JPS63200530A - Ｘ線マスクの製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、Ｘ線マスクの製造方法に関するものである。

従来の技術 半導体集積回路の高密度化に伴い、パターンは益々微細
化する情勢にあり、寸法１μｍ以下、いわゆる、サブミ
クロンの微細パターン露光技術の確立が望まれている。

Ｘ線露光は、高解像性を有すること、一括転写により生
産性に冨むことなどの長所を有するために、サブミクロ
ンパターン転写技術として期待されており、高コントラ
スト、高精度のＸ線マスクの開発が進められている。

第２図を参照して、Ｘ線マスクの製造方法の従来例を説
明する。第２図ａに示すように、Ｘ線マスク支持体とな
るシリコン（Ｓｉ）ウェハ１上に、Ｘ線透過体７、たと
えば、窒化シリコン層を形成し、さらにこの上にＸ線吸
収体８、たとえば、タングステン膜を形成する。次いで
、第２図すに示すように所定形状のレジストパターン９
を形成し、このレジストパターン開口部直下に位置する
Ｘ線吸収体８をドライエツチングする。以上の過程を経
ることによって、第２図Ｃに示すようなＸ線吸収体パタ
ーンが得られる。最後に、シリコンウェハ１を裏面から
支持枠を残してエツチングすることにより、第２図ｄに
示すようなＸ線マスクが得られる。

発明が解決しようとする問題点 Ｘ線露光においては、Ｘ線マスクが転写パターンに大き
な影響を与える。Ｘ線吸収体パターンの断面形状は、垂
直な側壁を持つ形状となる必要がある。しかしながら、
従来例のようにＸ線吸収体の加工をドライエツチングに
より行った場合、Ｘ線吸収体パターンの断面形状は、第
３図の拡大断面図に示すように、Ｘ線吸収体の開口がす
そを引いた形状となる。Ｘ線吸収体が開口した後もエツ
チングを続行すれば、開口部のすそ引きはなくなるが、
Ｘ線吸収体８にフッ素系ガスでエツチングを行うタング
ステンやタンタルなどの金属を用いた場合、ｘｉｓ透過
体７の窒化シリコンや窒化ホウ素が、上記エツチングガ
スに対してエツチング速度が非常に速いために深くエツ
チングされてしまう。このため、厳密に制御していたＸ
線透過体７の応力が、変化してしまい機械的強度が劣化
してしまうという問題点があった。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は、Ｘ線透過体層
上に、非エツチング性の薄膜を形成し、この上にＸ線吸
収体層を形成し、前記Ｘ線吸収体層の選択エツチングを
行い、下地のＸ線透過体層に影響を与えることなしに、
垂直な側壁を有するＸ線吸収体パターンを得るものであ
る。

作用 本発明を用いることにより、すそ引きのない側壁が垂直
なＸ線吸収体パターンを有するＸ線マスクを製作するこ
とが可能となる。

実施例 第１図ａ−ｇは、本発明にががるＸ線マスクの製造方法
の実施例を説明するために示したＸ線マスクの製造工程
順断面図であり、図面を参照して本発明を詳明する。

まず、第１図ａのようにＸ線マスク支持体、例えば、直
径が４インチのシリコンウェハ１上に、Ｘ、ＩＩＩ透過
体、例えば、窒化シリコン膜（Ｓｊ３Ｎ＋膜）２をプラ
ズマＣＶＤ法により、１．５ｐｍの厚さに堆積する。な
お、このプラズマＣＶＤ法では、９５％Ｎ２１５％Ｓｉ
Ｈ４ガスを反応ガスとして、ガス流量２５０ｃｃ／分、
基板温度３００　’Ｃ、高周波電力２００Ｗの条件で２
５分間堆積した。この膜の応力は、引張り応力で５Ｘ１
０８ダイン／　ｃｕｔの大きさに制御しである。

次に、高周波スパッタ法により５ｉ０２膜３を、０．０
２μｍの厚さに堆積する。スパッタ条件は、放電ガスと
してアルゴン（Ａｒ）を用い、放電ガス圧力５ミリトー
ル、高周波型カフ００Ｗ、！：した。この膜の応力は、
零である。

その後、第１図すに示すように、Ｏ，，６ｔｔｍの厚さ
にタングステン膜４を堆積する。この時のスパッタ条件
は、放電ガスとしてアルゴン（Ａｒ）を用い、放電ガス
圧力３０ミリトール高周波電カフ００Ｗで、この条件で
作成された膜の応力は零である。

