JPH04207016A - Ｘ線マスク及びその製造方法 - 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】 〔概要〕 本発明は、Ｘ線に感光するレジストを塗布した基板に所
望のパターンを形成するためのＸ線マスク及びその製造
方法に関し、 製造工程において発生するＸ線吸収体のパターンの欠陥
箇所を容易に修正することができる位置歪みの少ないＸ
線マスク及びその製造方法を提供することを目的とし、 中央に開口部を設けた基板と、基板の一方の側の開口部
を覆うように形成されたＸ線透過膜と、Ｘ線透過膜上に
所定のパターンに形成されたＸ線吸収体と、基板の他方
の側に形成され、基板を補強するマスク支持枠と、Ｘ線
を透過する物質からなり、Ｘ線透過膜上の少なくともＸ
線吸収体を形成した領域に形成され、Ｘ線吸収体のパタ
ーンを固定する応力吸収膜とを設けたことを特徴とする
Ｘ線マスク。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、Ｘ線に感光するレジストを塗布した基板に所
望のパターンを形成するためのＸ線マスク及びその製造
方法に関する。

近年、半導体装置の高密度化により素子構造を微細化す
る必要性が高まり、それに伴って、素子を形成するため
のレジストパターンを微細化するため、マスクを形成す
る際、回折等によるパターン劣化が少なく、量産性の高
いＸ線が用いられてきている。そして、Ｘ線を露光に使
用するレジストパターン形成用のマスクとして、パター
ン部分にＸ線吸収体を設け、その他の部分をＸ線透過膜
で形成したＸ線マスクが使用されている。

〔従来の技術〕

第４図は、Ｘ線マスクの第一の従来例を示す図である。

第４図において、１はシリコン基板（以下、Ｓｉ基板と
称する）で、２はシリコンカーバイド膜（以下、ＳｉＣ
膜と称する）で、Ｘ線を透過するもの、３はタンタル層
（以下、Ｔａ層と称する）で、Ｘ線を吸収するもの、５
はマスク支持枠で、マスク全体を接着、固定し、補強す
るものである。

このＸ線マスクの製造工程を第５図に示す。

（第５図（ａ）参照） 化学的気相法（以下、ＣＶＤ法と称する）もしくは物理
的気相法（以下、ＰＶＤ法と称する）により、Ｓｉ基板
１表面の全面に、厚さ２〜３μｍのＳｉＣ膜２を形成す
る。

（第５図（ｂ）参照） Ｓｉ基板１の裏面を、ＳｉＣからなるマスク支持枠５に
接着する。

（第５図（ｃ）参照） マスク支持枠５の枠内に露呈するＳｉ基板１の裏面をエ
ツチングし除去する。

（第５図（ｄ）参照） ＳｉＣ膜２の表面に、Ｘ線吸収体であるＴａ層３を全面
に形成する。

（第５図（ｅ）参照） Ｔａ層の表面にレジストを塗布し、電子ビーム装置（以
下、ＥＢ装置と称する）を用いてＸ線の吸収体のパター
ンを描画した後に、現像を行いレジストパターンを得る
。このレジストパターンをマスクとしてＴａ層３のエツ
チングをし、Ｘ線吸収体であるＴａ層３のパターンを形
成する。

他の従来例として、第６図に示す製造工程によって形成
されるＸ線マスクがある。その製造工程を第６図を参照
しながら説明する。

（第６図（ａ）参照） Ｓｉ基基板上上ボロン妻拡散させ、厚さ２〜３μｍのＰ
型Ｓｉ拡散層４２を形成する。

（第６図（ｂ）参照） 拡散層４２の表面上の全面にシリコン酸化膜（以下、Ｓ
ｉ酸化膜と称する）を形成した後、レジストを塗布し、
ＥＢ装置を用いてＸ線吸収体のパターンを描画した後に
現像をし、レジストパターンを形成する。

（第６図（Ｃ）参照） レジストパターンをマスクとしてＳｉ酸化膜と拡散層４
２を、後に形成するＸ線吸収体が拡散層４２にちょうど
埋まり表面が平らになるようにエツチングし、トレンチ
構造を形成する。

