JP2999523B2 - Ｘ線マスクの作製方法 - Google Patents
Ｘ線マスクの作製方法Info
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- JP2999523B2 JP2999523B2 JP20033590A JP20033590A JP2999523B2 JP 2999523 B2 JP2999523 B2 JP 2999523B2 JP 20033590 A JP20033590 A JP 20033590A JP 20033590 A JP20033590 A JP 20033590A JP 2999523 B2 JP2999523 B2 JP 2999523B2
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体装置、電子デバイス、光デバイス
等の製造に用いるＸ線リソグラフィ用Ｘ線マスクの作製
方法に関するものである。
等の製造に用いるＸ線リソグラフィ用Ｘ線マスクの作製
方法に関するものである。
（従来の技術） 16MビットＤ（ダイナミック）RAM等のような高集積化
半導体装置の製造に当たっては、非常な微細なパタンを
形成出来る技術が必要になる。そこで、クオーターミク
ロン（1/4μｍ）以下の微細なパタンの形成が可能なＸ
線リソグラフィが注目されている。
半導体装置の製造に当たっては、非常な微細なパタンを
形成出来る技術が必要になる。そこで、クオーターミク
ロン（1/4μｍ）以下の微細なパタンの形成が可能なＸ
線リソグラフィが注目されている。
このようなＸ線リソグラフィ分野においては、Ｘ線源
としてSOR（Synchrotron Orbital Radiation）を用いた
露光装置の検討等が進められ、実用レベルの技術開発が
進められている。しかし、光リソグラフィのようなレン
ズ光学系が使用出来ないため等倍のマスクしか使用出来
ず、マスク寸法精度は縮小光学系を用いる光リソグラフ
ィ用マスクに比べて格段に高くしなければならない。こ
のため、Ｘ線マスクの作製技術の確立が重要な課題にな
る。
としてSOR（Synchrotron Orbital Radiation）を用いた
露光装置の検討等が進められ、実用レベルの技術開発が
進められている。しかし、光リソグラフィのようなレン
ズ光学系が使用出来ないため等倍のマスクしか使用出来
ず、マスク寸法精度は縮小光学系を用いる光リソグラフ
ィ用マスクに比べて格段に高くしなければならない。こ
のため、Ｘ線マスクの作製技術の確立が重要な課題にな
る。
Ｘ線マスクの従来の作製方法の一例としては、例えば
文献（マイクロプロセス カンファレンス（Micro P
rocess Conference）,1989,p.84）に開示されているも
のがあった。第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、その説明に供す
る工程図であり、工程中の主な工程におけるＸ線マスク
の様子を断面図を以って示した図である。
文献（マイクロプロセス カンファレンス（Micro P
rocess Conference）,1989,p.84）に開示されているも
のがあった。第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、その説明に供す
る工程図であり、工程中の主な工程におけるＸ線マスク
の様子を断面図を以って示した図である。
この従来の作製方法においては、先ず、シリコン基板
11の表面にメンブレンとなるSiN膜13が公知の成膜方法
により１μｍ程度の膜厚に形成される。さらに、シリコ
ン基板11の裏面にこれをバックエッチングする時のマス
クとなるSiN膜15が公知の成膜技術及びパターニング技
術により形成される（第４図（Ａ））。
11の表面にメンブレンとなるSiN膜13が公知の成膜方法
により１μｍ程度の膜厚に形成される。さらに、シリコ
ン基板11の裏面にこれをバックエッチングする時のマス
クとなるSiN膜15が公知の成膜技術及びパターニング技
術により形成される（第４図（Ａ））。
次に、メンブレン13上に吸収体の材料として例えばタ
ングステン薄膜17が高周波スパッタ法により0.8μｍ程
度の膜厚に形成される。次に、このタングステン薄膜17
上に所定形状のレジストパタン19が公知の方法により形
成される（第４図（Ｂ））。
ングステン薄膜17が高周波スパッタ法により0.8μｍ程
度の膜厚に形成される。次に、このタングステン薄膜17
上に所定形状のレジストパタン19が公知の方法により形
成される（第４図（Ｂ））。
次に、異方性のECR（Electron Cyclotron Resonanc
e）−ブラズマリアクティブイオンエッイチング技術に
より、タングステン薄膜17のレジストパタン19から露出
している部分を除去して吸収体パタン17aが形成される
（第４図（Ｃ））。
e）−ブラズマリアクティブイオンエッイチング技術に
より、タングステン薄膜17のレジストパタン19から露出
している部分を除去して吸収体パタン17aが形成される
（第４図（Ｃ））。
文献には、SF6ガスのECRプラズマを用い基板温度を
約−20℃に冷却するという特殊なエッチング技術によ
り、0.25μｍのタングステンパタンが得られたことが報
告されている。
約−20℃に冷却するという特殊なエッチング技術によ
り、0.25μｍのタングステンパタンが得られたことが報
告されている。
次に、シリコン基板11のバックエッチングマスク15か
ら露出している部分が、好適な方法によりエッチングさ
れ、所望のＸ線マスクが得られる（第４図（Ｄ））。
