JPS60220933A - X線露光マスク及びその製造方法 - Google Patents
X線露光マスク及びその製造方法Info
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- JPS60220933A JPS60220933A JP59077745A JP7774584A JPS60220933A JP S60220933 A JPS60220933 A JP S60220933A JP 59077745 A JP59077745 A JP 59077745A JP 7774584 A JP7774584 A JP 7774584A JP S60220933 A JPS60220933 A JP S60220933A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は微細パターンの高精度転写技術として(従来技
術とその問題点) 従来、xa’ttg光マスクに光マークに波長数^ない
し/’f7A程度の軟X線を良く透過する薄膜上に前記
軟X線を良く吸収するAu又はPt 等の重金属パター
ンを形成し、前記薄膜の周囲をSi 単結晶若しくは石
英ガラス等から成る支持枠に固定したものが用いられる
。
術とその問題点) 従来、xa’ttg光マスクに光マークに波長数^ない
し/’f7A程度の軟X線を良く透過する薄膜上に前記
軟X線を良く吸収するAu又はPt 等の重金属パター
ンを形成し、前記薄膜の周囲をSi 単結晶若しくは石
英ガラス等から成る支持枠に固定したものが用いられる
。
このような従来のX線露光マスクに於いては、X#i!
露光用光源として最も高効率であると考えられているM
oL 線(λ=5.4A )やSiK線(λ=7゜IA
)あるいはPdL 線(λ=44λ )に対して十分
なマスクコントラストを得る為に必要なAu(若しくは
Pt)パターンの膜厚が少なくとも約0.8μm以上必
要であp1約0.5μm若しくはそれ以下の微細パター
ンを転写する為には、1以上のアスペクト比(縦横比)
を有するマスクパターンが必要となる。ところがX線露
光用光源として最も有力視されている電子ビーム励起型
X線源やプラズマ励起X線源は、点光源である為イ及り
パターンは放射状に発散するX線束によって半導体基板
上に転写される為、従来のX線露ブCマスクに於ける上
記のような高アスペクト比のパターンの場合には、半影
ボケが大きくなり、パターンの転写精度が低下するとい
う欠点があった。また、AuやPtは化学的に不活性で
ある為、厚さ1μ藏い膜厚を有するパターンを、電子ビ
ーム露光等で形成した薄膜のレジストパターンをマスク
にした通常のドライエツチングで形成することは殆んど
不可能である。この為従来上記のような厚膜パターンは
、旦 一部リフトオフ法によって形成したTi 等の金属パタ
ーンをマスクにして下層の厚膜の有機膜を酸素カスを用
いた反応性イオンエツチングによってパターニングし、
この有機膜パターンの開口部に選択的にAuやPt f
メッキするか、又は予め該有機膜パターンの下層に形成
しておいた厚膜のAu(又はPt’)f前記厚膜有機膜
パターンをマスクにしてエツチングするかして形成して
いた。このような従来のX線露光マスクの製造プロセス
は、通常のフォトマスクの製造プロセスと比較すると複
雑であり、しかもリフトオフやメッキ等のプロセスを含
む為、欠陥が発生し易い上、線幅の制御性が悪い、生産
性が低い等の欠点があった。
露光用光源として最も高効率であると考えられているM
oL 線(λ=5.4A )やSiK線(λ=7゜IA
)あるいはPdL 線(λ=44λ )に対して十分
なマスクコントラストを得る為に必要なAu(若しくは
Pt)パターンの膜厚が少なくとも約0.8μm以上必
要であp1約0.5μm若しくはそれ以下の微細パター
ンを転写する為には、1以上のアスペクト比(縦横比)
を有するマスクパターンが必要となる。ところがX線露
光用光源として最も有力視されている電子ビーム励起型
X線源やプラズマ励起X線源は、点光源である為イ及り
パターンは放射状に発散するX線束によって半導体基板
上に転写される為、従来のX線露ブCマスクに於ける上
記のような高アスペクト比のパターンの場合には、半影
ボケが大きくなり、パターンの転写精度が低下するとい
