JPS5871622A - Ｘ線露光用マスクの製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光用マスクの製造方法Info
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- JPS5871622A JPS5871622A JP56169899A JP16989981A JPS5871622A JP S5871622 A JPS5871622 A JP S5871622A JP 56169899 A JP56169899 A JP 56169899A JP 16989981 A JP16989981 A JP 16989981A JP S5871622 A JPS5871622 A JP S5871622A
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- Japan
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- thin film
- film
- polyimide resin
- mask
- exposed
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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】
本発明は、Ｘ線露光に使用されるＸ線露光用マスクの製
造方法に関する０ 近時、↓り高性能な半導体集稠回路を製造する次めに、
１ （ｊｌｆＲ）或いはそれ以下の寸法を有する微細パ
ターンｔ、牛導体基板上に形成する要求が高まっている
。Ｘ線（主に波長４〜１３１の軟Ｘ線）を使用したパタ
ーン転写技術であるＸ線露光は、塵埃の影譬を受けにく
い、転写されたパターンの精度が極めて高い等の多くの
特長があり、特にチブミクロンパターン形成において有
力な技術とされている。
造方法に関する０ 近時、↓り高性能な半導体集稠回路を製造する次めに、
１ （ｊｌｆＲ）或いはそれ以下の寸法を有する微細パ
ターンｔ、牛導体基板上に形成する要求が高まっている
。Ｘ線（主に波長４〜１３１の軟Ｘ線）を使用したパタ
ーン転写技術であるＸ線露光は、塵埃の影譬を受けにく
い、転写されたパターンの精度が極めて高い等の多くの
特長があり、特にチブミクロンパターン形成において有
力な技術とされている。
第１図はＸ線露光の原理を示す模式図である。
図中１はＸ線露光用マス、りで、このマスク１はＸ線に
対し透過率の高い材料からなる薄膜基板２を支持＠Ｓに
固定すると共に、薄膜基板２の下面にＸ！Ｉ獣収部材、
例えば厚さ０，５〜１．０（ａｍ）の金からなる所望の
マスクパターン４を取着して形成されている。マスク１
の下方にはレジス）５に塗布され九試料６が配置され、
またマスク１の上方にはＸ線源１が配置される。そして
、Ｘ線源ｒからマスクＪＫＸ線を照射することにぶり、
マスタ１を透過したＸ線が試料６上のレジスト５に照射
され、同レジスト５にパターシ４が露光されることにな
る。
対し透過率の高い材料からなる薄膜基板２を支持＠Ｓに
固定すると共に、薄膜基板２の下面にＸ！Ｉ獣収部材、
例えば厚さ０，５〜１．０（ａｍ）の金からなる所望の
マスクパターン４を取着して形成されている。マスク１
の下方にはレジス）５に塗布され九試料６が配置され、
またマスク１の上方にはＸ線源１が配置される。そして
、Ｘ線源ｒからマスクＪＫＸ線を照射することにぶり、
マスタ１を透過したＸ線が試料６上のレジスト５に照射
され、同レジスト５にパターシ４が露光されることにな
る。
ところで、Ｘ線露光用マスクでは、その薄膜部における
Ｘ線の透過度音大きくする九め薄膜基板をできるだけ薄
く（数ｓｍ）する必要がある。
Ｘ線の透過度音大きくする九め薄膜基板をできるだけ薄
く（数ｓｍ）する必要がある。
さらに、所望のパターン全同一の半導体基板上に高精度
に整合した状態で形成するためＫは、これに使用するマ
スクパターンは高い寸法安定性が保障されなければなら
ない０即ち、マスク基板上に形成した無数のマスクパタ
ーン相互の相対位置が、マスクの取り扱い、温度お↓び
渥度勢の変化に１って変わるならば、前述の様に高精度
に整合し次状態で、半導体勢の基板上に所望パターンを
形成することは不可能となってしまう。従って、Ｘ線露
光用マスクに対する基本的な要求として、薄膜基板は極
力薄くて、かつ高い寸法安定性を保障された材料でなけ
ればならない。
に整合した状態で形成するためＫは、これに使用するマ
スクパターンは高い寸法安定性が保障されなければなら
ない０即ち、マスク基板上に形成した無数のマスクパタ
ーン相互の相対位置が、マスクの取り扱い、温度お↓び
渥度勢の変化に１って変わるならば、前述の様に高精度
に整合し次状態で、半導体勢の基板上に所望パターンを
形成することは不可能となってしまう。従って、Ｘ線露
光用マスクに対する基本的な要求として、薄膜基板は極
力薄くて、かつ高い寸法安定性を保障された材料でなけ
ればならない。
さて、薄くて高い寸法安定性を有する薄膜基板を得るた
めには、８１ 、８１０． 、ｌｉＨ，Ｎ、 、 ｍｌ
Ｎ或いはこれらの複合膜を用いる手法が知られている
。これらの無機物材料から薄膜基板を作れば、例えば厚
さ１．５（ａｍ）程度で、寸法安定性の高いマスクを作
ることができる。しかし無機物材料からなゐ薄膜基板は
、その製造工程が豪雑で材料自体が脆いため、機械的衝
撃に弱く、取り扱いに注意しなければならない。また、
小面積たとえば数〔簡〕四方の大きさで膜上形成するこ
とはできるが、大面積の膜【形成することは、薄膜化の
工程の制御性から困難である勢の欠点がある。一方、前
記薄膜基板としてポリイミド樹脂等の有機物薄膜を用い
ると、１０１００（！！％ｊ方１！＆ノ大面ＳＯ膜を形
成することはできるが、この場合有機物薄膜がゆえに寸
法安定性の低下を招いた。
めには、８１ 、８１０． 、ｌｉＨ，Ｎ、 、 ｍｌ
Ｎ或いはこれらの複合膜を用いる手法が知られている
。これらの無機物材料から薄膜基板を作れば、例えば厚
さ１．５（ａｍ）程度で、寸法安定性の高いマスクを作
ることができる。しかし無機物材料からなゐ薄膜基板は
、その製造工程が豪雑で材料自体が脆いため、機械的衝
撃に弱く、取り扱いに注意しなければならない。また、
小面積たとえば数〔簡〕四方の大きさで膜上形成するこ
とはできるが、大面積の膜【形成することは、薄膜化の
工程の制御性から困難である勢の欠点がある。一方、前
記薄膜基板としてポリイミド樹脂等の有機物薄膜を用い
ると、１０１００（！！％ｊ方１！＆ノ大面ＳＯ膜を形
成することはできるが、この場合有機物薄膜がゆえに寸
法安定性の低下を招いた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、薄膜基板の大面積化お↓び寸法安定性
の向上ｔはかり得るＸ線露光用マスクの製造方法ｔＩＩ
供することにある。
とするところは、薄膜基板の大面積化お↓び寸法安定性
の向上ｔはかり得るＸ線露光用マスクの製造方法ｔＩＩ
供することにある。
まず、本発明の詳細な説明する。前述した如く薄膜基板
としてポリイミド１１脂醇の有機物薄膜上用いると、大
面積の膜【形成することはできるがその寸法安定性が悪
い。本発明者等は上記有機物薄膜の寸法安定性を向上せ
しめること金目的として鋭意研究上型ね次結果、有機物
薄膜に高いドーズ量のイオンを注入すれば↓いこと七見
出した。すなわち、有機物薄膜にイオン會注入すると該
薄膜の一部が変成し一般に硬質化する。例えば、有機物
薄膜としてのポリイミド樹脂膜にアルゴンイオンを注入
すると、ポリイミド樹脂膜の一部が訳化し、極めて強度
の大きい膜に変成する。この炭化膜は多小脆性【有して
いるが、ポリイミド樹脂膜が数〔μｍ）ｓｔの厚さであ
れば、変成の起こる部分は一部であり、残部は元のポリ
インド樹脂膜の性質【保持する。このため、一種の有機
無機複合膜の１うな性質となり、上記脆性は実質的に問
題とならなくなる。
としてポリイミド１１脂醇の有機物薄膜上用いると、大
面積の膜【形成することはできるがその寸法安定性が悪
い。本発明者等は上記有機物薄膜の寸法安定性を向上せ
しめること金目的として鋭意研究上型ね次結果、有機物
薄膜に高いドーズ量のイオンを注入すれば↓いこと七見
出した。すなわち、有機物薄膜にイオン會注入すると該
薄膜の一部が変成し一般に硬質化する。例えば、有機物
薄膜としてのポリイミド樹脂膜にアルゴンイオンを注入
すると、ポリイミド樹脂膜の一部が訳化し、極めて強度
の大きい膜に変成する。この炭化膜は多小脆性【有して
いるが、ポリイミド樹脂膜が数〔μｍ）ｓｔの厚さであ
れば、変成の起こる部分は一部であり、残部は元のポリ
インド樹脂膜の性質【保持する。このため、一種の有機
無機複合膜の１うな性質となり、上記脆性は実質的に問
題とならなくなる。
なお、上記イオンとしては質量数の大きいもの程、変成
効果が大きいことが確認された。加速電圧２００ （Ｋ
Ｖ）、Ｆ −Ｘ 量８ Ｘ Ｉ Ｏ’ （／ｃｆｆｌ）
の条件下で縦索イオンとアルゴンイオンとを比較したと
ころ、アルゴンイオンの場合にはポリインド樹脂膜の変
成は十分であり、誼膜の強度は著しく増大し７ｔ ｏ
ｔ ＊ 、質量数の小さい炭素イオンの場合には上記変
成は小さかったが、この場合にもイオン注入時間を長く
する等して十分なる変成を行わしめることができ友○本
発明はこのような点に着目し、基板上にＸ線を透過する
有機物薄膜を形成したのち、有機物薄膜にイオンを注入
すると共に有機物薄膜上或いは該薄膜の内部にｘＩＩ吸
収部材會所望パクーンに形成し、さらに上記基板の一部
を有機物薄膜が形成された面の反対側から該薄膜が露出
する壕で除去するようにしている。シタがって、有機物
薄膜の一部が変成せしめられて強度の大きいものとなり
、咳薄膜の寸法安定性の向上【はかり得る。このため、
Ｘ線上透過する薄膜基板の大面積化は勿論、その寸法安
定性の大幅な向上ｔはかり得て、前記し皮目的を達成す
ることができる。
効果が大きいことが確認された。加速電圧２００ （Ｋ
Ｖ）、Ｆ −Ｘ 量８ Ｘ Ｉ Ｏ’ （／ｃｆｆｌ）
の条件下で縦索イオンとアルゴンイオンとを比較したと
ころ、アルゴンイオンの場合にはポリインド樹脂膜の変
成は十分であり、誼膜の強度は著しく増大し７ｔ ｏ
ｔ ＊ 、質量数の小さい炭素イオンの場合には上記変
成は小さかったが、この場合にもイオン注入時間を長く
する等して十分なる変成を行わしめることができ友○本
発明はこのような点に着目し、基板上にＸ線を透過する
有機物薄膜を形成したのち、有機物薄膜にイオンを注入
すると共に有機物薄膜上或いは該薄膜の内部にｘＩＩ吸
収部材會所望パクーンに形成し、さらに上記基板の一部
を有機物薄膜が形成された面の反対側から該薄膜が露出
する壕で除去するようにしている。シタがって、有機物
薄膜の一部が変成せしめられて強度の大きいものとなり
、咳薄膜の寸法安定性の向上【はかり得る。このため、
Ｘ線上透過する薄膜基板の大面積化は勿論、その寸法安
定性の大幅な向上ｔはかり得て、前記し皮目的を達成す
ることができる。
以下、本発明の詳細を図示の実施例に１って説明する。
第２図（ａ）〜（・）は本発明の一実施例に係わるＸ線
露光用マスクの製造工１１１ｃ示す断面模式図である。
露光用マスクの製造工１１１ｃ示す断面模式図である。
まず、第２図（ａ）Ｋ示す如く４インチ径のシリコンウ
ェーハ１１（基板）上にチタン薄膜１２’１（膜厚５０
０〔又） ｌ！ｆ蒸着し、このチタン薄膜１２上に膜厚
２〔μｍ〕のポリイミド樹脂膜１３（有機物薄膜）ｔ−
回転塗布おＬび熱処理に１り形成する。ここで、チタン
薄膜１２を蒸着する理由は、シリコンウェーハ１１とポ
リイミド樹脂膜１３との密着度音場すためである。次に
、周知のイオン注入技術を用い加速電圧２０Ｇ（ＫＶ）
、ドーズ量８ Ｘ １０’ （／ｃｄ）Ｃ）条件で、ポ
リイミド樹脂膜１３にアルゴンイオン【注入する。これ
Ｋより、ポリインド樹脂膜１３の一部が炭化、すなわち
ポリイミド樹脂膜１３の中央部に炭化層が形成された。
ェーハ１１（基板）上にチタン薄膜１２’１（膜厚５０
０〔又） ｌ！ｆ蒸着し、このチタン薄膜１２上に膜厚
２〔μｍ〕のポリイミド樹脂膜１３（有機物薄膜）ｔ−
回転塗布おＬび熱処理に１り形成する。ここで、チタン
薄膜１２を蒸着する理由は、シリコンウェーハ１１とポ
リイミド樹脂膜１３との密着度音場すためである。次に
、周知のイオン注入技術を用い加速電圧２０Ｇ（ＫＶ）
、ドーズ量８ Ｘ １０’ （／ｃｄ）Ｃ）条件で、ポ
リイミド樹脂膜１３にアルゴンイオン【注入する。これ
Ｋより、ポリインド樹脂膜１３の一部が炭化、すなわち
ポリイミド樹脂膜１３の中央部に炭化層が形成された。
次に、第２図（ｂ）に示す如くポリインド樹脂膜１ｓ上
に膜厚２ｏｏ（Ｘ）の金薄膜１４ｆ蒸着し、この金薄１
１１４上に感電子ビームレジスト１５ｔｌｋ布する。そ
して、電子ビーム描画装置を用い第２図（ｃ）に示す如
くレジメ） １５’ｔ−所望のマスクパターンに応じて
露光現像する。次いで、第２図（ｄ）に示す如く金（Ｘ
！Ｉ吸収部材）の電気メッキを施し金パターン１−全形
成し、レジスト１ｓｔ−除去する。続いて、８２図（、
）に示す如く露出した金薄膜１４を除去すると共に、シ
リコンウェーハ１１の中央部を裏面から前記チタン薄膜
１２が露出するまで除去する〇 かくして形成され２Ｘ線露光用マスクは、前記イオン注
入に、にるポリイミド樹脂Ｈ１３の一部炭化によって、
ポリイミド樹脂膜１３の強度が大きくなりその寸法安定
性が着しく向上された。ちなみに、本実施例方法にエリ
得られたＸ線露光用マスクと従来方法にぶるＸ線露光用
マスクとの寸法安定性を比較し穴ところ、第３図に示す
結果が得られた。すなわち、従来方法に↓るものでは、
Ｘ線露光用マスクの露光面積（径）が６〔傷φ〕と大き
い場合その寸法安定性σ（第３図中実線Ｂで示す）はσ
−０，４（μｍ〕と悪い。これに対し、本実施例方法に
よるものではその寸法安定性σ（第３図中実線Ａで示す
）はσ＝０．１（Ａｍ）となり、従来方法に↓ゐものエ
リも寸法安定性が４倍程度向上した。
に膜厚２ｏｏ（Ｘ）の金薄膜１４ｆ蒸着し、この金薄１
１１４上に感電子ビームレジスト１５ｔｌｋ布する。そ
して、電子ビーム描画装置を用い第２図（ｃ）に示す如
くレジメ） １５’ｔ−所望のマスクパターンに応じて
露光現像する。次いで、第２図（ｄ）に示す如く金（Ｘ
！Ｉ吸収部材）の電気メッキを施し金パターン１−全形
成し、レジスト１ｓｔ−除去する。続いて、８２図（、
）に示す如く露出した金薄膜１４を除去すると共に、シ
リコンウェーハ１１の中央部を裏面から前記チタン薄膜
１２が露出するまで除去する〇 かくして形成され２Ｘ線露光用マスクは、前記イオン注
入に、にるポリイミド樹脂Ｈ１３の一部炭化によって、
ポリイミド樹脂膜１３の強度が大きくなりその寸法安定
性が着しく向上された。ちなみに、本実施例方法にエリ
得られたＸ線露光用マスクと従来方法にぶるＸ線露光用
マスクとの寸法安定性を比較し穴ところ、第３図に示す
結果が得られた。すなわち、従来方法に↓るものでは、
Ｘ線露光用マスクの露光面積（径）が６〔傷φ〕と大き
い場合その寸法安定性σ（第３図中実線Ｂで示す）はσ
−０，４（μｍ〕と悪い。これに対し、本実施例方法に
よるものではその寸法安定性σ（第３図中実線Ａで示す
）はσ＝０．１（Ａｍ）となり、従来方法に↓ゐものエ
リも寸法安定性が４倍程度向上した。
このように本実施例方法に１れば、ｘｔ＊會透過すべき
薄膜基板としてポリイミド樹脂膜１３郷の有機物薄膜を
用いているにも拘わらず、その寸法安定性の向上ｔはか
り得るｏＬｌｔがって、薄膜基板の大面積化および寸法
安定性の向上を同時にはかり得ると云う効果を奏する。
薄膜基板としてポリイミド樹脂膜１３郷の有機物薄膜を
用いているにも拘わらず、その寸法安定性の向上ｔはか
り得るｏＬｌｔがって、薄膜基板の大面積化および寸法
安定性の向上を同時にはかり得ると云う効果を奏する。
ｆた、従来方法に比してイオンを注入する工ＩＩｔ付加
、するのみの極めて簡易な工程で実施し得る勢の利点が
ある０ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記有機物薄膜に注入するイオンとしては
、前記アルゴンイオンの他にクリプトン、キセノン、シ
リコン、砒素、アンチモン、リン或いは嶽素等のイオン
【用いても工い０さらに、イオン注入するときの加速電
圧中ドーズ量等の条件は、使用するイオン種お１び有機
物薄膜の材質等に応じて適宜窓めればよいｏｔ７ｔ、前
記ｘｉ＊ａ収部材によるマスクツ（ターンは、必ずしも
有機物薄膜内部に形成する必要なく、有機物薄膜上に形
成するようにしても１い０さらに％ｘｉ＊ａ収部材お工
び基板材料は、仕様に応じて適宜変更することができる
０その他、本発明の要旨【逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
、するのみの極めて簡易な工程で実施し得る勢の利点が
ある０ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記有機物薄膜に注入するイオンとしては
、前記アルゴンイオンの他にクリプトン、キセノン、シ
リコン、砒素、アンチモン、リン或いは嶽素等のイオン
【用いても工い０さらに、イオン注入するときの加速電
圧中ドーズ量等の条件は、使用するイオン種お１び有機
物薄膜の材質等に応じて適宜窓めればよいｏｔ７ｔ、前
記ｘｉ＊ａ収部材によるマスクツ（ターンは、必ずしも
有機物薄膜内部に形成する必要なく、有機物薄膜上に形
成するようにしても１い０さらに％ｘｉ＊ａ収部材お工
び基板材料は、仕様に応じて適宜変更することができる
０その他、本発明の要旨【逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
第１図はＸ１ｉｉＮ光の原理を示す模式図、第２−図（
ａ）〜（・）は本発明の一実施例に係わるＸ線露光用マ
スクの製造工Ｓｔ示す断面模式図、鯖３図は上記実施例
にふる効果を説明する九めの特性図である０ １１・・・シリコンウェーハ・（基板）、１２・・・チ
タン薄膜、１３・・・ポリイミド樹脂膜（有機物薄１１
）、ＪＪ・・・金薄膜、１５・・・感電子ビームレジス
ト、１６・・・金パターン。 第１因 第２図
ａ）〜（・）は本発明の一実施例に係わるＸ線露光用マ
スクの製造工Ｓｔ示す断面模式図、鯖３図は上記実施例
にふる効果を説明する九めの特性図である０ １１・・・シリコンウェーハ・（基板）、１２・・・チ
タン薄膜、１３・・・ポリイミド樹脂膜（有機物薄１１
）、ＪＪ・・・金薄膜、１５・・・感電子ビームレジス
ト、１６・・・金パターン。 第１因 第２図
Claims (2)
- （１）基板上１１ＣＸ＠を透過する有機物薄膜を形成す
る工程と、上記有機物薄膜にイオンを注入し腋薄膜の一
部食変成せしめる工程と、上記有機物薄膜上載いは該薄
膜の内部にＸ＠吸収部材を所望パターンに形成する工程
と、前記基板の一部を上記有機物薄膜が形成された面の
反対側から腋薄膜が露出するまで除去する工程とｔ具備
したことを特徴とするｘｉｕｉ光用マスクの製造方法。 - （２）前記有機物薄膜として、ポリイミド樹脂を用いる
ことを特徴とする特許請求の範Ｈ第１項記載のＸ線露光
用７メクの製造方法。 〜
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56169899A JPS5871622A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | Ｘ線露光用マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56169899A JPS5871622A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | Ｘ線露光用マスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871622A true JPS5871622A (ja) | 1983-04-28 |
Family
ID=15895027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56169899A Pending JPS5871622A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | Ｘ線露光用マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5871622A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4606803A (en) * | 1983-11-02 | 1986-08-19 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a mask for the production of patterns in lacquer layers by means of X-ray lithography |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP56169899A patent/JPS5871622A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4606803A (en) * | 1983-11-02 | 1986-08-19 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a mask for the production of patterns in lacquer layers by means of X-ray lithography |
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