ら露出している部分が、好適な方法によりエッチングさ
れ、所望のＸ線マスクが得られる（第４図（Ｄ））。
また、より良好なパタンを得るため、例えば文献
（マイクロエレクトロニック エンジニアリング（Micr
oelectronic Engineerring）９（1989）p.127〜130）
には、第５図に示すような、テーパー形状の吸収体17b
（文献ではベベルエッジを有する吸収体と称している）
を有するＸ線マスクが提案されている。なお、第５図
は、当該Ｘ線マスクを、第４図（Ｄ）と同様な位置での
断面図により示した図である。
（マイクロエレクトロニック エンジニアリング（Micr
oelectronic Engineerring）９（1989）p.127〜130）
には、第５図に示すような、テーパー形状の吸収体17b
（文献ではベベルエッジを有する吸収体と称している）
を有するＸ線マスクが提案されている。なお、第５図
は、当該Ｘ線マスクを、第４図（Ｄ）と同様な位置での
断面図により示した図である。
吸収体が矩形状のＸ線マスク（第４図（Ｄ）のような
Ｘ線マスク）の場合本来はＸ線露光されない吸収体と対
向するレジスト上にフレネル回折によりＸ線が到達しパ
タン形状を悪化させるが、テーパー形状の吸収体17bを
有するＸ線マスクではフレネル回折が低減出来その分パ
タン形状が良好になる。
Ｘ線マスク）の場合本来はＸ線露光されない吸収体と対
向するレジスト上にフレネル回折によりＸ線が到達しパ
タン形状を悪化させるが、テーパー形状の吸収体17bを
有するＸ線マスクではフレネル回折が低減出来その分パ
タン形状が良好になる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した文献に開示の従来のＸ線マ
スクの作製方法では、吸収体パタンを得るためにタング
ステン薄膜等のような吸収体の材料をドライエッチング
していた。吸収体の材料とされるＷ（タングステン）、
Ta（タンタル）、Au（金）等の金属は、一般に、エッチ
ングマスクとの選択比がとりにくい、異方的なエッチン
グがしにくい等の特性を示すという問題がある。このた
め、Ｘ線マスクに要求される高精度な吸収体パタンを再
現性良く得ることは困難であった。
スクの作製方法では、吸収体パタンを得るためにタング
ステン薄膜等のような吸収体の材料をドライエッチング
していた。吸収体の材料とされるＷ（タングステン）、
Ta（タンタル）、Au（金）等の金属は、一般に、エッチ
ングマスクとの選択比がとりにくい、異方的なエッチン
グがしにくい等の特性を示すという問題がある。このた
め、Ｘ線マスクに要求される高精度な吸収体パタンを再
現性良く得ることは困難であった。
また、文献に開示のテーパー形状を有するＸ線マス
クをドライエッチングにより作製するに当たっては、た
だでさえ加工が困難なことに加えテーパー形状を得るた
めにさらに複雑な加工プロセスが必要となる。このた
め、高精度な吸収体パタンを再現性良く得ることはます
ます困難になる。
クをドライエッチングにより作製するに当たっては、た
だでさえ加工が困難なことに加えテーパー形状を得るた
めにさらに複雑な加工プロセスが必要となる。このた
め、高精度な吸収体パタンを再現性良く得ることはます
ます困難になる。
この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、
従ってこの発明の目的は、吸収体をエッチングすること
なく所望の吸収体パタンを有するＸ線マスクが作製出来
る方法を提供することにある。
従ってこの発明の目的は、吸収体をエッチングすること
なく所望の吸収体パタンを有するＸ線マスクが作製出来
る方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この出願の第一発明によ
れば、Ｘ線マスクを作製するに当たり、当該Ｘ線マスク
のＸ線の吸収体パタンの形成を、メンブレンの、前記吸
収体パタン形成予定領域以外の領域上に、吸収体堆積阻
止膜を、該阻止膜の、前記吸収体パタン形成予定領域と
の境界での該阻止膜の厚さ方向の断面形状がテーパー形
状となるように形成し、前記メンブレンの前記吸収体堆
積阻止膜から露出する領域に選択CVD法により前記吸収
体を堆積させて行うことを特徴とする。
れば、Ｘ線マスクを作製するに当たり、当該Ｘ線マスク
のＸ線の吸収体パタンの形成を、メンブレンの、前記吸
収体パタン形成予定領域以外の領域上に、吸収体堆積阻
止膜を、該阻止膜の、前記吸収体パタン形成予定領域と
の境界での該阻止膜の厚さ方向の断面形状がテーパー形
状となるように形成し、前記メンブレンの前記吸収体堆
積阻止膜から露出する領域に選択CVD法により前記吸収
体を堆積させて行うことを特徴とする。
また、この第一発明の実施に当たり、メンブレンが吸
収体の選択的な堆積に不適当な材料で構成されている場
合は、このメンブレン上に、吸収体堆積下地膜を予め形
成し、その後、この吸収体堆積下地膜の吸収体パタン形
成予定領域以外の領域上に上述した様なテーパー形状を
持つ、上述した様な吸収体堆積阻止膜を形成し、そし
て、上述の様な選択CVD法により吸収体を堆積させるの
が好適である。
収体の選択的な堆積に不適当な材料で構成されている場
合は、このメンブレン上に、吸収体堆積下地膜を予め形
成し、その後、この吸収体堆積下地膜の吸収体パタン形
成予定領域以外の領域上に上述した様なテーパー形状を
持つ、上述した様な吸収体堆積阻止膜を形成し、そし
て、上述の様な選択CVD法により吸収体を堆積させるの
が好適である。
なお、この第一発明のＸ線マスクの作製方法におい
て、吸収体の材料としてタングステンを用いるのが好適
