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JPH0795511B2 - X線露光用マスクとその製造方法 - Google Patents

X線露光用マスクとその製造方法

Info

Publication number
JPH0795511B2
JPH0795511B2 JP9058187A JP9058187A JPH0795511B2 JP H0795511 B2 JPH0795511 B2 JP H0795511B2 JP 9058187 A JP9058187 A JP 9058187A JP 9058187 A JP9058187 A JP 9058187A JP H0795511 B2 JPH0795511 B2 JP H0795511B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
transparent support
absorber
support
ray absorber
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 - Lifetime
Application number
JP9058187A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63255918A (ja
Inventor
孝浩 中東
潔 緒方
靖典 安東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP9058187A priority Critical patent/JPH0795511B2/ja
Publication of JPS63255918A publication Critical patent/JPS63255918A/ja
Publication of JPH0795511B2 publication Critical patent/JPH0795511B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばX線リソグラフィ等に用いられるX
線露光用マスクとその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
第5図は、X線露光用マスクの製造工程の一例を示す図
である。
まず、例えばシリコン単結晶基板から成るマスク支持体
2を用意し(同図(A))、その上に例えば窒化ホウ素
(BN)あるいは窒化シリコン(SiNx)等から成るX線透
過性支持体4を、CVD法、イオンプレーティング法、真
空蒸着とイオン照射の併用法等によって形成する(同図
(B))。そしてその上に、例えばAu、Ta、W等から成
るX線吸収体6を、蒸着法、メッキ法等によって形成す
る(同図(C))。これによって、パターニング等の加
工をする前のマスク(マスクブランクス)7が得られ
る。
その後は例えば、X線吸収体6の上にレジスト8を塗布
し(同図(D))、そして当該レジスト8をパターニン
グした後(同図(E))、X線吸収体6をイオンエッチ
ング等によってパターニングすると共にレジスト8を除
去し(同図(F))、最後にウエットエッチング等によ
ってX線透過性支持体4をエッチング停止層としてマス
ク支持体2に窓あけを行うと、最終的に加工されたX線
露光用マスク10が得られる(同図(G))。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記X線吸収体6は、一般的に前述したような蒸着法、
メッキ法等によってX線透過性支持体4上に形成されて
いるため、両者間の密着性が悪く、そのためX線照射時
の温度上昇に伴ってX線吸収体6が剥離を起こす場合が
あった。
即ち、X線照射時に、X線吸収体6等はX線の吸収によ
って発熱し、それによって当該X線吸収体6やX線透過
性支持体4等の温度が上昇するが、前述したようにX線
吸収体6はAu、Ta、W等の金属から成りX線透過性支持
体4は窒化ホウ素や窒化シリコン等のセラミックスから
成っていて、両者の熱膨脹係数が通常は互いに異なるた
め、両者間に熱ストレスが発生する。それゆえ両者間の
密着性が悪いと、X線吸収体6が剥離脱落を起こし、パ
ターニング欠陥の発生、パターン精度の悪化というよう
な問題が発生し、正確なパターン転写が行えなくなる。
そこでこの発明は、このような問題点を解決したX線露
光用マスクとその製造方法を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明のX線露光用マスクは、前述したようなX線吸
収体とX線透過性支持体との界面付近に、X線吸収体を
構成する物質とX線透過性支持体を構成する物質とが混
じり合って成り、しかもX線透過性支持体に近づくにつ
れてX線吸収体を構成する物質の割合が連続的に減少し
かつX線透過性支持体を構成する物質の割合が連続的に
増加している混合層が形成されていることを特徴とす
る。
この発明の第1の製造方法は、マスク支持体上にX線透
過性支持体が、更にその上にX線吸収体がそれぞれ形成
されたものを用意し、真空中でX線吸収体側から、加速
