JPS63133524A - X-ray mask and manufacture thereof - Google Patents

X-ray mask and manufacture thereof

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Publication number
JPS63133524A
JPS63133524A JP61280217A JP28021786A JPS63133524A JP S63133524 A JPS63133524 A JP S63133524A JP 61280217 A JP61280217 A JP 61280217A JP 28021786 A JP28021786 A JP 28021786A JP S63133524 A JPS63133524 A JP S63133524A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
ray mask
resist
patterns
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP61280217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Nikawa
二河 秀夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP61280217A priority Critical patent/JPS63133524A/en
Publication of JPS63133524A publication Critical patent/JPS63133524A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To manufacture an X-ray mask meeting the various requirements such as mechanical strength, stability for change in heat and temperature, water resistance, chemical resistance and transparency to visible ray by a method wherein an X-ray holder holding an X-ray mask and an X-ray transmissive body are formed into one body type structure. CONSTITUTION:A resist pattern 3 with an opening is formed on an SiO2 wafer substrate 1 to be removed after forming a boron implanted layer 4 in the open ing. First, a tungsten film 5 is high-frequency sputtered and then an electron beam resist layer 6 is formed on the film 5. Second, after picture drawing the range corresponding to the layer 4 with electron beams, resist patterns 7 for specified electron beams are formed and when the tungsten film 6 is etched to form X-ray absorbing patterns 8, patterns 7 can be removed. Finally, overall surface is coated with a protective film; the back surface of SiO2 wafer 1 is coated with cyclic rubber base negative type resist to form resist patterns 11 with an opening 10; and after etching the SiO2 wafer 1, the protective film 9 and the resist patterns 11 are removed to make an X-ray mask.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は4X線マスクおよびその製造方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a 4X-ray mask and a method for manufacturing the same.

従来の技術 半導体集積回路の高密度化に伴い、パターンは増々微細
化する情勢にあり、サブミクロンパターン露光技術の確
立が望まれている。従来から使用されている光露光では
、回折の影響があるためサブミクロンパターンの形成が
困難であり、電子ビーム、イオンビームあるいはX線を
用いた露光技術が開発されつつある。
2. Description of the Related Art As the density of semiconductor integrated circuits increases, patterns are becoming increasingly finer, and it is desired to establish submicron pattern exposure technology. With conventionally used optical exposure, it is difficult to form submicron patterns due to the influence of diffraction, and exposure techniques using electron beams, ion beams, or X-rays are being developed.

これらを生産性の面から比較すると、電子ビーム露光お
よびイオン−ビーム露光に比べて、一括露光が可能であ
るX線露光が勝っており、実用的である。このX線露光
においては、X線マスクの製作が極めて1壷である。
Comparing these from the viewpoint of productivity, X-ray exposure is superior to electron beam exposure and ion-beam exposure because it allows batch exposure, and is therefore more practical. In this X-ray exposure, the production of an X-ray mask is very simple.

第3図は従来のX線マスクが製作される過程を示した断
面図であり、従来のX線マスクとその製造方法を図面に
基づいて説明する。第3図(a)に示すように、X線マ
スク支持体となるシリコンウェハ13の上に、X線透過
体14を形成し、さらに。
FIG. 3 is a sectional view showing the process of manufacturing a conventional X-ray mask, and the conventional X-ray mask and its manufacturing method will be explained based on the drawings. As shown in FIG. 3(a), an X-ray transmitting body 14 is formed on a silicon wafer 13 serving as an X-ray mask support.

この上にX線吸収体16を形成する。次いで、第3図(
埒に示すように、所定形状のレジストパターン16を形
成し、このレジストパターン開口部直下に位置するX線
吸収体15をエツチングする。
An X-ray absorber 16 is formed on this. Next, Figure 3 (
As shown in FIG. 2, a resist pattern 16 of a predetermined shape is formed, and the X-ray absorber 15 located directly below the opening of this resist pattern is etched.

以上の過程を経ることによって、第3図(c)に示すみ
を残すことにより第3図(→に示すようなX線マスクが
得られる。
By going through the above process, an X-ray mask as shown in FIG. 3 (→) can be obtained by leaving only the part shown in FIG. 3(c).

発明が解決しようとする問題点 X線透過体には、X線に対して高い透過率を有すること
、平坦度の面で優れていること、厚さが均一であること
、機械的強度が強く、熱膨張率が小さいこと、耐水性、
耐薬品性に優れていること、また、マスクの位置合わせ
のために、可視光に対する透明度が高いことなど極めて
多くの要求が課せられる。ところで、X線透過体の形成
材料は。
Problems to be Solved by the Invention The X-ray transmissive body must have high transmittance to X-rays, excellent flatness, uniform thickness, and strong mechanical strength. , low coefficient of thermal expansion, water resistance,
There are many requirements such as excellent chemical resistance and high transparency to visible light for mask positioning. By the way, what is the material for forming the X-ray transmitter?

