JPH04269832A - Manufacture of mask for x-ray lithography - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明はＸ線リソグラフィ−用マ
スクの製造方法、特にはシリコン基板に、Ｘ線透過膜、
Ｘ線吸収体、保護膜を形成したのちのアルカリウエット
エッチング工程においてメンブレンの損傷を軽減するよ
うにしたＸ線リソグラフィ−用マスクの製造方法に関す
るものである。[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a mask for X-ray lithography, and in particular, to a method for manufacturing a mask for X-ray lithography, in particular, a method for manufacturing a mask for
The present invention relates to a method for manufacturing an X-ray lithography mask in which damage to a membrane is reduced in an alkaline wet etching step after forming an X-ray absorber and a protective film.
【０００２】0002
【従来の技術】半導体デバイスにおけるパタ−ン形成の
微細化のためのリソグラフィ−技術としてはＸ線リソグ
ラフィ−技術が最も有望なものとされており、これに用
いられるＸ線リソグラフィ−用マスクはシリコン基板上
にＸ線透過膜、Ｘ線吸収体を形成し、これを保持体で支
持したものとされている。[Prior Art] X-ray lithography is considered to be the most promising lithography technology for miniaturizing pattern formation in semiconductor devices, and the X-ray lithography mask used for this is silicon. It is said that an X-ray transmitting film and an X-ray absorber are formed on a substrate and supported by a holder.
【０００３】そして、このＸ線リソグラフィ−用マスク
の製造は、通常以下の方法で行なわれている。すなわち
、これは１）両面研磨したシリコンウエ−ハの一面に、
プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法またはスパッタ−法でＢ
Ｎ、ＳｉＮｘ 、ＳｉＣなどからなる、厚さが０．５
〜５０μｍ のＸ線を透過できる無機薄膜（以下これは
Ｘ線透過膜またはこれには後工程でＸ線吸収体が積層さ
れることから吸収体支持体と略記する）を形成させたの
ち、このＸ線透過膜表面にＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕのよう
な貴金属をスパッタ−法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着
法、メッキ法などによってＸ線吸収体として０．５ 〜
２．０ μｍ の厚みに成膜し、このＸ線吸収体の上に
スパッタ−法、プラズマＣＶＤ法などによってＳｉＯ２
やＳｉＮｘ などからなる厚さが０．５ 〜１．０
μｍ の薄膜を保護膜として形成する。[0003] This X-ray lithography mask is normally manufactured by the following method. In other words, 1) On one side of a silicon wafer that has been polished on both sides,
B by plasma CVD method, thermal CVD method or sputtering method
Made of N, SiNx, SiC, etc., with a thickness of 0.5
After forming an inorganic thin film that can transmit X-rays of ~50 μm (hereinafter referred to as an X-ray transparent film or an absorber support because an X-ray absorber is laminated on it in a later process), this Precious metals such as Ta, W, Mo, and Au are applied to the surface of the X-ray transparent film as an X-ray absorber by sputtering, plasma CVD, vacuum evaporation, plating, etc.
A film is formed to a thickness of 2.0 μm, and SiO2 is deposited on this X-ray absorber by sputtering, plasma CVD, etc.
or SiNx, etc., with a thickness of 0.5 to 1.0
A thin film of μm is formed as a protective film.
【０００４】ついでこの保護膜の上にスピンコ−タ−な
どを用いてポリメチルメタクリレ−ト（ＰＭＭＡ）など
のレジスト層を０．５ 〜１．０ μｍ の厚みでコ−
ティングし、これを電子線などを用いてリソグラフィ−
技術により所定のパタ−ンに形成し、このレジストパタ
−ンをマスクとし、イオンエッチング、反応性スパッタ
エッチングしてエッチングマクスパタ−ンを形成したの
ち、このエッチングマスクパタ−ンをマクスとして反応
性スパッタエッチングなどによりＸ線吸収体を加工して
、吸収体のパタ−ンを作り、残存するエッチングマクス
パタ−ンを反応性スパッタエッチングにより除去する。[0004] Next, a resist layer such as polymethyl methacrylate (PMMA) is coated on this protective film to a thickness of 0.5 to 1.0 μm using a spin coater or the like.
lithography using electron beam etc.
A predetermined pattern is formed using this resist pattern, and using this resist pattern as a mask, ion etching and reactive sputter etching are performed to form an etching mask pattern, and then reactive sputtering is performed using this etching mask pattern as a mask. The X-ray absorber is processed by etching or the like to form a pattern of the absorber, and the remaining etched mask pattern is removed by reactive sputter etching.
