JPH0316116A - Ｘ線リソグラフィー用マスク構造体及びそれを用いたｘ線露光方法 - 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〉 本発明はＸ線リソグラフィー用マスク構造体及びそれを
用いたＸ線露光方法に関する。

（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）
及び短波長等の性質に基づき、これ迄の可視光や紫外光
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
法の困難さ等から、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あげて見
ると、可視光及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）としてガラス板及び石英板が
利用されてきたが、Ｘ線リソグラフィーにおいては、利
用出来る光線の波長が１入〜２００人とされており、こ
れ迄のガラス板や石英板ではＸ線波長域での吸収が大き
く、且つ厚さも１ｍｍ〜２ｍｍと厚くせざるを得ない為
、Ｘ線を充分に透過させないので，これらはＸ線リソグ
ラフィー用マスク構造体のＸ線透過膜の材料としては不
適である。

Ｘ線透過率は一般に物質の密度に依存する為、Ｘ線透過
膜の材料として、密度の低い無機物や有機物が検討され
つつある。この様な材料としては、例えば、ベリリウム
（Ｂｅ）　、チタン（Ｔｉ）、硅素（Ｓｔ）　．硼素（
Ｂ）等の単体及びそれらの化合物等の無機物又はポリイ
ミド、ボリアミド、ポリエステル、ポリパラキシリレン
等の有機物が挙げられる。

これらの物質をＸ線透過膜の材料として実際に用いる為
には、Ｘ線透過量を出来るだけ大きくする為に薄膜化す
ることが必要であり、無機物の場合で数μｍ以下、有機
物の場合で数十μｍ以下の厚さに形成することが要求さ
れている。

この為、例えば、無機物薄膜及びその複合膜からなるＸ
線透過膜の形成にあたっては、平面性の優れたシリコン
ウエハー上に蒸着等によって窒化硅素、酸化硅素、炭化
硅素等の薄膜を形成した後に、シリコンウェハーをバッ
クエッチングによって除去する方法が提案されている。

尚、以上の様なＸ線透過膜上に保持される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
、ニッケル及びそれらを含む化合物等の薄膜が使用され
ている。特に、０．５μｍ〜１μｍ厚の薄膜からなるも
のが好ましく使用されている。

この様なＸ線吸収体は、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戊した後、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、しかる後にエッチング等の手段を用
いて所望のパターンに作成される。

（発明が解決しようとしている問題点）近年、Ｘ線リソ
グラフィー用の線源として、ＳＯＲ光が注目されている
。このＳＯＲ光は、従来の電子衝撃型Ｘ緯源から発生す
る特性Ｘ線に比べて、使用する波長の幅も広く且つパワ
ーも桁違いに大きい為、Ｘ線透過膜の熱安定性が大きな
問題となっている。

Ｘ線透過膜にＸ線が照射されると、一部のＸ線がＸ線透
過膜に吸収され、温度の上昇を引き起す。この時、Ｘ線
透過膜の熱膨張率が大きい場合、Ｘ線吸収体との位置づ
れを引き起す。又、更に熱伝導率が低い場合にはＸ線透
過膜の温度上昇がより大きくなる。

一方、近年、Ｘ線吸収体に対してはより一層の微細パタ
ーン化が要求されており、又、パターンの高アスベクト
比化は必須となっている。

しかしながら、高アスペクト比化には、ｘ線吸収体とＸ
線透過膜との高い接着性が必要となるが、現在のところ
十分な接着性を６つらのはなく、パターンの高アスペク
ト比化において大きな問題となっている。

又、Ｘ線透過膜上にＸ線吸収体をパターン形成した後、
−ＩＩにその上面をポリイミド等の有機膜で覆う。これ
はＸ線吸収体のパターンの保護とＸ線吸収体からの二次
電子の飛散を防止する為である。

