Ｘ線マスク製造方法
【課題】製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造すること。
【解決手段】Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が積層された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成する。
【解決手段】Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が積層された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法に関し、特に、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるＸ線マスク製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、三次元微細構造体の加工方法としてＸ線リソグラフィー技術が知られている。このＸ線リソグラフィー技術では、Ｘ線マスクを介して目的物へＸ線を露光するため、目的物の加工精度を向上させるためには、厚みのあるＸ線吸収体（厚さ約１０〜２０μｍ）をもったＸ線マスク（以下、「高コントラストＸ線マスク」と呼ぶ）を製造することが重要である。
【０００３】
この高コントラストＸ線マスクの製造方法の１つとして、低コントラストＸ線マスク（Ｘ線吸収体の厚さ約１〜２μｍ）を中間マスクとして用いる手法がある。具体的には、低コントラスト中間マスクを目的物に配置し、この中間マスクを介したＸ線露光によって高コントラストＸ線マスクを製造する。なお、かかる中間マスクは、電子線リソグラフィー技術によって材料に浅いパターンを形成し、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等で深いパターンを形成することによって製造される。
【０００４】
しかし、かかる手法では、中間マスクが目的物（高コントラストＸ線マスクが形成される材料）とは独立しているため、目的物への精密な配置が必要である。また、中間マスクの強度不足によってＸ線露光の際に中間マスクに熱変形が生じやすい。すなわち、アライメントずれやパターンの歪みの発生によって高コントラストＸ線マスクの精度が低下するおそれがある。また、サブミクロン（０．１μｍ）単位のパターンを有した中間マスクの製造コストは高く、また、製造期間も長いという問題もある。
【０００５】
このため、目的物と独立した中間マスクを用いることなく、高コントラストＸ線マスクを製造する手法が提案されている。たとえば、特許文献１には、Ｘ線透過膜上に形成したレジストパターンに対してＸ線吸収体のメッキ処理を繰り返すことによって高コントラストＸ線マスクを製造する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、支持膜の片面にＸ線吸収体の薄膜パターンを、他面に厚膜レジストをそれぞれ形成したうえで薄膜パターン側から厚膜レジストをＸ線照射し、厚膜レジストに形成された深溝パターンにＸ線吸収体を埋め込むことによって高コントラストＸ線マスクを製造する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１５２１９４号公報
【特許文献２】特開平８−２７３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術は、メッキ処理を繰り返すことによって形成されるＸ線吸収体の断面形状がＸ線透過膜に対して垂直とはならない。したがって、形成されるＸ線吸収体のパターン精度が低下するおそれがある。このため、製造される高コントラストＸ線マスクの精度が低下するという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２の技術は、薄膜パターンおよび厚膜レジストが形成された支持膜自体が薄く剛性がないため、Ｘ線露光の際に支持膜が熱変形するおそれがある。したがって、熱変形した状態ではそれぞれ平行に感光した厚膜レジストの感光部分が、常温ではお互いに平行とはならない。すなわち、目的物と独立した中間マスクを用いる手法と同様に、パターンの歪みが発生するおそれがあり、製造される高コントラストＸ線マスクの精度が低下するという問題がある。
【００１０】
これらのことから、製造コストおよび製造期間を抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクをいかにして製造するかが大きな課題となっている。
【００１１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、製造コストおよび製造期間を抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるＸ線マスク製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため本発明は、高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、前記中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層する積層工程と、前記積層工程において前記Ｘ線マスク形成層および前記中間マスク形成層が積層された基板の前記中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介しての前記ＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および前記第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程と、前記中間マスク形成工程において前記中間マスク形成層に形成された前記中間マスクを介しての前記Ｘ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程とを含んだことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記Ｘ線マスク形成工程は、前記Ｘ線露光の後に、前記中間マスクを除去する中間マスク除去工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記Ｘ線マスク形成工程は、前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理、メッキパターンを支持するメンブレンおよびフレームの取り付け後に、前記基板を除去する基板除去工程をさらに含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成することとした。つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成することによって、製造した中間マスクを目的物へ配置する必要がなく、中間マスクに対するＸ線露光の際に、中間マスクおよび目的物の熱変形を防止することができる。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が積層された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成することとした。
【００１８】
つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成する材料をあらかじめ積層しておき、この積層基板に対してＵＶ露光、Ｘ線露光といった一連のマスク形成工程を実行することによって目的物である高コントラストＸ線マスクを確実に製造することができる。また、製造した中間マスクを目的物へ配置する必要がなく、中間マスクに対するＸ線露光の際に、中間マスクおよび目的物の熱変形を防止することができる。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明によれば、Ｘ線露光の後に、中間マスクを除去することとしたので、不要となった中間マスクの除去を一連の製造手順の一つとして組み込むことによって、高コントラストＸ線マスクの製造を確実かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明によれば、第１のメッキシード層に対するメッキ処理、メッキパターンを支持するメンブレンおよびフレームの取り付け後に、基板を除去することとしたので、不要となった基板の除去を一連の製造手順の一つとして組み込むことによって、高コントラストＸ線マスクの製造を確実かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線マスク製造方法の好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
