JPH01204418A - Ｘ線露光マスク基板およびその製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光マスク基板およびその製造方法Info
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- JPH01204418A JPH01204418A JP63027482A JP2748288A JPH01204418A JP H01204418 A JPH01204418 A JP H01204418A JP 63027482 A JP63027482 A JP 63027482A JP 2748288 A JP2748288 A JP 2748288A JP H01204418 A JPH01204418 A JP H01204418A
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Landscapes
- 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。
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線耐性および可視光透過度のいずれにも優れ
たＸ線露光マスク基板およびその製造方法に関するもの
である。
たＸ線露光マスク基板およびその製造方法に関するもの
である。
［従来の技術］
従来、Ｘ線露光マスク基板としては、Ｓｉ製支持枠（以
後、Ｓｉフレームと称する）に、張力を持たせてＳｉＮ
ｘ 、ＳｉＣ，５ｉ０２、あるいはＰ −３ｉ等のＳ
ｉまたはＳｉ化合物の単一膜もしくはそれらの複合膜を
形成したものが一般に用いられており、また、これらの
薄膜の堆積には、減圧ＣＶＤ法（以後、ＬＰＣＶＤ法と
称する）、プラズマＣＶＤ法（以後、ＰＣＶＤ法と称す
る）、不純物拡散法等が用いられ、各薄膜に適度の張力
を内在させるように成膜条件を最適化することにより、
前記Ｓｉフレームに所望の薄膜基板が得られている。
後、Ｓｉフレームと称する）に、張力を持たせてＳｉＮ
ｘ 、ＳｉＣ，５ｉ０２、あるいはＰ −３ｉ等のＳ
ｉまたはＳｉ化合物の単一膜もしくはそれらの複合膜を
形成したものが一般に用いられており、また、これらの
薄膜の堆積には、減圧ＣＶＤ法（以後、ＬＰＣＶＤ法と
称する）、プラズマＣＶＤ法（以後、ＰＣＶＤ法と称す
る）、不純物拡散法等が用いられ、各薄膜に適度の張力
を内在させるように成膜条件を最適化することにより、
前記Ｓｉフレームに所望の薄膜基板が得られている。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来のＸ線露光マスク基板においては、Ｘ
線に対する耐性と、Ｘ線露光装置においてＸ線露光マス
クをウェハに対して位置合わせする時に必要とされる可
視光に対する透明度の点で第１表に示すように２つのグ
ループに大別される。
線に対する耐性と、Ｘ線露光装置においてＸ線露光マス
クをウェハに対して位置合わせする時に必要とされる可
視光に対する透明度の点で第１表に示すように２つのグ
ループに大別される。
第１表
（以下余白）
叩も、１つのグループはＬ Ｐ ＣＶ Ｄ Ｓ ｉ Ｎ
ｘのようにＸ線耐性は優れているが可視光透明度に欠け
るもの、もう１つのグループはＰＣＶＤＳ！Ｎｘのよう
に可視光透明度は良好であるが、Ｘ線耐性、特に軟Ｘ線
耐性が不充分なものである。
ｘのようにＸ線耐性は優れているが可視光透明度に欠け
るもの、もう１つのグループはＰＣＶＤＳ！Ｎｘのよう
に可視光透明度は良好であるが、Ｘ線耐性、特に軟Ｘ線
耐性が不充分なものである。
前者の場合、各々の薄膜に適度の張力を付与するために
、Ｌ Ｐ ＣＶ Ｄ Ｓ ＋ Ｎｘにおいては、Ｓｉ＠
を化学的当量比よりも多く含む膜にせざるを１ｑず、こ
の結果、５ｉ−３ｉ結合による可視光の吸収が生ずるた
めである。またＬＰＣＶＤ ＳｉＣ膜においても内部応