（第６図（ｄ）参照） ＣＶＤ法により、形成したトレンチ部分にＸ線吸収部分
であるタングステン層（以下、Ｗ層と称する）３１を成
長させる。Ｗ層には選択性があり、Ｓｉ酸化膜を形成し
た領域には形成されない。

（第６図（ｅ）参照） 拡散層４２上のＳｔ酸化膜７を除去する。

（第６図（ｆ）参照） Ｓｉ基板１の裏面にマスク支持枠５を接着した後、マス
ク支持枠５の枠内に露呈するＳｉ基板１の裏面をエツチ
ングにより除去する。このように形成されるＸ線マスク
は、Ｘ線吸収体であるＷ層３１のパターンが拡散層４２
に埋めこまれているので、パターンに働く横方向の力で
ある引張応力を、拡散層４２で固定することにより相殺
し、歪みの発生を防ぐことができる。よって、この方法
によりパターンずれの少ないＸ線マスクを形成すること
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第一の従来例のＸ線マスクでは、第５図（ｅ）に示され
るように、ＳｉＣ膜２の上にＴａ層３のパターンが形成
されているので、パターン修正をする際は、Ｔａ層３を
修正するのみであり、また、その修正は従来技術で容易
に行えるものである。

ところが、Ｔａ層３がパターンとして分離されるので、
Ｔａ層３による引張応力が働き、Ｘ線透過膜であるＳｉ
Ｃ膜２に歪みが生ずる。すると、ＳｉＣ膜２上２上ａ層
のパターン位置が変動して、パターンずれを生じてしま
う。

また、第二の従来例のＸ線マスクでは、第６図（ｆ）に
示されるように、Ｐ型Ｓｉ拡散層４２にパターンをエツ
チングしてＷ層３１のパターンを成長させるため、Ｗ層
３１に働く応力による拡散層４２の歪みは防げるのであ
るが、形成後のＷ層３１のパターンの欠陥箇所を修正す
る際、それに伴ってそのパターンの周囲の拡散層４２を
も修正しなければならず、さらに、埋め込まれたＷ層３
１パターンを修正するには、欠陥部分を筒状に修正しな
ければならないので修正が非常に困難であり、殆ど不可
能な状態であった。

本発明は、パターンずれを抑制でき、かつその製造工程
においては、発生するＸ線吸収体のパターンの欠陥箇所
を容易に修正することができるＸ線マスク及びその製造
方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、以上のような問題点に鑑み、以下のように構
成される。第１図に示されるのように、中央が開口して
いる基板１と、開口部を含む基板１の一方の面に形成さ
れたＸ線透過膜２と、Ｘ線透過膜２上に所定のパターン
に形成されたＸ線吸収体３と、基板１の開口部とほぼ同
形の開口部を有し、基板１の他方の面に形成され、マス
クを固定し補強するマスク支持枠５と、Ｘ線を透過する
物質からなり、Ｘ線透過膜上の少なくともＸ線吸収体を
形成した領域に形成され、Ｘ線吸収体のパターンを固定
する応力吸収膜４を設けたことを特徴とし、また、その
製造方法として、第２図に示されるように、基板１の一
方の面にＸ線透過膜２を形成し、Ｘ線透過膜２の表面に
所定のパターンを有するＸ線吸収体３を形成し、Ｘ線透
過膜２上で、少なくともＸ線吸収体３を形成した領域に
、Ｘ線吸収体３パターンを固定する応力吸収膜４を形成
し、基板１の他方の面に、マスクを補強するマスク支持
枠５を形成し、マスク支持枠５をマスクとして、マスク
支持枠５の開口部に露呈する基板１をエツチングし除去
する工程とを含むことを特徴とする。

〔作用］ 本発明では、第１図に示すように、Ｘ線吸収体３のパタ
ーンを応力吸収膜４で包み込むようにして固定すること
により、吸収体パターン形成時に吸収体の分離によって
生ずる応力が相殺されＸ線透過膜２の歪みがほとんどな
くなるため、Ｘ線吸収体３パターンの位置ずれが極めて
少なくなる。

