JPH04151818A - リソグラフィー用マスク構造体の製造方法 - Google Patents
リソグラフィー用マスク構造体の製造方法Info
- Publication number
- JPH04151818A JPH04151818A JP2275181A JP27518190A JPH04151818A JP H04151818 A JPH04151818 A JP H04151818A JP 2275181 A JP2275181 A JP 2275181A JP 27518190 A JP27518190 A JP 27518190A JP H04151818 A JPH04151818 A JP H04151818A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- pattern
- etching
- film
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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、大規模集積回路（ＬＳＩ）やマイクロマシン
等の微細パターンを、Ｘ線露光によりウェーハ等に焼き
付ける際に用いるリソグラフィー用マスク構造体の製造
方法に関する。
等の微細パターンを、Ｘ線露光によりウェーハ等に焼き
付ける際に用いるリソグラフィー用マスク構造体の製造
方法に関する。
（従来の技術及びその問題点）
ＤＲＡＭに代表される大規模集積回路は今や４ＭＤＲＡ
Ｍの量産期にあり、しかも１６ＭＤＲＡＭから６４Ｍ
ＤＲＡＭへと急速に技術的に進歩している。これに伴い
デバイスに要求される最小線幅も、ハーフミクロンから
クォーターミクロンへと縮小している。
Ｍの量産期にあり、しかも１６ＭＤＲＡＭから６４Ｍ
ＤＲＡＭへと急速に技術的に進歩している。これに伴い
デバイスに要求される最小線幅も、ハーフミクロンから
クォーターミクロンへと縮小している。
これらの半導体デバイスは、近紫外光若しくは遠紫外光
を利用してマスクから半導体基板へと転写されるが、こ
れらの光の波長で加工出来るデバイスの線幅も限界に近
付きつつある。又、微細化に伴う焦点深度の低下も免れ
得ない。そこで、更に波長の短いｘ８Ｉによるリソグラ
フィー技術が考案されているが、これは上記の問題を同
時に解決するものとして期待が大きい。
を利用してマスクから半導体基板へと転写されるが、こ
れらの光の波長で加工出来るデバイスの線幅も限界に近
付きつつある。又、微細化に伴う焦点深度の低下も免れ
得ない。そこで、更に波長の短いｘ８Ｉによるリソグラ
フィー技術が考案されているが、これは上記の問題を同
時に解決するものとして期待が大きい。
かかるＸ線露光に使用するマスク構造体は、射的に、適
当な支持枠上に形成されたＸ線透過膜上に更にＸ線吸収
体の微細パターンが形成された構造を有する。又、Ｘ線
吸収体材料としては、重金属、特にＡｕ、Ｗ、Ｔａ等が
使用されている。
当な支持枠上に形成されたＸ線透過膜上に更にＸ線吸収
体の微細パターンが形成された構造を有する。又、Ｘ線
吸収体材料としては、重金属、特にＡｕ、Ｗ、Ｔａ等が
使用されている。
更に、これらのＸ線吸収体のパターンを支持固定するＸ
線透過膜には、ＳｉＮ、ＳｉＣ等のシリコン化合物材料
が使用されている。
線透過膜には、ＳｉＮ、ＳｉＣ等のシリコン化合物材料
が使用されている。
又、Ｘ線吸収体パターンの形成方法には、レジストによ
る°°め型パターン′°に対するメツキ方法、重金属吸
収体の薄膜を反応性イオンエツチング等のドライプロセ
スでパターニングするドライエツチング方法、又は適当
なエツチング液を用いてウェットプロセスでパターニン
グするウェブ１〜エツチング方法等がある。
る°°め型パターン′°に対するメツキ方法、重金属吸
収体の薄膜を反応性イオンエツチング等のドライプロセ
スでパターニングするドライエツチング方法、又は適当
なエツチング液を用いてウェットプロセスでパターニン
グするウェブ１〜エツチング方法等がある。
ところでこのＸ線吸収体の形状に関しては、マスクに入
射するＸ線のフルネル回折を考えた場合、その断面形状
がマスク基板面に関して垂直でない形状を有する方が、
レジストへのパターン転写に対し望ましい事が提案され
ている（特開平２−５２４１６）。又、更にマスクにＸ
線が入射した際の吸収体パターン側壁での反射によるレ
