JPS6285429A - Ｘ線マスクの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高密度集積回路装置等の製造Ｉこ用いるＸ線
露光用マスクの製造方法に関するものであるＯ 〔従来の技術］ ＸＭは、その波長が紫外光や遠紫外光に比べて数Ａ〜数
百への範囲に分散しているように極めて短かいので透過
力に優れている。そこでＸ線マスクのコントラストを高
めるためにＸ線に対して吸収係数の大きな、しかも加工
の容易なんをパターン材料にしている。ＭはＸＭ１こ対
する吸収係数が他の材料に比べ大きいが、Ｘ線を完全に
遮断できないので、マスクのコントラストを上げる為濃
こＭパターンの厚さを厚くする必要がある。さらに、Ｘ
線が他の光源に比べて回折効果が極めて小さいのでその
特性を充分に生かす目的で、Ａｕパターン自体はステイ
ープでなければならない。したがって、これらの要求を
満たすＸ線マスクのＡｎ　パターンをサブミクロンでし
かも高アスペクト比に形成するために、それに応じた高
アスペクト比の有機材料のマスクが要求され、この有機
材料マスクを形成するために２段階エツチング法が考え
出されている。

第２図（ａ）〜（ｈ）はこの２段階エツチング法によっ
て有機材料マスクを形成する方法を利用した従来のＸ線
マスクの製造方法の主要段階における状態を示す断面図
である。

まず、第２図（ａ）に示すよう≦こＳｉ基板（１）の上
にＳｉＮ膜（２）を形成し、その上に第１のＣｒ膜（３
）及びん膜（４）を形成し、更にその上にポリイミド層
（５）を形成し、その上に第２のＣｒ膜（６）を形成し
、その土に所望形状のレジストパターン（７）を形成す
る。

Ａｌｌ膜（４）は後に電気メッキによって油からなるマ
スクパターンを形成するときの電極用である。第１のＣ
ｒ膜（３）はＳｉＮ膜（２）とん膜（４）との接着強度
を高めるためのものであるＯＡ＋１膜（４）の膜厚は後
番こＭメンキのためのマスクを形成するに際してポリイ
ミド層（５）をリアクティブ、イオン、エツチング（Ｒ
ＩＥ：　Ｒｅａｃｔｌ−ｓ−ｉｓ　Ｉｏｎ　Ｅｔｅｈｌ
−ｐｇ　）するときに、オーバエツチングによってＭ膜
（４）もエツチングされることがあるので、その膜減り
を考慮した膜厚にしてＳかねばならない。次に、メッキ
の型（マスク）になるポリイミド層（５）はポリアミッ
ク酸を塗布して、これを３５０℃以上の温度で熱処理す
ることによって形成される。次に、第２図（ｂ）に示す
ように。

レジストパターン（７）をマスクとして、第２のＣｒ膜
（６）をエツチングすることによって、ポリイミド層ρ
） （５）をエツチングするためのＣｒマスク、（６）が形
成され勾ン る。次に、第２図（Ｃ）に示すように、Ｃ「マス久（６
）を介してポリイミド層（５）をエツチングする。この
エツチングガスには一般にへが用いられる。選択エツチ
ング≦こよってポリインド層（５）が抜けると、その部
位にＭ膜詔）が露出するようになる。次に、第２図（ｄ
）に示すよう番こ、ポリイミドパターン（５）を型にし
て、電気メツキ法によって、Ａ１１をその型の高さ以下
の厚さに析出させＡｕマスクパターン（８）を形成する
。次に、第２図（ｅ）に示すように、ポリイミトハター
ン（５）を０２ガスプラズマによつ−Ｃ除去し、続いて
、第２図（ｆ）に示すように、Ａｕ　ＩＣ対するライト
エツチングを施し、Ａｌｌマスクパターン（８）が形成
されていｒｌい部位のＡｕ膜（４）を除去し、劾マスク
パターン（８）のコントラストを向上させる。当然、こ
０：）　ｍ、　Ａｕ　マスクパターン（８）も僅かなが
ら厚さが減少する。このようにして、ＳｉＮ膜（２）の
上に下敷油膜（４）とＡｕマスクパターン（８）からな
るんマスク（８Ａ）が形成される。続いて、第２図（２
））≦こ示すように、Ｍマスク（８Ａ）を保護するため
に再びポリイミド層（９）でコーアイングし、最後に、
第２図（ｈ）に示すように、Ｓｉ基板（１）をその周縁
部を枠体として残して中央部をエツチング除去して窓を
形成して、Ｘ線マスクが完成する。

ところで、ここで用いた２段階エツチングではそれに関
与する６膜の膜厚かプロセスの上で重要になる。すなわ
ち、ポリイミド膜（５）の膜厚はそれをエツチングする
ときにマスクとなる第２のＣｒ膜（６）の膜厚と膜減り
の割合によって限定される。更≦こ、第２のＣｒ膜（６
）の膜厚はこれをエツチングするときにマスクとなるレ
ジストパターン（７）の耐エツチング性感こよって制限
を受ける。従って、第２のＣｒ膜（６）はポリイミド膜
（５）及びレジストパターン（７）の双方の膜厚及び被
エツチング特性にまって制限を受ける。