まず、本実施例に係るＸ線マスク製造方法の特徴点について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係るＸ線マスク製造方法の特徴を示す図である。同図に示すように、本実施例に係るＸ線マスク製造方法は、基板上にＸ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層する積層工程１と、中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２と、Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程３とからなる。
【００２３】
積層工程１は、Ｓｉ（シリコン）基板等の基板上に、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層して積層基板を製造する工程である。Ｘ線マスク形成層にはＸ線露光によってパターンが形成されるＸ線レジスト層が、中間マスク形成層にはＵＶ（紫外線）露光によってパターンが形成されるＵＶレジスト層がそれぞれ含まれる。
【００２４】
以下の説明においては、積層基板における基板方向を「基板側」と、中間マスク形成層方向を「露光側」と、それぞれ呼ぶこととする。なお、ＵＶ（紫外線）露光ならびにＸ線露光は、露光側から基板側に向けて行われる。
【００２５】
本実施例に係るＸ線マスク製造方法では、積層工程１によって製造された積層基板を用いることによって、高コントラストＸ線マスクを形成するための中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを、同一の積層基板上に形成することとした。このため、別途製造した中間マスクを、高コントラストＸ線マスクの材料に配置する必要がない。
【００２６】
したがって、中間マスク配置によるアライメントずれを防止することができる。また、中間マスクならびに高コントラストＸ線マスクは、Ｘ線露光による熱変形を阻止する強度を有した基板上に形成されるので、中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクの熱変形防止によって高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができる。
【００２７】
中間マスク形成工程２は、積層工程１において製造された積層基板に対し、ミクロン単位（１μｍ）あるいはサブミクロン単位（０．１μｍ）のパターンを有するＵＶマスクを用いてＵＶ露光を行い、中間マスク形成層に中間マスクを形成する工程である。
【００２８】
具体的には、この中間マスクは、ＵＶ露光および現像によってＵＶレジストに転写されたパターンの開口部にＸ線吸収体をメッキすることによって形成される。Ｘ線吸収体としては、たとえば、Ａｕ（金）が用いられる。また、中間マスクのメッキ厚さは１μｍ程度とする。このように、本実施例に係るＸ線マスク製造方法では、Ｘ線マスク形成層の直上に中間マスクが形成される。
【００２９】
Ｘ線マスク形成工程３は、中間マスク形成工程２において形成された中間マスクに対してＸ線露光を行うことで、Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成する工程である。
【００３０】
具体的には、このＸ線マスク形成工程３では、中間マスクにおける１μｍ厚さのＡｕ（金）では吸収され、かつ、たとえば１５μｍ厚さのＸ線レジスト層を感光することができる強度にＸ線強度が調整される。そして、中間マスクを介してＸ線レジスト層に転写されたパターンの開口部にＸ線吸収体をメッキすることで高コントラストＸ線マスクの吸収体パターンを形成する。なお、中間マスクは、Ｘ線レジスト層の現像時に除去される。そして、形成されたＸ線マスクの吸収体パターンに対して吸収体パターンを支持するメンブレンを塗布し、さらに、フレームを取り付けた後に、基板を除去することで高コントラストＸ線マスクが完成する。
【００３１】
Ｘ線吸収体としては、たとえば、Ａｕ（金）が用いられる。また、メッキ厚さは１０μｍ程度とする。また、Ａｕ（金）のメッキ後にＸ線レジストは除去され、Ｘ線レジストの除去後にポリイミド（メンブレン材料）を塗布することで、Ａｕ（金）のパターンを保護する。
【００３２】
このように、あらかじめ材料が積層された積層基板に対して中間マスク形成工程２およびＸ線マスク形成工程３が実施されるので、最終目標物である高コントラストＸ線マスクを確実かつ容易に製造することができる。
【００３３】
次に、本実施例に係るＸ線マスク製造方法のプロセスフローについて図２〜図９を用いて、さらに詳細に説明する。図２は、本実施例に係るＸ線マスク製造方法の概要を示すフローチャートである。
【００３４】
同図に示すように、Ｓｉ（シリコン）基板等の基板上に、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層する積層工程１が行われる（ステップＳ１０１）。つづいて、ＵＶマスクを用いたＵＶリソグラフィー処理およびメッキ処理によって基板上の中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２が行われる（ステップＳ１０２）。そして、中間マスクを用いたＸ線リソグラフィー処理およびメッキ処理によって基板上のＸ線マスク形成層にＸ線マスク（高コントラストＸ線マスク）の吸収体パターンを形成するＸ線マスク形成工程３が行われる（ステップＳ１０３）。なお、ステップＳ１０３のＸ線マスク形成工程３には、形成されたＸ線マスクの吸収体パターンに対して吸収体パターンを支持するメンブレンを塗布し、さらに、フレームを取り付けた後に、基板を除去する工程が含まれる。
【００３５】
このように、中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクの材料を、これらの材料が熱変形することを阻止する強度を有した基板上に積層し、かかる積層基板内に中間マスクならびに高コントラストＸ線マスクを順次形成していくこととしたので、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができる。
【００３６】
次に、本実施例に係るＸ線マスク製造方法において用いられる積層基板の構成について図３を用いて説明する。図３は、積層基板１０の構成を示す図である。同図に示すように、積層基板１０は、Ｓｉ（シリコン）基板１１に、メッキシード層Ａ１２、Ｘ線レジスト層１３、メッキシード層Ｂ１４およびＵＶ（紫外線）ネガレジスト層１５を順次積層することによって形成される。また、メッキシード層Ａ１２は、Ｃｒ（クローム）層１２ａおよびＰｄ（パラジウム）層１２ｂから、メッキシード層Ｂ１４は、Ｃｒ（クローム）層１４ａおよびＰｄ（パラジウム）層１４ｂから、それぞれ構成される。
【００３７】
なお、図３と図１との対応関係については、図３におけるＳｉ基板１１が図１における基板に、図３におけるメッキシード層Ａ１２およびＸ線レジスト層１３が図１におけるＸ線マスク形成層に、図３におけるメッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５が図１における中間マスク形成層に、それぞれ対応している。
【００３８】
Ｓｉ基板１１は、メッキシード層Ａ１２〜ＵＶネガレジスト層１５を積層するための基板であり、メッキシード層Ａ１２〜ＵＶネガレジスト層１５がＸ線露光によって熱変形することを阻止する強度を有している。なお、本実施例では、基板の材料としてＳｉ（シリコン）を用いることとしたが、表面が平滑である基板であれば、他の素材で構成された基板を用いることとしてもよい。たとえば、ガラス基板、プロセス的に整合する金属を用いた金属基板を用いることができる。
【００３９】
メッキシード層Ａ１２は、スパッタ成膜法によって形成され、Ｃｒ層１２ａを、１０００〜１００００Åの厚さで、続けてＰｄ層１２ｂを、１００〜１０００Åの厚さで成膜することで得られる。ここで、Ｃｒ層１２ａはＳｉ基板１１との密着性を得るための層であり、Ｐｄ層１２ｂは後述するＡｕ（金）メッキのためのシード層である。
【００４０】
なお、本実施例では、メッキシード層Ａ１２を、Ｐｄ（パラジウム）／Ｃｒ（クローム）の組み合わせとしたが、他の組み合わせとすることもできる。たとえば、Ｐｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クローム）、Ｐｄ（パラジウム）／Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）／Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）／Ｔｉ（チタン）等の組み合わせを用いることができる。
【００４１】
Ｘ線レジスト層１３は、高コントラストＸ線マスクを形成するための層である。なお、このＸ線レジスト層１３の材料としては、化薬マイクロケム社製のネガ型レジストであるＫＭＰＲ（登録商標）が好適である。
