JP3073067B2 - Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 - Google Patents
Ｘ線露光用マスク及びその製造方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線露光用マスク及びそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線露光用マスクの材料及び構成
に関する研究は数多く発表されている。図２は一般的な
Ｘ線露光用マスクの断面図を示しており、２１はＸ線透
過膜支持用シリコン枠、２２はＸ線透過膜、２３はＸ線
吸収体である。Ｘ線透過膜としては、シリコン（Ｓ
ｉ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（Ｓｉ
Ｃ）等が、Ｘ線吸収体としては、金（Ａｕ）、タンタル
（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等が用いられる。図３に
Ｘ線吸収体としてＡｕめっき膜を用いた場合のＸ線マス
ク作成方法の一例を示す。１〜５ｍｍ厚のＳｉ基板３１
上にＣＶＤ法によりＸ線透過膜３２を１〜３μｍ厚形成
する（図３ａ）。次いで裏面を水酸化カリウム水溶液等
によってエッチングを行い、窓開けを行う（図３ｂ）。
Ｘ線透過膜上にめっき用電極３５を形成した後レジスト
パターン３４を形成する（図３ｃ）。Ａｕめっきを０．
７〜１．０μｍ行い、Ｘ線吸収体３３を形成する（図３
ｄ）。レジスト及びめっき電極を剥離し、Ｘ線マスクが
完成される（図３ｅ）。
に関する研究は数多く発表されている。図２は一般的な
Ｘ線露光用マスクの断面図を示しており、２１はＸ線透
過膜支持用シリコン枠、２２はＸ線透過膜、２３はＸ線
吸収体である。Ｘ線透過膜としては、シリコン（Ｓ
ｉ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（Ｓｉ
Ｃ）等が、Ｘ線吸収体としては、金（Ａｕ）、タンタル
（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等が用いられる。図３に
Ｘ線吸収体としてＡｕめっき膜を用いた場合のＸ線マス
ク作成方法の一例を示す。１〜５ｍｍ厚のＳｉ基板３１
上にＣＶＤ法によりＸ線透過膜３２を１〜３μｍ厚形成
する（図３ａ）。次いで裏面を水酸化カリウム水溶液等
によってエッチングを行い、窓開けを行う（図３ｂ）。
Ｘ線透過膜上にめっき用電極３５を形成した後レジスト
パターン３４を形成する（図３ｃ）。Ａｕめっきを０．
７〜１．０μｍ行い、Ｘ線吸収体３３を形成する（図３
ｄ）。レジスト及びめっき電極を剥離し、Ｘ線マスクが
完成される（図３ｅ）。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】この様にして作製さ
れたＸ線マスクに対しては、第１にＸ線吸収体の位置ず
れが発生していないことが要求される。しかしながら、
これまではＸ線吸収体の内部応力を十分に制御すること
が出来なかった為、図４に示す如く、Ｘ線吸収体４３と
Ｘ線透過膜４２との間で反りが発生し、Ｘ線吸収体の位
置ずれを引き起こしていた。金めっき膜は、比較的応力
制御が容易で、低応力膜を形成し易いことが報告されて
いる［K.Suzuki,et al.,J.Vac.Sci.Technol.B4(1),221-
225,1986参照］。又、金めっき膜は、数十〜百数十℃程
度の熱処理で応力値を変化させられることが報告されて
いる［K.-H,Muller,et al.,J.Vac.Sci.Technol.B4,230-
234,1986参照］、［S.Kuniyoshi,et al.,SPIE Vol.923,
Electron-Beam,X-ray,and Ion-Beam Technology:Submic
rometer Lithgraphies II,188-196.1988参照］及び［曽
我 隆、他、第３７回春季応用物理学会講演予稿集Vol.
2 p.489参照］。この数十〜百数十℃程度の熱処理によ
って応力が変化する原因としては、めっき時に吸蔵され
たＨ2の放出であろうという推理が為されている。更
に、金めっき膜は経時によっても応力が緩和していくこ
とが報告されている。
れたＸ線マスクに対しては、第１にＸ線吸収体の位置ず
れが発生していないことが要求される。しかしながら、
これまではＸ線吸収体の内部応力を十分に制御すること
が出来なかった為、図４に示す如く、Ｘ線吸収体４３と
Ｘ線透過膜４２との間で反りが発生し、Ｘ線吸収体の位
置ずれを引き起こしていた。金めっき膜は、比較的応力
制御が容易で、低応力膜を形成し易いことが報告されて
いる［K.Suzuki,et al.,J.Vac.Sci.Technol.B4(1),221-
225,1986参照］。又、金めっき膜は、数十〜百数十℃程
度の熱処理で応力値を変化させられることが報告されて
いる［K.-H,Muller,et al.,J.Vac.Sci.Technol.B4,230-
234,1986参照］、［S.Kuniyoshi,et al.,SPIE Vol.923,
Electron-Beam,X-ray,and Ion-Beam Technology:Submic
rometer Lithgraphies II,188-196.1988参照］及び［曽
我 隆、他、第３７回春季応用物理学会講演予稿集Vol.