【０００５】つぎに、Ｘ線透過膜を形成した面とは反対
側のシリコンウエ−ハの面にプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶ
Ｄ法またはスパッタ−法で、ＢＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＣの
膜をバックエッチング用保護膜として０．５ 〜２．０
μｍ の厚さで形成し、このバックエッチング用保護
膜の所定領域をイオンエッチングなどにより除去し、露
出したシリコン領域をアルカリ水溶液などの異方エッチ
ング液でエッチング除去してＸ線透過用のメンブレンを
成形する。なお、このメンブレンとなる領域はウインド
ウ部といわれ、このシリコン除去工程はバックエッチン
グ工程といわれているが、このバックエッチング工程に
おいてはＸ線吸収体のパタ−ンの損傷を防止するために
Ｘ線吸収体を成膜する前にバックエッチング工程を先に
行なうこともある。Next, the surface of the silicon wafer opposite to the surface on which the X-ray transparent film is formed is subjected to plasma CVD and thermal CVD.
Using the D method or sputtering method, a film of BN, SiNx, or SiC is used as a back etching protective film with a thickness of 0.5 to 2.0.
A predetermined region of this back-etching protective film is removed by ion etching, etc., and the exposed silicon region is removed by etching with an anisotropic etching solution such as an alkaline aqueous solution to form a membrane for X-ray transmission. Shape. The area that will become the membrane is called the window part, and this silicon removal process is called a back etching process. A back etching process may be performed first before forming the absorber.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかして、このバック
エッチング工程は１０〜３０重量％の水酸化カリウムま
たは水酸化ナトリウム水溶液を６０〜１００ ℃に加熱
し、シリコン面と接着させてシリコン面を溶解するもの
であるが、アルカリ水溶液はシリコンの結晶方位により
溶解速度が異なるために異方性エッチング液と呼ばれて
おり、結晶方位（１００）面を表面とするシリコンを用
いると垂直方向にエッチングが進行するために有利であ
るとされている。しかし、これについてはそのエッチン
グ速度がアルカリ水溶液の濃度およびその温度、シリコ
ン面との接触効率などによって異なり、一般に２０重量
％で９０℃の水酸化カリウムを用いた場合にはそれが約
２μｍ ／分であるために、厚みが６００μｍ のシリ
コンウエ−ハを基板として用いた場合にはこのバックエ
ッチングに要する時間が約５時間という長時間になると
いう不利がある。[Problem to be Solved by the Invention] However, in this back etching process, a 10 to 30% by weight potassium hydroxide or sodium hydroxide aqueous solution is heated to 60 to 100°C to adhere to the silicon surface and dissolve the silicon surface. However, an alkaline aqueous solution is called an anisotropic etching solution because its dissolution rate differs depending on the crystal orientation of the silicon, and when using silicon whose surface is in the crystal orientation (100), it etches in the vertical direction. It is said to be advantageous for progress. However, the etching rate varies depending on the concentration of the alkaline aqueous solution, its temperature, the contact efficiency with the silicon surface, etc. Generally, when using 20% by weight potassium hydroxide at 90°C, the etching rate is approximately 2 μm/min. Therefore, when a silicon wafer with a thickness of 600 .mu.m is used as a substrate, there is a disadvantage that the time required for this back etching is about 5 hours.
【０００７】また、このような強アルカリ水溶液の熱水
中で長時間のエッチングを行なうと、Ｘ線透過膜がダメ
−ジを受けてしわの発生、割れの発生を起こし易いとい
う不利もあり、特にシリコンのエッチングが進行し、メ
ンブレン化の形成が進行する工程においてはメンブレン
の損傷が発生し易いという欠点もある。つまり、シリコ
ンのエッチング速度は厳密には場所により差があり、一
部メンブレンが形成されてから、さらにメンブレンが形
成されるまでに３０分間〜１時間を要するので、この間
にメンブレンの損傷が発生し易いという不利がある。[0007] Furthermore, if etching is carried out for a long time in hot water containing such a strong alkaline aqueous solution, there is a disadvantage that the X-ray transmitting membrane is likely to be damaged and wrinkles and cracks may occur. Particularly in the process where silicon etching progresses and membrane formation progresses, there is also the drawback that damage to the membrane is likely to occur. In other words, the etching rate of silicon varies depending on the location, and it takes 30 minutes to 1 hour after a partial membrane is formed to form another membrane, so damage to the membrane may occur during this time. It has the disadvantage of being easy.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不利
、欠点を解決したＸ線リソグラフィ−用マスクの製造方
法に関するもので、これは１）シリコン基板表面のメン
ブレン化を行なう領域にフッ酸水溶液でウエットエッチ
ングが可能な無機膜を形成する第１工程、２）前記無機
膜上にＸ線透過膜を形成する第２工程、３）前記Ｘ線透
過膜上にＸ線吸収体を形成後、リソグラフィ−技術を用
いてこのＸ線吸収体を所望の形状にパタ−ン化する第３
工程、４）第１工程で無機膜を形成したシリコン基板表
面の反対面に、アルカリウエットエッチングの保護膜を
形成する第４工程、５）前記保護膜の所望の領域を除去
する第５工程、６）第５工程で露出したシリコン領域を
第１工程で形成した無機膜の一部が露出するまでアルカ
リ水溶液を用いてウエットエッチングする第６工程、７
）前記第６工程後に、フッ酸水溶液を用いて第１工程で
形成した無機膜をウエットエッチングで溶解する第７工
程、８）前記第７工程後、アルカリ水溶液によるウエッ
トエッチングで第６工程で残存したシリコンを溶解また
は剥離して除去し、メンブレンを得る第８工程、とより
なることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a method for manufacturing an X-ray lithography mask that solves the above-mentioned disadvantages and disadvantages. A first step of forming an inorganic film that can be wet etched with an aqueous solution, 2) a second step of forming an X-ray transparent film on the inorganic film, and 3) after forming an X-ray absorber on the X-ray transparent film. A third step is to pattern this X-ray absorber into a desired shape using lithography technology.