しかしながら、従来この保護膜形成時に応力が発生し、
パターンが｛ｆ１１壊するという問題があった。

又、従来、Ｘ線リソグラフィーの分野ではパターン線幅
ハーフミクロンレベルの高解像性が要求されているが、
この高解像性が不良となる最大の原因は、Ｘ線マスク構
造体に由来することが多く、Ｘ線マスク構造体自体の次
の様な問題に基づいている。

（１）構成材料に由来するＸ線透過膜のＸ線透過性の悪
化の問題、 （２）内部応力に由来するＸ線透過膜の歪みの問題、 （３）内部応力に由来するＸ線吸収体の歪みの問題、 （４）Ｘ線透過膜とＸ線吸収体の接着性の問題。

上記問題点を解決する為に、これまで種々の技術改良が
為されてきており、例えば、米国特許第４，６７７．０
４２号明細書には，Ｘ線透過膜として窒化アルミニウム
を、Ｘ線吸収体としてタングステンやタンタル等の重金
属を用いたＸ線マスク構造体とすることにより、とりわ
け上記（１）の問題を改善することが記載されており、
又、特開昭６　３　−　７　６．３　２　５号及び同６
３−２３２４２５号公報には、Ｘ線透過膜として窒化シ
リコン、酸化シリコン又は窒化硼素を、Ｘ線吸収体とし
てタングステンの窒化物、タンタルの窒化物又はチタン
ータングステンの窒化物を用いたＸｌｌｉマスク構造体
とすることにより、とりわけ上記（３）及び（４）の問
題を改善することが記載されている。

しかしながら、Ｘ線リソグラフィーの実用面においては
、上記先行技術で開示されたＸ線ｉスク構造体であって
も、以下の様な新たな問題点を生じている． 即ち、Ｘ線リソグラフィーの実用面においては、 （１）同じＸ線マスク構造体を用いて数千回或いは数万
回にも及ぶパターン露光を行うのが通常であり、かよう
な複数回のパターン露光の繰り返しによって、Ｘ線マス
ク構造体は経時的に歪みを生じ、パターンの解像度が低
下してゆく。

（２）露光時のＸ線の減衰防止の為、Ｘ！！マスク構造
体を減圧下で使用する場合が多いが、被露光部材（ウエ
ハー）の装置への着脱時に生じる圧力変動の繰り返しに
よっても、Ｘ線マスク構造体は経時的に歪みを生じ、パ
ターンの解像度が低下してゆく。

等のＸ線マスク構造体の耐久性の点で不満足であった。

従って本発明の目的は、上記問題点を解決したＸ線リソ
グラフィー用マスク構造体を提供することである． 更に本発明の目的は、上記マスク構造体を用いた高精度
、高解像度のＸ線露光方法を提供することにある。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、アルミニウム及び窒素を主成分とする
単層膜又は当該膜を少なくとも含む積層膜からなるＸ線
透過膜と、該膜上に保持された金属及び窒素を主成分と
するＸ線吸収体と、上記Ｘ線透過膜を保持する保持枠と
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、及び上記Ｘ線マスク構造体を通してＸＳ＊をＸ
線被露光材に露光することを特徴とするＸ線露光方法で
ある。

（作　　　用） アルミニウム及び窒素を主成分とするＸ線透過膜は低熱
膨張性であり、しかも高熱伝導性を有する。例えば、窒
化アルミニウム（ＡＩ−Ｎ）は熱膨張係数４−　３ｐｐ
ｍ／’Ｃ及び熱伝導率２６０Ｗ／ｍ・κを示す。

この熱膨張係数は一般に焼き付け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り、熱伝導率
はＸ線透過膜としてよく使用される窒化硅素（１７〜３
０Ｗ／ｍ−Ｋｌに比べても格段によく，ｘ線吸収による
温度上昇を防止することが出来る。従って極めて高精度
のパターン焼き付けが可能となる。

