JPH01200621A - 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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JPH01200621A
JPH01200621A JP63023844A JP2384488A JPH01200621A JP H01200621 A JPH01200621 A JP H01200621A JP 63023844 A JP63023844 A JP 63023844A JP 2384488 A JP2384488 A JP 2384488A JP H01200621 A JPH01200621 A JP H01200621A
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JP
Japan
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film
ray
mask material
mask
ray lithography
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JP63023844A
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English (en)
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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
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Canon Inc
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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(低吸収数)
、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、vi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、
コストが高いと欠点があり、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人とさねでおり
、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と厚くせざるを天ないた
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
材料として実際に用いるためには、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μs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r4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、0,5〜1μ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μ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線源から発生する特性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マスク材保持体の、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、窒素および酸素
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薄膜と、該マスク材保持薄膜
の周辺部を保持するための環状保持基板とを有すること
を更に有する、、X線リソグラフィ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、窒素および酸素を主成分とする
膜のAl、N、B、0に関して、(八lN : 八j2
03=1:1〜5)  :  (BN:B203)=1
:1〜5)=1:1〜10(モル比)となるのが好まし
い。
なお1.環状保持基板としては、シリコン、パイレック
スガラス、石英、インバー、ステンレスを主体とするも
のが好適である。
[作用] 11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〜I
O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、AA−B−N−0膜は高い透
過率を示す。そのため、Aj−B−N−0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、1l程度と
薄くする必要があり、それに比べてAA −B−N−0
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。
1l−B−N−0膜は2μ厚では可視光が98%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。
^7−B−N−0膜の熱膨張率は3〜4×10−6/’
Cと、一般に焼き付は基板として好適に用いられるシリ
コンウェハーとほぼ同じ値であるので、極めて高精度の
両者の焼き付けが可能になる。
1l−B−N−0膜は熱伝導率が1〜2Wcm’ k 
−’  (窒化シリコン1漠は0.17〜0.3wcr
n−’ k −’ )と高いため、X線照射による温度
上昇も防止できる。
また、通常、薄膜の成膜時には02の混入が起こり、成
膜された膜の物性値に大きな変化をもたらす場合がある
が、意図的に制御しつつ0゜を含む膜を成膜することに
よって、安定した膜を得ることができる。
[実施例] 実施例1 シリコンウェハー11の裏面にスパッタを用いて、2μ
厚の酸化シリコン(SiO□)膜12を成膜した(第1
図(a))。このウェハー11を熱電子衝撃型イオンブ
レーティング装置内にセットし、蒸着源をアルミニウム
(Al)と酸化ホウ素(B203)の二部とし、ガスを
、アルゴン(Ar) :窒素(N2) =3 : 1の
比率でガス圧3xlO−’Torrとし、放電電力40
W、加速電圧600V、基板温度80℃にて、へ1−B
−N−0膜13を形成した(同図(b))。
次に、リング状にSiO□Ili 12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、5in2膜12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(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(C))。
その後、水酸化カリウム水溶液でシリコンウェハー11
のエツチングを行ない、 八j−B−N−o IIQ 
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、 Aj−
B−N−0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2 シリコンウェハー11の裏面にプラズマCVDを用いて
、2鱗厚の窒化シリコン膜(SiNx) 12を成膜し
た。
次に、このウェハーをMOCVD装置内にセットし、ウ
ェハーを500℃に加熱しつつ、トリメチルアルミニウ
ム グし5 0 sccM.ジボラン([12+16)を1
12のキャリアガスを用い5!i C C M 、酸化
窒素(N20)ガスを10SCCM流し、 l−B−N
−0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)を塗布しく同図(C) ) 、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、SiNx15i 1 2の中央を除去しく同図(
d))、専用剥sfiを用いて、レジストを取り去った
(同図(C))。
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.  77u、Sin2を0.  
3,at順に蒸着し、EB描画により作製したレジスト
パターンを(:F4+ 82ガスでドライエツチングす
ることによりSin2に転写し、CBrF3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、 八t − B − N − 
0 11% 1 3を透過膜とするX線マスクを作製し
た。
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、2μ
■厚の酸化シリコン(Sin2)膜12を成膜した(同
図(a))。
次に、このウェハー11を高周波スパッタリング装置に
て、ホウ化アルミニウム(IB)ターゲット、アルゴン
(Ar) :窒素(N2) :酸素(0,) ==3:
I:0.5 、ガス圧5 X 10−3Torr、放電
電力200Wにて、2騨厚のAA−B−N−0膜13を
形成した(同図(b))。
次に、リング状にポジレジスト(AZ−1370:ヘキ
スト社製)を塗布しく同図(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、5in2膜12の中央部分を除去しく同図(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、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た(同図(f))。
その上に、Crを100人、八Uを7000人順に蒸着
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、AI−−B −N−o11q
t3を透過膜とするX線マスクを作製した。
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騨厚の窒化シリコン(SiNx)膜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2
μ顔の^j−B−N−0膜13を成膜した(同図(b)
)。
次に、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)を塗布しく同図(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膜12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、 An−B
−N−0膜13を透過膜とするX線マスクを作成した(
同図(g))。
[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1−B−N−0膜は広い波長範囲で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
す従来のものよりよりも厚くでき、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、 ・02添加による物性値が安定し、 ・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SiNxから成る膜13 :
  AA−B−N−0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)

  1. 【特許請求の範囲】 1)アルミニウム、ホウ素、窒素および酸素を主成分と
    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
    るマスク材保持薄膜と、該マスク材保持薄膜の周辺部を
    保持するための環状保持基板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。 2)前記マスク材保持薄膜一面に薄膜状に付与されたマ
    スク材を更に有する、特許請求の範囲第1項記載のX線
    リソグラフィー用マスク構造体。 3)前記マスク材保持薄膜に薄膜状にパターン化されて
    付与されたマスク材を更に有する、特許請求の範囲第1
    項記載のX線リソグラフィー用マスク構造体。
JP63023844A 1988-02-05 1988-02-05 X線リソグラフィー用マスク構造体 Pending JPH01200621A (ja)

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