JP3303858B2 - X-ray mask and manufacturing method thereof - Google Patents

X-ray mask and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP3303858B2
JP3303858B2 JP29745299A JP29745299A JP3303858B2 JP 3303858 B2 JP3303858 B2 JP 3303858B2 JP 29745299 A JP29745299 A JP 29745299A JP 29745299 A JP29745299 A JP 29745299A JP 3303858 B2 JP3303858 B2 JP 3303858B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
ray absorber
absorber
stress
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29745299A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001118779A (en
Inventor
拓也 吉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP29745299A priority Critical patent/JP3303858B2/en
Priority to KR1020000061189A priority patent/KR20010040112A/en
Publication of JP2001118779A publication Critical patent/JP2001118779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3303858B2 publication Critical patent/JP3303858B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線マスクおよび
その製造方法に関し、詳しくは150nm以下の微細パ
ターン形成に適したX線吸収体を有するX線マスクおよ
びその製造方法に関する。
The present invention relates to an X-ray mask and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an X-ray mask having an X-ray absorber suitable for forming a fine pattern of 150 nm or less, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴い、微細
パターンの形成にX線リソグラフィが用いられるように
なっている。X線リソグラフィは、メモリやロジック等
のLSI製造にとどまらず、液晶パネルやCCD、薄膜
磁気ヘッド、さらにマイクロマシンの製造にも適用され
る。X線リソグラフィにおいては、半導体デバイスパタ
ーンに対応するX線吸収体パターンを有するX線マスク
を、X線レジストを塗布したウエハ表面に近接配置し、
前記X線マスクの背面からX線を照射して、X線マスク
上のパターンをウエハ上のX線レジストに露光すること
によってパターンを形成することができる。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices become more highly integrated, X-ray lithography has been used to form fine patterns. X-ray lithography is applied not only to the manufacture of LSIs such as memories and logics, but also to the manufacture of liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, and micromachines. In X-ray lithography, an X-ray mask having an X-ray absorber pattern corresponding to a semiconductor device pattern is arranged close to a wafer surface coated with an X-ray resist,
The pattern can be formed by irradiating X-rays from the back surface of the X-ray mask and exposing the pattern on the X-ray mask to the X-ray resist on the wafer.

【0003】図9に、従来のX線マスクの構成の一例を
示す。このX線マスクは、SiN、SiC、ダイヤモン
ド等からなるX線透過膜2(以下、メンブレンと記す)
と、メンブレン2上に選択的に形成されたWあるいはT
aからなるX線吸収体10と、メンブレン2を支持する
Si基板3と、これらを支持するSiC、石英ガラス等
からなる支持枠4とを具備して概略構成される。X線吸
収体としては、WまたはTaの他に、WTiN(H. Yab
e, et al, Jpn.J. Appl. Phys. 31, 4210,1990)、T
4B(M. Sugihara, et al, J. Vac. Sci.Tecnol. B7
(6), 1561, 1989)、Taと、Al、Ti、Si、Mo
の少なくとも1種との合金(特開平2−2109号公
報)、TaとGeの合金(特開平9−190958号公
報)が用いられる場合もある。
FIG. 9 shows an example of the configuration of a conventional X-ray mask. The X-ray mask is an X-ray transmission film 2 (hereinafter, referred to as a membrane) made of SiN, SiC, diamond, or the like.
And W or T selectively formed on the membrane 2
The X-ray absorber 10 is schematically configured including an X-ray absorber 10 made of a, a Si substrate 3 that supports the membrane 2, and a support frame 4 made of SiC, quartz glass, or the like that supports these. As an X-ray absorber, in addition to W or Ta, WTIN (H. Yab
e, et al, Jpn.J. Appl. Phys. 31, 4210, 1990), T
a 4 B (M. Sugihara, et al, J. Vac. Sci.Tecnol. B7
(6), 1561, 1989), Ta, Al, Ti, Si, Mo
(Patent Document 2) and an alloy of Ta and Ge (Patent Document 9) may be used in some cases.

【0004】次に、図10に従来のX線マスクの製造プ
ロセスを示す。図10(a)に示すように、厚さ1〜2
mmのSi基板3の両面にCVD法によりメンブレン2
となるSiCを1〜2μm堆積する。次に、エポキシ樹
脂を用いてSi基板3の裏面に厚さ5mm程度のパイレ
ックスガラス又はSiC等の支持枠4を接着する。次に
図10(b)に示すように、KOH水溶液を用いたSi
の異方性エッチングによってSi基板3の所定の領域を
除去しSiCのメンブレン2を作製する。その後、図1
0(c)に示すように、メンブレン2上にスパッタ法に
よりX線吸収体10を形成する。そして、図10(d)
に示すように、ドライエッチングによりX線吸収体10
のパターンを形成することによってX線マスクが完成す
る。
Next, FIG. 10 shows a manufacturing process of a conventional X-ray mask. As shown in FIG.
membrane 2 on both sides of a 3 mm Si substrate 3 by CVD.
1 to 2 μm is deposited. Next, a support frame 4 made of Pyrex glass or SiC having a thickness of about 5 mm is bonded to the back surface of the Si substrate 3 using an epoxy resin. Next, as shown in FIG.
A predetermined region of the Si substrate 3 is removed by the anisotropic etching described above to produce a SiC membrane 2. Then, FIG.
As shown in FIG. 1C, the X-ray absorber 10 is formed on the membrane 2 by a sputtering method. Then, FIG.
As shown in FIG.
The X-ray mask is completed by forming the above pattern.

