JPH01184919A - X線リソグラフィー用マスク構造体 - Google Patents

X線リソグラフィー用マスク構造体

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JPH01184919A
JPH01184919A JP63008240A JP824088A JPH01184919A JP H01184919 A JPH01184919 A JP H01184919A JP 63008240 A JP63008240 A JP 63008240A JP 824088 A JP824088 A JP 824088A JP H01184919 A JPH01184919 A JP H01184919A
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JP
Japan
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film
ray
mask
mask material
lithography
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Application number
JP63008240A
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English (en)
Inventor
Keiko Chiba
啓子 千葉
Hideo Kato
日出夫 加藤
Yoshiaki Fukuda
福田 恵明
Hirofumi Shibata
浩文 柴田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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X線リソグラフィー用マスク構造体に関する。
[従来の技術] X線リソグラフィーはX線固有の高透過率(低吸収)、
短波長等の性質に基づき、これまでの可視光や紫外光に
よるリソグラフィーより優れた多くの点を持っており、
サブミクロンリソグラフィーの有力な手段として注目さ
れつつあるしかしながら、X線源のパワー不足、レジス
トの低感度、アライメントの困難さ、マスク材料の選定
及び加工方法の困難さなどから、生産性が低く、コスト
が高い等の欠点があり、実用化が遅れている。
その中で、X線リソグラフィー用マスクを取り挙げてみ
ると、可視光および紫外光リソグラフィーでは、マスク
材保持体(即ち、光線透過体)としてガラス板および石
英板が利用されてきたが、X線リソグラフィーにおいて
は、利用できる光線の波長が1〜200人とされており
、これまでのガラス板や石英板はX線波長域での吸収が
大きく、且つ厚さも1〜2mmと厚くせざるをえないた
め、X線を充分に透過させないので、これらはX線リソ
グラフィー用マスク材保持体の材料としては不適である
X線透過率は一般に物質の密度に依存するため、X線リ
ソグラフィー用マスク材保持体の材料として、密度の低
い無機物や有機物が検討されつつある。このような材料
としては、例えば、ベリリウム(Be) 、チタン(T
i) 、ケイ素(Si) 、ホウ素(B)の単体および
それらの化合物などの無機物、またはポリイミド、ポリ
アミド、ポリエステル、パリレン等の有機物が挙げられ
る。
これらの物質をX線リソグラフィー用マスク材保持体の
材料として実際5用いるためには、X線透過量をできる
だけ大きくするために薄膜化することが必要であり、無
機物の場合で数μ以下、有機物の場合で数十−以下の厚
さに形成することが、要求されている。このため、例え
ば、無機物薄膜およびその複合膜から成るマスク材保持
膜の形成にあたっては、平面性の優れたシリコンウェハ
ー上に蒸着などによって窒化シリコン、酸化シリコン、
窒化ボロン、炭化シリコンなどの薄膜を形成した後にシ
リコンウェハーをエツチングによって除去する方法が提
案されている。
なお、以上のような保持薄膜上に保持されるX線リソグ
ラフィー用マスク材(即ち、X線吸収体)としては、一
般に密度の高い物質、例えば、金、白金、タングステン
、銅、ニッケルおよびそれらを含む化合物などの薄膜が
使用されている。
特に、0.5〜1間厚の薄膜からなるものが好ましく使
用されている。
このようなマスク材は、例えば、上記X線透過膜上に一
様に上記高密度物質の薄膜を形成した後、レジストを塗
布し、該レジストに電子ビーム、光等により所望のパタ
ーン描画を行ない、しかる後にエツチングなどの手段を
用いて所望のパターンに作成される。
[発明が解決しようとする課題] 以上の如く、従来のX線リソグラフィーにおいては、マ
スク材保持薄膜のX線透過率、可視および近赤外の透過
率が低く、十分なX線透過量、可視および近赤外光透過
量を得るには、マスク保持膜を数−以下にする必要があ
る。しかし、そのようにすることは必ずしも容易なこと
ではなく、歩留りが良くない。強度的にも問題がある。
また、微小な膜厚の差によっても物性が変わり、再現性
の良い製造には向かない。
また、近年X線の線源としてSOR光が注目されており
、従来の電子衝撃型X線源から発生するX線に比べて、
使用する波長の幅も広く、パワーも大きいため、X線リ
ソグラフィー用材保持体の、広範囲な波長におけるX線
透過率、熱安定性およびX線耐性が大きな問題となって
いる。
本発明は、広い範囲のX線の波長(1〜10人)に対し
て、X線透過率が高く、従来よりも厚い厚さで十分な透
光性を示し、強度、歩留り向上に好適であるマスク保持
体を備えたX線リソグラフィー用マスク構造体を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、可視光透過率をも満足し、熱的寸
法安定性、X線耐性が良好なマスク材保持体を備えたX
線リソグラフィー用マスク構造体を提供することにある
[課題を解決するための手段] 上記の目的は、アルミニウム、ホウ素および窒素を主成
分とする単層膜または当該膜を少なくとも含む積層膜か
ら成るマスク材保持膜と、該マスク材保持膜の周辺部を
保持するための環状部材とを有することを特徴とする、
x練りソゲラフイー用マスク構造体によって達成される
アルミニウム、ホウ素および窒素を主成分とする膜のA
j、N、Bのモル比は、AjN、BNという形で、/I
N : BN=1 : 1〜10が好ましい。
なお、環状部材としては、シリコン、ガラス、石英、イ
ンバー、ステンレス等が用いられる。
[作用] 八Aの吸収端よりも短いX線(1〜8.34人)では、
ホウ素(B)の透過率がよく、長い波長(8,34〜1
0人)ではAjの透過率が良いので、SOR等の波長の
幅をもったX線源に対し、Aj−B−N膜は高い透過率
を示す。そのため、1−B−N膜は2鱗厚で50%以上
の透過率を示す。同じ透過率を示すためには多くの無機
材料(窒化シリコン膜等)では、1−程度と薄くする必
要があり、それに比べてAn−B−N膜は製造が容易で
あって、X線リソグラフィー用マスク構造体の歩留りの
向上を図ることができる。
1−B−N膜は2鱗厚では可視光が95%以上と高いた
め、可視光線によるアライメントが容易である。
AA−B−N膜の熱膨張率は3〜4X10−’/℃と一
般に焼き付は基板として用いられるシリコンウェハーと
ほぼ同じ値であるので、両者の極めて高精度の焼き付け
が可能になる。
Aj−B−N膜は熱伝導率が1〜2 W cm−’ k
−鳳(窒化シリコン膜は0.17〜0.3Wcm−鳳に
−1)と高いため、X線照射による温度上昇も防止でき
る。
[実施例] 実施例1 裏面に1鱗厚の酸化シリコン(SiO□)12の付いた
シリコンウェハー11(第1図(a))をスパッタリン
グ装置内にセットし、ニホウ化アルミニウム(AlB2
)ターゲット、アルゴン(Ar):窒素(N2) =5
 : 1、ガス圧0.0ITorr、放電電力200W
にて、2鱗厚のAA −B −N膜13を形成した(同
図(b))。
次に、リング状に5i02を残すために、アビニシンワ
ックス(シェル化学社製)層を形成しく同図(C))、
これを保護膜14として、5i02の中央部分をフッ化
アンモニウムとフッ酸との混合液を用いて、除去したく
同図(d))。その後、アビニシンワックスをキシレン
で取り去った(同図(e))。
その後、水酸化カリウム(KOH)水溶液にて、シリコ
ンウェハー11の中央部をエツチングし、11− B 
−N膜13の両面を露出させた(同図(f))。
最後に、EB描画およびエレクトロフォーミング法を利
用して、金(Au)のマスク材15を形成し、A1−B
−Nlfi13を透過膜とするX線マスクを作製した(
同図(g))。
実施例2 シリコンウェハー11の裏面にプラズマCVD法を用い
て、2−厚の窒化シリコン膜(SiNx) 12を成膜
した(第1図(a))。
次に、このウェハー11をMOCVD装置内にセットし
、ウェハー11を500℃に加熱しつつ、トリメチルア
ルミニウム(An (CH3)3)をN2バブリングし
503CCM  % ジボラン(B2H6)をN2のキ
ャリアガスを用い5SCCM% アンモニア(NH3)
ガスを101iccM流し、Aj−B−N膜13を成膜
した(同図(b))。
