JPH0786149A

JPH0786149A - Ｘ線露光用マスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0786149A
Application number: JP23271993A
Authority: JP
Inventors: Fuminobu Noguchi; 文信野口; Shoji Tanaka; 正二田中; Tomohito Kitamura; 智史北村; Tadashi Matsuo; 正松尾
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】透過性支持膜の膜厚の如何によらずアライメ
ント光線の出射強度を安定させ確実かつ容易に位置整合
できるＸ線露光用マスクの製造方法を提供する。【構成】シリコン基板１の主面側上に露光用Ｘ線とア
ライメント光線を透過させる透過性支持膜２を形成する
と共に基板１の裏面側に保護膜３を形成し、かつ透過性
支持膜２上にアライメント光に対する表面側反射防止膜
４とパターン状のＸ線吸収体層５を順次形成する。次
に、上記保護膜３の中央部を除去した後、裏面側に露出
した基板１をエッチングしてＸ線透過窓を有する枠体を
形成すると共に透過性支持膜２の裏面側を露出させた。
そして、露出された透過性支持膜２の裏面側に裏面側反
射防止膜６を形成してＸ線露光用マスクを製造した。こ
の製造法によれば従来法に較べて枠体形成時の熱アルカ
リにより上記裏面側反射防止膜が侵されなくなり反射防
止膜の特性を維持することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線リソグラフィーに
使用されるＸ線露光用マスクの製造方法に係り、特に、
Ｘ線露光用マスクとウェハ等におけるアライメント精度
の向上が図れるＸ線露光用マスクの製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種のＸ線露光用マスクは、一般に、
図３に示すように中央部にＸ線透過窓ａ１を有する枠体
ａと、この枠体ａにその周縁部を保持され露光用Ｘ線と
アライメント光線とを共に透過させる透過性支持膜ｂ
と、この透過性支持膜ｂ表面側の主面上にパターン状に
設けられたＸ線吸収体層ｃ並びにアライメントマークｃ
２とでその主要部が構成されている。

【０００３】尚、図中、ｄは上記枠体ａを構成する基板
中央部をエッチングしてＸ線透過窓ａ１を形成する際に
エッチングレジストとして作用する保護膜を示してい
る。また、位置整合のためのアライメントマークｃ２は
上記Ｘ線吸収体層ｃの一部で構成されていることが普通
である。

【０００４】そして、このＸ線露光用マスクは以下のよ
うに使用される。すなわち、半導体ウエハー等の上に塗
布されたＸ線感受性レジスト膜上にこのＸ線露光用マス
クを重ね、アライメント光線を照射してその反射光線の
強度からＸ線露光用マスクのアライメントマークｃ２と
上記半導体ウエハー等に設けられたアライメントマーク
とを光学的に検出して両者を位置整合させ、次に軟Ｘ線
を照射して上記Ｘ線感受性レジスト膜をパターン状に露
光させる。Ｘ線感受性レジスト膜に露光されるパターン
は上記Ｘ線吸収体パターンに正確に対応しており、パタ
ーン状に露光されたＸ線感受性レジスト膜を現像して半
導体ウェハー等をパターン状に露出させることによりこ
の露出部位の半導体ウェハー等を選択的に加工すること
が可能となる。

【０００５】ところで、透過性支持膜ｂ内部に入射した
上記アライメント光線は多重反射を繰り返しこれ等多重
反射光が互いに干渉しながら透過性支持膜ｂから出射さ
れる。そして、上記透過性支持膜ｂの膜厚は１〜２μｍ
と薄いため膜厚の僅かな変動で出射光強度は大きく変動
する。このように従来においては上記透過性支持膜ｂの
膜厚によって変動し易い光強度によりアライメントマー
クｃ２を検出しているため、その正確な検出が困難であ
り、また検出結果が不正確になり易いという問題点を有
していた。これに対し、特開平５−１２９１９０号公報
は、図４に示すように、上記透過性支持膜ｂの表裏両面
にアライメント光線の反射防止膜ｅ及びｆを設けてその
多重反射を防止できるＸ線露光用マスクを提案してい
る。そして、この特開平５−１２９１９０号公報記載の
Ｘ線露光用マスクによれば、透過性支持膜ｂの多重反射
が生じることなく出射されるため、上記透過性支持膜ｂ
の膜厚の如何によらずアライメント光線の出射強度が安
定し上記アライメントマークを容易かつ正確に検出する
ことが可能となる。