力を最適にする条件の下では可視光の透過率が高々５０
％と低く、例えばＭＯＳデバイス等の製造工程において
、ウェハのアライメントマーク信号を当該Ｘ線露光マス
ク基板を通して検出する場合に、所望の信号対ノイズ比
（Ｓ／Ｎ比）が得られないという問題があった。
、Ｌ Ｐ ＣＶ Ｄ Ｓ ＋ Ｎｘにおいては、Ｓｉ＠
を化学的当量比よりも多く含む膜にせざるを１ｑず、こ
の結果、５ｉ−３ｉ結合による可視光の吸収が生ずるた
めである。またＬＰＣＶＤ ＳｉＣ膜においても内部応
力を最適にする条件の下では可視光の透過率が高々５０
％と低く、例えばＭＯＳデバイス等の製造工程において
、ウェハのアライメントマーク信号を当該Ｘ線露光マス
ク基板を通して検出する場合に、所望の信号対ノイズ比
（Ｓ／Ｎ比）が得られないという問題があった。
一方、ＰＣＶＤ法で形成したＳｉＮｘ膜およびＳｉＣ膜
はいずれも十数％ないし数十％の水素を含んでおり、適
度の張力と、可視光に対する優れた透過率を同時に達成
できる反面、Ｘ線露光に用いられる１０人前後（１ｋｅ
Ｖ前後）の軟Ｘ線照射によって膜中の水素が抜けたり、
あるいはＳｉの未結合手（ダングリングボンド）がＸ線
のエネルギーで結合したりする結果、Ｘ線露光を続ける
うちに膜が収縮し、所望の寸法精度が維持できないとい
う問題があった。
はいずれも十数％ないし数十％の水素を含んでおり、適
度の張力と、可視光に対する優れた透過率を同時に達成
できる反面、Ｘ線露光に用いられる１０人前後（１ｋｅ
Ｖ前後）の軟Ｘ線照射によって膜中の水素が抜けたり、
あるいはＳｉの未結合手（ダングリングボンド）がＸ線
のエネルギーで結合したりする結果、Ｘ線露光を続ける
うちに膜が収縮し、所望の寸法精度が維持できないとい
う問題があった。
本発明は以上述べたような従来の問題点を解決するため
になされたもので、可視光に対して優れた透過率を有す
ると共に、Ｘ線耐性にも優れたＸ線露光マスク基板およ
びその製造方法を提供することにある。
になされたもので、可視光に対して優れた透過率を有す
ると共に、Ｘ線耐性にも優れたＸ線露光マスク基板およ
びその製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、弗素原子を少なくとも１％以上含むＳｉＮ：
Ｆｌ膜の周囲をＳｉ製支持枠で支持してなることを特徴
とするＸ線露光マスク基板、および少なくともＳｉＨ４
ガスおよびＮＦ３ガス、またはＳｉＨ４ガス、ＮＨ３ガ
スおよびＮＦ３ガスをそれぞれ含み、かつ上記ガスの混
合比が添付図面の第２図に示すように点Ａ （５ｉｎ４
８５％、ＮＨ３０％、ＮＦ３ １５％）、点Ｂ （５ｉ
ｎ４３０％、ＮＨ３５０％、ＮＦ３ ２０％）、点Ｃ（
ＳｉＨ４５５％、ＮＨ３１０％、ＮＦ３ ３５％）、点
Ｄ（ＳｉＨ４７０％、ＮＨ３’Ｏ％、ＮＦ３ ３０％）
で囲まれる範囲内に制御されたプラズマＣＶＤ条件でＳ
ｉ単結晶基板の一生平面上にＳｉＮ：ＦＥＷ膜を堆積し
、次いで前記Ｓｉ単結晶基板の所定領域を前記主平面の
反対面よりエツチング除去してなることを特徴とするＸ
線露光マスク基板の製造方法である。
Ｆｌ膜の周囲をＳｉ製支持枠で支持してなることを特徴
とするＸ線露光マスク基板、および少なくともＳｉＨ４
ガスおよびＮＦ３ガス、またはＳｉＨ４ガス、ＮＨ３ガ
スおよびＮＦ３ガスをそれぞれ含み、かつ上記ガスの混
合比が添付図面の第２図に示すように点Ａ （５ｉｎ４
８５％、ＮＨ３０％、ＮＦ３ １５％）、点Ｂ （５ｉ
ｎ４３０％、ＮＨ３５０％、ＮＦ３ ２０％）、点Ｃ（
ＳｉＨ４５５％、ＮＨ３１０％、ＮＦ３ ３５％）、点
Ｄ（ＳｉＨ４７０％、ＮＨ３’Ｏ％、ＮＦ３ ３０％）
で囲まれる範囲内に制御されたプラズマＣＶＤ条件でＳ
ｉ単結晶基板の一生平面上にＳｉＮ：ＦＥＷ膜を堆積し
、次いで前記Ｓｉ単結晶基板の所定領域を前記主平面の
反対面よりエツチング除去してなることを特徴とするＸ
線露光マスク基板の製造方法である。