ジストの解像度の低下を考えると、吸収体パターンの断
面形状は基板面に長寸法を有する台形形状が望ましい。
射するＸ線のフルネル回折を考えた場合、その断面形状
がマスク基板面に関して垂直でない形状を有する方が、
レジストへのパターン転写に対し望ましい事が提案され
ている（特開平２−５２４１６）。又、更にマスクにＸ
線が入射した際の吸収体パターン側壁での反射によるレ
ジストの解像度の低下を考えると、吸収体パターンの断
面形状は基板面に長寸法を有する台形形状が望ましい。
しかしながら、この様な任意の断面形状を有するＸ線吸
収体パターンを、上記のドライエツチング方法で同一条
件で作成しようとすると、吸収体パターンの側壁の角度
に対するエツチング液件の設定が困難であるという間穎
がある。
収体パターンを、上記のドライエツチング方法で同一条
件で作成しようとすると、吸収体パターンの側壁の角度
に対するエツチング液件の設定が困難であるという間穎
がある。
従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、Ｘ線吸収体の断面形状の側壁を任意の角度に制御可
能なリソグラフィー用マスク構造体の製造方法を提供す
ることにある。
し、Ｘ線吸収体の断面形状の側壁を任意の角度に制御可
能なリソグラフィー用マスク構造体の製造方法を提供す
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、所望パターンのＸ線吸収体をＸ線透過
膜上に形成する工程を含むＸ線マスク構造体の製造方法
において、該Ｘ線吸収体パターンをドライエツチング方
法で形成する際に異方性エツチングと等方性エツチング
を交互に行う事を特徴とするリソグラフィー用マスク構
造体の製造方法である。
膜上に形成する工程を含むＸ線マスク構造体の製造方法
において、該Ｘ線吸収体パターンをドライエツチング方
法で形成する際に異方性エツチングと等方性エツチング
を交互に行う事を特徴とするリソグラフィー用マスク構
造体の製造方法である。
（作 用）
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、マスク構造体のＸ
線吸収体パターンをドライエツチング方法で形成する際
に、ドライエツチング方法を、吸収体パターン形状が基
板面に対して垂直になる異方性エツチング条件と吸収体
パターン形状が台形若しくは三角形となる等方性ドライ
エツチング条件の２条件とし、ある一定時間の間隔でこ
れらの条件を交互に変化させれば、吸収体パターンの側
壁の基板面に対する角度を有利に制御することが出来る
ことを知見して本発明に至った。
線吸収体パターンをドライエツチング方法で形成する際
に、ドライエツチング方法を、吸収体パターン形状が基
板面に対して垂直になる異方性エツチング条件と吸収体
パターン形状が台形若しくは三角形となる等方性ドライ
エツチング条件の２条件とし、ある一定時間の間隔でこ
れらの条件を交互に変化させれば、吸収体パターンの側
壁の基板面に対する角度を有利に制御することが出来る
ことを知見して本発明に至った。
（好ましい実施態様）
次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。
する。
本発明方法により形成されるリソグラフィー用マスク構
造体は、基本的にはシリコンウェー八等からなるマスク
支持枠、支持枠上のＸ線透過膜、及びＸ線透過膜上に形
成されたＸ線吸収体パターンからなる。更に、これらの
他に、Ｘ線吸収体の保護膜、導電膜等も使用してもよい
。
造体は、基本的にはシリコンウェー八等からなるマスク
支持枠、支持枠上のＸ線透過膜、及びＸ線透過膜上に形
成されたＸ線吸収体パターンからなる。更に、これらの
他に、Ｘ線吸収体の保護膜、導電膜等も使用してもよい
。
Ｘ線透過膜の材料としては、例えば、Ｓｉ、５ｉｎ２．
ＳｉＣ，ＳｉＮ、ＢＮ、ＢＮＣ等の無機膜、ポリイミド
等の耐放射線性有機膜等の公知の材料を使用することが
出来る。この他、Ｘ線透過膜として使用出来るものであ
ればいかなるものも使用可能である。又、Ｘ線透過膜の
成膜方法としては、各種のスパッタ法、化学気相蒸着法
等の方法を用い、マスク支持枠上に上記ＴＡ料を１〜１
０ＩＬｍの厚みに成膜し、Ｘ線透過膜を形成する。
ＳｉＣ，ＳｉＮ、ＢＮ、ＢＮＣ等の無機膜、ポリイミド
等の耐放射線性有機膜等の公知の材料を使用することが
出来る。この他、Ｘ線透過膜として使用出来るものであ