一方、金属及び窒素を主成分とするＸ線吸収体は、上記
Ｘ線透過膜と高い接着性を示し、超微細な高アスペクト
比のパターン形成が可能となる。

又、Ｘ線吸収体上にポリイミド等の保護膜（又は二次電
子散乱防止膜）を形成する際の応力によるパターンの倒
壊も防止することが出来る。

更に本発明のＸ線マスク構造体は、とりわけ実用上数千
回或は数万回にも及ぶＸ線照射の繰り返しによるＸ線マ
スク構造体全体の膨脹収縮及び同様に数千回或は数万回
にも及ぶ圧力変動の繰り返しによるＸ線透過膜、ｘ！ｌ
ｉ！吸収体の振動に対して十分な耐久性能を維持するこ
とが出来る。この理由については明瞭な説明が出来る程
明らかではないが、本発明者等の推測によれば、 ａ》アルミニウム及び窒素を主成分とするＸ線透過膜は
先に述べた如く低熱膨張性であり、しかも高熱伝導性を
有すること。

ｂ〉窒化アルミニウム（Ｘ線透過膜）と重金属の窒化物
（Ｘ線吸収体）とが、両者の接着性の点で最良の組み合
わせである。

Ｃ）窒化アルミニウム（Ｘ線透過膜）と重金属の窒化物
（Ｘ線吸収体）との応力バランスが最良である． 等の事が起因しているものと考えられる。

（好ましい実施態様） 以下に図面に例示する実施態様により本発明のＸ線マス
ク構造体について更に詳しく説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明のＸ線マスク構造体の構
成を示す断面図である。

第１図（ａ）において、１は保持枠、２はＸ線透過膜、
３はＸ線吸収体である。

先ず、Ｘ線透過膜２はアルミニウム及び窒素を主体とす
る化合物、即ち、窒化アルミニウムから構或されている
。好ましくはアルミニウム（Ａｌｌ／窒素（Ｎ）のモル
比（Ｎ／Ａｌｌは０．３〜１．５の範囲が好ましく、更
に好ましくは０．４〜１．０である。即ち、上記モル比
が１．５を越えるとＸ線の透過率が低下し、一方、０．
３未満では膜の内部応力の制御が困難となる。しかも０
．３〜１．５の範囲外では先に述べたＸ線マスク構造体
の実用的耐久性ち低下する。上記Ｘ線透過膜の厚みは通
常０．５μｍ〜・５μｍとされる． 又、Ｘ線吸収体３は、金属及び窒素を主成分とする化合
物、好ましくは重金属の窒化物から構成されてシ）る。

重金属としては、Ｗ　，　Ｔａ．　Ｈｆ．　Ｍｏ、Ｎｂ
．　Ｚｒ，　Ｎｉ，　Ｔｉ．　Ｒｈ％Ｇｅ．　Ｇａ或は
これらの合金を用いることが出来るが、特にＴａ．　Ｗ
．　Ｈｆが好ましく用いられる。この時の重金属と窒素
とのモル比Ｘ（窒素／重金属）はＯ＜Ｘ＜１．０の範囲
が好ましく，更に好ましくはＯ．Ｏｆ＜ｘ＜０．５であ
る。即ち、ＸがＯでは膜の内部応力の制御が困難で、一
方、ｌを越えるとＸ線吸収の能力が低下するので好まし
くない。しかもこの範囲を外れると先に述べたＸ線マス
ク構造体の実用的耐久性ち低下する。

又、上記Ｘ線吸収体３の厚みは通常０．０２μｍ〜５μ
ｍとされる。尚、上記Ｘ線透過膜２とＸ線吸収体３とは
直接、接して積層されていることが先に述べた実用的耐
久性の点で好ましい。

次に保持枠ｌは、上記Ｘ線透過膜２の周辺部を保持する
環状基板であり、通常シリコンウエハーが用いられ、更
にその外側をパイレックス、ガラス、チタン、チタン合
金等の材料で構成された補強枠で支持されたものであっ
てもよい。