である。また、吸収体堆積阻止膜を絶縁膜で構成するの
が好適であり、より好ましくはシリコン酸化膜を用いる
のが好適である。また、吸収体堆積用下地膜としてポリ
シリコンを用いるのが好適である。
て、吸収体の材料としてタングステンを用いるのが好適
である。また、吸収体堆積阻止膜を絶縁膜で構成するの
が好適であり、より好ましくはシリコン酸化膜を用いる
のが好適である。また、吸収体堆積用下地膜としてポリ
シリコンを用いるのが好適である。
また、この出願の第二発明は、テーパー形状を有する
吸収体パタンを以下の〜の工程を含む工程で形成す
ることを特徴とする。
吸収体パタンを以下の〜の工程を含む工程で形成す
ることを特徴とする。
…メンブレンの吸収体パタン形成予定領域以外の領域
上側にマスク材を、該マスク材の吸収体パタン形成予定
領域との境界での該マスク材の厚さ方向の断面形状がテ
ーパー形状となるように形成する工程。
上側にマスク材を、該マスク材の吸収体パタン形成予定
領域との境界での該マスク材の厚さ方向の断面形状がテ
ーパー形状となるように形成する工程。
…前述のマスク材上及び前述のメンブレン上側に吸収
体を形成する工程。
体を形成する工程。
…エッチバック法により前述の吸収体を前述のマスク
材が露出するまで除去する工程。
材が露出するまで除去する工程。
なお、この第二発明の実施に当たり、吸収体の材料と
してタングステンを用いるのが好適である。また、マス
ク材としてシリコン酸化膜を用いるのが好適である。
してタングステンを用いるのが好適である。また、マス
ク材としてシリコン酸化膜を用いるのが好適である。
（作用） この第一発明の構成によれば、メンブレン（吸収体堆
積下地膜を用いる構成の場合はこの下地膜）の吸収体パ
タン形成予定領域上に、吸収体形成材料が選択CVD法に
より堆積されて所望の吸収体パタンが形成されるので、
吸収体自体をエッチングすることなく所望の吸収体パタ
ンが得られる。
積下地膜を用いる構成の場合はこの下地膜）の吸収体パ
タン形成予定領域上に、吸収体形成材料が選択CVD法に
より堆積されて所望の吸収体パタンが形成されるので、
吸収体自体をエッチングすることなく所望の吸収体パタ
ンが得られる。
然も、この第一発明の場合、吸収体堆積阻止膜を用い
る。この吸収体堆積阻止膜は、シリコン酸化膜等で構成
出来然もこれは従来公知のフォトリソグラフィ技術や電
子線（EB）リソグラフィ技術及びエッチング技術によっ
て再現性良く高精度にパターニング出来る。従って、メ
ンブレン（吸収体堆積用下地膜を用いる構成の場合はこ
の下地膜）の吸収体堆積阻止膜から露出する領域に吸収
体を選択CVD法により堆積させると、所望の吸収体パタ
ンが再現性良く形成出来る。
る。この吸収体堆積阻止膜は、シリコン酸化膜等で構成
出来然もこれは従来公知のフォトリソグラフィ技術や電
子線（EB）リソグラフィ技術及びエッチング技術によっ
て再現性良く高精度にパターニング出来る。従って、メ
ンブレン（吸収体堆積用下地膜を用いる構成の場合はこ
の下地膜）の吸収体堆積阻止膜から露出する領域に吸収
体を選択CVD法により堆積させると、所望の吸収体パタ
ンが再現性良く形成出来る。
然も、吸収体堆積阻止膜を、この膜の吸収体パタン形
成予定領域との境界での該膜の厚さ方向の断面形状がテ
ーパー形状となるように形成する。吸収体堆積阻止膜の
テーパー加工は従来公知の技術（例えば文献:1988年
秋季応用物理学会講演予稿集p.567,講演番号7p−Ｋ−1
4）により容易に行えるので、吸収体パタン形成予定領
域にテーパー形状の吸収体パタンが容易に形成出来、フ
レネル回折低減が図れるテーパー形状を有する吸収体パ
タンが容易に得られる。
成予定領域との境界での該膜の厚さ方向の断面形状がテ
ーパー形状となるように形成する。吸収体堆積阻止膜の
テーパー加工は従来公知の技術（例えば文献:1988年
秋季応用物理学会講演予稿集p.567,講演番号7p−Ｋ−1
4）により容易に行えるので、吸収体パタン形成予定領
域にテーパー形状の吸収体パタンが容易に形成出来、フ
レネル回折低減が図れるテーパー形状を有する吸収体パ
タンが容易に得られる。
また、吸収体堆積用下地膜を用いることにより、メン
ブレンが選択CVDの下地として不適当な材料で構成され
ている場合であってもこの発明の方法の適用を可能にす
る。
ブレンが選択CVDの下地として不適当な材料で構成され
ている場合であってもこの発明の方法の適用を可能にす
る。
また、第二発明の構成によれば、テーパー形状を有す
る吸収体パタンを、選択CVDを用いることなく形成出来
る。
る吸収体パタンを、選択CVDを用いることなく形成出来
る。
（実施例） 以下、図面を参照してこの出願の第一及び第二発明の
Ｘ線マスクの作製方法の実施例についてそれぞれ説明す
る。なお、説明に用いる各図は、この発明を理解出来る
程度に各構成成分の寸法、形状及び配置関係を概略的に
示してある。
Ｘ線マスクの作製方法の実施例についてそれぞれ説明す
る。なお、説明に用いる各図は、この発明を理解出来る
程度に各構成成分の寸法、形状及び配置関係を概略的に
示してある。
第一発明の説明 先ず、選択CVD法により吸収体パタンを形成しＸ線マ
スクを作製する第一発明の実施例について説明する。
スクを作製する第一発明の実施例について説明する。
＜参考例＞ 先ず、参考例の方法により矩形の吸収体パタンを有す
るＸ線マスク（第４図（Ｄ）のＸ線マスクに相当するも
の）を作製する例を説明する。第１図（Ａ）〜（Ｆ）
は、この参考例のＸ線マスク作製工程中の主な工程での
Ｘ線マスクの様子を断面図を以って示した工程図であ
る。
るＸ線マスク（第４図（Ｄ）のＸ線マスクに相当するも