次に、第１図Ｃのようにタングステン膜（Ｗ膜）４の上
に、耐ドライエツチング性の電子線レジスト５、例えば
クロロメチル化ポリスチレンを０．３６＃Ｉ１１の厚さ
に塗布し、１００℃で２５分間プリベークを行った後、
電子ビーム６を用いてパターンを描画し、酢酸イソアミ
ル：エチルセロソルブ−１コ４の現像液で１分間現像す
ることによって、第１図ｄに示すような所望のレジスト
パー　　５　　＝ ターンを形成する。

次に、レジストパターンをマスクとして、反応性イオン
エツチングでタングステン膜４を１０分間エツチングす
ることで、第１図ｅに示すように、下地の５ｉ０２膜３
が露出するまで開口する。

この時のタングステンパターンの断面形状は、第３図に
示すように、Ｘ線吸収体の開口がすそを引いた形状にな
っている。

その後、２分間エツチングを続行することで、第１図ｆ
に示すような垂直な側壁を有する断面形状のタングステ
ンパターンを得ることができる。

なお、この時のエツチング条件は、反応ガスとして六フ
ッ化イオウ（ＳＦｓ）／四塩化炭素（ＣＣｅ４）を用い
、ガス流量５■／分で供給し、ガス圧力５ミリトール、
高周波電力密度０．１８ｗ／ｃｎｒである。

この条件のエツチング処理によると、上記の電子線レジ
スト５．タングステン膜４．および５ｉ０２膜３のエツ
チング速度は、それぞれ３００Ａ／分２６００Ａ／分、
、５０Ａ／分である。また、この条件下では、Ｘ線透過
体のＳｉ３Ｎ４膜２のエラチン＝　　〇　　− グ速度は１５００Ａ／分であるが、本発明では全くエツ
チングされていないため、膜の応力も堆積したままの応
力で変化していない。

最後に、シリコンウェハ１を裏面側からエツチングし、
支持枠となる部分を残すことによってＸ線マスクが完成
する。

以上の説明では、Ｘ線透過体きしてＳｉ３Ｎ４膜２、エ
ツチング阻止層として５ｉ０２膜３、Ｘ線吸収体として
タングステン膜４を用いた。他にＸ線吸収体としてフッ
素系ガスを用いてエツチングを行うタンタル（Ｔａ）、
Ｘ線透過体として窒化ホウ素（ＢＮ）などが使用可能で
あり、エツチング阻止層としては、Ｘ線透過体にくらべ
て、フッ素系ガスに対してエツチング速度が１０分の１
以下の非常に遅（、かつＸ線の透過率の高い材料による
薄膜であればよく、たとえばアルミナ（Ａｌ２Ｏ２）な
ども使用可能である。

発明の効果 以上詳述したように、Ｘ線吸収体エツチング時のエツチ
ングガスに対してエツチング速度の速いＸ線透過体上に
、上記エツチングガスに対してエツチング速度が非常に
遅く、がっＸ線を透過するエツチング阻止層を形成する
ことによって、Ｘ線吸収体パターン開口後もエツチング
を続行し、下地のＸ線透過体に影響を与えることなしに
、すそ引きのない垂直な側壁を有するＸＩ吸収体パター
ンを形成でき、高コントラスト、高精度のＸ線マスクを
製作できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法によるＸ線マスクの製造工程
順断面図、第２図は従来の製造方法によるＸ線マスクの
製造工程順断面図、第３図は従来例のＸ線吸収体パター
ン断面形状を説明する断面図である。 １・・・・・・シリコンウェハ、２・・・・・・窒化シ
リコン膜、３・・・・・・Ｓ　ｉ　Ｏ２膜、４・・・・
・・タングステン膜、５・・・・・・電子線レジスト、
６・・・・・・電子ビーム。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はが１８第　１　図 一 ３−・ 一一一 〇−−− ゾリゴシウ１八 窒化ン１ノＪン練 δｌθ２Ｂ」 りニア７ を与奪ルリスＬ ｆｉｌ：’−４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線マスク支持体上に、Ｘ線透過体層を形成し、次いで
   この上に、非エッチング性かつＸ線透過可能な薄膜を形
   成する工程、その後、Ｘ線吸収体層を形成し、前記Ｘ線
   吸収体層の選択エッチングを行い、所定のＸ線吸収体パ
   ターンを形成する工程をそなえたＸ線マスクの製造方法
   。