JPS63278331A - Ｘ線マスク - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、Ｘ線リソグラフィに用いられるＸ線マスク
に関するものである。

［従来の技術］ 最小線幅が１／４μｍのデバイスとして６４ＭｂＤＲＡ
ＭクラスのＬＳＩを量産するためのりソグラフィ技術と
して最も有望視されているのが、Ｘ線リソグラフィ技術
である。Ｘ線リソグラフィでは、Ｘ線レンズがないため
に、プロキシミリティ方式によってウェハ上にマスクパ
ターンが１：１で投影される。したがって、非常に高い
位置精度でマスクパターンを形成する必要がある。

第２図は、従来のＸ線リングラフィ用Ｘ線マスクの構造
を示す断面図である。Ｘ線マスクは、金、タンタル、タ
ングステン等の重金属を主要元素とし、Ｘ線の透過を防
止するＸ線吸収体パターン１と、このＸ線吸収体パター
ン１を保持するＸ線透過膜（メンブレン）２と、Ｘ線透
過膜２を保持する外枠３とを備えている。Ｘ線透過膜（
メンブレン）２は、Ｘ線に対して高い透過率を有してい
る。

具体的には、Ｘ線透過膜２は、シリコン（Ｓｉ）、水素
化窒化珪素（Ｓ　ｉ　ＮＨ）　、水素化窒化硼素（ＢＮ
Ｈ）　、ポリイミド等の軽元素からなっている。これら
の軽元素は、Ｘ線を吸収しにくい物質である。また、Ｘ
線透過膜２の膜厚は、およそ２μｍ前後である。

Ｘ線吸収体１のパターニングは、以下のようにしてなさ
れている。まず、Ｘ線吸収体１の上にＰＭＭＡ等のレジ
ストを塗布し、電子ビーム露光によってパターン描画を
行なう。次に、反応性イオンエツチングによって、高ア
スペクト比のＸ線吸収体パターンを得る。吸収体材料と
してタングステン（Ｗ）を用いた場合には、ＣＦ、　、
ＳＦ、などのフッ素系ガスを反応性イオンエツチングに
用いることによって吸収体を容易にエツチングすること
ができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、Ｘ線吸収体パターン１を保持するＸ線透過膜２
として、５ｉＮＨ，Ｓｉなどのシリコン系材料を使用す
ると、Ｘ線吸収体１をエツチングする際、Ｘ線透過膜２
も同時にエツチングされてしまう。そのため、Ｘ線透過
膜２の表面が荒れることもある。この場合、Ｘ線透過膜
２は、Ｘ線に対する透過率が悪くなり、そのためマスク
とウェハとの位置合わせができなくなるという可能性も
出てくる。さらに、従来のＸ線マスクのように、５ｉＮ
Ｈ膜上に直接タングステン膜を堆積するような場合、そ
れらの間の密着性は必ずしも良いものではなかった。

それゆえに、この発明の目的は、Ｘ線透過膜の表面が滑
らかで、しかもＸ線吸収体パターンとＸ線透過膜との間
の密着性が良いＸ線マスクを提供することである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、Ｘ線吸収体パターンと、Ｘ線透過膜と、支
持枠とを備えたＸ線マスクであって、Ｘ線吸収体パター
ンと、Ｘ線透過膜との間に、エツチングに対して耐性の
あるバッファ層を形成したことを特徴とする。

［作用］ Ｘ線吸収体パターンとＸ線透過膜との間にバッファ層を
形成しているので、Ｘ線吸収体をエツチングしても、そ
のエツチングの影響がＸ線透過膜にまで及ばない。した
がって、Ｘ線透過膜の表面は滑らかなままであり、Ｘ線
に対して高い透過率を発揮する。さらに、Ｘ線吸収体と
Ｘ線透過膜との間にバッファ層を介在させることによっ
て、Ｘ線吸収体とＸ線透過膜との間の密着性も向上する
。

［実施例］ 第１Ａ図〜第１Ｈ図は、この発明に従ったＸ線マスクを
製造するための工程を順次的に示す断面図である。

まず、第１Ａ図を参照して、Ｘ線マスクの外枠となるシ
リコン基板１１の両面に、減圧ＣＶＤ法によって窒化珪
素膜（Ｓｔ、Ｎ、）１２ａ、１２ｂを形成し、さらに一
方の窒化珪素膜１２ａ上にプラズマＣＶＤ法によってＸ
線透過膜１３を形成する。このＸ線透過膜１３は、この
実施例では、水素化窒化珪素膜（Ｓ　ｉ　ＮＨ）であり
、膜厚は約３μｍである。

次に、第１Ｂ図を参照して、他方の窒化珪素膜１２ｂを
マスクとしてシリコン基板１１を裏面側から水酸化ナト
リウムによってエツチングする。

この際、一方の窒化珪素膜１２ａは、このエツチングに
対してストッパとしての役割を果たし、Ｘ線透過膜１３
にエツチングの影響が及ぶのを防止している。このエツ
チング処理によって、２ｃｍから５ｃｍ角の窓１４が形
成される。

次に、第１Ｃ図を参照して、Ｘ線透過膜１３の両面に、
電子ビーム蒸着によってアルミニウム膜１５ａ、１５ｂ
を形成する。アルミニウム膜１５ａ、１５ｂの膜厚は、
好ましくは、０．１μｍ以下とされる。この実施例では
、５００λの膜厚である。

次に、第１Ｄ図を参照して、一方のアルミニウム膜１５
ａの上に、電子ビーム蒸着によってＸ線吸収体１６を形
成する。このＸ線吸収体１６は、Ｘ線の透過を防止し得
る重金属から作られる。この実施例では、Ｘ線吸収体１
６としてタングステンまたはタングステン合金が用いら
れ、その厚さは約６０００Ａである。

次に、第１Ｅ図を参照して、Ｘ線吸収体１６の上にＰＭ
ＭＡレジスト１７を５００ＯＡ塗布し、電子ビーム描画
によってこのレジストを１７４μｍルールでパターニン
グする。

次に、第１Ｆ図を参照して、パターニングされたレジス
ト１７をマスクとして一、ＳＦ６ガスの反応性イオンエ
ツチングによってＸ線吸収体１６をパターニングする。

この際、アルミニウム膜１５ａが、上記エツチングに対
して耐性のあるバッファ層として機能し、その下にある
Ｘ線透過膜１３にまでエツチングの影響が及ぶのを阻止
する。また、裏面側にあるアルミニウム膜１５ｂも、反
応性イオンエツチング時におけるイオンの回り込みによ
ってＸ線透過膜１３がエツチングされるのを防止してい
る。この実施例では、Ｘ線吸収体１６としてタングステ
ンが用いられ、Ｘ線透過膜１３として水素化窒化珪素（
ＳｔＮＨ）が用いられているが、Ｗ／Ａ　ＩＩ／　Ｓ　
ｉ　ＮＨの構造は、Ｗ／５ｔＮＨの構造に比べて密着性
が良い。したがって、間にアルミニウム膜１５ａのバッ
ファ層を介在させることによって、アスペクト比が２以
上のＸ線吸収体パターン１６をＸ線透過膜１３上に正確
に保持させることができる。

次に、第１Ｇ図を参照して、両面に位置するアルミニウ
ム膜１５ａ、１５ｂを、リン酸系エッチンダ液によって
除去する。

次に、第１Ｈ図を参照して、Ｘ線吸収体１６の上に、プ
ラズマＣＶＤ法によって水素化窒化珪素膜（ＳｉＮＨ）
１ｇを形成する。この水素化窒化珪素膜１８は、Ｘ線吸
収体１６に対する保護膜として作用する。こうして、以
上の工程を経て、Ｘ線マスクが完成される。

なお、上述した実施例では、Ｘ線吸収体１６を形成する
材料としてタングステンまたはタングステン合金を用い
ていたが、その他の材料であってもよい。つまり、Ｘ線
の透過を防止し得る重金属であるならば、Ｘ線吸収体１
６として使用し得る。

たとえば、タンタル（Ｔａ）等の金属であってもよい。

この場合であっても、アルミニウム膜をバッファ層とし
て使用し得る。また、バッファ層を形成する材料として
は、アルミニウムに限られるものではなく、エツチング
に対して耐性を発揮し、かつＸ線吸収体とＸ線透過膜と
の密着性を向上させ得る金属であればよい。

［発明の効果］ この発明では、Ｘ線吸収体パターンとＸ線透過膜との間
に、エツチングに対して耐性のあるバッファ層を介在さ
せているので、Ｘ線吸収体を工・ソチングしてもそのエ
ツチングの影響はＸ線透過膜にまで及ばない。したがっ
て、Ｘ線透過膜の表面は滑らかなままであり、Ｘ線に対
して高い透過率を発揮する。また、間にバッファ層を介
在させることによって、Ｘ線吸収体とＸ線透過膜との間
の密着性が向上し、確実に高アスペクト比の吸収体パタ
ーンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図、第１Ｄ図、第１Ｅ図、
第１Ｆ図、第１Ｇ図および第１Ｈ図は、この発明の一実
施例を製造するための工程を順次的に示す断面図である
。 第２図は、従来のＸ線マスクを示す断面図である。 図において、１１は支持枠を構成するシリコン基板、１
３はＸ線透過膜、１５ａはバッファ層を構成するアルミ
ニウム膜、１６はＸ線吸収体ノくターンを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重金属を主要元素とし、Ｘ線の透過を防止するＸ線吸収
   体パターンと、 Ｘ線に対して高い透過率を有し、前記Ｘ線吸収体パター
   ンを保持するＸ線透過膜と、 前記Ｘ線透過膜を保持する支持枠と、 を備えたＸ線マスクにおいて、 前記Ｘ線吸収体パターンと、前記Ｘ線透過膜との間に、
   エッチングに対して耐性のあるバッファ層を形成したこ
   とを特徴とする、Ｘ線マスク。