された不活性ガスイオンを注入することによって、X線
吸収体とX線透過性支持体との界面付近に、X線吸収体
を構成する物質とX線透過性支持体を構成する物質とが
混じり合って成り、しかもX線透過性支持体に近づくに
つれてX線吸収体を構成する物質の割合が連続的に減少
しかつX線透過性支持体を構成する物質の割合が連続的
に増加している混合層を形成することを特徴とする。
この発明の第2の製造方法は、マスク支持体上にX線透
過性支持体が形成されたものを用意し、真空中でX線透
過性支持体に対して、X線吸収体構成用金属の蒸着と、
当該金属と同種の金属イオンまたは不活性ガスイオンで
あって加速されたものの照射を行うことによって、X線
透過性支持体上にX線吸収体を、かつ両者の界面付近
に、X線吸収体を構成する物質とX線透過性支持体を構
成する物質とが混じり合って成り、しかもX線透過性支
持体に近づくにつれてX線吸収体を構成する物質の割合
が連続的に減少しかつX線透過性支持体を構成する物質
の割合が連続的に増加している混合層を形成することを
特徴とする。
〔作用〕
この発明のX線露光用マスクにおいては、混合層が言わ
ば楔のような作用をするので、X線吸収体のX線透過性
支持体に対する密着性が向上する。
この発明の第1の製造方法によれば、X線吸収体を構成
する物質が不活性ガスイオンによってX線透過性支持体
内に叩き込まれたり、あるいはそれと共にX線透過性支
持体を構成する物質がX線吸収体内に叩き出されたりし
て、X線吸収体とX線透過性支持体との界面付近に、両
者の構成物質が混じり合って成る上記のような混合層が
形成される。
この発明の第2の製造方法によれば、X線吸収体構成用
金属の蒸着によってX線透過性支持体上にX線吸収体が
形成され、しかも照射されたイオンによって、X線吸収
体を構成する物質がX線透過性支持体内に叩き込まれた
り、あるいはそれと共にX線透過性支持体を構成する物
質がX線吸収体内に叩き出されたりして、X線吸収体と
X線透過性支持体との界面付近に、両者の構成物質が混
じり合って成る上記のような混合層が形成される。
〔実施例〕
第1図は、この発明に係るX線露光用マスクの一例を部
分的に示す概略断面図である。
この実施例のX線露光用マスク12は、例えば前述したよ
うなX線吸収体6と、それを支持するX線透過性支持体
4と、それを支持するマスク支持体2とを有している。
しかもX線吸収体6とX線透過性支持体4との界面付近
に、両者の構造物質(例えばX線吸収体6がAuから成り
X線透過性支持体4がBNから成る場合は、AuおよびBN)
が混じり合って成る混合層14が形成されている。しかも
この混合層14においては、例えば第4図に示すように、
X線透過性支持体4に近づくにつれてX線吸収体6を構
成する物質の割合が連続的に減少しかつX線透過性支持
体4を構成する物質の割合が連続的に増加している。
尚、図示例ではX線吸収体6あるいはマスク支持体2は
パターニングあるいは窓あけ等の加工が成されていない
ものを示すが、それらは例えば第5図(D)〜(G)の
ような工程を経る等して適宜加工される。
上記X線露光用マスク12においては、混合層14が言わば
楔のような作用をするので、X線吸収体6のX線透過性
支持体4に対する密着性が非常に高くなる。しかも、X
線吸収体6とX線透過性支持体4間の熱膨脹係数の違い
を、組成が連続的に変化している混合層14で吸収できる
ため、X線吸収体6とX線透過性支持体4間の熱ストレ
スの発生も抑えられる。
その結果、X線照射時の温度上昇に伴うX線吸収体6の
剥離が無くなるため、従来のマスクの欠点であったX線
吸収体の脱落によるパターン欠陥の発生、パターン精度
の悪化というような問題が無くなり、正確なパターン転
写が可能になる。
次に上記のようなX線露光用マスク12の製造方法の例を
第2図あるいは第3図を参照して説明する。
第2図は、イオン注入による方法を実施する装置の例を
示す。即ち、前述したようなマスク支持体2上にX線透
過性支持体4が、更にその上にX線吸収体6が公知のCV
D法、PVD法等によってそれぞれ形成されたものを用意し
て、これをホルダ16に取り付けて真空容器(図示省略)
内に収納しており、当該X線吸収体6に向けてイオン源
18を配置している。
イオン源18は、この例ではプラズマ閉じ込めに多極磁場
を用いるバケット型イオン源であり、均一で大面積のイ
オン(イオンビーム)20を加速してX線吸収体6に照射
・注入することができる。もっとも、このようなバケッ
ト型イオン源の代わりに、他のタイプのイオン源を用い
ることもできる。
処理に際しては、真空容器内を例えば10-5〜10-7Torr程
度にまで排気したのち、イオン源18からイオン20として
Ne、Ar、Kr等の不活性ガスイオンを引き出してこれをX
線吸収体6側から注入する。これによって、X線吸収体
6を構成する物質が不活性ガスイオン20によってX線透
過性支持体4の内部に叩き込まれたり、あるいはそれと
共にX線透過性支持体4を構成する物質がX線吸収体6
内に叩き出されたりして、X線吸収体6とX線透過性支
持体4との界面付近に、両者の構成物質が混じり合って
成る成る前述したような混合層14(第1図参照)が形成
される。その結果、前述したようなX線露光用マスク12
が得られる。
上記の場合、混合層14の厚みは、イオン20のエネルギー
等によって調整することができる。
また、イオン20のエネルギーと予め形成しておくX線吸
収体6の膜厚との関係は、イオン20の飛程(平均射影飛
程)がX線吸収体6の膜厚と同程度になるようにするの
が好ましい。そのようにすれば、X線吸収体6とX線透
過性支持体4との界面付近に効果的に混合層14を形成す
ることができるからである。
もっとも、イオン20のエネルギーは、それがあまり大き
いとそのX線吸収体6に対するスパッタ作用等が無視で
きなくなるため、例えば数KeV〜数十KeV程度にするのが
好ましく、その場合のイオン20の飛程がX線吸収体6の
所望膜厚に足りない場合は、初めにX線透過性支持体4
上にX線吸収体6をイオン20の飛程程度の厚みだけ形成
しておいて混合層14を形成した後に、X線吸収体6の膜
厚を更に所望膜厚まで増やすようにしても良い。
また、X線吸収体6表面の垂線に対するイオン20の入射
角θは、それによるX線吸収体6のスパッタ防止等の観
点から、0゜〜60゜程度の範囲内にするのが好ましい。
また、イオン20の注入量は、それがあまり少ないと混合
層14ができにくく、逆に余り多いと混合層14等の内部に
ガスボイド等ができ易いため、1015〜1018イオン/cm2
度にするのが好ましい。
第3図は、真空蒸着とイオン照射とを併用する方法を実
施する装置の例を示す。即ち、前述したようなマスク支
持体2上にX線透過性支持体4が公知のCVD法、PVD法等
によって形成されたものを用意して、これをホルダ16に
取り付けて真空容器(図示省略)内に収納しており、当
該X線透過性支持体4に向けて蒸発源22および前述した
ようなイオン源18を配置している。
蒸発源22は、この例では電子ビーム蒸発源であり、蒸発
材料24を電子ビームによって加熱蒸気化することによっ
て、前述したようなX線吸収体6構成用の金属26、例え
ばAu、Ta、W等をX線透過性支持体4の表面に蒸着させ
ることができる。最も、このような電子ビーム蒸発源の
代わりに、他のタイプの蒸発源を用いることもできる。
X線透過性支持体4に対する金属26の蒸着速度あるいは
X線透過性支持体4上に形成される膜の膜厚は、膜厚モ
ニタ28によって計測することができる。
イオン源18からはこの場合、イオン20として、上記金属
26と同種の金属イオンまたは前述たような不活性ガスイ
オンを引き出す。
処理に際しては、真空容器内を例えば10-5〜10-7Torr程
度にまで排気した後、蒸発源22からの上記のような金属
26をX線透過性支持体4上に蒸着させ、かつイオン源18
からの上記のようなイオン20をX線透過性支持体4に向
けて照射する。
その場合、X線透過性支持体4に対する金属26の蒸着と
イオン20の照射の態様としては、両者を同時に行って
所望膜厚のX線吸収体6を得る方法、両者を同時に行
った後、更に必要に応じて金属26の蒸着を行って所望膜
厚のX線吸収体6を得る方法、金属26の蒸着を先行さ
せてそれとイオン20の照射を交互に所定回数行って所望
膜厚のX線吸収体6を得る方法、等が採り得る。
上記処理によって、X線透過性支持体4上に前述したよ
うな混合層14(第1図参照)が形成され、その上に前述
したようなX線吸収体6が形成される。混合層14が形成
されるのは、X線透過性支持体4上に蒸着されたX線吸
収体6構成用の金属26が、照射されたイオン20によって
X線透過性支持体4の内部に叩き込まれたり、あるいは
それと共にX線透過性支持体4を構成する物質が蒸着さ
れたX線吸収体6内に叩き出されたりする作用による。
以上によって、前述したようなX線露光用マスク12が得
られる。
尚、この場合も、金属26の蒸着とイオン20の照射を交互
に行う場合は、X線透過性支持体4上に先に形成するX
線吸収体6の厚みは、後に照射・注入するイオン20の飛
程程度の厚みにするのが好ましい。また、イオン20のエ
ネルギー、入射角θ、注入量等の好ましい範囲は、第2
図で説明した方法の場合とほぼ同様である。いずれも前
述した理由による。
次に、第3図で説明した方法による具体的な実験例を示
す。
実験例1 シリコン単結晶基板から成るマスク支持体2上に、窒化
ホウ素(BN)から成るX線透過性支持体4を熱CVD法に
よって4μmの膜厚に形成したものを用意し、当該X線
透過性支持体4に対して、蒸発源22から金属26としてAu
を蒸発させてそを約10Å/minで蒸着させながら、イオン
源18からイオン20としてArイオンを約5KeV〜20KeVのエ
ネルギーで照射して、混合層14を約10Å〜1000Åの厚み
形成した。その後、イオン20の照射を中止して蒸着のみ
で、混合層14上にX線吸収体6としてAuを約3000Åの厚
み形成した。
このようにして得られたX線露光用マスク12のオージェ
電子分光法(AES)による表面からの深さ方向の分析デ
ータの一例を第4図に示す。縦軸の絶対強度は各元素の
密度に相当し、横軸のエッチング時間は表面からの深さ
に相当する。X線吸収体6であるAuとX線透過性支持体
4であるBNとの界面付近に、AuおよびBNから成りしかも