又、本発明のＸ線マスク構造体は第１図（ｂ）〜（ｄ）
に示される如く、そのＸ線透過膜２が窒化アルミニウム
の層２ａと保護層２ｂとによって構或されていてもよい
。尚、この場合において′も窒化アルミニウムの層２ａ
とＸ線吸収体３とは直接、接して積層されていることが
先に述べた実用的耐久性の点で好ましい。

この保護層２ｂは先に述べた実用的耐久性を一層高める
機能を有し、ポリイミド、ボリアミド、ポリエステル、
ポリバラキシリレン等の有機物或はベリリウム、チタン
、硅素，硼素等の無機物を用いることが出来るが、好ま
しくは有機物である。又、その膜厚は０．５μｍ〜３μ
ｍとされることが好ましい。

以上本発明のＸ線マスク構造体について詳しく説明した
が、保持枠とＸ線透過膜との間には応力制御或はプロセ
ス用下地層が介在していてもよく，その作成方法は従来
公知の方法に準ずればよく特に限定されない。

（実　施　例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。

実施例１ 全面に１μｍ厚の熱酸化膜（Ｓｉｎｓ）　２　２の付い
たシリコンウエハー２１（第２図ａ）をスパッタリング
装置内にセットし、窒化アルミニウム（Ａｌ−Ｎ）ター
ゲット、アルゴン（＾ｒ）：窒素（Ｎ２）　＝５：１、
ガス圧０．ＯＩＴｏｒｒ、放電電力２００Ｗにて、２μ
ｍ厚の窒化アルミニウムｉｌｌ　（Ｎ／Ａ１＝ｌ／ｌ）
２３を形或した（第２図ｂ）。

次に裏面の熱酸化膜２２（下地層〉をリング状に残す為
に、アビエゾンワックス（シェル化学社製）層２４を形
成し（第２図Ｃ）、これをレジスト層として、熱酸化膜
２２の中央部分を弗化アンモニウムと弗酸との混合液を
用いて除去した（第２図ｄ）。

その後、アビエゾンワックス２４をキシレンで取り去っ
た（第２図ｅ）。

その後、水酸化カリウム（ＫＯＩ｛）水溶液にて、シリ
コンウエハー２１の中央部をエッチングし、熱酸化膜２
２を露出させた（第２図ｆ）。次にこの熱酸化膜２２を
ケミカルドライエッチングによりＣＦ４：　２　０ＳＣ
ＣＭ、ガス圧：　１．２Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ、放電電力
６８０Ｗの条件下で除去した（第２図ｇ）。

次に、表面の窒化アルミニウム膜２３をスパッタリング
装置内にセットし、タングステン（Ｗ）ターゲット、ア
ルゴン：窒素＝２：１、ガス圧０　．　０　２　Ｔｏｒ
ｒ，放電電力５００Ｗにて、窒化アルミニウム膜２３上
に０．７μｍ厚の窒化タングステン膜（Ｗ−Ｎ．　Ｎ／
Ｗ＝１／ｌ）　２　５を形成し、更に該膜２５上にポリ
イミド層２６をｌμｍの厚さに形成し、更にこの上にシ
リコン含有レジスト２７を０．２μｍの厚みに形成した
（第２図ｈ）。

次に、ＥＢ描画によりシリコン含有レジスト２７をバタ
ーニングし、０．２５μｍラインアンドスペースパター
ンを得た。続いてこのパターンを酸素ガスによるリアク
ティブイオンエッチングによりポリイミド膜に転写した
。

更にこのパターンをマスクとして．窒化タングステン膜
２５をＣＦ．　＋　０２ガスを用いたりアクティブイオ
ンエッチングで、ガス圧力１．　ＯＰａ．　ＲＦハ’７
−０．　２Ｗ／ｃｒｒ？の条件下でエッチングを行い、
窒化タングステン膜２５のパターン２８を形成し本発明
のＸ線マスク構造体を得た（第２図工）。