の）を作製する例を説明する。第１図（Ａ）〜（Ｆ）
は、この参考例のＸ線マスク作製工程中の主な工程での
Ｘ線マスクの様子を断面図を以って示した工程図であ
る。
先ず、基板としてこの参考例の場合５インチ（１イン
チは約2.54cm）のシリコン基板21を用意する。
チは約2.54cm）のシリコン基板21を用意する。
次に、SiH4の流量を70SCCM、NH3の流量を140SCCM、N2
の流量を800SCCM、基板温度を400℃、RFパワーを400W、
圧力を0.2Torrとした条件のCVD法により、シリコン基板
21上にメンブレンとしてこの参考例の場合SiN膜23を2.0
μｍの膜厚に形成する（第１図（Ａ））。
の流量を800SCCM、基板温度を400℃、RFパワーを400W、
圧力を0.2Torrとした条件のCVD法により、シリコン基板
21上にメンブレンとしてこの参考例の場合SiN膜23を2.0
μｍの膜厚に形成する（第１図（Ａ））。
次に、このメンブレン23上に吸収体パタンを形成する
が、この参考例では吸収体としてタングステンを用いこ
のパタンを選択CVD法により以下に説明するように形成
する。
が、この参考例では吸収体としてタングステンを用いこ
のパタンを選択CVD法により以下に説明するように形成
する。
先ず、SiN膜32で構成されているメンブレン上にはタ
ングステンは堆積しないので、タングステン（吸収体）
の堆積を可能とする膜25（この膜を吸収体堆積用下地膜
25と称する。）としてこの参考例の場合ポリシリコン膜
を、SiN膜23上に、この参考例では0.1μｍの膜厚で形成
する（第１図（Ｂ））。このポリシリコン膜25の形成
は、SiH4の流量を20SCCM、Heの流量を80SCCM、基板温度
を600℃、圧力を1.5Torrとした条件のCVD法により行っ
ている。
ングステンは堆積しないので、タングステン（吸収体）
の堆積を可能とする膜25（この膜を吸収体堆積用下地膜
25と称する。）としてこの参考例の場合ポリシリコン膜
を、SiN膜23上に、この参考例では0.1μｍの膜厚で形成
する（第１図（Ｂ））。このポリシリコン膜25の形成
は、SiH4の流量を20SCCM、Heの流量を80SCCM、基板温度
を600℃、圧力を1.5Torrとした条件のCVD法により行っ
ている。
次に、後に行う選択CVD法の工程においてこのポリシ
リコン膜25の吸収体パタン形成予定領域以外の領域に吸
収体が堆積しないようにするために、この領域に吸収体
の堆積を阻止する膜（この膜を吸収体堆積阻止膜と称す
る。）を以下に説明するように形成する。なお、この参
考例の場合は、吸収体堆積阻止膜をシリコン酸化膜で構
成することとしている。
リコン膜25の吸収体パタン形成予定領域以外の領域に吸
収体が堆積しないようにするために、この領域に吸収体
の堆積を阻止する膜（この膜を吸収体堆積阻止膜と称す
る。）を以下に説明するように形成する。なお、この参
考例の場合は、吸収体堆積阻止膜をシリコン酸化膜で構
成することとしている。
先ず、アルゴン圧力を5mTorr、RFパワーを600Wとした
条件のスパッタ法により、ポリシリコン膜25上全面に、
吸収体堆積阻止膜形成用薄膜としてのシリコン酸化膜27
を、この参考例の場合0.5μｍの膜厚で形成する（第１
図（Ｃ））。
条件のスパッタ法により、ポリシリコン膜25上全面に、
吸収体堆積阻止膜形成用薄膜としてのシリコン酸化膜27
を、この参考例の場合0.5μｍの膜厚で形成する（第１
図（Ｃ））。
次に、スピコーティング法により、シリコン酸化膜27
上にTSMR−V3レジスト（東京応化工業（株）製レジス
ト）を1.0μｍの膜厚に塗布し、その後、この試料を90
℃の温度で60秒間プリベークする。次に、このレジスト
膜に対し1/5縮少投影露光装置を用い露光を行い、その
後、東京応化工業（株）製現像液（NMD−W2.38％）を用
い現像を行ってレジストパタン29を形成する（第１図
（Ｄ））。このレジストパタン29は、吸収体パタン形成
予定領域は露出する形状になっており、またその断面は
ほぼ矩形になっている。
上にTSMR−V3レジスト（東京応化工業（株）製レジス
ト）を1.0μｍの膜厚に塗布し、その後、この試料を90
℃の温度で60秒間プリベークする。次に、このレジスト
膜に対し1/5縮少投影露光装置を用い露光を行い、その
後、東京応化工業（株）製現像液（NMD−W2.38％）を用
い現像を行ってレジストパタン29を形成する（第１図
（Ｄ））。このレジストパタン29は、吸収体パタン形成
予定領域は露出する形状になっており、またその断面は
ほぼ矩形になっている。
次に、このレジストパタン29をエッチングマスクと
し、カソード型の平行平板型RIE（リアクティブ・イオ
ン・エッチング）装置を用い、CHF3の流量を95SCCM、O2
の流量を5SCCM、圧力を37.5mTorr、RFパワーを100Wとし
た条件で、シリコン酸化膜27のレジストパタン29から露
出する部分をエッチングする。次に、硫酸−過酸化水素
水の混合液によりレジストパタン29を除去する。この結
果、ポリシリコン（吸収体堆積用下地膜）25の吸収体パ
タン形成予定領域以外の領域上にシリコン酸化膜から成
る吸収体堆積阻止膜27aが形成される（第１図
（Ｅ））。この吸収体堆積阻止膜27aの吸収体パタン形
成予定領域との境界での該膜27aの厚さ方向の断面形状
はほぼ矩形となっている。
し、カソード型の平行平板型RIE（リアクティブ・イオ
ン・エッチング）装置を用い、CHF3の流量を95SCCM、O2
の流量を5SCCM、圧力を37.5mTorr、RFパワーを100Wとし