【０００６】そして、この特開平５−１２９１９０号公
報記載のＸ線露光用マスクは以下のような方法で製造さ
れていた。すなわち、図５（Ａ）に示すようにシリコン
基板ａ’の主面側に裏面側反射防止膜ｅを形成し、か
つ、この裏面側反射防止膜ｅ上に透過性支持膜ｂを形成
すると共に、この透過性支持膜ｃと同一材料で基板ａ’
の裏面並びに側面側に保護膜ｄを形成する（図５Ｂ参
照）。次に、透過性支持膜ｂ上に表面側反射防止膜ｆ並
びにＸ線吸収体層ｃを順次成膜する（図５Ｃ参照）。そ
して、このＸ線吸収体層ｃ上にレジストパターンｇを形
成し（図５Ｄ参照）、このレジストパターンｇをマスク
にしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により上記Ｘ
線吸収体層ｃをパターニングしてパターン状のＸ線吸収
体層ｃとアライメントマークｃ２とを形成する（図５Ｅ
参照）。次に、裏面側の保護膜ｄ上の周辺部にレジスト
パターンを形成し、このレジストパターンをマスクにし
てＲＩＥにより保護膜ｄをエッチングし基板ａ’の中央
部を露出させる（図５Ｆ参照）。そして、最後に、露出
した基板ａ’の中央部を熱アルカリでエッチング除去し
てＸ線透過窓ａ１を有する枠体ａを形成し、図４におい
て示した上記Ｘ線露光用マスクを製造する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
製造方法によれば、上記基板ａ’の中央部を熱アルカリ
でエッチングする際、裏面側反射防止膜ｅが上記熱アル
カリに接触して侵されその特性が劣化することがあっ
た。そして、裏面側反射防止膜ｅの特性が劣化するとア
ライメント光線に対する反射防止機能が不十分となるた
め、アライメント光線の強度が透過性支持膜ｂの僅かな
膜厚の変動で大きく変動し、アライメントマークｃ２の
正確な検出が困難となり、また、その検出結果が不正確
になり易いという問題点を有していた。

【０００８】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、透過性支持膜ｂ
の膜厚の如何によらずアライメント光線の出射強度を安
定させ、これにより確実かつ容易に位置整合できるＸ線
露光用マスクの製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、中央にＸ線透過窓を有する枠体と、この枠体
にその周縁部を保持されアライメント光とＸ線を共に透
過する透過性支持膜と、この透過性支持膜の少なくとも
上記Ｘ線透過窓に対応する部位の両面に設けられたアラ
イメント光に対する表面側並びに裏面側反射防止膜と、
上記透過性支持膜表面側の主面上にパターン状に設けら
れたＸ線吸収体層と、上記枠体の側面並びに裏面側に設
けられた保護膜とを備えるＸ線露光用マスクの製造方法
の製造方法を前提とし、枠体用基板の表面に透過性支持
膜をまた上記基板の裏面並びに側面に保護膜を構成する
被膜をそれぞれ形成すると共に上記透過性支持膜上に表
面側反射防止膜を形成し、かつ、この表面側反射防止膜
上に上記Ｘ線吸収体層を形成した後、上記Ｘ線透過窓に
対応する部位の保護膜用被膜をエッチングにより除去し
て枠体用基板の一部を露出させ、次いで、露出部位の枠
体用基板をエッチングにより除去してＸ線透過窓を有す
る枠体を形成した後、露出する透過性支持膜の裏面に上
記裏面側反射防止膜を形成することを特徴とするもので
ある。

【００１０】そして、請求項１に係る発明によれば、枠
体用基板をエッチングにより除去してＸ線透過窓を有す
る枠体を形成した後に上記裏面側反射防止膜を形成して
いることから、従来の製造方法に較べて基板エッチング
時の熱アルカリにより上記裏面側反射防止膜が侵される
ことがないため、所望の反射防止機能を有する裏面側反
射防止膜を確実に形成することが可能となる。従って、
アライメント光線の出射強度を安定させて確実かつ容易
に位置整合できるＸ線露光用マスクを確実に製造するこ
とが可能になる。

【００１１】また、請求項１に係る発明によれば、従来
の製造方法と同様、上記表面側反射防止膜についてはパ
ターン状のＸ線吸収体層の形成に先立って形成されてい
るため、形成されたＸ線吸収体のパターンがその後の工
程で歪むことがなく精度良くそのパターンを維持するこ
とが可能となり、かつ、パターンの検査精度も向上す
る。尚、基板のエッチングの際には、表面側反射防止膜
を治具等で保護したり、あるいは熱アルカリを選択的に
裏面側から供給したりすることにより表面側反射防止膜
の熱アルカリによる浸蝕を防ぐことが可能である。

