JPS6331555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリトグラフイで使用されるマスク、特
にＸ―線リトグラフイに使用できるマスクの製法
に関する。

集積半導体回路の製造時に、半導体ウエフア上
に付着されているフオトレジストを露光するため
に種々の型のリトグラフイが使用されている。縮
小化及び所定板上により多くの装置を配置する必
要性に伴ない、リトグラフイはより短かい波長の
方向に向つて開拓されている。より短かい波長は
良好な解像及び小寸法を得るために必要である。
従つて、可視スペクトルを用いる光学リトグラフ
イから紫外線リトグラフイまで、最近はＸ―線リ
トグラフイまで発達している。Ｘ―線は特に短か
い波長を有し、特に細い画線を明瞭にすることを
可能とする。このようなリトグラフイにおいて、
その上に所望のパターンを有するマスクが、輻射
線源例えばUV又はＸ―線と上にパターンが露光
されるべきレジストでコートされた半導体基板と
の間に挿入される。このマスクは、使用される輻
射線に対して不透明なしやへい帯域及びこの輻射
線に対して透明なマスク基板を有して、示される
線を良好に明確にすべきである。Ｘ―線リトグラ
フイで達成することの望まれている線幅は小さい
ので、良好な分解能を示すマスクの製造は問題と
なつている。

Ｘ―線リトグラフイで使用されるマスク上の吸
収材として用いられている典型的物質は金であ
る。他の元素も軟Ｘ―線吸収の増大を示している
が、金を用いると著るしく作業が容易である。従
来の文献で使用されている２つの方法は、電気メ
ツキ及び蒸着／リフトオフ（evaporation／lift
off）である。Ｘ―線リトグラフイで使用される
ことの望まれているある種のマスク基材は、非導
電性であるから、電気メツキは非常に困難であ
る。蒸着／リフトオフ法は、1979年12月26日米国
特許出願第107749号明細書に提案されている。こ
れは有用な方法であるが、1μより細い寸法の画
線を有するマスクの製造には適用できないことが
判明している。

ジヤーナル・エレクトロケミカル・ソサエテイ
（Journal Electrochemical Society）125巻
（1978年）522頁におけるL.M.シアヴオン
（Schiavon）によるエレクトロレス・ゴールド・
メタライゼーシヨン・フオア・ポリビニリデン・
フルオライド・フイルムズ（Electroless gold
metallization for Polyvinylidene Fluoride
Films）なる表題の論文には、プラスチツクフイ
ルムのメツキ法が記載されている。この文献に指
摘されているように、いくつかの重要な工程即
ち、浄化、増感、活性化、メツキ及び後洗浄を行
ねわねばならない。この文献では、浄化は、おそ
らくもつとも重要な工程であると指摘している。
浄化の後に、このフイルムを感光性塩の浴中に浸
漬することにより増感している。次いでこのフイ
ルムを露光させる。その後このフイルムを活性化
剤と反応する触媒の溶液中に浸漬させる。前記文
献に記載のように、パラジウムは金に代る優れた
触媒であり、塩化パラジウム、酢酸浴を記載して
いる。すすぎの後にこの調製したフイルムを、シ
アン化物を基礎とする金メツキ浴中に浸漬する
と、ここでパラジウム触媒上に優先的に金がメツ
キされる。この複雑な方法で沈着された金は、基
材上に付着性が悪いことが観察され、効果は当初
基材浄化の完全性に関係すると思われる。

従つて、本発明の目的は、非導体であつてよ
く、その上にＸ―線吸収性金パターンを形成する
基材を用いてＸ―線リトグラフイ用のマスクを製
造することであり、この金は、基材に対する優れ
た付着性を有し、かつ1μより細い寸法を有する
画線を明確に示すことができる。これらの目的を
達成する方法を次に詳述する。