た条件で、シリコン酸化膜27のレジストパタン29から露
出する部分をエッチングする。次に、硫酸−過酸化水素
水の混合液によりレジストパタン29を除去する。この結
果、ポリシリコン（吸収体堆積用下地膜）25の吸収体パ
タン形成予定領域以外の領域上にシリコン酸化膜から成
る吸収体堆積阻止膜27aが形成される（第１図
（Ｅ））。この吸収体堆積阻止膜27aの吸収体パタン形
成予定領域との境界での該膜27aの厚さ方向の断面形状
はほぼ矩形となっている。
次に、ポリシリコン膜25の吸収体堆積阻止膜27aから
露出する領域上に、選択CVD法によりタングステンを堆
積させ、矩形形状の所望の吸収体パタン31を形成する
（第１図（Ｆ））。この参考例では、H2流量を500SCC
M、WF6流量を5SCCM、基板温度を400℃、圧力を0.2Torr
としたCVD法により、タングステンの選択的な堆積を行
わせている。
露出する領域上に、選択CVD法によりタングステンを堆
積させ、矩形形状の所望の吸収体パタン31を形成する
（第１図（Ｆ））。この参考例では、H2流量を500SCC
M、WF6流量を5SCCM、基板温度を400℃、圧力を0.2Torr
としたCVD法により、タングステンの選択的な堆積を行
わせている。
その後、従来同様に、シリコン基板21の裏面からメン
ブレン23の裏面が露出するまでバックエッチングを行う
（図示せず）。これにより参考例のＸ線マスクが形成出
来る（図示せず）。なお、吸収体堆積阻止膜27aはその
まま残しておいても良いし、除去してしまっても良い。
もし除去する場合、これは、シリコン酸化膜27から吸収
体堆積阻止膜27aをパターニングしたエッチング条件と
同じ条件で除去出来る。或いは、５％フッ酸（HF）水溶
液を用いることによっても除去出来る。
ブレン23の裏面が露出するまでバックエッチングを行う
（図示せず）。これにより参考例のＸ線マスクが形成出
来る（図示せず）。なお、吸収体堆積阻止膜27aはその
まま残しておいても良いし、除去してしまっても良い。
もし除去する場合、これは、シリコン酸化膜27から吸収
体堆積阻止膜27aをパターニングしたエッチング条件と
同じ条件で除去出来る。或いは、５％フッ酸（HF）水溶
液を用いることによっても除去出来る。
＜実施例＞ 次に、第一発明の方法によりテーパー形状を有する吸
収体パタンを有するＸ線マスク（第５図のＸ線マスクに
相当するもの。但し、実施例のものはテーパーが逆テー
パーとなる。）を作製する例を説明する。第２図（Ａ）
〜（Ｅ）は、その説明に供する工程図であり、実施例の
Ｘ線マスク作製工程中の主な工程でのＸ線マスクの様子
を第１図の１つの吸収体パタン31周辺部に着目して示し
た要部断面図を以って示した工程図である。なお、第２
図では、吸収体堆積阻止膜27等を強調するため、各膜の
膜厚比は第１図の場合と違えてあることは理解された
い。
収体パタンを有するＸ線マスク（第５図のＸ線マスクに
相当するもの。但し、実施例のものはテーパーが逆テー
パーとなる。）を作製する例を説明する。第２図（Ａ）
〜（Ｅ）は、その説明に供する工程図であり、実施例の
Ｘ線マスク作製工程中の主な工程でのＸ線マスクの様子
を第１図の１つの吸収体パタン31周辺部に着目して示し
た要部断面図を以って示した工程図である。なお、第２
図では、吸収体堆積阻止膜27等を強調するため、各膜の
膜厚比は第１図の場合と違えてあることは理解された
い。
始めに、シリコン基板21上に、メンブレンとしてのSi
N膜23、吸収体堆積下地膜としてのポリシリコン膜25、
吸収体堆積阻止膜形成用薄膜としてのシリコン酸化膜27
を参考例と同様な条件で順次に形成する（第２図
（Ａ））。
N膜23、吸収体堆積下地膜としてのポリシリコン膜25、
吸収体堆積阻止膜形成用薄膜としてのシリコン酸化膜27
を参考例と同様な条件で順次に形成する（第２図
（Ａ））。
次に、シリコン酸化膜27を、該膜27の吸収体パタン形
成予定領域との境界での該膜の厚さ方向の断面形状がテ
ーパー形状となるように、以下のように加工する。
成予定領域との境界での該膜の厚さ方向の断面形状がテ
ーパー形状となるように、以下のように加工する。
先ず、スピンコート法によりシリコン酸化膜27上にこ
の実施例の場合LMR−UVレジスト（冨士薬品工業（株）
製レジスト）を1.0μｍの膜厚に塗布する。次に、1/5縮
少投影露光装置を用い露光を行い、その後、現像する。
LMR−UVレジストは、容易にオーバーハング形状のレジ
ストパターン33となる（第２図（Ｂ））。
の実施例の場合LMR−UVレジスト（冨士薬品工業（株）
製レジスト）を1.0μｍの膜厚に塗布する。次に、1/5縮
少投影露光装置を用い露光を行い、その後、現像する。
LMR−UVレジストは、容易にオーバーハング形状のレジ
ストパターン33となる（第２図（Ｂ））。
次に、このレジストパタン33をエッチングマスクとし
ヘキソード型のRIE装置を用い、CHF3の流量を100SCCM、
O2の流量を14SCCM、圧力を70mTorr、RFパワーを1.5KWと
した条件で、シリコン酸化膜27のレジストパタン33から
露出する部分をエッチングする。次に、硫酸一過酸化水
素水の混合液によりレジストパタン33を除去する。この
結果、ポリシリコン（吸収体堆積用下地膜）25の吸収体
パタン形成予定領域以外の領域上にシリコン酸化膜から
成る吸収体堆積阻止膜27bであって吸収体形成予定領域
との境界でテーパー角度θが75゜となっている吸収体堆
積阻止膜27b（以下、テーパー付き吸収体堆積阻止膜27b
と略称する。）が得られる（第２図（Ｃ））。なお、上
述のテーパー加工は、文献（1988年秋季応用物理学会
