JP2801377B2 - Ｘ線マスク構造体の製造方法 - Google Patents
Ｘ線マスク構造体の製造方法Info
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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、Ｘ線リソグラフイーに用いるＸ線マスク構
造体の製造方法に関する。
造体の製造方法に関する。
従来、ICやLSI等の電子デバイスのリソグラフイー加
工方法として種々な方法が使用されているが、その中で
もＸ線リソグラフイーは、Ｘ線固有の高透過率や短波長
等の性質に基づき、これまでの可視光や紫外光によるリ
ソグラフイー方法にくらべて多くの優れた点を有してお
り、サブミクロンリソグラフイー方法の有力な手段とし
て注目されている。
工方法として種々な方法が使用されているが、その中で
もＸ線リソグラフイーは、Ｘ線固有の高透過率や短波長
等の性質に基づき、これまでの可視光や紫外光によるリ
ソグラフイー方法にくらべて多くの優れた点を有してお
り、サブミクロンリソグラフイー方法の有力な手段とし
て注目されている。
これらのＸ線リソグラフイーにおいて使用するＸ線マ
スク構造体は、例えば、第１図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、支持枠１上に緊張支持されたＸ線透過膜２を有
し、さらに該Ｘ線透過膜２上にパターニングされたＸ線
吸収体３を保持して成るものである。
スク構造体は、例えば、第１図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、支持枠１上に緊張支持されたＸ線透過膜２を有
し、さらに該Ｘ線透過膜２上にパターニングされたＸ線
吸収体３を保持して成るものである。
又、第１図（ａ），（ｂ）に示される如きＸ線マスク
構造体の製造工程において、とりわけＸ線吸収体３のパ
ターニング方法は、従来、Ｘ線吸収材料のＸ線透過膜２
上への堆積をスパツタリング法或いは電解メツキ法にて
行い、これとレジストプロセス及び電子ビーム描画法と
を併用することによりパターニングする方法であった。
構造体の製造工程において、とりわけＸ線吸収体３のパ
ターニング方法は、従来、Ｘ線吸収材料のＸ線透過膜２
上への堆積をスパツタリング法或いは電解メツキ法にて
行い、これとレジストプロセス及び電子ビーム描画法と
を併用することによりパターニングする方法であった。
しかしながら上記従来例の如く、Ｘ線吸収体のパター
ニングに際して、Ｘ線吸収材料の堆積をスパツタリング
法や電解メツキ法により行った場合には、以下の様な問
題点を生じていた。
ニングに際して、Ｘ線吸収材料の堆積をスパツタリング
法や電解メツキ法により行った場合には、以下の様な問
題点を生じていた。
まず、スパツタリング法を用いてのＸ線吸収体のパタ
ーニングにおいては、 Ｘ線吸収体を構成する粒子の粒界径を制御するには、
スパツタリング時の基板温度制御しかなく、よって量産
する上でのバラツキが大きくなってしまう。
ーニングにおいては、 Ｘ線吸収体を構成する粒子の粒界径を制御するには、
スパツタリング時の基板温度制御しかなく、よって量産
する上でのバラツキが大きくなってしまう。
Ｘ線吸収体を構成する材料の粒界径を大きくしようと
すると、Ｘ線吸収体の内部応力が大きくなり、基体のバ
ツクエツチング（支持枠形成）後、ソリを生じてしま
う。等の問題点があった。
すると、Ｘ線吸収体の内部応力が大きくなり、基体のバ
ツクエツチング（支持枠形成）後、ソリを生じてしま
う。等の問題点があった。
又、電解メツキ法を用いてのＸ線吸収体のパターニン
グにおいては、 そもそもウエツト処理であるために、電解メツキ液中
の微小異物による、Ｘ線吸収体パターンの欠陥発生頻度
が高かった。
グにおいては、 そもそもウエツト処理であるために、電解メツキ液中
の微小異物による、Ｘ線吸収体パターンの欠陥発生頻度
が高かった。
電極膜（下引膜）上にピンホール、凸部が発生し易
く、この為にＸ線吸収材料堆積時の電解分布が不均一と
なり、Ｘ線吸収体の膜厚ムラ、密度ムラが生じて、Ｘ線
吸収率に分布が生じてしまう。等の問題点があった。
く、この為にＸ線吸収材料堆積時の電解分布が不均一と
なり、Ｘ線吸収体の膜厚ムラ、密度ムラが生じて、Ｘ線
吸収率に分布が生じてしまう。等の問題点があった。
更に、上記従来法により形成されたＸ線吸収体は、Ｘ
線吸収体を構成する材料のバルク密度にくらべて、その
密度の低下が大きく、Ｘ線吸収率が低下する。しかも、
Ｘ線吸収体のエツヂ部分（側面）が、充分に平滑でない
などの為にサブミクロンリソグラフイーに用いられるＸ
線マスク構造体として、焼き突け時の解像性、コントラ
ストの低下等の好まざらしからぬ問題点を生ぜしめるも
のであった。
線吸収体を構成する材料のバルク密度にくらべて、その
密度の低下が大きく、Ｘ線吸収率が低下する。しかも、