実施例２ シリコンウエハー２１の全面にＬＰＣＶＤ法を用いて、
２μｍ厚の窒化硅素膜２２を成膜した（第２図ａ）。

次に、このウエハー２１をＭＯＣＶＤ装置内にセットし
、ウェハー２１を５００℃に加熱しつつ、トリメチルア
ルミニウム（Ａｌ　（ＣＨｓ）　３）を水素パブリング
し５　０　ＳＣＣＭ、アンモニア（ＮＨｓ）ガスを１０
３ＣＣＭ流し、窒化アルミニウム膜（Ｎ／＾１＝０．９
／ｌ）２３を成膜した（第２図ｂ）。

次にリング状にネガレジスト層２　４　（ＯＭＲ−８３
　：東京応化社製）を形成し（第２図Ｃ）、それをレジ
スト層として弗化アンモニウムと弗酸との混合液を用い
て窒化硅素膜２２の中央を除去し（第２図ｄ）、専用剥
離７夜を用いてレジストを取り去った（第２図ｅ）。

次に弗硝酸（弗酸と硝酸との混合物）でシリコーンウェ
ハー２１をバックエッチングした（第２図ｆ）。次に露
出した窒化硅素膜をケミカルドライエッチングにて、Ｃ
Ｆ４：　２　０ＳＣＣＭ、ガス圧＝１．２Ｘ１０−’Ｔ
ｏｒｒ、放電電力６８０Ｗの条件下で除去した（第２図
ｇ）。

次にこの窒化アルミニウム膜をスパッタリング装置内に
セットし、タンタル（Ｔａ）ターゲット、アルゴン：窒
素＝ｌ；１、ガス圧０．　Ｏ　ＩＴｏｒｒ，放電電力５
００Ｗにて窒化アルミニウム膜２３上に０．８μｍ厚の
窒化タンタル（Ｔａ−Ｎ．Ｎ／Ｔａ＝１／１）膜２５を
形成した。

続いて、この窒化タンタル膜２５上にポリイミド膜２６
をｌμｍの厚みに形成し、更にこの土にシリコン含有レ
ジスト２７を０．２μｍの厚みに形成した（第２図ｈ）
。

次にＥＢ描画によりシリコン含有レジスト２７をバター
ニングし、０．２５μｍラインアンドスペースパターン
を得た。続いてこのパターンを酸素ガスによるリアクテ
ィブイオンエッチングにより、ポリイミド膜に転写した
。更にこのパターンをマスクとして、窒化タンタル膜２
５を塩素ガスを用いたりアクティブイオンエッチングで
ガス圧力！．ＯＰａ，ＲＦバワー０．２Ｗ／ｃｒｒ？の
条件下でエッチングを行い、窒化タンタルのパターン２
８を形成し本発明のＸ線マスク構造体を得た（第２図ｉ
）ａ 実施例３ シリコンウェハー２１の全面に熱酸化法を用いて２μｍ
厚の酸化硅素２２を成膜したく第２図ａ〉。次にこのウ
ェハー２１を高周波ＭＯＣＶＤ装置内にセットし、ウエ
ハー２１を１，２００℃に加熱しつつ塩化アルミニウム
（ＡＩＣＩＳ）を水素パブリングし、ＩＯＯｓｃｃＭ、
アンモニアガスを１０３ＣＣＭ流し、３００Ｗの放電電
力で窒化アルミニウム膜（Ｎ／Ａ１＝０．９６／１１　
２　３を成膜した（第２図ｂ）． 次にリング状にネガレジスト２４（＾Ｚ−１１７０：ヘ
キスト社製）を形成し（第２図Ｃ）、それをレジスト層
として弗化アンモニウムと弗酸との混合液を用いて熱酸
化膜２２の中央を除去し（第２図ｄ）、専用剥離液を用
いてレジスト２４を取り去った（第２図ｅ）。

次に水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液にてシリコーンウ
エハー２１の中央部をエッチングした（第２図ｆ）。

