８）、およ
   び前記無機部材」−に配置されたＸ線吸収パターン（３
   ６）よりｒｌす、前記無機部材および前記高分子層に機
   械的に張力を加えて延伸睨合支持体（１０）を成形する
   ことを特徴とするＸ線すソグラフィー用マスク構造物（
   ３８）。 （１６翔Ｑ記無機材料がポリポランである前記第（１４
   ）項または第（１５）項のマスク構造物。 （１７）ｉｔｉＪ記高分子層が、金属含有量が低く、少
   なくとも１５０００ｐｓｉの引張り強さを有するポリマ
   ーである前記第（１４）項または第（１５）項のマスク
   構造物。 （１８）前記高分子層がポリイミドである前記第（１４
   ）項または第（１５）項の製品。 （１９）前記無機材料が少なくとも２ミクロンの厚さの
   ポリボラ・ンであり、前記高分子層がポリイミドであっ
   て、該ポリボラン層および該ポリイミド層がほぼ同じ厚
   さである前記第（１４）項または第（１５）項の製品。 （２０）無機Ｘ線透過性材料のフィルム（１２）を形成
   し、該フィルムを高分子Ｘ線透過性利オ゛（層（１４）
   でコートして、複合Ｘ線透過性部材（１０）を成形し、
   所定の張力を該複合部材に加え、支持リング（２８）を
   前記高分子層に接着し、その表面にＸ線吸収パターン（
   ３６）を設けるのに使用し得る前記無機Ｘ線透過性フィ
   ルムの露出した表向を有する伸ばした複合支持体を成形
   する工程により形成されることを特徴とするＸ線リソグ
   ラフィー用マスク支持体。 （２１）無機Ｘ線透過性祠料のフィルム（１２）を成形
   し、該フィルムを高分子Ｘ線透過性材料層（１４）でコ
   ートして複合Ｘ線透過性部１ｉ’　（１０）を成形し、
   所定の張力を前記複合部材に加え、支持リンク（２８）
   を前記高分子層に接着腰Ｘ線吸収物質のバター　。 ンを無機フィルム」−に設ける工程により形成されるこ
   とを特徴とするマスク構造物。 （２２）無機材料がポリポランである前記第（２０）項
   または第（２１）項の製品。 （２３）前記高分子材料がポリイミドである前記第（２
   ０）項または第（２１）項の製品。