Ｘ線吸収体のエツヂ部分（側面）が、充分に平滑でない
などの為にサブミクロンリソグラフイーに用いられるＸ
線マスク構造体として、焼き突け時の解像性、コントラ
ストの低下等の好まざらしからぬ問題点を生ぜしめるも
のであった。
本発明の目的は、Ｘ線マスク構造体の先述した従来の
製造方法における問題点を解決した、Ｘ線マスク構造体
の新規な製造方法を提供することにある。即ち、密度、
Ｘ線吸収率が大きいＸ線吸収体を保持したＸ線マスク構
造体及び高解像度、高精細及びコンラストの優れた焼き
付けパターンを形成しうるＸ線マスク構造体の製造方法
を提供することにある。
製造方法における問題点を解決した、Ｘ線マスク構造体
の新規な製造方法を提供することにある。即ち、密度、
Ｘ線吸収率が大きいＸ線吸収体を保持したＸ線マスク構
造体及び高解像度、高精細及びコンラストの優れた焼き
付けパターンを形成しうるＸ線マスク構造体の製造方法
を提供することにある。
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即
ち、第１の本発明においては、Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透
過膜上にパターニングされたＸ線吸収体と、該Ｘ線透過
膜を支持する支持枠とを有し、該Ｘ線吸収体が１μｍ以
上の粒界径を有する結晶粒子から構成されているＸ線マ
スク構造体の製造方法において、該Ｘ線吸収体をパター
ニングする工程が、ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透
過膜を表面に下引層を形成する工程と、ｂ）該下引層の
表面に、気相成長法によりＸ線吸収材料を堆積させる工
程と、ｃ）該Ｘ線吸収材料の堆積膜をパターニングする
工程とを有することを特徴とするＸ線マスク構造体の製
造方法である。又、第２の本発明においては、Ｘ線透過
膜と、該Ｘ線透過膜上にパターニングされたＸ線吸収体
と、該Ｘ線透過膜を支持する支持枠とを有し、該Ｘ線吸
収体が、該Ｘ線吸収体を構成する材料のバルク密度に対
して90％以上の密度を有しているＸ線マスク構造体の製
造方法において、該Ｘ線吸収体をパターニングする工程
が、ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透過膜の表面に下
引層を形成する工程と、ｂ）該下引層の表面に、気相成
長法によりＸ線吸収材料を堆積させる工程と、ｃ）該Ｘ
線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程とを有する
ことを特徴とするＸ線マスク構造体の製造方法である。
ち、第１の本発明においては、Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透
過膜上にパターニングされたＸ線吸収体と、該Ｘ線透過
膜を支持する支持枠とを有し、該Ｘ線吸収体が１μｍ以
上の粒界径を有する結晶粒子から構成されているＸ線マ
スク構造体の製造方法において、該Ｘ線吸収体をパター
ニングする工程が、ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透
過膜を表面に下引層を形成する工程と、ｂ）該下引層の
表面に、気相成長法によりＸ線吸収材料を堆積させる工
程と、ｃ）該Ｘ線吸収材料の堆積膜をパターニングする
工程とを有することを特徴とするＸ線マスク構造体の製
造方法である。又、第２の本発明においては、Ｘ線透過
膜と、該Ｘ線透過膜上にパターニングされたＸ線吸収体
と、該Ｘ線透過膜を支持する支持枠とを有し、該Ｘ線吸
収体が、該Ｘ線吸収体を構成する材料のバルク密度に対
して90％以上の密度を有しているＸ線マスク構造体の製
造方法において、該Ｘ線吸収体をパターニングする工程
が、ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透過膜の表面に下
引層を形成する工程と、ｂ）該下引層の表面に、気相成
長法によりＸ線吸収材料を堆積させる工程と、ｃ）該Ｘ
線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程とを有する
ことを特徴とするＸ線マスク構造体の製造方法である。
以下、本発明のＸ線マスク構造体の製造方法（以下、
本発明方法という）について詳述する。
本発明方法という）について詳述する。
まず、本発明方法においては、Ｘ線透過膜及び該Ｘ線
透過膜を支持する支持枠の作成は、従来公知の方法によ
って行われる。即ち、Ｘ線透過膜について言えば、その
成膜方法として、気相成長法等が用いられ、１〜３μｍ
の範囲の膜厚となるように成膜される。ここで、Ｘ線透
過膜を形成する材料としては、Ｘ線を透過し得る材料、
例えば、Be,B,C,N,Al,Si等のいかなる材料の組み合わせ
から成るものであっても良いが、材料のヤング率、熱膨
張係数、可視透過率等の点から好ましくは、SiN,SiC等