次にこの窒化アルミニウム膜をスパッタリング装置内に
セットし、タングステンＦＷ）ターゲット，アルゴン：
窒素＝２：１、ガス圧Ｏ、０２Ｔｏｒｒ、放電電力５０
０Ｗにて窒化アルミニウム膜２３上に０．８μｍ厚の窒
化タングステン膜（Ｎ／Ｗ二１／ｌ）２５を形成した。

続いてこの窒化タングステン膜２５上にクロム（Ｃｒ）
層２６を５００人の厚みにＥＢ蒸着により形成し、更に
この上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）レジス
ト２７をｌＬＬｍの厚さに塗布形成した（第２図ｈ）． 次にＥＢ描画によりポリメチルメタクリレートレジスト
２７をバターニングし、０．２５μｍラインアンドスペ
ースパターンを得た。続いてこのポリメチルメタクリレ
ートパターンをマスクとして塩素ガスによるリアクティ
ブイオンエッチングにより、クロム層２６をエッチング
してパターン転写した。続いてこクロムパターンをマス
クとして、窒化タングステン１１９２５を六弗化硫黄（
ｓｐＪガスによるりアクティブイオンエッチングでバタ
ーニングし、続いて裏面よりケミカルドライエッチング
により酸化硅素を除去し、本発明のＸ線マスク構造体を
得た（第２図ｈ）。

実施例４ 実施例３の窒化タングステン膜に代えて窒化ハフニウム
膜を用いた以外は、実施例３と同様の方法で本発明のＸ
線マスク構造体を作成した。

実施例５ シリコンウェハー３１（第３図ａ）３１をスパッタリン
グ装置内にセットし，窒化アルミニウム（Ａｌ−Ｎ）タ
ーゲット、Ａｒ：Ｎａ＝５　：　ｌ．ガス圧０．ＯＩＴ
ｏｒｒ、放電電力２００Ｗにて、２μｍ厚の窒化アルミ
ニウム（Ｎ／Ａ１＝１／１１膜３２を形成した（第３図
ｂ）。

次に表面の窒化アルミニウム膜３２にタングステンター
ゲット、Ａｒ：Ｎｔ＝２　：　１，ガス圧０　．　０　
２　Ｔｏｒｒ．放電電力５００Ｗの条件で、０．７μｍ
厚の窒化タングステン（■一Ｎ．Ｎ／Ｗ＝１／１）膜３
３を形成した。更に該膜３３上にポリイミド膜３４をｌ
μｍの厚さに形成し、更にこの上にシ？コン含有レジス
ト３５を０．２μｍの厚みに形成した（第３図Ｃ）。

次に、ＥＢ描画によりシリコン含有レジスト３５をパタ
ーニングし、０．２５μｍラインアンドスペースパター
ンを得た。

続いてこのパターンを酸素（０■）ガスによるリアクテ
ィブイオンエッチングによりポリイミド膜３４に転写し
た。

更にこのパターンをマスクとして、窒化タングステンｌ
莫３３をＣＦ．　＋　Ｏ■ガスを用いたりアクティブイ
オンエッチングで、ガス圧力１、ＯＰａ．ＲＦバワー０
．２Ｗ／ｃｒｒ？の条件下でエッチングを行い、窒化タ
ングステン膜のパターン３６を形成した（第３図ｄ）。

その後、苛性カリ水溶漬にてシリコンウエハー３ｌの中
央部をエッチングして、第３図（ｅ）に示される本発明
のＸ線マスク構造体を得た。

実施例６ シリコンウエハー４１上に保護層としてのポリイミド膜
４２をｌμｍの厚さに形成した後（第４図ａ｝、スバッ
クリング装置内にセットし、窒化アルミニウム（Ａｔ−
Ｎ）ターゲット．　Ａｒ：Ｎａ＝５　：ｌ、ガス圧０．
ＯＩＴｏｒｒ、放電電力２００Ｗにて、２μｍ厚の窒化
アルミニウム（Ｎ／Ａｌ・１／ｌ）膜４３を形成した。

