JPH0775219B2 - Ｘ線露光マスクの製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光マスクの製造方法Info
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- JPH0775219B2 JPH0775219B2 JP1007751A JP775189A JPH0775219B2 JP H0775219 B2 JPH0775219 B2 JP H0775219B2 JP 1007751 A JP1007751 A JP 1007751A JP 775189 A JP775189 A JP 775189A JP H0775219 B2 JPH0775219 B2 JP H0775219B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 Ｘ線吸収材料からなるパターンの支持膜、即ち、メンブ
レン（membrane）としてSiC膜を用いたＸ線露光マスク
を製造する方法の改良に関し、 Ｘ線吸収材料からなる高精度のパターンが得られ、ま
た、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在しないよう
にすることを目的とし、 シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶或いは単結晶
のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成長させる工程
と、次いで、有機物質膜を形成してからエッチ・バック
する、或いは、鏡面研摩する、或いは、不活性ガスでエ
ッチングしつつアモルファス炭素膜を形成する、或い
は、スパッタリングを行う、或いは、ガラス膜を形成
し、そして、シリコン基板の裏面にリングを接着してか
ら該ガラス膜をエッチングして除去する、或いは、低融
点ガラス膜を形成し且つその溶融軟化を行う、或いは、
前記溶融軟化後の低融点ガラス膜とSiC膜とが同エッチ
ング速度になる条件でエッチングを行う等して平坦化を
行う工程と、その後、Ｘ線吸収材料からなるマスク・パ
ターンを形成する工程が含まれてなるよう構成する。
レン（membrane）としてSiC膜を用いたＸ線露光マスク
を製造する方法の改良に関し、 Ｘ線吸収材料からなる高精度のパターンが得られ、ま
た、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在しないよう
にすることを目的とし、 シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶或いは単結晶
のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成長させる工程
と、次いで、有機物質膜を形成してからエッチ・バック
する、或いは、鏡面研摩する、或いは、不活性ガスでエ
ッチングしつつアモルファス炭素膜を形成する、或い
は、スパッタリングを行う、或いは、ガラス膜を形成
し、そして、シリコン基板の裏面にリングを接着してか
ら該ガラス膜をエッチングして除去する、或いは、低融
点ガラス膜を形成し且つその溶融軟化を行う、或いは、
前記溶融軟化後の低融点ガラス膜とSiC膜とが同エッチ
ング速度になる条件でエッチングを行う等して平坦化を
行う工程と、その後、Ｘ線吸収材料からなるマスク・パ
ターンを形成する工程が含まれてなるよう構成する。
本発明は、Ｘ線吸収材料からなるパターンの支持膜、即
ち、メンブレンとしてSiC膜を用いたＸ線露光マスクを
製造する方法の改良に関する。
ち、メンブレンとしてSiC膜を用いたＸ線露光マスクを
製造する方法の改良に関する。
一般に、Ｘ線露光マスクに於けるメンブレンとしては、
高ヤング率、高引っ張り応力、高い光学的透明度、高い
放射線耐性、滑らかな表面などが要求されている。
高ヤング率、高引っ張り応力、高い光学的透明度、高い
放射線耐性、滑らかな表面などが要求されている。
現在、SiCは該諸要求に応え得る最も実用性が高い物質
と考えられている。
と考えられている。
従って、更に微細なパターンをもつ半導体装置を製造す
るには、SiCからなるメンブレンを有する良好なＸ線露
光マスクを実現させることが急務である。
るには、SiCからなるメンブレンを有する良好なＸ線露
光マスクを実現させることが急務である。
従来、Ｘ線露光マスクに於けるメンブレンの構成材料と
しては、BN,BNC,SiN,Si,SiCなどが知られているが、高
ヤング率（例えば３〜４×1012〔dyn/cm2〕以上）、高
放射線耐性（例えば100〔MJ/cm3〕以上）などの物性値
からSiCが最有力とされている。
しては、BN,BNC,SiN,Si,SiCなどが知られているが、高
ヤング率（例えば３〜４×1012〔dyn/cm2〕以上）、高
放射線耐性（例えば100〔MJ/cm3〕以上）などの物性値
からSiCが最有力とされている。
そのSiC膜は、通常、温度700〔℃〕乃至1380〔℃〕の高
温の下で実施される化学気相堆積（chemical vapor dep
osition:CVD）法で成長した多結晶或いは単結晶のもの
が良く、それよりも低温の例えばプラズマCVD法やECR
（electronic cyclotron resonance）CVD法で成長した
アモルファスのものは表面が鏡面になるものの、放射線
耐性が低いなど前記要求を満たすことが難しい。
温の下で実施される化学気相堆積（chemical vapor dep
osition:CVD）法で成長した多結晶或いは単結晶のもの
が良く、それよりも低温の例えばプラズマCVD法やECR
（electronic cyclotron resonance）CVD法で成長した
アモルファスのものは表面が鏡面になるものの、放射線
耐性が低いなど前記要求を満たすことが難しい。
前記したSiCからなるメンブレンを用いてＸ線露光マス
クを製造する場合、まず、高温CVD法を適用することに
依り、単結晶Si基板上に例えば多結晶のSiC膜を例えば
２〔μｍ〕乃至３〔μｍ〕程度に厚く成長させなければ
ならない。
クを製造する場合、まず、高温CVD法を適用することに
依り、単結晶Si基板上に例えば多結晶のSiC膜を例えば
２〔μｍ〕乃至３〔μｍ〕程度に厚く成長させなければ
ならない。
然しながら、SiとSiCとのミスフィットや熱膨張差に起
因し、完全に無欠陥で且つ鏡面を有するSiC膜を前記の