【００４２】
メッキシード層Ｂ１４は、スパッタ成膜法によって形成され、Ｃｒ層１４ａを、５００〜２０００Å、続けてＰｄ層１４ｂを、１００〜１０００Åの厚さで成膜することで得られる。ここで、Ｃｒ層１４ａはＸ線レジスト層１３との密着性を得るための層であり、Ｐｄ層１４ｂは後述するＡｕ（金）メッキのためのシード層である。なお、このメッキシード層Ｂ１４は、ＵＶ露光からＸ線レジスト層１３を遮光する遮光層の役割を兼ねている。
【００４３】
なお、本実施例では、メッキシード層Ｂ１４を、Ｐｄ（パラジウム）／Ｃｒ（クローム）の組み合わせとしたが、他の組み合わせとすることもできる。たとえば、Ｐｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クローム）、Ｐｄ（パラジウム）／Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）／Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）／Ｔｉ（チタン）等の組み合わせを用いることができる。
【００４４】
ＵＶネガレジスト層１５は、中間マスクを形成するための層である。なお、このＵＶネガレジスト層１５の材料としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のＡＺ（登録商標）５２００シリーズが好適である。なお、本実施例では、ネガ型のレジストを用いることとしたが、これはネガ型のレジストのほうが細かいパターンを形成しやすいためである。しかし、反転したＵＶマスクを用いる場合には、ポジ型のレジストを用いることとしてもよい。
【００４５】
次に、図３を用いて説明した積層基板１０の中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５）に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２の詳細な手順について図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、中間マスク形成工程２その１およびその２を示す図である。
【００４６】
なお、中間マスク形成工程２は、図４および図５に示したように、積層工程１に対応する「（１）各層成膜」の後、「（２）ＵＶ露光」、「（３）現像」、「（４）Ａｕメッキ」、「（５）レジスト除去」および「（６）メッキシード層Ｂエッチング」の各手順を順次行うことで、中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５）に中間マスクを形成する工程である。
【００４７】
図４の「（１）各層成膜」に示したように、積層工程１において積層基板１０が製造されると、図４の「（２）ＵＶ露光」に示したように、Ｃｒ（クローム）のパターンが形成されたＵＶマスクを介してＵＶ露光が行われる。具体的には、マスクアライメント装置を用いて積層基板１０の露光側からＵＶ（紫外線）を照射し、ＵＶネガレジスト層１５のみをＵＶ（紫外線）露光する。なお、この際、メッキシード層Ｂ１４の金属膜によってＵＶ（紫外線）は遮断されるため、下層にあるＸ線レジスト層１３は感光しない。
【００４８】
つづいて、図４の「（３）現像」に示したように、ＵＶネガレジスト層１５の現像が行われる。具体的には、ＵＶネガレジスト層１５の感光部のみがパターンとして残るように現像される。なお、ＵＶネガレジスト層１５は、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示したＡｕ層２１の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【００４９】
そして、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示したように、ＵＶネガレジスト層１５の開口部に、厚さ約１μｍのＡｕ（金）メッキを行うことでＡｕ層２１を形成する。なお、Ａｕ層２１の厚さは、後述するＸ線レジスト層１３のＸ線露光時に、Ｘ線を十分に吸収できる厚さとすることが重要である。
【００５０】
つづいて、図５の「（５）レジスト除去」に示したように、不要となったＵＶネガレジスト層１５のＵＶネガレジストが除去され、図５の「（６）メッキシード層Ｂエッチング」に示したように、Ａｕ層２１のパターンをマスクとして、Ｃｒ（クローム）層１４ａおよびＰｄ（パラジウム）層１４ｂをエッチングする。
【００５１】
なお、Ｐｄ（パラジウム）層１４ｂ／Ｃｒ（クローム）層１４ａの厚さは、たとえば、５００Å／１００Åと薄いためにＸ線の吸収が少ない。したがって、Ｘ線レジスト層１３に対するＸ線露光に支障がない場合には、メッキシード層Ｂ１４のエッチング処理自体を省略することができる。なお、上述したＰｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）等の組み合わせを用いた場合も同様である。
【００５２】
このように、図４〜図５に示した「（２）ＵＶ露光」〜「（６）メッキシード層Ｂエッチング」を行うことによって、中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５）に中間マスクが形成される。
【００５３】
次に、図３を用いて説明した積層基板１０のＸ線マスク形成層（メッキシード層Ａ１２およびＸ線レジスト層１３）に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程３の詳細な手順について図６および図７を用いて説明する。図６および図７は、Ｘ線マスク形成工程３その１およびその２を示す図である。
【００５４】
なお、Ｘ線マスク形成工程３は、図６および図７に示したように、「（７）Ｘ線露光」、「（８）現像」、「（９）Ａｕメッキ」、「（１０）レジスト除去」、「（１１）ポリイミド塗布」、「（１２）フレーム接着」および「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」の各手順を順次行うことで、Ｘ線マスク形成層（メッキシード層Ａ１２およびＸ線レジスト層１３）に高コントラストＸ線マスクを形成する工程である。
【００５５】
図６の「（７）Ｘ線露光」に示したように、中間マスク形成工程２において形成された中間マスクを介してＸ線露光が行われる。具体的には、シンクロトロン放射（ＳＲ）装置で得られるＸ線を積層基板１０の露光側から照射し、Ｘ線レジスト層１３をＸ線露光する。なお、中間マスクは、Ｘ線レジスト層１３の直上に既に形成されているため、独立した中間マスクを用いる場合のように、マスクアライメントを行う必要はない。
【００５６】
また、Ｘ線露光の際のＸ線強度については、Ｘ線レジスト層１３をコントラスト良くパターンニングできる強度に調整される。具体的には、かかるＸ線強度は、Ｘ線レジスト層１３を厚さ方向に十分に感光し、かつ、Ａｕ層２１によって十分に吸収される強度とする。たとえば、ニュースバルビームラインＢＬ−２のＬＯＷＰＡＳＳビーム（１〜３．５ＫｅＶ）が好適である。
【００５７】
つづいて、図６の「（８）現像」に示したように、Ｘ線レジスト層１３の現像が行われる。具体的には、Ｘ線レジスト層１３の材料として用いられるＫＭＰＲ（登録商標）は、ネガ型レジストであるため、現像処理によってＸ線が照射された部分のみが残る。なお、Ｘ線レジスト層１３の厚さは、図６の「（９）Ａｕメッキ」に示したＡｕ層２２の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【００５８】
そして、図６の「（９）Ａｕメッキ」に示したように、Ｘ線レジスト層１３の開口部に、厚さ約１０μｍのＡｕ（金）メッキを行うことでＡｕ層２２を形成する。つづいて、図６の「（１０）レジスト除去」に示したように、不要となったＸ線レジスト層１３のＸ線レジストが除去され、図７の「（１１）ポリイミド塗布」に示したように、Ａｕ層２２のパターンを支持するポリイミドを塗布する。なお、本実施例では、メンブレン材料としてポリイミドを使用しているが、エポキシ樹脂を用いてもよい。
【００５９】
つづいて、図７の「（１２）フレーム接着」に示したように、たとえば、材料がステンレス鋼のフレーム３２を、図７の「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」における剥離エッチングに耐性のある接着剤３１や両面テープなどで固定する。なお、接着剤３１としては、アラルダイト（登録商標）等を用いることができる。
【００６０】
そして、図７の「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」に示したように、メッキシード層Ａ１２をエッチングする。具体的には、メッキシード層Ａ１２のＣｒ層１２ａのみ、Ｐｄ層１２ｂのみ、あるいは、Ｃｒ層１２ａおよびＰｄ層１２ｂの両層をエッチングできる溶液を用いてメッキシード層Ａ１２をエッチングし、Ｓｉ基板１１を剥離する。