【0005】このようなX線吸収体10には、次のよう
な特性が要求される。まず、X線吸収体10は、応力が
できるだけ小さく、かつその制御性が良いことが必要で
ある。メンブレン2上にX線吸収体10となる膜を形成
した際に、その内部応力が大きいと、パターンを形成し
た際にパターンの位置精度が悪化する。また、応力制御
性が悪い、すなわち低応力を再現性よく実現できない
と、X線マスクの生産性が悪くなる。また、アスペクト
比が高い微細パターンを高精度に加工するために、X線
吸収体10には、ドライエッチング特性が良好であるこ
とが求められる。また、等倍X線露光において十分なコ
ントラストが得られ、微細なパターンが形成できるよう
に、波長10Å付近のX線阻止能(質量吸収係数×密
度)が大きいことが求められる。さらに、酸洗浄が可能
であること(酸洗浄耐性)等も要求されている。
[0005] Such an X-ray absorber 10 is required to have the following characteristics. First, the X-ray absorber 10 needs to have as small a stress as possible and to have good controllability. When a film serving as the X-ray absorber 10 is formed on the membrane 2 and the internal stress is large, the positional accuracy of the pattern deteriorates when the pattern is formed. Further, if the stress controllability is poor, that is, if low stress cannot be realized with good reproducibility, the productivity of the X-ray mask deteriorates. Further, in order to process a fine pattern having a high aspect ratio with high precision, the X-ray absorber 10 is required to have good dry etching characteristics. Further, it is required that the X-ray stopping power (mass absorption coefficient × density) around a wavelength of 10 ° is large so that a sufficient contrast can be obtained in the same-size X-ray exposure and a fine pattern can be formed. Further, it is required that acid cleaning is possible (acid cleaning resistance).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】半導体素子のデザイン
ルールの微細化に伴い、X線吸収体には新たな特性が求
められるようになった。すなわち、電子線描画でX線吸
収体上に形成したレジストパターンをドライエッチング
を用いてX線吸収体上に転写するプロセスにおいて、X
線吸収体のドライエッチングの前後に大きなパターン歪
みが発生することが明らかになり、この歪みを小さくす
ることが求められている。
With the miniaturization of design rules for semiconductor devices, new characteristics have been required for X-ray absorbers. That is, in the process of transferring the resist pattern formed on the X-ray absorber by electron beam drawing onto the X-ray absorber using dry etching,
It is clear that large pattern distortion occurs before and after dry etching of the line absorber, and it is required to reduce this distortion.

【0007】この歪みは、レジストパターンが高密度で
微細なほど大きいので、ドライエッチングによって新た
に生じたX線吸収体のパターン側壁が酸化により伸長し
ているためと考えられている。アモルファスTa合金で
あるTaGe、TaB等は応力制御性、酸洗浄耐性、微
細加工性に優れた合金として使用されてきたが、ドライ
エッチング前後の歪みが大きい問題がある。比較的この
歪みが小さいX線吸収体材料として、WTiNおよびE
CR−Ta(西村他、第59回応用物理学学術講演会予
稿集No.2、pp596、1999)がある。しか
し、WTiは酸に溶解する性質があるため、通常半導体
製造に用いられる酸洗浄ができない欠点がある。また、
ECR−Taは成膜装置がECRイオン源スパッタ装置
に限られ、さらにパターンを形成するためのドライエッ
チングがTaGe等よりも困難な問題がある。
This distortion is considered to be caused by the fact that the higher the density and the finer the resist pattern, the greater the pattern sidewall of the X-ray absorber newly generated by dry etching due to oxidation. Amorphous Ta alloys such as TaGe and TaB have been used as alloys having excellent stress controllability, acid cleaning resistance, and fine workability, but have a problem that large distortion occurs before and after dry etching. As X-ray absorber materials having relatively small distortion, WTiN and E
CR-Ta (Nishimura et al., Proceedings of the 59th Applied Physics Conference, No. 2, pp 596, 1999). However, since WTi has a property of dissolving in an acid, it has a disadvantage that it cannot be washed with an acid, which is usually used in semiconductor manufacturing. Also,
ECR-Ta has a problem that a film forming apparatus is limited to an ECR ion source sputtering apparatus, and dry etching for forming a pattern is more difficult than TaGe or the like.

【0008】よって、本発明の目的は、高性能半導体デ
バイス製造に必要な高精度のX線マスク、その製造方
法、及び良好な特性を持ち、歩留りの高い半導体デバイ
スを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-precision X-ray mask required for manufacturing a high-performance semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device having good characteristics and a high yield.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のX線
マスクは、X線透過膜上に選択的に形成されたX線吸収
体を有するX線マスクであって、前記X線吸収体が、T
aSiAl、TaSiTi、TaSiCr、TaSiM
o、TaSiCu、TaGeAl、TaGeTi、Ta
GeCr、TaGeMoおよびTaGeCuからなる群
から選ばれる1種の合金を含んでいることを特徴とす
る。また、前記X線吸収体は、前記合金の窒化膜または
酸化膜であってもよい。また、前記SiまたはGeの組
成比は、1〜40原子%の範囲であることが好ましい。
また、前記X線吸収体の構造は、アモルファスであるこ
とが好ましい。
That is, an X-ray mask of the present invention is an X-ray mask having an X-ray absorber selectively formed on an X-ray transmitting film, wherein the X-ray absorber is , T
aSiAl, TaSiTi, TaSiCr, TaSiM
o, TaSiCu, TaGeAl, TaGeTi, Ta
It contains one kind of alloy selected from the group consisting of GeCr, TaGeMo and TaGeCu. Further, the X-ray absorber may be a nitride film or an oxide film of the alloy. The composition ratio of Si or Ge is preferably in the range of 1 to 40 atomic%.
Further, the structure of the X-ray absorber is preferably amorphous.