また、第二の従来例のようなＸ線吸収体３パターンがＸ
線透過膜２に埋め込まれた構造ではなく、Ｘ線透過膜２
の上に形成された構造であるため、製造工程におけるそ
のｘｉｓ吸収体３パターンの修正時に、第二の従来例の
ように吸収体３パターンの欠陥箇所を囲む透過膜２まで
修正する必要はなく、表出したＸ線吸収体３パターンを
修正するのみでよいため、従来に比べて極めて容易にパ
ターン修正を行うことができる。

〔第一実施例〕

第１図は、本発明の一実施例によるＸ線マスクを示す図
である。この図において、第４図に示される従来例図と
同じものには同一の番号を付し、その説明を省略する。

第１図において、４はＳｉＣ膜で、ＳｉＣ膜２上のＴ　
ａ　Ｉｉ　３からなるパターンを覆うようにＳｉＣ膜２
の全面に形成されている。

よって、Ｔａ層３のパターンが、ＳｉＣ膜４により固定
されるので、Ｓｉ基板１のエツチング時に、Ｔａ層３の
パターン形成時の分離による引張応力が相殺され、Ｓｉ
Ｃ膜の歪みがほとんどなくなり、よってＴａ層３パター
ンの位置ずれが少なくなる。

第２図は、本実施例のＸ線マスクの製造工程を示す図で
ある。本発明のＸ線マスクの製造方法の一実施例を、第
２図を参照しながら説明する。

（第２図（ａ）参照） ＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法により、Ｓｉ基板１表面の全
面に、厚さ０．１〜１．０μｍのＳｉＣ膜２を形成する
。

（第２図（ｂ）参照） ＰＶＤ法により、ＳｉＣ膜２の表面に、Ｘ線吸収体であ
るＴａ層３を厚さ０．６〜１．４μｍに成長させる。

（第２図（Ｃ）参照） Ｔａ層の表面にレジストを塗布し、ＥＢ装置を用いてＸ
線吸収体のパターンを描画した後に、現像を行いレジス
トパターンを得る。このレジストパターンをマスクとし
てＴａ層３のエツチングをし、Ｘ線吸収体であるＴａ層
３のパターンを形成する。この時に、欠陥検査装置によ
りＴａ層３のパターンに欠陥箇所があるか否かを検査し
、欠陥が認められた場合□は欠陥修正装置により修正を
行う。具体的には、パターンが所定よりもはみ出ている
ときは、そのはみ出し部分に収束イオンビームＦＩＢを
照射し、その部分のＴａを除去し、逆にパターンが所定
よりも欠如しているときは、Ｔａを含むガスの中で、欠
如箇所に収束イオンビームを照射して、その部分に存在
するガスを、ガスとＴａに分離し、そのＴａを欠如箇所
に成長させることによりパターンの修正を行う。

（第２図（ｄ）参照） ＣＶＤ法によりＴａ層３のパターンを含むＳｉＣ膜２全
２全面ｉＣ膜４を厚さ２〜３μｍに成長させる。

（第２図（ｅ）参照） Ｓｉ基板１の裏面を、ＳｉＣからなるマスク支４　　持
枠５に接着する。

（第２図（ｆ）参照） マスク支持枠５の枠内に露呈するＳｉ基板１の裏面をエ
ツチングし除去する。

上記の製造方法では、第２図（Ｃ）においてＸ線吸収体
のパターン修正を行うのであるが、このとき、Ｔａ層３
のパターンはＳｉＣ膜２の上に形成されている状態であ
るため、パターン修正を極めて容易に行うことができる
。

〔第２実施例〕 次に、本発明による第二の実施例を説明する。

第一の実施例においては、保護膜としてＳｉＣ膜４を使
用したが、第二の実施例ではその代わりにベリリウム膜
（以下、Ｂｅ膜と称する）を用いる。

Ｂｅ膜は、ＳｉＣ膜に比べて機械的強度が高くＸ線の透
過率も高いので、十分な強度を有し、かつＸ線の透過率
の高いマスクを形成することができる。

このマスクの製造方法を第３図に示す。この図において
、Ｔａ層３のパターンを修正する工程までは第１実施例
と全く同じであり、パターンの修正方法も全く同じなの
で、それらの図示と説明を省略する。

従って、Ｔａ層３のパターン修正後の工程について第３
図を参照しながら説明する。

（第３図（ａ）参照） Ｔａ層３のパターンを含むＳｉＣ膜２全２全面ｅ膜４１
を厚さ１〜１０１１ｒｎで蒸着させる。

（第３図（ｂ）参照） Ｘ線照射による、Ｂｅ膜４１と、大気中のオゾン及び水
分との反応を防止するため、Ｂｅ膜６と大気を遮断する
ための保護膜であるＳｉＣ膜７を、Ｂｅ膜６上の全面に
厚さ０．　０５〜１．　００μｍで形成する。　　（第
３図（ｃ）参照）Ｓｉ基板１の裏面を、ＳｉＣからなる
マスク支持枠５に接着する。

（第３図（ｄ）参照） マスク支持枠５の枠内に露呈するＳｉ基板１の裏面をエ
ツチングし除去する。

第２実施例によるＸｉマスク及びその製造方法は、第１
の実施例と同様な効果を得ることができ、さらに前述の
ように、Ｘ線の減衰が少なく機械的強度の大きいＸ線マ
スクができる。

本発明は、以上に説明した実施例に限らず、Ｘ線透過膜
としてＳｉＣの他に窒化シリコンＳｉＮ。

シリコンＳｉ、窒化硼素ＢＮもしくはダイヤモンドＣを
使用することができ、Ｘ線吸収体としてはタングステン
Ｗや金Ａｕを使用することもできる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、Ｘ線吸収体のパタ
ーンを応力吸収膜により包み込むようにして固定するこ
とにより、Ｘ線透過膜の歪みを極めて少なくＬＸ線吸収
体パターンの位置ずれが殆どないマスクを形成すること
ができる。

また、その製造工程において、Ｘ線吸収体のパターンの
欠陥が発生したときでもその欠陥箇所を容易に修正する
ことができる。

よってＸ線マスクの製造工程における歩留まりの向上に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例によるＸ線マスクの断面
図。 第２図は本発明の第一の実施例によるＸ線マスクの製造
工程を示す図。 第３図は本発明の第二の実施例によるＸ線マスクの製造
工程を示す図。 第４図はＸ線マスクの第一の従来例図。 第５図は第一の従来例のＸ線マスクの製造工程を示す図
。 第６図は第二の従来例のＸ線マスクの製造工程を示す図
である。 図中、１．、、Ｓｔ基板 ２．４．、、ＳｉＣ膜 ３、、、Ｔａ層 ５１１．マスク支持枠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕中央に開口部を設けた基板（１）と、該基板（１
   ）の一方の側の開口部を覆うように形成されたＸ線透過
   膜（２）と、 該Ｘ線透過膜（２）上に所定のパターンに形成されたＸ
   線吸収体（３）と、 該基板（１）の他方の側に形成され、該基板（１）を補
   強するマスク支持枠（５）と、 Ｘ線を透過する物質からなり、前記Ｘ線透過膜（２）上
   の少なくとも前記Ｘ線吸収体（３）を形成した領域に形
   成され、前記Ｘ線吸収体（３）のパターンを固定する応
   力吸収膜（４）とを設けたことを特徴とするＸ線マスク
   。 〔２〕基板（１）の一方の側に、Ｘ線透過膜（２）を形
   成する工程と、 該Ｘ線透過膜（２）の表面に所定のパターンを有するＸ
   線吸収体（３）を形成する工程と、該Ｘ線透過膜（２）
   上で、少なくとも前記Ｘ線吸収体（３）を形成した領域
   に、Ｘ線を透過する物質からなり、該Ｘ線吸収体（３）
   のパターンを固定する応力吸収膜（４）を形成する工程
   と、前記基板（１）の他方の面に、該基板（１）を補強
   するマスク支持枠（５）を形成する工程と、該マスク支
   持枠（５）をマスクとして、該マスク支持枠（５）の開
   口部に露呈する前記基板（１）をエッチングし除去する
   工程とを含むことを特徴とするＸ線マスクの製造方法。