有機物と無機物とに大別できるが、マイラあるいはポリ
イミド等の有機物からなるX線透過体は量産性の点で優
れているが、温度や湿度の変化に対する寸法の安定性な
らびに耐薬品性で劣るという問題があった。一方、窒化
ケイ素SiN%窒化ホウ素BNあるいは二酸化ケイ素S
 L02等の膜からなる無機物X線透過体は1寸法の安
定性で優れているが、これらの膜応力を最適化する為の
膜形成条件の制御が難しいこと、可視光に対する透明度
を同時に最適化しなければならないこと、さらに、形成
膜に多くの欠陥が含まれることなどの間咀があった。
X-ray transmissive materials can be broadly classified into organic materials and inorganic materials, but X-ray transmitters made of organic materials such as mylar or polyimide are superior in terms of mass production, but are said to be inferior in dimensional stability against changes in temperature and humidity and chemical resistance. There was a problem. On the other hand, silicon nitride SiN% boron nitride BN or silicon dioxide S
Inorganic X-ray transmitters made of films such as L02 have excellent stability in one dimension, but it is difficult to control the film formation conditions to optimize the stress of these films, and it is difficult to simultaneously optimize the transparency to visible light. Furthermore, there were problems such as the fact that the formed film contained many defects.

問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決する為になされた本発明のX線マスク
の特徴は、X線マスクをX線マスク部を支持するX線マ
スク支持体およびX線透過体の双方を8102を用いて
構成し、しかも両者を一体型にした構造にある。また、
このX線マスクを!!作する方法の特徴は、X線マスク
支持体の外周枠として残される部分にイオン注入を行う
ところにある。
Means for Solving the Problem The features of the X-ray mask of the present invention, which were made to solve this problem, are that the Both are constructed using 8102, and both are integrated. Also,
This X-ray mask! ! The feature of this method is that ions are implanted into the portion of the X-ray mask support that remains as the outer peripheral frame.

作   用 本発明によれば1機械的強度が強く、厚さが均一で、平
坦度、寸法安定性、耐水性、耐薬品性に優れ、かつ、可
視光に対する透明度も高いX線透過体を有するX線マス
クが実現される。
Function: According to the present invention, 1. the material has an X-ray transmitting body that has strong mechanical strength, is uniform in thickness, has excellent flatness, dimensional stability, water resistance, and chemical resistance, and has high transparency to visible light. An X-ray mask is realized.

実施例 本発明の実施例について以下に詳細に説明する。Example Examples of the present invention will be described in detail below.

第1図は、本発明にかかるX線マスクの構造をff1J
示した断面図%第2図は、このX線マスクを製作する本
発明の製造方法の工程順断面図である。
Figure 1 shows the structure of the X-ray mask according to the present invention.
The cross-sectional views shown in FIG. 2 are step-by-step cross-sectional views of the manufacturing method of the present invention for manufacturing this X-ray mask.

本発明のX線マスクは、第1図で示すように。The X-ray mask of the present invention is as shown in FIG.

5lO2のウェハを利用してX線マスク支持体となる外
周枠12の部分およびX線透過体4が一体物として形成
され、この上に、X線吸収体パターン8が形成された構
造である。なお%X線透過体4は、 5io2ウエハ内
にイオンを注入することにより外周枠部分12とは異質
な部分とされている。
The structure is such that the outer frame 12 serving as the X-ray mask support and the X-ray transmitting body 4 are formed as a single body using a wafer of 5 lO2, and the X-ray absorbing body pattern 8 is formed thereon. Note that the X-ray transmitting body 4 is made different from the outer peripheral frame portion 12 by implanting ions into the 5io2 wafer.

第2図は、第1図で示した本発明のX線マスクを製造す
るだめの製造方法を説明するための工程順断面図である
FIG. 2 is a step-by-step cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the X-ray mask of the present invention shown in FIG.

本発明の製造方法では、先ず、第2図(a)で示すよう
に、直径が4インチのSlO□ウエノウニ板1(厚さ3
06μm、平坦度1μm以内)の上に、ノボラック系ホ
トレジストを3μmの厚さに塗布し、露光現像を行い、
30rm角の開口部2をもつレジストパターン3を形成
する。次に、第2開山で示すように、このレジストパタ
ーン3をマスクとして開口部3の内部に露出するS 1
02ウエハ部分に、ボロンイオン3を200 KeVの
エネルギーで約0.6μmの厚さに打ち込み、ボロン打
ち込み層4を形成する。その後レジストパターン3を除
去する。
In the manufacturing method of the present invention, first, as shown in FIG.
06 μm, flatness within 1 μm), a novolac photoresist is applied to a thickness of 3 μm, exposed and developed,
A resist pattern 3 having an opening 2 of 30 rm square is formed. Next, as shown by the second opening, S 1 is exposed inside the opening 3 using this resist pattern 3 as a mask.
Boron ions 3 are implanted into the 02 wafer portion to a thickness of about 0.6 μm with an energy of 200 KeV to form a boron implanted layer 4. After that, the resist pattern 3 is removed.

