JPS5923104B2 - 軟ｘ線露光用マスクの製造方法 - Google Patents
軟ｘ線露光用マスクの製造方法Info
- Publication number
- JPS5923104B2 JPS5923104B2 JP51034832A JP3483276A JPS5923104B2 JP S5923104 B2 JPS5923104 B2 JP S5923104B2 JP 51034832 A JP51034832 A JP 51034832A JP 3483276 A JP3483276 A JP 3483276A JP S5923104 B2 JPS5923104 B2 JP S5923104B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- etching
- layer
- soft
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- 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】
この発明は軟Ｘ線露光用マスクの製造方法に関し、特に
マスクズレを生ぜずかつ大面積のマスクの製造を可能に
する軟Ｘ線露光用マスクの製造方法を提供するものであ
る。
マスクズレを生ぜずかつ大面積のマスクの製造を可能に
する軟Ｘ線露光用マスクの製造方法を提供するものであ
る。
従来半導体集積回路装置の製造に光製版技術が用いられ
ていた。
ていた。
し力化光製版技術の解像能力はこれに用いた光の波長に
直接関係する干渉や回折効果によつて制限され、安定に
再現されうる最少線幅はおよそ２μ程度である。この光
による解像の限界を克服するために走査電子線露光方式
およびＸ線露光方式が開発された。しかし前者は電子ビ
ームを順次走査して露光するために時間がかかフ リ、
マスタマスクの製造には用いられるが半導体基板に直接
露光することは経済的でない。一方、光の代りに波長が
数オングストロム尤の軟Ｘ線を用いるＸ線転写方式と称
せられる技術は上記走査電子線方式に比して安価でかつ
経済的である。軟′−Ｘ線に対するマスクは、マスク材
料とこれを支持するとともに軟Ｘ線を透過する薄膜とか
らなつている。このマスク材料の厚さはマスク材料をパ
ターンづけする技術によつて制限され、厚さは最小線幅
を１μとすると０．５μ程度迄である。これにＯ 対し
て軟Ｘ線を透過する薄膜の厚さは、Ｘ線の波長、薄膜の
材質にもよるが、せいぜい１０μ程度である。従来Ｘ線
を透過する薄膜としてはシリコンもしくは有機物のフィ
ルムが用いられてきた。
直接関係する干渉や回折効果によつて制限され、安定に
再現されうる最少線幅はおよそ２μ程度である。この光
による解像の限界を克服するために走査電子線露光方式
およびＸ線露光方式が開発された。しかし前者は電子ビ
ームを順次走査して露光するために時間がかかフ リ、
マスタマスクの製造には用いられるが半導体基板に直接
露光することは経済的でない。一方、光の代りに波長が
数オングストロム尤の軟Ｘ線を用いるＸ線転写方式と称
せられる技術は上記走査電子線方式に比して安価でかつ
経済的である。軟′−Ｘ線に対するマスクは、マスク材
料とこれを支持するとともに軟Ｘ線を透過する薄膜とか
らなつている。このマスク材料の厚さはマスク材料をパ
ターンづけする技術によつて制限され、厚さは最小線幅
を１μとすると０．５μ程度迄である。これにＯ 対し
て軟Ｘ線を透過する薄膜の厚さは、Ｘ線の波長、薄膜の
材質にもよるが、せいぜい１０μ程度である。従来Ｘ線
を透過する薄膜としてはシリコンもしくは有機物のフィ
ルムが用いられてきた。
有機物５ フィルムは大面積のマスクの製造を容易にす
るも、フィルムと半導体基板のシリコンとの熱膨張係数
の差による「マスクズレ」を生ずるという致命的な欠点
がある。これは単に転写時の温度制御のみならず、マス
ク製作工程での温度制御が正確に行０ なわれないとマ
スクの精度が保たれないからである。一方、シリコン薄
膜の場合には基板と同じ材質であるため上記の「マスク
ズレ」の問題はないが、有機物フィルムに比して脆いた
め微小部分のマス”５ クは容易に作れるが大面積のマ
スクの製造は従来困難とされていた。
るも、フィルムと半導体基板のシリコンとの熱膨張係数
の差による「マスクズレ」を生ずるという致命的な欠点
がある。これは単に転写時の温度制御のみならず、マス
ク製作工程での温度制御が正確に行０ なわれないとマ