から形成されることが望ましい、さらに、上記Ｘ線透過
膜は単一層から成る膜に限られず、例えば、反射防止膜
又は膜強化の目的でSiO2又は、ポリイミド等の材料から
成る膜をも積層した多層積層膜から形成されてあっても
良い。
透過膜を支持する支持枠の作成は、従来公知の方法によ
って行われる。即ち、Ｘ線透過膜について言えば、その
成膜方法として、気相成長法等が用いられ、１〜３μｍ
の範囲の膜厚となるように成膜される。ここで、Ｘ線透
過膜を形成する材料としては、Ｘ線を透過し得る材料、
例えば、Be,B,C,N,Al,Si等のいかなる材料の組み合わせ
から成るものであっても良いが、材料のヤング率、熱膨
張係数、可視透過率等の点から好ましくは、SiN,SiC等
から形成されることが望ましい、さらに、上記Ｘ線透過
膜は単一層から成る膜に限られず、例えば、反射防止膜
又は膜強化の目的でSiO2又は、ポリイミド等の材料から
成る膜をも積層した多層積層膜から形成されてあっても
良い。
又、支持枠ついて言えば、Ｘ線透過膜（さらにはＸ線
吸収体）の形成の後、接着剤にてＸ線透過膜に接着する
方法或いは、支持枠形成材料から成る基体上にＸ線透過
膜（さらにはＸ線吸収体）を形成後、基体をエツチング
処理にて枠状（環状）成形する方法等が彩られる。ここ
で支持枠は、例えばパイレツクス等のガラスもしくは単
結晶シリコン、金属チタン及びその合金等の材料で形成
される。
吸収体）の形成の後、接着剤にてＸ線透過膜に接着する
方法或いは、支持枠形成材料から成る基体上にＸ線透過
膜（さらにはＸ線吸収体）を形成後、基体をエツチング
処理にて枠状（環状）成形する方法等が彩られる。ここ
で支持枠は、例えばパイレツクス等のガラスもしくは単
結晶シリコン、金属チタン及びその合金等の材料で形成
される。
本発明方法は、Ｘ線マスク構造体の製造方法におい
て、とりわけＸ線吸収体を形成する工程が、以下のａ）
工程、ｂ）工程とｃ）工程とを有することを特徴とする
ものである。すなわち、 ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透過膜の表面に下引層
を形成する工程、 ｂ）該下引層の表面に、気相成長法によりＸ線吸収材料
を堆積させる工程、 ｃ）該Ｘ線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程、 である。
て、とりわけＸ線吸収体を形成する工程が、以下のａ）
工程、ｂ）工程とｃ）工程とを有することを特徴とする
ものである。すなわち、 ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透過膜の表面に下引層
を形成する工程、 ｂ）該下引層の表面に、気相成長法によりＸ線吸収材料
を堆積させる工程、 ｃ）該Ｘ線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程、 である。
まず、上記ａ）工程において、下引層を構成する材料
は、電子供与性の材料が用いられる。
は、電子供与性の材料が用いられる。
電子供与性材料とは、基体中に自由電子が存在してい
るか、もしくは自由電子を意図的に生成せしめたかした
もので、例えば基体表面上に付着した原料ガス分子との
電子授受により化学反応が促進される表面を有する材料
をいう。例えば、一般に金属や半導体がこれに相当す
る。III族元素としてのGa,In,AlとＶ族元素としてのP,A
s,Nとを組合せて成る二元系もしくは三元系もしくは四
元系III−Ｖ族化合物半導体、ダングステン、モリブデ
ン、タンタル、タングステンシリサイド、チタンシリサ
イド、アルミニウム、アルミニウムシリコン、チタンア
ルミニウム、チタンナイトライド、銅、アルミニウムシ
リコン銅、アルミニウムパラジウム、チタン、モリブデ
ンシリサイド、タンタルシリサイド金等の金属、合金お
よびそれらのシリサイド等を含む。又、本発明方法にお
いて、下引層の厚さは好ましくは、100Å〜1000Åとさ
れる。
るか、もしくは自由電子を意図的に生成せしめたかした
もので、例えば基体表面上に付着した原料ガス分子との
電子授受により化学反応が促進される表面を有する材料
をいう。例えば、一般に金属や半導体がこれに相当す
る。III族元素としてのGa,In,AlとＶ族元素としてのP,A
s,Nとを組合せて成る二元系もしくは三元系もしくは四
元系III−Ｖ族化合物半導体、ダングステン、モリブデ
ン、タンタル、タングステンシリサイド、チタンシリサ
イド、アルミニウム、アルミニウムシリコン、チタンア
ルミニウム、チタンナイトライド、銅、アルミニウムシ
リコン銅、アルミニウムパラジウム、チタン、モリブデ
ンシリサイド、タンタルシリサイド金等の金属、合金お
よびそれらのシリサイド等を含む。又、本発明方法にお
いて、下引層の厚さは好ましくは、100Å〜1000Åとさ
れる。
更に、上記ｂ）工程において用いられる気相成長法