ような厚さに成膜することはできず、約0.1〔μｍ〕か
ら0.2〔μｍ〕程度の凹凸が存在するものになってしま
う。
因し、完全に無欠陥で且つ鏡面を有するSiC膜を前記の
ような厚さに成膜することはできず、約0.1〔μｍ〕か
ら0.2〔μｍ〕程度の凹凸が存在するものになってしま
う。
通常、SiC膜の上にはTaやAuなどのＸ線吸収材料膜が形
成され、それを選択的にエッチングしてマスク・パター
ンを形成している。
成され、それを選択的にエッチングしてマスク・パター
ンを形成している。
Ｘ線露光マスクを用いて形成される半導体装置に於ける
パターンは線幅が約0.1〔μｍ〕から0.2〔μｍ〕程度を
目標にしている。従って、それを形成する為のマスク・
パターンを得ようとする場合に、そのマスク・パターン
を形成するメンブレンに同程度の大きさをもつ凹凸が存
在したのでは、マスク・パターンが高精度に形成できる
筈がなく、そのエッジはギザギザなものになってしま
う。
パターンは線幅が約0.1〔μｍ〕から0.2〔μｍ〕程度を
目標にしている。従って、それを形成する為のマスク・
パターンを得ようとする場合に、そのマスク・パターン
を形成するメンブレンに同程度の大きさをもつ凹凸が存
在したのでは、マスク・パターンが高精度に形成できる
筈がなく、そのエッジはギザギザなものになってしま
う。
また、前記のような問題もさることながら、本発明者ら
の実験に依ると原因不明の更に大きな問題が発生してい
ることが判った。
の実験に依ると原因不明の更に大きな問題が発生してい
ることが判った。
即ち、前記凹凸が存在するSiC膜の上に、例えば、Taか
らなるＸ線吸収材料膜を形成し、それをパターニングす
ると、凹凸の凸になっている頂面にTaが残ってしまうこ
とである。
らなるＸ線吸収材料膜を形成し、それをパターニングす
ると、凹凸の凸になっている頂面にTaが残ってしまうこ
とである。
通常、凹凸がある下地に被膜を形成し、該被膜の除去を
行った場合、凹の部分に被膜の一部が残渣として存在す
ることは考えられるが、SiCからメンブレンの場合は逆
であって、凹の部分には残渣が存在しない。
行った場合、凹の部分に被膜の一部が残渣として存在す
ることは考えられるが、SiCからメンブレンの場合は逆
であって、凹の部分には残渣が存在しない。
従って、TaからなるＸ線吸収材料膜のパターニングを行
うと、それが存在してはならない部分に点々として残留
しているのが視認され、これでは、Ｘ線露光マスクとし
て使用することはできない。
うと、それが存在してはならない部分に点々として残留
しているのが視認され、これでは、Ｘ線露光マスクとし
て使用することはできない。
本発明は、Ｘ線吸収材料からなる高精度のパターンが得
られ、また、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在し
ないようにする。
られ、また、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在し
ないようにする。
本発明に依るＸ線露光マスクの製造方法に於いては、シ
リコン基板（例えばシリコン基板１）上にメンブレンと
なる多結晶或いは単結晶のSiC膜（例えばSiC膜２）を高
温化学気相堆積法に依って成長させる工程と、次いで、 （ａ） 該SiC膜上に有機物質膜（例えばノボラック系
フォト・レジスト膜）を形成して平均化する工程と、次
いで、該有機物質膜の表面から全面エッチングを行って
SiC膜の表面を平坦化する工程と、その後、該SiC膜上に
Ｘ線吸収材料からなるマスク・パターンを形成する工程
とが含まれているか、 或いは、 （ｂ） 該SiC膜の表面を鏡面研摩して平坦化する工程
と、その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク
・パターンを形成する工程とが含まれているか、 或いは、 （ｃ） 不活性ガス（例えばAr）と炭化水素（例えば
（10〔％〕CH4）との混合ガスを用いプラズマ処理を行
って前記SiC膜表面のエッチングを行いつつアモルファ
ス炭素膜を成長させ平坦化する工程と、その後、該アモ
ルファス炭素膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パタ
ーンを形成する工程とが含まれているか、 或いは、 （ｄ） 該SiC膜表面のスパッタリングを行って平坦化
する工程と、その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からな
るマスク・パターンを形成する工程とが含まれている
か、 或いは、 （ｅ） 該SiC膜上にガラス膜（例えばSiO2、PSG、SOG
等からなる膜）を形成する工程と、次いで、シリコン基
板の裏面にリング（例えばリング４）を接着する工程
と、次いで、前記SiC膜上のガラス膜をエッチングし前
記リングを接着する工程などで被着された表面の粒子を
リフト・オフして平坦化する工程と、その後、前記SiC
膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パターンを形成す
る工程とが含まれているか、 或いは、 （ｆ） 該SiC膜上に低融点ガラス膜（例えばPSG膜或い
はBPSG膜）を形成する工程と、次いで、熱処理を加え前
記低融点ガラス膜を溶融軟化させて表面を平坦化する工
程と、その後、該低融点ガラス膜上にＸ線吸収材料から
なるマスク・パターンを形成する工程とが含まれている
か、 或いは、 （ｇ） 該SiC膜上に低融点ガラス膜を形成する工程
と、次いで、熱処理を加え前記低融点ガラス膜を溶融軟
化させて表面を平坦化する工程と、次いで、該低融点ガ
ラス膜と前記SiC膜とが同エッチング速度となる条件で
エッチングを行って該SiC膜を表出させる工程と、その
後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パター
ンを形成する工程とが含まれているか、 の何れかの手段を採る。
リコン基板（例えばシリコン基板１）上にメンブレンと
なる多結晶或いは単結晶のSiC膜（例えばSiC膜２）を高
温化学気相堆積法に依って成長させる工程と、次いで、 （ａ） 該SiC膜上に有機物質膜（例えばノボラック系
フォト・レジスト膜）を形成して平均化する工程と、次
いで、該有機物質膜の表面から全面エッチングを行って
SiC膜の表面を平坦化する工程と、その後、該SiC膜上に
Ｘ線吸収材料からなるマスク・パターンを形成する工程
とが含まれているか、 或いは、 （ｂ） 該SiC膜の表面を鏡面研摩して平坦化する工程