第２のＣ「膜（６）、ポリイミド膜（５）及びレジスト
。

パターン（７）のそれぞれの膜厚ＴＴｍ　、　Ｈｐ及び
Ｈｒとの間には次の関係が要求される。

（ｔｒｍｓ−１ｒｓ） ここでｌはポリイミド膜（５）のエツチンク時に起こる
第２の０膜（６）の膜減り速度、　Ｉｍｐはポリイミド
膜（５）の膜減り速度、ｔｍｐｓ、　ｔｍｓはそれぞれ
ポリイミド膜＋５）及び第２のＣｒ膜（６）が実際にエ
ツチング除去の起こりはじめる時刻、Ｕｒｍはレジスト
パターン（７）をマスクにして第２（ＯＣｒ膜（６）を
エツチングしている時の第２のＣｒ膜（６）の膜減り速
度、　Ｉ工ｒはｍ２（Ｚ）　Ｃｒ　膜（６）をエツチン
グしている時のレジストパターン（７）の膜減り速度、
　ｔｒｍ８．ｔｍｓ　ｌ；ｊそれぞれ第２のＣｒ　膜（
６）、レジストパターン（７）が実際にエツチング除去
の起こりはじめる時刻を示す。最小線幅が０．５μｍの
Ａｕマスクパターン（８）を形成するためにはレジスト
パターン（７）の膜厚もヂよそ０．５　ｐｍ程度になる
。ＡＩマスクパターン（８）の厚さが８００　Ａ程度必
要であれはポリイミド膜（５）の膜厚は余裕を考慮して
１．２μｍ程度最低必要である。その８度の厚さのポリ
イミド膜（５）をエツチングするため≦こは第２のＣｒ
膜（６）の膜厚か１００ＯＡ以上必要番こなる。ところ
が。

レジストパターン（７）の膜厚が（１，５Ａ１１で第２
のＣｒ膜（６）をエツチングできる限界は１００ＯＡ程
度である。

したがって、よほどエツチングの選択性が良（なければ
、２段階エツチング法はその刀を充分に発揮することが
できｌＪい。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のように従来のＸ線マスク製造方法では、マスクコ
ントラストを高めようとする目的で、Ｍマスクパターン
（８）の厚さを厚くしようとすれは、ポリイミド膜（５
）及び第２の０膜（６）を厚くしなければならす、その
ため番こレジストパターン（７）の厚さも増やさなけれ
ばならない。その結果レジストパターン（７）の膜厚が
１．０μｍ程度になれば２０００〜３０００　Ａ厚程度
の第２のＣｒ膜（６）やａｏμｍ厚程度のポリイミド膜
（５）を容易にエツチングできるが、逆にレジストパタ
ーン（７）の解像度が著しく低下してくる。さらに、Ａ
ｌｌ膜（４）の不要部をエツチングするためのポリイミ
ド膜（５）を除去し、マスク保護のために再びポリイミ
ド＃　（９）のコーティングをするという２重手間と、
第２図（ｆ）の工程で油のライトエツチングをするので
、Ａｕマスク（ａＡｌの厚さが減少し、マスクコントラ
ストが悪くなるｔｌとの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ザブミクロン、高アスペクトのＭパターン形
成を従来の方法よりも著しく容易にできるとともに、起
ＬＳＩを実現できるＸ線マスクの製造方法を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

「二 この発明心像るＸ線マスクの製造方法では、基板上に有
機材料膜を形成し、その上にリフトオフ法１こよって金
嘴パターンを形成し、その金属パターンをマスクとして
有機材料膜パターンを形成し。

その全上面にＸ線吸収材料膜を形成した後に有機材料膜
パターン上ｆＸ線吸収材料膜の下に残っている金属パタ
ーンがエツチングされる液に浸すことによって金属パタ
ーンとそのヒのＸ線吸収材料膜を除去するものである。

〔作　用〕

この発明では有機材料膜上の微細金頃パターンをリフト
オフ法で形成するので、次の工程で、この金属パターン
をマスクとして有機材料膜をエツチング除去するに必要
なマスク膜厚番こ容易ｌこ形成できる。従って、微細な
有機材料膜を所要の厚さに容易に形成でき、その全土面
にＸ線吸収材料膜を形成した後に、上記金属膜をエツチ
ングすることによってその上の部分のＸ線吸収材料膜を
一緒に除去するので工程が簡単になる。

〔実施例〕

第１図（ａ）〜（ｇ）はこの発明の一実施例方法の主要
段階における状態を示す断面図で、まず−８ｉ基板〜 ｆｌ）の上に形成されたＳ用膜（２）のよにポリアミッ
ク酸を塗布し、３５０℃以ヒの温度で熱処理するとポリ
イミド層（５）が形成される。ざらにポリイミド層（５
）の上に’を子ビームレジストＰＭＭＡのパターン（１
）を形成する（第１図（ａ））。次に全一ヒ面にレジス
トパターン（７）の膜厚以Ｆの厚さにＣｒ膜（６）を成
膜する（第１図（ｂ））。このとき、適尚な基板加熱を
施すこと番こよりＣｒ膜（６）とポリイミド７ｇ＋５）
との付着力が向上する。次に、レシストハ多−ン（７）
をア七トンで除去する。このとき、レゾストパターン（
７）上のＣｒ膜（６）はレジストパターン（７）と同時
−こ除去される。