本発明では、プラズマＣＶＤにおける反応ガスとして、
従来ＳｉＮｘ膜の形成に一般に用いられているＳｉＨ４
、ＮＨ３およびＮ２等のガスに加えてＮＦ３ガスを第２
図に示す条イ１に適合するように混合することにより、
薄膜中に弗素原子を少なくとも１％以上添加して、当該
薄膜中のＳｉダングリングボンドを弗素イオンでターミ
ネートし、含有水素の量を大幅に低減させることによっ
て、Ｘ線耐性をＬ Ｐ ＣＶ Ｄ Ｓ ｉ Ｎｘ膜と同
程度以上に有し、しかも適度の張力を有しているＳｉＮ
：Ｆ薄膜を形成することを特徴としている。ＳｉＮ：Ｆ
＋Ｗ膜中の弗素原子量は所要のＸ線耐性を保有せしめる
ためには少なくとも１％含ませることが必要であるが、
多過ぎると化学的安定性に欠けるようになるのでシリコ
ン原子間に対して弗素原子量を５０％以下に抑えておく
ことが望ましい。
従来ＳｉＮｘ膜の形成に一般に用いられているＳｉＨ４
、ＮＨ３およびＮ２等のガスに加えてＮＦ３ガスを第２
図に示す条イ１に適合するように混合することにより、
薄膜中に弗素原子を少なくとも１％以上添加して、当該
薄膜中のＳｉダングリングボンドを弗素イオンでターミ
ネートし、含有水素の量を大幅に低減させることによっ
て、Ｘ線耐性をＬ Ｐ ＣＶ Ｄ Ｓ ｉ Ｎｘ膜と同
程度以上に有し、しかも適度の張力を有しているＳｉＮ
：Ｆ薄膜を形成することを特徴としている。ＳｉＮ：Ｆ
＋Ｗ膜中の弗素原子量は所要のＸ線耐性を保有せしめる
ためには少なくとも１％含ませることが必要であるが、
多過ぎると化学的安定性に欠けるようになるのでシリコ
ン原子間に対して弗素原子量を５０％以下に抑えておく
ことが望ましい。
［作用］
本発明のＳｉＮ：Ｆｌ膜よりなるＸ線露光マスク基板は
、ＳｉＮｘ膜に弗素イオンを添加することにより、Ｓｉ
ダングリングボンドを弗素イオンでターミネートし、Ｓ
ｉダングリングボンドに結合する水素量を箸しく低減さ
せる。その結果、Ｘ線耐性が実用レベルに高められると
共に、マスク位置合わけに用いられる可視光に対する透
過率が８０％以上と高く、かつ内部応力の制御性や軟Ｘ
線に対する透過率および表面の平滑性にも優れたＸ線露
光マスクが得られる。
、ＳｉＮｘ膜に弗素イオンを添加することにより、Ｓｉ
ダングリングボンドを弗素イオンでターミネートし、Ｓ
ｉダングリングボンドに結合する水素量を箸しく低減さ
せる。その結果、Ｘ線耐性が実用レベルに高められると
共に、マスク位置合わけに用いられる可視光に対する透
過率が８０％以上と高く、かつ内部応力の制御性や軟Ｘ
線に対する透過率および表面の平滑性にも優れたＸ線露
光マスクが得られる。
［実施例］
次に、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は本発明のＸ線露光マスク基板の一実施例につい
て、その製造工程に従って模式的断面図を示したもので
ある。まず、第１図（ａ）に示すように、（１００）
Ｓｉ単結晶基板１１の一表面上に、７００°Ｃ以上の高
温ＣＶＤ法によりＳｉ３Ｎ４膜１２を堆積し、通常のフ
ォトリソグラフィ技術およびドライエツチング技術を用
いてこのＳｉ３Ｎ４膜１２の所定の領域を除去し、後の
工程においてＳｉ単結晶基板１１の所定の領域をエツチ
ングするための保護膜となるＳｉ３Ｎ４膜１２によるパ
ターンを形成する。
て、その製造工程に従って模式的断面図を示したもので
ある。まず、第１図（ａ）に示すように、（１００）
Ｓｉ単結晶基板１１の一表面上に、７００°Ｃ以上の高
温ＣＶＤ法によりＳｉ３Ｎ４膜１２を堆積し、通常のフ
ォトリソグラフィ技術およびドライエツチング技術を用
いてこのＳｉ３Ｎ４膜１２の所定の領域を除去し、後の
工程においてＳｉ単結晶基板１１の所定の領域をエツチ
ングするための保護膜となるＳｉ３Ｎ４膜１２によるパ
ターンを形成する。
次に第１図（ｂ）に示すように、Ｓｉ単結晶基板１１の
他の表面上にプラズマＣＶＤ法により、約１卯厚のＳｉ
Ｎ：Ｆ膜１３を堆積する。このＳｉＮ：Ｆ膜１３の堆積
条件は、ＮＦ３ ／ＮＨ３／ Ｓ！Ｈ４ガスの混合比が
第２図の斜線で示した範囲になるように制御し、かつ反
応室内の全ガス圧を約１００Ｐａ 、基板温度を約４０
０℃とした。この結果、ＳｉＮ：Ｆ膜１３には約１〜１
０％のＦイオンが含まれることがラヂフオード・バック
スキャツタリングによる測定の結果明らかになった。
他の表面上にプラズマＣＶＤ法により、約１卯厚のＳｉ
Ｎ：Ｆ膜１３を堆積する。このＳｉＮ：Ｆ膜１３の堆積
条件は、ＮＦ３ ／ＮＨ３／ Ｓ！Ｈ４ガスの混合比が
第２図の斜線で示した範囲になるように制御し、かつ反
応室内の全ガス圧を約１００Ｐａ 、基板温度を約４０
０℃とした。この結果、ＳｉＮ：Ｆ膜１３には約１〜１
０％のＦイオンが含まれることがラヂフオード・バック
スキャツタリングによる測定の結果明らかになった。
しかる後、第１図（Ｃ）に示すように、Ｓｉ３Ｎ４膜１
２のパターンを保護膜にしてＳｉ基板１１の所定の領域
をエツチングして除去することにより、Ｓｉ製支持枠１
１ａを形成し、本発明のＸ線露光マスク基板が得られる
。
２のパターンを保護膜にしてＳｉ基板１１の所定の領域
をエツチングして除去することにより、Ｓｉ製支持枠１
１ａを形成し、本発明のＸ線露光マスク基板が得られる
。
以上のようにして得られたＳｉＮ：Ｆ薄膜（厚ざ１１Ｊ
Ｉｎ）よりなるＸ線露光マスク基板は、ｆｑ ３５０ｎ
ｍ以上の波長の光に対して約８０％以上の透過率を有し
ており、従来のＬ Ｐ Ｇ Ｖ Ｄ ＳｉＮｘ （１
１ＪＩｎ）やＬＰＣＶＤ ＳｉＣ膜（１１ＪＩｎ）に比
べて約１．５〜３倍優れている。この結果、例えばＭＯ
Ｓデバイス′ｔＡ造工程等において、可視光に対する透
明度の低い従来ノＬ Ｐ ＣＶ Ｄ ＳｉＮｘ Ｘ線露
光マスクやＬＰＣＶ［） ５ｉＣＸ線露光マスクを通し
てウェハのアライメントマーク信号を検出する場合、Ｓ
／Ｎ比が小さく、所望のマスク位置合わせ信号が得られ
ないことがしばしばあったが、本発明のＸ線露光マスク
基板を用いた場合には、すべてのＭＯＳデバイス製造工
程において大きいＳ／Ｎ比のアライメント信号が得られ
、Ｘ線露光マスクとウェハの良好な位置合わせができる
。
Ｉｎ）よりなるＸ線露光マスク基板は、ｆｑ ３５０ｎ
ｍ以上の波長の光に対して約８０％以上の透過率を有し
ており、従来のＬ Ｐ Ｇ Ｖ Ｄ ＳｉＮｘ （１
１ＪＩｎ）やＬＰＣＶＤ ＳｉＣ膜（１１ＪＩｎ）に比
べて約１．５〜３倍優れている。この結果、例えばＭＯ
Ｓデバイス′ｔＡ造工程等において、可視光に対する透
明度の低い従来ノＬ Ｐ ＣＶ Ｄ ＳｉＮｘ Ｘ線露
光マスクやＬＰＣＶ［） ５ｉＣＸ線露光マスクを通し
てウェハのアライメントマーク信号を検出する場合、Ｓ
／Ｎ比が小さく、所望のマスク位置合わせ信号が得られ
ないことがしばしばあったが、本発明のＸ線露光マスク
基板を用いた場合には、すべてのＭＯＳデバイス製造工
程において大きいＳ／Ｎ比のアライメント信号が得られ
、Ｘ線露光マスクとウェハの良好な位置合わせができる
。
また本発明のＳｉＮ：Ｆ Ｘ線露光マスク基板に対し、
約７〜９人のピーク波長を有するシンクロトロン軌道放
射光を連続前側し、前側前後のＳｉＮ：Ｆ基板の寸法シ
フトおよび可視光透過率の変化を調べたところ、いずれ
も全く変化が認められず、極めてＸ線耐性に優れている
ことが確認された。
約７〜９人のピーク波長を有するシンクロトロン軌道放
射光を連続前側し、前側前後のＳｉＮ：Ｆ基板の寸法シ
フトおよび可視光透過率の変化を調べたところ、いずれ
も全く変化が認められず、極めてＸ線耐性に優れている
ことが確認された。
なお、所望のＸ線吸収体パターンを本実施例で１ｑられ
たＸ線マスク基板上に形成するためには、第１図（ｂ）
に示した状態で、所要のＸ線吸収体パターンをＳｉＮ：
Ｆ膜１３上に形成した後、Ｓｉ基板１１の所定領域をエ
ツチング除去しても良いし、または第１図（Ｃ）で得ら
れた薄膜化したＸ線マスク基板上にＸ線吸収体パターン
を形成しても良い。
たＸ線マスク基板上に形成するためには、第１図（ｂ）
に示した状態で、所要のＸ線吸収体パターンをＳｉＮ：
Ｆ膜１３上に形成した後、Ｓｉ基板１１の所定領域をエ
ツチング除去しても良いし、または第１図（Ｃ）で得ら
れた薄膜化したＸ線マスク基板上にＸ線吸収体パターン
を形成しても良い。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によるＸ線露光マスク基板
は優れた可視光透明度を有しているので、すべてのＭＯ
Ｓデバイス製造工程において大きいＳ／Ｎ比のアライメ
ント信号が得られ、ウェハとの位置合わせが良好に行わ
れると共に、Ｘ線耐性にも優れているので、Ｘ線露光マ
スク基板として極めて有用である。
は優れた可視光透明度を有しているので、すべてのＭＯ
Ｓデバイス製造工程において大きいＳ／Ｎ比のアライメ
ント信号が得られ、ウェハとの位置合わせが良好に行わ
れると共に、Ｘ線耐性にも優れているので、Ｘ線露光マ
スク基板として極めて有用である。
第１図は本発明のＸ線露光マスク基板の製造方法の一例
を示す模式的断面図、第２図は本発明によるＳｉＮ：Ｆ
膜形成時のガス混合範囲を示す図である。
を示す模式的断面図、第２図は本発明によるＳｉＮ：Ｆ
膜形成時のガス混合範囲を示す図である。
Claims (2)
- （１）弗素原子を少なくとも１％以上含むＳｉＮ：Ｆ薄
膜の周囲をＳｉ製支持枠で支持してなることを特徴とす
るＸ線露光マスク基板。 - （２）少なくともＳｉＨ＿４ガスおよびＮＦ＿３ガス、
またはＳｉＨ＿４ガス、ＮＨ＿３ガスおよびＮＦ＿３ガ
スをそれぞれ含み、かつ上記ガスの混合比が添付図面の
第２図に示すように点Ａ（ＳｉＨ＿４８５％、ＮＨ＿３
０％、ＮＦ＿３１５％）、点Ｂ（ＳｉＨ＿４３０％、Ｎ
Ｈ＿３５０％、ＮＦ＿３２０％）、点Ｃ（ＳｉＨ＿４５
５％、ＮＨ＿３１０％、ＮＦ＿３３５％）、点Ｄ（Ｓｉ
Ｈ＿４７０％、ＮＨ＿３０％、ＮＦ＿３３０％）で囲ま
れる範囲内に制御されたプラズマＣＶＤ条件でＳｉ単結
晶基板の一主平面上にＳｉＮ：Ｆ薄膜を堆積し、次いで
前記Ｓｉ単結晶基板の所定領域を前記主平面の反対面よ
りエッチング除去してなることを特徴とするＸ線露光マ
スク基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027482A JPH01204418A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Ｘ線露光マスク基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027482A JPH01204418A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Ｘ線露光マスク基板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204418A true JPH01204418A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=12222348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027482A Pending JPH01204418A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Ｘ線露光マスク基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01204418A (ja) |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63027482A patent/JPH01204418A/ja active Pending
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