と、その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク
・パターンを形成する工程とが含まれているか、 或いは、 （ｃ） 不活性ガス（例えばAr）と炭化水素（例えば
（10〔％〕CH4）との混合ガスを用いプラズマ処理を行
って前記SiC膜表面のエッチングを行いつつアモルファ
ス炭素膜を成長させ平坦化する工程と、その後、該アモ
ルファス炭素膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パタ
ーンを形成する工程とが含まれているか、 或いは、 （ｄ） 該SiC膜表面のスパッタリングを行って平坦化
する工程と、その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からな
るマスク・パターンを形成する工程とが含まれている
か、 或いは、 （ｅ） 該SiC膜上にガラス膜（例えばSiO2、PSG、SOG
等からなる膜）を形成する工程と、次いで、シリコン基
板の裏面にリング（例えばリング４）を接着する工程
と、次いで、前記SiC膜上のガラス膜をエッチングし前
記リングを接着する工程などで被着された表面の粒子を
リフト・オフして平坦化する工程と、その後、前記SiC
膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パターンを形成す
る工程とが含まれているか、 或いは、 （ｆ） 該SiC膜上に低融点ガラス膜（例えばPSG膜或い
はBPSG膜）を形成する工程と、次いで、熱処理を加え前
記低融点ガラス膜を溶融軟化させて表面を平坦化する工
程と、その後、該低融点ガラス膜上にＸ線吸収材料から
なるマスク・パターンを形成する工程とが含まれている
か、 或いは、 （ｇ） 該SiC膜上に低融点ガラス膜を形成する工程
と、次いで、熱処理を加え前記低融点ガラス膜を溶融軟
化させて表面を平坦化する工程と、次いで、該低融点ガ
ラス膜と前記SiC膜とが同エッチング速度となる条件で
エッチングを行って該SiC膜を表出させる工程と、その
後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パター
ンを形成する工程とが含まれているか、 の何れかの手段を採る。
前記手段を採ることに依り、本来、表面に凹凸が存在す
る多結晶或いは単結晶のSiC膜をメンブレンとして採用
したものでありながら、Ｘ線吸収材料からなるマスク・
パターンを形成すべき下地は鏡面のように平坦であり、
従って、形成されたマスク・パターンの精度は大変に高
く、また、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在する
ことは皆無である。
る多結晶或いは単結晶のSiC膜をメンブレンとして採用
したものでありながら、Ｘ線吸収材料からなるマスク・
パターンを形成すべき下地は鏡面のように平坦であり、
従って、形成されたマスク・パターンの精度は大変に高
く、また、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在する
ことは皆無である。
その１ （１） 温度を700〔℃〕から1000〔℃〕とする高温CVD
法を適用することに依り、Si半導体基板上に厚さ例えば
２〔μｍ〕程度のSiC膜を成長させる。
法を適用することに依り、Si半導体基板上に厚さ例えば
２〔μｍ〕程度のSiC膜を成長させる。
この場合、 供給ガス:SiHCl3或いはSiH2Cl2＋C3H8或いはC2H2 希釈ガス:H2 とし、成長装置としては、コールド・ウォール型（誘導
加熱）或いはホット・ウォール（ランプ加熱）の何れで
も良い。
加熱）或いはホット・ウォール（ランプ加熱）の何れで
も良い。
このようにして得られたSiC膜に於ける平均のグレイン
・サイズは0.2〔μｍ〕前後であり、表面にも同程度の
荒れ、即ち、凹凸が存在する。
・サイズは0.2〔μｍ〕前後であり、表面にも同程度の
荒れ、即ち、凹凸が存在する。
（２） スピン・コート法を適用することに依り、厚さ
例えば0.5〔μｍ〕程度のノボラック系フォト・レジス
ト膜を形成して表面の平坦化を行う。
例えば0.5〔μｍ〕程度のノボラック系フォト・レジス
ト膜を形成して表面の平坦化を行う。
（３） エッチング・ガスをCl2＋CCl4の混合ガスとす
るドライ・エッチング法を適用して等速エッチングを行
ってSiC膜の平坦化を行う。
るドライ・エッチング法を適用して等速エッチングを行
ってSiC膜の平坦化を行う。
これでSiC膜の表面は荒れが0.02〔μｍ〕程度以下の鏡
面になる。
面になる。
前記のようにして鏡面仕上げしたSiC膜をメンブレンと
し、その上にTa膜からなるマスク・パターンを形成した
ところ、線幅0.5〔μｍ〕以下、例えば、線幅0.2〔μ
ｍ〕程度のパターンで充分に高い精度が得られ、また、
Taの残渣も存在しなかった。尚、TaをＷに代替しても同
結果が得られる。
し、その上にTa膜からなるマスク・パターンを形成した
ところ、線幅0.5〔μｍ〕以下、例えば、線幅0.2〔μ
ｍ〕程度のパターンで充分に高い精度が得られ、また、
Taの残渣も存在しなかった。尚、TaをＷに代替しても同
結果が得られる。
その２ 前記実施例その１の工程（１）が終わった後、Siウエハ
を鏡面研摩する際の技術を適用し、SiC膜表面の機械的
研摩を行ったところ、実施例その１と同様な結果を得る
ことができた。
を鏡面研摩する際の技術を適用し、SiC膜表面の機械的
研摩を行ったところ、実施例その１と同様な結果を得る
ことができた。
その３ 第１図乃至第４図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第１図参照 （１） （111）オフ・アクシスSi基板１をコールド・
ウォールCVD装置にセットし、 温度:1000〔℃〕 圧力:200〜400〔Pa〕 ガス:SiHCl3/C3H8/H2として厚さ約２〔μｍ〕程度のSiC
膜２を成長させる。
ウォールCVD装置にセットし、 温度:1000〔℃〕 圧力:200〜400〔Pa〕 ガス:SiHCl3/C3H8/H2として厚さ約２〔μｍ〕程度のSiC
膜２を成長させる。
第２図参照 （２） SiC膜２を形成したSi基板１をカソード・カッ
プル形式のプラズマ処理装置（CVD装置或いはエッチン
グ装置）内にセットし、 温度:100〔℃〕 ガス:Ar/（10〔％〕）CH4） 圧力:0.15〔Torr〕 高周波出力:0.3〔W/cm2〕 として処理すると、SiC膜２の表面には、厚さ約0.2〔μ