2 p.489参照］。この数十〜百数十℃程度の熱処理によ
って応力が変化する原因としては、めっき時に吸蔵され
たＨ2の放出であろうという推理が為されている。更
に、金めっき膜は経時によっても応力が緩和していくこ
とが報告されている。
【０００４】以上示した様に、金めっき膜はその他の金
属に比べ特に低応力膜を容易に形成することが出来ると
いう点で優れているとされていた。そこで本発明者等
は、金めっき膜を作成し熱処理又は経時によるめっき膜
の低応力化を試みた。本発明者等は、Ｘ線透過膜上３０
ｍｍ角内にレジストパターンを形成した後金めっきを行
い、これを低応力化すると予想される温度で熱処理、例
えば、７５℃〜１００℃或いは経時による応力緩和を行
い、その後に金パターンの位置ずれの測定を行った。測
定は測長ＳＥＭにより行った。その結果、以上の処理に
よって作成したパターンの位置歪は、全体的には比較的
良好な位置精度を示したが、一部に大きな位置ずれが生
じていた。例えば、３０ｍｍ□内を４００点（２０×２
０）測定した場合、殆どの点は０．０３μｍ以内の位置
ずれであったが、一部（実験毎に異なるが５〜１０％程
度）は０．０５〜０．１２μｍと大きくずれていた。Ｘ
線マスクを使用するＸ線リソグラフィーは、０．２５μ
ｍの解像を目指している為、Ｘ線マスクに対しても０．
２５μｍの解像度と共に３０ｍｍ□内で０．０３μｍ以
内のパターン位置精度が要求されている。従って、前述
の３０ｍｍ□内で〜０．１２μｍの位置ずれは大きな問
題である。
属に比べ特に低応力膜を容易に形成することが出来ると
いう点で優れているとされていた。そこで本発明者等
は、金めっき膜を作成し熱処理又は経時によるめっき膜
の低応力化を試みた。本発明者等は、Ｘ線透過膜上３０
ｍｍ角内にレジストパターンを形成した後金めっきを行
い、これを低応力化すると予想される温度で熱処理、例
えば、７５℃〜１００℃或いは経時による応力緩和を行
い、その後に金パターンの位置ずれの測定を行った。測
定は測長ＳＥＭにより行った。その結果、以上の処理に
よって作成したパターンの位置歪は、全体的には比較的
良好な位置精度を示したが、一部に大きな位置ずれが生
じていた。例えば、３０ｍｍ□内を４００点（２０×２
０）測定した場合、殆どの点は０．０３μｍ以内の位置
ずれであったが、一部（実験毎に異なるが５〜１０％程
度）は０．０５〜０．１２μｍと大きくずれていた。Ｘ
線マスクを使用するＸ線リソグラフィーは、０．２５μ
ｍの解像を目指している為、Ｘ線マスクに対しても０．
２５μｍの解像度と共に３０ｍｍ□内で０．０３μｍ以
内のパターン位置精度が要求されている。従って、前述
の３０ｍｍ□内で〜０．１２μｍの位置ずれは大きな問
題である。
【０００５】そこで、本発明者等はその原因について検
討を行った。亜硫酸系金めっき液を用いてＳｉウエハー
上に形成された金或いは銅等の電極上に金めっきを行っ
た場合、金めっき膜は、図５に示した如く（１１１）配
向膜となった。この時めっき膜の厚さはＸ線マスクに最
適な０．７μｍである。応力は−６Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ
2（圧縮）であった。図６にめっき条件とめっき膜の応
力の関係を測定した結果を示した。めっき膜の応力はめ
っき条件によって引張から圧縮まで制御することが出
来、±５Ｅ＋７ｄｙｎ／ｃｍ2以下の非常に低い応力膜
も形成することが出来る。ここで圧縮応力を有する膜を
形成したのは、金めっき膜の良好な膜厚分布を得る為で
ある。図７に応力値と膜厚分布の関係を測定した実験結
果を示した。０に近い応力或いは引っ張り応力の膜は膜
厚分布が悪化し、Ｘ線マスクとして好ましくない。図６
及び図７から、Ｘ線マスクの作成において適しためっき
条件はパルス電流のオフタイムが長い方がよいことが分
かる。一方、パルスのピーク電流密度は低過ぎても（＜
５ｍＡ／ｃｍ2）、高過ぎても（＞２０ｍＡ／ｃｍ2）め
っき表面が荒れてくる。従って、好適にはパルスめっき
時のめっき条件は、パルスオフタイムが≧１０ｍｓｅ
ｃ．でパルスピーク電流密度が３ｍＡ／ｃｍ2以上２０
ｍＡ／ｃｍ2以下が望ましく、最適にはパルスオフタイ
ムが≧１５ｍｓｅｃ．でパルスピーク電流密度が５ｍＡ
／ｃｍ2以上１５ｍＡ／ｃｍ2以下が望ましい。
討を行った。亜硫酸系金めっき液を用いてＳｉウエハー
上に形成された金或いは銅等の電極上に金めっきを行っ
た場合、金めっき膜は、図５に示した如く（１１１）配
向膜となった。この時めっき膜の厚さはＸ線マスクに最
適な０．７μｍである。応力は−６Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ
2（圧縮）であった。図６にめっき条件とめっき膜の応
力の関係を測定した結果を示した。めっき膜の応力はめ
っき条件によって引張から圧縮まで制御することが出
来、±５Ｅ＋７ｄｙｎ／ｃｍ2以下の非常に低い応力膜
も形成することが出来る。ここで圧縮応力を有する膜を
形成したのは、金めっき膜の良好な膜厚分布を得る為で
ある。図７に応力値と膜厚分布の関係を測定した実験結
果を示した。０に近い応力或いは引っ張り応力の膜は膜
