JP3259730B2 - X-ray mask - Google Patents
X-ray maskInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線リソグラフィ
ーに使用するＸ線マスクに関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an X-ray mask used for X-ray lithography.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、Ｘ線マスク用吸収体としてはＡ
ｕ、Ｗ、Ｔａ等の重金属が用いられていた。しかしなが
らこれらをＸ線吸収体として用いる際、吸収体の低応力
化が難しかった。そこで本発明者らはこの問題点を解決
するため、先に特開昭６３−２３２４２５号公報として
Ｔｉ−Ｗ合金を成膜する際にアルゴンガスに窒素を加え
てスパッタしたＸ線マスクを開発した。この方法は低応
力の吸収体を再現性良く成膜することができた。2. Description of the Related Art Conventionally, as an absorber for an X-ray mask, A
Heavy metals such as u, W, and Ta have been used. However, when these are used as X-ray absorbers, it has been difficult to reduce the stress of the absorber. In order to solve this problem, the present inventors have previously developed an X-ray mask in which nitrogen was added to argon gas and sputtered when forming a Ti-W alloy film as disclosed in JP-A-63-232425. . This method was able to form a low stress absorber with good reproducibility.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、先に提案し
たＴｉ−Ｗ合金膜によるＸ線吸収体は、低応力ではある
が、結晶構造が柱状構造になりやすかった。結晶構造が
柱状になると、エッチング時に柱単位でエッチングが進
行しやすくなるため、パターンの寸法精度が低下すると
いった問題点があった。By the way, the X-ray absorber using the Ti-W alloy film proposed above has a low stress, but the crystal structure tends to be a columnar structure. When the crystal structure has a columnar shape, etching tends to proceed in units of columns during etching, and thus there has been a problem that the dimensional accuracy of the pattern is reduced.
【０００４】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、内部応力が低く、高精度なパター
ン形成に適したＸ線吸収体を提供することを目的として
いる。The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an X-ray absorber having a low internal stress and suitable for high-precision pattern formation.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係るＸ線マスク
は、Ｘ線吸収体として、タングステンと窒素と酸素を含
み、アモルファス状の構造を有するものである。An X-ray mask according to the present invention contains tungsten, nitrogen and oxygen as an X-ray absorber and has an amorphous structure.
【０００６】また、本発明に係る別のＸ線マスクは、Ｘ
線吸収体として、成膜後でもタングステンと窒素と酸素
を含み、アモルファス状の構造を有するものである。[0006] Another X-ray mask according to the present invention is an X-ray mask.
The line absorber contains tungsten, nitrogen, and oxygen even after film formation and has an amorphous structure.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態について説明する。図１において、Ａ点とＢ点
は、タングステンにチタンを１ｗｔ％添加したターゲッ
トを用い、ＡｒガスにＮ2 ガスを７％添加し、圧力を１
０．３ｍＴｏｒｒ、ＤＣ放電時のパワーを０．５ｋＷと
してシリコン基板上にＸ線吸収体を成膜し、３９０℃で
１時間アニールをする前後の応力を示す。なお、表１に
は、成膜条件、応力、密度、構造を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In FIG. 1, points A and B are set at a pressure of 1% by adding N 2 gas to Ar gas and using a target obtained by adding 1 wt% of titanium to tungsten.
The stress before and after annealing at 390 ° C. for 1 hour is shown by forming an X-ray absorber on a silicon substrate at 0.3 mTorr and a power of 0.5 kW during DC discharge. Table 1 shows film forming conditions, stress, density, and structure.
【０００８】[0008]
【表１】 [Table 1]
【０００９】これらによると、アニール後の吸収体の応
力はアニール前と比べ小さくなり、応力が１×１０8 Ｐ
ａ以下になっていることがわかる。また、図２中のＩ点
は、上記条件での密度を示す。１６〜１７ｇ／ｃｍ3 程
度の高密度になっていることがわかる。According to these, the stress of the absorber after annealing is smaller than that before annealing, and the stress is 1 × 10 8 P
It can be seen that it is less than a. Point I in FIG. 2 indicates the density under the above conditions. It can be seen that the density is as high as about 16 to 17 g / cm 3 .
【００１０】また、図３は上記条件の試料のＸ線回折結
果である。縦軸は相対的なピーク強度を、横軸はＣｕ
Ｋ−α 線を用いてＸ線回折を行ったときの回折角度を
示している。基板のシリコンのピーク以外にブロードな
山（図中、Ｎ）が観察される。このブロードな山の位置
にあう物質はないが、この位置に前後して、β−Ｗ
2Ｎ、Ｗ0.62(Ｎ,Ｏ)のピークとタングステンのピークが
あるため、この物質はタングステンと、タングステンの
窒化物、タングステンの窒化物酸化物等が混合したアモ
ルファス物質であると考えられる。走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）による断面構造の観察結果によると、柱状構
造が観察されずアモルファス状になっていた。このよう
に、本実施の形態におけるＸ線吸収体は、タングステン
に窒素と酸素が含有されることで内部応力が小さくでき
るとともに、構造が柱状の結晶構造ではなく、アモルフ
ァス状の構造となるため、パターン寸法精度が向上す
る。FIG. 3 shows an X-ray diffraction result of the sample under the above conditions. The vertical axis represents relative peak intensity, and the horizontal axis represents Cu
It shows the diffraction angle when performing X-ray diffraction using K-α rays. A broad peak (N in the figure) is observed in addition to the silicon peak of the substrate. There is no material at this broad peak, but before and after this position, β-W
Since there are a peak of 2 N and W 0.62 (N, O) and a peak of tungsten, this substance is considered to be an amorphous substance in which tungsten, a nitride of tungsten, a nitride oxide of tungsten, and the like are mixed. According to the observation result of the cross-sectional structure by a scanning electron microscope (SEM), no columnar structure was observed and the columnar structure was amorphous. As described above, the X-ray absorber according to the present embodiment can reduce internal stress by containing nitrogen and oxygen in tungsten, and has an amorphous structure instead of a columnar crystal structure. Pattern dimensional accuracy is improved.
【００１１】なお、ＳｉＣ等の下地が０．１μｍ程度の
凹凸がある試料では、本発明の条件で低応力化は可能で
あるが、ＳＥＭ観察の結果によると、部分的にアモルフ
ァス状になり、シリコンやＳｉＮ、ＳｉＯ2 、クオー
ツ、ＳＯＧ、ポリイミド等下地の凹凸が０．０５μｍ以
下の場合においては、全面にアモルファスとなってい
た。In a sample such as SiC having a base having irregularities of about 0.1 μm, the stress can be reduced under the conditions of the present invention. However, according to the result of SEM observation, it becomes partially amorphous, In the case where the irregularities of the base such as silicon, SiN, SiO 2 , quartz, SOG, and polyimide were 0.05 μm or less, the entire surface was amorphous.
【００１２】実施の形態２．図１中のＣ点とＤ点は、実
施の形態１と同様なターゲットを用い、ＡｒガスにＮ2
ガスを７％添加し、圧力を１２．３ｍＴｏｒｒ、ＤＣ放
電時のパワーを０．６ｋＷとしてシリコン基板上に吸収
体を成膜し、３００℃で１時間アニールをする前後の応
力を示す。アニール後の吸収体の応力はアニール前と比
べ小さくなり、低応力膜が形成されていることがわか
る。また、図２中のＪ点は、上記条件での密度を示す。
１６〜１７ｇ／ｃｍ3 程度の高密度になっていることが
わかる。この試料の構造も実施の形態１と同様にアモル
ファスであった。Embodiment 2 FIG. At points C and D in FIG. 1, the same target as in the first embodiment was used, and N 2 was used as the Ar gas.
The stress before and after annealing at 300 ° C. for 1 hour is shown by forming an absorber on a silicon substrate by adding gas at 7%, setting the pressure at 12.3 mTorr, and the power during DC discharge at 0.6 kW. The stress of the absorber after annealing is smaller than that before annealing, which indicates that a low stress film is formed. The point J in FIG. 2 indicates the density under the above conditions.
It can be seen that the density is as high as about 16 to 17 g / cm 3 . The structure of this sample was also amorphous as in the first embodiment.
【００１３】実施の形態３．図１中のＥ点とＦ点は、実
施の形態１と同様なターゲットを用い、ＡｒガスにＮ2
ガスを７％添加し、圧力を１４．４ｍＴｏｒｒ、ＤＣ放
電時のパワーを０．８ｋＷとしてシリコン基板上に吸収
体を成膜し、２５０℃で１時間アニールをする前後の応
力を示す。アニール後の吸収体の応力はアニール前と比
べ小さくなり、この条件でも低応力膜が形成されている
ことがわかる。また、図２中のＫ点は、上記条件での密
度を示す。１６〜１７ｇ／ｃｍ3 程度の高密度を示して
いた。なお、この試料の構造も実施の形態１と同様にア
モルファスであった。Embodiment 3 At points E and F in FIG. 1, the same target as in the first embodiment was used, and N 2 was used as the Ar gas.
The stress before and after annealing at 250 ° C. for 1 hour is shown by forming an absorber on a silicon substrate by adding gas at 7%, applying a pressure of 14.4 mTorr and a power of 0.8 kW during DC discharge. The stress of the absorber after annealing is smaller than that before annealing, which indicates that a low-stress film is formed even under these conditions. The point K in FIG. 2 indicates the density under the above conditions. It showed a high density of about 16 to 17 g / cm 3 . The structure of this sample was amorphous as in the first embodiment.
【００１４】実施の形態４．図１中のＧ点は、実施の形
態１と同様なターゲットを用い、ＡｒガスにＮ2 ガスを
５％添加し、圧力を１５．４ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワーを
０．８ｋＷとしてシリコン基板上に吸収体を成膜したと
きの応力を示す。アニールを行わなくても低応力膜が形
成されていることがわかる。また、図２中のＬ点は密度
を示す。高密度の吸収体が成膜されていることがわか
る。なお、この試料の構造も実施の形態１と同様にアモ
ルファスであった。Embodiment 4 A point G in FIG. 1 uses the same target as that of the first embodiment, adds 5% of N 2 gas to Ar gas, sets the pressure to 15.4 mTorr, the DC power to 0.8 kW, and sets the absorber on the silicon substrate. Shows the stress when a film was formed. It can be seen that a low stress film is formed without performing annealing. The point L in FIG. 2 indicates the density. It can be seen that a high-density absorber is formed. The structure of this sample was amorphous as in the first embodiment.
【００１５】実施の形態５．図１中のＨ点は、実施の形
態１と同様なターゲットを用い、ＡｒガスにＮ2 ガスを
１０％添加し、圧力を１５．４ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー
を０．８ｋＷとしてシリコン基板上に吸収体を成膜した
ときの応力を示す。低応力膜が形成されていることがわ
かる。また、図２中のＭ点は密度を示す。高密度の吸収
体が成膜されていることがわかる。なお、この試料の構
造も実施の形態１と同様にアモルファスであった。Embodiment 5 The point H in FIG. 1 uses the same target as in the first embodiment, adds an N 2 gas to Ar gas at 10%, sets the pressure to 15.4 mTorr and the DC power to 0.8 kW, and sets the absorber on the silicon substrate. Shows the stress when a film was formed. It can be seen that a low stress film is formed. The point M in FIG. 2 indicates the density. It can be seen that a high-density absorber is formed. The structure of this sample was amorphous as in the first embodiment.
【００１６】なお、前記実施の形態においては、タング
ステンにチタンを１ｗｔ％添加したターゲットを用いた
り、アルゴンガスに窒素を５〜１０％添加したり、アニ
ール温度を２５０〜３９０℃としているが、これらの条
件は、チタンの添加量を０〜１０ｗｔ％、不活性ガスへ
の窒素の添加量を１％以上３０％未満、アニール温度を
５０〜５００℃としても同様の効果が得られる。In the above embodiment, a target in which titanium is added to tungsten at 1 wt% is used, nitrogen is added to argon gas at 5 to 10%, and an annealing temperature is 250 to 390 ° C. The same effect can be obtained when the addition amount of titanium is 0 to 10 wt%, the addition amount of nitrogen to the inert gas is 1% or more and less than 30%, and the annealing temperature is 50 to 500 ° C.
【００１７】さらに、前記実施の形態ではＤＣ放電とし
ているが、ＲＦによる放電でも良く、また、ターゲット
はＷやＷ−Ｔｉであるが、あらかじめこれらのターゲッ
トの中に窒素が入っていても良い。Further, in the above-described embodiment, DC discharge is used. However, RF discharge may be used, and the target is W or W-Ti. Nitrogen may be contained in these targets in advance.
【００１８】ところで上記説明では、この発明をＸ線マ
スクの吸収体の成膜法に用いているが、この製造方法は
Ｘ線マスクを製作する際のみならず、その他の成膜にお
いて内部応力を小さくしたい場合や、構造をアモルファ
ス状にしたい場合に用いることができるのはいうまでも
ない。In the above description, the present invention is used for a method of forming an absorber for an X-ray mask. However, this manufacturing method reduces internal stress not only when manufacturing an X-ray mask but also during other film formation. Needless to say, it can be used when it is desired to reduce the size or to make the structure amorphous.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｘ線マ
スクのＸ線吸収体を、タングステンと窒素と酸素を含
み、アモルファス状の構造を有するものとしたので、内
部応力が低く、高精度なパターン形成に適したＸ線吸収
体とすることができる。As described above, according to the present invention, since the X-ray absorber of the X-ray mask has an amorphous structure containing tungsten, nitrogen and oxygen, the internal stress is low. An X-ray absorber suitable for high-precision pattern formation can be obtained.
【００２０】また、Ｘ線マスクのＸ線吸収体を、成膜後
でもタングステンと窒素と酸素を含み、アモルファス状
の構造を有するものとしても、上記と同様の効果があ
る。The same effect as described above can be obtained even if the X-ray absorber of the X-ray mask contains tungsten, nitrogen and oxygen and has an amorphous structure even after film formation.
【図１】 本発明の実施の形態１ないし実施の形態５に
係わるＸ線吸収体の応力を示す特性図である。FIG. 1 is a characteristic diagram showing stress of an X-ray absorber according to Embodiments 1 to 5 of the present invention.
【図２】 本発明の実施の形態１ないし実施の形態５に
係わるＸ線吸収体の密度を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a density of an X-ray absorber according to Embodiments 1 to 5 of the present invention.
【図３】 本発明の実施の形態１に係わるＸ線吸収体の
Ｘ線回折結果を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an X-ray diffraction result of the X-ray absorber according to the first embodiment of the present invention.
Ｎ アモルファス物質を示すブロードな山 N Broad peak showing amorphous material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−16116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−76325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252428（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-16116 (JP, A) JP-A-63-76325 (JP, A) JP-A-63-252428 (JP, A) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 1/16
Claims (2)
と酸素を含み、アモルファス状の構造を有することを特
徴とするＸ線マスク。1. An X-ray mask as an X-ray absorber, comprising tungsten, nitrogen and oxygen and having an amorphous structure.
テンと窒素と酸素を含み、アモルファス状の構造を有す
ることを特徴とするＸ線マスク。2. An X-ray mask as an X-ray absorber, comprising tungsten, nitrogen and oxygen even after film formation and having an amorphous structure.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000255614A JP3259730B2 (en) | 2000-01-01 | 2000-08-25 | X-ray mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000255614A JP3259730B2 (en) | 2000-01-01 | 2000-08-25 | X-ray mask |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14708792A Division JPH05343299A (en) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | X-ray mask and manufacture thereof |
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|---|---|
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