ｍ〕程度のアモルファス炭素膜３が生成され、完全に平
坦化されて鏡面性は検出不可能な程度のレベルとなっ
た。
プル形式のプラズマ処理装置（CVD装置或いはエッチン
グ装置）内にセットし、 温度:100〔℃〕 ガス:Ar/（10〔％〕）CH4） 圧力:0.15〔Torr〕 高周波出力:0.3〔W/cm2〕 として処理すると、SiC膜２の表面には、厚さ約0.2〔μ
ｍ〕程度のアモルファス炭素膜３が生成され、完全に平
坦化されて鏡面性は検出不可能な程度のレベルとなっ
た。
この工程を現象の面で見ると、Arイオンに依るエッチン
グでSiC膜２の鏡面化が進行すると共にアモルファス炭
素が凹所に被着されて完全な平坦化が行われるものであ
る。
グでSiC膜２の鏡面化が進行すると共にアモルファス炭
素が凹所に被着されて完全な平坦化が行われるものであ
る。
第３図参照 （３） Si基板１の裏面に耐熱性高珪酸ガラス（例えば
パイレックス：商標名）或いはSiCセラミックからなる
リング４を接着する。
パイレックス：商標名）或いはSiCセラミックからなる
リング４を接着する。
（４） Si基板１の裏面からSiC膜２の裏面に達するエ
ッチングを行う。
ッチングを行う。
この工程を経ることに依ってSi基板１は周辺のみリング
状に残る。図では、このSiリングを記号１′で指示して
ある。
状に残る。図では、このSiリングを記号１′で指示して
ある。
第４図参照 （５） 例えば、スパッタリング法を適用することに依
り、厚さが約１〔μｍ〕程度であるTa膜を形成する。
り、厚さが約１〔μｍ〕程度であるTa膜を形成する。
（６） 電子ビーム・リソグラフィ技術を適用すること
に依り、Ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
５を形成する。
に依り、Ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
５を形成する。
その４ 前記実施例その３の工程（１）が終わった後、Si基板１
をECR−CVD装置内にセットし、 温度:100〔℃〕 ガス:Ar/（10〔％〕）CH4） 圧力:5×10-4〔Torr〕 基板バイアス:100〔Ｖ〕以上 時間:2〜３〔分〕間 として処理すると、実施例その３と同じ結果を得ること
ができた。
をECR−CVD装置内にセットし、 温度:100〔℃〕 ガス:Ar/（10〔％〕）CH4） 圧力:5×10-4〔Torr〕 基板バイアス:100〔Ｖ〕以上 時間:2〜３〔分〕間 として処理すると、実施例その３と同じ結果を得ること
ができた。
前記実施例その３及びその４に於いて形成したアモルフ
ァス炭素膜の屈折率は2.6、光学的基礎吸収端は1.8〔e
V〕であり、光学的及び放射線耐性には問題がなく、ま
た、HF/HNO3或いはKOHなどに対しても安定であるからプ
ロセス面での問題もない。
ァス炭素膜の屈折率は2.6、光学的基礎吸収端は1.8〔e
V〕であり、光学的及び放射線耐性には問題がなく、ま
た、HF/HNO3或いはKOHなどに対しても安定であるからプ
ロセス面での問題もない。
その５ （１） （111）オフ・アクシスSi基板をコールド・ウ
ォールCVD装置（誘導加熱）にセットし、 温度:850〔℃〕〜1000〔℃〕 圧力:2〔Torr〕 ガス:SiHCl3/C3H8/H2 時間:80〔分〕 として厚さ約２〔μｍ〕程度のSiC膜を成長させる。
ォールCVD装置（誘導加熱）にセットし、 温度:850〔℃〕〜1000〔℃〕 圧力:2〔Torr〕 ガス:SiHCl3/C3H8/H2 時間:80〔分〕 として厚さ約２〔μｍ〕程度のSiC膜を成長させる。
（２） SiC膜を形成したSi基板を反応性イオン・エッ
チング（reactive ion etching:RIE）装置内にセット
し、スパッタリング・ガス:Ar 圧力:0.1〔Torr〕 放電出力:200〔Ｗ〕 時間:10〔分〕 としてスパッタリング処理すると、SiC膜の表面は、完
全に平坦化されて鏡面性は凹凸検出不可能な程度のレベ
ルとなった。
チング（reactive ion etching:RIE）装置内にセット
し、スパッタリング・ガス:Ar 圧力:0.1〔Torr〕 放電出力:200〔Ｗ〕 時間:10〔分〕 としてスパッタリング処理すると、SiC膜の表面は、完
全に平坦化されて鏡面性は凹凸検出不可能な程度のレベ
ルとなった。
（３） Si基板の裏面に耐熱性高珪酸ガラスからなるリ
ングを接着する。
ングを接着する。
（４） Si基板の裏面からSiC膜の裏面に達するエッチ
ングを行う。
ングを行う。
このエッチングは、例えば、HF/HNO3/CH3COOHをエッチ
ャントとするウエット・エッチング法を適用して実施す
る。
ャントとするウエット・エッチング法を適用して実施す
る。
この工程を経ることに依ってSi基板は周辺のみリング状
に残る。
に残る。
（５） スパッタリング法を適用することに依り、厚さ
が約0.8〔μｍ〕〜1.2〔μｍ〕程度であるTa膜を形成す
る。
が約0.8〔μｍ〕〜1.2〔μｍ〕程度であるTa膜を形成す
る。
（６） 電子ビーム・リソグラフィ技術を適用すること
に依り、ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
を形成する。尚、この場合のエッチングは、反応ガスを
Cl2/CCl4とするRIE法を適用して良い。
に依り、ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
を形成する。尚、この場合のエッチングは、反応ガスを
Cl2/CCl4とするRIE法を適用して良い。
この実施例で採用している原理はスパッタリングの角度
依存性である。即ち、Arなどのイオンが表面に入射し、
それに依ってスパッタリングが行われる場合、そのスパ
ッタリング・イールドはイオンの入射角度に依存して変
化する。入射角度が45゜のとき、そのスパッタリング・
イールドは最大限に達し、それを中心として対象的に現
象する。この現象を利用すれば、ピラミッド形状をなす
SiC膜表面の凹凸は、そのスパッタリング角度依存性に
起因して徐々に減少し、平坦化が可能になるのである。
依存性である。即ち、Arなどのイオンが表面に入射し、
それに依ってスパッタリングが行われる場合、そのスパ
ッタリング・イールドはイオンの入射角度に依存して変
化する。入射角度が45゜のとき、そのスパッタリング・
イールドは最大限に達し、それを中心として対象的に現
