JP2609538B2 - Reflective mask - Google Patents

Reflective mask

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JP2609538B2
JP2609538B2 JP15014388A JP15014388A JP2609538B2 JP 2609538 B2 JP2609538 B2 JP 2609538B2 JP 15014388 A JP15014388 A JP 15014388A JP 15014388 A JP15014388 A JP 15014388A JP 2609538 B2 JP2609538 B2 JP 2609538B2
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健二 栗原
博雄 木下
勉 溝田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造工程で用いられるマスク
に関し、特に軟X線露光や真空紫外線露光におけるパタ
ン転写用の反射型マスクに関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask used in a manufacturing process of a semiconductor device, and more particularly to a reflective mask for pattern transfer in soft X-ray exposure or vacuum ultraviolet exposure. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

X線マスクを用いたX線露光方式は、微細性、生産性
の点で電子ビーム露光等よりも優れている。従来この方
式では、X線に対して透明な膜の上に形成したX線を吸
収するパタンを加工した透過型のX線マスクが用いられ
る。このX線マスクは、レジストを塗布したウエハに対
して数10μmの微小な間隔をおいて設置され、均一にX
線が照射される。これにより、X線マスクを透過したX
線によりレジストが感光し、レジストを現像すれば、レ
ジストパタンが得られる。ところで、この従来方式では
等倍転写であるためにX線マスクのパタン描画に用いる
電子ビーム露光装置のパタン精度以上の転写精度は得ら
れない。また、X線マスクのX線を吸収するパタンを支
持している透過膜はX線透過率を確保するために、2μ
m程度ときわめて薄いものが用いられるために、大面積
のX線マスクの製造は困難が多い。そこで、このような
問題を解決するために、シンクロトロン放射光を利用し
たX線縮小投影露光方式(木下ほか:第47回応用物理学
会講演予稿集、p322、28p−ZF−15)が放射されてい
る。この方式は、X線マスクの像を反射光学系によりレ
ジストを塗布したウエハ上に縮小投影して露光を行うも
のである。X線マスクとしては透過型マスク、反射型マ
スクの2種類が考えられている。透過型のX線マスク
は、等倍転写におけるものと同様に非常に薄いX線透過
膜が必要になるので、大口径化は困難である。一方、反
射型X線マスクは、十分厚い基板の上にパタンを形成で
きるので、製造上有利である。そのため、X線縮小投影
露光には、反射型マスクを用いるのが望ましいと考えら
れる。ところで、X線縮小投影露光で用いられる反射型
マスクや反射光学系には、反射率を高めるため特定の波
長のX線を反射する多層膜を表面にコーテイングしたも
のが用いられる。多層膜には、例えば、タングステン
(W)/カーボン(C)やモリブデン(Mo)/シリコン
(Si)というように、重原子と軽原子を対としたものが
用いられる。多層膜の形成間隔は、X線波長と入射角か
ら、ブラツグの回折条件より決まる。
An X-ray exposure method using an X-ray mask is superior to electron beam exposure or the like in terms of fineness and productivity. Conventionally, in this method, a transmission-type X-ray mask formed by processing a pattern for absorbing X-rays formed on a film transparent to X-rays is used. This X-ray mask is set at a minute interval of several tens of μm with respect to the wafer coated with the resist,
A line is illuminated. Thereby, the X-ray transmitted through the X-ray mask
When the resist is exposed by the line and the resist is developed, a resist pattern is obtained. By the way, in the conventional method, since the same-size transfer is performed, transfer accuracy higher than the pattern accuracy of the electron beam exposure apparatus used for pattern drawing of the X-ray mask cannot be obtained. The transmission film supporting the X-ray absorbing pattern of the X-ray mask has a thickness of 2 μm to secure the X-ray transmittance.
Since an extremely thin film having a thickness of about m is used, it is often difficult to manufacture a large-area X-ray mask. In order to solve such a problem, an X-ray reduction projection exposure method using synchrotron radiation (Kinoshita et al .: Proceedings of the 47th JSAP, p322, 28p-ZF-15) is emitted. ing. According to this method, an image of an X-ray mask is reduced and projected by a reflection optical system onto a resist-coated wafer to perform exposure. Two types of X-ray masks, a transmission type mask and a reflection type mask, are considered. Since the transmission type X-ray mask requires an extremely thin X-ray transmission film as in the case of the same magnification transfer, it is difficult to increase the diameter. On the other hand, a reflective X-ray mask is advantageous in manufacturing because a pattern can be formed on a sufficiently thick substrate. Therefore, it is considered preferable to use a reflective mask for the X-ray reduction projection exposure. By the way, a reflective mask or a reflective optical system used in the X-ray reduction projection exposure has a surface coated with a multilayer film that reflects X-rays of a specific wavelength in order to increase the reflectance. As the multilayer film, a pair of heavy atoms and light atoms such as tungsten (W) / carbon (C) or molybdenum (Mo) / silicon (Si) is used. The multilayer film formation interval is determined by the Bragg diffraction condition from the X-ray wavelength and the incident angle.

従来、X線の反射型マスクとして第4図に示す断面図
のような加工法(K.Hoh and H.Tanino:Bulletion of El
ectrotechnical Laboratory,Vol.49No.12(1985)p47−
54)が提案されている。図において、41はレジスト、42
は多層膜、43はシリコン基板である。マスクの加工法は
次の手順で行なわれる。まず、シリコン基板43に多層膜
42(例えば、タングステン/カーボン)を堆積し、この
多層膜42上にレジスト41を塗布する。次に、レジスト41
を光用マスクもしくは電子ビームを用いて露光し所定の
パタンを形成する(同図(a))。そして、このレジス
ト41をマスクにして多層膜42をドライエツチングにより
エツチングして除去する(同図(b))。その後、レジ
スト41に酸素プラズマを用いて剥離し、従来の反射型マ
スクを形成する(同図(c))。
Conventionally, a processing method as shown in the cross-sectional view shown in FIG. 4 (K. Hoh and H. Tanino: Bulletion of El
ectrotechnical Laboratory, Vol.49 No.12 (1985) p47−
54) has been proposed. In the figure, 41 is a resist, 42
Is a multilayer film, and 43 is a silicon substrate. The mask is processed in the following procedure. First, a multilayer film is formed on the silicon substrate 43.
42 (for example, tungsten / carbon) is deposited, and a resist 41 is applied on the multilayer film 42. Next, resist 41
Is exposed using a light mask or an electron beam to form a predetermined pattern (FIG. 1A). Then, using the resist 41 as a mask, the multilayer film 42 is removed by dry etching (FIG. 9B). After that, the resist 41 is peeled off using oxygen plasma to form a conventional reflective mask (FIG. 3C).

また、別の従来例として第5図に示す断面図のような
加工法が提案されている。図において、第4図と同一部
分には同一符号を付する。52はX線を吸収する吸収体で
ある。マスクの加工法は第4図と同様にシリコン基板43
上に多層膜42(例えばタングステン/カーボン)を形成
し、その上層にX線を吸収して反射率が低い吸収体52を
形成する。その後、吸収体52上にレジスト41を塗布し、
光用マスクもしくは電子ビームを用いて露光し所定のパ
ターンを形成する(同図(a))。次に、レジスト41を
マスクにして吸収体52をドライエツチングにより除去す
る。その後、レジスト41を酸素プラズマを用いて剥離
し、従来の反射型マスクを形成する。(同図(b))。
As another conventional example, a processing method as shown in a sectional view of FIG. 5 has been proposed. In the figure, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. 52 is an absorber for absorbing X-rays. The processing method of the mask is the same as that of FIG.
A multilayer film 42 (for example, tungsten / carbon) is formed thereon, and an absorber 52 having a low reflectance by absorbing X-rays is formed thereon. After that, apply the resist 41 on the absorber 52,
Exposure is performed using a light mask or an electron beam to form a predetermined pattern (FIG. 1A). Next, the absorber 52 is removed by dry etching using the resist 41 as a mask. After that, the resist 41 is peeled off using oxygen plasma to form a conventional reflective mask. (FIG. 2B).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら従来の反射型マスクは、上記のように構
成されているため、次のような欠点があつた。まず、第
4図の反射型マスクは、レジスト41をマスクにして多層
膜42をエツチングした後、酸素プラズマを用いてレジス
ト41を剥離している。このため、例えば多層膜42の上層
がカーボンである場合、この酸素プラズマによつてカー
ボンがレジスト41と同じくエツチングされてしまい反射
のコントラストが低下してしまう欠点があつた。ここ
で、酸素プラズマを用いず有機系溶液によるレジスト41
の剥離が提案されているが、多層膜42のエツチング工程
においてレジスト41の表面がドライエツチングにより変
質しているため、完全にレジスト41を剥離することがで
きなかつた。また、多層膜42表面がタングステンまたは
モリブデンである場合、酸素プラズマにより表面に酸化
膜が形成され、X線反射率が低下してしまう原因となつ
た。さらに、多層膜42がタングステン/カーボンの場
合、前述したようにカーボンが酸素プラズマによりエツ
チングされるので、レジスト41の剥離中に多層膜42のパ
タン側壁からカーボン層にアンダーカツトが進行し、パ
タン精度が劣化する結果となつた。
However, the conventional reflective mask has the following disadvantages because it is configured as described above. First, in the reflective mask of FIG. 4, after etching the multilayer film 42 using the resist 41 as a mask, the resist 41 is peeled off using oxygen plasma. For this reason, for example, when the upper layer of the multilayer film 42 is made of carbon, there is a disadvantage that the carbon is etched by the oxygen plasma in the same manner as the resist 41, and the reflection contrast is lowered. Here, a resist 41 using an organic solution without using oxygen plasma is used.
However, since the surface of the resist 41 has been altered by dry etching in the etching step of the multilayer film 42, the resist 41 could not be completely removed. Further, when the surface of the multilayer film 42 is made of tungsten or molybdenum, an oxide film is formed on the surface by oxygen plasma, which causes a reduction in X-ray reflectivity. Further, when the multilayer film 42 is made of tungsten / carbon, the carbon is etched by the oxygen plasma as described above, so that the undercut advances from the pattern side wall of the multilayer film 42 to the carbon layer during the removal of the resist 41, and the pattern accuracy is reduced. Deteriorated.

次に、第5図に示す反射型マスクでは、吸収体52のパ
タンを得るためにドライエツチングを用いている。その
ため、吸収体52のエツチングが終了すると多層膜42がプ
ラズマにさらされることになる。一般に、ドライエツチ
ングではあまり高いエツチング選択比を得るのは難し
く、オーバーエツチングにより多層膜42もエツチングさ
れてしまう。多層膜42は数10Åのきわめて薄い膜からな
るので、オーバーエツチングによる多層膜42の破壊の影
響はきわめて大きい。また、プラズマイオンの衝撃によ
り、数オングストローム以下の面粗さが要求される多層
膜表面が荒れてしまい、X線反射率の低下の原因とな
る。さらに、反応生成物等のエツチング残りが反射面に
付着する場合もある。これらの影響をさけるために吸収
体52をウエツトエツチングにより加工することも考えら
れるが、等方性エツチングとなつてしまうので、高精度
なパタンを得ることはできない。
Next, in the reflection type mask shown in FIG. 5, dry etching is used to obtain a pattern of the absorber 52. Therefore, when the etching of the absorber 52 is completed, the multilayer film 42 is exposed to the plasma. Generally, it is difficult to obtain a very high etching selectivity by dry etching, and the multilayer film 42 is also etched by over-etching. Since the multilayer film 42 is formed of an extremely thin film having a thickness of several tens of degrees, the effect of destruction of the multilayer film 42 due to overetching is extremely large. In addition, the impact of plasma ions causes the surface of the multilayer film, which requires a surface roughness of several angstroms or less, to be rough, which causes a decrease in X-ray reflectivity. Furthermore, the etching residue such as a reaction product may adhere to the reflection surface. Although it is conceivable to process the absorber 52 by wet etching in order to avoid these effects, it is not possible to obtain a highly accurate pattern because it results in isotropic etching.

また、露光時の欠点として、シンクロトロン放射光の
ように波長が連続である光源をマスクの露光に用いる場
合、第4図の反射型マスクでは、多層膜42のパタン以外
であるシリコン基板43表面でも紫外線を反射し、ウエハ
上のレジストを露光してしまうことがある。この場合、
パタンのコントラストが低下することになるので、特に
微細パタン形成の点で大きな欠点となる。
As a disadvantage at the time of exposure, when a light source having a continuous wavelength such as synchrotron radiation is used for exposure of the mask, the reflection type mask shown in FIG. However, there are cases where the resist on the wafer is exposed by reflecting ultraviolet rays. in this case,
Since the contrast of the pattern is reduced, this is a major drawback particularly in the formation of a fine pattern.

また、重ね合せ露光を行なう場合、マスクにマークを
設けてウエハのマークと合わせている。しかし、従来の
反射型マスクでは、可視光において多層膜と下地面との
コントラストを大きくとることができないため、マーク
検出信号S/N比が低下し、パタン位置精度に影響を及ぼ
すという欠点があつた。
When performing overlay exposure, a mark is provided on the mask and aligned with the mark on the wafer. However, conventional reflective masks have the disadvantage that the contrast between the multilayer film and the underlying surface cannot be increased in visible light, so that the mark detection signal S / N ratio is reduced and the pattern position accuracy is affected. Was.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明に係る反射型マスクは、基板表面に形成した底
部に凹凸を有する溝部と、この溝部を有する基板上に形
成した反射膜とを備えている。
The reflection type mask according to the present invention includes a groove formed on the substrate surface and having irregularities on the bottom, and a reflection film formed on the substrate having the groove.

また、基板上の高融点金属膜表面に形成した底部に凹
凸を有する溝部と、この溝部を有する高融点金属膜上に
形成した反射膜とを備えている。
The semiconductor device further includes a groove having a concave and convex portion formed on the surface of the refractory metal film on the substrate, and a reflective film formed on the refractory metal film having the groove.

〔作用〕[Action]

基板表面に形成した底部に凹凸を有する溝部は、反射
率を低くする。
A groove formed on the surface of the substrate and having an uneven portion on the bottom lowers the reflectance.

また、高融点金属膜表面に形成した底部に凹凸を有す
る溝部は、反射率を低くする。
In addition, a groove formed on the surface of the refractory metal film and having a concave and convex portion on the bottom lowers the reflectance.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図に従つて説明する。第1図
は本発明に係る第1の実施例を示した反射型マスクにお
ける加工法の断面図である。図において、11はレジス
ト、12はシリコン基板、13は溝部、13aは溝底部、14は
反射膜にあたる多層膜である。マスクの加工法は次の手
順で行なわれる。まず、シリコン基板12上にレジスト11
を塗布し、光用マスクもしくは電子ビームを用いて露光
して所定のパタンを形成する(同図(a))。次に、こ
のレジスト11をマスクにして下地のシリコン基板12をド
ライエツチングにより溝部13を形成する。このとき、ド
ライエツチングは塩素(Cl2)ガスを雰囲気として反応
性イオンエツチング(RIE)を用いる。エツチングの条
件としては、例えばカソードカツプル方式のエツチング
装置の場合、塩素(Cl2)ガス圧7Pa,RFパワー100Wとす
る。また、エツチング深さは数μm程度にする。この条
件下でエツチングすることにより、溝底部13aに数100Å
〜1000Å程度の大きさの針状の突起(凹凸)を形成する
ことができる(同図(b))。この針状の突起は、可視
光で観察すると真つ黒く見え、反射率が極めて低下して
いることがわかる。次に、レジスト11を酸素プラズマで
剥離する(同図(c))。また、レジスト11の剥離に硫
酸(H2SO4)+過酸化水素水(H2O2)溶液を用いてもよ
い。その後、シリコン基板全面に多層膜14を堆積させて
反射型マスクを形成する(同図(d))。ここで、多層
膜は例えばX線の波長を100Åとしてタングステン
(W)/カーボン(C)の組合せを用いる。直入射の場
合、タングステンの膜厚を20Å,カーボンの膜厚を30Å
とし、これを数10重ね合せてX線の反射率を高める。こ
のようにして形成した多層膜14の膜厚は数1000Å程度で
あり、前述の溝底部13aに堆積させても針状の突起は平
坦化されるに至らず、その部分の多層膜14の表面は凹凸
の状態となる。一方、シリコン基板12の表面は鏡面研磨
されているので、溝部13以外のエツチングされないシリ
コン基板12表面に堆積した多層膜14は、下地と同様に鏡
面となる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a processing method in a reflection type mask showing a first embodiment according to the present invention. In the figure, 11 is a resist, 12 is a silicon substrate, 13 is a groove, 13a is a groove bottom, and 14 is a multilayer film corresponding to a reflection film. The mask is processed in the following procedure. First, resist 11 on silicon substrate 12
Is applied and exposed using a light mask or an electron beam to form a predetermined pattern (FIG. 3A). Next, using the resist 11 as a mask, a groove 13 is formed in the underlying silicon substrate 12 by dry etching. At this time, reactive ion etching (RIE) is used for dry etching using chlorine (Cl 2 ) gas as an atmosphere. The etching conditions are, for example, in the case of a cathode-coupling type etching apparatus, a chlorine (Cl 2 ) gas pressure of 7 Pa and an RF power of 100 W. Further, the etching depth is about several μm. Etching under these conditions results in several hundred mm of groove bottom 13a.
Needle-like projections (irregularities) having a size of about 1000 mm can be formed (FIG. 2B). These needle-like projections look completely black when observed with visible light, indicating that the reflectance is extremely low. Next, the resist 11 is peeled off by oxygen plasma (FIG. 3C). Further, a sulfuric acid (H 2 SO 4 ) + hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) solution may be used for removing the resist 11. Thereafter, a multilayer mask 14 is deposited on the entire surface of the silicon substrate to form a reflection type mask (FIG. 4D). Here, for the multilayer film, for example, a combination of tungsten (W) / carbon (C) with an X-ray wavelength of 100 ° is used. For direct incidence, the thickness of tungsten is 20 mm and the thickness of carbon is 30 mm.
Then, several tens of these are superimposed to increase the reflectivity of X-rays. The film thickness of the multilayer film 14 formed in this way is about several thousand mm, and even if it is deposited on the above-mentioned groove bottom 13a, the needle-like projections do not become flat, and the surface of the multilayer film 14 at that portion is not flattened. Is in an uneven state. On the other hand, since the surface of the silicon substrate 12 is mirror-polished, the multilayer film 14 deposited on the surface of the silicon substrate 12 that is not etched except for the groove 13 has a mirror surface like the base.

次に、この反射型マスクの反射特性を説明する。多層
膜14の反射率Rは、表面粗さにより低下し理想値R0より
も小さくなる。そして、この反射率Rは、 R=R0exp〔−2(2πσcosθ/λ)〕 で与えられる。但し、面粗さのrms値をσ,X線の波長を
λ,入射角をθとする。また、第2図はX線の入射角θ
=0における反射率と表面粗さとの関係を示す特性図で
ある。図において、特性A,B,Cは各々X線波長が100Å,1
000Å,2000Åであるときの特性曲線を示す。例えば、波
長100Åでは、多層膜の表面粗さを5Å(rms)とすると
理想値の92%の反射率が得られる。表面粗さが10Å(rm
s)では理想値の45%となるので、高い反射率を得よう
とすると、下地シリコン基板の方も面粗さ5Å(rms)
以下のものを用いることが望ましい。つぎに、反射型マ
スクとして機能するためには、第1図に示した断面図に
おいて溝部13の部分がX線を反射しないことが必要とな
る。例えば波長100Åを考えると表面粗さが20Å(rms)
を越えると理想値の5%以下の反射率となり、理想反射
面に対するコントラストが大きくなつてくる。表面粗さ
が100Å(rms)もあれば、無限大のコントラストが得ら
れる。前述の加工法で説明したように、溝底部13aの凹
凸は数1000ÅもあるのでX線の反射率はゼロと考えてよ
い。また、波長1000Åや2000Åの光でも500Å(rms)も
表面粗さがあれば反射は無視できるので、これらの光も
X線と同様のカツトすることができる。また、溝底部13
aの表面が黒くみえることからも、可視光までもカツト
されることがわかる。したがつて、本発明の反射型マス
クでは、溝以外の平坦なシリコン面に形成された多層膜
面からの反射のみを考えればよいことになり、ほぼ無限
大のコントラストの理想的な反射型マスクとなることが
わかる。
Next, the reflection characteristics of this reflection type mask will be described. The reflectance R of the multilayer film 14 is reduced by the surface roughness and becomes smaller than the ideal value R0 . The reflectance R is given by R = R 0 exp [−2 (2πσ cos θ / λ) 2 ]. Here, the rms value of the surface roughness is σ, the wavelength of the X-ray is λ, and the incident angle is θ. FIG. 2 shows the incident angle θ of the X-ray.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between reflectance and surface roughness at = 0. In the figure, the characteristics A, B, and C each have an X-ray wavelength of 100 °, 1
It shows the characteristic curve when 000Å and 2000Å. For example, at a wavelength of 100 °, a reflectance of 92% of the ideal value can be obtained if the surface roughness of the multilayer film is 5 ° (rms). Surface roughness of 10 mm (rm
s) is 45% of the ideal value. Therefore, in order to obtain a high reflectance, the surface roughness of the underlying silicon substrate is also 5 mm (rms).
It is desirable to use the following. Next, in order to function as a reflective mask, it is necessary that the groove 13 in the sectional view shown in FIG. 1 does not reflect X-rays. For example, considering a wavelength of 100 mm, the surface roughness is 20 mm (rms)
When the value exceeds, the reflectance becomes 5% or less of the ideal value, and the contrast with respect to the ideal reflecting surface increases. If the surface roughness is as high as 100 mm (rms), infinite contrast can be obtained. As described in the above-mentioned processing method, since the unevenness of the groove bottom 13a is several thousand degrees, the reflectivity of X-rays may be considered to be zero. In addition, even if light having a wavelength of 1000 ° or 2000 ° has a surface roughness of 500 ° (rms), reflection can be ignored if the surface has a roughness, so that such light can be cut in the same manner as X-rays. Also, groove bottom 13
From the fact that the surface of a looks black, it can be seen that even visible light can be cut. Therefore, in the reflection type mask of the present invention, it is only necessary to consider reflection from the multilayer film surface formed on the flat silicon surface other than the groove, and an ideal reflection type mask having almost infinite contrast is required. It turns out that it becomes.

このように本実施例における反射型マスクは、平坦な
シリコン基板12表面に凹凸の突起を底面に設けた溝部13
を形成し、その上からX線反射用の多層膜14を形成して
いるので、溝部13以外の平坦部と溝底部13aの凹凸面に
形成した多層膜14との反射率のコントラストをほぼ無限
大とすることができる。また、多層膜14形成後はブラズ
マエツチング等の処理を全く行なう必要がないため、良
好な反射面を維持することができる。
As described above, the reflection type mask according to the present embodiment has a groove 13 in which projections and depressions are provided on the bottom surface of a flat silicon substrate 12.
And the multilayer film 14 for X-ray reflection is formed thereon, so that the contrast of the reflectance between the flat portion other than the groove 13 and the multilayer film 14 formed on the uneven surface of the groove bottom 13a is almost infinite. Can be large. Further, after the formation of the multilayer film 14, it is not necessary to perform any processing such as plasma etching, so that a good reflection surface can be maintained.

なお、上記の実施例においてレジスト11をマスクとし
たが絶縁膜(SiO2)をマスクにしてもよい。この場合、
エツチング面の荒れが多くなる傾向がある。この原因は
シリコン面に絶縁膜(SiO2)が形成され、それがエツチ
ング作用を持つためと考えられる。
Although the resist 11 is used as a mask in the above embodiment, an insulating film (SiO 2 ) may be used as a mask. in this case,
The roughness of the etching surface tends to increase. It is considered that this is because an insulating film (SiO 2 ) is formed on the silicon surface and has an etching action.

また、上記の実施例においてドライエツチングの雰囲
気として塩素(Cl2)ガスを用いたが、フロン系のガス
やSF6+O2のような酸素を添加したガス系でもよい。
Although chlorine (Cl 2 ) gas is used as the atmosphere for dry etching in the above-described embodiment, a fluorocarbon gas or a gas system to which oxygen such as SF 6 + O 2 is added may be used.

また、上記の実施例においてシリコン基板12に溝部13
を加工したが、シリコン基板12上に絶縁膜(SiO2)を形
成し、レジストマスクを用いて溝部13をシリコン面が露
出するまで絶縁膜(SiO2)を加工してシリコンをエツチ
ングしてもよい。その後、レジストを剥離して多層膜14
を形成すれば、絶縁膜(SiO2)が下地となつた多層膜部
分が反射面となる反射型マスクが得られる。
In the above embodiment, the groove 13 is formed in the silicon substrate 12.
However, if an insulating film (SiO 2 ) is formed on the silicon substrate 12 and the groove 13 is formed using a resist mask until the silicon surface is exposed, the insulating film (SiO 2 ) is processed and the silicon is etched. Good. After that, the resist is peeled off and the multilayer film 14 is removed.
Is formed, a reflective mask is obtained in which the multilayer film portion on which the insulating film (SiO 2 ) serves as a base serves as a reflecting surface.

また、上記の実施例において基板としてシリコン基板
12を用いたが、溝底部13aに凹凸が形成できる材料であ
ればよい。例えば、ガリウム砒素(GaAs)基板を用いて
もよく、この場合、ドライエツチングの雰囲気はシリコ
ン基板12と同様に塩素(Cl2)ガスを用いることができ
る。
Further, in the above embodiment, a silicon substrate is used as the substrate.
Although 12 is used, any material may be used as long as unevenness can be formed on the groove bottom 13a. For example, a gallium arsenide (GaAs) substrate may be used, and in this case, a chlorine (Cl 2 ) gas can be used as a dry etching atmosphere similarly to the silicon substrate 12.

第3図は本発明に係る第2の実施例を示した反射型マ
スクにおける加工法の断面図である。図において、第1
図と同一部分または相当部分については同一符号を付す
る。15は高融点金属膜にあたるモリブデン膜、16は絶縁
膜(SiO2)である。マスクの加工法は次の手順で行なわ
れる。まず、シリコン基板12上に電子ビーム蒸着法によ
りモリブデン膜15を膜厚1μm程度形成し、その上層に
絶縁膜(SiO2)16を膜厚数1000Å程度形成する。さら
に、この絶縁膜16上にレジスト11を塗布し、光用マスク
や電子ビームを用いて露光して所定のパタンに形成する
(同図(a))。次に、レジスト11のパタンをマスクに
して下地の絶縁膜16をモリブデン膜15が露出するまでCF
4+H2ガスを用いて反応性イオンエツチング(RIE)によ
りドライエツチングする。その後、モリブデン膜15をCF
4+O2ガスを用いて同様にドライエツチングして溝部13
を形成する。ところで、モリブデン膜15は柱状構造薄膜
であり、柱状の結晶粒界が存在する。このため、モリブ
デン膜15をドライエツチングするとこの結晶粒界の部分
から進み、エツチング途中では結晶粒を単位とした針状
の突起(凹凸)が全面に形成される。結晶粒の大きさ
は、成膜条件にもよるが数100Å〜1000Å程度である。
突起の高さが数1000Å程度になるまでエツチングを進め
ると、エツチング面が黒くなり、前実施例と同様に可視
光まで散乱するような凹凸のある溝部13を形成すること
ができる(同図(b))。次に、レジスト11を剥離して
同図(c)に示す構造を得る。このとき、絶縁膜16の表
面はエツチングされないので、平坦面を維持している。
そして、同図(d)に示すように多層膜14を全面に形成
して反射型マスクを形成する。
FIG. 3 is a sectional view of a processing method in a reflective mask showing a second embodiment according to the present invention. In the figure, the first
The same or corresponding parts as those in the drawings are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 15 denotes a molybdenum film corresponding to a high melting point metal film, and 16 denotes an insulating film (SiO 2 ). The mask is processed in the following procedure. First, a molybdenum film 15 having a thickness of about 1 μm is formed on a silicon substrate 12 by an electron beam evaporation method, and an insulating film (SiO 2 ) 16 is formed thereon with a thickness of about 1000 μm. Further, a resist 11 is applied on the insulating film 16 and is exposed to light using a light mask or an electron beam to form a predetermined pattern (FIG. 7A). Next, using the pattern of the resist 11 as a mask, the underlying insulating film 16 is removed by CF until the molybdenum film 15 is exposed.
Dry etching is performed by reactive ion etching (RIE) using 4 + H 2 gas. After that, the molybdenum film 15 is
4 Similarly dry-etching using + O 2 gas
To form Incidentally, the molybdenum film 15 is a columnar structure thin film, and has columnar crystal grain boundaries. Therefore, when the molybdenum film 15 is dry-etched, the molybdenum film 15 proceeds from the crystal grain boundaries, and during the etching, needle-like projections (irregularities) in units of crystal grains are formed on the entire surface. The size of the crystal grains is about several hundreds to about 1000 degrees, depending on the film forming conditions.
When the etching is advanced until the height of the projections becomes about several thousand mm, the etching surface becomes black, and the groove 13 having irregularities that scatters to visible light can be formed as in the previous embodiment (FIG. b)). Next, the resist 11 is peeled off to obtain the structure shown in FIG. At this time, since the surface of the insulating film 16 is not etched, a flat surface is maintained.
Then, as shown in FIG. 2D, a multilayer film 14 is formed on the entire surface to form a reflective mask.

この構造のマスクが反射型マスクとして機能するの
は、前実施例で同一であるのでここでは省略する。
The function of the mask having this structure as a reflection type mask is the same as in the previous embodiment, and will not be described here.

なお、上記実施例において高融点金属膜としてモリブ
デン膜15を用いたがタングステン膜等を用いてもよい。
Although the molybdenum film 15 is used as the refractory metal film in the above embodiment, a tungsten film or the like may be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明のように本発明は、次の効果を有している。 As described above, the present invention has the following effects.

(a)平坦な基板または平坦な高融点金属膜表面に凹凸
を底面に設けた溝部を形成し、その上層に反射膜を形成
しているので、この溝部と溝部以外の平坦部とにおける
反射率のコントラストをほぼ無限大にすることができ
る。
(A) Since a groove having irregularities formed on the bottom surface is formed on the surface of a flat substrate or a flat refractory metal film, and a reflective film is formed thereon, the reflectance in the groove and the flat portion other than the groove is formed. Can be made almost infinite.

(b)本発明は、反射膜形成後の後処理を行なう必要が
ないため、良好な反射面を維持することができる。
(B) In the present invention, it is not necessary to perform a post-process after the formation of the reflective film, so that a good reflective surface can be maintained.

(c)凹凸面は、X線だけでなく真空紫外線や紫外線の
反射も防止できるので、マスクパタンに対応した平坦な
反射面以外からの露光パタン品質を劣化させる余分な反
射光を除去することができる。
(C) Since the uneven surface can prevent not only the reflection of X-rays but also the reflection of vacuum ultraviolet rays and ultraviolet rays, it is possible to remove extra reflected light that degrades the exposure pattern quality from other than a flat reflective surface corresponding to the mask pattern. it can.

(d)本発明は、マスク合わせ用の反射型のマークを可
視光でコントラストよく検出でき、パタン位置精度を向
上させることができる。
(D) According to the present invention, a reflective mark for mask alignment can be detected by visible light with good contrast, and the pattern position accuracy can be improved.

(e)本発明は、X線露光のみならず光用の高コントラ
ストの反射型マスクとして用いることができる。
(E) The present invention can be used as a high-contrast reflective mask for light as well as X-ray exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る第1の実施例を示した加工法の断
面図、第2図は反射率と表面粗さとの関係を示す特性
図、第3図は本発明に係る第2の実施例を示した加工法
の断面図、第4図及び第5図は従来の加工法の断面図で
ある。 11……レジスト、12……シリコン基板、13……溝部、13
a……溝底部、14……多層膜、15……モリブデン膜、16
……絶縁膜(SiO2)。
FIG. 1 is a sectional view of a processing method showing a first embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between reflectance and surface roughness, and FIG. FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of a conventional processing method showing an embodiment. 11 ... resist, 12 ... silicon substrate, 13 ... groove, 13
a… groove bottom, 14… multilayer film, 15… molybdenum film, 16
.... Insulating film (SiO 2 ).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 信行 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−152725(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Nobuyuki Takeuchi 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-1-152725 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板表面に底部に凹凸を有する溝部を形成
し、この溝部を含め基板上層に反射膜を形成したことを
特徴とする反射型マスク。
1. A reflection type mask, wherein a groove having irregularities on the bottom is formed on the surface of a substrate, and a reflection film is formed on an upper layer of the substrate including the groove.
【請求項2】基板上の高融点金属膜表面に底部に凹凸を
有する溝部を形成し、この溝部を含め高融点金属膜上層
に反射膜を形成したことを特徴とする反射型マスク。
2. A reflection type mask comprising: a groove having an uneven surface on a bottom portion formed on a surface of a high melting point metal film on a substrate; and a reflection film formed on an upper layer of the high melting point metal film including the groove.
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