次に表面の窒化アルミニウム膜４３をスパッタリング装
置内にセットし、タングステン（Ｗ）ターゲット、Ａｒ
：Ｎｓ＝２　：　１．ガス圧０．　　０２Ｔｏｒｒ，放
電電力５００Ｗにて、窒化アルミニウム膜４３上に０．
７μｍ厚の窒化タングステン（Ｗ−Ｎ．　Ｎ／Ｗ＝１／
１）膜４４を形成した。更に該膜４４上にポリイミド膜
４５を１μｍの厚さに形成し、更にこの上にシリコン含
有レジスト４６を０．２μｍの厚みに形成した（第４図
Ｃ）。

次に、ＥＢ描画によりシリコン含有レジスト４６をバタ
ーニングし、０．２５μｍラインアンドスペースパター
ンを得た。

続いてこのパターンを酸素（Ｏｆ）ガスによるリアクテ
ィブイオンエッチングによりポリイミド膜４５に転写し
た。

更にこのパターンをマスクとして、窒化タングステン膜
４４をｃＦ．　＋　Ｏｘガスを用いたりアクティブイオ
ンエッチングで、ガス圧力１．　ＯＰａ．　ＲＦパワー
０．　２Ｗ／ｅｒｒ？の条件下でエッチングを行い、窒
化タングステン膜のパターン４７を形成した（第４図ｄ
）。

その後、水酸化カリウム水溶液にてシリコンウエハー４
１の中央部をエッチングして保護層としてのポリイミド
膜４２を有する第４図（ｅ）に示された本発明のＸ綿マ
スク構造体を得た。

実施例７ 実施例５で作成したＸ線マスク構造体に更にポリイミド
の保護膜を２μｍ厚で設け、第１図（ｂ）に示される本
発明のＸ線マスク構造体を得た。

実施例８ 実施例５で作成したＸ線マスク構造体に更にポリイミド
の保護膜を１μｍ厚で設け、第１図（ｄ）に示される本
発明のＸ線マスク構造体を得た。

比較例ｌ 実施例５において窒化タングステン膜の代わりにタング
ステン膜とした以外は実施例５と同様にｘ線マスク構造
体を作或した。

比較例２ 実施例５において窒化アルミニウム膜の代わりに窒化硅
素膜（Ｎ／ＳＬ＝１／１）とした以外は実施例５と同様
にＸ線マスク構造体を作成した． 実施例９ 実施例１〜８で作或したＸ線マスク構造体（但しこの実
施例においては、Ｘ線吸収体パターン幅は０．２５μｍ
とした）を用いて、該構造体を透過したＸｉｌによりレ
ジスト材料（ＲＡＹ−ＲＦ、ヘキスト社製）の塗布され
たシリコンウエハーを露光した。Ｘ線はＳＯＲ光を分光
して取り出した波長ｌｎｍの軟Ｘ線を用いた．但し露光
量はシリコンウエハー上で７５ｍＪ／ｃｒｒｒどなる様
にし、且つ露光雰囲気はヘリウムガス、Ｌ５０Ｔｏｒｒ
とした。

上記露光の結果、実施例ｌ〜８で作或したいずれのＸ線
マスク構造体を用いた場合でも、上記シＪコンウエハー
上に０．２５ＬＬｍの設計幅に対して誤差δ＝±０．０
３ＬＬｍ以下の精度で高解像度のパターン転写を行うこ
とが可能であった。

実施例１０ 実施例ｌ〜８及び比較例ｌ、２で作成したＸ線マスク構
造体（但しこの実施例においてはＸ線吸収体パターン幅
は０．３５μｍとした）を用い、該マスク構造体を透過
したＸ！！！により実施例９で用いたシリコンウェハー
を実施例９と同一条件で露光した。但し、Ｘ線照射の１
ショットを１０秒間とし、これを同一のＸｉ！マスク構
造体に対して１万回繰り返した。更に前記１ショットを
終える毎に露光雰囲気の圧力を大気圧に戻した。

