JPS63293820A - 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） この発明は、Ｘ線露光技術においで用いられるＸ線マス
クの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体装言の集積度か高まるに伴ない、これを構成する
回路パターンはますます像細なものになってくる。サブ
ミクロンオーダというように微細なパターンを形成する
ためには、パターニングを高解像に行ない得る技術か必
要になり、そのような技術の一つとしてＸ線露光技術が
提案されでいる。そして、このＸ線露光技術で所望の微
細パターンを得るためには、Ｘ線露光用マスクも重要な
要素の一つになっていて、これに関連する技術についで
の研究が従来がら精力的になされている。

このよう４Ｘ線露光用マスクの従来の製造方法の一例と
しでは、例えば文献（ニスど−アイイー（ＳＰＩＥ）　
　山Ｐ、９６　（ｉ９８４））に開示されでいる方法か
ある。この文献に開示されている方法によれば、Ｘ線吸
収体の形成をリングラフィ技術と、電気めっき技術とを
用いて主に行なっている。

このように電気めっきを利用しＵＸ線露光用マスクを製
造する従来の方法においでは、そのマスクは、通常は、
以下のような手順で製造されでいた。尚、第２図（Ａ）
〜（Ｄ）は、この製造方法の製造工程中の主な工程毎の
マスクの状態を断面図で示したものである。

下地としでは、例えば表面か平坦なシリコン基板か用い
られる。図中１１はこのシリコン基板を示す。次に、こ
のシリコン基板１１土に、Ｘ線透過率か高い物質例えば
ＢＮ（ｍ化ホウ素）膜１３か４ｕｍ程度の膜厚に形成さ
れる。次に、このＢＮ膜１３上側に、Ｔｉ（チタン）膜
とＡｕ膜の積層膜から成る導電層１５か形成される。こ
のとき、Ｔ１層の厚みは１００八程度、Ａｕ層の厚みは
３００八程度にされている。次に、この導電層１５上に
微細パターン形成に好適なレジスト層としで、例えば電
子ビーム露光用レジスト層１７が形成される（第２図（
Ａ））。

次に、このレジスト層１７に対し電子ビームによる露光
か行なわれ所定形状のレジストパターン１７ａか得られ
る。このようにしで得られたレジストパターン１７ａは
導電層を所定パターンで露出する微細な穴や溝を有しで
いてそれらの最小幅は０．２ｕｍ＋呈度（こなる（第２
図（Ｂ））。

次に、導電層（Ａ　ｕ　／　Ｔ　ｉ層）　１５？ｃｕｒ
ｒｅｎｔｆｉ１ｍ、　ＰＪＪち電解メッキの一方の電極
としてＡｕ電解めっきか行なわれ、レジストパターンの
微細穴や微細溝内に膜厚か０．５〜ｌｕｍ程度になるよ
うにＡｕ膜か形成される。

次に、残存しでいるレジストか除去された後、ＫＣＮ系
のエツチンク液を用い、このレジスト部分の下になって
いた導電層（Ａｕ／Ｔｉ）の部分か丁度除去される程度
の条件でこの１電層部分のＡｕが除去され、ざらに、Ａ
ｕか除去されて露出されたＴ１かＨＦ（フッ酸）を用い
て除去される。導電層のＡｕ除去の際に、電解めっきで
得たＡｕも若干はエツチングされるが、その影響は小ざ
い。このようにして、レジストパターン１７ａの微細な
穴や溝の形状がほぼ転写されて、最小幅が０．２ｕｍと
いうようなＡｕパターン１９が得られる（第２図（Ｃ）
）。

ざらに、このＡｕパターン１９土に、ポリイミド層２１
か形成される。

次に、シリコン基板１１のＢＮ膜１３形成面とは反対面
（裏面）側から、このシリコン基板１１の中央部分、す
なわちＸ線露光フィールド−領域に該当する部分かＢＮ
膜１３との界面まで、ＨＦ（フッ酸）とＨＮＯ３（硝酸
）との混合液を用いで除去される。このようにしてＸ線
露光用マスクか形成されでいた（第２図（Ｄ））。

菓２図（Ｄ）に示すようなＸ線露光用マスクにおいでは
、Ａｕパターン１９かＸ線吸収体になり、ＢＮ膜１３は
このＸ線吸収体１９用のメンブレン（支持膜）になり、
シリコン基板１１の残存部１１ａはメンブレン支持枠に
なる。又、ポリイミド層２１は、例えば超ＬＳＩｔ作り
込むウニ八等の被露光物への露光時のＡｕのコンタミネ
ーションを防止すると共に、Ａｕ層にＸ線か吸収された
時に発生される二次電子線を吸収する役割を有しでいる
。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、第２図を用いて説明したような従来の製
造方法でＸ線露光用マスクを形成した場合、以下に説明
するような問題点が生しる。

電解めっきによって、例えば幅か０．２ｕｍ高さか０．
５〜Ｉｕｍというようにアスペクト比の高いＸ線吸収体
を形成しようとする場合を考える。レジストで覆われで
いない導電層部分上に電解めっきによってＡｕ膜の形成
が終了した後は、マスクとしで用いたレジストを除去す
ることや、その後の洗浄かなされる。このようなレジス
ト除去、洗浄工程等においては、上述のようにアスペク
ト比の高いＸ線吸収体は、ＢＮ膜からＳＩＪ離したつ、
損傷を受けたり、傾いたつし易いという問題点かあった
。

又、この従来方法によって得られたＸ線露光用マスクは
、保護層側表面か凹凸な表面になっているため、異物か
溜り易かったつ、ざらにこのような異物を洗浄する場合
もその洗浄が困難になり易いという問題点があった。

この発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、従
ってこの発明の目的は、上述しで問題点を解決し、Ｘ線
吸収体に製造工程中で欠陥部分を生しさせることかない
ように、然も、マスク表面か平坦になるようにＸ線露光
用マスクを製造することが出来る方法を提供すること１
こある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明のＸ線露光用マス
クの製造方法によれば、下地上側に導電層を形成する工
程と、この導電層上にＸ線透過率が高くかつ可視光に対
して透明な無機物層を形成する工程と、この無機物層の
所定位置に前述の導電層に達するように所定形状の貫通
部を形成する工程と、めっきを用い前述の貫通部内にＸ
線吸収体を形成する工程と、前述の下地の所定領域部分
をこの下地の裏面から前述の導電層裏面に達するまで除
去する工程と、前述の除去により露出した前記導電層部
分を除去する工程とを含むことを特徴とする。

（作用） この発明のＸ線露光用マスクの製造方法によれば、Ｘ線
吸収体を無機物層の貫通部に充填するようにすることか
可能であるから、その結果、無機物層表面とＸ線吸収体
表面とを連続平坦面にすることか出来る。従って、この
表面を被露光物側表面とした場合であっても、或はこの
表面上に好適な保護層（無機物層が好ましい）を形成し
た場合であっても、いずれの面共に平坦な面になり、よ
って、このＸ線露光用マスクの被露光物側表面が平坦な
面になる。

又、この発明の製造方法においては、その製造工程中に
おいでＸ線吸収体自体が平面上から突出するようなこと
はなく、Ｘ線吸収体は無機物層内に常に埋め込まれた状
態で製造工程を経るようになる。従って、従来のような
Ｘ線吸収体の剥離、損傷等が防止される。

ざらに、Ｘ線及び可視光に対し透明な無機物をメンブレ
ンとすることが出来るから、Ｘ線露光フィールド内での
光学的位酉合せが可能になり、よって、重ね合せパター
ンを形成する場合にもパターンの重ね合わせ精度の向上
か図れる。ざらに、Ｘ線吸収体は無機物層に埋め込まれ
でいるから、物理的化学的に安定な無機物の利点が得ら
れて、Ｘ線露光用マスクの信頼性向上か図れる。

（実施例） 以下、第１図（Ａ）〜（Ｆ）％参照してこの発明のＸ線
露光用マスクの製造方法の一実施例につき説明する。第
１図（Ａ）〜（Ｆ）は、実施例の製造工程中における主
な工程毎のマスクの状態を断面図で示したものである。

尚、各図はこの発明か理解出来る程度に概略的に示しで
あるにすぎず、従って、各構成成分の寸法、形状、及び
配置関係は図示例のみに限定されるものでないことは理
解されたい。又、各図において同様な構成成分について
は同一の符号を付して示しである。

又、以下の説明に用いる薬品、材料、装酉、数（ａ的条
件は単なる一例にすぎず、この発明の目的か以下に記載
されている薬品、材料、製画、数値的条件によってのみ
達成されるものでないことは理解されたい。

この発明の製造方法によれば、先ず、下地上側に導電層
を形成する。この下地は、従来公知のもので良く、この
実施例の場合表面か平坦なシリコン基板としである。図
中３１はこのシリコン基板を示す。又、図中３３は導電
層を示す。

この導電層３３は、Ｘ線吸収体をめっきで形成する際に
良好な下地になるものが好ましく、単層であっても積層
体であっても混合層であっても良い。この実施例の場合
、後述するようにＸ線吸収体をＡｕとしこのＡｕを電解
めっきを用いて主に形成しでいることから、この導電層
３３ヲシリコン基板３１側から順次に積層した例えばＴ
ｉ膜及びＡｕ膜を以って構成している。このＴ１膜及び
Ａｕ膜の成膜を例えば電子ビーム蒸着法によって行なう
ことが出来る。又、このときのＴｉ膜の膜厚を１００八
とし、Ａｕ膜の膜厚を３００Ａとした。

次に、この導電層３３上に、Ｘ線透過率が高く然も可視
光に対し透明な無機物層３５ヲ形成する。この実施例の
場合の無機物層３５’：　Ｓ　ｌ　３　Ｎ　ａ股としで
いる。この８１３Ｎ、Ｉは例えばＣＶＤ法或はスパッタ
法等の好適な方法で形成する（第１図（Ａ））。尚、こ
のときのＳ　ｌ　３　Ｎ　ａ膜３５の膜厚を、後に形成
するＸ線吸収体の吸収体としての目的に通した膜厚と実
質的（こ等しい値、例えば０．６ｕｍとなるようにした
。

次に、この無機物層３５の所定位置に所定形状の貫通部
を形成することを以下のように行なった。

無機物層３５上に微細パターン形成に好適なレジスト層
として、例えば電子ビーム露光用レジスト層を形成する
。

次（こ、このレジスト層に対し電子ビームによって露光
を行なって所定形状のレジストパターン３７を得る（第
１図（Ｂ））。

次に、残存するレジスト部分をマスクとし、無機物層３
５のレジストパターン３７から露出した部分を導電層３
３に達するまで、例えばＣＦ４ガス等を用いた従来公知
のＲＴＥ法によって除去し、無機物層３５に露光パター
ン形状に応じた溝や穴（これらを貫通部３９と称する）
を形成する。その後、レジストを除去する６　（第１図
（Ｃ））。

次に、導電層（Ａｕ／Ｔｉ層）３３をｃｕｒｒｅｎｔｆ
ｉｌｍ、即ち電解メッキの一方の電極としでＡｕ電解め
っきを行なう。この際、貫通部３９によっ７：露出され
る導電層部分上にのみめっきが行なわれで、貫通部３９
内に電解めっきのＡｕ層４１ソ形成することが出来る。

又、この実施例の場合、電解めっきによって堆積される
Ａｕ層４１の表面か、貫通部３９の周囲の無機物層表面
と実質的に同し高さになったとき、電解めっきを中止し
、電解めっきのＡｕ層４１の表面と、無機物層３５の表
面とが連続平坦面になるようにした（第１図（Ｄ））。

ところで、この実施例の場合の無機物層３５は、その膜
厚が０．６ｕｍというように、メンブレンとしては非常
に薄い膜厚に形成しである。従って、この実施例の場合
、無機物層３５上に補強層を形成しでメンブレンドして
の強度を確保することを行なう。補強層４３の材料とし
ては、Ｘ線及び可視光に対して透明なもので、然も、無
機物層（Ｓｉ３Ｎ４層）３５と膨張率等が等しいような
無機物が好ましい。この実施例の場合、補強層４３ヲメ
ンブレンの構成材料と同様Ｓｉ３Ｎ４膜を以って構成し
た。補強層４３はＣＶＤ法或はスパッタ法等の好適な方
法で形成することが出来る。又、この実施例の場合、補
強層４３の膜厚を約３０ｍとした。尚、この補強層は４
３は従来の保護層としての機能も果すし、メンブレンと
称することも出来る機能を有しでいる（第１図（Ｅ））
。

尚、この補強層４３を必要とする理由は次の通りである
。Ｘ線露光用マスクに要求されるパターンを形成するた
めにはＸ線吸収体パターンは上述した例のように幅か０
．２ｕｍというような非常に微細なものになる場合があ
り、このような場合、貫通孔や貫通溝は非常に微細なも
のになってくる。しかしながら、現状技術では開口部が
狭くかつ深い穴を精度良く形成することは困難であるた
め、無機物層３５の厚さを上述したように薄くして、貫
通孔や貫通溝を精度良く形成出来るようにする必要かあ
る。一方、Ｘ線吸収体を支持するためにはメンブレンは
ある強度を有する必要がある。このため、薄く形成した
無機物層３５には補強層４３が必要になる。しかし、加
工技術が進歩すれば補強層が必要なくなる場合も考えら
れることは明らかである。

次に、シリコン基板３１の導電層３３形成面とは反対面
（裏面）側から、このシリコン基板３１の中央部分、す
なわちＸ線露光フィールド領域に該当する部分を導電層
３３との界面、つまり導電層３３の裏面に達するまで、
ＨＦ（フッ酸）とＨＮ　Ｏ３（硝酸シとの混合液を用い
で除去する。このエツチング後においで、シリコン基板
３１の残存部３１ａがメンブレン支持枠になる。

次に、このシリコン基板の除去によって露出した導電層
３３のＴ１層をＨＦ（フッ酸）で除去し、このＴ上層の
除去によって露出した導電層のＡｕ層をＫＣＮ系のエツ
チング液で除去しで、Ｘ線露光フィールド領域に該当す
る導電層３３の部分領域を除去を終了する（第１図（Ｆ
））。尚、導電層３３のＡｕ層を除去する際には、電解
めっきで得たＡｕから成るＸ線吸収体４１の裏面がエツ
チングされることかないようなエツチング条件を設定す
る必要かある。

尚、この発明の製造方法は上述した実施例に限定される
ものではない。

上述した実施例においては、貫通部にＸ線吸収体を形成
することを電解メッキで行なっているか、この形成を無
電解めっきで行なうことも出来る。

又、めっきで形成するＸ線吸収体をＡｕとした例で説明
しているが、Ｘ線吸収体を、Ｘ線吸収体として好適であ
って、しかも、めっきが容易なものであれば他の材料を
以って構成することか出来る。

又、無機物層及び補強層を構成する材料は、例えばＳｉ
Ｏ２、ＢＮ、Ｓ　ＩＣ，Ａｌ２Ｏ２等であっても良い。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のＸ線露
光用マスクの製造方法によれば、その製造工程中におい
でＸ線吸収体自体が平面上から突出するようなことはな
く、Ｘ線吸収体は無機物層内に常に埋め込まれた状態の
ままで製造工程を経るようになる。従って、製造工程中
においでＸ線吸収体か剥離したり、損傷を受けたり、傾
いたりすることが起こらない。このため、高品質なＸ線
露光用マスク１８：歩留り良く製造することか可能にな
る。

ざらに、被露光物側表面が平坦なＸ線露光用マスクを容
易に製造することか出来るから、被露光物に接する側の
マスク面に異物か溜りにくくなり、かつ、マスク表面の
洗浄も容易になる。このため、例えば被露光物の汚染防
止に寄与することが出来る。

又、可視光に対しでも透明なメンブレンを有しているた
め、Ｘ線露光フィールド内での光学的値＝合せが可能に
なり、このため、Ｘ線リソグラフィ一工程におけるパタ
ーン重ね合わせ精度の向上が期待出来る。ざらに、この
メンブレンは無機物であるため、物理的化学的に安定な
無機物の利点を生かした信頼性に優れるＸ線露光用マス
クか得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）は、Ｘ線露光用マスクのこの発明
の製造方法の実施例を示す製造工程図、第２図（Ａ）〜
（Ｄ）は、Ｘ線露光用マスクの従来の製造方法を示す製
造工程図である。 ３１・・・下地（シリコン基板） ３１ａ・・・支持枠 ３３・・・導電層、　　　　　３５・・・無機物層３７
・・・レジストパターン ３９・・・貫通部 ４１・・・電解めっきのＡｕ層（Ｘ線吸収体）４３・・
・補強層。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社３７：レジスト
パターン この発明の製造方法を示す図 第１図 ４１、電解めっきのＡｕ層（Ｘ線吸収体）４３・補強層 ３１ａ：支持枠 この発明の製造方法を示Ｔ図 笛　１　Ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線露光用マスクを製造するに当たり、下地上側
   に導電層を形成する工程と、 該導電層上にＸ線透過率が高くかつ可視光に対して透明
   な無機物層を形成する工程と、 該無機物層の所定位置に前記導電層に達するように所定
   形状の貫通部を形成する工程と、めっきによって前記貫
   通部内にＸ線吸収体を形成する工程と、 前記下地の所定領域部分を該下地の裏面から前記導電層
   裏面に達するまで除去する工程と、前記除去により露出
   した前記導電層部分を除去する工程と を含むことを特徴とするＸ線露光用マスクの製造方法。