ればいかなるものも使用可能である。又、Ｘ線透過膜の
成膜方法としては、各種のスパッタ法、化学気相蒸着法
等の方法を用い、マスク支持枠上に上記ＴＡ料を１〜１
０ＩＬｍの厚みに成膜し、Ｘ線透過膜を形成する。
）Ｊ９吸収体パターンの材料としては、例えば、Ｔａ、
Ｔａ＜ Ｂ、Ｗ、ＷＮＸ 、Ｗ Ｔ １等の公知の材
料を使用する事が出来、本発明方法ではこの様な材料か
らなる膜をドライエツチング方法によりパターン化する
。
Ｔａ＜ Ｂ、Ｗ、ＷＮＸ 、Ｗ Ｔ １等の公知の材
料を使用する事が出来、本発明方法ではこの様な材料か
らなる膜をドライエツチング方法によりパターン化する
。
本発明は、このドライエツチング方法によりＸ線吸収体
膜をパターン化する際に、２つの異なる条件で交互にト
ライエツチングを行うことにより、吸収体パターンの断
面形状の側壁角度を基板面に対して任意に制御可能とし
たことを特徴とする。
膜をパターン化する際に、２つの異なる条件で交互にト
ライエツチングを行うことにより、吸収体パターンの断
面形状の側壁角度を基板面に対して任意に制御可能とし
たことを特徴とする。
Ｘ線吸収体パターンの断面形状の側壁角度を基板面に対
して制御する方法としては、基板温度を変える事により
エツチングの異方性を変化させる方法、及びエツチング
時に、パターン側壁に膜を形成するガス種と膜を形成し
ないガス種を交互にエツチングチャンバー内に導入させ
る方法とがある。両者の方法を相対的に比較した場合、
後者の方が実際の制御を考えた場合適しており、本発明
においてもこの方法を用いた。
して制御する方法としては、基板温度を変える事により
エツチングの異方性を変化させる方法、及びエツチング
時に、パターン側壁に膜を形成するガス種と膜を形成し
ないガス種を交互にエツチングチャンバー内に導入させ
る方法とがある。両者の方法を相対的に比較した場合、
後者の方が実際の制御を考えた場合適しており、本発明
においてもこの方法を用いた。
後者の方法で使用するエツチング時に吸収体パターン側
壁に膜を付着する様なガス種としては、ＣＦ４．ＣＣｆ
１４．ＣＢｒＦ３等のハロゲン化炭化水素、ＣＨ４等の
炭化水素系のガス等がある。
壁に膜を付着する様なガス種としては、ＣＦ４．ＣＣｆ
１４．ＣＢｒＦ３等のハロゲン化炭化水素、ＣＨ４等の
炭化水素系のガス等がある。
逆にエツチング時にパターン側壁に膜を付着しない様な
ガス種としては、ＳＦ、、ＮＦ３等の炭素を含有しない
ハロゲン化ガスを使用する事が出来る。
ガス種としては、ＳＦ、、ＮＦ３等の炭素を含有しない
ハロゲン化ガスを使用する事が出来る。
上記の如き方法を採用することによって、Ｘ線透過膜上
のＸ線吸収体パターンは、第１図示の如く台形状となる
。本発明では該台形の下地基板に対する側壁の角度は８
０〜８７°の範囲とすることが好ましい。
のＸ線吸収体パターンは、第１図示の如く台形状となる
。本発明では該台形の下地基板に対する側壁の角度は８
０〜８７°の範囲とすることが好ましい。
尚、本発明方法で使用する他の構成、例えば、下地基板
のバックエツチング、補強剤の接着等ははいずれも従来
公知の構成でよ（、特に限定されない。
のバックエツチング、補強剤の接着等ははいずれも従来
公知の構成でよ（、特に限定されない。
（実施例）
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚
、本発明は実施例のみに限られないことは言うまでもな
い。
、本発明は実施例のみに限られないことは言うまでもな
い。
実施例１
シリコンウェーハからなるマスク支持枠上に、化学気相
成長法により２１Ｌｍ厚のＳｉＮ膜を形成し、実験用の
基板とした。
成長法により２１Ｌｍ厚のＳｉＮ膜を形成し、実験用の
基板とした。
次に、この基板上にＸ線吸収体であるＷをスパッタ法に
より０．８１ｚｍの厚みに成膜した。更に、この上にＷ
のエツチング時のマスク材として、電子ビーム蒸着法に
よってＣｒを３００人の厚さに成膜した。
より０．８１ｚｍの厚みに成膜した。更に、この上にＷ
のエツチング時のマスク材として、電子ビーム蒸着法に
よってＣｒを３００人の厚さに成膜した。
次に、その上に電子線レジストであるＰＭＭＡを０．５
μｍμｍビスピン塗布電子線描画により０．２５７人ｍ
幅のレジストパターンを形成した。
μｍμｍビスピン塗布電子線描画により０．２５７人ｍ
幅のレジストパターンを形成した。
次に、ＰＭＭＡの下地層であるＣｒ膜をセリツクアンモ