スクの精度が保たれないからである。一方、シリコン薄
膜の場合には基板と同じ材質であるため上記の「マスク
ズレ」の問題はないが、有機物フィルムに比して脆いた
め微小部分のマス”５ クは容易に作れるが大面積のマ
スクの製造は従来困難とされていた。
シリコン薄膜によるマスクの製造の一例を断面図にて第
１図および第２図に示ｏりす。
１図および第２図に示ｏりす。
これはシリコン基板を部分的に薄くしてこの部分をマス
クにするもので、図の１はシリコン基板で、この１主面
にボロンを高濃度に含む層２を拡散またはエピタキシヤ
ル成長などの手段で形成し次にマスク材３が構成される
。次にアルカリ液にて裏面よりエツチングを施すと、ボ
ロンを高濃度に含むシリコン層２はシリコン基板よりも
エツチングされにくいためシリコン基板はその露出面側
からエツチングされて第２図の如くなる。しかしこの方
法は選択性が完全でないことと、液相エツチングにおい
ては第３図に示す如くエツジの部分はエツチレートが速
いため溝（図における矢印）を形成し、さらに時には孔
となり、またエツチングのバラツキを生ずる部分の面積
は可成の部分を占めマスクの有効面積が減少し、またエ
ツチング面が一様でないという欠点をもつている。この
発明は上記従来の欠点を除去するためになされたもので
、シリコン薄膜で比較的大きい面積の軟Ｘ線露光用マス
クを製造する目的で、その概要は薄膜マスクでマスクパ
ターンを有する面上に支持部材を部分的に置く構造とし
、シリコンの選択エツチングを二段階に別け選択性を向
上し、表面の均一性をよくすることによつて達成される
。
クにするもので、図の１はシリコン基板で、この１主面
にボロンを高濃度に含む層２を拡散またはエピタキシヤ
ル成長などの手段で形成し次にマスク材３が構成される
。次にアルカリ液にて裏面よりエツチングを施すと、ボ
ロンを高濃度に含むシリコン層２はシリコン基板よりも
エツチングされにくいためシリコン基板はその露出面側
からエツチングされて第２図の如くなる。しかしこの方
法は選択性が完全でないことと、液相エツチングにおい
ては第３図に示す如くエツジの部分はエツチレートが速
いため溝（図における矢印）を形成し、さらに時には孔
となり、またエツチングのバラツキを生ずる部分の面積
は可成の部分を占めマスクの有効面積が減少し、またエ
ツチング面が一様でないという欠点をもつている。この
発明は上記従来の欠点を除去するためになされたもので
、シリコン薄膜で比較的大きい面積の軟Ｘ線露光用マス
クを製造する目的で、その概要は薄膜マスクでマスクパ
ターンを有する面上に支持部材を部分的に置く構造とし
、シリコンの選択エツチングを二段階に別け選択性を向
上し、表面の均一性をよくすることによつて達成される
。
次にこの発明の実施例につき説明する。第４図に示す１
１はシリコンウエハで不純物濃度が１０１８個／Ｃｃ以
下、直径７５１１１厚さ６００μ、のｎ型（１００）に
なり、この１主面に四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の水素
還元によつて１１７０℃で不純物濃度が一例の９×１０
１９個／Ｃｃのボロンを含み厚さ１５μの第１のエピタ
キシヤル層１２を形成した。
１はシリコンウエハで不純物濃度が１０１８個／Ｃｃ以
下、直径７５１１１厚さ６００μ、のｎ型（１００）に
なり、この１主面に四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の水素
還元によつて１１７０℃で不純物濃度が一例の９×１０
１９個／Ｃｃのボロンを含み厚さ１５μの第１のエピタ
キシヤル層１２を形成した。
次に後の選択エツチングが不純物の濃度依存性によつて
行なわれるために濃度勾配を可能な限り急にするために
モノシラン（ＳｉＮ４）の熱分解によつて１０００℃で
一例の８×１０１４個／Ｃｃのボロンを含む厚さ３．８
μの第２のエピタキシヤル層１３を形成したのち、さら
に積層して層厚１５０Ｘのクロム層１４を一例の真空蒸
着により被着した。これはのちに施す金めつきの被着を
容易にするためである。上記第１および第２の各エピタ
キシヤル成長層１２，１３（以下エピタキシヤル層と略
称する）につき例示された不純物濃度はシリコン基板に
対する第１のエピタキシヤル層、第１のエピタキシヤル
層と第２のエピタキシヤル層とのエツチングレートを後
に述べる１０：１，２００：１というように大きくする
ためで、第１のエピタキシヤル層の不純物濃度は２×１
０１９個／Ｃｃ以上、第２のエピタキシヤル層の不純物