【００１２】次に、請求項１に係る発明において、上記
透過性支持膜はＸ線吸収体層を物理的に支持固定し露光
用Ｘ線とアライメント光線を透過させるもので、機械的
強度に優れ、高いＸ線透過率とアライメント光線透過率
とを有し、かつＸ線照射耐性に優れたものが使用でき
る。このような透過性支持膜としては、例えば、Ｓｉ
Ｎ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｂ等から構成される厚さ１〜２μｍ
の薄膜が挙げられ、中でもＳｉＮが好ましい。

【００１３】また、表面側反射防止膜と裏面側反射防止
膜とは、それぞれ、透過性支持膜の表裏両面に密着して
設けられ、この透過性支持膜の表裏両面におけるアライ
メント光線の反射を防止または抑制するものであり、透
過性支持膜の屈折率の略平方根に等しい屈折率ｎを有す
る透明薄膜が適用できる。このような透明薄膜として
は、例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、ＭｇＦ、ＭｇＯ、Ａｌ₂
Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＺｒＯ、ＴｉＯ₂、ＣｅＯ₂、ＺｎＳ
等の薄膜が利用できる。また、これ等反射防止膜の光学
的膜厚ｎｄ（但し、ｎは反射防止膜の屈折率を表し、ｄ
はその膜厚を表す）は上記アライメント光線の波長λの
略１／４に等しいことが望ましい。

【００１４】また、請求項１に係る発明において上記Ｘ
線吸収体層は、例えば、半導体ウエハー上に設けられた
Ｘ線感受性レジストをパターン状にＸ線露光させるもの
で、かかるＸ線吸収体層の存在部位ではＸ線を遮断して
上記レジストを露光させず、他方Ｘ線吸収体の不存在部
位ではＸ線が透過性支持膜とその表裏の反射防止膜を透
過して上記レジストを露光させる。このようなＸ線吸収
体層としては、Ｔａ、Ｗ、Ａｕ等のＸ線吸収能力に優れ
た金属薄膜が適用でき、周知の反応性イオンエッチング
によりパターニングすることができる。尚、このＸ線吸
収体層のパターニングの際に、上記Ｘ線感受性レジスト
上に露光させるパターンの他にアライメントマークを形
成することが望ましい。

【００１５】また、請求項１に係る発明において上記枠
体用基板としては、例えば、シリコン基板が適用でき、
また、上記保護層としては透過性支持膜と同一材質の薄
膜が適用できる。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明に係るＸ線露光用マスクの
製造方法によれば、枠体用基板の表面に透過性支持膜を
また上記基板の裏面並びに側面に保護膜を構成する被膜
をそれぞれ形成すると共に上記透過性支持膜上に表面側
反射防止膜を形成し、かつ、この表面側反射防止膜上に
上記Ｘ線吸収体層を形成した後、上記Ｘ線透過窓に対応
する部位の保護膜用被膜をエッチングにより除去して枠
体用基板の一部を露出させ、次いで、露出部位の枠体用
基板をエッチングにより除去してＸ線透過窓を有する枠
体を形成した後、露出する透過性支持膜の裏面に上記裏
面側反射防止膜を形成している。

【００１７】すなわち、上記枠体用基板をエッチングに
より除去してＸ線透過窓を有する枠体を形成した後に上
記裏面側反射防止膜を形成していることから、従来の製
造方法に較べて基板エッチング時の熱アルカリにより上
記裏面側反射防止膜が侵されることがなくなるため、所
望の反射防止機能を有する裏面側反射防止膜を確実に形
成することが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００１９】図１Ａに示すように、厚さ２mm、直径３イ
ンチの円盤状シリコン基板１の主面側に、屈折率２．１
８のＳｉＮを２．０μｍの厚さに成膜して透過性支持膜
２を形成した。尚、同時に、基板１の裏面側並びに側面
にも同一材質の薄膜を形成して保護膜３とした。

【００２０】次に、上記透過性支持膜２上に、屈折率
１．４６のＳｉＯ₂を１０５ｎｍの厚さに成膜して表面
側反射防止膜４とした（図１Ａ参照）。尚、上記透過性
支持膜２の屈折率２．１８の平方根は約１．４７であ
り、表面側反射防止膜４の屈折率はこの数値に略等しい
ことが分かる。