厚分布が悪化し、Ｘ線マスクとして好ましくない。図６
及び図７から、Ｘ線マスクの作成において適しためっき
条件はパルス電流のオフタイムが長い方がよいことが分
かる。一方、パルスのピーク電流密度は低過ぎても（＜
５ｍＡ／ｃｍ2）、高過ぎても（＞２０ｍＡ／ｃｍ2）め
っき表面が荒れてくる。従って、好適にはパルスめっき
時のめっき条件は、パルスオフタイムが≧１０ｍｓｅ
ｃ．でパルスピーク電流密度が３ｍＡ／ｃｍ2以上２０
ｍＡ／ｃｍ2以下が望ましく、最適にはパルスオフタイ
ムが≧１５ｍｓｅｃ．でパルスピーク電流密度が５ｍＡ
／ｃｍ2以上１５ｍＡ／ｃｍ2以下が望ましい。
【０００６】圧縮応力を有する膜の応力を緩和させる為
に熱処理を行ったところ、図８に示した如く、結晶の配
向が（１１１）から（２００）に変化した。この時、応
力は５Ｅ＋７ｄｙｎ／ｃｍ2以下の非常に小さい応力値
を示した。次に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でこの膜の
観察を行った。図９に熱処理前のＳＥＭ像を、図１０及
び図１１に熱処理後のＳＥＭ像を示した。熱処理前にお
いては、全面に渡って図９に示した如くめっき膜は粒子
状を呈していた。一方、熱処理後においては、図１０及
び図１１に示した如く２種類の像が混在し、図１０中に
図１１が島状に存在しているのが観察された。しかも、
その分布は均一ではなく局在していた。この２種類の像
は、図１０が（１１１）配向膜、図１１が（２００）配
向膜であった。そこで、約−６Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ2の
応力を有する膜を同一条件で複数枚作成し、全て１００
℃でアニール処理を行った後、Ｘ線回折試験を行った。
Ｘ線回折試験の結果、夫々めっき膜の（２００）面と
（１１１）面のピーク強度比は、（２００）面のピーク
強度比１に対して（１１１）面の強度が０．８〜２．０
内であった。又、（２００）配向部分の分布も一様でな
かった。
に熱処理を行ったところ、図８に示した如く、結晶の配
向が（１１１）から（２００）に変化した。この時、応
力は５Ｅ＋７ｄｙｎ／ｃｍ2以下の非常に小さい応力値
を示した。次に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でこの膜の
観察を行った。図９に熱処理前のＳＥＭ像を、図１０及
び図１１に熱処理後のＳＥＭ像を示した。熱処理前にお
いては、全面に渡って図９に示した如くめっき膜は粒子
状を呈していた。一方、熱処理後においては、図１０及
び図１１に示した如く２種類の像が混在し、図１０中に
図１１が島状に存在しているのが観察された。しかも、
その分布は均一ではなく局在していた。この２種類の像
は、図１０が（１１１）配向膜、図１１が（２００）配
向膜であった。そこで、約−６Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ2の
応力を有する膜を同一条件で複数枚作成し、全て１００
℃でアニール処理を行った後、Ｘ線回折試験を行った。
Ｘ線回折試験の結果、夫々めっき膜の（２００）面と
（１１１）面のピーク強度比は、（２００）面のピーク
強度比１に対して（１１１）面の強度が０．８〜２．０
内であった。又、（２００）配向部分の分布も一様でな
かった。
【０００７】この熱処理による結晶と応力の変化を合わ
せて考えてみる。本発明者等においても、又、［K.-H.M
uller,et al.,J.Vac.Sci.Technol.B4,230-234,1986参
照］、［S.Kuniyoshi,et al.,SPIE Vol.923,Electron-B
eam,X-ray,and Ion-Beam Technology:Submicrometer Li
thgraphies VII,188-193,1988参照］及び［曽我 隆、
他、第３７回春季応用物理学会講演予稿集Vol.2 p.489
参照］においても、めっき膜の応力測定は、基板、例え
ば、Ｓｉウエハー等にめっきを行い、その反り量を利用
して応力を算出している。つまり、めっき膜全体の応力
の平均値で考えている。しかしながら、Ｘ線マスクにお
ける応力制御では平均値での低応力というのは意味を持
たず、各領域での低応力化でなければならない。本発明
者等の結果から、従来行われてきた低応力化の為の熱処
理は結晶構造から考えると、決してめっき膜全体が均一
に低応力化したのではない事が明らかとなった。即ち、
熱処理による応力緩和は（１１１）配向から（２００）
配向へと結晶構造が変化することによって発生するが、
この変化は膜内で不均一に発生する為、（１１１）配向
が比較的多く残留している領域において大きな位置ずれ
が発生したと考えられる。従って、本発明の目的は、上
記従来技術の問題を解決し、位置ずれの少ないＸ線吸収
体パターンを有するＸ線マスクを提供することである。
せて考えてみる。本発明者等においても、又、［K.-H.M
uller,et al.,J.Vac.Sci.Technol.B4,230-234,1986参
照］、［S.Kuniyoshi,et al.,SPIE Vol.923,Electron-B