濃度は５×１０！５個／Ｃｃ以下にすれば好適する。
行なわれるために濃度勾配を可能な限り急にするために
モノシラン（ＳｉＮ４）の熱分解によつて１０００℃で
一例の８×１０１４個／Ｃｃのボロンを含む厚さ３．８
μの第２のエピタキシヤル層１３を形成したのち、さら
に積層して層厚１５０Ｘのクロム層１４を一例の真空蒸
着により被着した。これはのちに施す金めつきの被着を
容易にするためである。上記第１および第２の各エピタ
キシヤル成長層１２，１３（以下エピタキシヤル層と略
称する）につき例示された不純物濃度はシリコン基板に
対する第１のエピタキシヤル層、第１のエピタキシヤル
層と第２のエピタキシヤル層とのエツチングレートを後
に述べる１０：１，２００：１というように大きくする
ためで、第１のエピタキシヤル層の不純物濃度は２×１
０１９個／Ｃｃ以上、第２のエピタキシヤル層の不純物
濃度は５×１０！５個／Ｃｃ以下にすれば好適する。
次に走査電子線露光によつて厚さ０．８μの所望のレジ
ストのパターン１５を形成した。
ストのパターン１５を形成した。
次にレジス口５をマスクとして０．５μの金１６を選択
めつきでつけ、その後レジストを除去した。
めつきでつけ、その後レジストを除去した。
次に支持部材層となるポリイミド樹脂層１７を厚さ１０
μ被着し、第５図に示すように上記マスクのパターンの
ない部位に幅４００μの格子状に配夕！ルた。次に、シ
リコンウエハ１１に対しては第６図に示すように上記処
理を施した面にシリコンのエツチング液に対する保護膜
１８を被着してシリコンウエハの露出主面（上記処理を
施した主面の反対主面）の周辺部１９を幅５ｍ１１ｔ残
して容量比がＨＦ：ＨＮＯ３＝３：９７・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・１のシリコンエツチング
液で厚さ４００μを除去した。
μ被着し、第５図に示すように上記マスクのパターンの
ない部位に幅４００μの格子状に配夕！ルた。次に、シ
リコンウエハ１１に対しては第６図に示すように上記処
理を施した面にシリコンのエツチング液に対する保護膜
１８を被着してシリコンウエハの露出主面（上記処理を
施した主面の反対主面）の周辺部１９を幅５ｍ１１ｔ残
して容量比がＨＦ：ＨＮＯ３＝３：９７・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・１のシリコンエツチング
液で厚さ４００μを除去した。
次に第７図に示す周辺部を幅７１ｔ１１の保護膜で被覆
しエチレンジアミン：水：ピロカテＯ−）Ｖ−１７ＣＣ
：８ＣＣ：３ｇ・・・・・・２の組成のシリコンエツチ
ング液でシリコンウエハをエツチングした。
しエチレンジアミン：水：ピロカテＯ−）Ｖ−１７ＣＣ
：８ＣＣ：３ｇ・・・・・・２の組成のシリコンエツチ
ング液でシリコンウエハをエツチングした。
この組成２のエツチング液は上記ウエハ１１と第１のエ
ピタキシヤル層１２の不純物濃度比では１０：１の選択
性を有する。そしてシリコン１１のエツチング後の第１
のエピタキシヤル層１２の表面の粗さは約２μであつた
。次に周辺部を幅９７Ｆ！ｌ保護膜で被覆しＨＦ：ＨＮ
Ｏ３：ＣＨ３ＣＯＯＨ＝１：３：８・・・・・・３の組
成のエツチング液中で第１のエピタキシヤル成長層に対
する選択エツチングが達成される。
ピタキシヤル層１２の不純物濃度比では１０：１の選択
性を有する。そしてシリコン１１のエツチング後の第１
のエピタキシヤル層１２の表面の粗さは約２μであつた
。次に周辺部を幅９７Ｆ！ｌ保護膜で被覆しＨＦ：ＨＮ
Ｏ３：ＣＨ３ＣＯＯＨ＝１：３：８・・・・・・３の組
成のエツチング液中で第１のエピタキシヤル成長層に対
する選択エツチングが達成される。
すなわち、第９図に示すように、上記の式３に示される
エツチング液２１を入れた容器２２内にシ，リコン基板
２３，２３・・・を浸し、かつ液中に一例の炭素Ｃ電極
２４と白金Ｐｔ電極２５を並べ、炭素電極２４を正に、
白金電極２５を負にして両端の電極電位が４０ｍＶにな
る如く過酸化水素（ｒα）を過酸化水素注加口２６から
制御しつつ導入して行なう選択エツチング方法で達成さ
れる。この組成のエツチング液は上述の７第１のエピタ
キシヤル層１２と第２のエピタキシヤル層１３の不純物
の濃度比では２００：１の選択性を有する。上記第１の
エピタキシヤル層１２のエツチング後の第２のエピタキ
シヤル層１３の表面の粗さは１０００Ｘのすぐれた滑面
が得られ該層の厚さ３．８μに比しＸ線の透過に対して
