JPS63166226A - Ｘ線露光用マスクの製造方法 - 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〕 本発明は微細パターンを高精度シー転写するＸ線露光用
マスクの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

Ｘ線露光用マスクのＸ線吸収性パターンを被転写基板上
のＸ線感応性レジストに転写するには、Ｘ線透過性薄膜
を透過するｘ＃ｉｉ＋と、Ｘ線′透過性薄膜とＸ線吸収
性パターンの両者を透過したＸ線量とのコントラストが
充分大きいことが必′要である。

そのため、Ｘ＠吸収性パターンは上記の条件を満たすよ
うに、充分な膜厚で形成しなければならない。

一方、微細パターンを忠実に転写するために、Ｘ線マス
クのＸ線吸収性パターンは側壁が垂直に切り立った断面
形状に形成されていることが要求される。

こうしたＸ線吸収性パターンに求められる条件を満たし
たＸ線吸収性パターンを得る手段として、電気絶縁性材
料を、Ｘ線吸収性パターンに対応する領域が開口しため
っき母型を用いて、電気めっき法で、Ａｕ、Ｐｔ％Ｐｄ
等の重金属元素でＸ線吸収性パターンを形成する方法が
知られている。

Ｘ線吸収性パターンを電気めっき法で形成する場合、被
めっき面積を正確に算出出来るときにのみ、所要のめっ
き厚を得るのに要する電気量を正しく設定出来る。しか
し、一般にＸ線吸収性パターンの形状が複雑であること
から、面積を幾何学計算法によって求めることは容易で
はない。そのため、従来、Ｘ線吸収性パターンを正確な
膜厚で形成するために、実製造の前に膜厚モニター用の
先行めつきを行りて、製造条件を設定することが行われ
てきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、先行めっきを行ってＸ線吸収性パターン
の正確な膜厚を得ろためには、多くの時間と材料が必要
であった。

また、一般にＸ線吸収性パターンは１μｍ以下の線幅を
有する微細パターンであることがら、その総面積は極め
て小さい。そのため、製造過程で、僅かでも線幅の変動
が生じると、たとえ、線幅が許容誤差範囲内であっても
、パターン低面積は大きく変化してしまう。それ故、同
一パターンのＸ線吸収性パターンを有するＸ線露光用マ
スクを複数個作饗するときには、たとえ、膜厚モニター
用先行めつきによって、電気量を設定したのちでも、そ
の後にめっき面積の変動が生じ、そのために、電流分布
が不均一となり、一定のめっき厚が得られず、良品が得
（ユくかった。

また、甚だしい場合には、細いパターンと太いパターン
とで電流密度が異なることにより、Ｘ線吸収性パターン
のめつぎ厚が非めっき領域を被覆する電気絶縁性材料層
の厚よりも厚くなり、設計した所定のめつき厚が得られ
ないことがあった。

さらにめっき面積の変動は電流密度の変動を生せしめる
ため、めっき膜の質と電着応力が変化し、Ｘ線吸収性パ
ターンの基板への密着性が低下せしめられてしまうこと
があった。

そこで、本発明が解決しようとする問題点は、Ｘ線吸収
性パターンのめっき膜厚が不均一となることを防止した
Ｘ線露光用マスクの製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は上記の問題点を解決すべく研究の結果、Ｘ線
露光用マスクのＸ＠露光領域外に、Ｘ線吸収性パターン
の面積に比して充分に大きな面積の円環又は正方形等の
簡単な、面積計算が容易な形状の電、気めっき補助陰極
部を設け、電流密度等のめつき条件を電気めつき補助陰
極部の面積をもとに設定し、この設定条件でＸ線吸収性
パターン部と電気めっき補助部の両者を同時に電気めっ
きすることにより、Ｘ、線吸収性パターン部の面積に起
因する困難性を解消しうろことを見出し、かかる知見に
もとづいて・本発明を完成したものである。

即ち、本発明のＸ線露光用マスクの製造方法は、「Ｓｌ
ウェハ基板の一面側にＸ線透過性薄膜を積層する工程と
、Ｓｉウェハ基板の他面但１１の支持枠下面に相当する
Ｓｔウェハ基板１面領域に保護膜を設ける工程と、Ｘ線
透過性薄膜上（＝導電性めつき下地層を設けた後、その
上（−１Ｘ線吸収性パターン、及びＸ線露光領域以外の
部分に位置する電気めっき補助陰極部パターンを設ける
面領域を除いたＸ線透過性薄膜の面領域を、電気絶縁性
材料で被覆する工程と、Ｘ線吸収性材料を用いて、電気
めっきにより、且つ電気めつき補助陰極部パターンの面
積にもとづいて設定しためっき条件で、Ｘ線吸収性パタ
ーンと電気めっき補助陰極部パターンの両者を同時に形
成する工程と、Ｓｔウェハ基板の一部を保護膜が設けら
れた面側からエツチングして除去し、窓を形成する工程
とからなることを特徴とするＸａ露光マスクの製造方法
。」を要旨とするものである。

而して、上記の本発明の製造方法において、Ｘ線透過性
薄膜として、例えばＣＶＤ法、スパッタリング法等によ
りＳｉウェハ基板の一面上：二形成したｓｔ、Ｎ、、Ｓ
ＩＮ、８１０．、Ｓｉｃ、ＢＮ等の無機材のＯｌ−〜ダ
μｍ厚の薄膜を適用しつる。

次に、保護膜として８１クエ八基板の他面上１：ｓｉ、
Ｎ４．ＳＩＮ、８１０２．ＳｉＣ。

ＢＮ等の無機材のＯｏ−〜ダμｍの薄膜をＣＶＤ法やス
パッタリング法により形成したのち、不要部をエツチン
グ除去してなるものを適用しうる。

次に、Ｘ線吸収性パターンと電気めっき補助陰極部パタ
ーンの材料としては、電気めっき可能なＡｕ、・Ｐｔ、
Ｐｄ等の重金属元素が用いろ遷移金属及びコｏｏ−ｔ、
ｏｏＡのＡｕを順次蒸着、もしくはスパッタリングして
めつき下地層を形成した後、めっき下地層面をＸ線吸収
性パターン及び電気めつき補助陰極部パターン（＝対応
する部分が開口した、電気絶縁性材料よりなるレジスト
パターンで被覆してから、電気的（１両パターンを接続
した状態で同時にＸ線吸収性パターン及び電気めっき補
助陰極部パターンをＡｕめっきし、しかるのち、レジス
トパターンを除去する方法により行うことが出来る。尚
、両パターンの形成後に、めっき下地層の不要部分は、
例えば、Ａｒガスを用いたスパッタリング法により、容
易に除去出来る。

本発明（＝おける電気めっき補助陰極部パターンの面積
はＸ線吸収性パターンの面積より充分大きいことが望ま
しい。

また、電気めっき補助陰極部パターンの形状は面積計算
が容易なよう（＝、円環、もしくは正方形が好ましく、
また、電気めっき補助陰極部パターンはＸ線露光領域と
中心を共有した形状に形成するのが望ましい。

次に、Ｓｉウェハ基板の一部を保護膜が設けられた面側
からエツチングするには、エツチング液として、例えば
ＫＯＨ水溶液、或いはＨＦ。

ＨＮＯ３，ＣＨ３ＣＯＯ）Ｉを混合したＨＦ’系溶液溶
液使用することが出来る。

〔実施例〕

第１図（ａ）〜（、）に、この発明による一実施例の製
造工程を概略断面図によって示す。尚、第１図（、）は
、この実施例により製造されたＸ線露光用マスクの断面
図である。

先ず、第１図（＆）に示すように厚さ０．３〜３罰で鏡
面研摩されたＳ１ウエハ基板ｙ上の一面に、８１．Ｎ４
．ｓｔＮ、ｓｔｏ、、ｓｔｃ。

ＢＮ等の無機材からなり、弱い引っばり応力を有した厚
さＯ６−〜ダハ風のＸ線透過性薄膜コを、例えばＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ　　ｄｅｒｐｏｍｌｔｌｏｎ）法やスパッタ
リング法等（：より積層固着させる。次いで、他面に、
８１．Ｎ、、ＳｉＮ、Ｓｉｎ、、ＳｔＣ，ＢＮ等の厚さ
Ｏｏ−〜亭μｍの膜をＣＶＤ法やスパッタリング法によ
り形成した後、フォトレジストパターンをマスクとして
不要部を工、テング除去することにより保護膜６を形成
する。

次ζ二、第１図（ｂ）に示すように、Ｘ線透過性薄膜コ
上に３０〜−〇〇にのＣｒと２００〜６００ＡのＡｕを
連続して蒸着、もしくはスパッタリングしてめつき下地
層り及び導電性めつき下地層ｔを形成した後、電子線レ
ジストＥＢＲ−９（東し社製）を全面に／、２μｍの厚
さＣニスビンナー塗布し、電気絶縁性材料層９を得る。

次に、第１図（ａ）　１ｍ示すよう（；、電子ビーム露
光し、現像することにより、Ｘ線吸収性パターンに対応
した開口部と電気めつき補助陰極部パターンに対応した
開口部を同時に形成して、電気絶縁性材料層パターンｔ
′を得る。

次ζ二、Ａｕめつき浴オクロールコ９コＭ（ジャパンロ
ナール社製）を用い、３０℃の浴温条件で、電流密度ｔ
、ＪｍＡ／ｄで１２分間電気めつきすること）：より、
レジストパターンの間白部分に厚さ／、Ｏ−１：ｏ、　
　１μｍの精度でＡｕめっきし、しかるのちレジストパ
ターンを除去し、めっき下地層の不要部分をＡｒガスを
用いたスパッタエツチング法により除去し、第１図（ｄ
）（＝示すように高精度のＸ線吸収性パターン３と、電
気めっき補助陰極部パターン弘を形成した。尚、第１図
（ｄ）において、デはめっき下地層パターン、〆は導電
性めつき下地層パターンを示す。

次に、第１図（、）に示すよう（＝、２０％のＫＯＨ水
溶液を用いて、ｓ１ウェハの一部をエツチング除去して
窓を形成し、ｘｓ露光用マスク／が得られた。

第二図（，１は第１図（ｅ）のＸ線露光用マスクの平面
図であり、露光領域ｉｏと電気めつき補助陰極部バター
／が接しているマスクの例を示す。

また、第２図（ｂ）ないしくｄ）はその他の例を示す。

また、第２図（ｅ）〜（１）は露光領域１０と電気めっ
き補助陰極部ダが離れているマスクの例を示す。

さらに、第２図（１）は電気めっき補助陰極部パターン
弘を二重１＝形成したマスクの例を示す。

尚、第一図（ｂ）〜（１）（＝おいては、Ｘ線吸収性パ
ターンは省略されている。

次（−１Ｘ線吸収性パターンと電気めっき補助陰極部パ
ターンとの関係につき、説明する。

例えば、直径７４ｍのＸｆ！露光用基板に、基板中心と
共通の中心を有する、−辺λθ間の正方形の露光領域を
もうけ、露光領域内部にはＸ線吸収性パターンを設ける
。

さら（＝、露光領域の外側に同様に基板中心と共通の中
心を有する、直径７／ｕの円から前記露光領域を除去し
た形状の電気めっき補助陰極部パターン（面積；３Ｓ、
！７ｃｒＩ）を形成した。

ここにおいて、露光領域全域がＸａ吸収性パターンであ
ると仮定すると、全めっき面積は、ダ、　　００ｃｙ＆
＋３　！ｒ、ｊ　？ｃｆｆｌ＝ｊ　９．　　！；りｄと
なり、電気めっき補助陰極部パターンの面積は、全めっ
き面積の約９０％に相当する。一方、％光領域にＸＩＮ
吸収性パターンがない場合には、電気めっき補助陰極部
パターンの面積が全めっき面積の１００％となる。即ち
、全めつき面積に対して電気めっき補助陰極部パターン
が占める割合は、Ｘ線吸収性パターンの面積が変化して
も、９０〜ｉｏｏ％の範囲で変化するものであり、よっ
てＸ線吸収性材料のめっき厚の変動もその範囲内である
ことが理解される。

−例として、上記のＸ線露光用マスク基板の露光領域内
に、Ｘ線吸収性パターンとして、縦、７ｇ、横ｉ、ｓＢ
の寸法を有する長方形を基本パターンとするポジパター
ンとネガパターンがそれぞれ３個、３龍ピツチで配列さ
れているＸ線露光用マスクを作製した。この場合、パタ
ーン形状が複雑でも、ポジパターンとネガパターンを組
み合わせると、縦３酊、横／、ｊ朋の長方形になるよう
に形成していることから、パターンの総面積は、０．３
６ｄともとめることができる。

その結果、全面積は、 ３ｓ、ｒ　ｑｃｒｌ＋ｏ、　　３ｂｃｔ＆＝３ｇ、ｔＪ
ａ＆となり、全めっき面積に対する電気めつき補助陰極
部パターンの占める割合は９９％となり、電気補助陰極
部パターンの面積を全めつき面積とみなしても、膜厚の
誤差は１％以内となることが期待される。

〔発明の効果〕

以上詳記した通り、本発明に係るＸ＋１１露光用マスク
の製造方法によれば、高精度のＸ線吸収性パターンを有
するＸ線其光用マスクを、高品質を維持して、容易（；
、且つ安定して供給することが出来る。

また、従来方法におけるような先行めっきを必要としな
いので、従来よりも短い作業時間で、且つ低コストで製
品を供給することができる。

また、本発明の製造方法によれば、転写用のＸ線吸収性
パターンのレイアウトに変更があり、その面積が変わっ
ても、電気補助陰極部パターンの面積でめっき条件を決
めることができるので、安定したＸ線露光用マスクの製
造が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（＆）ないしくｓ）は本発明の製造方法の製造工
程を示す断面図、第２図（、）ないしく１）は本発明の
製造方法により製造するＸ線露光用マスクの各種の例を
示す平面図である。 ｌ・・・・・Ｘ線露光用マスク コ・・・・・Ｘ線透過性薄膜 ３・・・・・Ｘｌｌ吸収性パターン 弘・・・・・電気めっき補助陰極部パターンＳ・・・・
・支持体 ！・・・・・５ｉｒ７エハ基板 ６・・・・・保護膜 ７・・・・・めっき下地層 デ・・・・・めっき下地層パターン ｇ・・・・・導電性めつき下地層 ｇ′・・・・・導電性めつき下地層パターン９・・・・
・電気絶縁性材料層 デ・・・・・電気絶縁性材料層パターン１０　・・・・
窓（Ｘ線露光領域） 第１図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｓｉウェハ基板の一面側にＸ線透過性薄膜を積層する工
   程と、Ｓｉウェハ基板の他面側の支持枠下面に相当する
   Ｓｉウェハ基板面領域に保護膜を設ける工程と、Ｘ線透
   過性薄膜上に導電性めっき下地層を設けた後、その上に
   、Ｘ線吸収性パターン、及びＸ線露光領域以外の部分に
   位置する電気めっき補助陰極部パターンを設ける面領域
   を除いたＸ線透過性薄膜の面領域を、電気絶縁性材料を
   被覆する工程と、Ｘ線吸収性材料を用いて、電気めっき
   により、且つ電気めっき補助陰極部パターンの面積にも
   とづいて設定しためっき条件で、Ｘ線吸収性パターンと
   電気めっき補助陰極部パターンの両者を同時に形成する
   工程と、Ｓｉウェハ基板の一部を保護膜が設けられた面
   側からエッチングして除去し、窓を形成する工程とから
   なることを特徴とするＸ線露光用マスクの製造方法。