次に、リング状にネガレジスト(OMR−83:東京応
化社製)を形成しく同図(C))、それを保護膜14と
して、フッ化アンモニウムとフッ酸との混合液を用いて
、5iNxl 2の中央を除去しく同図(d))、専用
剥離液を用いて、レジストを取り去った(同図(e))
次に、フッ硝酸でシリコンウェハー11をバックエツチ
ングした(同図(f))。
その上に、Taを0.7−1Sin2を0.3μ順に蒸
着し、EB描画により作製したレジストパターンをCF
4+82ガスでドライエツチングすることにより5in
2に転写し、BrF、ガスによりエツチングすることに
よりTaに転写し、Taによるマスク材15を作製し、
kl、 −B −N膜13を透過膜とするX線マスクを
作製した(同図(g))。
実施例3 シリコンウェハー11の裏面にスパッタを用いて、2鱗
厚の酸化シリコン膜を(Si02) 12を成膜した(
第1図(a))。
次に、このウェハー11を高周波MOCVD装置内にセ
ットし、ウェハー11を1200℃に加熱しつつ、塩化
アルミニウム(AlCA3 ) ヲ)hバブリングし1
008CCM、塩化ホウ素(BCA:+)をの112キ
ヤリアガスを用い5 gCCMs アンモニアガス(N
H3)を10 gccv流し、300Wの放電電力でへ
7−B−N膜13を成膜した(同図(b))。
次に、リング状にポジレジスト(AZ−1370:ヘキ
スト社製)を形成しく同図(C))、それを保護膜14
として、フッ化アンモニウムとフッ酸との混合液を用い
て、5in212の中央を除去しく同図(d))、専用
剥離°液を用いて、レジストを取り去った(同図(C)
)。
次に、水酸化カリウム(K、 OH)水溶液にてシリコ
ンウェハー11の中央部をエツチングした(同図(f)
)。
その上に、Cr1OOp、Au7000uを順に蒸着し
、フォーカスイオンビーム装置(FIB)にて、直接描
画しマスク材15とし、AA −B −N膜13を透過
膜とするX線マスクを作製した(同図(g))。
実施例4 シリコンウェハー11の裏面にプラズマCVDを用いて
、2−厚の窒化シリコン膜(SiNx) 12を成膜し
た(第2図(a))。
次に、実施例2と同様な方法でMOCVD装置内にてA
j−B−N膜13を成膜した(同図(b))。
次に、Auのマスク材15を形成した(同図(C))。
これには実施例1〜3のいずれの方法でも良いが、実際
には実施例1の方法を利用した。
次に、リング状にポジレジスト(OFPR−800=東
京応化社製)を形成しく同図(d))、それを保護膜1
4として、フッ化アンモニウムとフッ酸との混合液を用
いて、SiNxの中央を除去しく同図(e)、 ) 、
専用剥離液を用いて、レジストを取り去った(同図(f
))。
最後に、エチレンジアミンとパイロカテコールによりシ
リコンウェハー11をバックエツチングし、 1−B−
N膜13を透過膜とするX線マスクを作成した(同図(
g))。
[評価] [発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明では、X線透過膜と
して用いられるAJ −B −N膜が広い波長範囲でX
線透過率や、可視光透過率が高く、熱膨張率が低く、ま
た熱伝導率が高いので、・X線透過膜を、同じ透過率を
示す従来のものSiN膜よりも厚くでき、そのため再現
性の良い製造が容易で歩留が高くなり、また強度も向上
し、・可視光によるアライメントが容易となり、・熱寸
法安定性が向上し、 ・広い範囲の波長を用いるSOR光を光源としたX線リ
ソグラフィーに用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、各々本発明のX線リソグラフィー用
マスク構造体の製造工程を示す図である。 11:シリコンウェハー 12 : Sin□またはSiN xから成る膜13:
A4−B−N膜 14:保護膜 15:マスク材 特許出願人  キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)アルミニウム、ホウ素および窒素を主成分とする単
    層膜または当該膜を少なくとも含む積層膜から成るマス
    ク材保持膜と、該マスク材保持膜の周辺部を保持するた
    めの環状部材とを有することを特徴とする、X線リソグ
    ラフィー用マスク構造体。
JP63008240A 1988-01-20 1988-01-20 X線リソグラフィー用マスク構造体 Pending JPH01184919A (ja)

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