ニウムナイトライドで湿式エツチングした。
ニウムナイトライドで湿式エツチングした。
次に、このＣｒパターンをマスクとして、Ｃｒの下層の
Ｗをドライエツチング方法によりバターニングした。こ
の際、ドライエツチング条件を、パワー１００Ｗ、ＣＦ
、ガス流量２０ＣＣＭ、圧力４Ｘ１０−’ｔｏｒｒの異
方性エツチング条件と、Ｓ Ｆ ａガス流量５０ＣＣＭ
、圧力２Ｘ１０−２ｔｏｒｒの等方性エツチング条件の
２条件とし、一定時間の間隔でこれらの条件を交互に変
化させて、Ｗのエツチング量が４００人に達する迄エツ
チングを行った。尚、基板はドライエツチング中水冷し
、基板温度の上昇を防いだ。
Ｗをドライエツチング方法によりバターニングした。こ
の際、ドライエツチング条件を、パワー１００Ｗ、ＣＦ
、ガス流量２０ＣＣＭ、圧力４Ｘ１０−’ｔｏｒｒの異
方性エツチング条件と、Ｓ Ｆ ａガス流量５０ＣＣＭ
、圧力２Ｘ１０−２ｔｏｒｒの等方性エツチング条件の
２条件とし、一定時間の間隔でこれらの条件を交互に変
化させて、Ｗのエツチング量が４００人に達する迄エツ
チングを行った。尚、基板はドライエツチング中水冷し
、基板温度の上昇を防いだ。
得られたＷのＸｉ！吸収体パターンの断面形状を走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、Ｗ吸収体パタ
ーンは、第１図示の如く基板に対して台形で、且つピラ
ミッド状の断面形状を有していた。又、この時のＸ線吸
収体パターンの下地基板に対する側壁の角度は８７°で
あった。
電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、Ｗ吸収体パタ
ーンは、第１図示の如く基板に対して台形で、且つピラ
ミッド状の断面形状を有していた。又、この時のＸ線吸
収体パターンの下地基板に対する側壁の角度は８７°で
あった。
同、角度の定義方法は、第１図に示す様に、パターン底
部のエッチとパターン上部のエッチを結ぶ直線が下地基
板となす角度をいう。
部のエッチとパターン上部のエッチを結ぶ直線が下地基
板となす角度をいう。
実施例２
実験用基板は、実施例１と同じものを使用した。
次に、この基板上にＸ線吸収体であるＴａをスパッタ法
により０．８μｍの厚みに成膜した。更に、この上にＴ
ａのエツチング時のマスク材として、電子ビーム蒸着法
によってＣｒを３００人の厚さに成膜した。
により０．８μｍの厚みに成膜した。更に、この上にＴ
ａのエツチング時のマスク材として、電子ビーム蒸着法
によってＣｒを３００人の厚さに成膜した。
この後、実施例１と同様に、この上にＰＭＭＡを０．５
μｍμｍビスピン塗布電子線描画により０．２５μｍ幅
のレジストパターンを形成した後、ＰＭＭＡの下地層の
Ｃｒ膜をセリツクアンモニウムナイトライドで湿式エツ
チングした。
μｍμｍビスピン塗布電子線描画により０．２５μｍ幅
のレジストパターンを形成した後、ＰＭＭＡの下地層の
Ｃｒ膜をセリツクアンモニウムナイトライドで湿式エツ
チングした。
次に、このＣｒパターンをマスクとして、下層のＴａを
ドライエツチング方法によりバターニングした。この際
、トライエツチング条件を、パワー１００Ｗ、ＣＢｒＦ
３ガス（Ｉ（２ガスを］０％含む）流量２５ＣＣＭ、圧
力４ＸＩＯ−’ｔｏｒｒの異方性エツチング量件と、Ｃ
ＢｒＦ３ガス流量５０ＣＣＭ、圧力２Ｘ１０−２ｔｏｒ
ｒの等方性エツチング条件の２条件とし、一定時間の間
隔で条件を交互に変化させて、Ｔａのエツチング量が４
００人に達する迄エツチングを行った。尚、基板はドラ
イエツチング中水冷し、基板温度の上昇を防いだ。
ドライエツチング方法によりバターニングした。この際
、トライエツチング条件を、パワー１００Ｗ、ＣＢｒＦ
３ガス（Ｉ（２ガスを］０％含む）流量２５ＣＣＭ、圧
力４ＸＩＯ−’ｔｏｒｒの異方性エツチング量件と、Ｃ
ＢｒＦ３ガス流量５０ＣＣＭ、圧力２Ｘ１０−２ｔｏｒ
ｒの等方性エツチング条件の２条件とし、一定時間の間
隔で条件を交互に変化させて、Ｔａのエツチング量が４
００人に達する迄エツチングを行った。尚、基板はドラ
イエツチング中水冷し、基板温度の上昇を防いだ。
得られたＴａ吸収体パターンの断面形状を走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、第１図示の如＜Ｔａ
のＸ線吸収体パターンは基板に対して台形で、且つピラ
ミッド状の断面形状を有していた。又、この時のＴａパ