上記の結果を第１表に示す。ここで解像性の評価は、１
回目のＸ線露光により得られたシリコンウエハー上の転
写パターン幅（μｍ）と、ｌ００回、５００回、ｌ，０
００回、５，０００回及び１万回のＸ線露光により得ら
れたシリコンウェハー上の転写パターン幅（μｍ）との
変化量（ΔＸ）で行った。

０は０．０１μｍ≧ΔＸ、 ○は０．０２μｍ≧Δｘ＞Ｏ．Ｏｌｇｍ，△は０．０３
ｕｍ＆Δｘ＞０．０２μｍ、×は０．０３μｍくΔＸで
ある． （発明の効果） 以上詳細に説明した様に、本発明のＸ線マスク構造体は
、低熱膨張、高熱伝導性をもつＸ線透過膜上に、これと
高い接着性を示すＸ線吸収体を形成することにより、高
精度なパターン転写を可能とすると共に、Ｘ線マスク構
造体の作成中或いは使用中におけるＸ線吸収体の倒壊を
防止することが出来る。

更にはＸ線リソグラフィーの実用面において、同じＸ線
マスク構造体への数千回或は数万回にち及ぶＸ線のパタ
ーン露光の繰り返し及び同じＸ線マスク構造体への数千
回或は数万回にも及ぶ圧力変動の繰り返しに対しても十
分な耐久性を有し、パターンの解像性に経時的変化（悪
化）を生じないＸ線マスク構造体を提供することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線マスク構造体の断面を説明する図
であり、第２図〜第４図は本発明のＸ線マスク構造体の
製造工程を説明する図である。 第ｌ図において ｌ：保持枠 ２：Ｘ４１透過膜 ３：Ｘ線吸収体 第２図において ２１：シリコンウエハー ２２：熱酸化膜 ２３：窒化アルミニウム膜 ２４：アビエゾンワックス層 ２５：窒化タングステン膜 ２６：ポリイミド膜 ２７：シリコン含有レジスト ２８：パターン 第３図において ３ｌ：シリコンウエハー ３２：窒化アルミニウム ３３：窒化タングステン膜 ３４：ポリイミド膜 ３５：シリコン含有レジスト ３６：パターン 第４図において ４ｌ：シリコンウェハー ４２；ポリイミド膜 ４３二窒化アルミニウム膜 ４４：窒化タングステン膜 ４５：ポリイミド膜 ４６：シリコン含有レジスト ４７：パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム及び窒素を主成分とする単層膜又は
   当該膜を少なくとも含む積層膜からなるＸ線透過膜と、
   該膜上に保持された金属及び窒素を主成分とするＸ線吸
   収体と、上記Ｘ線透過膜を保持する保持枠とを有するこ
   とを特徴とするＸ線リソグラフィー用マスク構造体。
2. （２）Ｘ線吸収体が、ＷＮ＿ｘ、ＴａＮ＿ｘ又はＨｆＮ
   ＿ｘ（０＜ｘ＜１）からなる請求項１に記載のＸ線リソ
   グラフィー用マスク構造体。
3. （３）Ｘ線透過膜と、Ｘ線透過膜に保持されたＸ線吸収
   体と、該Ｘ線透過膜を保持する保持枠とを有するＸ線マ
   スク構造体を通してＸ線をＸ線被露光材に露光するＸ線
   露光方法において、前記Ｘ線マスク構造体のＸ線透過膜
   がアルミニウム及び窒素を主成分とする単層膜又は当該
   膜を少なくとも含む積層膜からなり、Ｘ線吸収体が上記
   膜上に保持された金属及び窒素を主成分としてなること
   を特徴とするＸ線露光方法。