Step 4) A fourth step of forming a protective film by alkali wet etching on the opposite surface of the silicon substrate surface on which the inorganic film was formed in the first step; 5) A fifth step of removing a desired region of the protective film. 6) A sixth step of wet etching the silicon region exposed in the fifth step using an alkaline aqueous solution until a part of the inorganic film formed in the first step is exposed;
) After the sixth step, a seventh step of dissolving the inorganic film formed in the first step using a hydrofluoric acid aqueous solution by wet etching; The method is characterized by an eighth step of removing the silicon by dissolving or peeling it off to obtain a membrane.
【０００９】すなわち、本発明者らはアルカリ水溶液に
よるウエットエッチング工程でメンブレンの損傷を軽減
することのできるＸ線リソグラフィ−用マスクの製造方
法について種々検討した結果、これについてはシリコン
基板面にＸ線透過膜を形成する際にシリコン基板面にま
ずＳｉＯ２ やＳｉなどのようなフッ酸でウエットエッ
チングすることができる膜を設けて、Ｘ線透過膜をこの
膜上に成形すると共に、アルカリ水溶液によるウエット
エッチング時にＸ線透過膜が一部露出した時点でこのエ
ッチング液をフッ酸水溶液に代えてエッチングすれば、
未エッチング領域のＳｉが剥離もしくはエッチングされ
易くなり、短時間で容易にバックエッチングすることが
できるので、メンブレンの損傷を少なくすることができ
るということを見出して本発明を完成させた。以下にこ
れをさらに詳述する。That is, the present inventors have investigated various methods of manufacturing an X-ray lithography mask that can reduce membrane damage during the wet etching process using an alkaline aqueous solution. When forming a transparent film, a film such as SiO2 or Si that can be wet etched with hydrofluoric acid is first provided on the silicon substrate surface, and an X-ray transparent film is formed on this film, and then wet etched with an alkaline aqueous solution. If the etching solution is replaced with a hydrofluoric acid aqueous solution when a part of the X-ray transparent film is exposed during etching,
The present invention was completed based on the discovery that Si in the unetched area is easily peeled off or etched, and back etching can be easily performed in a short time, thereby reducing damage to the membrane. This will be explained in further detail below.
【００１０】0010
【作用】本発明はＸ線リソグラフィ−用マスクの製造方
法に関するものであり、これはシリコン基板面とＸ線透
過膜との間にＳｉＯ２ やＳｉなどのようなフッ酸水溶
液でウエットエッチングな可能な膜を形成すると共に、
バツクエッチング工程においてアルカリエッチングでＸ
線透過膜が一部露出した時点でこのアルカリ水溶液をフ
ッ酸水溶液に代えて、このフッ酸水溶液でウエットエッ
チングしてこれに可溶な膜を溶解し、ついで再度このエ
ッチング剤をアルカリ水溶液に代えてバツクエッチング
を行なわせることを特徴とするものである。[Function] The present invention relates to a method of manufacturing a mask for X-ray lithography, which is a method of manufacturing a mask for X-ray lithography, which is capable of wet-etching SiO2, Si, etc. with a hydrofluoric acid aqueous solution between the silicon substrate surface and the X-ray transparent film. Along with forming a film,
X in alkali etching in back etching process
When a part of the line-transmissive film is exposed, this alkaline aqueous solution is replaced with a hydrofluoric acid aqueous solution, wet etching is performed with this hydrofluoric acid aqueous solution to dissolve the soluble film, and then this etching agent is again replaced with an alkaline aqueous solution. This feature is characterized in that back etching is performed using the process.
【００１１】本発明によるＸ線リソグラフィ−用マスク
の製造は前記した第１〜第８工程よりなるものとされる
。この第１工程は従来公知のシリコン基板上のＸ線透過
膜の形成に先立って、シリコン基板とＸ線透過膜との間
にフッ酸水溶液でウエットエッチングすることができる
無機膜を形成させる新規な付加工程であり、これはシリ
コン基板表面のメンブレン化を行なう領域にフッ酸水溶
液でウエットエッチング可能な無機膜を形成する工程で
ある。この工程に用いるシリコン基板は公知のものでよ
く、これにはその直径、厚みに特に制限はないけれども
、これは結晶方位が（１００） であり、両面が共に鏡
面であるものとすることがよい。The production of the mask for X-ray lithography according to the present invention consists of the first to eighth steps described above. This first step is a novel method in which an inorganic film that can be wet-etched with a hydrofluoric acid aqueous solution is formed between the silicon substrate and the X-ray transparent film, prior to the formation of the conventionally known X-ray transparent film on the silicon substrate. This is an additional step in which an inorganic film that can be wet-etched with a hydrofluoric acid aqueous solution is formed on the region of the silicon substrate surface where membrane formation is to be performed. The silicon substrate used in this step may be of any known type, and although there are no particular restrictions on its diameter or thickness, it is preferable that it has a crystal orientation of (100) and that both sides are mirror-finished. .