eam,X-ray,and Ion-Beam Technology:Submicrometer Li
thgraphies VII,188-193,1988参照］及び［曽我 隆、
他、第３７回春季応用物理学会講演予稿集Vol.2 p.489
参照］においても、めっき膜の応力測定は、基板、例え
ば、Ｓｉウエハー等にめっきを行い、その反り量を利用
して応力を算出している。つまり、めっき膜全体の応力
の平均値で考えている。しかしながら、Ｘ線マスクにお
ける応力制御では平均値での低応力というのは意味を持
たず、各領域での低応力化でなければならない。本発明
者等の結果から、従来行われてきた低応力化の為の熱処
理は結晶構造から考えると、決してめっき膜全体が均一
に低応力化したのではない事が明らかとなった。即ち、
熱処理による応力緩和は（１１１）配向から（２００）
配向へと結晶構造が変化することによって発生するが、
この変化は膜内で不均一に発生する為、（１１１）配向
が比較的多く残留している領域において大きな位置ずれ
が発生したと考えられる。従って、本発明の目的は、上
記従来技術の問題を解決し、位置ずれの少ないＸ線吸収
体パターンを有するＸ線マスクを提供することである。
【０００８】
【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、Ｘ線吸収体とＸ
線透過膜とＸ線透過膜支持枠を有するＸ線露光用マスク
において、前記Ｘ線吸収体が、Ｘ線回折試験における
（２００）面のピーク強度１に対して（１１１）面のピ
ーク強度が０．５以下である結晶配向を有する金で構成
されていることを特徴とするＸ線露光用マスク及びその
製造方法である。
によって達成される。即ち、本発明は、Ｘ線吸収体とＸ
線透過膜とＸ線透過膜支持枠を有するＸ線露光用マスク
において、前記Ｘ線吸収体が、Ｘ線回折試験における
（２００）面のピーク強度１に対して（１１１）面のピ
ーク強度が０．５以下である結晶配向を有する金で構成
されていることを特徴とするＸ線露光用マスク及びその
製造方法である。
【０００９】
【作用】本発明では、前述問題点は、結晶の配向性を膜
内で均一にさせた吸収体を用いることにより解決され
る。本発明では、Ｘ線吸収体が、Ｘ線回折試験における
ピーク強度１に対して（１１１）面のピーク強度が０．
５以下である結晶配向を有する金で構成されるようにし
ている。以下に述べる実施例では、Ｘ線吸収体を繰り返
し加熱および冷却処理して（１１１）配向の膜を（２０
０）結晶配向に十分飽和するまで変化させて配向性の不
均一性をなくすことによって、吸収体の局所的な位置ず
れを無くす様にしたものである。加熱処理は、Ｘ線マス
クの使用温度より高ければよいが、高すぎれば金が基板
中に拡散してしまい、低過ぎれば長い時間がかかってし
まう為、好ましくは３０〜３００℃位が用いられる。一
方、冷却は加熱温度より低ければよいが、高すぎれば結
晶構造変化量が小さくなる為、処理の繰り返し回数が非
常に多くなってしまう。従って好ましくは、０℃以下が
用いられる。アニール処理は加熱することが出来ればど
の様なものでもよく、通常ホットプレート、オーブン等
で行う。冷却処理は空気、窒素、アルゴン等のガスを通
常の方法によって冷却し、このガスを媒体としてＸ線マ
スクを冷却する。又、媒体として、アルコール、アセト
ン等の溶媒を用いてもよい。又、液体窒素を用いれば、
冷却時間の大幅な短縮が図れる。
内で均一にさせた吸収体を用いることにより解決され
る。本発明では、Ｘ線吸収体が、Ｘ線回折試験における
ピーク強度１に対して（１１１）面のピーク強度が０．
５以下である結晶配向を有する金で構成されるようにし
ている。以下に述べる実施例では、Ｘ線吸収体を繰り返
し加熱および冷却処理して（１１１）配向の膜を（２０
０）結晶配向に十分飽和するまで変化させて配向性の不
均一性をなくすことによって、吸収体の局所的な位置ず
れを無くす様にしたものである。加熱処理は、Ｘ線マス
クの使用温度より高ければよいが、高すぎれば金が基板
中に拡散してしまい、低過ぎれば長い時間がかかってし
まう為、好ましくは３０〜３００℃位が用いられる。一
方、冷却は加熱温度より低ければよいが、高すぎれば結
晶構造変化量が小さくなる為、処理の繰り返し回数が非
常に多くなってしまう。従って好ましくは、０℃以下が
用いられる。アニール処理は加熱することが出来ればど
の様なものでもよく、通常ホットプレート、オーブン等
で行う。冷却処理は空気、窒素、アルゴン等のガスを通
常の方法によって冷却し、このガスを媒体としてＸ線マ
スクを冷却する。又、媒体として、アルコール、アセト
ン等の溶媒を用いてもよい。又、液体窒素を用いれば、
冷却時間の大幅な短縮が図れる。
【００１０】
【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明者等の研究によれ
ば、金めっき膜の経時及び熱処理時の応力変化は、従来
云われていた様な元素の放出或いは反応等による元素の
吸収等は関係なく、基板との力関係によってのみ発生す
ることが明らかになった。又、熱も応力変化の直接的原
因とはなってはいなかった。経時変化時の金めっき膜及
び基板の動きを図１２に示した。経時変化では、初期応
力が圧縮である膜、引っ張りである膜共に基板からの応
力により金めっき膜は結晶構造を一部（１１１）から
（２００）配向に変化させながら、応力緩和を示した。
発明を更に詳しく説明する。本発明者等の研究によれ
ば、金めっき膜の経時及び熱処理時の応力変化は、従来
云われていた様な元素の放出或いは反応等による元素の
吸収等は関係なく、基板との力関係によってのみ発生す
ることが明らかになった。又、熱も応力変化の直接的原
因とはなってはいなかった。経時変化時の金めっき膜及
び基板の動きを図１２に示した。経時変化では、初期応
力が圧縮である膜、引っ張りである膜共に基板からの応
力により金めっき膜は結晶構造を一部（１１１）から
（２００）配向に変化させながら、応力緩和を示した。
【００１１】この時、初期応力が圧縮であった膜は経時
により応力はほぼ０となった。一方、初期応力が引っ張
りであった膜は、０まで応力緩和することはなかった。
熱処理時の金めっき膜及び基板の動きを図１３に示し
た。熱処理時は、金と基板の熱膨張率が異なる為（バル
ク値では、Ａｕ：１５Ｅ−６，Ｓｉ：２．４Ｅ−６）、
例えば、加熱直後は初期応力が圧縮であった膜は、更に
大きい圧縮応力となる。しかしながら、この直後に金め
っき膜は、経時変化で観察されたのと同様な応力緩和を
起こし、応力値は加熱温度において０に近づく。この
後、冷却して室温に戻すと、金めっき膜は熱応力により
引っ張り応力となる。（１１１）からの（２００）配向
への結晶構造変化は、加熱時の応力緩和時に発生し、冷
却時には殆ど変化しなかった。一方、初期応力が引っ張
り応力であった膜は、１００℃程度の加熱では初期の引
っ張り応力が弱い圧縮応力に変化する程度である為、金
めっき膜への応力の影響は初期応力が圧縮であった膜に
比べて小さい。従って、（１１１）から（２００）配向
への結晶構造の変化量も非常に小さかった。図１４に応
力変化量と結晶構造変化量の関係を示した。縦軸は金め
っき膜の（１１１）と（２００）のＸ線回折ピーク強度
比、横軸はアニール時の応力変化量である。図１４から
初期においては応力のみの変化であり、更に応力変化し
た場合のみ結晶構造変化することがわかった。従来例で
の応力を０にする為のアニール処理では、応力変化量は
大きくても１Ｅ＋９ｄｙｎ／ｃｍ2程度であった。加熱
時の基板の動きは基板を冷却してもそのまま当てはまっ
た。金めっきされた基板を液体窒素中に入れてその動き
を観察したところ、初期応力が引っ張りであった膜は、
液体窒素冷却処理後は圧縮応力膜へと変化していた。一
方、初期応力が圧縮であった膜は更に強い圧縮応力膜と
なっていた。この時の（１１１）から（２００）配向へ
結晶構造の変化量は、初期応力が引っ張りであった膜の
ほうが大きかった。
により応力はほぼ０となった。一方、初期応力が引っ張
りであった膜は、０まで応力緩和することはなかった。
熱処理時の金めっき膜及び基板の動きを図１３に示し
た。熱処理時は、金と基板の熱膨張率が異なる為（バル
ク値では、Ａｕ：１５Ｅ−６，Ｓｉ：２．４Ｅ−６）、
例えば、加熱直後は初期応力が圧縮であった膜は、更に
大きい圧縮応力となる。しかしながら、この直後に金め
っき膜は、経時変化で観察されたのと同様な応力緩和を
起こし、応力値は加熱温度において０に近づく。この
後、冷却して室温に戻すと、金めっき膜は熱応力により
引っ張り応力となる。（１１１）からの（２００）配向
への結晶構造変化は、加熱時の応力緩和時に発生し、冷
却時には殆ど変化しなかった。一方、初期応力が引っ張
り応力であった膜は、１００℃程度の加熱では初期の引
っ張り応力が弱い圧縮応力に変化する程度である為、金
めっき膜への応力の影響は初期応力が圧縮であった膜に
比べて小さい。従って、（１１１）から（２００）配向
への結晶構造の変化量も非常に小さかった。図１４に応
力変化量と結晶構造変化量の関係を示した。縦軸は金め
っき膜の（１１１）と（２００）のＸ線回折ピーク強度
比、横軸はアニール時の応力変化量である。図１４から
初期においては応力のみの変化であり、更に応力変化し
た場合のみ結晶構造変化することがわかった。従来例で
の応力を０にする為のアニール処理では、応力変化量は
大きくても１Ｅ＋９ｄｙｎ／ｃｍ2程度であった。加熱
時の基板の動きは基板を冷却してもそのまま当てはまっ
た。金めっきされた基板を液体窒素中に入れてその動き
を観察したところ、初期応力が引っ張りであった膜は、
液体窒素冷却処理後は圧縮応力膜へと変化していた。一
方、初期応力が圧縮であった膜は更に強い圧縮応力膜と
なっていた。この時の（１１１）から（２００）配向へ
結晶構造の変化量は、初期応力が引っ張りであった膜の
ほうが大きかった。
【００１２】以上の結果から次のことが明らかとなっ
た。金めっき膜は外部からの応力によって容易に応力変
化すると共に、結晶構造を変化させる。この結晶構造変
化は熱のみによっては発生しない。前記「解決しようと
する問題点」の項で、「熱処理による応力緩和は（１１
１）から（２００）配向への変化の過程において発生す
るが、この変化は膜内で不均一に発生する為、変化量の
少ない局所的な領域において大きな位置ずれが発生し
た。」と指摘した。このことは、（１１１）から（２０
０）変化を十分に行わせて、（１１１）を十分少なくす
ると共に、存在していたとしても膜内に均一に分布させ
れば、局所的な位置ずれは抑えられることを意味してい
る。
た。金めっき膜は外部からの応力によって容易に応力変
化すると共に、結晶構造を変化させる。この結晶構造変
化は熱のみによっては発生しない。前記「解決しようと
する問題点」の項で、「熱処理による応力緩和は（１１
１）から（２００）配向への変化の過程において発生す
るが、この変化は膜内で不均一に発生する為、変化量の
少ない局所的な領域において大きな位置ずれが発生し
た。」と指摘した。このことは、（１１１）から（２０
０）変化を十分に行わせて、（１１１）を十分少なくす
ると共に、存在していたとしても膜内に均一に分布させ
れば、局所的な位置ずれは抑えられることを意味してい
る。
【００１３】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例１ ２ｍｍ厚のＳｉ基板上にＣＶＤ法により窒化シリコン膜
を２μｍ厚形成した。次いで裏面の窒化シリコン膜をド
ライエッチング法により所定の形状にエッチングする。
続いて、裏面の窒化シリコン膜をマスクとして水酸化カ
リウム水溶液でＳｉをエッチングし、窓開けを行った。
Ｘ線透過膜上（窒化シリコンの表面）にめっき用電極と
してＣｒ（５ｎｍ）及びＡｕ（５０ｎｍ）をＥＢ蒸着に
より連続製膜した。次に、電極上にレジストパターンを
形成した。このレジストパターンをステンシルとしてＡ
ｕめっきを０．７μｍ行い、Ｘ線吸収体を形成した。こ
の時、Ｘ線回折試験によれば、金めっき膜は−５Ｅ＋８
ｄｙｎ／ｃｍ2（圧縮圧力）の内部応力を有する（１１
１）結晶配向膜であった。
明する。 実施例１ ２ｍｍ厚のＳｉ基板上にＣＶＤ法により窒化シリコン膜
を２μｍ厚形成した。次いで裏面の窒化シリコン膜をド
ライエッチング法により所定の形状にエッチングする。
続いて、裏面の窒化シリコン膜をマスクとして水酸化カ
リウム水溶液でＳｉをエッチングし、窓開けを行った。
Ｘ線透過膜上（窒化シリコンの表面）にめっき用電極と
してＣｒ（５ｎｍ）及びＡｕ（５０ｎｍ）をＥＢ蒸着に
より連続製膜した。次に、電極上にレジストパターンを
形成した。このレジストパターンをステンシルとしてＡ
ｕめっきを０．７μｍ行い、Ｘ線吸収体を形成した。こ
の時、Ｘ線回折試験によれば、金めっき膜は−５Ｅ＋８
ｄｙｎ／ｃｍ2（圧縮圧力）の内部応力を有する（１１
１）結晶配向膜であった。
【００１４】レジストを剥離しＸ線マスクとした。次
に、このＸ線マスクを１２０℃で１時間加熱した。室温
に冷却後、Ｘ線回折試験を行ったところ、金めっき膜は
＋１０Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ2の内部応力を有し、結晶配
向は（２００）のピーク強度１に対して（１１１）は
２．５であった。続いて、このＸ線マスクを液体窒素中
で１時間冷却した。室温に加熱後、Ｘ線回折試験を行っ
たところ、金めっき膜は−２Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ2の内
部応力を有し、結晶配向は（２００）のピーク強度１に
対して（１１１）は１．１であった。この操作を更に２
回繰り返したところ、金めっき膜の結晶配向は（２０
０）のピーク強度１に対して（１１１）は０．２になっ
た。これ以後は操作を繰り返しても、強度比は殆ど変化
しなかった（図１）。内部応力は最後の操作の後、７０
℃で０．５時間加熱したところ、−０．５＋８ｄｙｎ／
ｃｍ2の応力値となった。このＸ線マスクの位置歪みを
測定したところ、３０ｍｍ□内（４００点の全ての測定
点において）０．０３μｍ以下で、装置の測定精度以下
であった。尚、測定装置は測長ＳＥＭ（ＥＭ−１００
０、日立製作所製）を用いた。
に、このＸ線マスクを１２０℃で１時間加熱した。室温
に冷却後、Ｘ線回折試験を行ったところ、金めっき膜は
＋１０Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ2の内部応力を有し、結晶配
向は（２００）のピーク強度１に対して（１１１）は
２．５であった。続いて、このＸ線マスクを液体窒素中
で１時間冷却した。室温に加熱後、Ｘ線回折試験を行っ
たところ、金めっき膜は−２Ｅ＋８ｄｙｎ／ｃｍ2の内
部応力を有し、結晶配向は（２００）のピーク強度１に
対して（１１１）は１．１であった。この操作を更に２
回繰り返したところ、金めっき膜の結晶配向は（２０
０）のピーク強度１に対して（１１１）は０．２になっ
た。これ以後は操作を繰り返しても、強度比は殆ど変化
しなかった（図１）。内部応力は最後の操作の後、７０
℃で０．５時間加熱したところ、−０．５＋８ｄｙｎ／
ｃｍ2の応力値となった。このＸ線マスクの位置歪みを
測定したところ、３０ｍｍ□内（４００点の全ての測定
点において）０．０３μｍ以下で、装置の測定精度以下
であった。尚、測定装置は測長ＳＥＭ（ＥＭ−１００
０、日立製作所製）を用いた。
【００１５】実施例２ 実施例１と同様な実験を温度及び処理回数を変えて行っ
た。その結果を下記表１に示した。
た。その結果を下記表１に示した。
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、Ｘ線吸収体が、Ｘ線回折試験におけるピーク強度
１に対して（１１１）面のピーク強度が０．５以下であ
る結晶配向を有する金で構成されるようにしていること
により、位置ずれの少ないパターンを作成することが出
来た。
れば、Ｘ線吸収体が、Ｘ線回折試験におけるピーク強度
１に対して（１１１）面のピーク強度が０．５以下であ
る結晶配向を有する金で構成されるようにしていること
により、位置ずれの少ないパターンを作成することが出
来た。
【図１】本発明のＸ線露光用マスクの金吸収体のＸ線回
折図
折図
【図２】Ｘ線露光用マスクの断面図
【図３】Ｘ線マスクの一般的製造方法
【図４】歪んだＸ線露光用マスクの断面図
【図５】金吸収体のＸ線回折図
【図６】めっき条件とめっき膜の応力との関係図
【図７】応力値と膜厚分布との関係図
【図８】熱処理（応力緩和）と結晶配向変化との関係図
【図９】熱処理前のＳＥＭ像
【図１０】熱処理後のＳＥＭ像
【図１１】熱処理後のＳＥＭ像
【図１２】金めっき膜と基板の応力の経時変化
【図１３】熱処理時の金めっき膜と基板の動き
【図１４】応力変化量と結晶構造変化量との関係図
２１，３１，４１：支持枠 ２２，３２，４２：Ｘ線透過膜 ２３，３３，４３：Ｘ線吸収体 ３４：レジストパターン ３５：めっき用電極
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｘ線吸収体とＸ線透過膜とＸ線透過膜支
持枠を有するＸ線露光用マスクにおいて、前記Ｘ線吸収
体が、Ｘ線回折試験における（２００）面のピーク強度
１に対して（１１１）面のピーク強度が０．５以下であ
る結晶配向を有する金で構成されていることを特徴とす
るＸ線露光用マスク。 - 【請求項２】 Ｘ線透過膜の線膨張係数が、Ｘ線吸収体
の線膨張係数の１／２以下である請求項１に記載のＸ線
露光用マスク。 - 【請求項３】 Ｘ線吸収体がめっき法によって作成され
た金である請求項１に記載のＸ線露光用マスク。 - 【請求項４】 Ｘ線吸収体とＸ線透過膜とＸ線透過膜支
持枠を有する請求項１に記載のＸ線露光用マスクの製造
方法において、Ｘ線吸収体形成後にＸ線吸収体を所定時
間加熱する工程を含むことを特徴とするＸ線露光用マス
クの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28409491A JP3073067B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 |
| AT92116781T ATE181427T1 (de) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Röntgenstrahlmaske, verfahren zu derer herstellung und belichtungsverfahren |
| DE69229430T DE69229430T2 (de) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Röntgenstrahlmaske, Verfahren zu derer Herstellung und Belichtungsverfahren |
| EP92116781A EP0536635B1 (en) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | X-ray mask, method of manufacturing the same and exposure method using the mask |
| US07/955,266 US5247557A (en) | 1991-10-04 | 1992-10-01 | X-ray mask structure, manufacturing method, x-ray exposure method using same, and device manufactured by using same |
| CA002079725A CA2079725C (en) | 1991-10-04 | 1992-10-02 | X-ray mask structure, manufacturing method, x-ray exposure method using same, and device manufactured by using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28409491A JP3073067B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Ｘ線露光用マスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102012A JPH05102012A (ja) | 1993-04-23 |
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Family
ID=17674143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0536635B1 (ja) |
| JP (1) | JP3073067B2 (ja) |
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| CA (1) | CA2079725C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| SG43954A1 (en) * | 1991-11-15 | 1997-11-14 | Canon Kk | X-ray mask structure and x-ray exposing method and semiconductor device manufactured by use of x-ray mask structure and method for manufacturing x-ray mask structure |
| JPH07117605B2 (ja) * | 1992-03-13 | 1995-12-18 | 日本ピラー工業株式会社 | 回折格子 |
| US5318687A (en) * | 1992-08-07 | 1994-06-07 | International Business Machines Corporation | Low stress electrodeposition of gold for X-ray mask fabrication |
| ZA94614B (en) * | 1993-02-11 | 1994-08-12 | Sasol Chem Ind Pty | Solvent extraction |
| JP3586031B2 (ja) * | 1996-03-27 | 2004-11-10 | 株式会社東芝 | サセプタおよび熱処理装置および熱処理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760839A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-13 | Nec Corp | Manufacture of x-ray exposure mask |
| JPH0715880B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1995-02-22 | 信越化学工業株式会社 | Ｘ線リソグラフィー用ＳｉＣ膜、その製造方法およびＸ線リソグラフィー用マスク |
| US5124561A (en) * | 1991-04-04 | 1992-06-23 | International Business Machines Corporation | Process for X-ray mask warpage reduction |
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1991
- 1991-10-04 JP JP28409491A patent/JP3073067B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-30 EP EP92116781A patent/EP0536635B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-30 AT AT92116781T patent/ATE181427T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-09-30 DE DE69229430T patent/DE69229430T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-01 US US07/955,266 patent/US5247557A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-02 CA CA002079725A patent/CA2079725C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69229430T2 (de) | 1999-12-23 |
| US5247557A (en) | 1993-09-21 |
| JPH05102012A (ja) | 1993-04-23 |
| CA2079725A1 (en) | 1993-04-05 |
| EP0536635A1 (en) | 1993-04-14 |
| ATE181427T1 (de) | 1999-07-15 |
| EP0536635B1 (en) | 1999-06-16 |
| CA2079725C (en) | 1998-02-03 |
| DE69229430D1 (de) | 1999-07-22 |
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