講演予稿集p.567,講演番号7p−Ｋ−14）に開示の技術を
利用している。
ヘキソード型のRIE装置を用い、CHF3の流量を100SCCM、
O2の流量を14SCCM、圧力を70mTorr、RFパワーを1.5KWと
した条件で、シリコン酸化膜27のレジストパタン33から
露出する部分をエッチングする。次に、硫酸一過酸化水
素水の混合液によりレジストパタン33を除去する。この
結果、ポリシリコン（吸収体堆積用下地膜）25の吸収体
パタン形成予定領域以外の領域上にシリコン酸化膜から
成る吸収体堆積阻止膜27bであって吸収体形成予定領域
との境界でテーパー角度θが75゜となっている吸収体堆
積阻止膜27b（以下、テーパー付き吸収体堆積阻止膜27b
と略称する。）が得られる（第２図（Ｃ））。なお、上
述のテーパー加工は、文献（1988年秋季応用物理学会
講演予稿集p.567,講演番号7p−Ｋ−14）に開示の技術を
利用している。
次に、ポリシリコン膜25のテーパー付き吸収体堆積阻
止膜27bから露出する領域上に、選択CVD法によりタング
ステンを参考例同様な条件で堆積させ、逆テーパー形状
を有する吸収体パタン35を形成する（第２図（Ｄ））。
止膜27bから露出する領域上に、選択CVD法によりタング
ステンを参考例同様な条件で堆積させ、逆テーパー形状
を有する吸収体パタン35を形成する（第２図（Ｄ））。
その後は、参考例同様にシリコン基板21の裏面からメ
ンブレン23の裏面が露出するまでバックエッチングを行
う（図示せず）。これにより実施例のＸ線マスクが形成
出来る（図示せず）。なお、この実施例の場合も吸収体
堆積阻止膜27aはそのまま残しておいても良いし、除去
してしまっても良い。
ンブレン23の裏面が露出するまでバックエッチングを行
う（図示せず）。これにより実施例のＸ線マスクが形成
出来る（図示せず）。なお、この実施例の場合も吸収体
堆積阻止膜27aはそのまま残しておいても良いし、除去
してしまっても良い。
この実施例の作製方法で得られる吸収体パターン35の
テーパーは逆テーパーとなるが、フレネル回折低減とい
う目的の点では順テーパーのもの（第５図のＸ線マス
ク）と同等の効果が得られる。
テーパーは逆テーパーとなるが、フレネル回折低減とい
う目的の点では順テーパーのもの（第５図のＸ線マス
ク）と同等の効果が得られる。
第二発明の説明 次に、テーパー形状を有する吸収体パタン35を選択CV
D法を用いず形成する、第二発明のＸ線マスク作製方法
の実施例について説明する。第３図（Ａ）及び（Ｂ）
は、その説明に供する図であり、第２図同様な位置での
断面図により示した要部工程図である。
D法を用いず形成する、第二発明のＸ線マスク作製方法
の実施例について説明する。第３図（Ａ）及び（Ｂ）
は、その説明に供する図であり、第２図同様な位置での
断面図により示した要部工程図である。
シリコン基板21上に、メンブンレン23、吸収体堆積用
下地膜25を第一発明の実施例と同様な手順で順次に形成
する。次に、吸収体堆積用下地膜膜25の吸収体パタン形
成予定領域以外の領域上にマスク材41としてこの場合シ
リコン酸化膜を、該マスク材41の吸収体パタン形成予定
領域との境界での該マスク材41の厚さ方向の断面形状が
テーパー形状となるように形成する（第３図（Ａ））。
このようなマスク材41（以下、テーパー付きマスク材41
と称する。）は、第一発明のテーパー付き吸収体堆積阻
止膜27bの作製手順と全く同様な手順で形成出来る。
下地膜25を第一発明の実施例と同様な手順で順次に形成
する。次に、吸収体堆積用下地膜膜25の吸収体パタン形
成予定領域以外の領域上にマスク材41としてこの場合シ
リコン酸化膜を、該マスク材41の吸収体パタン形成予定
領域との境界での該マスク材41の厚さ方向の断面形状が
テーパー形状となるように形成する（第３図（Ａ））。
このようなマスク材41（以下、テーパー付きマスク材41
と称する。）は、第一発明のテーパー付き吸収体堆積阻
止膜27bの作製手順と全く同様な手順で形成出来る。
次に、この試料上全面に公知のCVD法により吸収体の
材料としてのタングステン膜43を堆積する（第３図
（Ａ））。
材料としてのタングステン膜43を堆積する（第３図
（Ａ））。
次に、このタングステン膜43上にレジスト（図示せ
ず）を塗布して試料表面の平坦化を行い、その後、SF6
ガスを用いたエッチバック法により、レジスト及びタン
グステン膜41をテーパー付きマスク材41表面が露出する
まで除去する。この結果、逆テーパー形状を有する吸収
体パタン35が得られる（第３図（Ｂ））。
ず）を塗布して試料表面の平坦化を行い、その後、SF6
ガスを用いたエッチバック法により、レジスト及びタン
グステン膜41をテーパー付きマスク材41表面が露出する
まで除去する。この結果、逆テーパー形状を有する吸収
体パタン35が得られる（第３図（Ｂ））。
上述においては、第一及び第二発明のＸ線マスクの作
製方法の各実施例につき説明したが、これら発明は上述
の実施例のみに限られるものではなく、以下に説明する
ような種々の変更を加えることが出来る。
製方法の各実施例につき説明したが、これら発明は上述
の実施例のみに限られるものではなく、以下に説明する
ような種々の変更を加えることが出来る。
例えば、上述の実施例で説明した、基板、メンブレ
ン、吸収体、吸収体堆積用下地膜、吸収体堆積阻止膜、
マスク材各々の構成材料は、この発明の範囲内の例示に
すぎずいずれも他の好適な材料に変更出来る。
ン、吸収体、吸収体堆積用下地膜、吸収体堆積阻止膜、
マスク材各々の構成材料は、この発明の範囲内の例示に
すぎずいずれも他の好適な材料に変更出来る。
また、上述の実施例で説明した、メンブレン、吸収体
堆積用下地膜、吸収体堆積阻止膜、マスク材各々の成膜
法及び数値的条件、また、テーパー付き吸収体堆積阻止
膜、テーパー付きマスク材の形成方法及び数値的条件に
ついても、他の好適な方法及び条件に変更出来る。
堆積用下地膜、吸収体堆積阻止膜、マスク材各々の成膜
法及び数値的条件、また、テーパー付き吸収体堆積阻止
膜、テーパー付きマスク材の形成方法及び数値的条件に
ついても、他の好適な方法及び条件に変更出来る。
また、テーパー付き吸収体堆積阻止膜のテーパー角
度、テーパー付きマスク材のテーパー角度は、Ｘ線マス
クの設計に応じ変更出来る。
度、テーパー付きマスク材のテーパー角度は、Ｘ線マス
クの設計に応じ変更出来る。
また、タングステンの選択CVD法による堆積条件も単
なる一例であることは理解されたい。
なる一例であることは理解されたい。
また、上述の実施例では、メンブレンが吸収体の堆積
に不適当なSiN膜であったためにメンブレン上に吸収体
堆積用下地膜としてポリシリコン膜を形成していたが、
メンブレンが吸収体の堆積が可能な材料で構成されてい
る場合は、このような処置は不要である。
に不適当なSiN膜であったためにメンブレン上に吸収体
堆積用下地膜としてポリシリコン膜を形成していたが、
メンブレンが吸収体の堆積が可能な材料で構成されてい
る場合は、このような処置は不要である。
（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この出願の第一
及び第二発明のＸ線マスクの作製方法によれば、所望の
Ｘ線マスクを吸収体のエッチングをすることなく形成出
来る。従って、吸収体をエッチングする場合に生じる問
題が生じないので、高精度なＸ線マスクを再現性良く得
ることが出来る。
及び第二発明のＸ線マスクの作製方法によれば、所望の
Ｘ線マスクを吸収体のエッチングをすることなく形成出
来る。従って、吸収体をエッチングする場合に生じる問
題が生じないので、高精度なＸ線マスクを再現性良く得
ることが出来る。
さらに、フレネル回折の低減が可能なテーパー付きの
吸収体パタンを有する高精度なＸ線マスクも容易に得る
ことが出来る。
吸収体パタンを有する高精度なＸ線マスクも容易に得る
ことが出来る。
また、第一発明のＸ線マスクの作製方法においては吸
収体堆積阻止膜のパターニングをした後吸収体を堆積さ
せ、第二発明のＸ線マスクの作製方法においてはマスク
材のパターニングをした後吸収体を堆積させる。従っ
て、吸収体堆積阻止膜のパターニング或いはマスク材の
パターニングのために電子線レジストを用いた場合、電
子線レジストの下層は金属ではなくシリコン酸化膜等と
なる。従って、第一及び第二発明によれば、電子線描画
時に、レジスト下が金属（吸収体）の場合より、バック
スキャッタの影響が小さくなるため、この点からも高精
度なＸ線マスクが得られる。
収体堆積阻止膜のパターニングをした後吸収体を堆積さ
せ、第二発明のＸ線マスクの作製方法においてはマスク
材のパターニングをした後吸収体を堆積させる。従っ
て、吸収体堆積阻止膜のパターニング或いはマスク材の
パターニングのために電子線レジストを用いた場合、電
子線レジストの下層は金属ではなくシリコン酸化膜等と
なる。従って、第一及び第二発明によれば、電子線描画
時に、レジスト下が金属（吸収体）の場合より、バック
スキャッタの影響が小さくなるため、この点からも高精
度なＸ線マスクが得られる。
第１図（Ａ）〜（Ｆ）は、第一発明のＸ線マスク作製方
法の第１実施例を示す工程図、 第２図（Ａ）〜（Ｄ）は、第一発明のＸ線マスク作製方
法の第２実施例の説明に供する要部工程図、 第３図（Ａ）及び（Ｂ）は、第二発明のＸ線マスク作製
方法の第３実施例の説明に供する要部工程図、 第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、従来技術の説明に供する図、 第５図は、他の従来技術の説明に供する図である。 21……基板（シリコン基板） 23……メンブレン（SiN膜） 25……吸収体堆積用下地膜（ポリシリコン膜） 27……吸収体堆積阻止膜形成用薄膜（シリコン酸化膜） 29……レジストパタン 27a……吸収体堆積阻止膜 27b……テーパー付き吸収体堆積阻止膜 31……吸収体パタン 33……オーバーハング形状のレジストパタン 35……逆テーパー形状を有する吸収体パタン 41……テーパー付きマスク材 43……タングステン膜。
法の第１実施例を示す工程図、 第２図（Ａ）〜（Ｄ）は、第一発明のＸ線マスク作製方
法の第２実施例の説明に供する要部工程図、 第３図（Ａ）及び（Ｂ）は、第二発明のＸ線マスク作製
方法の第３実施例の説明に供する要部工程図、 第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、従来技術の説明に供する図、 第５図は、他の従来技術の説明に供する図である。 21……基板（シリコン基板） 23……メンブレン（SiN膜） 25……吸収体堆積用下地膜（ポリシリコン膜） 27……吸収体堆積阻止膜形成用薄膜（シリコン酸化膜） 29……レジストパタン 27a……吸収体堆積阻止膜 27b……テーパー付き吸収体堆積阻止膜 31……吸収体パタン 33……オーバーハング形状のレジストパタン 35……逆テーパー形状を有する吸収体パタン 41……テーパー付きマスク材 43……タングステン膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 吉雄 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−17525（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147730（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−159223（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−60112（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−143412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G06F 1/16