したがって、ポリ１ミド層（５）上には膜厚４１１１１
ＯＡ程度のＣｒパターン（６Ａ）が形成される（第１図
（Ｃ））。

次にＣｒパターン（稙）をマスク−こしてポリイミド層
（５）１こへガスプラズマを用いてＲＴＥを施ず。Ｃ「
ハターンＣ礒）の膜厚は前述の従来の方法≦ご用いた場
合より３〜４倍程度厚いので、３μＩｎ厚のポリイミド
層（５）のエツチングに対して、充分なマスク材料にな
っている。ポリイミドｊ−ｆ６）のエツチング後　（シ
。

パターン（稙）は膜減りを起こしているが、また充分な
膜厚を有した状態でポリ１ミドパターン（５）の凸部に
残っている（第１図（ｄ））。次に、全−ｌ−面にＡｕ
膜（８）をホリイξドパターン１５）の喚厚以Ｆに蒸着
またはスパッタにより成膜する。このときポリイミドパ
ターン（５）の凸部のＣ「パターン（ｆｉＡ）　、ｋに
も油膜（８）が成膜される（第１図（ｅ））、これは不
要であるので次の工程で除去される。すなわちＣｒのエ
ツチング液を用いてＣｒパターン（６Ａ）をエツチング
するよ、その上のＡｌｌ膜（８）はポリイミドパターン
（５）凸部上から容易に分離され（第１図（ｆ）　）　
、Ｃｒのエツチング液中に固形状で沈澱するので、Ｍの
回収が容易になる。最後に、Ｓｉ基板ｉ１）の裏面から
Ｘ線を通す窓をエツチングにより形成して、Ｘ線マスク
は完成する（第１図（ｇ））。

上記実施例ではＶジストハターンにＰＭＭＡを用いたか
、他のネガやポジレジストでもよい。ポリイミドをエツ
チングするためのマスクにＣｒを用いたが、Ｃｒ以外に
Ｔｉ　、　Ｍｏ、＋　Ｔａ、Ａｅ等のエツチング可能な
金属であればいずれでもよい。油パターン形成の型にポ
リイミドを用いたが、上記金属のエツチング液に対して
侵されない材料であればポリイミドに限らない。Ｓｔと
ポリイミドの中間にＳｉＭを用いたが、ＳｉＮの代わり
にＢＮを用いてもよく、あるいはＳｉとポリイミドの中
間に何も形成しなくてもよい。更に、Ｓｔ基板上にＳｉ
Ｍ膜を成膜（７てプロセス工程の最後にＳｌをエツチン
グして窓をあけたが、あらかじめ窓があけられているＳ
ｉＭ膜からプロセスをはじめてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればポリイミドパターンを
形成するための金属マスクをリフトオフにより形成した
ので、高アスペクト比のＭパターンが容易にでき、＃１
１．ｆの高いものが得られる効果がある。また、ポリイ
ミドパターン凸部醗こある金属をエツチング液で溶かし
てＡｌｌを分離するので。

油の回収が容易にする。更に、従来の方法のようなんを
ライトエツチングする工程がないのでポリイミドの全面
＃離と２度目のポリイミドのコーティングのプロセスを
省略できる。その結果、高コントラストのＸ線マスクが
高Ｎ度で、しかも製作時間が従来よりも短縮できるので
、安価に優られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図葎斤ｍｌ関はこの発明の一実施例方法の主要段階
における状態を示す断面図、第２図匍さ祉は従来のＸ線
マスクの製造方法の主要段階１こおける状態を示す断面
図である。 図において、（１）は基板、（５）は有機材料膜、（６
）は金属膜、（６ｋ＞は金属膜パターン、（７）はレジ
ストノ（ターン、（８）はＸ線吸収材料膜である。 な８１図中同一符号は同一、または相当部分を示す０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された有機材料膜上に塗布したホト
   レジスト膜に所要のパターンの露光及び現像処理を施し
   てレジストパターンを形成し、このレジストパターンの
   上を含めて露出した上記有機材料膜上に金属膜を形成し
   た後に、上記レジストの剥離液によつて上記レジストパ
   ターンとともにその上の上記金属膜を除去し、直接上記
   有機材料膜上に残存する金属膜パターンをマスクとして
   上記有機材料膜を選択除去し、更にその後に、これによ
   つて露出した上記基板上及び上記金属膜パターン上にＸ
   線吸収材料膜を形成し、上記金属膜パターンのエッチン
   グ液に浸して上記金属膜パターンとその上の上記Ｘ線吸
   収材料膜の部分とを除去して上記Ｘ線吸収材料膜パター
   ンを得ることを特徴とするＸ線マスクの形成方法。