(57)【要約】【課題】Ｘ線吸収体膜の応力を抑制し、窓領域が広く、反りの小さいＸ線マスクを提供する。【解決手段】本発明のＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線リソグラフィにおいて使用するＸ線露光用マスクの製造方法であって、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより、支持領域に対して窓領域を広くする工程を備えることを特徴とする。また、本発明の複数の窓からなるＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより得られ、支持領域に対して窓領域が広いＸ線マスクを複数個並列に配置する工程を備えることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線リソグラフィにおいて使用するＸ線露光用マスクの製造方法であって、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、該窓領域の外側にある支持領域を切断することにより、支持領域に対して窓領域を広くする工程を備えることを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
【請求項２】
Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、該窓領域の外側にある支持領域を切断することにより得られ、支持領域に対して窓領域が広いＸ線マスクを複数個並列に配置する工程を備える、複数の窓からなるＸ線マスクの製造方法。
【請求項３】
Ｘ線マスクの支持基板に、空孔部を有する補強基板を取付けた後、支持領域を切断する請求項１または２に記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項４】
前記補強基板の空孔部は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域と同一とし、または、より広くし、Ｘ線露光時に窓領域に照射するＸ線が補強基板により遮蔽されないようにした請求項３に記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項５】
窓を開口するために支持基板をエッチングした後、エッチングされた領域に沿って、エッチングされた該領域の外側にある支持領域を切断する請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項６】
１つの窓領域が、４５ｍｍ×４５ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項７】
Ｘ線リソグラフィにおいて使用するＸ線露光用マスクであって、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、該窓領域の外側にある支持領域を切断することにより得られ、支持領域に対して窓領域が広いことを特徴とするＸ線マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線マスクおよびその製造方法に関し、より詳細には、Ｘ線マスクの歪を抑制したＸ線露光用マスクおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロマシン加工技術であるＬＩＧＡプロセスは、ディープＸ線リソグラフィ、電鋳およびモールディングからなり、高精度で高アスペクト比の微細構造体を製造することのできるプロセスとして注目されている。ＬＩＧＡプロセスにおいては、ディープＸ線リソグラフィが加工精度および加工形状のベースとなり、ディープＸ線リソグラフィは、シンクロトロン放射光（ＳＲ）により、厚さ数百μｍのレジストを露光できる技術である。
【０００３】
ディープＸ線リソグラフィで使用するＸ線マスクは、ＳｉＮなどのＸ線透過率の高い材料からなるマスクブランク上に、タングステン（Ｗ）などのＸ線吸収体パターンを配置した構造を有し、必要な吸収体パターンの厚さは、ＳＲのスペクトルと露光するレジストの厚さにより定まる。一般に、ＬＩＧＡプロセスでは厚さ数百μｍのレジストを露光するため、Ｗ吸収体膜の厚さは５μｍ程度必要である。このようなＷの厚膜吸収体膜のパターンは、ＳｉＮ上にスパッタリングした後、ドライエッチングすることにより形成することができる（非特許文献１参照）。
【０００４】
このようなＸ線マスクには、たとえば、シリコン基板上に、ＳｉＮ系のマスクブランク、ＳｉＯ２などのＸ線を透過するエッチング阻止層、ＷなどからなるＸ線吸収体膜を順次形成し、Ｘ線吸収体膜を選択エッチングすることにより製造するものがある（特許文献１参照）。また、マスクブランクとＸ線吸収体膜との間に、Ａｌ２Ｏ３からなる保護層を形成するもの（特許文献２参照）、ルテニウム（Ｒｕ）からなるエッチングストップ層を形成するもの（特許文献３参照）などがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−２００５３０号公報（第１−２頁）