【００１２】また、ここに形成されるフッ酸水溶液でウ
エットエッチング可能な無機膜としては酸化けい素（Ｓ
ｉＯ２）、シリコン（Ｓｉ）またはこれらの混合物とす
ればよいが、このＳｉＯ２ 膜はシリコンを酸素の存在
下で８００ ℃以上の高温下で酸化する方法、または公
知のＣＶＤ法、スパッタ−法で形成すればよく、このＳ
ｉ膜も公知のＣＶＤ法、スパッタ−法で形成させればよ
い。なお、この無機膜の厚さに特に制限はなく、これは
一般的には０．１ 〜１．０ μｍとすればよいが、こ
の表面は平滑で均一のものとすることが必要とされる。In addition, silicon oxide (S
(iO2), silicon (Si), or a mixture thereof, this SiO2 film can be formed by oxidizing silicon at a high temperature of 800°C or higher in the presence of oxygen, or by a known CVD method or sputtering method. All you have to do is this S
The i-film may also be formed by a known CVD method or sputtering method. Note that there is no particular limit to the thickness of this inorganic film, and it may generally be 0.1 to 1.0 μm, but the surface must be smooth and uniform. .
【００１３】このメンブレン化する領域に該無機膜を形
成する方法としては、あらかじめ他の領域をマスクして
から無機膜を形成することがよいが、これは全面的に無
機膜を形成したのち、不要領域をエッチング除去しても
よい。また、このメンブレンのサイズ、形状に特に制限
はないが、一般に３インチのシリコンウエ−ハを基板に
用いた場合には基板の中央に直径１５〜３０ｍｍの円板
メンブレンまたは一辺が１５〜３０ｍｍの四角状のメン
ブレンを形成させればよい。なお、このメンブレンの領
域と無機膜形成領域は完全に一致している必要はないが
、好ましくはこの無機膜をメンブレン領域よりも大きめ
とすることがよい。[0013] As a method of forming the inorganic film on the area to be formed into a membrane, it is preferable to mask other areas in advance and then form the inorganic film. Unnecessary areas may be removed by etching. Although there are no particular restrictions on the size and shape of this membrane, generally when a 3-inch silicon wafer is used as a substrate, a disk membrane with a diameter of 15 to 30 mm or a membrane with a side of 15 to 30 mm is placed in the center of the substrate. A rectangular membrane may be formed. Although the membrane region and the inorganic film forming region do not need to completely coincide, it is preferable that the inorganic film be larger than the membrane region.
【００１４】本発明における第２工程〜第５工程は従来
公知の方法と同じである。したがって、この第２工程は
Ｘ線透過膜の形成工程であるが、これは第１工程で形成
された無機膜の上にＣＶＤ法やスパッタ法でＢＮ、Ｓｉ
Ｎｘ 、ＳｉＣなどの軽元素からなる無機化合物を ０
．５〜５．０ μｍ の厚さで形成してＸ線透過膜とす
ればよい。The second to fifth steps in the present invention are the same as conventionally known methods. Therefore, this second step is a step of forming an X-ray transparent film, but this is a step of forming an X-ray transparent film, and this is a step of forming BN, Si, etc. on the inorganic film formed in the first step by CVD or sputtering.
Inorganic compounds consisting of light elements such as Nx, SiC, etc.
．． It may be formed to have a thickness of 5 to 5.0 μm to form an X-ray transparent film.
【００１５】この第３工程は前記した第２工程で得られ
たＸ線透過膜の上に、Ｔａ、Ｗなどの無機重金属膜をＸ
線吸収体として形成させるものであるが、これは公知の
リソグラフィ−技術によって行えばよく、これはついで
所望の形状にパタ−ン化させればよい。In this third step, a film of inorganic heavy metals such as Ta and W is coated with X-rays on the X-ray transparent film obtained in the second step.
Although it is formed as a line absorber, this can be done by a known lithography technique, and then it can be patterned into a desired shape.
【００１６】また、この第４工程は前記した第１〜第３
工程でその一面に無機膜、Ｘ線透過膜、Ｘ線吸収体膜を
形成したシリコン基板の反対面に、ＢＮ、ＳｉＮｘ な
どのようなアルカリ水溶液によるウエットエッチングが
され難い膜を形成してアルカリウエットエッチング保護
膜を形成するものであるが、この保護膜の厚さは ０．
５〜２．０ μｍ とすればよい。[0016] Also, this fourth step is the first to third step described above.