【００６１】
なお、Ｃｒ層１２ａのみをエッチングした場合には、Ｐｄ層１２ｂが高コントラストＸ線マスクの下面に残るが、Ｐｄ層１２ｂの膜厚は薄く、Ｘ線の吸収量も僅かであるため高コントラストＸ線マスクとしての機能に問題は生じない。
【００６２】
次に、図４〜図７を用いて説明した中間マスク形成工程２およびＸ線マスク形成工程３の変形例について図８および図９を用いて説明する。図８および図９は、中間マスク形成工程２を簡略化した場合におけるＸ線マスク形成工程３その１およびその２を示す図である。なお、以下の説明においては、図４〜図７における中間マスク形成工程２あるいはＸ線マスク形成工程３と異なる部分について主に説明し、共通する部分の説明は省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【００６３】
図８および図９に示した変形例は、図４および図５に示した中間マスク形成工程２における「（５）レジスト除去」および「（６）メッキシード層Ｂエッチング」を省略し、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示した状態の積層基板１０を中間マスクとして用いる場合のＸ線マスク形成工程３を示したものである。
【００６４】
なお、図８および図９に示したＸ線マスク形成工程３（「（５Ａ）Ｘ線露光」〜「（１２Ａ）メッキシードエッチング（基板剥離）」）は、図４に示した中間マスク形成工程２の「（４）Ａｕメッキ」に引き続いて行われる。
【００６５】
まず、図８の「（５Ａ）Ｘ線露光」に示したように、Ａｕ層２１が形成された状態の積層基板１０（図４の「（４）Ａｕメッキ」参照）に対してＸ線露光が行われる。なお、Ｘ線露光の手順については、図６の「（７）Ｘ線露光」と同様であるため説明を省略する。
【００６６】
つづいて、図８の「（６Ａ）メッキシード層Ｂエッチング」に示したように、メッキシード層Ｂ１４をエッチングする。具体的には、メッキシード層Ｂ１４のＣｒ層１４ａのみ、Ｐｄ層１４ｂのみ、あるいは、Ｃｒ層１４ａおよびＰｄ層１４ｂの両層をエッチングできる溶液を用いてメッキシード層Ｂ１４をエッチングし、Ａｕ層２１を剥離する。なお、Ｘ線レジスト層１３には、図８の「（５Ａ）Ｘ線露光」における中間マスクによるＸ線吸収によって形成された未感光部分１３ａが存在している。
【００６７】
そして、図８の「（７Ａ）現像」に示したように、Ｘ線レジスト層１３の現像が行われる。この現像処理によって未感光部分１３ａが除去される。なお、図８および図９に示した「（８Ａ）Ａｕメッキ」、「（９Ａ）レジスト除去」、「（１０Ａ）ポリイミド塗布」、「（１１Ａ）フレーム接着」および「（１２Ａ）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」の各手順が行われるが、これらの手順は、それぞれ、図６および図７に示した「（９）Ａｕメッキ」、「（１０）レジスト除去」、「（１１）ポリイミド塗布」、「（１２）フレーム接着」および「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」の各手順と同様であるため説明を省略する。
【００６８】
なお、図９の「（１２Ａ）メッキシード層Ａエッチング」に示した高コントラストＸ線マスクの下部には、Ｐｄ層１２ｂが残されている。このように、Ｐｄ層１２ｂを残す場合のほうがＰｄ層１２ｂを除去する場合よりもプロセスがより単純化される。なお、Ｐｄ層１２ｂを残した場合であっても、上述したように、Ｐｄ層１２ｂの膜厚は薄く、Ｘ線の吸収量も僅かであるため高コントラストＸ線マスクとしての機能に問題は生じない。
【００６９】
上述してきたように、本実施例によれば、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した。
【００７０】
そして、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が積層された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成した。
【００７１】
つづいて、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成することとした。
【００７２】
したがって、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成する材料をあらかじめ積層しておき、この積層基板に対してＵＶ露光、Ｘ線露光といった一連のマスク形成工程を実行することによって、目的物である高コントラストＸ線マスクを確実に製造することができる。また、製造した中間マスクを目的物へ配置する必要がなく、中間マスクに対するＸ線露光の際に、中間マスクおよび目的物の熱変形を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係るＸ線マスク製造方法は、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造する場合に有用であり、特に、サブミクロンパターンを有する高コントラストＸ線マスクの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施例に係るＸ線マスク製造方法の特徴を示す図である。
【図２】本実施例に係るＸ線マスク製造方法の概要を示すフローチャートである。
【図３】積層基板の構成を示す図である。
【図４】中間マスク形成工程その１を示す図である。
【図５】中間マスク形成工程その２を示す図である。
【図６】Ｘ線マスク形成工程その１を示す図である。
【図７】Ｘ線マスク形成工程その２を示す図である。
【図８】中間マスク形成工程を簡略化した場合におけるＸ線マスク形成工程その１を示す図である。
【図９】中間マスク形成工程を簡略化した場合におけるＸ線マスク形成工程その２を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 積層工程
２ 中間マスク形成工程
３ Ｘ線マスク形成工程
１０ 積層基板
１１ Ｓｉ基板
１２ メッキシード層Ａ
１２ａ Ｃｒ層
１２ｂ Ｐｄ層
１３ Ｘ線レジスト層
１３ａ 未感光部分
１４ メッキシード層Ｂ
１４ａ Ｃｒ層
１４ｂ Ｐｄ層
１５ ＵＶネガレジスト層
２１ Ａｕ層
２２ Ａｕ層
２３ ポリイミド
３１ 接着剤
３２ フレーム
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法に関し、特に、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるＸ線マスク製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、三次元微細構造体の加工方法としてＸ線リソグラフィー技術が知られている。このＸ線リソグラフィー技術では、Ｘ線マスクを介して目的物へＸ線を露光するため、目的物の加工精度を向上させるためには、厚みのあるＸ線吸収体（厚さ約１０〜２０μｍ）をもったＸ線マスク（以下、「高コントラストＸ線マスク」と呼ぶ）を製造することが重要である。
【０００３】
この高コントラストＸ線マスクの製造方法の１つとして、低コントラストＸ線マスク（Ｘ線吸収体の厚さ約１〜２μｍ）を中間マスクとして用いる手法がある。具体的には、低コントラスト中間マスクを目的物に配置し、この中間マスクを介したＸ線露光によって高コントラストＸ線マスクを製造する。なお、かかる中間マスクは、電子線リソグラフィー技術によって材料に浅いパターンを形成し、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等で深いパターンを形成することによって製造される。
【０００４】
しかし、かかる手法では、中間マスクが目的物（高コントラストＸ線マスクが形成される材料）とは独立しているため、目的物への精密な配置が必要である。また、中間マスクの強度不足によってＸ線露光の際に中間マスクに熱変形が生じやすい。すなわち、アライメントずれやパターンの歪みの発生によって高コントラストＸ線マスクの精度が低下するおそれがある。また、サブミクロン（０．１μｍ）単位のパターンを有した中間マスクの製造コストは高く、また、製造期間も長いという問題もある。
【０００５】
このため、目的物と独立した中間マスクを用いることなく、高コントラストＸ線マスクを製造する手法が提案されている。たとえば、特許文献１には、Ｘ線透過膜上に形成したレジストパターンに対してＸ線吸収体のメッキ処理を繰り返すことによって高コントラストＸ線マスクを製造する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、支持膜の片面にＸ線吸収体の薄膜パターンを、他面に厚膜レジストをそれぞれ形成したうえで薄膜パターン側から厚膜レジストをＸ線照射し、厚膜レジストに形成された深溝パターンにＸ線吸収体を埋め込むことによって高コントラストＸ線マスクを製造する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１５２１９４号公報