は全く無視できる。ウエハ１１と第１のエピタキシヤル
層１２のエツチングはウエハを毎分４０回転の公転と毎
分２０回転の自転とによつて行なつた。これは表面の均
一性をうるために有効である。また第１のエピタキシヤ
ル層１２の選択エツチングではウエハを自公転させない
と選択性は３０：１にまで低下する。次に保護膜１８を
除去して第８図に示すようにＸ線露光用マスクが得られ
た。上述のようにして形成されたマスクを用いてアルミ
ニウムの波長８３４Ｘの軟Ｘ線を照射したところ良好な
パターンを得ることができた。
エツチング液２１を入れた容器２２内にシ，リコン基板
２３，２３・・・を浸し、かつ液中に一例の炭素Ｃ電極
２４と白金Ｐｔ電極２５を並べ、炭素電極２４を正に、
白金電極２５を負にして両端の電極電位が４０ｍＶにな
る如く過酸化水素（ｒα）を過酸化水素注加口２６から
制御しつつ導入して行なう選択エツチング方法で達成さ
れる。この組成のエツチング液は上述の７第１のエピタ
キシヤル層１２と第２のエピタキシヤル層１３の不純物
の濃度比では２００：１の選択性を有する。上記第１の
エピタキシヤル層１２のエツチング後の第２のエピタキ
シヤル層１３の表面の粗さは１０００Ｘのすぐれた滑面
が得られ該層の厚さ３．８μに比しＸ線の透過に対して
は全く無視できる。ウエハ１１と第１のエピタキシヤル
層１２のエツチングはウエハを毎分４０回転の公転と毎
分２０回転の自転とによつて行なつた。これは表面の均
一性をうるために有効である。また第１のエピタキシヤ
ル層１２の選択エツチングではウエハを自公転させない
と選択性は３０：１にまで低下する。次に保護膜１８を
除去して第８図に示すようにＸ線露光用マスクが得られ
た。上述のようにして形成されたマスクを用いてアルミ
ニウムの波長８３４Ｘの軟Ｘ線を照射したところ良好な
パターンを得ることができた。
すなわち、この発明の軟Ｘ線露光用マスクの製造方法に
よれば、薄いシリコンで形成される軟Ｘ線露光用マスク
を強固に、かつ露光の透過面を高度に平滑に形成するの
が容易で、解像性能がすぐれるマスクの製造が達成でき
、稠密で微細なパターンが形成できる顕著な利点がある
。
よれば、薄いシリコンで形成される軟Ｘ線露光用マスク
を強固に、かつ露光の透過面を高度に平滑に形成するの
が容易で、解像性能がすぐれるマスクの製造が達成でき
、稠密で微細なパターンが形成できる顕著な利点がある
。
第１図および第２図は従来の軟Ｘ線露光用マスクの製造
方法を説明するための断面図、第３図は従来の軟Ｘ線露
光用マスクおよびその製造方法の欠点を説明するための
部分断面図、第４図ないし第８図はこの発明の一実施例
の軟Ｘ線露光用マスクの製造方法を工程順に説明するい
ずれも断面図、ノ第９図は第２エピタキシヤル成長層の
エツチングに用いるエツチング装置の断面図である。 １１・・・・・・シリコンウエハ、１２・・・・・・第
１のエピタキシヤル層、１３・・・・・・第２のエピタ
キシヤル層、１４，１６・・・・・・金属層、１７・・
・・・・支持部材層（ポτ りイミド樹脂層）、１９・
・・・・・ウエハの周縁部、２１・・・・・・エツチン
グ液、２２・・・・・・エツチング容器、２３・・・・
・・（第１エピタキシヤル成長層をエツチングする段階
の）シリコンウエハ、２４・・・・・・炭素電極、２５
・・・・・・白金電極、２６・・・・・・過酸化水素注
加９０。
方法を説明するための断面図、第３図は従来の軟Ｘ線露
光用マスクおよびその製造方法の欠点を説明するための
部分断面図、第４図ないし第８図はこの発明の一実施例
の軟Ｘ線露光用マスクの製造方法を工程順に説明するい
ずれも断面図、ノ第９図は第２エピタキシヤル成長層の
エツチングに用いるエツチング装置の断面図である。 １１・・・・・・シリコンウエハ、１２・・・・・・第
１のエピタキシヤル層、１３・・・・・・第２のエピタ
キシヤル層、１４，１６・・・・・・金属層、１７・・
・・・・支持部材層（ポτ りイミド樹脂層）、１９・
・・・・・ウエハの周縁部、２１・・・・・・エツチン
グ液、２２・・・・・・エツチング容器、２３・・・・
・・（第１エピタキシヤル成長層をエツチングする段階
の）シリコンウエハ、２４・・・・・・炭素電極、２５
・・・・・・白金電極、２６・・・・・・過酸化水素注
加９０。
Claims (1)
- １ 不純物濃度が１０＾１＾８個／ｃｃ以下のシリコン
基板の１主面にボロンの不純物濃度が２×１０＾１＾９
個／ｃｃ以上の第１のエピタキシャル成長層を形成する
工程と、前記第１のエピタキシャル成長層上に不純物濃
度が５×１０＾１＾５個／ｃｃ以下の第２のエピタキシ
ャル成長層を形成する工程と、前記第２のエピタキシャ
ル成長層にこれとなじみのよい金属層を介してマスク形
成予定域に軟Ｘ線を透過させない金属のマスクパターン
層を形成する工程と、前記第２のエピタキシャル成長層
におけるマスクパターン層の設けられてない部位に支持
部材層を形成する工程と、前記シリコン基板の他主面周
縁部を除きエチレンジアミンと水とピロカテコールの組
成比が１７ｃｃ：８ｃｃ：３ｇである蝕刻液で蝕刻する
工程と、前記第１のエピタキシャル成長層のシリコン基
板周縁部で覆われていない露出部を弗酸と硝酸と酢酸の
組成比が１：３：８である蝕刻液で蝕刻する工程とを具
備した軟Ｘ線露光用マスクの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51034832A JPS5923104B2 (ja) | 1976-03-30 | 1976-03-30 | 軟ｘ線露光用マスクの製造方法 |
| US05/782,379 US4198263A (en) | 1976-03-30 | 1977-03-29 | Mask for soft X-rays and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51034832A JPS5923104B2 (ja) | 1976-03-30 | 1976-03-30 | 軟ｘ線露光用マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52117557A JPS52117557A (en) | 1977-10-03 |
| JPS5923104B2 true JPS5923104B2 (ja) | 1984-05-30 |
Family
ID=12425162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51034832A Expired JPS5923104B2 (ja) | 1976-03-30 | 1976-03-30 | 軟ｘ線露光用マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923104B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538231Y2 (ja) * | 1988-09-29 | 1993-09-28 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5312274A (en) * | 1976-07-21 | 1978-02-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Production of mask for x-ray exposure |
| JPS56132343A (en) * | 1980-03-22 | 1981-10-16 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Mask for x-ray exposure and its manufacture |
| US4646465A (en) * | 1984-06-22 | 1987-03-03 | Suiseki Fujimoto | Method of inoculating mushroom basidiospores seed basidiospore bed for inoculation, culture container for seed basidiospore bed, and boring apparatus for host wood for inoculation |
-
1976
- 1976-03-30 JP JP51034832A patent/JPS5923104B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538231Y2 (ja) * | 1988-09-29 | 1993-09-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52117557A (en) | 1977-10-03 |
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