In the process, an inorganic film, an X-ray transmitting film, and an This is to form an etching protective film, and the thickness of this protective film is 0.
It may be 5 to 2.0 μm.
【００１７】なお、この第５工程は上記した第４工程で
形成した保護膜の所定の領域を除去する工程であり、こ
の除去方法に特に制限はなく、保護膜がＢＮやＳｉＮｘ
であるときには酸素を２〜１０％含有するＣＦ４ な
どのフレオンガスによるイオンエッチング（ドライエッ
チング）が有効であるが、この場合は除去しない保護膜
の領域をレジストか金属板でマスキングしておく必要が
ある。Note that this fifth step is a step of removing a predetermined region of the protective film formed in the above-mentioned fourth step, and there is no particular restriction on this removal method.
In this case, ion etching (dry etching) using a Freon gas such as CF4 containing 2 to 10% oxygen is effective, but in this case it is necessary to mask the area of the protective film that will not be removed with a resist or metal plate. .
【００１８】また、これに続く第６〜第８工程は第１工
程でフッ酸溶液でウエットエッチングし得る無機膜を設
けたことにより設けられた本発明による新規な工程であ
る。この第６工程は第５工程で露出したＳｉ領域をアル
カリ溶液でウエットエッチングする工程であるが、これ
は第１工程で形成した無機膜の面までとする必要がある
。Further, the subsequent sixth to eighth steps are novel steps according to the present invention, which are provided by providing an inorganic film that can be wet-etched with a hydrofluoric acid solution in the first step. This sixth step is a step of wet etching the Si region exposed in the fifth step with an alkaline solution, but this needs to be done up to the surface of the inorganic film formed in the first step.
【００１９】この場合にはアルカリウエットエッチング
が前記したように異方性エッチングであることから、シ
リコン基板は結晶方位が（１００） であるものとする
ことがよく、これによれば垂直方向にエッチングが進行
するが、このエッチング面はすべてが均一に進行するわ
けではなく、厳密には場所によりエッチングの深さに差
がある。そこで、これについては予じめエッチング条件
とエッチング速度との関係を調べておいて、無機膜の一
部、例えばメンブレン化領域の１〜３０％が露出するま
でエッチングすればよい。In this case, since alkaline wet etching is anisotropic etching as described above, the silicon substrate is often set to have a (100) crystal orientation, and according to this, etching is performed in the vertical direction. However, this etching does not progress uniformly over all surfaces, and strictly speaking, the depth of etching varies depending on the location. Therefore, in this regard, the relationship between etching conditions and etching rate may be investigated in advance, and etching may be performed until a portion of the inorganic film, for example, 1 to 30% of the membrane region is exposed.
【００２０】つぎの第７工程は上記した第６工程で使用
したアルカリ水溶液をフッ酸水溶液に代え、このフッ酸
水溶液によるウエットエッチングによって第１工程で形
成した無機膜を溶解する工程である。ここで使用するフ
ッ酸水溶液の濃度は１０〜３０％とすることが好ましい
が、この温度は室温〜８０℃の範囲とすればよい。また
、このフッ酸水溶液によって無機膜が溶解する時間はフ
ッ酸水溶液の濃度および温度と、無機膜の種類、厚さに
よって相異するけれども、一般的には１０分〜３０分で
充分とされる。The next seventh step is a step in which the alkaline aqueous solution used in the sixth step is replaced with a hydrofluoric acid aqueous solution, and the inorganic film formed in the first step is dissolved by wet etching with this hydrofluoric acid aqueous solution. The concentration of the hydrofluoric acid aqueous solution used here is preferably 10 to 30%, but the temperature may be in the range of room temperature to 80°C. The time required for the inorganic film to dissolve with this hydrofluoric acid aqueous solution varies depending on the concentration and temperature of the hydrofluoric acid aqueous solution, as well as the type and thickness of the inorganic film, but generally 10 to 30 minutes is considered to be sufficient. .
【００２１】また、この第８工程は上記した第７工程で
使用したエッチング液としてのフッ酸水溶液を再びアル
カリ水溶液とし、これを用いて第６工程と同じようにシ
リコンをウエットエッチングし、残存しているシリコン
を溶解または剥離してメンブレンを得る工程である。In addition, in this eighth step, the hydrofluoric acid aqueous solution as the etching solution used in the above-mentioned seventh step is again converted into an alkaline aqueous solution, and this is used to wet-etch the silicon in the same manner as in the sixth step to remove the remaining silicon. This is a process to obtain a membrane by melting or peeling off the silicone.
【００２２】本発明によるＸ線リソグラフイ−用マスク
の製造は、上記した第１〜第８工程によって行なわれる
が、この第１〜第８工程は図１に示したとおりのもので
あり、これによれば第１工程においてシリコン基板１の
上にＳｉＯ２ 、Ｓｉなどのようなフッ酸水溶液でウエ
ットエッチングし得る無機膜２が形成され、この無機膜
の上に第２〜第３工程でＸ線透過膜３、Ｘ線吸収体４が
形成されたシリコン基本は第６〜第８工程による３段の
ウエットエッチングによってＸ線リソグラフイ−用マク
スとされることになる。The manufacturing of the mask for X-ray lithography according to the present invention is carried out by the above-mentioned first to eighth steps, and the first to eighth steps are as shown in FIG. According to the method, in the first step, an inorganic film 2 of SiO2, Si, etc., which can be wet etched with a hydrofluoric acid aqueous solution, is formed on the silicon substrate 1, and on this inorganic film, X-rays are applied in the second and third steps. The silicon substrate on which the transparent film 3 and the X-ray absorber 4 are formed is made into a mask for X-ray lithography by three stages of wet etching in the sixth to eighth steps.
【００２３】そして、この場合には第１工程でシリコン
基板にフッ酸水溶液でウエットエッチングされる無機膜
が設けられていることから、Ｘ線リソグラフイ−用マク
スを作るためのアルカリ水溶液によるウエットエッチン
グ工程がこの無機膜を溶解除去するためのフッ酸水溶液
のよるウエットエッチングによって中断されるので、シ
リコン基板が強アルカリの熱水中に長時間連続して浸漬
されることがなくなり、したがってこれにしわが発生し
たり、割れが発生するという不利がなくなり、メンブレ
ンの損傷発生もなくなるという有利性が与えられる。In this case, since the silicon substrate is provided with an inorganic film that is wet-etched with an aqueous hydrofluoric acid solution in the first step, wet etching with an aqueous alkaline solution is performed to create a mask for X-ray lithography. Since the process is interrupted by wet etching using a hydrofluoric acid aqueous solution to dissolve and remove this inorganic film, the silicon substrate is not continuously immersed in strong alkaline hot water for a long time, and therefore wrinkles do not occur on the silicon substrate. This eliminates the disadvantages of cracking and cracking, and provides the advantage of eliminating membrane damage.
【００２４】つぎに本発明の実施例、比較例 をあげ
る。Next, examples of the present invention and comparative examples will be given.
【実施例、比較例】両者を研磨した直径３インチ、厚さ
６００ μｍ で結晶方位が（１００） であるシリコ
ンウエ−ハの１面に、中央部に直径２８ｍｍの円形開口
部を有する直径３インチ、厚さ０．３ｍｍ のステンレ
ス板をセットし、この円形２８ｍｍの開口部に表１に示
した方法でフッ酸水溶液でウエットエッチングが可能な
ＳｉＯ２ 、Ｓｉからなる無機膜を厚さ０．３ μｍ
で形成させた。[Example and Comparative Example] A silicon wafer with a diameter of 3 inches, a thickness of 600 μm, and a crystal orientation of (100), both polished, has a circular opening with a diameter of 28 mm in the center on one side. A 0.3 mm thick stainless steel plate is set, and an inorganic film made of SiO2 and Si, which can be wet-etched with a hydrofluoric acid aqueous solution, is placed in the circular 28 mm opening to a thickness of 0.3 mm using the method shown in Table 1. μm
It was formed with
【００２５】ついで、このステンレス板を取り除き、こ
の無機膜を形成した面にスパッタ−法で１．５ 〜２．
０ ×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２ の引張応力を有し、厚
さが ０．４〜１．０ μｍ のＸ線透過膜としてのＳ
ｉＣ膜を形成させ、さらにこのＳｉＣ膜の上にスパッタ
−法で厚みが０．５ μｍ であるＸ線吸収体としての
Ｔａ膜を形成さたのち、このＴａ膜を電子線描画法で線
幅が０．５ μｍ で長さが３μｍ の十状パタ−ンを
１０μｍ 四方に１つずつ設けたパタ−ンを形成した。[0025] Next, this stainless steel plate was removed, and the surface on which this inorganic film was formed was coated with a coating of 1.5~2.
S as an X-ray transparent membrane with a tensile stress of 0 × 109 dyne/cm2 and a thickness of 0.4 to 1.0 μm
After forming an iC film and further forming a Ta film as an X-ray absorber with a thickness of 0.5 μm on this SiC film by sputtering, the line width of this Ta film was determined by electron beam lithography. A pattern was formed in which a ten-shaped pattern with a diameter of 0.5 μm and a length of 3 μm was provided, one on each side of 10 μm.
【００２６】つぎに、無機膜を形成したシリコン基板面
の反対面にプラズマＣＶＤ法で厚さが０．５ μｍ の
ＢＮ膜を成形し、このＢＮ膜上に、中央部に直径２５ｍ
ｍの円形用開口部を有する直径３インチ、厚さ０．３ｍ
ｍのステンレス板をセットし、４％の酸素を有するＣＦ
４ ガスを用いてドライエッチングして露出したＢＮ膜
を除去した。Next, a BN film with a thickness of 0.5 μm is formed by plasma CVD on the opposite surface of the silicon substrate on which the inorganic film has been formed, and a BN film with a diameter of 25 m is placed in the center on this BN film.