は、好ましくはCVD法である。
は、好ましくはCVD法である。
本発明方法における上記ｂ）工程のＸ線吸収材料の堆
積メカニズムについては、以下の様に考えられる。
積メカニズムについては、以下の様に考えられる。
即ち、CVD法において、Ｘ線吸収体を形成する為の原
料ガス分子は、電子授受の可能な電子供与性材料よりな
る下引層表面で化学反応を起こし、一定の結晶方位をも
って堆積していく。
料ガス分子は、電子授受の可能な電子供与性材料よりな
る下引層表面で化学反応を起こし、一定の結晶方位をも
って堆積していく。
ここで、Ｘ線吸収材料は、従来公知の材料、例えばA
u,Ta,W,Mo,Cu等のＸ線吸収率の大きな金属材料或いはこ
れらの合金材料にて形成される。
u,Ta,W,Mo,Cu等のＸ線吸収率の大きな金属材料或いはこ
れらの合金材料にて形成される。
又、該Ｘ線吸収材料の堆積膜の厚さと該下引層の厚さ
との比率は、本発明方法においては、特に、下引層の厚
さがＸ線吸収材料の堆積膜の厚さの１％〜14％となる様
にされるのが好ましい。
との比率は、本発明方法においては、特に、下引層の厚
さがＸ線吸収材料の堆積膜の厚さの１％〜14％となる様
にされるのが好ましい。
発明方法においては、とりわけ、上記ａ）,b）工程を
有することによって、即ち、Ｘ線吸収材料を、以上の様
に電子供与性材料表面での化学反応によって堆積するた
め、膜の均一性は良く、且つ緻密な膜が得られる。つま
り内部応力の小さな且つＸ線吸収率のよいＸ線吸収体が
得られる。
有することによって、即ち、Ｘ線吸収材料を、以上の様
に電子供与性材料表面での化学反応によって堆積するた
め、膜の均一性は良く、且つ緻密な膜が得られる。つま
り内部応力の小さな且つＸ線吸収率のよいＸ線吸収体が
得られる。
ここで、本発明方法においては先述した如く、Ｘ線透
過膜を形成する材料がSiであっても良く、このSiの中に
は導電性を有するもの、即ち上記電子供与性材料に相当
するものが存在する。しかしながら本発明方法において
は、この様な導電性Si材料を用いる場合であっても、上
記下引層を設けることは必須の要件とされる。即ち、Si
膜はその成膜工程中、表面に酸化被膜（SiO2）を形成し
易く、この被膜はＸ線吸収材料の上記化学反応による堆
積効率を低下させてしまう。よってＸ線吸収体が充分な
る上記特性を有する為には、本発明方法の如く、下引層
形成を必須の工程として有することが特に好ましい。
過膜を形成する材料がSiであっても良く、このSiの中に
は導電性を有するもの、即ち上記電子供与性材料に相当
するものが存在する。しかしながら本発明方法において
は、この様な導電性Si材料を用いる場合であっても、上
記下引層を設けることは必須の要件とされる。即ち、Si
膜はその成膜工程中、表面に酸化被膜（SiO2）を形成し
易く、この被膜はＸ線吸収材料の上記化学反応による堆
積効率を低下させてしまう。よってＸ線吸収体が充分な
る上記特性を有する為には、本発明方法の如く、下引層
形成を必須の工程として有することが特に好ましい。
又、本発明方法は、Ｘ線透過膜がSiN,SiCであるＸ線
マスク構造体を作製する場合に特に有効である。先述し
た如く、Ｘ線透過膜をSiN,SiCにて形成することは、Ｘ
線透過膜のヤング率、熱膨張係数、可視透過率等の点か
ら好ましいが、SiN,SiCは非電子供与性材料である為、
かかるＸ線透過膜表面に上記気相成長によってＸ線吸収
材料を堆積することはできない。本発明方法において
は、Ｘ線透過膜表面に下引層を形成後、かかる下引層表
面にＸ線吸収材料を上記化学反応によって堆積するので
あるから、SiN,SiCのＸ線透過膜の有する上記特性を保
しつつ、しかも上記所望の特性を有するＸ線吸収体を形
成し得るのである。
マスク構造体を作製する場合に特に有効である。先述し
た如く、Ｘ線透過膜をSiN,SiCにて形成することは、Ｘ
線透過膜のヤング率、熱膨張係数、可視透過率等の点か
ら好ましいが、SiN,SiCは非電子供与性材料である為、
かかるＸ線透過膜表面に上記気相成長によってＸ線吸収
材料を堆積することはできない。本発明方法において
は、Ｘ線透過膜表面に下引層を形成後、かかる下引層表
面にＸ線吸収材料を上記化学反応によって堆積するので
あるから、SiN,SiCのＸ線透過膜の有する上記特性を保
しつつ、しかも上記所望の特性を有するＸ線吸収体を形
成し得るのである。
又、本発明方法において、上記ｃ）工程は、上記
ａ）、ｂ）工程により下引層表面に形成されたＸ線吸収
材料の堆積膜を、従来公知のレジストプロセス及び電子
ビーム描画法とを併用することにより、所望のパターニ
ングを行う。但し、かかるＸ線吸収材料の堆積膜のパタ
ーニングに際し、下引層が同時にパターニングされ、Ｘ
線透過膜の露出部が形成されても良いし、又は、Ｘ線吸
収材料のパターニングに留め、下引層がＸ線透過膜全面
に残されてあっても構わない。
ａ）、ｂ）工程により下引層表面に形成されたＸ線吸収
材料の堆積膜を、従来公知のレジストプロセス及び電子
ビーム描画法とを併用することにより、所望のパターニ
ングを行う。但し、かかるＸ線吸収材料の堆積膜のパタ
ーニングに際し、下引層が同時にパターニングされ、Ｘ
線透過膜の露出部が形成されても良いし、又は、Ｘ線吸
収材料のパターニングに留め、下引層がＸ線透過膜全面
に残されてあっても構わない。
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明を
更に詳述する。
更に詳述する。
実施例１ 十分に平面性の良いシリコンウエハ11（TIR2μｍ以
下、NTV2μｍ以下）上にLPCVD法によってＸ線透過膜と
なるSiNX膜12を２μｍの厚さに形成した（第２−（ａ）
図）。
下、NTV2μｍ以下）上にLPCVD法によってＸ線透過膜と
なるSiNX膜12を２μｍの厚さに形成した（第２−（ａ）
図）。
形成条件は ジクロルシラン SiH2Cl2 100SCCM アンモニア NH3 500SCCM 圧力 0.3Torr 堆積速度 180Å／分 堆積温度 800℃ とし、形成されたＸ線透過膜12の内部応力は、５〜７×
108dyn/cm2の値であり、使用上充分小さい値であった。
次に上記シリコンウェハを同様にLPCVD装置において、
電子供与体としてのTiN膜をTi（Ｎ（CH3）２）４とNH3
を用いたCVDにより700Å堆積し下引き膜14を形成した
（第２−（ｂ）図）。
108dyn/cm2の値であり、使用上充分小さい値であった。
次に上記シリコンウェハを同様にLPCVD装置において、
電子供与体としてのTiN膜をTi（Ｎ（CH3）２）４とNH3
を用いたCVDにより700Å堆積し下引き膜14を形成した
（第２−（ｂ）図）。
次に上記シリコンウエハをLPCVD装置内に設置し、WF6
のシラン還元法によりＸ線吸収材料の堆積膜13を形成し
た。
のシラン還元法によりＸ線吸収材料の堆積膜13を形成し
た。
形成条件としては、 WF6 の分圧 ２×10-3Torr SiH4分圧 1.5×10-3Torr 成長温度 360℃ H2 96.5mTorr であり、膜厚0.85μｍの堆積膜13が前記下引層14の全面
に形成された（第２−（Ｃ）図）。
に形成された（第２−（Ｃ）図）。
この後、通常の常圧CVD装置においてSiH4とO2の420℃
での反応によって中間層15としてSiO2を1.0μｍ堆積
し、後の異方性エツチングのためにN2雰囲気950℃,30分
の熱処理を加え膜の緻密化を行った。
での反応によって中間層15としてSiO2を1.0μｍ堆積
し、後の異方性エツチングのためにN2雰囲気950℃,30分
の熱処理を加え膜の緻密化を行った。
次に前記中間層15の上に、PMMA系のレジスト（商品名
東京応化:DEBR−1000）を１μ塗布し、プリベークを
行った後、電子線描画法により露光後、現像、ポストベ
ークを行い、Ｆプラズマ中にてSiO2をドライにてエツチ
ング処理を行うことにより中間層15のパターニングを行
い、上記堆積膜13の露出パターン16を形成した（第２−
（ｄ）図）。
東京応化:DEBR−1000）を１μ塗布し、プリベークを
行った後、電子線描画法により露光後、現像、ポストベ
ークを行い、Ｆプラズマ中にてSiO2をドライにてエツチ
ング処理を行うことにより中間層15のパターニングを行
い、上記堆積膜13の露出パターン16を形成した（第２−
（ｄ）図）。
次に、フツ素プラズマにて、Ｘ線吸収材料の堆積膜13
のエツチング処理を行い、 次に、フツ酸系のエツチング液にて中間層のSiO215を
除去した後、フツ素プラズマにて露出したTiN膜14を除
去した（第２−（ｅ））。
のエツチング処理を行い、 次に、フツ酸系のエツチング液にて中間層のSiO215を
除去した後、フツ素プラズマにて露出したTiN膜14を除
去した（第２−（ｅ））。
なおこの工程において、好ましくはフツ素プラズマに
てSiO215及びTiN膜14を同時に除去することが望まし
い。
てSiO215及びTiN膜14を同時に除去することが望まし
い。
最後にシリコンウエハ11をバツクエツチングにより部
分的に除去することで支持枠を形成した（第２−（ｆ）
図）。
分的に除去することで支持枠を形成した（第２−（ｆ）
図）。
以上の様に作成された本発明のＸマスク構造体をＸ線
マスク構造体（Ａ）とする。
マスク構造体（Ａ）とする。
実施例２〜４ Ｘ線吸収体の形成をCVD法により以下の条件で行った
以外は実施例１と同様にしてＸ線マスク構造体（Ｂ）〜
（Ｄ）を作製した。
以外は実施例１と同様にしてＸ線マスク構造体（Ｂ）〜
（Ｄ）を作製した。
実施例５ 第２図（ａ）〜（ｆ）において、下引膜14としてMo膜
を厚さ500Åとなる様にスパツタリング法にて形成した
こと、及びＸ線吸収体13として、Mo（CO）６の分圧２×
10-4Torr、反応ガスH2（分圧1.5Torr）、成長温度450℃
なる条件下で0.85μｍの厚さのMo膜を形成したこと以外
は実施例１と同様に、Ｘ線マスク構造体（Ｅ）を作成し
た。
を厚さ500Åとなる様にスパツタリング法にて形成した
こと、及びＸ線吸収体13として、Mo（CO）６の分圧２×
10-4Torr、反応ガスH2（分圧1.5Torr）、成長温度450℃
なる条件下で0.85μｍの厚さのMo膜を形成したこと以外
は実施例１と同様に、Ｘ線マスク構造体（Ｅ）を作成し
た。
実施例６ 第２図（ａ）〜（ｆ）において、Ｘ線透過膜12として
SiCX膜を厚さ２μｍとなる様にLPCVD法にて形成したこ
と以外は実施例１と同様に、Ｘ線マスク構造体（Ｆ）を
作成した。
SiCX膜を厚さ２μｍとなる様にLPCVD法にて形成したこ
と以外は実施例１と同様に、Ｘ線マスク構造体（Ｆ）を
作成した。
比較例１ 以上に述べた実施例１−６と同様に第２図（ａ）〜
（ｆ）の工程に従い、ただし（ｅ）の吸収体形成のステ
ツプを従来行われている金メツキによって行い、最後プ
ロセスまで終了してＸ線マスク構造体（ａ）を形成し
た。完成後の吸収体の表面を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、高さのＰ−Ｖ値で0.1〜0.5μｍの凹凸がみら
れた。これは吸収体の厚さむらに対して要求される仕様
を大きく上まわるものであった。
（ｆ）の工程に従い、ただし（ｅ）の吸収体形成のステ
ツプを従来行われている金メツキによって行い、最後プ
ロセスまで終了してＸ線マスク構造体（ａ）を形成し
た。完成後の吸収体の表面を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、高さのＰ−Ｖ値で0.1〜0.5μｍの凹凸がみら
れた。これは吸収体の厚さむらに対して要求される仕様
を大きく上まわるものであった。
比較例２ 本願実施例と同様にＸ線透過膜となる窒化シリコン膜
SiNを２μｍの厚さに堆積した。次にＸ線吸収体となる
タングステン膜を、マグネトロンスパツタ装置を用いAr
10mTorr、N23mTorrで0.85μｍの厚さにスパツタ成膜し
た。その後レジスト工程を通し、EB描画、CF4によるＷ
のエツチングを行つてＸ線マスク構造体（ｂ）を形成し
た。
SiNを２μｍの厚さに堆積した。次にＸ線吸収体となる
タングステン膜を、マグネトロンスパツタ装置を用いAr
10mTorr、N23mTorrで0.85μｍの厚さにスパツタ成膜し
た。その後レジスト工程を通し、EB描画、CF4によるＷ
のエツチングを行つてＸ線マスク構造体（ｂ）を形成し
た。
完成したＸ線吸収体の表面を走査型電子顕微鏡で観察
したところ、表面は滑らかでアモルフアス状であった
が、密度を測定したところ、バルク値の78％しかなかっ
た。
したところ、表面は滑らかでアモルフアス状であった
が、密度を測定したところ、バルク値の78％しかなかっ
た。
参考例 上記実施例１ないし６及び比較例１、２で作製したＸ
線マスク構造体（Ａ）〜（Ｆ）、（ａ）、（ｂ）につい
て、（１）Ｘ線吸収体を構成する結晶粒子の粒界径と、
（２）Ｘ線吸収体膜の密度とを以下の方法により測定し
た。
線マスク構造体（Ａ）〜（Ｆ）、（ａ）、（ｂ）につい
て、（１）Ｘ線吸収体を構成する結晶粒子の粒界径と、
（２）Ｘ線吸収体膜の密度とを以下の方法により測定し
た。
Ｘ線吸収体の結晶粒子粒界径については通常のＸ線回
折の結果から、即ち、Ｘ線回折チヤートから得られる回
折線プロフアイルの角度幅Ｂ（ラジアン）の測定から下
記（Ａ）、（Ｂ）式によって、Ｘ線吸収体を構成する結
晶粒子の粒界径ｔ（μｍ）を算出した。
折の結果から、即ち、Ｘ線回折チヤートから得られる回
折線プロフアイルの角度幅Ｂ（ラジアン）の測定から下
記（Ａ）、（Ｂ）式によって、Ｘ線吸収体を構成する結
晶粒子の粒界径ｔ（μｍ）を算出した。
2dsinθＢ＝ｍλ ……（Ａ） ｔ＝0.9λ/BcosθＢ ……（Ｂ） 尚、上記（Ａ）、（Ｂ）式において、ｄは吸収体結晶
粒子格子間隔（nm）、θＢは回折線のブラツグ角（ラジ
アン）、λはＸ線の波長（nm）を示す。（ｍ＝１とす
る。）又、上記ｄはASTMカードに記載の値を用いた。
粒子格子間隔（nm）、θＢは回折線のブラツグ角（ラジ
アン）、λはＸ線の波長（nm）を示す。（ｍ＝１とす
る。）又、上記ｄはASTMカードに記載の値を用いた。
また、粒界径が１μｍを越えると思われるものについ
ては、高分解能型走査電子顕微鏡により膜の断面観察を
し、平均粒界径を標準試料と比較して求めた。
ては、高分解能型走査電子顕微鏡により膜の断面観察を
し、平均粒界径を標準試料と比較して求めた。
又、Ｘ線吸収体の密度ρＡ（g/cm3）は、Ｘ線マスク
構造体にＸ線例えばCuKα線、波長1.54Åを照射し、Ｘ
線吸収体及びＸ線透過膜のＸ線透過量（各々IA及びI
m（％）とする）と、Ｘ線吸収体の厚さdA（μｍ）とを
測定して、下記（Ｃ）式よりＸ線吸収体のＸ線吸収係数
μＡ（μm-1）を算出し、かかるμＡ値から下記（Ｄ）
式を用いて算出した。
構造体にＸ線例えばCuKα線、波長1.54Åを照射し、Ｘ
線吸収体及びＸ線透過膜のＸ線透過量（各々IA及びI
m（％）とする）と、Ｘ線吸収体の厚さdA（μｍ）とを
測定して、下記（Ｃ）式よりＸ線吸収体のＸ線吸収係数
μＡ（μm-1）を算出し、かかるμＡ値から下記（Ｄ）
式を用いて算出した。
Im/IA＝ｅμAdA ……（Ｃ） ρＡ＝（μA/μＢ）ρＢ ……（Ｄ） 尚、上記（Ｃ）、（Ｄ）式において、μＢ、ρＢは各
々、Ｘ線吸収体を構成する材料のバルクのＸ線吸収係数
（μm-1）及びバルク密度（g/cm3）を示し、これらの値
はASTMカードに記載の値を用いた。
々、Ｘ線吸収体を構成する材料のバルクのＸ線吸収係数
（μm-1）及びバルク密度（g/cm3）を示し、これらの値
はASTMカードに記載の値を用いた。
以上の方法によって求めたＸ線吸収体の粒界径及び密
度を第１表に示す。
度を第１表に示す。
第１表に明らかなように、従来の方法によるＸ線吸収
体の粒界径は大きくても１μｍ以上になることはなく、
また本実施例によるものは小さくとも１μｍ以上であ
り、ほとんどが２μｍ以上の粒径を有していた。またＸ
線吸収体としての機能を果たすために重要なＸ線吸収体
密度は従来ではバルク値の90％以下、本発明法によれば
90％以上であった。
体の粒界径は大きくても１μｍ以上になることはなく、
また本実施例によるものは小さくとも１μｍ以上であ
り、ほとんどが２μｍ以上の粒径を有していた。またＸ
線吸収体としての機能を果たすために重要なＸ線吸収体
密度は従来ではバルク値の90％以下、本発明法によれば
90％以上であった。
Ｘ線露光装置においては露光用照明光の発散がとりき
れないことが多く、ランアウト誤差が発生するが、吸収
体厚さができるだけ薄いこともランアウト誤差及び厚い
ことによる半影部分を減少するために重要であり、密度
が高いことがＸ線吸収体の厚さを薄くすることに寄与し
ている。
れないことが多く、ランアウト誤差が発生するが、吸収
体厚さができるだけ薄いこともランアウト誤差及び厚い
ことによる半影部分を減少するために重要であり、密度
が高いことがＸ線吸収体の厚さを薄くすることに寄与し
ている。
転写パターンサイズが１μｍ以下0.2μｍ程度である
から、粒界径に大きいことはパターンは単一の粒界径内
に形成されることになり、Ｘ線吸収体を通して漏洩する
Ｘ線が十分小さく、一様である。
から、粒界径に大きいことはパターンは単一の粒界径内
に形成されることになり、Ｘ線吸収体を通して漏洩する
Ｘ線が十分小さく、一様である。
以上、詳述した様に本発明方法は大きな粒界径の結晶
粒子により形成されたＸ線吸収体を有し、又その密度が
より大きなＸ線吸収体を有するＸ線マスク構造体を作製
し得る。即ち、Ｘ線吸収体でのＸ線の吸収性が著しく改
善され、しかもＸ線吸収体のエツヂ部（側面）の平滑性
についても著しく改善されたＸ線マスク構造体を作製し
得るのである。又、かようなＸ線マスク構造体を用いる
ことにより高解像度、高精細、高コントラストの焼き付
けパターンを形成することが可能である。更に、本発明
の如き製造方法は、上記諸特性に優れたＸ線マスク構造
体を再現性良く量産し得る方法である。
粒子により形成されたＸ線吸収体を有し、又その密度が
より大きなＸ線吸収体を有するＸ線マスク構造体を作製
し得る。即ち、Ｘ線吸収体でのＸ線の吸収性が著しく改
善され、しかもＸ線吸収体のエツヂ部（側面）の平滑性
についても著しく改善されたＸ線マスク構造体を作製し
得るのである。又、かようなＸ線マスク構造体を用いる
ことにより高解像度、高精細、高コントラストの焼き付
けパターンを形成することが可能である。更に、本発明
の如き製造方法は、上記諸特性に優れたＸ線マスク構造
体を再現性良く量産し得る方法である。
第１図（ａ）、（ｂ）は、Ｘ線マスク構造体の概略構成
図で、第１図（ａ）はその断面図、第１図（ｂ）はその
平面図を示す。 第２図（ａ）〜（ｆ）は、本発明のＸ線マスク構造体の
製造方法を説明する為の図である。 １、11……支持枠 ２、12……Ｘ線透過膜 ３、13……Ｘ線吸収体 14……下引層
図で、第１図（ａ）はその断面図、第１図（ｂ）はその
平面図を示す。 第２図（ａ）〜（ｆ）は、本発明のＸ線マスク構造体の
製造方法を説明する為の図である。 １、11……支持枠 ２、12……Ｘ線透過膜 ３、13……Ｘ線吸収体 14……下引層
Claims (6)
- 【請求項１】Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透過膜上にパターニ
ングされたＸ線吸収体と、該Ｘ線透過膜を支持する支持
枠とを有し、該Ｘ線吸収体が１μｍ以上の粒界径を有す
る結晶粒子から構成されているＸ線マスク構造体の製造
方法において、該Ｘ線吸収体をパターニングする工程
が、ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該Ｘ線透過膜の表面に下
引層を形成する工程と、ｂ）該下引層の表面に、気相成
長法によりＸ線吸収材料を堆積させる工程と、ｃ）該Ｘ
線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程とを有する
ことを特徴とするＸ線マスク構造体の製造方法。 - 【請求項２】該Ｘ線透過膜が、炭化シリコン膜又は窒化
シリコン膜を有する請求項（１）に記載のＸ線マスク構
造体の製造方法。 - 【請求項３】該下引層が電子供与性材料を含む請求項
（１）に記載のＸ線マスク構造体の製造方法。 - 【請求項４】Ｘ線透過膜と、該Ｘ線透過膜上にパターニ
ングされたＸ線吸収体と、該Ｘ線透過膜を支持する支持
枠とを有し、該Ｘ線吸収体が、該Ｘ線吸収体を構成する
材料のバルク密度に対して90％以上の密度を有している
Ｘ線マスク構造体の製造方法において、該Ｘ線吸収体を
パターニングする工程が、ａ）Ｘ線透過膜を形成後、該
Ｘ線透過膜の表面に下引層を形成する工程と、ｂ）該下
引層の表面に、気相成長法によりＸ線吸収材料を堆積さ
せる工程と、ｃ）該Ｘ線吸収材料の堆積膜をパターニン
グする工程とを有することを特徴とするＸ線マスク構造
体の製造方法。 - 【請求項５】該Ｘ線透過膜が、炭化シリコン膜又は窒化
シリコン膜を有する請求項（４）に記載のＸ線マスク構
造体の製造方法。 - 【請求項６】該下引層が電子供与性材料を含む請求項
（４）に記載のＸ線マスク構造体の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19974690A JP2801377B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Ｘ線マスク構造体の製造方法 |
| EP91111687A EP0466189B1 (en) | 1990-07-12 | 1991-07-12 | X-ray mask structure, preparation thereof and X-ray exposure method |
| DE69132444T DE69132444T2 (de) | 1990-07-12 | 1991-07-12 | Röntgenstrahlmaskenstruktur, Verfahren zur Herstellung und zur Röntgenstrahlbelichtung |
| US08/329,787 US5751780A (en) | 1990-07-12 | 1994-10-27 | X-ray mask structure, preparation thereof and X-ray exposure method |
| US08/475,464 US5607733A (en) | 1990-07-12 | 1995-06-07 | Process for preparing an X-ray mask structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19974690A JP2801377B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Ｘ線マスク構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484411A JPH0484411A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2801377B2 true JP2801377B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=16412943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19974690A Expired - Fee Related JP2801377B2 (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-27 | Ｘ線マスク構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2801377B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639932A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Hoya Corp | Ｘ線露光用マスク |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP19974690A patent/JP2801377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0484411A (ja) | 1992-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |