JP2001143994A

JP2001143994A - メンブレンマスク及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001143994A
Application number: JP32287699A
Authority: JP
Inventors: Kaeko Kitamura; 佳恵子北村; Kenji Marumoto; 健二丸本; Masaru Kinugawa; 勝衣川; Hidetaka Yabe; 秀毅矢部; Takashi Hifumi; 敬一二三; Muneyoshi Fukita; 宗義吹田; Atsushi Aya; 淳綾; Koji Kichise; 幸司吉瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、吸収体パターンが高位置精度のメ
ンブレンマスクおよびその製造方法を提供することを目
的とするものである。【解決手段】メンブレン１２上に吸収体１４を成膜す
るメンブレンマスクの製造方法において、下部吸収体１
４ａの応力を調整し、下部吸収体１４ａの厚さは代表的
パターンサイズＷに対応して決定することによって、吸
収体１４の厚さ方向の応力分布を小さくし、吸収体パタ
ーンが高位置精度のメンブレンマスクを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造に
用いられる写真製版工程の１種であるＸ線リソグラフィ
ー、縮小投影式電子線露光リソグラフィー等において、
原版として使用されるメンブレンマスクおよびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、Ｘ線マスクの製造工程を図２９を
用いて説明する。図において、１１はシリコンウエハ、
１２は炭化硅素（ＳｉＣ）からなるＸ線透過性の薄膜
（メンブレンと称する）、１３はインジウム・錫酸化物
（ＩＴＯ）からなるエッチストッパ、１４はＸ線吸収体
で、Ｘ線吸収体１４にはＷ−Ｔｉ合金が用いられてい
る。１５はＣｒＮからなるエッチマスク、１６は炭化硅
素（ＳｉＣ）のセラミクスからなるサポートリング、１
７は電子線描画用レジストである。

【０００３】図に従って製造工程を説明する。まず、Ｓ
ｉＣからなるメンブレン１２がシリコン基板１１上に成
膜される（図２９（ａ））。次に、ＩＴＯからなるエッ
チストッパ１３、Ｗ−Ｔｉ吸収体１４、ＣｒＮからなる
エッチマスク１５を順次成膜する（図２９（ｂ））。次
に、シリコン基板１１を裏側からエッチングによって溶
解して（バックエッチと称する）、メンブレン１２、エ
ッチストッパ１３、Ｘ線吸収対１４、エッチマスク１５
の積層膜を展張する（図２９（ｃ））。次に、メンブレ
ン１２付きのシリコン基板１１にサポートリング１６を
接着する（図２９（ｄ））。サポートリング１６はマス
ク全体の強度を高めるためである。次に、電子線レジス
トパターンを形成する（図２９（ｅ））。具体的には電
子線レジスト１７をマスク上に塗布したのち加熱硬化さ
せ、電子線で所望のパターンの描画を行い、現像によっ
てレジストパターンを形成する。

【０００４】以上のような工程によって作製されたＸ線
マスクのパターンの位置精度は、電子線描画の誤差（設
計されたパターン位置と描画結果としてのレジストパタ
ーンの位置の差）とエッチング時に発生する位置歪（図
２９（ｅ）のレジストパターンと図２９（ｆ）の吸収体
パターンがずれること）の和として決定され、高精度な
Ｘ線マスクを得るには両方の精度を改善する必要があ
る。本発明は、後者の位置歪に関するものである。

【０００５】Ｘ線マスクには高い位置精度が求められる
が、従来の光リソグラフィーに比べて著しく異なる点
は、パターンが厚さ１〜３μｍ程度の薄膜（メンブレ
ン）上に形成されていることである。このため、パター
ンが歪みやすいという問題があった。これを解決するた
めには、吸収体の応力を限りなく０に近い値に制御する
ことが必要となる。なぜならば、吸収体は所望の形にエ
ッチング加工されるので、もし吸収体に応力があればパ
ターンの粗な部分と密な部分の間に力のアンバランスが
発生しパターンの位置ずれを生じてしまうからである。

【０００６】このことを図３０を用いて説明する。図に
おいて、１２はメンブレン、１４は吸収体であり、吸収
体の右半分はエッチングにより除去されている。この場
合、もし吸収体１４に応力がなければパターンの移動は
生じないが、もし吸収体１４が引張応力を持つ場合には
中央部が左方向に移動する。つまり、位置歪が発生す
る。

【０００７】吸収体の低応力化によりこの問題を解決す
るために、発明者らは特開平０８−０５１０６６号公報
に示すような成膜後にアニールで吸収体応力を制御する
方法や、さらには特開平０９−１８０９９４号公報に示
すように面内平均応力のみならず面内応力分布を改善す
るための方法を提案してきた。ただし、このときの応力
とは吸収体の膜厚方向の平均値を指していた。これらの
技術により現在では吸収体の応力は平均応力で１ＭＰａ
以下、面内分布で３ＭＰａ以下の値が達成され、その結
果Ｘ線マスクの位置精度は着実に進歩してきた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らは更に計算や実験及び考察を重ねることにより、高位
置精度のメンブレンマスクを製造するには、平均応力や
面内応力分布をなくすだけでは、不十分であることを見
い出した。

【０００９】本発明は、本発明者らが行った構造解析シ
ミュレーション、あるいは実験等によって得られた新た
な知見に基づき、さらに高位置精度のメンブレンマスク
およびその製造方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
メンブレン上に吸収体を成膜するメンブレンマスクの製
造方法において、吸収体の下部の応力を調整し、この吸
収体の下部の厚さは代表的パターンサイズに対応して決
定するメンブレンマスクの製造方法である。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載のメ
ンブレンマスクの製造方法において、吸収体の下部の成
膜条件は、この吸収体の下部以外の部分の成膜条件と異
なるものである。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２記載のメ
ンブレンマスクの製造方法において、吸収体の下部を成
膜する際のパワーを、この吸収体の下部以外の部分を成
膜する際のパワーより低くするものである。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項２記載のメ
ンブレンマスクの製造方法において、吸吸収体の下部を
成膜する際の窒素濃度を、この吸収体の下部以外の部分
を成膜する際の窒素濃度より低くするものである。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載のメンブレンマスクの製造方法におい
て、吸収体の下部の厚さは代表的パターン寸法の概略２
分の１であるものである。

【００１５】請求項６に係る発明は、メンブレンと、こ
のメンブレン上に中間層を介して吸収体を設けたメンブ
レンマスクであって、上記中間層の格子定数が上記吸収
体の格子定数に近いものであるメンブレンマスクであ
る。

【００１６】請求項７に係る発明は、吸収体の下部に拡
散防止層を備えたメンブレンマスクである。

【００１７】請求項８に係る発明は、請求項７記載のメ
ンブレンマスクにおいて、拡散防止層は、吸収体の下部
の窒素濃度を、この吸収体の下部以外の部分の窒素濃度
より高くすることによって形成されているものである。

【００１８】請求項９に係る発明は、請求項７記載のメ
ンブレンマスクにおいて、拡散防止層は、吸収体の下部
の酸素濃度を、この吸収体の下部以外の部分の酸素濃度
より高くすることによって形成されているものである。

【００１９】請求項１０に係る発明は、請求項７記載の
メンブレンマスクにおいて、拡散防止層がＴｉＮもしく
はＣｒＮであるものである。

【００２０】請求項１１に係る発明は、吸収体の厚さ方
向の窒素濃度を変化させることにより吸収体の厚さ方向
における応力分布を小さくするメンブレンマスクの製造
方法である。

【００２１】請求項１２に係る発明は、吸収体をスパッ
タ成膜するメンブレンマスクの製造方法であって、スパ
ッタ成膜時のパワーを変化させることにより吸収体の厚
さ方向の応力分布を小さくするメンブレンマスクの製造
方法である。

【００２２】請求項１３に係る発明は、吸収体の成膜前
に、吸収体を成膜する下地の表面を清浄にする処理を行
うことにより吸収体の厚さ方向の応力分布を小さくする
メンブレンマスクの製造方法である。

【００２３】請求項１４に係る発明は、吸収体を複数層
に分けて成膜し、それぞれの層の成膜後にアニールを行
い、アニール時間によって吸収体の応力調整を行うメン
ブレンマスクの製造方法であって、各層の積算アニール
時間がその層の応力を所望の応力に調整する時間に相当
するように各層の成膜条件を変化させるメンブレンマス
クの製造方法である。

【００２４】請求項１５に係る発明は、パターニングし
た吸収体のパターン底部に、吸収体を有するメンブレン
マスクである。

【００２５】請求項１６に係る発明は、吸収体が、基本
構成の重金属元素が同一でエッチング速度の異なる２層
からなり、エッチング速度が速い層がエッチング速度が
遅い層の上に積層されているメンブレンマスクである。

【００２６】請求項１７に係る発明は、吸収体のパター
ニングにおいて、パターン底部に吸収体を残すメンブレ
ンマスクの製造方法である。

【００２７】請求項１８に係る発明は、吸収体を、基本
構成の重金属元素が同一でエッチング速度の異なる２層
で構成し、エッチング速度が速い層をエッチング速度が
遅い層の上に積層するメンブレンマスクの製造方法であ
る。

【００２８】請求項１９に係る発明は、メンブレン上
に、メンブレンとの界面幅がパターン幅より小さな吸収
体を備えたメンブレンマスクである。

【００２９】請求項２０に係る発明は、請求項１９記載
のメンブレンマスクにおいて、吸収体が、逆テーパ形状
であるものである。

【００３０】請求項２１に係る発明は、請求項１９記載
のメンブレンマスクにおいて、吸収体が、Ｔ型形状であ
るものである。

【００３１】請求項２２に係る発明は、吸収体の下部
に、ヤング率が上記吸収体より小さな応力緩衝層を備え
たメンブレンマスクである。

【００３２】請求項２３に係る発明は、吸収体の下部
に、上記吸収体と同じパターン形状の低応力の中間層を
備えたメンブレンマスクである。

【００３３】請求項２４に係る発明は、吸収体の下部
に、上記吸収体と同じパターン形状を有し、上記吸収体
の下部の応力を相殺する応力を有する中間層を備えたメ
ンブレンマスクである。

【００３４】請求項２５に係る発明は、引張応力を有す
るメンブレン上に、下部が圧縮応力になるように吸収体
を成膜し、この吸収体のパターニング時にメンブレン表
層部を除去するメンブレンマスクの製造方法である。

【００３５】請求項２６に係る発明は、吸収体パターン
が、縦横比が概略１：１に分割されているメンブレンマ
スクである。

【００３６】請求項２７に係る発明は、請求項２６記載
のメンブレンマスクにおいて、吸収体パターンを分割す
る分割幅が、転写によって解像されない程度の幅となっ
ているものである。

【００３７】請求項２８に係る発明は、吸収体パターン
を縦横比が概略１：１に分割するメンブレンマスクの製
造方法である。

【００３８】請求項２９に係る発明は、請求項２８記載
のメンブレンマスクの製造方法において、吸収体パター
ンを分割する分割幅は、転写によって解像されない程度
の幅とするものである。

【００３９】請求項３０に係る発明は、吸収体パターン
が面内で粗密差を有し、ポジレジストを用いて転写する
メンブレンマスクの製造方法において、吸収体パターン
形成後に付加される応力と同等の逆方向の応力を予め吸
収体に付与するメンブレンマスクの製造方法である。

【００４０】請求項３１に係る発明は、吸収体パターン
が面内で粗密差を有し、ネガレジストを用いて転写する
メンブレンマスクの製造方法において、吸収体パターン
形成後に付加される応力と同等の同方向の応力を予め吸
収体に付与するメンブレンマスクの製造方法である。

【００４１】請求項３２に係る発明は、吸収体パターン
の全面に、軽元素からなる薄膜が成膜されているメンブ
レンマスクである。

【００４２】請求項３３に係る発明は、請求項３２記載
のメンブレンマスクにおいて、軽元素からなる薄膜が、
引張応力を持つものである。

【００４３】

【発明の実施の形態】まず、発明者らが行った構造解析
シミュレーションの結果を図１に示す。図において、１
２はメンブレン、１４は吸収体である。また、吸収体１
４中に記入された等高線は、初期に１００ＭＰａの応力
を持った吸収体を、図に示したように、０．１μｍの幅
にエッチングした場合の応力分布を示している。吸収体
１４はエッチングされた後、上部では応力が横方向に開
放されることによりほとんど０となっており、結局メン
ブレン１２に力を伝えて歪の原因となるのは吸収体１２
の下部の応力であることがわかる。

【００４４】以下、この計算結果をもとに厚さ方向の応
力分布を考慮しない場合の問題点について考える。図２
に、従来の成膜技術による吸収体の応力分布の一例を示
す。下地（メンブレンやエッチストッパ）との界面付近
では、格子間不整合や、下地材料と吸収体材料の相互拡
散・界面反応により応力が大きい層が形成される。その
後、均一な応力で成膜され、最終的にはアニールなどに
よる応力調整により厚さ方向の平均として応力が０とな
っていと。つまり、図におけるＡ部の面積とＢ部の面積
が等しく、厚さ方向に応力分布を有するが、平均の応力
は０になっている。なお、図２（ａ）は界面近傍が圧縮
応力の場合、図２（ｂ）は引張応力の場合を示してい
る。

【００４５】このような厚さ方向に応力分布を有する吸
収体１４を用いてパターンを形成する場合、吸収体１４
の厚さに比較して十分広いパターンの場合には応力の厚
さ方向の平均値が０であるため歪は生じないが、先に示
した計算例のように吸収体１４の厚さと同程度あるいは
それ以下の幅のパターンを形成する場合には、平均値は
意味を持たず、吸収体１４の下部の応力の影響のみがあ
らわれてしまう。

【００４６】また大きなパターンと小さなパターンが混
在する場合には、吸収体の下部も厚さ方向全体も応力制
御が必要になる。さらには、縦横比が異なるパターンの
場合には、メンブレン１２に影響をおよぼす厚さが縦横
で異なるため、全体として異方性をもった歪が発生して
しまう。エッチングによる吸収体のパターンニング時に
発生する歪は小さいことはもちろん必要であるが、たと
え歪んだとしてもｘ，ｙ方向に等方的な歪であれば、露
光時に補正することが容易である。

【００４７】また、吸収体１４のエッチングによるパタ
ーンニングにより新たに露出した吸収体パターンの側壁
部に付加される応力の問題がある。一般にはマスクをエ
ッチング装置から空気中に取り出した際に側壁表面が酸
化することなどが原因と考えられる。図３に示すよう
に、同じパターンサイズでもパターンの粗な部分と密な
部分では側壁量が異なるため位置歪の原因となる。さら
に、図４に示すように、パターン幅が異なる場合、パタ
ーン幅の細い部分の方が太い部分より側壁量が多いため
やはり位置歪が発生する。

【００４８】さらに、縦横比の異なるパターンを備えた
マスクでは、方向によって側壁量が異なるため、異方歪
の原因ともなる。上記のように、たとえ平均応力や面内
応力分布の小さな吸収体を用いても微細なパターンを有
するＸ線マスクを製作した場合には歪が発生し、また、
それは異方的である可能性がある。また、エッチングに
より新たな応力が付加される場合にはやはり位置歪が発
生する。

【００４９】以下に、図を用いて実施の形態１〜１５に
ついてＸ線マスクを例に説明する。実施の形態１．図５はこの発明の実施の形態１におけ
る、Ｘ線マスクの構造を示す断面図である。図におい
て、１２はメンブレン、１４は吸収体で、吸収体１４は
下部吸収体１４ａと上部吸収体１４ｂからなる。吸収体
１４のパターン幅をＷ、吸収体１４のうち応力を調整す
る下部吸収体１４ａの厚さをｈとする。

【００５０】上記のように構成された実施の形態１のＸ
線マスクの製造方法について説明する。従来と同様にシ
リコン基板上に、ＳｉＣからなるメンブレン１２を成膜
後、ＷＴｉからなるＸ線吸収体１４を成膜する。その
際、パターンサイズＷに対しておよそ半分の膜厚（ｈ）
だけをスパッタリングにより成膜する。その条件は例え
ば圧力：８．５ｍＴｏｒｒ，ガス：アルゴン／窒素＝９
３／７，パワー：３００Ｗの条件にて行う。上記の成膜
条件にて成膜された下部吸収体１４ａはアモルファス構
造を有し、膜応力は圧縮応力にて形成されることとな
る。

【００５１】引き続き下部吸収体１４ａ上に、残りの上
部吸収体１４ｂをスパッタリングにより成膜する。その
条件は例えば圧力：８．５ｍＴｏｒｒ，ガス：アルゴン
／窒素＝９３／７，パワー：６５０Ｗの条件にて行う。
上記の成膜条件にて成膜された上部吸収体１４ｂはアモ
ルファス構造を有し、膜応力は圧縮応力にて形成される
こととなる。

【００５２】上記のように構成されたＸ線吸収体１４に
おいて、下部吸収体１４ａはスパッタパワーを低くする
ことによって、圧縮応力は通常の成膜条件よりも抑える
ことができる。その後通常の条件で残りの上部吸収体１
４ｂを成膜する。すなわち、同じ重金属のアモルファス
構造上で成膜するため、上部吸収体１４ｂは下部吸収体
１４ａとほぼ同程度の圧縮応力で成膜することができ、
応力調整工程の後、完成したマスク基板におけるＸ線吸
収体１４の厚さ方向の応力分布はほとんどなくなる。そ
のため、たとえ微細パターンであってもパターン形成時
にマスクの位置歪みは発生しない。

【００５３】なお、この実施の形態１では吸収体１４の
成膜条件のうち、スパッタパワーを２種類の異なる条件
で成膜することを説明したが、スパッタパワー以外の、
例えば窒素流量比を変えて成膜することで同様の効果を
奏することができる。また条件は２種類に限ることはな
く、例えば３種類の条件に変える、あるいは連続的に条
件を変化させることでも同様の効果を奏することができ
る。

【００５４】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態１におけるＸ線マスクの構造を示す断面図であり、図
において、１８は中間層である。

【００５５】この実施の形態２のＸ線マスクの製造方法
について説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉ
Ｃからなるメンブレン１２を成膜後、ＷＴｉからなるＸ
線吸収体１４の格子定数と近い格子定数を持つ中間層を
メンブレン１２上に、例えばスパッタリングなどによっ
て成膜する。この中間層は例えばＸ線吸収体がＷＴｉの
場合、主成分であるＷの格子定数は３．１６４８オング
ストロームであるが、例えばＭｏ（格子定数：３．１４
７２オングストローム）や、ＺｎＴｉ（格子定数：３．
１５オングストローム）などはＷの格子定数と非常に近
く、中間層１８として適している。

【００５６】中間層１８を成膜したのち、ＷＴｉからな
るＸ線吸収体１４をスパッタリングによって適当な条件
（通常の条件）で中間層の上に成膜する。

【００５７】Ｘ線吸収体１４と格子定数の近い中間層１
８を有することによって、Ｘ線吸収体１４は深さ方向の
応力分布のない均一な膜となり、たとえ微細パターンで
あってもパターン形成時にマスクの位置歪みは発生しな
い。

【００５８】実施の形態３．図７は、この発明の実施の
形態３におけるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
図に示したように、Ｘ線吸収体１４の下部の窒素濃度
は、その上部の窒素濃度よりも高くなっている。

【００５９】この実施の形態３のＸ線マスクの製造方法
について説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉ
Ｃからなるメンブレン１２を成膜後、ＷＴｉからなるＸ
線吸収体１４をスパッタリングによって成膜する。その
条件は例えば圧力：８．５ｍＴｏｒｒ，ガス：アルゴン
／窒素＝８０／２０，パワー：６５０Ｗの条件にて行
う。上記の成膜条件にて成膜されたＸ線吸収体１４はア
モルファス構造を有し、膜応力は圧縮応力にて形成され
ることとなる。引き続き、Ｘ線吸収体１４上に残りのＸ
線吸収体１４をスパッタリングにより成膜する。その条
件は例えば圧力：８．５ｍＴｏｒｒ，ガス：アルゴン／
窒素＝９３／７，パワー：６５０Ｗの条件にて行う。上
記の成膜条件にて成膜された残りのＸ線吸収体１４はア
モルファス構造を有し、膜応力は圧縮応力にて形成され
ることとなる。

【００６０】上記のように構成されたＸ線吸収体１４の
下部はスパッタ時の窒素流量が多いため窒素濃度の高い
Ｘ線吸収体１４が成膜される。窒素濃度の高いＸ線吸収
体１４は下地基板であるメンブレン１２表面からのＯ，
Ｓｉ，Ｃなどの拡散を防ぎ、初期のＸ線吸収体１４の応
力を安定化させる効果を持っている。そのため微細パタ
ーンのエッチング時に発生する位置歪みを抑えることが
できる。

【００６１】また、図８に示すように、スパッタガスに
アルゴン／酸素を使った場合にもＸ線吸収体の下部の酸
素濃度を高くすることが可能であり、その結果、メンブ
レン１２表面からのＮ，Ｓｉ，Ｃなどの拡散を防ぎ、微
細パターンのエッチング時に発生する位置歪みを抑える
ことができる。

【００６２】実施の形態４．図９は、この発明の実施の
形態４におけるＸ線マスクの構造を示す断面図であり、
図において、１９は拡散防止層である。

【００６３】実施の形態４のＸ線マスクの製造方法につ
いて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣか
らなるメンブレン１２を成膜後、ＣｒＮからなる拡散防
止層１９をメンブレン１２上に、例えばスパッタリング
などで成膜する。拡散防止層１９のアニール等による応
力調整後、Ｘ線吸収体１４を拡散防止層１９の上に成膜
する。拡散防止層１９は、メンブレン１２表面からＸ線
吸収体１４へＯ，Ｎ，Ｓｉ，Ｃ等が拡散するのを防止す
る。その結果、Ｘ線吸収体１４の膜応力はその後のプロ
セスにおいても安定となり、微細パターンのエッチング
時に発生する位置歪みを抑えることが可能となる。

【００６４】また拡散防止層１９をＸ線吸収体１４と同
じパターンにエッチングする場合には拡散防止層１９自
身の膜応力をＸ線吸収体１４と同程度に調整する必要が
あるが、エッチングでの選択比が高い拡散防止層１９の
場合などには、図１０に示すように、拡散防止層１９を
パターンニングすることなく残すことも可能であり、そ
の場合には上記のような応力調整工程は必ずしも必要で
はない。

【００６５】また、拡散防止層１９は実施の形態４では
ＣｒＮとしたが、特に酸化、窒化に安定なＴｉＮを使用
することも有効である。

【００６６】実施の形態５．実施の形態５のＸ線マスク
の製造方法について説明する。従来と同様にシリコン基
板上にＳｉＣからなるメンブレン１２を成膜後、Ｘ線吸
収体１４をスパッタリングで成膜する。この際、成膜条
件を例えば圧力：８．５ｍＴｏｒｒ，パワー：６５０Ｗ
の条件にて行う。ただし、窒素濃度については図１１に
示すように初期の段階で５％から７．５％へと変化させ
て成膜を行う。

【００６７】上記の条件にて成膜されたＸ線吸収体１４
は、下部の窒素濃度が他の領域に比べて低くなるため、
厚さ方向の応力分布がほぼ均一な膜となる。そのため微
細パターンのエッチング時に発生する歪みを抑えること
ができる。

【００６８】また、上記実施の形態５では窒素流量を変
化させることで厚さ方向の膜応力を均一化したが、それ
以外にも例えば、図１２に示すように、スパッタパワー
を成膜時間に応じて変化させることでも同様の効果を得
ることが可能である。

【００６９】実施の形態６．図１３はこの発明の実施の
形態６におけるＸ線マスクの構造と製造方法を説明する
断面図である。実施の形態６のＸ線マスクの製造方法に
ついて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣ
メンブレン１２を成膜後、ＷＴｉからなるＸ線吸収体１
４をスパッタリングによって成膜し、アニールによって
応力調整をした後、シリコン基板の一部をバックエッチ
ングによって除去し、レジスト塗布、電子線描画、現像
工程を経てレジストのパターニングを行う。このレジス
トのパターンをマスクにしてＸ線吸収体１４のドライエ
ッチングを行い、Ｘ線吸収体１４のパターンを形成す
る。パターン形成の際に、図１３（ｂ）に示すように、
Ｘ線吸収体１４の一部を残してエッチングする。このよ
うにＸ線吸収体１４の一部を残すのは、図１３（ａ）に
示された応力分布のうち、０ではない領域だけエッチン
グされないようにするもので、エッチング時間を短くす
ることによって達成される。

【００７０】上記ように応力の大きい領域がエッチング
されず、応力が０の部分だけがパターンとして形成され
ることによって、微細パターン形成による位置歪みは発
生しない。

【００７１】なお、上記の実施の形態６ではエッチング
時間を短くすることによって、応力の大きい吸収体領域
を残したが、必ずしもそうする必要はなく、例えば図１
４に示すように、エッチング速度の遅い吸収体２０の上
にエッチング速度の速い吸収体２１を成膜することによ
って、従来のエッチング条件でも上記実施の形態６と同
じく応力の大きい吸収体領域を残したＸ線マスクを製造
することができる。

【００７２】実施の形態７．図１５はこの発明の実施の
形態７におけるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
図において、２２は応力緩衝層である。

【００７３】実施の形態７のＸ線マスクの製造方法につ
いて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣか
らなるメンブレン１２を成膜後、ヤング率がＸ線吸収体
１４よりも小さい応力緩衝層２２を成膜する。その後、
ＷＴｉからなるＸ線吸収体１４をスパッタリングによっ
て成膜する。

【００７４】応力緩衝層２２を備えることで、その後の
エッチング工程により微細パターンを形成しても、Ｘ線
吸収体１４の応力は応力緩衝層２２によって緩和され、
メンブレン１２までは伝わらない。そのため微細パター
ンのエッチング時に発生する位置歪みを抑えることがで
きる。

【００７５】図１６に示すように、応力緩衝層２２はＸ
線吸収体１４と同じくパターニングされていなくてもよ
く、また、図１７に示すように、逆テーパ形状にパター
ニングされていても応力緩衝層２２としての働きは同じ
であり、位置歪みを抑えることができる。

【００７６】実施の形態８．図１８はこの発明の実施の
形態８におけるＸ線マスクの構造を示す断面図である。
図において、２３は中間層である。

【００７７】実施の形態８のＸ線マスクの製造方法につ
いて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣか
らなるメンブレン１２を成膜後、中間層２３を成膜す
る。中間層２３の厚さはパターン幅の半分程度であり、
中間層２３の膜応力は調整して十分０に近づけてある。
その後、ＷＴｉからなるＸ線吸収体１４をスパッタリン
グによって成膜する。その後のエッチングでは中間層２
３まで微細パターンを形成する。

【００７８】その結果、従来であれば位置歪みの原因と
なっていたＸ線吸収体１４の下部の応力は開放されるた
め、メンブレン１２まで伝わらない。そのため微細パタ
ーンのエッチング時に発生する位置歪みを抑えることが
できる。

【００７９】実施の形態９．図１９はこの発明の実施の
形態９におけるＸ線マスクの構造および製造方法を説明
するための断面図である。

【００８０】実施の形態９のＸ線マスクの製造方法につ
いて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣか
らなるメンブレン１２を成膜後、Ｘ線吸収体１４を成膜
する前に、例えばメンブレン１２を成膜した基板の表面
をフッ化水素酸水溶液に浸漬するなどの処理を行い、メ
ンブレン１２上の酸化物を除去する。その後、例えば図
１９（ａ）に示したように、ＷＴｉからなるＸ線吸収体
１４をスパッタリングによってメンブレン１２上に成膜
する、あるいは図１９（ｂ）に示したように、中間層１
８を介してＷＴｉからなるＸ線吸収体１４をスパッタリ
ングによってメンブレン１２上に成膜する。その後は、
従来の方法と同じく、アニールやレジストパターンの形
成、エッチングを行いＸ線マスクを製造する。

【００８１】従来の製造方法では、メンブレン１２上の
酸化物の影響で、Ｘ線吸収体１４のマスク基板表面の応
力は著しく高い値を示していたが、上記のような表面処
理の工程を含む製造方法によって、Ｘ線吸収体１４の厚
さ方向の応力分布が小さくなり、ひいては微細パターン
のエッチング時に発生する位置歪みを抑えることができ
る。

【００８２】実施の形態１０．図２０および図２１はこ
の発明の実施の形態１０におけるＸ線マスクの構造、お
よび製造方法を説明するための示す断面図である。図に
おいて、２４はＸ線吸収体でＸ線吸収体２４は第１層２
４ａ、第２層２４ｂ、第３層２４ｃからなる。

【００８３】実施の形態１０のＸ線マスクの製造方法に
ついて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣ
からなるメンブレン１２を成膜後、アニール時間によっ
て応力調整を行う、たとえばＴａからなる第１層２４
ａ、第２層２ｂ、第３層２４ｃを成膜する。それぞれの
層のアニール時間をｔ１，ｔ２，ｔ３とするとき、第１
層２４ａのアニール時間がｔ１＋ｔ２＋ｔ３、第２層２
４ｂのアニール時間がｔ２＋ｔ３、第３層２４ｃのアニ
ール時間がｔ３となるような条件で成膜する。

【００８４】例えば、スパッタリング法によって第１層
２４ａの成膜を圧力：８．０ｍＴｏｒｒ，ガス：キセノ
ン８０ｓｃｃｍ，パワー：５００Ｗの条件にて行う。こ
の条件で成膜すると第１層２４ａのアニール時間（ｔ１
＋ｔ２＋ｔ３）は３００℃で３時間となる。また、第２
層２４ｂの成膜を圧力：８．１ｍＴｏｒｒ，ガス：キセ
ノン８０ｓｃｃｍ，パワー：５００Ｗの条件にて行う。
この条件で成膜すると第２層２４ｂのアニール時間（ｔ
２＋ｔ３）は３００℃で２時間となる。さらに、第３層
２４ｃの成膜を圧力：８．２ｍＴｏｒｒ，ガス：キセノ
ン８０ｓｃｃｍ，パワー：５００Ｗの条件にて行う。こ
の条件で成膜すると第３層２４ｃのアニール時間（ｔ
３）は３００℃で１時間となる。このように応力調整を
行った後、従来の方法と同じく、アニールやレジストパ
ターンの形成、エッチングを行いＸ線マスクを製造す
る。

【００８５】上記のようにＸ線吸収体の応力調整工程に
おいて、複数層に分けて成膜し、アニールを繰り返すこ
とによってＸ線吸収体２４の厚さ方向の応力分布の小さ
い膜を得ることができる。その結果、微細なパターンを
形成する場合にも位置歪みの少ない、高精度のＸ線マス
クを製造することができる。

【００８６】なお、上記実施の形態１０では３層に分け
てＸ線吸収体を成膜・アニールしたが、３回に限ること
はなく、層数を増やすほどＸ線吸収体の厚さ方向の応力
分布は小さくなり、より高精度のＸ線マスクを得ること
ができる。

【００８７】実施の形態１１．図２２はこの発明の実施
の形態１１におけるＸ線マスクの構造を示す断面図であ
り、メンブレン１２とＸ線吸収体１４の界面の幅がパタ
ーン幅より小さくなっている。

【００８８】実施の形態１１のＸ線マスクの製造方法に
ついて説明する。レジストパターンの形成までの工程は
通常と同様の方法で、ＳｉＣのメンブレン１２上にＷＴ
ｉ吸収体１４、Ｃｒマスク、電子線レジストを有するＸ
線マスク基板を作製する。Ｃｒマスクのパターニング
後、ＥＣＲエッチング装置を用いて、例えばエッチング
ガス：ＳＦ６／ＣＨＦ３，ガス圧力：０．５ｍＴｏｒ
ｒ，ＲＦパワー：２０Ｗ，マイクロ波パワー：３００
Ｗ，基板温度：ー５０℃の条件でＸ線吸収体１４のパタ
ーニングを行う。一般に低圧・高密度プラズマでエッチ
ングを行うと逆テーパ形状になることが知られており、
上記の条件でエッチングを行うことにより、図２２に示
したような逆テーパ形状のパターンを得ることができ
る。

【００８９】Ｘ線吸収体１４の形状を逆テーパのパター
ンにすることにより、位置歪みに影響を与えるＸ線吸収
体１４の下部領域が減少し、その結果位置歪みを低減す
ることができる。

【００９０】また、図２３に示すように、Ｔ字型の吸収
体パターンを形成することにより、より一層の位置歪み
の低減が可能であることは明らかである。

【００９１】実施の形態１２．図２４はこの発明の実施
の形態１２におけるＸ線マスクの構造を示す断面図であ
る。図において、２５は応力相殺中間層である。

【００９２】実施の形態１２のＸ線マスクの製造方法に
ついて説明する。従来と同様にシリコン基板上にＳｉＣ
からなるメンブレン１２を成膜後、Ｘ線吸収体１４の下
部とは逆の応力を持つ応力相殺中間層２５を成膜する。
例えばＷＴｉからなるＸ線吸収体１４の応力が下部０．
０５μｍの領域で５０ＭＰａの圧縮応力であった場合、
応力相殺中間層２５は例えば０．０５μｍの領域で５０
ＭＰａの引張応力を持つ膜であればよい。

【００９３】応力相殺中間層２５としては、例えばスパ
ッタリングによりＣｒの成膜を、圧力：２０ｍＴｏｒ
ｒ，ガス：アルゴン／窒素＝８０／２０，パワー：２０
０Ｗの条件にて行う。そして３００℃１時間のアニール
により５０ＭＰａの引張応力に調整したのち、Ｘ線吸収
体１４を通常と同条件で成膜する。その後ＥＢレジスト
によるパターン形成、ドライエッチングによる吸収体パ
ターン形成を行う。吸収体エッチングの際には、応力相
殺中間層２５もパターニングする。このパターニングよ
ってＸ線吸収体１４の下部の圧縮応力と応力相殺中間層
２５の引張応力とがつり合い、微細パターンによる位置
歪みが抑えられる。

【００９４】また、実施の形態１２では新たに応力相殺
中間層２５を導入することによって応力を相殺したが、
通常のマスク構造であっても図２５に示すようにＸ線吸
収体１４のエッチングの際に、引張応力を持つメンブレ
ン１２の一部をエッチングすることにより、上記実施の
形態１２と同様の効果を得ることができ、微細パターン
による位置歪みを抑えることができる。

【００９５】実施の形態１３．図２６はこの発明の実施
の形態１３におけるＸ線マスクのパターン構成を示す模
式図である。図２６（ａ）は従来のマスク製造方法によ
るマスクパターン、図２６（ｂ）は実施の形態１３によ
るマスクパターンを示している。

【００９６】実施の形態１３のＸ線マスクについて説明
する。従来のＸ線マスクでは設計パターンＡに忠実に電
子線描画を行い、吸収体パターンＢを作製してきた。こ
のパターンＢのままでＸ線マスクを製作すると、吸収体
パターンＢをエッチングで形成する際にラインの長手方
向（図のｘ方向）に歪があらわれる。

【００９７】本実施の形態によるＸ線マスクでは、図２
６（ｂ）に示すようにラインパターンＢを例えば０．０
２μｍの間隔で正方形に分割するようにする。正方形に
分割されたパターンＢを持つマスクではエッチング時に
あらわれる界面や側壁の量はｘ，ｙ方向で全く同一にな
るため異方歪はあらわれない。また、ラインの長手方向
の分割幅は０．０２μｍとＸ線の解像限界以下であるた
めこの隙間は解像されず、転写後のレジストパターンは
設計のとおりとなる。

【００９８】つまり、吸収体パターンＢを縦横比が概略
１：１の図形で構成したことにより異方歪がなくなり、
たとえマスクが歪んでも等方的な歪みしか現れないた
め、等方歪み補正で対応でき、結果として転写の重ね合
わせ精度を改善することができる。

【００９９】実施の形態１４．図２７はこの発明の実施
の形態１４におけるＸ線マスクのパターン構成を示す断
面模式図である。面内のパターン寸法はほぼ等しく、か
つ面内に粗密差を有するＸ線マスクにおいて、図２７の
（ａ）はパターンが密の領域、（ｂ）はパターンが粗の
領域を示している。

【０１００】従来のＸ線マスクの製造方法では、Ｘ線吸
収体の平均応力は概略０に調整されているが、図２７に
示すようなマスクにおいては吸収体パターン形成後に側
壁および界面から付加応力が発生し、異方歪みを生じる
こととなる。

【０１０１】本実施の形態ではあらかじめ付加応力を打
ち消すようにＸ線吸収体１４を０ではなくある応力を持
つように調整する。例えば０．１μｍのパターンを有す
るマスクでは、エッチング時の付加応力としておよそ１
０ＭＰａの圧縮応力が発生する。そこでＸ線吸収体１４
の成膜後、アニールなどによりＸ線吸収体の応力を１０
ＭＰａの引張応力に調整する。その後、図２７のように
粗密差のあるパターンを形成すると、側壁の付加応力と
パターン部分のＸ線吸収体１４の応力がキャンセルし、
結果的に歪みを生じない。また、パターンの外側の領域
１４ｄは、パターンがないため応力はキャンセルされず
等方的な歪みが発生するが、転写時の等方歪み補正で対
応でき、結果として転写の重ね合わせ精度を改善するこ
とができる。

【０１０２】また、実施の形態１４では、Ｘ線露光した
部分のレジストが溶解するポジレジストを露光時に使用
する場合に用いるＸ線マスクを説明したが、Ｘ線露光し
た部分のレジストが硬化するネガレジストを使用する場
合に用いるＸ線マスクについても異方歪みを低減させる
ことができる。ネガレジストの場合は、エッチング時の
付加応力と同方向の応力をあらかじめＸ線吸収体に付与
しておくことによって異方歪みを低減することができ
る。

【０１０３】実施の形態１５．図２８はこの発明の実施
の形態１５におけるＸ線マスクの構造を示す断面図であ
る。図において、２６はカバー層、２７は酸化層であ
る。

【０１０４】実施の形態１５のＸ線マスクの製造方法に
ついて説明する。従来と同様に、ＳｉＣからなるメンブ
レン１２の成膜後、Ｘ線吸収体１４の成膜・応力調整な
どの工程を経て、電子線描画によるレジストパターンを
もとにエッチングによりＸ線吸収体１４をパターニング
する。この際、従来のＸ線マスクの製造方法ではＸ線吸
収体１４の表面に酸化層２７が形成され、酸化層２７の
応力によって位置歪みが発生する。

【０１０５】本実施の形態では位置歪みが発生したＸ線
マスクのパターンの側壁、底面および上面に、例えばプ
ラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＮ膜からなるカバー層２６
を成膜する。このカバー層２６の応力を、発生した位置
歪みをキャンセルするように調整しながら成膜すること
によって、完成後のＸ線マスクの位置歪みを調整するこ
とができ、高い位置精度のＸ線マスクを製造することが
可能となる。

【０１０６】なお、上記実施の形態１〜１５では等倍Ｘ
線転写で用いられるＸ線マスクについて説明したが、そ
の他の露光技術用のマスクでも同様の効果を得ることが
できる。

【０１０７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、メンブレ
ン上に吸収体を成膜するメンブレンマスクの製造方法に
おいて、吸収体の下部の応力を調整し、この吸収体の下
部の厚さは代表的パターンサイズに対応して決定するこ
とによって、吸収体の厚さ方向の応力分布を小さくし、
高位置精度のメンブレンマスクが得られる。

【０１０８】請求項２に係る発明によれば、吸収体の下
部の成膜条件を、この吸収体の下部以外の部分の成膜条
件と異なるものとし、大きな応力が発生する下部の応力
が小さくなるような条件で成膜することができ、応力分
布を小さくして高位置精度のマスクが得られる。

【０１０９】請求項３に係る発明によれば、吸収体の下
部を成膜する際のパワーを、この吸収体の下部以外の部
分を成膜する際のパワーより低くすることによって、大
きな応力が発生する下部の応力が小さくなるような条件
で成膜することができ、応力分布を小さくして高位置精
度のマスクが得られる。

【０１１０】請求項４に係る発明によれば、吸吸収体の
下部を成膜する際の窒素濃度を、この吸収体の下部以外
の部分を成膜する際の窒素濃度より低くすることによっ
て、メンブレンから不純物が拡散するのを抑制し、初期
の応力を安定化させ、高位置精度のマスクが得られる。

【０１１１】請求項５に係る発明によれば、吸収体の下
部の厚さは代表的パターン寸法の概略２分の１であるの
で、大きな応力が発生する領域の応力を調整でき、高位
置精度のマスクが得られる。

【０１１２】請求項６に係る発明によれば、メンブレン
と、このメンブレン上に中間層を介して吸収体を設けた
メンブレンマスクであって、上記中間層の格子定数が上
記吸収体の格子定数に近いものであるメンブレンマスク
であるので、吸収体の下部に発生する大きな応力を低減
し、高位置精度のマスクが得られる。

【０１１３】請求項７、８、９および１０に係る発明に
よれば、吸収体の下部に拡散防止層を備えるので、メン
ブレンからの不純物が拡散するのを抑制し、初期の応力
を安定化させ、高位置精度のマスクが得られる。

【０１１４】請求項１１に係る発明によれば、吸収体の
厚さ方向の窒素濃度を変化させることにより吸収体の厚
さ方向における応力分布を小さくするので、高位置精度
のマスクが得られる。

【０１１５】請求項１２に係る発明によれば、吸収体を
スパッタ成膜するメンブレンマスクの製造方法であっ
て、スパッタ成膜時のパワーを変化させることにより吸
収体の厚さ方向の応力分布を小さくするので、高位置精
度のメンブレンマスクが得られる。

【０１１６】請求項１３に係る発明によれば、吸収体を
成膜前に、吸収体を成膜する下地の表面を清浄にする処
理を行うことにより吸収体の厚さ方向の応力分布を小さ
くするので、高位置精度のマスクが得られる。

【０１１７】請求項１４に係る発明によれば、吸収体を
複数層に分けて成膜し、それぞれの層の成膜後にアニー
ルを行い、アニール時間によって吸収体の応力調整を行
うメンブレンマスクの製造方法であって、各層の積算ア
ニール時間がその層の応力を所望の応力に調整する時間
に相当するように各層の成膜条件を変化させるので、厚
さ方向の応力分布を小さくし、高位置精度のマスクが得
られる。

【０１１８】請求項１５、１６、１７および１８に係る
発明によれば、パターニングした吸収体のパターン底部
に、吸収体を有するので、応力の大きい領域が残り、応
力が０の部分だけがパターンとして形成されることによ
って、位置歪みは発生せず高位置精度のマスクが得られ
る。

【０１１９】請求項１９、２０および２１に係る発明
は、メンブレン上に、メンブレンとの界面幅がパターン
幅より小さな吸収体であるので、応力に影響する下部領
域の面積が小さくなるので、高位置精度のマスクが得ら
れる。

【０１２０】請求項２２に係る発明によれば、吸収体の
下部に、ヤング率が上記吸収体より小さな応力緩衝層を
備えたので、影響の大きい下部の応力を緩衝し、メンブ
レンに伝達されないようにでき、高位置精度のマスクが
得られる。

【０１２１】請求項２３に係る発明によれば、吸収体の
下部に、上記吸収体と同じパターン形状の低応力の中間
層を備えたので、厚さ方向の応力分布を小さくし、高位
置精度のマスクが得られる。

【０１２２】請求項２４に係る発明によれば、吸収体の
下部に、上記吸収体と同じパターン形状を有し、上記吸
収体の下部の応力を相殺する応力を有する中間層を備え
たので、影響の大きい下部の応力をキャンセルし、高位
置精度のマスクが得られる。

【０１２３】請求項２５に係る発明によれば、引張応力
を有するメンブレン上に、下部が圧縮応力になるように
吸収体を成膜し、この吸収体のパターニング時にメンブ
レン表層部を除去するので、影響の大きい下部の応力を
キャンセルし、高位置精度のマスクが得られる。

【０１２４】請求項２６および２８に係る発明によれ
ば、吸収体パターンが、縦横比が概略１：１分割されて
いるメンブレンマスクであるので、異方位置歪をなくし
て、高位置精度のマスクが得られる。

【０１２５】請求項２７および２９に係る発明によれ
ば、吸収体パターンを分割する分割幅は、転写によって
解像されない程度の幅となっているので、転写パターン
は設計通りのものとすることができる。

【０１２６】請求項３０に係る発明によれば、吸収体パ
ターンが面内で粗密差を有し、ポジレジストを用いて転
写するメンブレンマスクの製造方法において、吸収体パ
ターン形成後に付加される応力と同等の逆方向の応力を
予め吸収体に付与するので、パターニングによって発生
する位置歪を矯正して、高位置精度のマスクが得られ
る。

【０１２７】請求項３１に係る発明によれば、吸収体パ
ターンが面内で粗密差を有し、ネガレジストを用いて転
写するメンブレンマスクの製造方法において、吸収体パ
ターン形成後に付加される応力と同等の同方向の応力を
予め吸収体に付与するので、パターニングによって発生
する位置歪を矯正して、高位置精度のマスクが得られ
る。

【０１２８】請求項３２および３３に係る発明によれ
ば、吸収体パターンの全面に、軽元素からなる薄膜が成
膜されているメンブレンマスクである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のもとになる、シミュレーション解析
の結果を示す図である。

【図２】従来の吸収体の厚さ方向における応力分布を
模式的に示す図である。

【図３】吸収体パターンの粗密差の問題を説明する図
である。

【図４】吸収体パターンの粗密差の問題を説明する図
である。

【図５】本発明の実施の形態１におけるＸ線マスクの
構造を示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態２におけるＸ線マスクの
構造を示す断面図である。

【図７】本発明の実施の形態３におけるＸ線マスクの
構造を示す断面図である。

【図８】本発明の実施の形態３における別の形態のＸ
線マスクの構造を示す断面図である。

【図９】本発明の実施の形態４におけるＸ線マスクの
構造を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態４における別の形態の
Ｘ線マスクの構造を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態５におけるＸ線マスク
の製造方法を説明する図である。

【図１２】本発明の実施の形態５における別のＸ線マ
スクの製造方法を説明する図である。

【図１３】本発明の実施の形態６におけるＸ線マスク
の構造を示す断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態６における別の形態の
Ｘ線マスクの構造を示す断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態７におけるＸ線マスク
の構造を示す断面図である。

【図１６】本発明の実施の形態７における別の形態の
Ｘ線マスクの構造を示す断面図である。

【図１７】本発明の実施の形態７における別の形態の
Ｘ線マスクの構造を示す断面図である。

【図１８】本発明の実施の形態８におけるＸ線マスク
の構造を示す断面図である。

【図１９】本発明の実施の形態９におけるＸ線マスク
の構造を示す断面図である。

【図２０】本発明の実施の形態１０におけるＸ線マス
クの構造を示す断面図である。

【図２１】本発明の実施の形態１０におけるＸ線マス
クの製造方法を示す断面図である。

【図２２】本発明の実施の形態１１におけるＸ線マス
クの構造を示す断面図である。

【図２３】本発明の実施の形態１１における別の形態
のＸ線マスクの構造を示す断面図である。

【図２４】本発明の実施の形態１２におけるＸ線マス
クの構造を示す断面図である。

【図２５】本発明の実施の形態１２における別の形態
のＸ線マスクの構造を示す断面図である。

【図２６】本発明の実施の形態１３におけるＸ線マス
クのパターンを示す模式図である。

【図２７】本発明の実施の形態１４におけるＸ線マス
クの構造を示す断面図である。

【図２８】本発明の実施の形態１５におけるＸ線マス
クの構造を示す断面図である。

【図２９】従来のＸ線マスクの製造工程を示す断面図
である。

【図３０】従来のＸ線マスクの問題を説明するＸ線マ
スクの断面模式図である。

【符号の説明】

１１シリコン基板、１２メンブレン、１３インジ
ウム・錫酸化物エッチストッパ、１４Ｘ線吸収体、１
４ａ下部吸収体、１４ｂ上部吸収体、１５エッチ
マスク、１６サポートリング、１７電子線描画用レ
ジスト、１８，２３中間層、１９拡散防止層、２０
エッチング速度の遅い吸収体、２１エッチング速度
の速い吸収体、２２応力緩衝層、２４Ｘ線吸収体、
２４ａ第１層、２４ｂ第２層、２４ｃ第３層、２
５応力相殺中間層、２６カバー層、２８酸化層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者衣川勝東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者矢部秀毅東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者一二三敬東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者吹田宗義東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者綾淳東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者吉瀬幸司東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H095 BA02 BA10 BB31 BB37 BC05 BC08 BC09 BC11 BC24 5F046 GD02 GD05 GD07 GD16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メンブレン上に吸収体を成膜するメンブ
レンマスクの製造方法において、吸収体の下部の応力を
調整し、この吸収体の下部の厚さは代表的パターンサイ
ズに対応して決定することを特徴とするメンブレンマス
クの製造方法。
【請求項２】吸収体の下部の成膜条件は、この吸収体
の下部以外の部分の成膜条件と異なることを特徴とする
請求項１記載のメンブレンマスクの製造方法。
【請求項３】吸収体の下部を成膜する際のパワーを、
この吸収体の下部以外の部分を成膜する際のパワーより
低くすることを特徴とする請求項２記載のメンブレンマ
スクの製造方法。
【請求項４】吸収体の下部を成膜する際の窒素濃度
を、この吸収体の下部以外の部分を成膜する際の窒素濃
度より低くすることを特徴とする請求項２記載のメンブ
レンマスクの製造方法。
【請求項５】吸収体の下部の厚さは代表的パターン寸
法の概略２分の１であることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載のＸ線マスクの製造方法。
【請求項６】メンブレンと、このメンブレン上に中間
層を介して吸収体を設けたメンブレンマスクであって、
上記中間層の格子定数が上記吸収体の格子定数に近いも
のであることを特徴とするメンブレンマスク。
【請求項７】吸収体の下部に拡散防止層を備えたこと
を特徴とするメンブレンマスク。
【請求項８】拡散防止層は、吸収体の下部の窒素濃度
を、この吸収体の下部以外の部分の窒素濃度より高くす
ることによって形成されていることを特徴とする請求項
７記載のメンブレンマスク。
【請求項９】拡散防止層は、吸収体の下部の酸素濃度
を、この吸収体の下部以外の部分の酸素濃度より高くす
ることによって形成されていることを特徴とする請求項
７記載のメンブレンマスク。
【請求項１０】拡散防止層がＴｉＮもしくはＣｒＮで
あることを特徴とする請求項７記載のメンブレンマス
ク。
【請求項１１】吸収体の厚さ方向の窒素濃度を変化さ
せることにより吸収体の厚さ方向における応力分布を小
さくすることを特徴とするメンブレンマスクの製造方
法。
【請求項１２】吸収体をスパッタ成膜するメンブレン
マスクの製造方法であって、スパッタ成膜時のパワーを
変化させることにより吸収体の厚さ方向の応力分布を小
さくすることを特徴とするメンブレンマスクの製造方
法。
【請求項１３】吸収体の成膜前に、吸収体を成膜する
下地の表面を清浄にする処理を行うことにより吸収体の
厚さ方向の応力分布を小さくすることを特徴とするメン
ブレンマスクの製造方法。
【請求項１４】吸収体を複数層に分けて成膜し、それ
ぞれの層の成膜後にアニールを行い、アニール時間によ
って吸収体の応力調整を行うメンブレンマスクの製造方
法であって、各層の積算アニール時間がその層の応力を
所望の応力に調整する時間に相当するように各層の成膜
条件を変化させたことを特徴とするメンブレンマスクの
製造方法。
【請求項１５】パターニングした吸収体のパターン底
部に、吸収体を有することを特徴とするメンブレンマス
ク。
【請求項１６】吸収体が、基本構成の重金属元素が同
一でエッチング速度の異なる２層からなり、エッチング
速度が速い層がエッチング速度が遅い層の上に積層され
ていることを特徴とするメンブレンマスク。
【請求項１７】吸収体のパターニングにおいて、パタ
ーン底部に吸収体を残すことを特徴とするメンブレンマ
スクの製造方法。
【請求項１８】吸収体を、基本構成の重金属元素が同
一でエッチング速度の異なる２層で構成し、エッチング
速度が速い層をエッチング速度が遅い層の上に積層する
ことを特徴とするメンブレンマスクの製造方法。
【請求項１９】メンブレン上に、メンブレンとの界面
幅がパターン幅より小さな吸収体を備えたことを特徴と
するメンブレンマスク。
【請求項２０】吸収体が、逆テーパ形状であることを
特徴とする請求項１９記載のメンブレンマスク。
【請求項２１】吸収体が、Ｔ型形状であることを特徴
とする請求項１９記載のメンブレンマスク。
【請求項２２】吸収体の下部に、ヤング率が上記吸収
体より小さな応力緩衝層を備えたことを特徴とするメン
ブレンマスク。
【請求項２３】吸収体の下部に、上記吸収体と同じパ
ターン形状の低応力の中間層を備えたことを特徴とする
メンブレンマスク。
【請求項２４】吸収体の下部に、上記吸収体と同じパ
ターン形状を有し、上記吸収体の下部の応力を相殺する
応力を有する中間層を備えたことを特徴とするメンブレ
ンマスク。
【請求項２５】引張応力を有するメンブレン上に、下
部が圧縮応力になるように吸収体を成膜し、この吸収体
のパターニング時にメンブレン表層部を除去することを
特徴とするメンブレンマスクの製造方法。
【請求項２６】吸収体パターンが、縦横比が概略１：
１に分割されていることを特徴とするメンブレンマス
ク。
【請求項２７】吸収体パターンを分割する分割幅が、
転写によって解像されない程度の幅となっていることを
特徴とする請求項２６記載のメンブレンマスク。
【請求項２８】吸収体パターンを縦横比が概略１：１
に分割することを特徴とするメンブレンマスクの製造方
法。
【請求項２９】吸収体パターンを分割する分割幅は、
転写によって解像されない程度の幅とすることを特徴と
する請求項２８記載のメンブレンマスクの製造方法。
【請求項３０】吸収体パターンが面内で粗密差を有
し、ポジレジストを用いて転写するメンブレンマスクの
製造方法において、吸収体パターン形成後に付加される
応力と同等の逆方向の応力を予め吸収体に付与すること
を特徴とするメンブレンマスクの製造方法。
【請求項３１】吸収体パターンが面内で粗密差を有
し、ネガレジストを用いて転写するメンブレンマスクの
製造方法において、吸収体パターン形成後に付加される
応力と同等の同方向の応力を予め吸収体に付与すること
を特徴とするメンブレンマスクの製造方法。
【請求項３２】吸収体パターンの全面に、軽元素から
なる薄膜が成膜されていることを特徴とするメンブレン
マスク。
【請求項３３】軽元素からなる薄膜が、引張応力を持
つことを特徴とする請求項３２記載のメンブレンマス
ク。