リトグラフイマスクの製法は、リトグラフイ法
で使用される輻射線に対して透過性である基材を
用意し、この基材上に無電流メツキ法に好適な第
一の金属薄層を付着させることよりなる。次い
で、この第一の金属薄層をフオトレジスト層で被
覆し、このフオトレジストをマスタマスクを通し
て露光して、リトグラフイ輻射線吸収が望ましい
個所を露光させる。次いでこのフオトレジストを
現像させて露光された個所の第一の金属薄層の被
覆を除く。その後基材を無電流金属メツキ浴中に
浸漬させると、比較的厚い第二の金属層が優先的
に第一の金属層の被覆の除かれた個所の上に沈着
する。次いでこのメツキされた基材を浴から取り
出し、このフオトレジストを除去浄化する。

第１図は、本発明方法でマスクを製造する当初
工程を説明している拡大断面図である。

第２図は、本発明方法のもう１つの工程を示す
拡大断面図である。第３図は本発明方法のもう１
つの工程を示す拡大断面図である。第４図は、完
成されたマスクの部分を示している拡大断面図で
ある。

本発明は、前記シアヴオン（Schiavone）の論
文に記載の金沈着法で、触媒化合物（パラジウ
ム）の結合した基材は沈着金で迅速に被覆され、
従つて、金沈着反応を開始させるだけの作用をす
ることの認識に基づく。従つて、引続く金沈着
は、予め沈着された金の自触媒作用により起るは
ずである。従つて、本発明は、前記シヤヴオンの
方法を厳密な浄化、光活性化剤及び触媒化合物を
除くことによつて簡略化することよりなる。本発
明は、主として金メツキによるが、無電流メツキ
の可能な他の金属にも基本的な自触媒作用が存在
することが判明した。これには、例えば銅、ニツ
ケル、砒素、クロム、コバルト、鉄及びパラジウ
ムが包含される。

本発明を実施する１方法によれば、約200Åの
第一の薄層としての金を絶縁基材上に真空蒸着さ
せる。次いでこの第一の薄層の１部をフオトレジ
ストでマスクすることができ、この方法に引続き
無電流金メツキ溶液中に直接浸漬する。Ｘ―線リ
トグラフイマスクとしての構造で、金は5000Åの
過度の厚さまで沈着されうる。その後金を有しな
い基材の個所を得ることが望ましい場合は、予め
被覆した200Åの金薄層を適当なエツチ液で除去
することができる。これは、もちろん、沈着個所
から200Åの金を失なわせるが、金のこの少量の
除去率は重要ではない。

第１図で、Ｘ―線透過性であり、他の点ではＸ
―線リトグラフイマスク基材としての使用に好適
なフイルム１０が示されている。これは例えば、
各々商品名マイラー（MYLAR）及びキヤプト
ン（KAPTON）で市販されている熱可塑性ポリ
エステル（ポリエチレンテレフタレート）又は熱
硬化性ポリイミドである。フイルム１０の表面
に、真空蒸着により非常に薄い金層１２を施こ
す。この金層は200Åの厚さであつてよい。フイ
ルムへの金の付着性を改良するために、金層の前
に約50Åの厚さのクロムのフラツシユ層を施こす
ことができる。次いでこの金層１２にフオトレジ
スト層１４を施こし、これを露光し、かつ現像さ
せる（このフオトレジスト層１４は、最終の金の
厚さより厚いことが望ましい）。この際露光され
た個所は露光パターンに対応して除去され、第２
図の１２ａで示されるような金層の特定の露出個
所が生じる。その後このマスク基材を、無電流メ
ツキ液例えば KAu（CN）₂ H₂O NH₄OH よりなる溶液中に浸漬させる。

このような溶液を得るための成分は、オキシ・
メタル・インダストリイス・コーポレーシヨン
（Oxy Metal Industries Corporation、Nutley、
New Jersey）のセル・レツクス（Sel―Rex）部
門から入手される。溶液中の自由金イオンは、第
３図に示すように、新しく認識された金の自触媒
作用の結果として、優先的に、金層１２の１２ａ
の部分上に、沈着する。沈着速度は溶液温度によ
り決まる。例えば55℃の温度では、第３図に示す
ように沈着した層１６の厚さは、１時間で約5000
Åに達する。層１６の厚さは、フオトレジスト層
１４上でのマツシユルーム形成
（maschrooming）をさけるために、フオトレジ
スト層１４ａ厚を越えないことが望ましい。

