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JP3221453B2 - X線露光用マスクの製造方法およびそれに用いるブランク - Google Patents

X線露光用マスクの製造方法およびそれに用いるブランク

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Publication number
JP3221453B2
JP3221453B2 JP10581992A JP10581992A JP3221453B2 JP 3221453 B2 JP3221453 B2 JP 3221453B2 JP 10581992 A JP10581992 A JP 10581992A JP 10581992 A JP10581992 A JP 10581992A JP 3221453 B2 JP3221453 B2 JP 3221453B2
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JP
Japan
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ray
substrate
reinforcing frame
film
manufacturing
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JP10581992A
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正 松尾
文信 野口
正二 田中
欽司 大久保
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Inc
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線露光用マスク(以
下「X線マスク」と称す。)の製造方法に関し、さらに
詳しくは、パターン位置精度の高いX線マスクを得る製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のX線マスクの代表的な製造方法を
図3に従って説明すると、まず同図(a)に示すよう
な、基板11上にX線透過支持膜12およびX線吸収体薄膜
13をこの順に形成し、かつ基板11の裏面にバックエッチ
ング用マスク14を形成してなるブランク用基板15の表面
に、通常の電子線リソグラフィによるレジストパターン
16を形成する(同図(b)参照)。次いで、X線吸収体
薄膜13のエッチングを行なってX線吸収体のパターン1
3′を形成した後、基板11のバックエッチングを行ない
(同図(c),(d)参照)、最後に接着剤17を介して
補強フレーム18を接着する(同図(e)参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、X線マ
スクは、X線吸収体のパターン13′を直接保持するX線
透過支持膜12が2μm程度の薄膜であるために、パター
ンの位置ずれが生じ易い。特に、従来方法では、基板
(通常はシリコンウェハー)をバックエッチングする前
後のX線透過支持膜12の内部応力による位置ずれと、補
強フレーム18を接着する前後の位置ずれとが生じ易く、
これらの位置ずれをいかに抑えられるかがクォーターミ
クロンレベルの微細パターンに係わるX線マスクにおい
て実用化の重要な鍵を握っているといえる。
【0004】この問題に対処するために、X線透過支持
膜12の内部応力を制御する方法や、また図4に示す如
く、最初に基板11のバックエッチングを行なってから
(同図(a),(b)参照)、レジストパターニング
(同図(c)参照)、X線吸収体薄膜のパターニング
(同図(d)参照)、及び補強フレームの接着(同図
(e)参照)を行なう方法が試みられている。しかし、
前者の方法は、均一な膜質で内部応力を高精度に制御す
ることが難しく、また後者の方法では、薄膜の状態で真
空装置に入れることによるリスク、及びエッチング中の
薄膜の過剰な温度上昇を避けられず、またバックエッチ
ングを先に行なうと、補強フレームとの接着面となるバ
ックエッチング用マスク面が荒れてしまい、接着後の基
板の平面歪の原因となる等の問題を有している。
【0005】本発明はかかる従来の問題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、パターン位置精度の
高いX線マスクを得ることのできる製造方法を提供する
ことにある
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、シリコン基板上にX線透過支持
膜およびX線吸収体薄膜をこの順に形成してなるブラン
ク用基板の反対面側に、少なくとも該ブランク用基板と
の接着面が前記X線透過支持膜と同じ材質からなるバッ
クエッチング用保護膜で予め被覆された補強フレームを
接着した後、前記X線吸収体薄膜のパターニングを行な
い、その後に前記ブランク用基板のバックエッチングを
行なう、以上を少なくとも具備することを特徴とするX
線マスクの製造方法である。
【0007】請求項2の発明は、請求項1において、前
記補強フレームの全面が、前記X線透過支持膜と同じ材
質からなるバックエッチング用保護膜で予め被覆されて
いることを特徴とする。
【0008】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、前記補強フレームを被覆するバックエッチング用保
護膜の材質が、少なくともSiNx 、SiCおよびBN
のうちのいずれか、または組み合わせによりなることを
特徴とする。
【0009】請求項4の発明は、請求項1,2又は3に
おいて、前記補強フレームの接着が、アニール接合によ
り行なわれることを特徴とする。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】このような本発明にあっては、ブランク用
基板とのアニール接合による補強フレームの接着工程を
先に行ない、しかる後にパターニング工程及びバックエ
ッチング工程を行なうので、バックエッチングの段階で
はすでに補強フレームが接着されており、負荷が大きく
なるので、通常バックエッチング後にX線透過支持膜の
内部応力により生じる反りやパターンの位置ずれがなく
なる。また、従来補強フレームの接着の際に使用してい
た接着剤の厚さムラや接着剤の収縮による基板の平面歪
による位置ずれがなくなる。
【0015】以下、本発明を更に詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明のX線マスクの製造方法を
工程順に示す断面図である。
【0017】シリコンウェハーなどの基板1上に、公知
のスパッタリング法、CVD法、蒸着法などの薄膜形成
方法を用いて、X線透過支持膜(例えばSiNx ,Si
C,BNなど)2およびX線吸収体薄膜(例えばタンタ
ル、タングステンなど)3をこの順に形成してなるブラ
ンク用基板4(同図(a)参照)を用い、まず該ブラン
ク用基板4の裏面側に、前記X線透過支持膜2と同じ材
質のバックエッチング用保護膜6で被覆された補強フレ
ーム5を接着する(同図(b)参照)。具体的には、バ
ックエッチング用保護膜6の成膜温度付近で両者をアニ
ーリングすることにより基板1と補強フレーム5とがア
ニール接合によって平面度良く貼り合わせられる。
【0018】補強フレーム5を被覆する保護膜6はX線
透過支持膜2と同じ材質であり、補強フレーム5は少な
くともブランク用基板4との接着面が保護膜6で被覆さ
れていればかまわないが、後のバックエッチング工程で
の補強フレーム5の損傷を防止するためには補強フレー
ム5が全面被覆されていることが望ましい。なお保護膜
6を被覆する方法は、蒸着法等、公知の薄膜形成手段を
用いて行えばよい。
【0019】次に、ブランク用基板4のパターニングを
行なう。該パターニングは、まず、通常の電子線リソグ
ラフィを用いてブランク用基板4の表面にレジストパタ
ーン7を形成した後(同図(c)参照)、ブランク用基
板4の最上層であるX線吸収体薄膜3のエッチングを行
なってこれをX線吸収体パターン3′とし、レジストパ
ターン7のアッシングを行なう(同図(d)参照)。エ
ッチングは、薄膜の材質にもよるが、高精度のパターニ
ングが可能であることから、ドライエッチングが望まし
い。
【0020】続いて、裏面側から基板1のバックエッチ
ングを行なう(同図(e)参照)。このバックエッチン
グは、基板1の材質にもよるが、一般的なシリコンウェ
ハーを使用する場合には、熱アルカリによるウェットエ
ッチングが便利である。
【0021】このようにして、本発明のX線マスクが出
来上がるが、以上説明した工程とは違って、例えば図2
の(c′)〜(e′)に示すように、レジストのパター
ニングの段階で基板1のバックエッチングを途中まで行
なっておき、X線吸収体薄膜3のエッチングを終了して
から、基板1のバックエッチングを最後まで完了するよ
うな工程で製造しても構わない。
【0022】
【作用】本発明の方法では、以上の如く、最初に補強フ
レーム5の接着工程を行なうので、基板1のバックエッ
チングを行なっても、すでに補強フレーム5が接着され
て負荷が大きくなっているために、通常バックエッチン
グ後にX線透過支持膜2の内部応力によって生じる基板
1の反りやパターンの位置ずれが少なくなる。また、基
板とのアニール接合による補強フレーム5の接着工程を
行なうので、従来補強フレームの接着の際に使用してい
た接着剤の厚さムラや接着剤の収縮による基板の平面歪
による位置ずれもなくなる。
【0023】また、従来方法のごとく、補強フレームの
接着工程よりも基板のバックエッチング工程を先に行な
うと、補強フレームとの接着面になるバックエッチング
用マスク面が荒れてしまい、接着後の基板の平面歪の原
因となるが、本発明の方法ではかかる不都合もなくな
る。
【0024】またさらに、本発明の方法は、パターニン
グ工程においては基板1はバックエッチングされていな
いので、真空装置である電子線描画機やドライエッチン
グ装置に薄膜の状態で入れなくてよいため、従来のバッ
クエッチング工程を最初に行なう方法(図4参照)にお
ける如きリスクは全くない。
【0025】
【実施例】以下、実施例を示して本発明をさらに具体的
に説明する。
【0026】3インチ径1mm厚で面方位< 100>のシリ
コンウェハー基板の表面上に、X線透過支持膜として2
μm厚のSiNx をECR(電子サイクロトロン共鳴)
CVD法により形成し、その上にX線吸収体薄膜として
0.7μm厚のタンタル(Ta)をスパッタリング法によ
り形成したブランク用基板から、図1に示す工程に従っ
て本発明のX線マスクを作製した。
【0027】まず、5インチ角5mm厚のパイレックスガ
ラス製の補強フレームの全面にバックエッチング用保護
膜として 0.2μm厚のSiNx をECRCVD法により
形成し、これを加熱炉内の平面治具上にのせて 500℃、
1時間加熱によりアニーリングを行ない、上記のブラン
ク用基板の裏面側にこの補強フレームを接合した。
【0028】次に、ブランク用基板の表面に電子線レジ
ストを塗布し、これに電子線描画機によるパターン描画
を行なった後、所定の現像を行ない、レジストパターン
を形成した。続いて、CBrF3 ガスの反応性イオンエ
ッチングによりX線吸収体薄膜のエッチングを行ない、
X線吸収体パターンを形成し、前記レジストパターンは
アッシングにより除去した。
【0029】最後に、熱アルカリを用いたウェットエッ
チングにより裏面側からの基板のバックエッチングを行
なった。
【0030】このようにして作製した本発明のX線マス
クについて、以下の条件で、描画後のパターン位置を基
準とした場合の最終工程のバックエッチング後のパター
ン位置ずれを測定したところ、3σで0.05μm以下の位
置精度が得られた。
【0031】 測定条件 ・測定領域 :25mm角 ・測定ピッチ : 2.5mm ・測定パターン:十字マーク ・測定装置 :光波2I(ニコン社製)
【0032】一方、上記と同一のブランク用基板を用
い、図3に示す従来工程に従って作製したX線マスクに
ついて、上記と同じ測定条件で、最終工程の補強フレー
ム接着後の位置精度を測定したところ、3σで 0.1μm
以上であり、本発明方法に比べて著しく位置精度に劣っ
ていた。
【0033】また、図4に示す従来工程によりX線マス
クを作製し、同様にしてパターン位置精度を測定したと
ころ、3σで0.08μmであり、多少精度は改善されては
いるものの、本発明方法に比べるとまだ劣っており、し
かも薄膜の状態で真空装置に入れることによるリスクが
あり、さらにエッチング中の薄膜の過剰な温度上昇がみ
られた。
【0034】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のX
線マスクの製造方法によれば、ブランク用基板のX線透
過支持膜と同じ材質からなるバックエッチング用保護膜
で被覆された補強フレームの接着工程を最初に行ない、
しかる後にパターニング工程及びバックエッチング工程
を行なうようにしたので、最後に基板のバックエッチン
グを行なっても、すでに補強フレームが接着されて負荷
が大きくなっているために、通常バックエッチング後に
X線透過支持膜の内部応力によって生じる基板の反りや
パターンの位置ずれが少なくなり、またマスク基板との
アニール接合による補強フレームの接着工程を行なうの
で、平面度の高い接着が行なえ、従来補強フレームの接
着の際に使用していた接着剤の厚さムラや接着剤の収縮
による基板の平面歪による位置ずれもなくなる。さらに
は補強フレームとの接着後の基板の平面歪の原因となる
バックエッチング用マスク面が荒れるという従来の不都
合もなくなり、全体として非常にパターン位置精度の優
れたX線マスクが得られる。
【0035】また、本発明のX線マスクの製造方法によ
れば、パターニング工程において、従来方法における如
き薄膜の状態で電子線描画機やドライエッチング装置等
の真空装置に入れることによるリスクを考慮する必要は
全くない。
【0036】また、本発明のX線マスクの製造方法によ
れば、保護膜で被覆された補強フレームをマスクとして
ブランク用基板のバックエッチングが行えるので、従来
方法における如きバックエッチング用のマスクをわざわ
ざ形成する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線マスクの製造方法の一例を工程順
に示す断面図である。
【図2】本発明のX線マスクの製造方法の他の例を一部
の工程順に示す断面図である。
【図3】従来のX線マスクの製造方法の一例を工程順に
示す断面図である。
【図4】従来のX線マスクの製造方法の他の例を工程順
に示す断面図である。
【符号の説明】
1,11 基板 2,12 X線透過支持膜 3,13 X線吸収体薄膜 3′,13′ X線吸収体パターン 4,15 ブランク用基板 5,18 補強フレーム 6 バックエッチング用保護膜 7,16 レジストパターン 14 バックエッチング用マスク 17 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 欽司 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−30414(JP,A) 特開 平2−230715(JP,A) 特開 平4−137718(JP,A) 特開 平5−41347(JP,A) 特開 平5−165198(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 1/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板上にX線透過支持膜および
    X線吸収体薄膜をこの順に形成してなるブランク用基板
    の反対面側に、少なくとも該ブランク用基板との接着面
    が前記X線透過支持膜と同じ材質からなるバックエッチ
    ング用保護膜で予め被覆された補強フレームを接着した
    後、前記X線吸収体薄膜のパターニングを行ない、その
    後に前記ブランク用基板のバックエッチングを行なう、
    以上を少なくとも具備することを特徴とするX線露光用
    マスクの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記補強フレームの全面が、前記X線透
    過支持膜と同じ材質からなるバックエッチング用保護膜
    で予め被覆されていることを特徴とする請求項1記載の
    X線露光用マスクの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記補強フレームを被覆するバックエッ
    チング用保護膜の材質が、少なくともSiNx 、SiC
    およびBNのうちのいずれか、または組み合わせにより
    なることを特徴とする請求項1又は2記載のX線露光用
    マスクの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記補強フレームの接着が、アニール接
    合により行なわれることを特徴とする請求項1,2又は
    3記載のX線露光用マスクの製造方法。
JP10581992A 1992-03-31 1992-03-31 X線露光用マスクの製造方法およびそれに用いるブランク Expired - Fee Related JP3221453B2 (ja)

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