次に、第2図(→で示すように、厚さが1.0μmのタ
ングステン膜6を高周波スパッタを用いて堆積し、さら
にこの上に厚さが0.4μmの電子線レジスト層6を形
成する。なお、タングステン薄[6のスパッタ条件は、
放電ガスとしてアルゴンArを用い、放電ガス圧30m
Torr 、高周波電カフ00Wである。また、電子線
用レジスト層6は塗布後に120”Cの温度で20分間
のプリベーク処理を施して形成する。次いで、ボロン打
ち込み層4の形成域と対応する30mm角の範囲内を電
子線描画したのち、酢酸イソアミル:エチルセロンルブ
=1:4の現像液で1分間の現像処理を施すことで、第
2図(d)に示すような所望の電子線用レジストパター
ン了を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (→), a tungsten film 6 with a thickness of 1.0 μm is deposited using high frequency sputtering, and an electron beam resist layer 6 with a thickness of 0.4 μm is further formed on this film. The sputtering conditions for tungsten thin [6] are as follows:
Argon was used as the discharge gas, and the discharge gas pressure was 30 m.
Torr, high frequency electric cuff 00W. Further, the electron beam resist layer 6 is formed by performing a pre-baking process for 20 minutes at a temperature of 120"C after coating. Next, an electron beam drawing was performed within a 30 mm square area corresponding to the formation area of the boron implanted layer 4. Thereafter, a desired electron beam resist pattern as shown in FIG. 2(d) is formed by developing for 1 minute with a developer of isoamyl acetate:ethylceron lube=1:4.

次に、電子線用レジストパターン7をマスクとして用い
た反応性イオンエツチングによってタングステン膜5を
10分間エツチングすることによって、第2図(e)で
示すタングステンX線吸収体ノくターン8を形成する。
Next, the tungsten film 5 is etched for 10 minutes by reactive ion etching using the electron beam resist pattern 7 as a mask, thereby forming the tungsten X-ray absorber nozzle 8 shown in FIG. 2(e). .

なお、この時のエツチング条件を1反応ガスとして、六
フッ化イオウSF6:四塩化炭素C(J4:8:2の混
合ガスを用い、ガス流量ecc/分で供給し、ガス圧力
10mTorr。
The etching conditions at this time were one reaction gas, a mixed gas of sulfur hexafluoride SF6: carbon tetrachloride C (J4:8:2), supplied at a gas flow rate ecc/min, and gas pressure 10 mTorr.

RF電力密度0.12W/d  とすると、電子線用レ
ジストパターン7とタングステン膜6のエツチング速度
は、それぞれ400人/ m L nと1000人/m
i nとなり、タングステンX線吸収体)(ターン8の
形成時に電子線用レジストノくターン7の除去がなされ
る。
When the RF power density is 0.12 W/d, the etching rates of the electron beam resist pattern 7 and the tungsten film 6 are 400 people/m Ln and 1000 people/m, respectively.
When forming the tungsten X-ray absorber (turn 8), the electron beam resist (turn 7) is removed.

この後、第2図(f)で示すようにタングステンX線吸
収体パターン8の形成された面側に保護膜としてポリイ
ミド膜9を塗布形成するとともに、SiO。ウェハ1裏
面に、環化ゴム系のネガ型レジストを塗布し、さらに露
元現1象の処理を施してボロン打ち込み層4と対応する
面積の開口部1oを有するレジストパターン11を形成
する。次にこのレジストパターン10をマスクとして、
3102ウエハ1をフッ酸HFにより、260分間にわ
たりエツチングしたのち、ポリイミド膜9とレジストパ
ターン11を除くことにより、第1図で示した構造のX
線マスクを得ることができる。ところで、フッ酸による
S 102ウエハ1とボロン打ち込み層4のエツチング
速度は、それぞれ1.2μm1%。
Thereafter, as shown in FIG. 2(f), a polyimide film 9 is coated as a protective film on the side on which the tungsten X-ray absorber pattern 8 is formed, and SiO. A negative type resist of a cyclized rubber type is applied to the back surface of the wafer 1 and further subjected to an exposure phenomenon treatment to form a resist pattern 11 having an opening 1o of an area corresponding to the boron implanted layer 4. Next, using this resist pattern 10 as a mask,
After etching the 3102 wafer 1 with hydrofluoric acid HF for 260 minutes, the polyimide film 9 and the resist pattern 11 were removed to form the structure shown in FIG.
You can get a line mask. Incidentally, the etching rate of the S102 wafer 1 and the boron implanted layer 4 using hydrofluoric acid was 1.2 μm and 1%, respectively.

0.02μm/分であり選択エツチングが十分に可能で
ある。
The rate is 0.02 μm/min, and selective etching is sufficiently possible.

発明の効果 以上詳述したように、本発明のX線マスクはX線透過体
がX線マスク支持体の一部である一体型となっているた
め、機械的強度が高く、−!た、X線透過体を含め、X
線マスク支持体の全体が平坦度の点で優れた5102で
構成されているため歪みが少ない。さらに、 5102
の熱膨張率が小さく、かつ、X線透過体と外周枠との熱
膨張率の差に起因する応力の発生がないので、温度変1
ヒに対して極めて安定であることは勿論のこと、耐水性
、耐薬品性にも優れ、その上、可視光に対しても透明で
ある。したがって、X線マスクに対して要求される諸条
件を満足するX線マスクが実現される。
Effects of the Invention As detailed above, the X-ray mask of the present invention has high mechanical strength because the X-ray transmitting body is an integral part of the X-ray mask support. In addition,
Since the entire line mask support is made of 5102 which has excellent flatness, there is little distortion. Furthermore, 5102
has a small coefficient of thermal expansion, and no stress is generated due to the difference in coefficient of thermal expansion between the X-ray transmitting body and the outer frame, so temperature changes
It is of course extremely stable against humans, has excellent water resistance and chemical resistance, and is also transparent to visible light. Therefore, an X-ray mask that satisfies the various conditions required for an X-ray mask is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明実施例のX線マスクの断面図。 第2図は本発明のX線マスクを製造する方法を説□明す
るだめの工程順断面図、第3図は従来のX線マスクの製
造方法を説明するための工程順断面図である。 1・・・・・・51o2ウエハ、2,10・・・・・・
開口部、3.11・・・・・・レジストパターン、4・
・・・・・ボロン打ち込みjKX線透過体)、6・・・
・・・タングステン膜、6・・・・・・電子線用レジス
ト層、7・・・・・・電子線用レジストパターン、8・
・・・・・タングステンX線吸収体ノリーン、9・・・
・・・ポリイミド膜、12・・・・・・X線マスク支持
体となる外周枠。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 呼−X縄嬶県体
FIG. 1 is a sectional view of an X-ray mask according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a step-by-step cross-sectional view for explaining the method of manufacturing an X-ray mask of the present invention, and FIG. 3 is a step-by-step cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing an X-ray mask. 1...51o2 wafer, 2,10...
Opening, 3.11...Resist pattern, 4.
... boron implanted jK X-ray transparent body), 6...
...Tungsten film, 6...Resist layer for electron beam, 7...Resist pattern for electron beam, 8.
...Tungsten X-ray absorber Noreen, 9...
. . . Polyimide membrane, 12 . . . Outer frame serving as an X-ray mask support. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Zuko - X rope prefectural body

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)X線マスク支持体となる二酸化ケイ素基体の中央
部が肉薄部とされ、同肉薄部をX線透過体となし、さら
に同X線透過体上にX線吸収体パターンが形成されてい
ることを特徴とするX線マスク。
(1) The central part of the silicon dioxide base serving as the X-ray mask support is made into a thin part, the thin part is made into an X-ray transparent body, and an X-ray absorber pattern is further formed on the X-ray transparent body. An X-ray mask characterized by:
(2)X線マスク支持体となる二酸化ケイ素基体の所定
域にイオン注入層を形成したのち、表面上にX線吸収体
層を形成する工程、前記イオン注入層上のX線吸収体層
部分に選択エッチング処理を施し、X線吸収体パターン
を形成する工程、前記イオン注入層直下の二酸化ケイ素
基体部分をエッチングして除去し、イオン注入層をX線
透過体として残す工程を備えたことを特徴とするX線マ
スクの製造方法。
(2) A step of forming an ion implantation layer in a predetermined area of a silicon dioxide base serving as an X-ray mask support, and then forming an X-ray absorber layer on the surface, a portion of the X-ray absorber layer on the ion implantation layer. The method further comprises a step of performing a selective etching treatment on the ion implantation layer to form an X-ray absorber pattern, and a step of etching and removing the silicon dioxide base portion immediately below the ion implantation layer, leaving the ion implantation layer as an X-ray transmitter. Characteristic method for manufacturing an X-ray mask.
JP61280217A 1986-11-25 1986-11-25 X-ray mask and manufacture thereof Pending JPS63133524A (en)

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