ターンの下地基板に対する側壁の角度は、８５°であっ
た。
微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、第１図示の如＜Ｔａ
のＸ線吸収体パターンは基板に対して台形で、且つピラ
ミッド状の断面形状を有していた。又、この時のＴａパ
ターンの下地基板に対する側壁の角度は、８５°であっ
た。
第１図は本発明方法により形成されたＸ線吸収体パター
ンの側壁角を示す図である。 １：シリコンウェーハ ２：Ｘ線透過膜 ３：Ｘ線吸収パターン
ンの側壁角を示す図である。 １：シリコンウェーハ ２：Ｘ線透過膜 ３：Ｘ線吸収パターン
Claims (1)
- （１）所望パターンのＸ線吸収体をＸ線透過膜上に形成
する工程を含むＸ線マスク構造体の製造方法において、
該Ｘ線吸収体パターンをドライエッチング方法で形成す
る際に異方性エッチングと等方性エッチングを交互に行
う事を特徴とするリソグラフィー用マスク構造体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2275181A JPH04151818A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | リソグラフィー用マスク構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2275181A JPH04151818A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | リソグラフィー用マスク構造体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04151818A true JPH04151818A (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=17551805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2275181A Pending JPH04151818A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | リソグラフィー用マスク構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04151818A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100501768B1 (ko) * | 2002-11-30 | 2005-07-18 | 엘지전자 주식회사 | Ｘ-선 마스크 및 그 제조 방법 |
| JP2012104670A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Toshiba Corp | 露光量評価方法およびフォトマスク |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2275181A patent/JPH04151818A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100501768B1 (ko) * | 2002-11-30 | 2005-07-18 | 엘지전자 주식회사 | Ｘ-선 마스크 및 그 제조 방법 |
| JP2012104670A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Toshiba Corp | 露光量評価方法およびフォトマスク |
| US9110374B2 (en) | 2010-11-10 | 2015-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure amount evaluation method and photomask |
| US9250512B2 (en) | 2010-11-10 | 2016-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure amount evaluation method and photomask |
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