組成が連続的に変化している混合層14が形成されている
のが分かる。
実験例2 マスク支持体2上にX線透過性支持体4を形成したもの
であって上記例1の場合と同様のものを用意し、当該X
線透過性支持体4に対しAuを約300Å蒸着させた後、Ar
イオンをエネルギー30KeVで1016〜1018イオン/cm2照射
・注入して混合層14を形成した。そしてその後更に、Au
を約3000Å蒸着させてX線吸収体6を形成した。
上記いずれの実験例においても、混合層14の存在によっ
てX線吸収体6の密着性の良いX線露光用マスク12が得
られた。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明に係るX線露光用マスクによれ
ば、混合層が言わば楔のような作用をするのでX線吸収
体のX線透過性支持体に対する密着性が非常に高くな
り、しかもX線吸収体とX線透過性支持体間の熱膨脹係
数の違いを組成が連続的に変化している混合層で吸収で
きるためX線吸収体とX線透過性支持体間の熱ストレス
の発生も抑えられ、その結果、X線照射時の温度上昇に
伴うX線吸収体の剥離を抑えることができるため、従来
のマスクの欠点であったX線吸収体の剥離脱落によるパ
ターン欠陥の発生、パターン精度の悪化というような問
題が無くなり、正確なパターン転写が可能になる。
またこの発明に係る製造方法によれば、加速されたイオ
ンによるX線吸収体構成物質等の叩き込み・叩き出し作
用によって、上記のような混合層を基材の高温加熱を要
することなく形成することができるので、上記のような
混合層を有するX線露光用マスクを容易に製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るX線露光用マスクの一例を部
分的に示す概略断面図である。第2図および第3図は、
それぞれ、この発明に係る製造方法を実施する装置の例
を示す概略図である。第4図は、実施例の方法によって
得られたX線露光用マスクのオージェ電子分光法による
表面から深さ方向の分析データの一例を示すグラフであ
る。第5図は、X線露光用マスクの製造工程の一例を示
す図である。 2……マスク支持体、4……X線透過性支持体、6……
X線吸収体、12……実施例に係るX線露光用マスク、14
……混合層、18……イオン源、20……イオン、22……蒸
発源、26……金属。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−59330(JP,A) 特開 昭57−160127(JP,A) 特開 昭60−176235(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線吸収体と、それを支持するX線透過性
    支持体と、それを支持するマスク支持体とを有するX線
    露光用マスクにおいて、前記X線吸収体とX線透過性支
    持体との界面付近に、X線吸収体を構成する物質とX線
    透過性支持体を構成する物質とが混じり合って成り、し
    かもX線透過性支持体に近づくにつれてX線吸収体を構
    成する物質の割合が連続的に減少しかつX線透過性支持
    体を構成する物質の割合が連続的に増加している混合層
    が形成されていることを特徴とするX線露光用マスク。
  2. 【請求項2】マスク支持体上にX線透過性支持体が、更
    にその上にX線吸収体がそれぞれ形成されたものを用意
    し、真空中でX線吸収体側から、加速された不活性ガス
    イオンを注入することによって、X線吸収体とX線透過
    性支持体との界面付近に、X線吸収体を構成する物質と
    X線透過性支持体を構成する物質とが混じり合って成
    り、しかもX線透過性支持体に近づくにつれてX線吸収
    体を構成する物質の割合が連続的に減少しかつX線透過
    性支持体を構成する物質の割合が連続的に増加している
    混合層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。
  3. 【請求項3】マスク支持体上にX線透過性支持体が形成
    されたものを用意し、真空中でX線透過性支持体に対し
    て、X線吸収体構成用金属の蒸着と、当該金属と同種の
    金属イオンまたは不活性ガスイオンであって加速された
    ものの照射とを行うことによって、X線透過性支持体上
    にX線吸収体を、かつ両者の界面付近に、X線吸収体を
    構成する物質とX線透過性支持体を構成する物質とが混
    じり合って成り、しかもX線透過性支持体に近づくにつ
    れてX線吸収体を構成する物質の割合が連続的に減少し
    かつX線透過性支持体を構成する物質の割合が連続的に
    増加している混合層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。
JP9058187A 1987-04-13 1987-04-13 X線露光用マスクとその製造方法 Expired - Lifetime JPH0795511B2 (ja)

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