う欠点があった。また、AuやPtは化学的に不活性で
ある為、厚さ1μ藏い膜厚を有するパターンを、電子ビ
ーム露光等で形成した薄膜のレジストパターンをマスク
にした通常のドライエツチングで形成することは殆んど
不可能である。この為従来上記のような厚膜パターンは
、旦 一部リフトオフ法によって形成したTi 等の金属パタ
ーンをマスクにして下層の厚膜の有機膜を酸素カスを用
いた反応性イオンエツチングによってパターニングし、
この有機膜パターンの開口部に選択的にAuやPt f
メッキするか、又は予め該有機膜パターンの下層に形成
しておいた厚膜のAu(又はPt’)f前記厚膜有機膜
パターンをマスクにしてエツチングするかして形成して
いた。このような従来のX線露光マスクの製造プロセス
は、通常のフォトマスクの製造プロセスと比較すると複
雑であり、しかもリフトオフやメッキ等のプロセスを含
む為、欠陥が発生し易い上、線幅の制御性が悪い、生産
性が低い等の欠点があった。
一方、上記のようなAu(又はPt)パターンX線露光
マスクの欠点を改良する為、Taのパターン材料とした
X線露光マスクが小環等によって開発された(小環、大
久保、渡辺、吉原、第44回応用物理学会術講演会講演
予稿集237頁)。上記X線露光マスクは、マスク基板
上に所定の膜厚のTa膜と8i02膜を順次ECRプラ
ズマ付着法によって形成し、この8i02膜上に所望の
レジストパターンを形成した後、このレジストパターン
をマスクに前記5i02膜をC2F6ガスを用いた反応
性イオンエツチングによりパターニングし、次にこのS
iO2ハターンをマスクにCBrF3ガスを用いた反応
性イオンエツチングによりTa膜をエツチングして所望
のTaパターンを形成するものである。
マスクの欠点を改良する為、Taのパターン材料とした
X線露光マスクが小環等によって開発された(小環、大
久保、渡辺、吉原、第44回応用物理学会術講演会講演
予稿集237頁)。上記X線露光マスクは、マスク基板
上に所定の膜厚のTa膜と8i02膜を順次ECRプラ
ズマ付着法によって形成し、この8i02膜上に所望の
レジストパターンを形成した後、このレジストパターン
をマスクに前記5i02膜をC2F6ガスを用いた反応
性イオンエツチングによりパターニングし、次にこのS
iO2ハターンをマスクにCBrF3ガスを用いた反応
性イオンエツチングによりTa膜をエツチングして所望
のTaパターンを形成するものである。
このTaパターンX線露光マスクに於いては、リフトオ
フやメッキ工程を含まない為、欠陥を多少減少させる効
果はあったが、依然として工程が複雑であり、線幅の制
御性もグ十分ではなかった。
フやメッキ工程を含まない為、欠陥を多少減少させる効
果はあったが、依然として工程が複雑であり、線幅の制
御性もグ十分ではなかった。
(発明の目的)
本発明は、上記のような従来技術の欠点を除去し、高精
度且つ蔦品質のX線露光マスクとその製造方法を提供す
るものである。
度且つ蔦品質のX線露光マスクとその製造方法を提供す
るものである。
(発明の構成)
本発明では先ずX線吸収体パターンを支持するX線透過
性薄膜を表面に形成したマスク基板上に数十人ないし数
百八属のTi あるいはN1、あるいはTi とN17
及び数千λ厚のWを順次連続して堆積し、このW膜上に
レジストを塗布し、電子ビーム露光法若しくはイオンビ
ーム露光法等の方法により所望のレジストパターンを形
成し、このレジストパターンをマスクにしてSF6ガス
又はSFaとc12の混合ガスあるいはNF3 ガスを
用いた反応性イオンエツチングによって、前記Wをエツ
チングし、マスク基板の裏面からこの基板の一部を除去
してX線透過性薄Rを露出させれば所望のX線露光マス
クが得られる。
性薄膜を表面に形成したマスク基板上に数十人ないし数
百八属のTi あるいはN1、あるいはTi とN17
及び数千λ厚のWを順次連続して堆積し、このW膜上に
レジストを塗布し、電子ビーム露光法若しくはイオンビ
ーム露光法等の方法により所望のレジストパターンを形
成し、このレジストパターンをマスクにしてSF6ガス
又はSFaとc12の混合ガスあるいはNF3 ガスを
用いた反応性イオンエツチングによって、前記Wをエツ
チングし、マスク基板の裏面からこの基板の一部を除去
してX線透過性薄Rを露出させれば所望のX線露光マス
クが得られる。
上記製造プロセスに於いて、マスク基板とWの間に形成
したT i−?Ni 薄膜は、Wのエソチング工程に於
いて、マスク基板を保持する為のエツチングストッパー
としての役割と、マスク基板とWパターンの接着力を高
める接着層としての役割を果たしている。
したT i−?Ni 薄膜は、Wのエソチング工程に於
いて、マスク基板を保持する為のエツチングストッパー
としての役割と、マスク基板とWパターンの接着力を高
める接着層としての役割を果たしている。
本発明によれば、現在量も実用的なXf1露光用光源で
ある電子ビーム励起型X線源の中に於いても最も高いX
線出力が得られるMoL 線に対して約0.5μm の
膜厚でl]dB以上の高いコントラストが得られるWを
パターン材料とした高精度X線露光マスクが従来に比べ
て大幅に簡略化されたプロセスで製造できる。
ある電子ビーム励起型X線源の中に於いても最も高いX
線出力が得られるMoL 線に対して約0.5μm の
膜厚でl]dB以上の高いコントラストが得られるWを
パターン材料とした高精度X線露光マスクが従来に比べ
て大幅に簡略化されたプロセスで製造できる。
(第1の実施例)
次に本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図(alから第1図(blに至る各図は、本発明の
一実施例によるX線露光マスクの製造工程を説明する為
に各製造工程に於ける模式断面をハロに示したものであ
り、第1図(d)は本発明が提供するX線露光マスクの
模式断面図を示す。
一実施例によるX線露光マスクの製造工程を説明する為
に各製造工程に於ける模式断面をハロに示したものであ
り、第1図(d)は本発明が提供するX線露光マスクの
模式断面図を示す。
先ず数百μmないし数mm程度の厚みを有する(100
)Si単結晶基板11のいずれか一方の表面上にCVD
法又はプラズマCVD 法等の方法により数百穴ない
し数千^厚のSi3N4 膜を堆積し、通常のフォトリ
ソグラフィー技術を用いてこのSi3N4の一部をエツ
チングし、所望のSi3N+膜ノ(ターン12を形成す
る(第1図(a))。
)Si単結晶基板11のいずれか一方の表面上にCVD
法又はプラズマCVD 法等の方法により数百穴ない
し数千^厚のSi3N4 膜を堆積し、通常のフォトリ
ソグラフィー技術を用いてこのSi3N4の一部をエツ
チングし、所望のSi3N+膜ノ(ターン12を形成す
る(第1図(a))。
次に該Si 単結晶基板11の他方の表面上にプラズマ
CVD 法若しくは減圧CV’D法等の方法により、数
千λ乃至数μm厚のSiNx膜13を形成す〜194に
記載されている方法とほぼ同じて゛ある。
CVD 法若しくは減圧CV’D法等の方法により、数
千λ乃至数μm厚のSiNx膜13を形成す〜194に
記載されている方法とほぼ同じて゛ある。
つづいて数十穴ないし数百八属のTi 膜14及び数千
A厚のタングステン膜15をスパッタリング法により順
次堆積した後前記W膜15上にレジストを塗布し阻子ビ
ーみ露光若しくはイオンビーム露光等の方法により所定
のレジストパターン16を形成する値1図(b孤 次にこのレジストパターン16をマスクにしてSF6ガ
ス又は8F6とc12 の混合ガス等を用いた反応性イ
オンエツチングにより該W膜15をエツチングし、所望
のWパターン15′ を形成した後図 前記レジストパターン16を除去する(第1d(c))
。
A厚のタングステン膜15をスパッタリング法により順
次堆積した後前記W膜15上にレジストを塗布し阻子ビ
ーみ露光若しくはイオンビーム露光等の方法により所定
のレジストパターン16を形成する値1図(b孤 次にこのレジストパターン16をマスクにしてSF6ガ
ス又は8F6とc12 の混合ガス等を用いた反応性イ
オンエツチングにより該W膜15をエツチングし、所望
のWパターン15′ を形成した後図 前記レジストパターン16を除去する(第1d(c))
。
この時前記Wパターン15′の開口部に露出せしめられ
たTi膜14は、必ずしもエツチングする必要はなく、
W膜15の所定の領域のエツチングが完了した時点でチ
ェラング工程は終了して良い。
たTi膜14は、必ずしもエツチングする必要はなく、
W膜15の所定の領域のエツチングが完了した時点でチ
ェラング工程は終了して良い。
−二 、・1
最後に、前記Wパターン15′ を任意の治具を用いて
保護しつつ8i単結晶基板11の所定の領域金、先に形
成したS i 3N 4膜パターン1′2:をマスクに
して例えば30%KOH水溶液等を用いてエツチングす
れば、第1図(d)に示すような所望のWパターンX線
露光マスクが得られる。
保護しつつ8i単結晶基板11の所定の領域金、先に形
成したS i 3N 4膜パターン1′2:をマスクに
して例えば30%KOH水溶液等を用いてエツチングす
れば、第1図(d)に示すような所望のWパターンX線
露光マスクが得られる。
(第2の実施例)
第2図(a)から第2図(d)に至る各図は本発明の第
2の実施例によるX線露光マスクの製造工程を、工程順
に説明する為の模式的断面図である。
2の実施例によるX線露光マスクの製造工程を、工程順
に説明する為の模式的断面図である。
先ず前記第1の実施例として同様にして(100JSi
単結晶基板21のいずれか一方の表面上に所定の8i3
〜4膜パターン22を形成する(第2図(a))。
単結晶基板21のいずれか一方の表面上に所定の8i3
〜4膜パターン22を形成する(第2図(a))。
次に前記Si 単結晶基板21の他方の表面上に7”ラ
ズマCVD 等の方法によりSiNx膜23を形成した
後、例えは30%KOH水溶液中に於いて、前記Si
単結晶基板21のうちSi3N4膜パターン22の開口
領域に相当する部分をエツチングして除去する(第2図
(b))。
ズマCVD 等の方法によりSiNx膜23を形成した
後、例えは30%KOH水溶液中に於いて、前記Si
単結晶基板21のうちSi3N4膜パターン22の開口
領域に相当する部分をエツチングして除去する(第2図
(b))。
しかる後、前記8iNx膜23の表面上に、スバTi2
4と数千A厚のW25を連続して堆積し、第1の実施例
と同様にしてレジストパターン26を形成する(第2図
(C))。
4と数千A厚のW25を連続して堆積し、第1の実施例
と同様にしてレジストパターン26を形成する(第2図
(C))。
最後に前記レジストパターン26をマスクにして第1の
実施例と同様な方法により前記W膜25をバターニング
して25′ とすれは第2図(dlに示すような所望の
X線露光マスクが得られる。
実施例と同様な方法により前記W膜25をバターニング
して25′ とすれは第2図(dlに示すような所望の
X線露光マスクが得られる。
第1の実施例及び第2の実施例に於いてSi3N4険(
ターン12及び22は、SiC又はAl2O3゜若しく
はS i3N 4 と8402の複合膜等で形成しても
良い。また、SiNx膜13及び23は、8iC又はS
i3N+ と5i02の複合膜等で形成することも可能
である。また薄膜14.24はTi でな(Niあるい
はTi とNiを積層したものでもよい。更にW膜15
及び25はプラズマCVD 法又は減圧CVD 法のい
ずれかを用いても形成できる。
ターン12及び22は、SiC又はAl2O3゜若しく
はS i3N 4 と8402の複合膜等で形成しても
良い。また、SiNx膜13及び23は、8iC又はS
i3N+ と5i02の複合膜等で形成することも可能
である。また薄膜14.24はTi でな(Niあるい
はTi とNiを積層したものでもよい。更にW膜15
及び25はプラズマCVD 法又は減圧CVD 法のい
ずれかを用いても形成できる。
(発明の効果)
従来所望のX線マスクパターンを形成する為に−ンを少
なくとも一担他の金属パターンや5j02パターンに変
換した後、このパターンをマスクに再度X線吸収体パタ
ーンに変換する必侠があったが、本発明によればドライ
エツチングによってレジストパターンから直接Wパター
ンに変換できる為、プロセスが簡単であり、しかも線幅
制御性に収係数を有する為、約0.5−μmの膜厚で十
分なマスクコントラストが得られ、パターン精度の低層
下につながる半影ボケを大幅に低減できる。という利点
をも有する。
なくとも一担他の金属パターンや5j02パターンに変
換した後、このパターンをマスクに再度X線吸収体パタ
ーンに変換する必侠があったが、本発明によればドライ
エツチングによってレジストパターンから直接Wパター
ンに変換できる為、プロセスが簡単であり、しかも線幅
制御性に収係数を有する為、約0.5−μmの膜厚で十
分なマスクコントラストが得られ、パターン精度の低層
下につながる半影ボケを大幅に低減できる。という利点
をも有する。
第1図(a)から第1図(d)に至る各図は本発明の第
1の実施例によるX線露光マスクの製造工程を説明する
為の模式的断面図であり、第1図(d)は本発明が提供
するX線露光マスクの模式的断面図である。 第2図(a)から第2図(d)までの各図は本発明の第
2の実施例によるX線露光マスクの製造工程を示す模式
的断面図である。 図に於いて 11.21.・・・・・・ Si単結晶基板、12.2
2・・・・・・ S i 3N 4膜、 13.23−
=−S、iNx膜、 14.24−・・−Ti薄膜、
15.25・・・・・・ W膜、15.’ 25’・・
・・・・Wパターン◇ 案 I 図 窮 2 図
1の実施例によるX線露光マスクの製造工程を説明する
為の模式的断面図であり、第1図(d)は本発明が提供
するX線露光マスクの模式的断面図である。 第2図(a)から第2図(d)までの各図は本発明の第
2の実施例によるX線露光マスクの製造工程を示す模式
的断面図である。 図に於いて 11.21.・・・・・・ Si単結晶基板、12.2
2・・・・・・ S i 3N 4膜、 13.23−
=−S、iNx膜、 14.24−・・−Ti薄膜、
15.25・・・・・・ W膜、15.’ 25’・・
・・・・Wパターン◇ 案 I 図 窮 2 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、X線吸収体パターンと、このX線吸収体パターンを
支持するX線透過性薄膜と、この薄膜を周囲から補強支
枠とを少なくとも備えたX線露光マスクにおいて、前記
X線吸収体パターンがWとTiあるいはWとNiSある
いはWとTi とNiの複数層構造を成すことを特徴と
するX線露光マスク。 2、半導体単結晶基板上にX線透過性薄膜を設ける工程
と、この薄膜上にTi あるいはNi あるいはTi
とNiと、Wをこの順に形成する工程と、このW膜上に
レジストパターンを形成し、該レジストパターンをマス
クに前記W膜を選択的にエツチングする工程と、前記半
導体単結晶基板の一部をW膜のない側からエツチング除
去する工程とを含むことを特徴とするX線露光マスクの
製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59077745A JPS60220933A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | X線露光マスク及びその製造方法 |
US06/723,052 US4634643A (en) | 1984-04-18 | 1985-04-15 | X-ray mask and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59077745A JPS60220933A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | X線露光マスク及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60220933A true JPS60220933A (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=13642443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59077745A Pending JPS60220933A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | X線露光マスク及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
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US (1) | US4634643A (ja) |
JP (1) | JPS60220933A (ja) |
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