象する。この現象を利用すれば、ピラミッド形状をなす
SiC膜表面の凹凸は、そのスパッタリング角度依存性に
起因して徐々に減少し、平坦化が可能になるのである。
第５図はエッチング・レートのスパッタリング角度依存
性を表す線図であり、横軸にスパッタリング角度を、縦
軸にエッチング・レートをそれぞれ採ってある。
性を表す線図であり、横軸にスパッタリング角度を、縦
軸にエッチング・レートをそれぞれ採ってある。
図示された特性線に依れば前記した現象を明瞭に看取す
ることができる。
ることができる。
その６ 第６図及び第７図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、第１図乃
至第４図に於いて用いた記号と同信号は同部分を示すか
或いは同じ意味を持つものとする。
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、第１図乃
至第４図に於いて用いた記号と同信号は同部分を示すか
或いは同じ意味を持つものとする。
第６図参照 （１） Si基板１上に厚さ約２〔μｍ〕程度のSiC膜２
を成長させる。
を成長させる。
（２） SiC膜２上にSiO2或いは燐珪酸ガラス（phospho
silicate glass:PSG）或いはSOG（spin on glass）
などからなる層間膜６を厚さ例えば500〔Å〕〜2.0〔μ
ｍ〕程度の範囲で形成する。尚、この層間膜６の形成
は、成長或いは塗布の何れに依っても良く、また、必要
に応じてベーキングを行って良い。
silicate glass:PSG）或いはSOG（spin on glass）
などからなる層間膜６を厚さ例えば500〔Å〕〜2.0〔μ
ｍ〕程度の範囲で形成する。尚、この層間膜６の形成
は、成長或いは塗布の何れに依っても良く、また、必要
に応じてベーキングを行って良い。
（３） Si基板１の裏面に耐熱性高珪酸ガラス（例えば
パイレックス：商標名）或いはSiCセラミックからなる
リング４を接着する。
パイレックス：商標名）或いはSiCセラミックからなる
リング４を接着する。
（４） Si基板１の裏面からSiC膜２の裏面に達するエ
ッチングを行って、Si基板１をリング状にする。
ッチングを行って、Si基板１をリング状にする。
（５） RIE法を適用することに依り、層間膜６に於け
る表面から深さ方向に一部、或いは、全部をエッチング
して除去する。尚、図では、一部を除去した場合を表し
てある。
る表面から深さ方向に一部、或いは、全部をエッチング
して除去する。尚、図では、一部を除去した場合を表し
てある。
このエッチングに依って、リング４の接着工程などで表
面に付着した不要な粒子（塵）はリフト・オフされてし
まう。
面に付着した不要な粒子（塵）はリフト・オフされてし
まう。
（６） スパッタリング法を適用することに依り、厚さ
が約1.0〔μｍ〕程度であるTa膜５′を形成する。
が約1.0〔μｍ〕程度であるTa膜５′を形成する。
第７図参照 （７） 電子ビーム・リソグラフィ技術を適用すること
に依り、Ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
５を形成する。
に依り、Ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
５を形成する。
また、図示例では、層間膜４の一部が残っているので、
マスク・パターン５をマスクにしてエッチングを行い、
マスク・パターン５と同じパターンにする。
マスク・パターン５をマスクにしてエッチングを行い、
マスク・パターン５と同じパターンにする。
この実施例に依ると、SiC膜２を形成した段階で、その
表面はSiO2膜などの層間膜６で保護されるから、リング
４の接着工程などで被着されて後の加工に悪影響を及ぼ
す粒子などな層間膜６のエッチングで除去されてしま
い、後に形成されるTaからなるマスク・パターンの精度
を向上させるのに有効であり、また、層間膜６にSOGな
どを用いた場合には、SiC膜２の凹凸を除去する効果も
ある。
表面はSiO2膜などの層間膜６で保護されるから、リング
４の接着工程などで被着されて後の加工に悪影響を及ぼ
す粒子などな層間膜６のエッチングで除去されてしま
い、後に形成されるTaからなるマスク・パターンの精度
を向上させるのに有効であり、また、層間膜６にSOGな
どを用いた場合には、SiC膜２の凹凸を除去する効果も
ある。
その７ 第８図乃至第12図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第８図参照 （１） Si基板１をコールド・ウォールCVD装置にセッ
トし、 温度:1000〔℃〕 圧力:200〜400〔Pa〕 ガス:SiHCl3/C3H8/H2 として厚さ約２〔μｍ〕程度のβ−SiC膜２を成長させ
る。
トし、 温度:1000〔℃〕 圧力:200〜400〔Pa〕 ガス:SiHCl3/C3H8/H2 として厚さ約２〔μｍ〕程度のβ−SiC膜２を成長させ
る。
第９図参照 （２） CVD法を適用することに依り、８重量〔％〕Ｐ
のPSG膜７を厚さ例えば0.5〔μｍ〕程度に成長させる。
のPSG膜７を厚さ例えば0.5〔μｍ〕程度に成長させる。
ここで形成したPSG膜７は４重量〔％〕Ｂ及び５重量
〔％〕Ｐの硼珪酸ガラス（borophosphosilicate glas
s:BPSG）に代替することができる。
〔％〕Ｐの硼珪酸ガラス（borophosphosilicate glas
s:BPSG）に代替することができる。
（３） 窒素雰囲気中で温度900〔℃〕〜1050〔℃〕程
度として熱処理し、PSG膜７の溶融軟化を行う。
度として熱処理し、PSG膜７の溶融軟化を行う。
この処理に依って、SiC膜２の表面に存在する約0.1〔μ
ｍ〕程度の凹凸は、PSG膜７の表面では完全に補償され
て鏡面となる。
ｍ〕程度の凹凸は、PSG膜７の表面では完全に補償され
て鏡面となる。
第10図参照 （４） Si基板１の裏面に例えばセラミックからなるリ
ング４を例えばエポキシ樹脂などを用いて接着する。
ング４を例えばエポキシ樹脂などを用いて接着する。
第11図参照 （５） エッチャントを例えばHF/HNO3/CH3OOH混合液と
するウエット・エッチング法を適用することに依り、メ
ンブレンとして作用する領域に於けるSi基板１の裏面か
らSiC膜２の裏面に達するエッチングを行う。尚、この
加工を行うに際しては、表面が前記エッチャントで侵さ
れないように保護膜を形成しておく必要がある。