【０００６】
【特許文献２】
特開平３−２５７８１４号公報（第１−２頁）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−３５４４０７号公報（第２頁）
【０００８】
【非特許文献１】
奥山  浩、平田  嘉裕、「タングステンの高アスペクト比加工技術を用いたＸ線マスクの開発」、第９回機械学会設計工学システム部門講演会、第１−２頁
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらのＸ線マスクは、ＳｉＮなどのマスクブランクに対して、ＷなどからなるＸ線吸収体膜の応力歪が大きいため、窓領域を４０ｍｍ×２０ｍｍ以上にすると、窓領域が割れやすくなる。このため、たとえば直径３インチ基板に最大４０ｍｍ×２０ｍｍの窓領域しか設けることができず、露光効率が極めて低い。
【００１０】
また、支持基板の片面にパターン形成されるＸ線吸収体膜により、Ｘ線マスクの片面のみが引張られるため、Ｘ線マスクに反りが生じやすく、Ｘ線マスクに反りが生じると、Ｘ線マスクとレジストとの間に不均一な隙間が生じ、リソグラフィにおけるピントボケの原因となる。
【００１１】
本発明の課題は、Ｘ線吸収体膜の応力を抑制し、窓領域が広く、反りの小さいＸ線マスクを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線リソグラフィにおいて使用するＸ線露光用マスクの製造方法であって、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより、支持領域に対して窓領域を広くする工程を備えることを特徴とする。また、本発明の複数の窓からなるＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより得られ、支持領域に対して窓領域が広いＸ線マスクを複数個並列に配置する工程を備えることを特徴とする。
【００１３】
かかるＸ線マスクの製造方法においては、Ｘ線マスクの支持基板に、空孔部を有する補強基板を取付けた後、支持領域を切断する態様が好ましい。補強基板の空孔部は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域と同一とし、または、より広くし、Ｘ線露光時に窓領域に照射するＸ線が補強基板により遮蔽されないように形成することが好ましい。また、窓を開口するために支持基板をエッチングした後、エッチングされた領域に沿って、エッチングされた領域の外側にある支持領域を切断する態様がより好ましい。このようにして形成される１つの窓領域は、４５ｍｍ×４５ｍｍ以下が好適である。
【００１４】
本発明のＸ線マスクは、Ｘ線リソグラフィにおいて使用するＸ線露光用マスクであって、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより得られ、支持領域に対して窓領域が広いことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（Ｘ線マスクの製造方法）
本発明のＸ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより、支持領域に対して窓領域を広くする工程を備えることを特徴とする。窓領域に沿って、その外側の支持領域を切断し、支持領域を狭くすることにより、支持領域に形成されている吸収体膜を少なくし、支持領域の吸収体膜による応力を小さくすることができる。この結果、吸収体膜の応力による窓領域の割れを効果的に抑制することができるため、窓領域を広くすることができる。具体的には、従来技術では最大４０ｍｍ×２０ｍｍしか形成できなかった窓領域を、４５ｍｍ×４５ｍｍにまで大幅に拡大することができるため、露光効率が格段に向上する。
【００１６】
また、支持領域を切断し、支持領域を狭くすることにより、支持領域にある吸収体膜による応力を小さくし、これに応じてＸ線マスクの反りを小さくすることができる。その結果、Ｘ線リソグラフィの露光時において、Ｘ線マスクとレジストとの間隙を狭くすることが可能となり、ピントボケを解消することができる。具体的には、窓領域に沿って、外側の支持領域を切断しない従来のＸ線マスクでは、窓領域が２０ｍｍ×４０ｍｍのＸ線マスクの場合、反りが１０μｍ〜５０μｍあるが、支持領域を切断する本発明のＸ線マスクにおける反りは１０μｍ以下であり、露光精度を高めることができる。
【００１７】