3 inch diameter, 0.3 m thick with m circular opening
Set a stainless steel plate of m and CF with 4% oxygen.
4 The exposed BN film was removed by dry etching using gas.
【００２７】ついでこのＢＮ膜を除去した面を９０℃に
加熱した２０％水酸化カリウム水溶液を用いて露出した
シリコンをウエットエッチングし、無機膜が１部露出し
たことを確認して水酸化カリウム水溶液を除去したが、
これに要した時間は約５時間であった。Next, the exposed silicon was wet-etched on the surface from which the BN film was removed using a 20% potassium hydroxide aqueous solution heated to 90°C, and after confirming that a portion of the inorganic film was exposed, the potassium hydroxide aqueous solution was etched. was removed, but
The time required for this was approximately 5 hours.
【００２８】つぎに、ここに露出した無機膜を２５％フ
ッ酸水溶液と室温で１５分間接触してウエットエッチン
グしたところ、無機膜が溶解したので、このフッ酸水溶
液を上記した２０％水酸化カリウム水溶液に代え、９０
℃で残存するシリコンをウエットエッチングで剥離除去
してＴａのパタ−ンを有するメンブレンを作ったが、こ
れに要した時間は約２０〜３０分であった。このメンブ
レンの状態を観察して良好なものを良品、メンブレンに
しわやひび割れ、ピンホ−ル、破壊が認められるものを
不良品とすることとし、各条件についてそれぞれ１ ０
回の試行をしたところ、この良品率について表２に示
したとおりの結果が得られた。Next, when the exposed inorganic film was wet-etched by contacting it with a 25% hydrofluoric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, the inorganic film was dissolved. Instead of aqueous solution, 90
A membrane having a Ta pattern was prepared by removing the remaining silicon by wet etching at a temperature of about 20 to 30 minutes. The condition of the membrane was observed, and those in good condition were determined to be good products, and those with wrinkles, cracks, pinholes, or destruction in the membrane were determined to be defective products.For each condition, 10
After several trials, the results shown in Table 2 regarding the non-defective product rate were obtained.
【００２９】しかし、比較のために上記した無機膜を形
成せず、またこの無機膜が存在しないことから上記した
フッ酸水溶液によるウエットエッチングを行なわないほ
かは上記した実施例と同様にしてメンブレンを行なった
ところ、その際、メンブレンが露出するまでに要したア
ルカリエッチング時間は６時間であり、このときの良品
率は表２に併記したとおりの結果を示し、この結果から
Ｘ線透過膜が薄くなる程、本発明による効果のよいこと
が確認された。However, for comparison, a membrane was prepared in the same manner as in the above example, except that the above-mentioned inorganic film was not formed, and since this inorganic film did not exist, the above-mentioned wet etching with the hydrofluoric acid aqueous solution was not performed. The alkali etching time required to expose the membrane was 6 hours, and the yield rate was as shown in Table 2. From these results, it was found that the Indeed, it was confirmed that the effects of the present invention are good.
【００３０】[0030]
【表１】[Table 1]
【００３１】[0031]
【表２】[Table 2]
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明はＸ線リソグラフイ−用マスクの
製造方法に関するものであり、これはシリコン基板の１
面にＸ線透過膜、Ｘ線吸収体を設け、他面に保護膜を設
け、この保護膜を部分的に除去したのち、アルカリ水溶
液でウエットエッチングしてＸ線リソグラフイ−用マス
クとする方法において、このシリコン基板とＸ線吸収体
との間にフッ酸水溶液でウエットエッチングし得る無機
膜を設けると共に、アルカリ水溶液によるウエットエッ
チングにフッ酸水溶液によるウエットエッチング工程を
付加したことを特徴とするものであり、これによれば従
来法で問題とされているＸ線透過膜のダメ−ジによるし
わ、割れ、ピンホ−ルの発生、破壊などの不利が容易に
、かつ効果的に防止されるし、薄いものでもメンブレン
化が容易に行なえるという有利性が与えられる。The present invention relates to a method for manufacturing a mask for X-ray lithography, and this invention relates to a method for manufacturing a mask for X-ray lithography.
A method in which an X-ray transmitting film and an X-ray absorber are provided on one side, a protective film is provided on the other side, and after partially removing this protective film, wet etching is performed with an alkaline aqueous solution to make a mask for X-ray lithography. An inorganic film that can be wet-etched with an aqueous hydrofluoric acid solution is provided between the silicon substrate and the X-ray absorber, and a wet etching process using an aqueous hydrofluoric acid solution is added to the wet etching process using an aqueous alkaline solution. According to this method, disadvantages such as wrinkles, cracks, generation of pinholes, and destruction caused by damage to the X-ray transparent membrane, which are problems with conventional methods, can be easily and effectively prevented. , the advantage is that even thin membranes can be easily formed.
【図１】図は本発明によるＸ線リソグラフィ−用マスク
製造方法における第１工程〜第８工程の縦断面図を示し
たものである。FIG. 1 shows longitudinal cross-sectional views of the first to eighth steps in the method of manufacturing a mask for X-ray lithography according to the present invention.