【００２１】次に、この表面側反射防止膜４上に、厚さ
７５０ｎｍのＴａ膜５を成膜した（図１Ａ参照）。続い
てこのＴａ膜５上にレジストパターンＲを形成し（図１
Ｂ参照）、このレジストパターンＲをマスクにして反応
性イオンエッチングによりＴａ膜５をエッチングし、上
記Ｔａ膜５をパターニングした（図１Ｃ参照）。

【００２２】尚、図１Ｃ中、５ａはＴａ膜５のエッチン
グにより形成されＴａ膜５と同一材質で構成されたアラ
イメントマークを示している。

【００２３】次に、基板１裏面の保護膜３の周辺部をマ
スクで被覆し、露出した中央部を反応性イオンエッチン
グで除去して上記基板１の一部を露出させた（図１Ｄ参
照）。次に、この基板１を治具内に収容して上記表面側
反射防止膜４とＴａ膜５とを保護し、裏面側から熱アル
カリを供給して裏面中央部に露出した基板１をエッチン
グ除去し、Ｘ線透過窓を有する枠体を形成すると共に上
記透過性支持膜２の裏面側を露出させた（図１Ｅ参
照）。

【００２４】次いで、露出した透過性支持膜２の裏面側
に、屈折率１．４６のＳｉＯ₂を１０５ｎｍの厚さに成
膜し裏面側反射防止膜６を形成してＸ線露光用マスクを
製造した（図１Ｆ参照）。

【００２５】こうして製造されたＸ線露光用マスクの分
光透過率を図２に示す。

【００２６】また、比較のため、表面側反射防止膜と裏
面側反射防止膜との双方を持たない従来のＸ線露光用マ
スクの分光透過率を併せて図２に示す。

【００２７】そして、この図から明らかなように、従来
のＸ線露光用マスクにおいては波長のわずかな変動で透
過率が大きく変動しているのに対し、実施例に係るＸ線
露光用マスクにおいては波長の多少の変動によっては透
過率は実質的に変動せず一定の透過率を維持している。

【００２８】この結果、波長が一定で膜厚に多少の変動
がある場合であっても実施例に係るＸ線露光用マスクは
一定の透過率を維持することが分かる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、枠体用基
板をエッチングにより除去してＸ線透過窓を有する枠体
を形成した後に上記裏面側反射防止膜を形成しているこ
とから、従来の製造方法に較べて基板エッチング時の熱
アルカリにより上記裏面側反射防止膜が侵されることが
なくなるため、所望の反射防止機能を有する裏面側反射
防止膜を確実に形成することが可能となる。

【００３０】従って、アライメント光線の出射強度を安
定させて確実かつ容易に位置整合できるＸ線露光用マス
クを確実に製造できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＸ線露光用マスク製造工程の断面
説明図。

【図２】実施例及び比較例に係るＸ線露光用マスクの分
光透過率を示すグラフ図。

【図３】従来のＸ線露光用マスクの断面説明図。

【図４】従来のＸ線露光用マスクの断面説明図。

【図５】従来のＸ線露光用マスク製造工程の断面説明
図。

【符号の説明】

１シリコン基板２透過性支持膜３保護膜４表面側反射防止膜５Ｘ線吸収体層５ａアライメントマーク６裏面側反射防止膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松尾正東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央にＸ線透過窓を有する枠体と、この枠
体にその周縁部を保持されアライメント光とＸ線を共に
透過する透過性支持膜と、この透過性支持膜の少なくと
も上記Ｘ線透過窓に対応する部位の両面に設けられたア
ライメント光に対する表面側並びに裏面側反射防止膜
と、上記透過性支持膜表面側の主面上にパターン状に設
けられたＸ線吸収体層と、上記枠体の側面並びに裏面側
に設けられた保護膜とを備えるＸ線露光用マスクの製造
方法において、枠体用基板の表面に透過性支持膜をまた上記基板の裏面
並びに側面に保護膜を構成する被膜をそれぞれ形成する
と共に上記透過性支持膜上に表面側反射防止膜を形成
し、かつ、この表面側反射防止膜上に上記Ｘ線吸収体層
を形成した後、上記Ｘ線透過窓に対応する部位の保護膜
用被膜をエッチングにより除去して枠体用基板の一部を
露出させ、次いで、露出部位の枠体用基板をエッチング
により除去してＸ線透過窓を有する枠体を形成した後、
露出する透過性支持膜の裏面に上記裏面側反射防止膜を
形成することを特徴とするＸ線露光用マスクの製造方
法。