Claims (8)
- 【請求項１】Ｘ線マスクを作製するに当たり、 当該Ｘ線マスクのＸ線の吸収体パタンの形成を、 メンブレンの、前記吸収体パタン形成予定領域以外の領
域上に、吸収体堆積阻止膜を、該阻止膜の、前記吸収体
パタン形成予定領域との境界での該阻止膜の厚さ方向の
断面形状がテーパー形状となるように形成し、 前記メンブレンの前記吸収体堆積阻止膜から露出する領
域に選択CVD法により前記吸収体を堆積させて行うこと を特徴とするＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項２】Ｘ線マスクを作製するに当たり、 当該Ｘ線マスクのＸ線の吸収体パタンの形成を、 メンブレン上に吸収体堆積用下地膜を形成し、 該下地膜の、前記吸収体パタン形成予定領域以外の領域
上に、吸収体堆積阻止膜を、該阻止膜の、前記吸収体パ
タン形成予定領域との境界での該阻止膜の厚さ方向の断
面形状がテーパー状となるように形成し、 前記下地膜の前記阻止膜から露出する領域に選択CVD法
により前記吸収体を堆積させて行うこと を特徴とするＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項３】Ｘ線マスクを作製するに当たり、 当該Ｘ線マスクのＸ線の吸収体パタンの形成を、 メンブレンの、前記吸収体パタン形成予定領域以外の領
域上側に、マスク材を、該マスク材の、前記吸収体パタ
ン形成予定領域との境界での該マスク材の厚さ方向の断
面形状がテーパー形状となるように形成し、 前記マスク材上及び前記メンブレン上側に吸収体を形成
し、 エッチバック法により前記吸収体を前記マスク材が露出
するまで除去することにより行うこと を特徴とするＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載のＸ線
マスクの作製方法において、 前記吸収体の材料としてタングステンを用いることを特
徴とするＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項５】請求項１又は２に記載のＸ線マスクの作製
方法において、 前記吸収体堆積阻止膜を絶縁膜で構成することを特徴と
するＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項６】請求項５に記載のＸ線マスクの作製方法に
おいて、 前記絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いることを特徴と
するＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項７】請求項２に記載のＸ線マスクの作製方法に
おいて、 前記吸収体堆積用下地膜としてポリシリコンを用いるこ
とを特徴とするＸ線マスクの作製方法。 - 【請求項８】請求項３に記載のＸ線マスクの作製方法に
おいて、 前記マスク材としてシリコン酸化膜を用いることを特徴
とするＸ線マスクの作製方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4813890 | 1990-02-28 | ||
| JP2-48138 | 1990-02-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03268317A JPH03268317A (ja) | 1991-11-29 |
| JP2999523B2 true JP2999523B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=12794981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20033590A Expired - Fee Related JP2999523B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-07-27 | Ｘ線マスクの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999523B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3278709B2 (ja) * | 1994-08-08 | 2002-04-30 | 日本電信電話株式会社 | Ｘ線露光用マスクの製造方法 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP20033590A patent/JP2999523B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03268317A (ja) | 1991-11-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |