JPS62155518A - 軟ｘ線リソグラフイ−用マスク - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軟Ｘ線製版システム、軟Ｘ線リソグラフィー
１：使用するマスク構造体、＠Ｅ軟Ｘ線吸収物質からな
る画像パターンをその支持膜である可視光線に透明な樹
脂膜中Ｃ二埋め込んだ、可視光１ｓ１：よるマスクアラ
イメント（マスクの版材（：対する整合、位置合せ）が
可能である、サブミクロン画像の再現性（二優れたマス
ク構造体（−関する。

〔従来の技術〕

軟ｘｙｒｓｖソゲラフイーは、本質的Ｃ二高解像性を有
するため、サブミクロン画像の複写が要求される電子回
路素子等の製造に広く利用されることが期待され、事実
いくつかの提案がなされている（たとえば特公昭ｋｌ−
’ＩＩ！１１／号、特公昭！／−ｌＪ＋ｃＡ？号、特公
昭！１−４Ｉコダ７０号各公報）。しかし、軟Ｘ線リソ
グラフィーの実用化のためには、解決すべき重要な問題
が二つある。その一つはマスクアライメントを如何にし
て行うかということであり、他は軟Ｘ線マスクとして如
何なるものを用いるか、ということである。

従来このような軟Ｘ１ｍマスクとしては、支持枠ないし
支持部材に固定された軟Ｘ線透過性の支持膜上にＡｕ、
　Ｐｔ等の軟ｘｍ吸収性の画像パタ−ンを形成したもの
が用いられて来た。そしてこの支持膜材料としては、Ｓ
ｌ、８１．Ｎ４等の無機材料の薄膜あるいはポリエチレ
ンテレフタレート（デエボン社登録商標「マイラー」）
、ポリアミド等の高分子フィルムが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記支持膜中、Ｓ１膜は、構造の熱的安定性、高品質材
料の入手の容易さ、加工性が良好である等の利点を有す
るが、可視光に対して透過性が悪いので、マスクアライ
メント（：際しても軟Ｘ線を用いる必要が生ずる。しか
し、マスクアライメント（：際しても軟Ｘ線が要求され
ることは、軟Ｘ線リソグラフィーのシステム全体が複雑
化し、装置も高価：：なり、結局軟Ｘ線リソグラフィー
の大きな利点であるサブミクロン画像を高精度（：簡易
なシステムで転写できるという特徴を減するものである
。すなわち、Ｓ１膜には、簡易な可視光線を用いて光学
的（ニマスクアライメントを行えない難点がある。

また８１．Ｎ４膜は、可視光（二対して透明ではあるが
非常（；もろく、緊張した強い膜を得るのが困難である
という欠点がある。

一部マイラーフィルム、ポリアミドフィルム等からなる
樹脂膜は、比較的強く、また可視光：：対して透明であ
る利点を持っている。しかし。

従来技術においては、要求されるような薄膜（たとえば
ａ〜３μｍ程度）を緊張した状態で支持枠に固定するの
が困難であるという難点がある。

また、従来のマスク（＝おいては、支持膜として、上記
したような無機材料の薄膜を用いる（：しろ、樹脂薄膜
を用いるにしろ、このような支、持膜を形成後に、Ａｕ
％ｐｔ等の画像パターンが形成され、支持膜上Ｃ二突出
している為、これら画像パターンが擦過等シーより損傷
し易（、また画偉パターン周囲：：ゴミが付着するなど
して、サブミクロン画像の再現性を低下する難点がある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を解決するもので、「軟Ｘ線なら
び（＝可視光線ζ；対して透明な緊張した樹脂膜と、該
樹脂膜を支持する支持部材と該樹脂膜の一面（：埋め込
まれた軟Ｘ線吸収物質の薄層からなる画像パターンと可
視光線吸収材料からなるアライメントパターンとを含み
、且つ前記樹脂膜にアライメントパターンの存在する部
分を除いて軟Ｘ線；二対して透明な無機物質の層を積層
したことを特徴とする軟Ｘ線マスク構造体」を要旨とす
るものである。

以下、図面を参照しつつ本発明を更（＝詳細に説明する
。

第１図は本発明のマスク構造体を示し、軟Ｘ線ならびに
可視光線に対して透明な緊張した樹脂膜ｌの一面（二は
、軟Ｘ線吸収物質の薄層からなる画像パターンすなわち
軟Ｘ線吸収パターンコおよび可視光線吸収物質からなる
アライメントパターン３が埋め込まれており、樹脂膜ｌ
はまたその軟Ｘ線吸収パターン２等を埋め込んだ面の一
部において、通常は枠状である支持部材グないしＳ（こ
の例ではダはシリコン、３は酸化シリコン）（二固定さ
れている。そして樹脂膜ｌの軟Ｘ線吸収パターンコおよ
びアライメントパターン３を設けた面に、アライメント
パターン３の存在する部分を除いて軟Ｘ線透過材料（こ
の例ではシリコン）からなる薄膜６が付着されている。

以下（二本発明の軟Ｘ線マスク構造体の製造法ならびＣ
：各部の材質等について述べる。

たとえば第１図のマスク構造体は次のよう茗：して得ら
れる。

第２図に示すよう（＝、シリコン、ガラスその。

地熱膨張係数の小さい無機質材料からなり、必！！ζ二
応じて研摩すること（二より平滑な表面を有する基板ｌ
Ｉ（図示の特定例では熱酸化シリコン酸化膜Ｓを裏面（
二有するシリコン基板）上Ｃ二、Ａｕ％Ｐｔ、Ｔａ等の
軟Ｘ線吸収パターン２および、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ
％Ｔ１等の可視光線吸収材料からなるアライメントパタ
ーン３を、たとえば電子線製版システム、ドライエツチ
ングあるいはリフトオフ法等、常法（＝従りてたとえば
厚み０．３〜／、０μｍに形成する。次いで第３図に示
すよう：：軟Ｘ線吸収パターンａ等を覆りて樹脂膜ｌを
、塗布あるいは加熱貼着、好ましくは熱可塑性樹脂の溶
液あるいは熱硬化性樹脂の前駆体溶液の塗布・乾燥なら
び：：必要なら基板参上、で硬化させる方法、：：より
たとえば厚み０．５〜Ｓ、Ｏμｍの樹脂膜を一様（；形
成する。図面には、樹脂膜表面に凹凸がある如くに表示
しであるが、これは必ずしも必要でなく、表面が平滑の
場合ももちろんある。使用する樹脂（：要求される特性
は次のようなものである。

イ　軟Ｘ線および可視光１ＩＪＩ’ニ一対して透明であ
ること、 口　耐熱性（たとえば−００℃までの温度で樹脂膜の変
質および変形を起さないこと）および耐薬品性（耐アル
カリ性または耐酸性）Ｃ：優れること、 ハ　緊張した薄膜を形成可能なこと。

このような性質を有し、ｑ！ｆｌ＝好適な樹脂としては
ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ
る。

次いで第３図の構造体の基板亭の一部を支持部材として
残し、且つアライメントパターンの存在する部分を除い
て軟Ｘ線透過性のたとえば約ｏ、　ｓ　−ｔ’μｍ程度
の薄膜として樹脂膜／Ｅ沿りて基板参の一部を残すよう
（二枚Ｘ線吸収パターンコおよびアライメントパターン
３Ｃ二相当する部分の基板亭を腐食除去すること：二よ
り、第１図の構造体が得られる。腐食液としては、基板
の゛無機材料を腐食溶解するが、軟Ｘ線吸収パターンお
よびアライメントパターンならびに樹脂膜を腐食しない
ものが用いられる。このような腐食液としては１例えば
、弗酸、硝酸、エチレンジアミン、ピロカテコール・水
混液、カセイソーダ、カセイカリ等の溶液を必要：二応
じて加熱して用いる。この際、このような無機質薄膜（
たとえばシリコン）の厚みを効果的に制御するためには
、特公昭！１ｌ−ＩＩａｌＩ＆ｆ号公報（；記載されて
いるように軟Ｘ線吸収パターン２等を形成する前に、基
板面Ｃ二その構成する無機材料の構成元素（たとえばＳ
ｔ）と異なる共有結合半径を有する元素、（たとえばホ
ウ素、ヒ素、ガリウム、アンチモン、アルミニタム等）
を所要厚みまで拡散しておくことが確実であり好ましい
。この際、腐食液としてはエチレンジアミン、ピロカテ
コール、水が特（＝好ましい。

このよう（ニジて得られた、無機質薄膜６と樹脂膜−〇
積層膜は、軟Ｘ線（二対して透明となる。

たとえば、厚み１μｍのポリイミド膜と厚み一μｍのシ
リコン膜の積層膜は、軟Ｘ線（たとえばＡＩＫα線）（
二対して約６５％の透過率を有する。

上記のよう（ニジて得られた第１図のマスク構造体は、
支持膜の主たる部分を占める軟Ｘ線吸収パターンを設け
た部分が積層膜となりているため、構造的：二堅固であ
る利点がある。

〔作　用〕

樹脂膜は画像パターンとアライメントパターンの支持膜
としての機能を果すと共Ｃ二可視光線に対し透明である
ため、アライメントが容易である。また樹脂膜は画像パ
ターンとアライメントパターンを保護し、吸収パターン
の擦過等あるいはゴミの付着等を防止する機能を果すも
のである。

また、樹脂膜（：局部的に積層された軟ＸＩ！ｌ（二対
して透明な無機物質の層は樹脂膜を補強するものである
。

〔実施例〕

第コ図礪二示すよう（二裏面Ｃ：厚さ０．３μｍのシリ
コン酸化膜５を有する厚さコｔＯμｍのシリコンμのシ
リコンクエハコ上にＳ７１００℃、３時間の条件Ｃ二て
揮散拡散法（二より高濃度のボロン拡散処理をし、その
ボロン拡散面上（二、通常の真空蒸着法により厚さ０．
３１μｍの金を蒸着した。続いて通常の電子線製版シス
テムおよびドライエツチング法によりパターン化し、軟
Ｘ線吸収パターンａおよびアライメントパターン３を設
けた。次（二、ポリイミド樹脂前駆体液を回転塗布法（
二より軟Ｘ線吸収パターンコ等を覆ってシリコンクエへ
上（二塗布し、徐々に加熱しながら３００℃で７時間保
持し熱硬化させて厚み７μｍのポリイミド樹脂膜を得た
（第３図）。

次にシリコン酸化膜を通常のバッファＨＦ溶液でパター
ンａおよび３に相当する部分のみ除去して窓開けを行い
、更に残るシリコン酸化膜をレジスト膜としてパターン
コおよび３に相当する部分のシリコンを裏面より、１１
０℃のエチレンジアミン・ピロカテコール・水（７）／
：、ｔニー混液ζ二より腐食除去を行つたとこる腐食は
ボロン拡散層で停止し、第４図（＝示すよう：：厚み一
μｍのシリコン膜６を残した構造体を得た。

次（−１第ダ図の構造体中のシリコン膜ダのアライメン
トパターン３と接する部分を硝酸：フッ酸＝！：ｌの腐
食液をもりて除去した。アライメンパターン３はポリイ
ミド樹脂膜ζ；転写された。これにより、吸収パターン
コを有するポリイミド膜部分がＶリコン薄膜；二より補
強された第１ｒｌｉＡζ：示すような強度的；二も優れ
たマスク構造体が得られた。

得られたマスク構造体のポリイミド樹脂膜単層部の可視
光線（ｅ線）の透過率は約ｔ３％であり、またシリコン
膜とのｙ、層部（二おける軟Ｘ線（ＡＩＫα線）の透過
率は約６３％であった。

このよう（−シて得られたマスク構造体を用いて第３図
（二概略を示すような軟Ｘ線製版システムζ二適用した
。すなわち、第Ｓ図に示すように、ポリメチルメタリレ
ートの軟Ｘ線レジスト膜７ならびにアライメントパター
ンｔを有するシリコン製素子基板テ上（−、マスク構造
体をそを樹脂膜ｌを有する面が対向するようニー重ね、
素子基板のアライメントパターンｔとマスクのアライメ
ントパターン３とを可視光線１０を用いて、光学的Ｃニ
アライメントした。スペーサ（図示せず）を介して位置
を固定した後、軟Ｘ線（ＡＩＫα線”、ｔ、Ｊ４Ｉｋ）
／／を照射すること（二よりレジスト画像が得られた。

〔発明の効果〕

以上詳記した通り、本発明の軟Ｘ線リソグラフィー用マ
スクは可視光線によるマスクアライメントが可能であり
、強度的に優れ、また軟Ｘ線吸収パターンが予め無機質
基板上に形成することができるため、スパッタエツチン
グ等のドライエツチング（二より、高精度に加工するこ
とができ、位置精度、寸法精度）二優れ、また軟Ｘする
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軟Ｘ線マスク構造体の断面図、第一図
ないし第４図は本発明の軟Ｘ線マスク構造体の製造法の
中間工程を説明するための断面図、第３図は本発明の軟
Ｘ線マスク構造体を用いて行う軟Ｘ線製版システムの説
明図である。 ｌ・・・・・・・・・・・樹脂膜 コ・・・・・・・・・・・軟Ｘ線吸収パターン３・・・
・・・・・・拳・アライメントパターンダ　・・・・・
・・・・・・マスク基板または支持部材６・・・・・・
・・番・・無機質薄膜 デ・・・・・・・・・・・素子基板 １０・・・・・・・・・・・可視光線 ／／＊＊＋＋＊・・・・・・拳軟Ｘ線 特許出願人　大日本印刷株式会社 代理人　弁理士　小　西　淳　美 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軟Ｘ線ならびに可視光線に対して透明な緊張した樹脂膜
   と、該樹脂膜を支持する支持部材と該樹脂膜の一面に埋
   め込まれた軟Ｘ線吸収物質の薄層からなる画像パターン
   と可視光線吸収材料からなるアライメントパターンとを
   含み、且つ前記樹脂膜にアライメントパターンの存在す
   る部分を除いて軟Ｘ線に対して透明な無機物質の層を積
   層したことを特徴とする軟Ｘ線マスク構造体。