【特許文献２】特開平８−２７３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術は、メッキ処理を繰り返すことによって形成されるＸ線吸収体の断面形状がＸ線透過膜に対して垂直とはならない。したがって、形成されるＸ線吸収体のパターン精度が低下するおそれがある。このため、製造される高コントラストＸ線マスクの精度が低下するという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２の技術は、薄膜パターンおよび厚膜レジストが形成された支持膜自体が薄く剛性がないため、Ｘ線露光の際に支持膜が熱変形するおそれがある。したがって、熱変形した状態ではそれぞれ平行に感光した厚膜レジストの感光部分が、常温ではお互いに平行とはならない。すなわち、目的物と独立した中間マスクを用いる手法と同様に、パターンの歪みが発生するおそれがあり、製造される高コントラストＸ線マスクの精度が低下するという問題がある。
【００１０】
これらのことから、製造コストおよび製造期間を抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクをいかにして製造するかが大きな課題となっている。
【００１１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、製造コストおよび製造期間を抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるＸ線マスク製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため本発明は、高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、前記中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層する積層工程と、前記積層工程において前記Ｘ線マスク形成層および前記中間マスク形成層が積層された基板の前記中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介しての前記ＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および前記第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程と、前記中間マスク形成工程において前記中間マスク形成層に形成された前記中間マスクを介しての前記Ｘ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程とを含んだことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記Ｘ線マスク形成工程は、前記Ｘ線露光の後に、前記中間マスクを除去する中間マスク除去工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記Ｘ線マスク形成工程は、前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理、メッキパターンを支持するメンブレンおよびフレームの取り付け後に、前記基板を除去する基板除去工程をさらに含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成することとした。つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成することによって、製造した中間マスクを目的物へ配置する必要がなく、中間マスクに対するＸ線露光の際に、中間マスクおよび目的物の熱変形を防止することができる。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にこのＸ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が積層された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成し、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成することとした。
【００１８】
つまり、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成する材料をあらかじめ積層しておき、この積層基板に対してＵＶ露光、Ｘ線露光といった一連のマスク形成工程を実行することによって目的物である高コントラストＸ線マスクを確実に製造することができる。また、製造した中間マスクを目的物へ配置する必要がなく、中間マスクに対するＸ線露光の際に、中間マスクおよび目的物の熱変形を防止することができる。したがって、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明によれば、Ｘ線露光の後に、中間マスクを除去することとしたので、不要となった中間マスクの除去を一連の製造手順の一つとして組み込むことによって、高コントラストＸ線マスクの製造を確実かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明によれば、第１のメッキシード層に対するメッキ処理、メッキパターンを支持するメンブレンおよびフレームの取り付け後に、基板を除去することとしたので、不要となった基板の除去を一連の製造手順の一つとして組み込むことによって、高コントラストＸ線マスクの製造を確実かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線マスク製造方法の好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
まず、本実施例に係るＸ線マスク製造方法の特徴点について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係るＸ線マスク製造方法の特徴を示す図である。同図に示すように、本実施例に係るＸ線マスク製造方法は、基板上にＸ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層する積層工程１と、中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２と、Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程３とからなる。
【００２３】
積層工程１は、Ｓｉ（シリコン）基板等の基板上に、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層して積層基板を製造する工程である。Ｘ線マスク形成層にはＸ線露光によってパターンが形成されるＸ線レジスト層が、中間マスク形成層にはＵＶ（紫外線）露光によってパターンが形成されるＵＶレジスト層がそれぞれ含まれる。
【００２４】
以下の説明においては、積層基板における基板方向を「基板側」と、中間マスク形成層方向を「露光側」と、それぞれ呼ぶこととする。なお、ＵＶ（紫外線）露光ならびにＸ線露光は、露光側から基板側に向けて行われる。
【００２５】
本実施例に係るＸ線マスク製造方法では、積層工程１によって製造された積層基板を用いることによって、高コントラストＸ線マスクを形成するための中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを、同一の積層基板上に形成することとした。このため、別途製造した中間マスクを、高コントラストＸ線マスクの材料に配置する必要がない。
【００２６】
したがって、中間マスク配置によるアライメントずれを防止することができる。また、中間マスクならびに高コントラストＸ線マスクは、Ｘ線露光による熱変形を阻止する強度を有した基板上に形成されるので、中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクの熱変形防止によって高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができる。
【００２７】
中間マスク形成工程２は、積層工程１において製造された積層基板に対し、ミクロン単位（１μｍ）あるいはサブミクロン単位（０．１μｍ）のパターンを有するＵＶマスクを用いてＵＶ露光を行い、中間マスク形成層に中間マスクを形成する工程である。
【００２８】
具体的には、この中間マスクは、ＵＶ露光および現像によってＵＶレジストに転写されたパターンの開口部にＸ線吸収体をメッキすることによって形成される。Ｘ線吸収体としては、たとえば、Ａｕ（金）が用いられる。また、中間マスクのメッキ厚さは１μｍ程度とする。このように、本実施例に係るＸ線マスク製造方法では、Ｘ線マスク形成層の直上に中間マスクが形成される。
【００２９】
Ｘ線マスク形成工程３は、中間マスク形成工程２において形成された中間マスクに対してＸ線露光を行うことで、Ｘ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成する工程である。
【００３０】
具体的には、このＸ線マスク形成工程３では、中間マスクにおける１μｍ厚さのＡｕ（金）では吸収され、かつ、たとえば１５μｍ厚さのＸ線レジスト層を感光することができる強度にＸ線強度が調整される。そして、中間マスクを介してＸ線レジスト層に転写されたパターンの開口部にＸ線吸収体をメッキすることで高コントラストＸ線マスクの吸収体パターンを形成する。なお、中間マスクは、Ｘ線レジスト層の現像時に除去される。そして、形成されたＸ線マスクの吸収体パターンに対して吸収体パターンを支持するメンブレンを塗布し、さらに、フレームを取り付けた後に、基板を除去することで高コントラストＸ線マスクが完成する。
【００３１】
Ｘ線吸収体としては、たとえば、Ａｕ（金）が用いられる。また、メッキ厚さは１０μｍ程度とする。また、Ａｕ（金）のメッキ後にＸ線レジストは除去され、Ｘ線レジストの除去後にポリイミド（メンブレン材料）を塗布することで、Ａｕ（金）のパターンを保護する。
【００３２】
このように、あらかじめ材料が積層された積層基板に対して中間マスク形成工程２およびＸ線マスク形成工程３が実施されるので、最終目標物である高コントラストＸ線マスクを確実かつ容易に製造することができる。
【００３３】
次に、本実施例に係るＸ線マスク製造方法のプロセスフローについて図２〜図９を用いて、さらに詳細に説明する。図２は、本実施例に係るＸ線マスク製造方法の概要を示すフローチャートである。
【００３４】
同図に示すように、Ｓｉ（シリコン）基板等の基板上に、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層を積層する積層工程１が行われる（ステップＳ１０１）。つづいて、ＵＶマスクを用いたＵＶリソグラフィー処理およびメッキ処理によって基板上の中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２が行われる（ステップＳ１０２）。そして、中間マスクを用いたＸ線リソグラフィー処理およびメッキ処理によって基板上のＸ線マスク形成層にＸ線マスク（高コントラストＸ線マスク）の吸収体パターンを形成するＸ線マスク形成工程３が行われる（ステップＳ１０３）。なお、ステップＳ１０３のＸ線マスク形成工程３には、形成されたＸ線マスクの吸収体パターンに対して吸収体パターンを支持するメンブレンを塗布し、さらに、フレームを取り付けた後に、基板を除去する工程が含まれる。
【００３５】
このように、中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクの材料を、これらの材料が熱変形することを阻止する強度を有した基板上に積層し、かかる積層基板内に中間マスクならびに高コントラストＸ線マスクを順次形成していくこととしたので、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造することができる。
【００３６】
次に、本実施例に係るＸ線マスク製造方法において用いられる積層基板の構成について図３を用いて説明する。図３は、積層基板１０の構成を示す図である。同図に示すように、積層基板１０は、Ｓｉ（シリコン）基板１１に、メッキシード層Ａ１２、Ｘ線レジスト層１３、メッキシード層Ｂ１４およびＵＶ（紫外線）ネガレジスト層１５を順次積層することによって形成される。また、メッキシード層Ａ１２は、Ｃｒ（クローム）層１２ａおよびＰｄ（パラジウム）層１２ｂから、メッキシード層Ｂ１４は、Ｃｒ（クローム）層１４ａおよびＰｄ（パラジウム）層１４ｂから、それぞれ構成される。
【００３７】
なお、図３と図１との対応関係については、図３におけるＳｉ基板１１が図１における基板に、図３におけるメッキシード層Ａ１２およびＸ線レジスト層１３が図１におけるＸ線マスク形成層に、図３におけるメッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５が図１における中間マスク形成層に、それぞれ対応している。
【００３８】
Ｓｉ基板１１は、メッキシード層Ａ１２〜ＵＶネガレジスト層１５を積層するための基板であり、メッキシード層Ａ１２〜ＵＶネガレジスト層１５がＸ線露光によって熱変形することを阻止する強度を有している。なお、本実施例では、基板の材料としてＳｉ（シリコン）を用いることとしたが、表面が平滑である基板であれば、他の素材で構成された基板を用いることとしてもよい。たとえば、ガラス基板、プロセス的に整合する金属を用いた金属基板を用いることができる。
【００３９】
メッキシード層Ａ１２は、スパッタ成膜法によって形成され、Ｃｒ層１２ａを、１０００〜１００００Åの厚さで、続けてＰｄ層１２ｂを、１００〜１０００Åの厚さで成膜することで得られる。ここで、Ｃｒ層１２ａはＳｉ基板１１との密着性を得るための層であり、Ｐｄ層１２ｂは後述するＡｕ（金）メッキのためのシード層である。
【００４０】
なお、本実施例では、メッキシード層Ａ１２を、Ｐｄ（パラジウム）／Ｃｒ（クローム）の組み合わせとしたが、他の組み合わせとすることもできる。たとえば、Ｐｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クローム）、Ｐｄ（パラジウム）／Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）／Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）／Ｔｉ（チタン）等の組み合わせを用いることができる。
【００４１】
Ｘ線レジスト層１３は、高コントラストＸ線マスクを形成するための層である。なお、このＸ線レジスト層１３の材料としては、化薬マイクロケム社製のネガ型レジストであるＫＭＰＲ（登録商標）が好適である。
【００４２】
メッキシード層Ｂ１４は、スパッタ成膜法によって形成され、Ｃｒ層１４ａを、５００〜２０００Å、続けてＰｄ層１４ｂを、１００〜１０００Åの厚さで成膜することで得られる。ここで、Ｃｒ層１４ａはＸ線レジスト層１３との密着性を得るための層であり、Ｐｄ層１４ｂは後述するＡｕ（金）メッキのためのシード層である。なお、このメッキシード層Ｂ１４は、ＵＶ露光からＸ線レジスト層１３を遮光する遮光層の役割を兼ねている。
【００４３】
なお、本実施例では、メッキシード層Ｂ１４を、Ｐｄ（パラジウム）／Ｃｒ（クローム）の組み合わせとしたが、他の組み合わせとすることもできる。たとえば、Ｐｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クローム）、Ｐｄ（パラジウム）／Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）／Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）／Ｔｉ（チタン）等の組み合わせを用いることができる。
【００４４】
ＵＶネガレジスト層１５は、中間マスクを形成するための層である。なお、このＵＶネガレジスト層１５の材料としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のＡＺ（登録商標）５２００シリーズが好適である。なお、本実施例では、ネガ型のレジストを用いることとしたが、これはネガ型のレジストのほうが細かいパターンを形成しやすいためである。しかし、反転したＵＶマスクを用いる場合には、ポジ型のレジストを用いることとしてもよい。
【００４５】
次に、図３を用いて説明した積層基板１０の中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５）に中間マスクを形成する中間マスク形成工程２の詳細な手順について図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、中間マスク形成工程２その１およびその２を示す図である。
【００４６】
なお、中間マスク形成工程２は、図４および図５に示したように、積層工程１に対応する「（１）各層成膜」の後、「（２）ＵＶ露光」、「（３）現像」、「（４）Ａｕメッキ」、「（５）レジスト除去」および「（６）メッキシード層Ｂエッチング」の各手順を順次行うことで、中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５）に中間マスクを形成する工程である。
【００４７】
図４の「（１）各層成膜」に示したように、積層工程１において積層基板１０が製造されると、図４の「（２）ＵＶ露光」に示したように、Ｃｒ（クローム）のパターンが形成されたＵＶマスクを介してＵＶ露光が行われる。具体的には、マスクアライメント装置を用いて積層基板１０の露光側からＵＶ（紫外線）を照射し、ＵＶネガレジスト層１５のみをＵＶ（紫外線）露光する。なお、この際、メッキシード層Ｂ１４の金属膜によってＵＶ（紫外線）は遮断されるため、下層にあるＸ線レジスト層１３は感光しない。
【００４８】
つづいて、図４の「（３）現像」に示したように、ＵＶネガレジスト層１５の現像が行われる。具体的には、ＵＶネガレジスト層１５の感光部のみがパターンとして残るように現像される。なお、ＵＶネガレジスト層１５は、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示したＡｕ層２１の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【００４９】
そして、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示したように、ＵＶネガレジスト層１５の開口部に、厚さ約１μｍのＡｕ（金）メッキを行うことでＡｕ層２１を形成する。なお、Ａｕ層２１の厚さは、後述するＸ線レジスト層１３のＸ線露光時に、Ｘ線を十分に吸収できる厚さとすることが重要である。
【００５０】
つづいて、図５の「（５）レジスト除去」に示したように、不要となったＵＶネガレジスト層１５のＵＶネガレジストが除去され、図５の「（６）メッキシード層Ｂエッチング」に示したように、Ａｕ層２１のパターンをマスクとして、Ｃｒ（クローム）層１４ａおよびＰｄ（パラジウム）層１４ｂをエッチングする。
【００５１】
なお、Ｐｄ（パラジウム）層１４ｂ／Ｃｒ（クローム）層１４ａの厚さは、たとえば、５００Å／１００Åと薄いためにＸ線の吸収が少ない。したがって、Ｘ線レジスト層１３に対するＸ線露光に支障がない場合には、メッキシード層Ｂ１４のエッチング処理自体を省略することができる。なお、上述したＰｔ（プラチナ）／Ｃｒ（クローム）、Ｎｉ（ニッケル）／Ｃｒ（クローム）等の組み合わせを用いた場合も同様である。
【００５２】
このように、図４〜図５に示した「（２）ＵＶ露光」〜「（６）メッキシード層Ｂエッチング」を行うことによって、中間マスク形成層（メッキシード層Ｂ１４およびＵＶネガレジスト層１５）に中間マスクが形成される。
【００５３】
次に、図３を用いて説明した積層基板１０のＸ線マスク形成層（メッキシード層Ａ１２およびＸ線レジスト層１３）に高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程３の詳細な手順について図６および図７を用いて説明する。図６および図７は、Ｘ線マスク形成工程３その１およびその２を示す図である。
【００５４】
なお、Ｘ線マスク形成工程３は、図６および図７に示したように、「（７）Ｘ線露光」、「（８）現像」、「（９）Ａｕメッキ」、「（１０）レジスト除去」、「（１１）ポリイミド塗布」、「（１２）フレーム接着」および「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」の各手順を順次行うことで、Ｘ線マスク形成層（メッキシード層Ａ１２およびＸ線レジスト層１３）に高コントラストＸ線マスクを形成する工程である。
【００５５】
図６の「（７）Ｘ線露光」に示したように、中間マスク形成工程２において形成された中間マスクを介してＸ線露光が行われる。具体的には、シンクロトロン放射（ＳＲ）装置で得られるＸ線を積層基板１０の露光側から照射し、Ｘ線レジスト層１３をＸ線露光する。なお、中間マスクは、Ｘ線レジスト層１３の直上に既に形成されているため、独立した中間マスクを用いる場合のように、マスクアライメントを行う必要はない。
【００５６】
また、Ｘ線露光の際のＸ線強度については、Ｘ線レジスト層１３をコントラスト良くパターンニングできる強度に調整される。具体的には、かかるＸ線強度は、Ｘ線レジスト層１３を厚さ方向に十分に感光し、かつ、Ａｕ層２１によって十分に吸収される強度とする。たとえば、ニュースバルビームラインＢＬ−２のＬＯＷＰＡＳＳビーム（１〜３．５ＫｅＶ）が好適である。
【００５７】
つづいて、図６の「（８）現像」に示したように、Ｘ線レジスト層１３の現像が行われる。具体的には、Ｘ線レジスト層１３の材料として用いられるＫＭＰＲ（登録商標）は、ネガ型レジストであるため、現像処理によってＸ線が照射された部分のみが残る。なお、Ｘ線レジスト層１３の厚さは、図６の「（９）Ａｕメッキ」に示したＡｕ層２２の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【００５８】
そして、図６の「（９）Ａｕメッキ」に示したように、Ｘ線レジスト層１３の開口部に、厚さ約１０μｍのＡｕ（金）メッキを行うことでＡｕ層２２を形成する。つづいて、図６の「（１０）レジスト除去」に示したように、不要となったＸ線レジスト層１３のＸ線レジストが除去され、図７の「（１１）ポリイミド塗布」に示したように、Ａｕ層２２のパターンを支持するポリイミドを塗布する。なお、本実施例では、メンブレン材料としてポリイミドを使用しているが、エポキシ樹脂を用いてもよい。
【００５９】
つづいて、図７の「（１２）フレーム接着」に示したように、たとえば、材料がステンレス鋼のフレーム３２を、図７の「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」における剥離エッチングに耐性のある接着剤３１や両面テープなどで固定する。なお、接着剤３１としては、アラルダイト（登録商標）等を用いることができる。
【００６０】
そして、図７の「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」に示したように、メッキシード層Ａ１２をエッチングする。具体的には、メッキシード層Ａ１２のＣｒ層１２ａのみ、Ｐｄ層１２ｂのみ、あるいは、Ｃｒ層１２ａおよびＰｄ層１２ｂの両層をエッチングできる溶液を用いてメッキシード層Ａ１２をエッチングし、Ｓｉ基板１１を剥離する。
【００６１】
なお、Ｃｒ層１２ａのみをエッチングした場合には、Ｐｄ層１２ｂが高コントラストＸ線マスクの下面に残るが、Ｐｄ層１２ｂの膜厚は薄く、Ｘ線の吸収量も僅かであるため高コントラストＸ線マスクとしての機能に問題は生じない。
【００６２】
次に、図４〜図７を用いて説明した中間マスク形成工程２およびＸ線マスク形成工程３の変形例について図８および図９を用いて説明する。図８および図９は、中間マスク形成工程２を簡略化した場合におけるＸ線マスク形成工程３その１およびその２を示す図である。なお、以下の説明においては、図４〜図７における中間マスク形成工程２あるいはＸ線マスク形成工程３と異なる部分について主に説明し、共通する部分の説明は省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【００６３】
図８および図９に示した変形例は、図４および図５に示した中間マスク形成工程２における「（５）レジスト除去」および「（６）メッキシード層Ｂエッチング」を省略し、図４の「（４）Ａｕメッキ」に示した状態の積層基板１０を中間マスクとして用いる場合のＸ線マスク形成工程３を示したものである。
【００６４】
なお、図８および図９に示したＸ線マスク形成工程３（「（５Ａ）Ｘ線露光」〜「（１２Ａ）メッキシードエッチング（基板剥離）」）は、図４に示した中間マスク形成工程２の「（４）Ａｕメッキ」に引き続いて行われる。
【００６５】
まず、図８の「（５Ａ）Ｘ線露光」に示したように、Ａｕ層２１が形成された状態の積層基板１０（図４の「（４）Ａｕメッキ」参照）に対してＸ線露光が行われる。なお、Ｘ線露光の手順については、図６の「（７）Ｘ線露光」と同様であるため説明を省略する。
【００６６】
つづいて、図８の「（６Ａ）メッキシード層Ｂエッチング」に示したように、メッキシード層Ｂ１４をエッチングする。具体的には、メッキシード層Ｂ１４のＣｒ層１４ａのみ、Ｐｄ層１４ｂのみ、あるいは、Ｃｒ層１４ａおよびＰｄ層１４ｂの両層をエッチングできる溶液を用いてメッキシード層Ｂ１４をエッチングし、Ａｕ層２１を剥離する。なお、Ｘ線レジスト層１３には、図８の「（５Ａ）Ｘ線露光」における中間マスクによるＸ線吸収によって形成された未感光部分１３ａが存在している。
【００６７】
そして、図８の「（７Ａ）現像」に示したように、Ｘ線レジスト層１３の現像が行われる。この現像処理によって未感光部分１３ａが除去される。なお、図８および図９に示した「（８Ａ）Ａｕメッキ」、「（９Ａ）レジスト除去」、「（１０Ａ）ポリイミド塗布」、「（１１Ａ）フレーム接着」および「（１２Ａ）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」の各手順が行われるが、これらの手順は、それぞれ、図６および図７に示した「（９）Ａｕメッキ」、「（１０）レジスト除去」、「（１１）ポリイミド塗布」、「（１２）フレーム接着」および「（１３）メッキシード層Ａエッチング（基板剥離）」の各手順と同様であるため説明を省略する。
【００６８】
なお、図９の「（１２Ａ）メッキシード層Ａエッチング」に示した高コントラストＸ線マスクの下部には、Ｐｄ層１２ｂが残されている。このように、Ｐｄ層１２ｂを残す場合のほうがＰｄ層１２ｂを除去する場合よりもプロセスがより単純化される。なお、Ｐｄ層１２ｂを残した場合であっても、上述したように、Ｐｄ層１２ｂの膜厚は薄く、Ｘ線の吸収量も僅かであるため高コントラストＸ線マスクとしての機能に問題は生じない。
【００６９】
上述してきたように、本実施例によれば、基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、Ｘ線マスク形成層上にＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した。
【００７０】
そして、Ｘ線マスク形成層および中間マスク形成層が積層された基板の中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介してのＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって中間マスク形成層に中間マスクを形成した。
【００７１】
つづいて、中間マスク形成層に形成された中間マスクを介してのＸ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および第１のメッキシード層に対するメッキ処理によってＸ線マスク形成層に高コントラストＸ線マスクを形成することとした。
【００７２】
したがって、各マスクを形成する材料の熱変形を阻止する強度を有した基板上に中間マスクおよび高コントラストＸ線マスクを形成する材料をあらかじめ積層しておき、この積層基板に対してＵＶ露光、Ｘ線露光といった一連のマスク形成工程を実行することによって、目的物である高コントラストＸ線マスクを確実に製造することができる。また、製造した中間マスクを目的物へ配置する必要がなく、中間マスクに対するＸ線露光の際に、中間マスクおよび目的物の熱変形を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係るＸ線マスク製造方法は、製造期間および製造コストを抑制しつつ高精度な高コントラストＸ線マスクを製造する場合に有用であり、特に、サブミクロンパターンを有する高コントラストＸ線マスクの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施例に係るＸ線マスク製造方法の特徴を示す図である。
【図２】本実施例に係るＸ線マスク製造方法の概要を示すフローチャートである。
【図３】積層基板の構成を示す図である。
【図４】中間マスク形成工程その１を示す図である。
【図５】中間マスク形成工程その２を示す図である。
【図６】Ｘ線マスク形成工程その１を示す図である。
【図７】Ｘ線マスク形成工程その２を示す図である。
【図８】中間マスク形成工程を簡略化した場合におけるＸ線マスク形成工程その１を示す図である。
【図９】中間マスク形成工程を簡略化した場合におけるＸ線マスク形成工程その２を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 積層工程
２ 中間マスク形成工程
３ Ｘ線マスク形成工程
１０ 積層基板
１１ Ｓｉ基板
１２ メッキシード層Ａ
１２ａ Ｃｒ層
１２ｂ Ｐｄ層
１３ Ｘ線レジスト層
１３ａ 未感光部分
１４ メッキシード層Ｂ
１４ａ Ｃｒ層
１４ｂ Ｐｄ層
１５ ＵＶネガレジスト層
２１ Ａｕ層
２２ Ａｕ層
２３ ポリイミド
３１ 接着剤
３２ フレーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、
基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、前記中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成することを特徴とするＸ線マスク製造方法。
【請求項２】
高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、
基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層する積層工程と、
前記積層工程において前記Ｘ線マスク形成層および前記中間マスク形成層が積層された基板の前記中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介しての前記ＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および前記第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程と、
前記中間マスク形成工程において前記中間マスク形成層に形成された前記中間マスクを介しての前記Ｘ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程と
を含んだことを特徴とするＸ線マスク製造方法。
【請求項３】
前記Ｘ線マスク形成工程は、
前記Ｘ線露光の後に、前記中間マスクを除去する中間マスク除去工程をさらに含んだことを特徴とする請求項２に記載のＸ線マスク製造方法。
【請求項４】
前記Ｘ線マスク形成工程は、
前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理、メッキパターンを支持するメンブレンおよびフレームの取り付け後に、前記基板を除去する基板除去工程をさらに含んだことを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線マスク製造方法。
【請求項１】
高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、
基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層した積層基板を用意し、前記中間マスク形成層に形成された中間マスクを用いることによって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成することを特徴とするＸ線マスク製造方法。
【請求項２】
高コントラストＸ線マスクを製造するＸ線マスク製造方法であって、
基板上に第１のメッキシード層およびＸ線レジスト層からなるＸ線マスク形成層を積層し、前記Ｘ線マスク形成層上に該Ｘ線マスク形成層に対するＵＶ遮光の役割を兼ねる第２のメッキシード層およびＵＶレジスト層からなる中間マスク形成層を積層する積層工程と、
前記積層工程において前記Ｘ線マスク形成層および前記中間マスク形成層が積層された基板の前記中間マスク形成層側に配置されたＵＶマスクを介しての前記ＵＶレジスト層に対するＵＶ露光を含むＵＶリソグラフィー処理および前記第２のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記中間マスク形成層に中間マスクを形成する中間マスク形成工程と、
前記中間マスク形成工程において前記中間マスク形成層に形成された前記中間マスクを介しての前記Ｘ線レジスト層に対するＸ線露光を含むＸ線リソグラフィー処理および前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理によって前記Ｘ線マスク形成層に前記高コントラストＸ線マスクを形成するＸ線マスク形成工程と
を含んだことを特徴とするＸ線マスク製造方法。
【請求項３】
前記Ｘ線マスク形成工程は、
前記Ｘ線露光の後に、前記中間マスクを除去する中間マスク除去工程をさらに含んだことを特徴とする請求項２に記載のＸ線マスク製造方法。
【請求項４】
前記Ｘ線マスク形成工程は、
前記第１のメッキシード層に対するメッキ処理、メッキパターンを支持するメンブレンおよびフレームの取り付け後に、前記基板を除去する基板除去工程をさらに含んだことを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線マスク製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−５４７９７（Ｐ２００９−５４７９７Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２０１５６（Ｐ２００７−２２０１５６）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００００１４３２）グローリー株式会社 (1,344)
【出願人】（５０２３１６３５９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００００１４３２）グローリー株式会社 (1,344)
【出願人】（５０２３１６３５９）
【Ｆターム（参考）】
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