１・・・シリコン膜 ２・
・・無機膜３・・・Ｘ線透過膜
４・・・Ｘ線吸収体５・・・保護膜
６・・・メンブレン領域1... Silicon film 2.
...Inorganic membrane 3...X-ray transparent membrane
4... X-ray absorber 5... Protective film
6... Membrane area
Claims (8)
なう領域に、フッ酸水溶液でウエットエッチングが可能
な無機膜を形成する第１工程、 ２）前記無機膜上にＸ線透過膜を形成する第２工程、３
）前記Ｘ線透過膜上にＸ線吸収体を形成後、リソグラフ
ィ−技術を用いてこのＸ線吸収体を所望の形状にパタ−
ン化する第３工程、 ４）第１工程で無機膜を形成したシリコン基板面の反対
面に、アルカリウエットエッチングの保護膜を形成する
第４工程、 ５）前記保護膜の所望の領域を除去する第５工程、６）
第５工程で露出したシリコン領域を第１工程で形成した
無機膜の面までアルカリ水溶液を用いてウエットエッチ
ングする第６工程、 ７）前記第６工程後、フッ酸水溶液を用いて第１工程で
形成した無機膜をウエットエッチングで溶解する第７工
程、 とよりなることを特徴とするＸ線リソグラフィ−用マス
クの製造方法。Claim 1: 1) A first step of forming an inorganic film that can be wet-etched with a hydrofluoric acid aqueous solution in a region on the surface of a silicon substrate where membrane formation is to be performed; 2) forming an X-ray transparent film on the inorganic film. 2nd step, 3
) After forming an X-ray absorber on the X-ray transparent film, pattern the X-ray absorber into a desired shape using lithography technology.
4) a fourth step of forming a protective film by alkaline wet etching on the opposite side of the silicon substrate surface on which the inorganic film was formed in the first step; 5) removing a desired region of the protective film. 5th step, 6)
7) After the sixth step, wet etching the silicon region exposed in the fifth step to the surface of the inorganic film formed in the first step using an alkaline aqueous solution; A method for manufacturing an X-ray lithography mask, comprising: a seventh step of dissolving the formed inorganic film by wet etching.
カリ水溶液によるウエットエッチングで第６工程で残存
したシリコンを溶解または剥離して除去し、メンブレン
を得る第８工程を付加してなる請求項１に記載したＸ線
リソグラフィ−用マスクの製造方法。2. A claim in which, after the seventh step in claim 1, an eighth step is added to obtain a membrane by dissolving or peeling off the silicon remaining in the sixth step by wet etching with an alkaline aqueous solution. A method for manufacturing the X-ray lithography mask described in Item 1.
程の間で行なう請求項１または２に記載したＸ線リソグ
ラフィ−用マスクの製造方法。3. The method of manufacturing an X-ray lithography mask according to claim 1, wherein the patterning in the third step is performed between the sixth and seventh steps.
な膜が、けい素（Ｓｉ）または酸化けい素（ＳｉＯ２）
あるいはこれらの混合物である請求項１，２または３に
記載したＸ線リソグラフィ−用マスクの製造方法。4. The film that can be wet etched with an aqueous hydrofluoric acid solution is made of silicon (Si) or silicon oxide (SiO2).
The method for manufacturing an X-ray lithography mask according to claim 1, 2 or 3, wherein the method is a mixture thereof.
エッチングが可能な無機膜とＸ線透過膜を積層してなる
三層構造からなることを特徴とするＸ線リソグラフィ−
用マスク中間体。5. X-ray lithography characterized by having a three-layer structure in which an inorganic film that can be wet etched with a hydrofluoric acid aqueous solution and an X-ray transparent film are laminated on a silicon substrate.
Mask intermediate for use.
てなる請求項４に記載したＸ線リソグラフィ−用マスク
中間体。6. The mask intermediate for X-ray lithography according to claim 4, comprising an X-ray absorber patterned on an X-ray transparent film.
板とその無機膜を、その周りの縁取りとなる部分を残し
て除去してなることを特徴とするＸ線リソグラフィ−用
マスクメンブラン。7. A mask membrane for X-ray lithography, characterized in that the three-layer structure silicon substrate and its inorganic film according to claim 4 are removed, leaving behind a peripheral portion thereof.
化したシリコン基板と無機膜とを、その周りの縁取りと
なる部分を残して除去してなることを特徴とするＸ線リ
ソグラフィ−用マスク。8. An X-ray device characterized in that the silicon substrate patterned with the X-ray absorber according to claim 5 and the inorganic film are removed, leaving a portion that becomes a border around the silicon substrate. Mask for lithography.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3054062A JPH04269832A (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Manufacture of mask for x-ray lithography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3054062A JPH04269832A (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Manufacture of mask for x-ray lithography |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269832A true JPH04269832A (en) | 1992-09-25 |
Family
ID=12960132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3054062A Pending JPH04269832A (en) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | Manufacture of mask for x-ray lithography |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04269832A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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