フオトレジスト層は、任意の適当な方法で、例
えばこれをアセトン中に溶解させることにより除
去できる。メツキ後に、基材が金のない所を有す
ることが望ましい場合は、これを適当なエツチ液
例えば沃素溶液中でエツチングすることができ
る。200Åの金を除去することは、沈着した金層
１６から200Åの除去する結果をも伴なう。実際
上、このことは重要でない寸法変化である。第４
図に示すように、その結果、基材フイルム１０
は、その上に良好に付着した沈着金１６のパター
ンを有している。このような無電流沈着された金
の付着性は、予め施された蒸着金薄層の付着性に
匹敵することが認められた。

本発明のこれらの多くの利点は、当業者にとつ
ては明白になつたものと思う。更に、本発明の範
囲を逸脱することなしに、多くの変更及び変形が
可能であることも明らかである。例えばこの方法
は、リトグラフイ用マスクの製造に限られるもの
ではない。同様に、例えば前記のような金以外の
金属も使用できる。従つて、先の記載は説明のた
めのものであり、本発明を限定するものではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法でマスクを製造する当初工
程を説明している拡大断面図、第２図は、本発明
方法のもう１つの工程を示す拡大断面図、第３図
は本発明方法のもう１つの工程を示す拡大断面
図、第４図は、完成されたマスクの部分を示す拡
大断面図である。 １０…基材、１２…金薄層、１４…レジスト
層、１６…マスク部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) リトグラフイ法で用いられる輻射線に対
   して透過性である基材を用意し、 (b) 無電流メツキに好適な第一の金属薄層を前記
   基材上に沈着させ、 (c) 前記の第一の金属層をフオトレジスト層で被
   覆し、 (d) このフオトレジストをマスタマスクを通して
   露光させて、リトグラフイ輻射線吸収が望まし
   い個所を露光させ、 (e) このフオトレジストを現像して、前記個所の
   第一の金属薄層を露出させ、 (f) 基材を無電流金属メツキ浴中に浸漬させて、
   前記金属の比較的厚い第二の層を、前記の第一
   の金属層の露出個所の上に優先的に沈着させ、
   かつ (g) メツキされた基材を前記浴から取り出すこと
   を特徴とする、リトグラフイマスクの製法。 ２ 金属は金である、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 金属は銅である、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ４ 金属はニツケルである、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ５ 金属は砒素である、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ６ 金属はクロムである、特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ７ 金属はコバルトである、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ８ 金属は鉄である、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ９ 金属はパラジウムである、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 １０ (a) リトグラフイ法で用いられる輻射線に
   対して透過性である基材を用意し、 (b) 無電流メツキに好適な第一の金属薄層を前記
   基材上に沈着させ、 (c) 前記の第一の金属層をフオトレジスト層で被
   覆し、 (d) このフオトレジストをマスタマスクを通して
   露出させて、リトグラフイ輻射線吸収が望まし
   い個所を露光させ、 (e) このフオトレジストを現像して、前記個所の
   第一の金属薄層を露出させ、 (f) 基材を無電流金属メツキ浴中に浸漬させて、
   前記金属の比較的厚い第二の層を、前記の第一
   の金属層の露出個所の上に優先的に沈着させ、
   かつ (g) メツキされた基材を前記浴から取り出し、 (h) メツキした基材をエツチングして、前記第一
   の金属層の厚さと実質的に同じ厚さの金属を除
   去する ことを特徴とする、リトグラフイマスクの製法。 １１ 金属は金である、特許請求の範囲第１０項
   記載の方法。 １２ 金属は銅である、特許請求の範囲第１０項
   記載の方法。 １３ 金属はニツケルである、特許請求の範囲第
   １０項記載の方法。 １４ 金属は砒素である、特許請求の範囲第１０
   項記載の方法。 １５ 金属はクロムである、特許請求の範囲第１
   ０項記載の方法。 １６ 金属はコバルトである、特許請求の範囲第
   １０項記載の方法。 １７ 金属は鉄である、特許請求の範囲第１０項
   記載の方法。 １８ 金属はパラジウムである、特許請求の範囲
   第１０項記載の方法。