本発明のＸ線マスクの製造方法の１例を図１に示す。まず、図１（ａ）に示すように、支持基板１の両面に、たとえば、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりＳｉＮ膜を形成する。つぎに、図１（ｂ）に示すように、支持基板１の下面のＳｉＮ膜を、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）またはレーザ加工により、Ｘ線マスクの窓領域と同程度の大きさおよび形状にエッチングする。
【００１８】
つぎに、図１（ｃ）に示すように、支持基板１の上面のＳｉＮ膜（マスクブランク２）上に、スパッタ法により、Ａｌ２Ｏ３などからなるエッチングストップ膜３、ＷまたはＷＮなどからなるＸ線吸収体膜４、Ａｌなどからなる膜５を順次形成する。その後、フォトリソグラフィおよびＣｌ２によるプラズマエッチングを行ない、図１（ｄ）に示すようなエッチングマスクを形成する。ついで、図１（ｅ）に示すように、ＳＦ６などによりＸ線吸収体膜４をプラズマエッチングした後、図１（ｆ）に示すように、支持基板１の反対面を４０％ＫＯＨなどでエッチングし、窓を開口する。
【００１９】
つぎに、図１（ｇ）に示すように、ワックス６または粘着剤などを介して、空孔部を有する補強基板７を取付けた後、窓領域Ｗ１に沿って、その外側の支持領域をダイシング切断をすると、図１（ｈ）に示すような本発明のＸ線マスクが得られる。このＸ線マスクは、Ｘ線リソグラフィにおける露光に好適に使用することができ、Ｘ線マスクの支持領域Ｓに対して、窓領域Ｗ１が広い。
【００２０】
Ｘ線マスクの支持基板に補強基板を取付けることなく、Ｘ線マスクを切断することも可能で、このような態様も本発明の製造方法に含まれる。一方、補強基板を取付けた後、Ｘ線マスクを切断すると、基板の強度が高く、窓の破損を防止する効果が高まる点で有利である。補強基板を取付ける場合、接合用のワックスなどを冷却し、固化する際に、補強基板と支持基板との間隙の内圧が低下することにより、Ｘ線マスクの窓が破損する事態を避けるため、補強基板には通気用の空孔部を形成しておくことが好ましい。
【００２１】
補強基板は、Ｘ線マスクの切断後、支持基板から取り外すと、Ｘ線マスクを軽量化できる点で好ましい。一方、補強基板を支持基板に取付けておくと、切断後もＸ線マスクの強度を高く維持できる点で好ましい。補強基板に形成する空孔部は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域と同一または広くし、Ｘ線露光時に窓領域に照射するＸ線が補強基板により遮蔽されない態様にしておくと、Ｘ線マスクの切断後に補強基板を取り外す必要がなくなる点で好ましい。
【００２２】
補強基板を取り外す場合は、接合剤として、再溶解性のよいワックスまたは粘着剤が好ましく、そのような接合剤としては、（株）マルトー製フラットローワックスなどがある。一方、補強基板を取り外さない場合は、再溶解性の小さいワックスまたは粘着剤が好ましく、そのような接合剤としては、アラルダイトなどがある。
【００２３】
Ｘ線マスクの切断に際しては、図１（ｇ）に示すように、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域Ｗ１に沿って、窓領域Ｗ１の外側にある支持領域を切断するが、窓を開口するために支持基板をエッチングした後、エッチングされた領域Ｅに沿って、その外側を切断する態様が好ましい。窓を開口するためのエッチング後、支持基板のエッチング部はテーパ状を呈している。したがって、領域Ｅに沿って、その外側、すなわちテーパ部の外側を切断することにより、切断部分の強度低下を防止し、またＸ線マスクの厚さのバラツキを抑えることができる。
【００２４】
図１（ｈ）に示すようなＸ線マスク１０を、露光用の治具に複数個並列に配置することにより、複数の窓からなるＸ線マスクを製造することができる。Ｘ線リソグラフィにおける露光時には、装置内は高真空状態に保持する必要がある。したがって、１回の露光において、より多くのＸ線マスクを一括して使用する態様が、効率的であり、コストを低く抑えることができる。図２には、３個のＸ線マスクを並列に配置し、３個の窓２０を有するＸ線マスクの例を示す。
【００２５】
（Ｘ線マスク）
本発明のＸ線マスクは、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域に沿って、窓領域の外側にある支持領域を切断することにより得られ、支持領域に対して窓領域が広いことを特徴とする。本発明のＸ線マスクは、Ｘ線吸収体膜の応力歪が低く抑えられているため、従来のＸ線マスクに比べて、窓領域を広くすることができ、露光効率を高めることができる。また、Ｘ線吸収体膜の応力歪が低く抑えられているため、Ｘ線マスクの反りが小さく、リソグラフィに際してのピントボケを解消し、露光精度を高めることができる。
【００２６】
【実施例】
実施例１
まず、図１（ａ）に示すように、直径３インチ、厚さ１ｍｍのＳｉ製支持基板１の両面に、ＬＰＣＶＤ法により、厚さ２μｍのＳｉＮ膜を形成した。ＳｉＮ膜は、引張応力が１００ＭＰａとなるように形成した。つぎに、図１（ｂ）に示すように、支持基板１の下面にあるＳｉＮ膜を、ＲＩＥ法により、Ｘ線マスクの窓領域と同程度の大きさおよび形状となるように、２２ｍｍ×４２ｍｍをエッチングした。
【００２７】
その後、図１（ｃ）に示すように、支持基板１の上面にあるＳｉＮ膜（マスクブランク２）上に、スパッタ法により、厚さ０．１μｍのＡｌ２Ｏ３製エッチングストップ膜３と、厚さ５μｍのＷＮ製Ｘ線吸収体膜４と、厚さ０．２μｍのＡｌ膜５を順次形成した。各膜の形成条件は、低応力条件とした。つづいて、図１（ｄ）に示すように、Ａｌ膜５に、フォトリソグラフィおよびＣｌ２によるプラズマエッチングを行ない、エッチングマスクを形成した。つぎに、図１（ｅ）に示すように、ＳＦ６によりＸ線吸収体膜４をプラズマエッチングした後、図１（ｆ）に示すように、支持基板１を４０％ＫＯＨでエッチングし、窓を開口した。
【００２８】
つぎに、図１（ｇ）に示すように、水に不溶なワックス６を介して、空孔部を有する補強基板７を取付けた。補強基板７の空孔部は、Ｘ線吸収体パターンが形成された窓領域Ｗ１よりも広く、支持基板のエッチングされた領域Ｅと同一にした。このため、Ｘ線露光時に窓領域Ｗ１に照射するＸ線は、補強基板７により遮蔽されることはなかった。つづいて、図１（ｈ）に示すように、窓領域Ｅに沿って、その外側の支持領域をダイシング切断し、本発明のＸ線マスクを得た。
【００２９】
切断した位置は、支持基板のエッチングされた領域Ｅの端から１．５ｍｍ外側であった。このため、得られたＸ線マスクは、十分な強度を有し、厚さのバラツキもなかった。また、得られたＸ線マスクは、図１（ｈ）に示すように、マスクの支持領域Ｓに対して窓領域Ｗ１が広いマスクであった。
【００３０】
同様にして、窓領域Ｗ１が２２ｍｍ×４２ｍｍのＸ線マスクを２個製造し、合計３個のＸ線マスクを、図２に示すように、直径４インチの治具に並列に配置した。Ｘ線マスクの窓領域に沿って、その外側の支持領域を切断し、窓領域の比率の大きいマスクとすることにより、治具上にマスクを自在に配置することができるようになり、窓領域の比率の大きい複数個のＸ線マスクに対し一括して露光することができるようになったため、露光効率が向上した。また、切断前の段階では反り（Ｘ線マスクの窓領域Ｗ１における高低差）が２１μｍであったが、切断後の段階では反りは２．５μｍとなった。したがって、露光時における、Ｘ線マスクとレジストとのギャップを小さくし、露光精度を向上することができた。
【００３１】
実施例２
支持基板として、（１００）面方位のＳｉ基板を用い、切断した位置を、図１（ｇ）における窓領域Ｗ１の端から２ｍｍ外側とした以外、実施例１と同様にしてＸ線マスクを製造した。厚さ１ｍｍで（１００）面方位のＳｉ支持基板を異方性エッチングした場合、（１００）方位と（１１１）方位とのエッチングレートの差により、領域Ｅ内にある支持基板のテーパ部は、領域Ｅの端から内側へ０．７ｍｍの範囲に形成される。したがって、窓領域Ｗ１の端から２ｍｍ外側を切断すると、支持基板のエッチングされた領域Ｅの端から１．３ｍｍ外側を切断することとなった。このため、得られたＸ線マスクは、十分な強度を有し、厚さのバラツキもなかった。
【００３２】
また、得られたＸ線マスクは、図１（ｈ）に示すように、マスクの支持領域Ｓに対して窓領域Ｗ１の比率が大きかった。同様にして、窓領域Ｗ１が２２ｍｍ×４２ｍｍのＸ線マスクを２個製造し、合計３個のＸ線マスクを、図２に示すように、直径４インチの治具に並列に配置した。Ｘ線マスクの窓領域に沿って、その外側の支持領域を切断し、窓領域の比率の大きいマスクとすることにより、治具上にマスクを自在に配置することができるようになり、窓領域の比率の大きい複数個のＸ線マスクに対し一括して露光することができるようになったため、露光効率が向上した。また、切断前の段階で２１μｍあった反りは、切断後の段階では２．２μｍとなり、露光時における、Ｘ線マスクとレジストとのギャップを小さくして、露光精度を向上することができた。
【００３３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線吸収体膜の応力を抑制し、窓領域が広く、反りの小さいＸ線マスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線マスクの製造方法を表す工程図である。
【図２】本発明の製造方法により得られる複数の窓からなるＸ線マスクを表す平面図である。
【符号の説明】
１  支持基板、２  マスクブランク、３  エッチングストップ膜、４  Ｘ線吸収体膜、７  補強基板、１０  Ｘ線マスク、２０  窓、Ｅ  エッチングされた領域、Ｓ  支持領域、Ｗ１  窓領域。
【図１】
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【図２】
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