するウエット・エッチング法を適用することに依り、メ
ンブレンとして作用する領域に於けるSi基板１の裏面か
らSiC膜２の裏面に達するエッチングを行う。尚、この
加工を行うに際しては、表面が前記エッチャントで侵さ
れないように保護膜を形成しておく必要がある。
この工程を経ることに依ってSi基板１は周辺のみリング
状に残る。図では、このSiリングを記号１′を指示して
ある。
状に残る。図では、このSiリングを記号１′を指示して
ある。
第12図参照 （６） スパッタリング法を適用することに依り、PSG
膜７の上に厚さが約１〔μｍ〕程度であるTa膜を形成す
る。
膜７の上に厚さが約１〔μｍ〕程度であるTa膜を形成す
る。
（７） 電子ビーム・リソグラフィ技術を適用すること
に依り、Ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
５を形成する。
に依り、Ta膜のパターニングを行ってマスク・パターン
５を形成する。
この場合、レジストとして、通常の電子線レジスト、例
えばポリメチルメタクリレート（polymethylmethacryla
te:PMMA）を、また、Taのエッチングを行うにはCl2/CCl
4をエッチング・ガスとするRIE法を採用して良い。
えばポリメチルメタクリレート（polymethylmethacryla
te:PMMA）を、また、Taのエッチングを行うにはCl2/CCl
4をエッチング・ガスとするRIE法を採用して良い。
その８ （１） 実施例その７に於ける工程（４）の後、エッチ
ング・ガスをCF4＋O2とするRIE法を適用することに依
り、PSGとSiCとの同エッチング速度条件でエッチ・バッ
クを行い、PSG膜７を除去すると共にSiC膜２の表面に於
ける凹凸も除去して鏡面にする。
ング・ガスをCF4＋O2とするRIE法を適用することに依
り、PSGとSiCとの同エッチング速度条件でエッチ・バッ
クを行い、PSG膜７を除去すると共にSiC膜２の表面に於
ける凹凸も除去して鏡面にする。
前記実施例その７及びその８に依っても、他の実施例と
同じ効果が得られる。
同じ効果が得られる。
本発明に依るＸ線露光マスクの製造方法に於いては、メ
ンブレンとなる多結晶又は単結晶のSiC膜を高温化学気
相堆積法によって成長させる工程と、次いで、有機物質
膜を形成してからエッチ・バックする、或いは、鏡面研
摩する、或いは、不活性ガスでエッチングしつつアモル
ファス炭素膜を形成する、或いは、スパッタリングを行
う、或いは、ガラス膜を形成し、そして、シリコン基板
の裏面にリングを接着してから該ガラス膜をエッチング
して除去する、或いは、低融点ガラス膜を形成し且つそ
の溶融軟化を行う、或いは、前記溶融軟化後の低融点ガ
ラス膜とSiC膜とが同エッチング速度になる条件でエッ
チングを行う等して平坦化を行う工程と、その後、Ｘ線
吸収材料からなるマスク・パターンを形成する工程が含
まれている。
ンブレンとなる多結晶又は単結晶のSiC膜を高温化学気
相堆積法によって成長させる工程と、次いで、有機物質
膜を形成してからエッチ・バックする、或いは、鏡面研
摩する、或いは、不活性ガスでエッチングしつつアモル
ファス炭素膜を形成する、或いは、スパッタリングを行
う、或いは、ガラス膜を形成し、そして、シリコン基板
の裏面にリングを接着してから該ガラス膜をエッチング
して除去する、或いは、低融点ガラス膜を形成し且つそ
の溶融軟化を行う、或いは、前記溶融軟化後の低融点ガ
ラス膜とSiC膜とが同エッチング速度になる条件でエッ
チングを行う等して平坦化を行う工程と、その後、Ｘ線
吸収材料からなるマスク・パターンを形成する工程が含
まれている。
前記構成を採ることに依り、本来、表面に凹凸が存在す
る多結晶或いは単結晶のSiC膜をメンブレンとして採用
したものでありながら、Ｘ線吸収材料からなるマスク・
パターンを形成すべき下地は鏡面のように平坦であり、
従って、形成されたマスク・パターンの精度は大変に高
く、また、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在する
ことは皆無である。
る多結晶或いは単結晶のSiC膜をメンブレンとして採用
したものでありながら、Ｘ線吸収材料からなるマスク・
パターンを形成すべき下地は鏡面のように平坦であり、
従って、形成されたマスク・パターンの精度は大変に高
く、また、パターン内にＸ線吸収材料の残渣が存在する
ことは皆無である。
第１図乃至第４図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図、第５図
はエッチング・レートのスパッタリング角度依存性を説
明する為の線図、第６図及び第７図は本発明一実施例を
説明する為の工程要所に於けるＸ線露光マスクの要部切
断側面図、第８図乃至第12図は本発明一実施例を説明す
る為の工程要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面
図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はSi基板、２はSiC膜、３はアモルファ
ス炭素膜、４はリング、５はマスク・パターン、５′は
Ta膜、６は層間膜、７はPSG膜をそれぞれ示している。
要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面図、第５図
はエッチング・レートのスパッタリング角度依存性を説
明する為の線図、第６図及び第７図は本発明一実施例を
説明する為の工程要所に於けるＸ線露光マスクの要部切
断側面図、第８図乃至第12図は本発明一実施例を説明す
る為の工程要所に於けるＸ線露光マスクの要部切断側面
図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はSi基板、２はSiC膜、３はアモルファ
ス炭素膜、４はリング、５はマスク・パターン、５′は
Ta膜、６は層間膜、７はPSG膜をそれぞれ示している。
Claims (7)
- 【請求項１】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、該SiC膜上に有機物質膜を形成して平坦化する
工程と、 次いで、該有機物質膜の表面から全面エッチングを行っ
てSiC膜の表面を平坦化する工程と、 その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パ
ターンを形成する工程と が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。 - 【請求項２】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、該SiC膜の表面を鏡面研摩して平坦化する工程
と、 その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パ
ターンを形成する工程と が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。 - 【請求項３】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、不活性ガスと炭化水素との混合ガスを用いプラ
ズマ処理を行って前記SiC膜表面のエッチングを行いつ
つアモルファス炭素膜を成長させ平坦化する工程と、 その後、該アモルファス炭素膜上にＸ線吸収材料からな
るマスク・パターンを形成する工程と、 が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。 - 【請求項４】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、該SiC膜表面のスパッタリングを行って平坦化
する工程と、 その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パ
ターンを形成する工程と が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。 - 【請求項５】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、該SiC膜上にガラス膜を形成する工程と、 次いで、シリコン基板の裏面にリングを接着する工程
と、 次いで、前記SiC膜上のガラス膜をエッチングし前記リ
ングを接着する工程などで被着された表面の粒子をリフ
ト・オフして平坦化する工程と、 その後、前記SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・
パターンを形成する工程と が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。 - 【請求項６】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、該SiC膜上に低融点ガラス膜を形成する工程
と、 次いで、熱処理を加え前記低融点ガラス膜を溶融軟化さ
せて表面を平坦化する工程と、 その後、該低融点ガラス膜上にＸ線吸収材料からなるマ
スク・パターンを形成する工程と、 が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。 - 【請求項７】シリコン基板上にメンブレンとなる多結晶
或いは単結晶のSiC膜を高温化学気相堆積法に依って成
長させる工程と、 次いで、該SiC膜上に低融点ガラス膜を形成する工程
と、 次いで、熱処理を加え前記低融点ガラス膜を溶融軟化さ
せて表面を平坦化する工程と、 次いで、該低融点ガラス膜と前記SiC膜とが同エッチン
グ速度となる条件でエッチングを行って該SiC膜を表出
させる工程と、 その後、該SiC膜上にＸ線吸収材料からなるマスク・パ
ターンを形成する工程と が含まれてなることを特徴とするＸ線露光マスクの製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007751A JPH0775219B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Ｘ線露光マスクの製造方法 |
| US07/466,939 US5178977A (en) | 1989-01-18 | 1990-01-18 | Manufacturing method of an X-ray exposure mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007751A JPH0775219B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Ｘ線露光マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188909A JPH02188909A (ja) | 1990-07-25 |
| JPH0775219B2 true JPH0775219B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=11674400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1007751A Expired - Fee Related JPH0775219B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Ｘ線露光マスクの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5178977A (ja) |
| JP (1) | JPH0775219B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2862029B2 (ja) * | 1991-03-27 | 1999-02-24 | 信越化学工業株式会社 | Ｘ線リソグラフィ−用マスクの製造方法 |
| ATE184711T1 (de) * | 1991-11-15 | 1999-10-15 | Canon Kk | Röntgenstrahlmaskenstruktur und - belichtungsverfahren sowie damit hergestelltes halbleiterbauelement und herstellungsverfahren für die röntgenstrahlmaskenstruktur |
| JPH07117605B2 (ja) * | 1992-03-13 | 1995-12-18 | 日本ピラー工業株式会社 | 回折格子 |
| US5362575A (en) * | 1992-12-31 | 1994-11-08 | At&T Bell Laboratories | Lithographic mask, comprising a membrane having improved strength |
| JP3513236B2 (ja) * | 1993-11-19 | 2004-03-31 | キヤノン株式会社 | Ｘ線マスク構造体、ｘ線マスク構造体の製造方法、該ｘ線マスク構造体を用いたｘ線露光装置及びｘ線露光方法、並びに該ｘ線露光方法を用いて製造される半導体装置 |
| CA2157257C (en) * | 1994-09-12 | 1999-08-10 | Kazuhiko Endo | Semiconductor device with amorphous carbon layer and method of fabricating the same |
| JPH10106943A (ja) * | 1996-06-04 | 1998-04-24 | Nikon Corp | マスク用基板の製造方法 |
| DE19710798C1 (de) * | 1997-03-17 | 1998-07-30 | Ibm | Herstellverfahren für Membranmaske mit Maskenfeldern |
| JPH10275760A (ja) | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Hoya Corp | Ｘ線マスクブランク及びｘ線マスク |
| JP3607454B2 (ja) * | 1997-03-31 | 2005-01-05 | Ｈｏｙａ株式会社 | Ｘ線マスク用ｘ線透過膜、ｘ線マスクブランク及びｘ線マスク並びにこれらの製造方法並びに炭化珪素膜の研磨方法 |
| JP3607455B2 (ja) * | 1997-03-31 | 2005-01-05 | Ｈｏｙａ株式会社 | Ｘ線マスクブランクの製造方法及びｘ線マスク用ｘ線透過膜の製造方法 |
| US6713408B1 (en) * | 2000-12-14 | 2004-03-30 | Louisiana Tech University Foundation, Inc. | Method of producing silica micro-structures from x-ray lithography of SOG materials |
| US7723155B2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-05-25 | Xycarb Ceramics B.V. | Method for the treatment of a surface of a metal-carbide substrate for use in semiconductor manufacturing processes as well as such a metal-carbide substrate |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3873824A (en) * | 1973-10-01 | 1975-03-25 | Texas Instruments Inc | X-ray lithography mask |
| JPS5320767A (en) * | 1976-08-10 | 1978-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | X-ray mask supporting underlayer and its production |
| US4253029A (en) * | 1979-05-23 | 1981-02-24 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Mask structure for x-ray lithography |
| US4608326A (en) * | 1984-02-13 | 1986-08-26 | Hewlett-Packard Company | Silicon carbide film for X-ray masks and vacuum windows |
| US4971851A (en) * | 1984-02-13 | 1990-11-20 | Hewlett-Packard Company | Silicon carbide film for X-ray masks and vacuum windows |
| JPS63186427A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-02 | Showa Denko Kk | Ｘ線リソグラフイ用マスク材 |
| JPH0643210B2 (ja) * | 1987-06-23 | 1994-06-08 | 澁谷工業株式会社 | 物品間への薄板状部材の挿入装置 |
| DE3733311A1 (de) * | 1987-10-02 | 1989-04-13 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung eines maskentraegers aus sic fuer roentgenstrahllithographie-masken |
| JPH02177530A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Toshiba Corp | Ｘ線マスクの製造方法 |
| US5005075A (en) * | 1989-01-31 | 1991-04-02 | Hoya Corporation | X-ray mask and method of manufacturing an X-ray mask |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1007751A patent/JPH0775219B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-18 US US07/466,939 patent/US5178977A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5178977A (en) | 1993-01-12 |
| JPH02188909A (ja) | 1990-07-25 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |