JPS63229819A - Ｘ線リソグラフイ用マスクの製造方法 - 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】 本発明は、半導体工業に於て用いられるＸ線リングラフ
ィ用マスクの製造方法に関する。

（ロ）従来技術 近年、半導体技術の進歩は目ざましく、集積回路におい
てもより高い集積度、つまり素子の微細化が求められて
いる。現在一般に行なわれているフォトリングラフィに
対しては、Ｘ線リングラフィに大きな期待が掛けられて
いる。Ｘ線リングラフィに用いられるマスクとしては、
例えば、ＩＥＥＥ　ＥＬＥＣＴＯＲＯＮ　ＤＥｖＩＣＥ
　ＬＥＩＴＥＲ５、ＶＯＬ、ＥＬＤ−６ＮＯ，７ＪＵＬ
Ｙ　１９８５　Ｐ、３５３−に示されている（第９図参
照）、同図に於て、（１）はマスクを支持するシリコン
基板で、その片面に窒化シリ−ｌン膜からなるベース層
（３）が形成されており、その上にＸｉを吸収する、金
、タンタル、タングステン等の重金属から成る金属パタ
ーン（２）が形成されている。（４）はこの金属パター
ン（２）を保護すると共に、該パターン（２）から出る
光電子を吸収する為の光電子吸収膜で、酸化シリコン膜
、窒化シリコン膜、或いはポリイミド樹脂膜などから成
っている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 然し乍ら、断る構成のマスクではシリコン基板（１）と
ベース層（３）並びに光電子吸収層（４）の熱膨張係数
の相違から応力歪みが大きくなり、転写パターンに歪み
が生じたり、転写操作を縁り返しているうちにマスク割
れが発生する恐れがある。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、シリフン基板のマスクパターン形成領域に該
当する個所の一表面から該基板の厚みの略１／２の深諮
までの第１の凹部を穿ち、該凹部を含む基板一表面を酸
化して酸化シリ；７ン膜を成長させるた後、該醸化シリ
コン膜表面に窒化シリコン膜を堆積させ、続いて上記シ
リコン基板のマスクパターン形成領域に該当する個所の
膜表面から上記酸化シリアコン膜にまで達する第２の凹
部を穿ち、次に該第２の凹部を有する基板他表面を先の
酸化工程と同じ条件で酸化し、その後、上記第２の凹部
内の酸化シリコン膜表面にＸ線吸収率の大きな金属から
成る金属パターンを形成し、最後に該金属パターンを有
する第２の凹部も含め、シリコン基板の膜表面に先の窒
化シリコン膜の堆積工程と同じ条件で窒化シリコン膜を
堆積させるものである。

（ホ）作用 本発明に依って得られるマスクは表裏対称構造を有する
ので、パターン歪みやマスク；！ｉｌれが解消される。

（へ）実施例 本発明の第１の工程は、第１図に示すように厚さ約１０
０μのシリコン基板（１０）の表裏両表面を酸化して約
４０００人の厚さの酸化シリコンＩＩＩ（１１）＜１２
）を成長さけ、続いて該基板（１０）の一表面のマスク
パターン形成領域に該当する個所の酸化シリコン膜（１
１）をバターニング除去するところある。

第２の工程は、シリコン基板（１０）の一表面に残存し
た酸化シリコン膜（１１）をマスクとして該基板（１０
）をその厚みの略半分まで選択除去してマスクパターン
形成領域に該当する凹部（１３）を穿つところにある（
第２図）、このエツチング工程は、基板（１０）を界面
活性剤を入れたＫＯＨに６０〜１００分間ディッピング
することに依って行なわれる。

第３の工程は、シリコン基板（１０）の表裏両面の酸化
シリコン膜（１１）（１２）を弗酸系のエッチャントを
用いてエツチング除去した後、再びシリコン基板（１０
）を熱酸化雰囲気中に晒して凹部（１３）を含む表裏両
表面に１μ程度の厚さの第２酸化シリコン膜（１４）（
１５）を成長させるところにある（第３図）。

一般にシリコン基板を熱酸化させることに依って該基板
表面に形成された熱酸化膜と基板との界面には歪みは発
生しに＜＜、シかもこの両者間の接刀刃は極めて高いと
されている。

第４の工程は第４図に示す如く、シリコン基板（１０）
の凹部（１３）を有する側の酸化シリコン膜（１４）表
面に１μ厚の窒化シリコン膜（１６）を３０分間のプラ
ーズマＣＶＤに依って堆積させるところにある。

この窒化シリコン膜（１６）と酸化シリコン膜（１４）
との接若力も大きく、結果的に窒化シリコン膜（１６）
はシリコン基板（１０）に対して強固に接着しているこ
とになる。

第５の工程は、第１の工程でマスクパターン形成領域に
該当させてバターニング除去したシリコン基板（１０）
の表面とは対称の位置のシリコン基板（１０）の裏面の
酸化シリコン膜（１５）をバターニング除去し、・残存
した酸化シリコン膜（１５）をマスクとしてシリコン基
板（ｌＯ）を選択エツチングして凹部（１７）を穿ち」
−２酸化シリコン膜（１４）を背面から露出させるとこ
ろにある（第５図）。

第６の工程は、この基板裏面からの選択エツチング工程
の際にマスクとして用いた酸化シリコン膜＜１５）をエ
ツチング除去し、続いて第３の工程と同じ条件で上記シ
リコン基板〈１０）を酸化して該基板（１０）の裏面に
新たに酸化シリコン膜（１８）を成長させるところにあ
る（第６図）、この酸化工程に於ては、シリコン基板（
１０）の表面側は窒化シリコン膜（１６〉に被われてい
おり、また裏面側も凹部（１７）表面は酸化シリコン膜
（１４）そのものであり、新たな酸化膜の成長はなく、
裏面側の凹部（１７）側面と基板＜１０）裏面表面のみ
に酸化シリコン膜（１８）が成長し、基板（１Ｇ）の表
面側の酸化シリコン膜（１４）の状態と対称形となる。

第７の工程は第７図に示すように、基板（１０）の裏面
側凹部（１７）内の酸化シリコン膜（１８）表面にＸ線
吸収率の大きな金、タンタル、タングステンなどの重金
°属から成る厚ａ１μ程度の金属パターン（１９）を形
成するところにある。この金属パターン（１９）の形成
工程はフォトレジスト膜を用いたリフトオフ技術が適し
ている。

最後に、シリコン基板（１０）の裏面側に第４の工程と
同じ条件、即ち３０分間のプラズマＣＶＤ法を用いてで
１μ厚の窒化シリコン膜（２０）を堆積さけ、金属パタ
ーン（１９）を埋没させることに依って本発明を完了す
る（第８図）。

（ト）発明の効果 本発明に依って得られたｘｉリソグラフィ用マスクはマ
スク構造が対称形であるので、シリコン基板、酸化シリ
コン膜及び窒化シリコン膜の熱１ｂＩｌ張係数の違いに
依る応力歪の発生がなくなり、転写パターンの歪みとか
、マスク割れなどの不所望な事故を防止し得る。また一
般にシリコンと窒化シリコン膜との接着力は低く、この
両者を直接接触させる構成では剥離現象が散見され、信
頼性に欠ける問題があったが、本発明ではこの両者間に
熱酸化に依る酸化シリコン膜を介在させているので互い
に極めて安定した接近状態となり、信頼性の高いマスク
構造が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明方法を工程順に示した断面図、
第９図は従来のマスク構造を示した断面図である。 （１０）・・・・シリコン基板、 （１１）（１２）（１５）（１６）（１８）・・・・酸
化シリコン膜、（１３）（１７）・・・・凹部、 （１４）（２０）・・・・窒化シリコン膜、（１９）・
・・・金属パターン膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）次の工程からなるＸ線リソグラフィ用マスクの製
   造方法： ・シリコン基板のマスクパターン形成領域に該当する個
   所の一表面から該基板の厚みの略１／２の深さまでの第
   １の凹部を穿つ工程、 ・該凹部を含む基板一表面を酸化して酸化シリコン膜を
   成長させる工程、 ・該酸化シリコン膜表面に窒化シリコン膜を堆積させる
   工程、 ・上記シリコン基板のマスクパターン形成領域に該当す
   る個所の他表面から上記酸化シリコン膜にまで達する第
   ２の凹部を穿つ工程、 ・該第２の凹部を有する基板他表面を先の酸化工程と同
   じ条件で酸化する工程、 ・上記第２の凹部内の酸化シリコン膜表面にＸ線吸収率
   の大きな金属から成る金属パターンを形成する工程、 ・該金属パターンを有する第２の凹部も含め、シリコン
   基板の他表面に先の窒化シリコン膜の堆積工程と同じ条
   件で窒化シリコン膜を堆積させる工程。