【0010】また、本発明のX線マスクの製造方法は、
X線透過膜上に選択的に形成されたX線吸収体を有する
X線マスクの製造方法であって、前記X線透過膜上に、
TaSiAl、TaSiTi、TaSiCr、TaSi
Mo、TaSiCu、TaGeAl、TaGeTi、T
aGeCr、TaGeMoおよびTaGeCuからなる
群から選ばれる1種の合金を含むX線吸収体を形成する
ステップを有することを特徴とする。また、前記ステッ
プは、TaSiAl、TaSiTi、TaSiCr、T
aSiMo、TaSiCu、TaGeAl、TaGeT
i、TaGeCr、TaGeMoおよびTaGeCuか
らなる群から選ばれる1種の合金を含むターゲットを用
いてスパッタ法により前記X線透過膜上にX線吸収体を
形成するステップであることが好ましい。また、前記X
線吸収体を形成するステップの後に、該X線吸収体をア
ニールするステップを有することが好ましい。そして、
本発明の半導体デバイスは、本発明のX線マスクを用い
たX線露光により基板上のレジストにX線吸収体パター
ンを転写することによって少なくとも1層のパターンが
形成されていることを特徴とする。
[0010] The method of manufacturing an X-ray mask according to the present invention comprises:
A method for manufacturing an X-ray mask having an X-ray absorber selectively formed on an X-ray transmission film, comprising:
TaSiAl, TaSiTi, TaSiCr, TaSi
Mo, TaSiCu, TaGeAl, TaGeTi, T
forming an X-ray absorber including one alloy selected from the group consisting of aGeCr, TaGeMo, and TaGeCu. In addition, the steps include TaSiAl, TaSiTi, TaSiCr, and TSiCr.
aSiMo, TaSiCu, TaGeAl, TaGeT
Preferably, the step is a step of forming an X-ray absorber on the X-ray transparent film by a sputtering method using a target including one kind of alloy selected from the group consisting of i, TaGeCr, TaGeMo, and TaGeCu. In addition, the X
Preferably, after the step of forming the X-ray absorber, there is a step of annealing the X-ray absorber. And
The semiconductor device of the present invention is characterized in that at least one layer pattern is formed by transferring an X-ray absorber pattern to a resist on a substrate by X-ray exposure using the X-ray mask of the present invention. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明のX線マスクの一例を示す断面図であ
る。このX線マスクは、メンブレン2と、メンブレン2
上に選択的に形成されたX線吸収体1と、メンブレン2
を支持するSi基板3と、これらを支持する支持枠4と
を具備して概略構成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the X-ray mask of the present invention. This X-ray mask comprises a membrane 2 and a membrane 2
An X-ray absorber 1 selectively formed thereon and a membrane 2
And a support frame 4 for supporting them.

【0012】前記X線吸収体1は、少なくとも、Ta
と、SiまたはGeと、Al、Ti、Cr、Moおよび
Cuからなる群から選ばれる1種の元素とを含むもので
ある。具体的には、TaSiAl、TaSiTi、Ta
SiCr、TaSiMo、TaSiCu、TaGeA
l、TaGeTi、TaGeCr、TaGeMo、Ta
GeCuのいずれかの合金を含んでいるX線吸収体であ
る。
The X-ray absorber 1 has at least Ta
, Si or Ge, and one element selected from the group consisting of Al, Ti, Cr, Mo and Cu. Specifically, TaSiAl, TaSiTi, Ta
SiCr, TaSiMo, TaSiCu, TaGeA
1, TaGeTi, TaGeCr, TaGeMo, Ta
This is an X-ray absorber containing any GeCu alloy.

【0013】SiおよびGeは、X線吸収体1の構造を
アモルファスにするために添加される。X線吸収体1が
アモルファス構造となれば、微細パターンを形成しても
結晶粒界によって荒れることなく、その側壁をなめらか
にすることができる。SiおよびGeの組成比は、X線
吸収体1がアモルファス構造となれば特に限定はされな
いが、好ましくは1〜40原子%(以下、合金の組成は
各元素の原子の比、または原子%で表す)である。
Si and Ge are added to make the structure of the X-ray absorber 1 amorphous. When the X-ray absorber 1 has an amorphous structure, the sidewalls can be made smooth without being roughened by crystal grain boundaries even when a fine pattern is formed. The composition ratio of Si and Ge is not particularly limited as long as the X-ray absorber 1 has an amorphous structure, but is preferably 1 to 40 atomic% (hereinafter, the composition of the alloy is expressed as the atomic ratio of each element or the atomic%. Represents).

【0014】Al、Ti、Cr、MoおよびCuは、T
aGeまたはTaSiの耐酸化性を向上させるために添
加される。X線吸収体1の耐酸化性を大きくすると、X
線吸収体1のパターン側壁が酸化により伸長することを
抑えることができ、パターン歪みを小さくすることがで
きる。
Al, Ti, Cr, Mo and Cu are T
It is added to improve the oxidation resistance of aGe or TaSi. When the oxidation resistance of the X-ray absorber 1 is increased, X
Elongation of the pattern side wall of the line absorber 1 due to oxidation can be suppressed, and pattern distortion can be reduced.

【0015】図2および図3は、0.5mm厚のSi基
板上に0.5μm厚のX線吸収体をスパッタ法で成膜
し、スパッタ装置から取り出した後の応力変化量を示す
グラフである。横軸はX線吸収体を大気中に取り出した
後の経過時間(分)を示し、縦軸は応力変化量(MP
a)を示している。なお、耐酸化性、すなわちX線吸収
体の側壁酸化による歪み量の測定するためには、実際に
高密度な微細パターンを有するX線マスクを作製する必
要がある。しかし、この方法は作製工程が複雑なため、
多数のX線吸収体材料を評価するのには適さない。そこ
で、X線吸収体の大気中での応力変化量を測定して、耐
酸化性を調べる方法を用いる。この方法を用いると、X
線吸収体の表面酸化速度がわかるので、X線吸収体材料
の耐酸化性を簡便に評価することができる。
FIGS. 2 and 3 are graphs showing the amount of change in stress after a 0.5 μm-thick X-ray absorber is formed on a 0.5-mm-thick Si substrate by sputtering and taken out of the sputtering apparatus. is there. The horizontal axis indicates the elapsed time (minutes) after the X-ray absorber was taken out into the atmosphere, and the vertical axis indicates the amount of stress change (MP).
a) is shown. In order to measure the oxidation resistance, that is, the amount of distortion due to the oxidation of the side wall of the X-ray absorber, it is necessary to actually produce an X-ray mask having a high-density fine pattern. However, this method requires a complicated manufacturing process,
It is not suitable for evaluating many X-ray absorber materials. Therefore, a method of measuring the amount of change in stress of the X-ray absorber in the atmosphere and examining the oxidation resistance is used. Using this method, X
Since the surface oxidation rate of the X-ray absorber is known, the oxidation resistance of the X-ray absorber material can be easily evaluated.

【0016】図2および図3からわかるように、TaG
eおよびTaSiは大気に晒された後、表面酸化によっ
て1時間以内に20〜30MPaほど応力が圧縮側に変
化する。しかし、TaSiもしくはTaGeに、Al、
Ti、Cr、MoおよびCuのいずれかを1%程度添加
すると、応力変化量がTaGeの数分の一になる。つま
り、これらのX線吸収体1は酸化による応力変化がTa
Geよりも小さいのである。特に、TaSiTi、Ta
SiCr、TaSiMo、TaSiCuおよびTaGe
Alの応力変化量は10MPa以内であり、応力測定装
置の測定精度と同等である。これらの材料は特に耐酸化
性が大きい。
As can be seen from FIGS. 2 and 3, TaG
After e and TaSi are exposed to the atmosphere, the stress changes to the compression side by about 20 to 30 MPa within one hour due to surface oxidation. However, in TaSi or TaGe, Al,
When about 1% of any of Ti, Cr, Mo, and Cu is added, the amount of change in stress becomes a fraction of that of TaGe. That is, in these X-ray absorbers 1, the change in stress due to oxidation is Ta.
It is smaller than Ge. In particular, TaSiTi, Ta
SiCr, TaSiMo, TaSiCu and TaGe
The amount of change in Al stress is within 10 MPa, which is equivalent to the measurement accuracy of the stress measurement device. These materials have particularly high oxidation resistance.

【0017】X線吸収体1の耐酸化性は、アモルファス
Ta合金表面に非常に薄い(<1nm)不動態膜(自然
酸化膜)が形成され、この不動態膜によって薄膜内部へ
の酸素の拡散が抑制されることによって得られる。よっ
て、現在の技術では測定できないが、これらの合金でも
自然酸化膜による微少な応力変化が生じていると考えら
れる。そこで、これらの自然酸化膜による応力変化がX
線マスクの位置精度に影響を与える場合は、X線吸収体
1を酸化もしくは窒化する事によって、さらに応力変化
量を小さくすることができる。
The oxidation resistance of the X-ray absorber 1 is such that a very thin (<1 nm) passivation film (natural oxide film) is formed on the surface of an amorphous Ta alloy, and the passivation film diffuses oxygen into the thin film. Is suppressed. Therefore, although it cannot be measured by the current technology, it is considered that a slight change in stress due to the natural oxide film occurs in these alloys. Therefore, the stress change due to these natural oxide films is X
When the positional accuracy of the line mask is affected, the amount of change in stress can be further reduced by oxidizing or nitriding the X-ray absorber 1.

【0018】TaSiTiを成膜するときに、Xeガス
に0.1%の酸素を添加すると、TaSiTi中に極微
量(1%以下)の酸素を取り込むことができる。このT
aSiTi酸化膜の応力変化量を酸素雰囲気中において
300℃でアニールする加速試験によって測定すると、
その変化量は同じ条件でアニールしたTaSiTi膜の
約1/2となる。つまり、1%以下の酸素混入により、
応力変化量を1/2以下にすることが可能となる。Ta
SiTiに同様にして窒素を1〜30%混入させた際に
も同様の結果が得られるが、窒素を用いた場合にはTa
SiTiの密度が10%以上小さくなるため、TaSi
Tiと同様のX線吸収能(X線阻止能)を得るための膜
厚が厚くなる欠点がある。また、酸化および窒化に伴う
特性はTaSiTi以外の他の合金についても当てはま
る。
When 0.1% oxygen is added to the Xe gas when forming TaSiTi, a very small amount (1% or less) of oxygen can be taken into TaSiTi. This T
When the amount of change in the stress of the aSiTi oxide film is measured by an acceleration test in which annealing is performed at 300 ° C. in an oxygen atmosphere,
The change amount is about 1/2 of the TaSiTi film annealed under the same conditions. In other words, by mixing oxygen of 1% or less,
It is possible to reduce the amount of stress change to 1 / or less. Ta
Similar results can be obtained when 1 to 30% of nitrogen is mixed into SiTi in the same manner.
Since the density of SiTi is reduced by 10% or more, TaSi
There is a disadvantage that the film thickness for obtaining the same X-ray absorption capability (X-ray stopping capability) as that of Ti is increased. The properties associated with oxidation and nitridation also apply to alloys other than TaSiTi.

【0019】X線吸収体1は、応力制御性にも優れてい
る。図4は、TaGeおよびTaSiTiの成膜時のス
パッタガス圧と応力の関係を示すグラフである。このグ
ラフの傾きが小さいほど、すなわち、スパッタガス圧の
変化に対する応力の変化量が小さいほど、成膜時の応力
制御性がよい。TaSiTiはTaGeよりも傾きが小
さいので、TaGeよりも高い応力制御性を有する。ま
た、TaSiAl、TaSiCr、TaSiMo、Ta
SiCu、TaGeAl、TaGeTi、TaGeC
r、TaGeMo、TaGeCuに関しても、全ての材
料がTaGeとほぼ同等もしくはそれ以上の制御性を有
する。
The X-ray absorber 1 has excellent stress controllability. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the sputtering gas pressure and the stress during the deposition of TaGe and TaSiTi. The smaller the slope of this graph, that is, the smaller the amount of change in stress with respect to the change in sputter gas pressure, the better the stress controllability during film formation. Since TaSiTi has a smaller inclination than TaGe, it has higher stress controllability than TaGe. Also, TaSiAl, TaSiCr, TaSiMo, Ta
SiCu, TaGeAl, TaGeTi, TaGeC
As for r, TaGeMo, and TaGeCu, all the materials have controllability almost equal to or higher than that of TaGe.

【0020】また、X線吸収体1を成膜した後、これに
アニール処理を施すことにより、その応力制御性と、応
力の安定性を高くすることができる。アモルファスTa
合金は、成膜後に加熱すると応力が引っ張り側に変化す
ることが知られている(吉原他、第59回応用物理学会
学術講演会予稿集No2.、pp596)。つまり、成
膜後にレジストプロセス等により加熱されると、応力が
引っ張り側に変化する。しかし、一度加熱すると、その
加熱温度以下の熱処理に対して応力は安定であることが
わかっている。そこで、圧縮応力膜を成膜して、アニー
ルによって応力を引っ張り側に変化させて低応力化し、
熱的安定性を図る方法が一般に用いられている。
Further, after the X-ray absorber 1 is formed, an annealing process is performed on the X-ray absorber 1, so that the stress controllability and the stability of the stress can be improved. Amorphous Ta
It is known that when an alloy is heated after film formation, the stress changes to the tensile side (Yoshihara et al., Proceedings of the 59th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, No. 2, pp. 596). In other words, when heated by a resist process or the like after film formation, the stress changes to the tensile side. However, it has been found that once heated, the stress is stable against heat treatment at or below the heating temperature. Therefore, a compressive stress film is formed, and the stress is changed to the tensile side by annealing to reduce the stress,
A method for achieving thermal stability is generally used.

【0021】図5は、TaSiTiのアニール温度と応
力変化量を示すグラフである。TaSiTiはアニール
温度に応じて引っ張り側に応力が変化し、その変化量は
300℃で200MPa程度である。この現象を利用す
ると、X線吸収体1の成膜時には、低ガス圧領域で圧縮
応力膜を形成しておき、その後アニールによって応力を
引っ張り側に変化させることにより、低応力のX線吸収
体1の形成が可能となる。
FIG. 5 is a graph showing the annealing temperature and the amount of stress change of TaSiTi. The stress of TaSiTi changes to the tensile side in accordance with the annealing temperature, and the change is about 200 MPa at 300 ° C. Utilizing this phenomenon, when the X-ray absorber 1 is formed, a compressive stress film is formed in a low gas pressure region, and then the stress is changed to a tensile side by annealing, so that the low-stress X-ray absorber is formed. 1 can be formed.

【0022】また、X線吸収体1は、ドライエッチング
特性も良好である。塩素ガスをエッチャントに、ドライ
エッチングした場合、TaSiAl、TaSiTi、T
aSiCu、TaGeAl、TaGeTi、TaGeC
uはTaGeとほぼ等しいドライエッチング特性、Ta
SiCr、TaSiMo、TaGeCr、TaGeMo
に関しては、TaGeのほぼ1/2のエッチングレート
が得られる。また、全ての材料がアモルファス構造なの
で、パターン側壁がなめらかで、0.1μmのパターン
を容易に形成可能である。特に、TaSiTi、TaG
eTiはエッチング条件を大幅に変えてもレジストとの
選択比が高く、エッチング生成物の再付着が少ないの
で、微細パターン形成に適した材料である。
The X-ray absorber 1 also has good dry etching characteristics. When dry etching is performed using chlorine gas as an etchant, TaSiAl, TaSiTi,
aSiCu, TaGeAl, TaGeTi, TaGeC
u is a dry etching characteristic substantially equal to TaGe, Ta
SiCr, TaSiMo, TaGeCr, TaGeMo
With respect to (2), an etching rate of about 1/2 of TaGe can be obtained. Further, since all the materials have an amorphous structure, the pattern side walls are smooth and a pattern of 0.1 μm can be easily formed. In particular, TaSiTi, TaG
eTi is a material suitable for forming a fine pattern because it has a high selectivity with respect to the resist even when the etching conditions are largely changed, and has little reattachment of the etching product.

【0023】さらに、X線吸収体1は、洗浄液に対する
耐性(薬品耐性、酸洗浄耐性)も良好である。希フッ酸
(HF+H2O)に対しては各材料とも5〜15nm/
minのエッチレートで溶解するが、硝酸、硫酸、バッ
ファードフッ酸(HF+NH 3)、HPM(HCl+H2
2+H2O)、APM(NH3+H22+H2O)、SP
M(H2SO4+H22)およびアルカリレジスト現像液
に対する溶解速度は測定限界(1nm/min)以下で
ある。
Further, the X-ray absorber 1 is
Resistance (chemical resistance, acid washing resistance) is also good. Dilute hydrofluoric acid
(HF + HTwoFor O), each material is 5 to 15 nm /
Dissolve at an etch rate of min.
Fed hydrofluoric acid (HF + NH Three), HPM (HCl + HTwo
OTwo+ HTwoO), APM (NHThree+ HTwoOTwo+ HTwoO), SP
M (HTwoSOFour+ HTwoOTwo) And alkali resist developer
Is below the measurement limit (1 nm / min)
is there.

【0024】このように、X線吸収体1に用いられるT
aSiAl、TaSiTi、TaSiCr、TaSiM
o、TaSiCu、TaGeAl、TaGeTi、Ta
GeCr、TaGeMo、TaGeCuは、耐酸化性、
応力制御性、ドライエッチング特性および薬品耐性に優
れ、密度も14g/cm3以上と大きいことから、0.
15μm以下のパターン寸法を有するの半導体デバイス
パターン形成に適している。その中でも特にTaSiT
iが耐酸化性およびドライエッチング特性の点からX線
吸収体1に好適であることがわかる。
As described above, T used in the X-ray absorber 1
aSiAl, TaSiTi, TaSiCr, TaSiM
o, TaSiCu, TaGeAl, TaGeTi, Ta
GeCr, TaGeMo, TaGeCu are oxidation-resistant,
It is excellent in stress controllability, dry etching characteristics and chemical resistance, and has a large density of 14 g / cm 3 or more.
It is suitable for forming a semiconductor device pattern having a pattern size of 15 μm or less. Among them, TaSiT
It can be seen that i is suitable for the X-ray absorber 1 in terms of oxidation resistance and dry etching characteristics.

【0025】前記メンブレン2は、SiN、SiC、ダ
イヤモンド等からなる膜である。メンブレン2の材料と
して、ヤング率がSiCよりも大きいダイヤモンドを用
いると、より高精度なX線マスクを得ることができる。
また、前記支持枠4の材料としては、SiC、石英ガラ
ス等が用いられる。
The membrane 2 is a film made of SiN, SiC, diamond or the like. When diamond having a Young's modulus larger than that of SiC is used as the material of the membrane 2, a more accurate X-ray mask can be obtained.
Further, as a material of the support frame 4, SiC, quartz glass, or the like is used.

【0026】次に、本発明のX線マスクの製造方法につ
いて詳細に説明する。X線吸収体1としてTaSiA
l、TaSiTi、TaSiCr、TaSiMo、Ta
SiCu、TaGeAl、TaGeTi、TaGeC
r、TaGeMo、TaGeCuのいずれの材料を用い
た場合でも、実施形態は同じなので、ここではTaSi
Tiを例にして説明する。
Next, the method of manufacturing the X-ray mask of the present invention will be described in detail. TaSiA as X-ray absorber 1
1, TaSiTi, TaSiCr, TaSiMo, Ta
SiCu, TaGeAl, TaGeTi, TaGeC
The embodiment is the same regardless of whether any of the materials r, TaGeMo, and TaGeCu is used.
This will be described using Ti as an example.

【0027】(第1の実施形態)図6に本発明のX線マ
スクの製造プロセスの一例を示す。まず、厚さ1〜2m
mのSi基板3の両面にCVD法によりメンブレン2と
なるSiCを1〜2μm堆積する。次に、エポキシ樹脂
を用いてSi基板3の裏面に厚さ5mm程度のパイレッ
クスガラス又はSiC等の支持枠4を接着する(図6
(a))。次に、KOH水溶液を用いたSiの異方性エ
ッチングによってSi基板3の所定の領域を除去しSi
Cのメンブレン2を作製する(図6(b))。
(First Embodiment) FIG. 6 shows an example of a manufacturing process of an X-ray mask of the present invention. First, thickness 1-2m
1 to 2 μm of SiC to be the membrane 2 is deposited on both surfaces of the m substrate 3 by the CVD method. Next, a support frame 4 made of Pyrex glass or SiC having a thickness of about 5 mm is bonded to the back surface of the Si substrate 3 using an epoxy resin (FIG. 6).
(A)). Next, a predetermined region of the Si substrate 3 is removed by anisotropic etching of Si using a KOH aqueous solution to remove Si.
The C membrane 2 is manufactured (FIG. 6B).

【0028】次に、図6(c)に示すように、TaSi
TiからなるX線吸収体1をスパッタ法によりメンブレ
ン2上に成膜する。ターゲットとして原子数比が1:
0.14:0.01のTaSiTi合金を用い、スパッ
タチャンバー内にXeガスを100sccm導入して
0.6Paの圧力に保ちながら、1kWの電力パワーを
導入することにより、200MPa程度の圧縮応力を持
つTaSiTiアモルファス合金薄膜からなるX線吸収
体1が再現性良くメンブレン2上に形成される。この膜
の密度は約14g/cm3である。次に、窒素中で30
0℃にアニールすると応力が引っ張り側に変化して低応
力のX線吸収体1が得られる。
Next, as shown in FIG.
An X-ray absorber 1 made of Ti is formed on the membrane 2 by a sputtering method. The atomic ratio is 1:
Using a TaSiTi alloy of 0.14: 0.01, Xe gas is introduced into the sputtering chamber at a flow rate of 100 sccm and a pressure of 0.6 Pa is maintained, and a compressive stress of about 200 MPa is obtained by introducing a power of 1 kW. An X-ray absorber 1 made of a TaSiTi amorphous alloy thin film is formed on the membrane 2 with good reproducibility. The density of this film is about 14 g / cm 3 . Next, 30 minutes in nitrogen
When annealing is performed at 0 ° C., the stress changes to the tensile side, and the X-ray absorber 1 with low stress is obtained.

【0029】次に、X線吸収体1上にレジストを塗布
し、半導体素子のパターンを形成した後、SF6または
Cl2等のエッチングガスでX線吸収体パターンを形成
してX線マスクは完成する(図6(d))。成膜後にア
ニール処理を施してあるので、レジストパターン形成後
の熱プロセス(〜250℃)に於いてもX線吸収体の応
力は変化せず、高精度なX線マスクが得られる。
Next, after applying a resist on the X-ray absorber 1 to form a pattern of a semiconductor element, an X-ray absorber pattern is formed with an etching gas such as SF 6 or Cl 2 to form an X-ray mask. It is completed (FIG. 6D). Since the annealing process is performed after the film formation, the stress of the X-ray absorber does not change even in the thermal process (up to 250 ° C.) after the formation of the resist pattern, and a highly accurate X-ray mask can be obtained.

【0030】スパッタリングターゲットとしては、(T
a、Si、Ti)を混合焼結したターゲット、もしくは
前記元素のうち2種類を焼結したターゲットと残る一種
類の元素を組み合わせたモザイク状ターゲット、もしく
は前記3種類の元素の内1種類のターゲットに残る2種
類の元素を組み合わせたモザイク状のターゲットが利用
できる。また、スパッタガスとしてArを用いても同様
の膜が得られるが、Xeの方が原子半径が大きいため、
膜中に取り込まれるガスの量が少なくなり、応力制御、
安定性、密度等が良好なX線吸収体1を得ることができ
る。
As the sputtering target, (T
a, Si, Ti), a target obtained by mixing and sintering, or a target obtained by sintering two of the above-mentioned elements, and a mosaic-shaped target obtained by combining one of the remaining elements, or one of the above-mentioned three elements Mosaic-like targets combining the two remaining elements can be used. A similar film can be obtained by using Ar as a sputtering gas. However, since Xe has a larger atomic radius,
The amount of gas taken into the film decreases, stress control,
The X-ray absorber 1 having good stability, density, and the like can be obtained.

【0031】(第2の実施形態)図7に本発明のX線マ
スクの第2の製造方法を示す。図7(a)に示すよう
に、厚さ1〜2mmのSi基板の両面にCVD法により
メンブレン2となるSiCを1〜2μm堆積する。次
に、図7(b)に示すように、第1の実施形態と同様に
TaSiTiのスパッタリングターゲットを用いて30
0MPa程度の圧縮応力のX線吸収体1を成膜する。次
に、窒素中で300℃にアニールすると応力が引っ張り
側に変化して低応力膜が得られる。実施例1と異なり、
SiCを介してSi基板3上にX線吸収体1を形成する
ので、各工程に於いてX線吸収体1の応力を詳しく測定
することができる。
(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second method of manufacturing an X-ray mask according to the present invention. As shown in FIG. 7A, 1 to 2 μm of SiC to be the membrane 2 is deposited on both surfaces of an Si substrate having a thickness of 1 to 2 mm by a CVD method. Next, as shown in FIG. 7 (b), the same as in the first embodiment, using a TaSiTi sputtering target for 30 minutes.
The X-ray absorber 1 having a compressive stress of about 0 MPa is formed. Next, when annealing is performed at 300 ° C. in nitrogen, the stress changes to the tensile side, and a low stress film is obtained. Unlike Example 1,
Since the X-ray absorber 1 is formed on the Si substrate 3 via SiC, the stress of the X-ray absorber 1 can be measured in each step in detail.

【0032】次に、図7(c)に示すように、KOHを
用いたSiの異方性エッチングによってSi基板3の所
定の領域を除去しSiCのメンブレン2を作製し、陽極
接合によってSi基板3の裏面に厚さ5mm程度の支持
枠4を接着する。ついで、図7(d)に示すように、X
線吸収体1上にレジストを塗布し、半導体素子のパター
ンを形成した後、SF6またはCl2等のエッチングガス
でX線吸収体パターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, a predetermined region of the Si substrate 3 is removed by anisotropic etching of Si using KOH to produce a SiC membrane 2, and the Si substrate is subjected to anodic bonding. A support frame 4 having a thickness of about 5 mm is bonded to the back surface of the support 3. Then, as shown in FIG.
After applying a resist on the line absorber 1 to form a pattern of a semiconductor element, an X-ray absorber pattern is formed with an etching gas such as SF 6 or Cl 2 .

【0033】この方法ではSi基板3をバックエッチン
グしてメンブレン2を作製するプロセスであるので、メ
ンブレン2の引っ張り応力によって支持枠4に歪みが生
じてX線吸収体1及びメンブレン2の応力が変化する。
この場合、X線吸収体1をあらかじめ目標の応力よりも
引っ張り応力に成膜する、もしくは、成膜後の応力から
パターン位置歪み量を予測してパターンデータを補正す
る等の方法によりX線マスクをより高精度にすることが
できる。
In this method, since the Si substrate 3 is back-etched to produce the membrane 2, the support frame 4 is distorted by the tensile stress of the membrane 2 and the stress of the X-ray absorber 1 and the membrane 2 changes. I do.
In this case, the X-ray absorber 1 is formed in advance by forming a film with a tensile stress higher than the target stress, or by correcting the pattern data by estimating a pattern position distortion amount from the stress after the film formation. Can be made more accurate.

【0034】(第3の実施形態)図8に本発明のX線マ
スクの第3の製造方法を示す。直径5インチ、3.9m
m厚のSi基板3の両面にCVD法によりメンブレン2
となるSiCを1〜2μm堆積する(図8(a))。S
i基板3の両面にSiCを成膜した後、超音波加工によ
って40mm角の裏面バックエッチング部分5と直径4
インチの表面メサ部分6を形成する(図8(b)、
(c))。ここで、表面のメサ部分6はNC加工によっ
て形成することも可能である。
(Third Embodiment) FIG. 8 shows a third method of manufacturing an X-ray mask according to the present invention. 5 inches in diameter, 3.9m
The membrane 2 is formed on both sides of the m-thick Si substrate 3 by the CVD method.
1 to 2 μm is deposited (FIG. 8A). S
After depositing SiC on both sides of the i-substrate 3, a 40 mm square back-etched portion 5 and a diameter 4
An inch surface mesa portion 6 is formed (FIG. 8B)
(C)). Here, the mesa portion 6 on the surface can be formed by NC processing.

【0035】次に、超音波加工によってメンブレン2部
分を残厚0.5mmまで研削したSi基板3に第1の実
施形態と同様にX線吸収体1を成膜する(図8(c)、
(d))。成膜部分の板厚が0.5mm以下なので、X
線吸収体1の応力測定の精度は1MPa程度である。次
に、300度の窒素雰囲気中アニールによって、X線吸
収体1を低応力化した後、フッ硝酸をもちいてバックエ
ッチングする(図8(e))。続いて、X線吸収体1上
にレジストを塗布し、半導体素子のパターンを形成した
後、SF6またはCl2等のエッチングガスでX線吸収体
パターンを形成することによってSi一体型のX線マス
クが完成する。
Next, the X-ray absorber 1 is formed as in the first embodiment on the Si substrate 3 having the membrane 2 portion ground to a residual thickness of 0.5 mm by ultrasonic processing (FIG. 8C).
(D)). Since the thickness of the film formation portion is 0.5 mm or less, X
The accuracy of the stress measurement of the wire absorber 1 is about 1 MPa. Next, after reducing the stress of the X-ray absorber 1 by annealing in a nitrogen atmosphere at 300 degrees, back etching is performed using hydrofluoric nitric acid (FIG. 8E). Subsequently, a resist is applied on the X-ray absorber 1 to form a pattern of a semiconductor element, and then the X-ray absorber pattern is formed with an etching gas such as SF 6 or Cl 2 to form a Si-integrated X-ray. The mask is completed.

【0036】パイレックス等のガラスのヤング率が75
GPaなのに対して、Siのヤング率は160GPa程
度と大きいので、厚さ0.625mmのSi基板に厚さ
7mmのガラスフレームを接合した物と同じ強度のX線
マスクがSi一体型では3.9mmの厚さで得られる。
Glass such as Pyrex has a Young's modulus of 75
In contrast to GPa, the Young's modulus of Si is as large as about 160 GPa. Therefore, an X-ray mask having the same strength as that obtained by bonding a glass substrate having a thickness of 7 mm to a Si substrate having a thickness of 0.625 mm is 3.9 mm in the Si integrated type. Is obtained with a thickness of

【0037】(第4の実施形態)次に、上記で説明した
X線マスクを利用した半導体デバイスの製造方法の一例
を説明する。半導体デバイス(メモリやロジックなどの
半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD、薄膜磁気
ヘッド、マイクロマシン等)は、ウエハ上に実際の回路
を形成する前工程、そのウエハをチップ化及びパッケー
ジングする後工程を経て製品化される。ウエハプロセス
には絶縁膜形成、電極形成、イオン注入等の工程がある
が、各工程に於いてデバイス設計図どおりのパターンを
基板上に形成するプロセスがリソグラフィである。リソ
グラフィ工程では、レジスト塗布、露光、現像が行わ
れ、基板上にレジストパターンが形成される。ここで、
0.15μm以下の微細なデバイスパターンを形成する
場合、もしくはアスペクト比が大きい(>5)パターン
を形成する場合にはX線露光が用いられる。
(Fourth Embodiment) Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor device using the above-described X-ray mask will be described. For semiconductor devices (semiconductor chips such as memory and logic, or liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.), the pre-process for forming actual circuits on a wafer and the post-process for chipping and packaging the wafer It will be commercialized. The wafer process includes processes such as insulating film formation, electrode formation, and ion implantation. In each process, lithography is a process for forming a pattern on a substrate according to a device design drawing. In the lithography process, resist application, exposure, and development are performed, and a resist pattern is formed on the substrate. here,
X-ray exposure is used when forming a fine device pattern of 0.15 μm or less, or when forming a pattern having a large aspect ratio (> 5).

【0038】半導体デバイスでは前の層に形成されたパ
ターンに次の層のパターンを重ね合わせるが、その精度
は最小パターン線幅の数分の一以下であることが要求さ
れる。第1の実施形態から第3の実施形態で示したX線
マスクは、X線吸収体の応力が高度に制御されているの
で、位置歪みが小さい。例えば、X線透過膜(メンブレ
ン2)にSiCを用いて、35mm角の領域に50%の
被覆率で±5MPaのX線吸収体パターンを形成したと
きのX線吸収体による最大位置歪みは5nm以下とな
る。よって、上記露光プロセスに本発明のX線マスクを
用いれば、デバイス設計図に対して忠実なパターンが作
成可能であるため、良好な特性を有する半導体デバイス
を高い歩留りで製造することができる。
In a semiconductor device, the pattern of the next layer is superimposed on the pattern formed on the previous layer, and its accuracy is required to be less than a fraction of the minimum pattern line width. In the X-ray masks described in the first to third embodiments, since the stress of the X-ray absorber is highly controlled, positional distortion is small. For example, when an X-ray absorber pattern of ± 5 MPa is formed at a coverage of 50% in a 35 mm square area using SiC for the X-ray transmission film (membrane 2), the maximum positional distortion caused by the X-ray absorber is 5 nm. It is as follows. Therefore, if the X-ray mask of the present invention is used in the above-described exposure process, a pattern faithful to a device design drawing can be created, and a semiconductor device having good characteristics can be manufactured at a high yield.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高密度な微細パターンを有する高精度なX線マスクを得
ることができる。これは、X線吸収体の耐酸化性が高
く、側壁酸化に伴うパターン伸長が小さいためであり、
また、X線吸収体が応力制御性、ドライエッチング性、
薬品耐性(酸洗浄耐性)にも優れているからである。ま
た、X線吸収体の成膜後にアニールすることによって、
応力の制御が可能となり、応力制御性をさらに高めるこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
A highly accurate X-ray mask having a high-density fine pattern can be obtained. This is because the oxidation resistance of the X-ray absorber is high and the pattern elongation due to the oxidation of the side wall is small.
Further, the X-ray absorber has stress controllability, dry etching property,
This is because they are also excellent in chemical resistance (acid cleaning resistance). Also, by annealing after forming the X-ray absorber,
The stress can be controlled, and the stress controllability can be further improved.

【0040】また、X線吸収体の成膜後にアニールする
ことによって、応力の安定性が高くなる。一度アニール
するとそのアニール温度以下の加熱によって応力が変化
しないからである。また、X線吸収体にGeまたはSi
を加えることにより、X線吸収体の構造がアモルファス
となるので、X線吸収体パターンがなめらかである。ま
た、本発明の半導体デバイスは、高密度な微細パターン
を有する高精度なX線マスクを用いて製造されるので、
良好な特性を持ち、歩留りの高い半導体デバイスを得る
ことができる。
Further, by performing annealing after forming the X-ray absorber, the stability of stress is increased. This is because, once annealed, the stress does not change due to heating below the annealing temperature. In addition, Ge or Si is used for the X-ray absorber.
Is added, the structure of the X-ray absorber becomes amorphous, so that the X-ray absorber pattern is smooth. Further, since the semiconductor device of the present invention is manufactured using a high-precision X-ray mask having a high-density fine pattern,
A semiconductor device having good characteristics and a high yield can be obtained.

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

【図1】 本発明のX線マスクの一例を示すの断面図で
ある
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an X-ray mask of the present invention.

【図2】 X線吸収体をスパッタ法で成膜し、スパッタ
装置から取り出した後の応力変化量を示すグラフであ
り、横軸はX線吸収体を大気中に取り出した後の経過時
間(分)であり、縦軸は応力変化量(MPa)である。
FIG. 2 is a graph showing the amount of change in stress after an X-ray absorber is formed by a sputtering method and taken out of a sputtering apparatus. The horizontal axis represents the elapsed time after the X-ray absorber is taken out into the atmosphere ( ), And the vertical axis represents the amount of change in stress (MPa).

【図3】 X線吸収体をスパッタ法で成膜し、スパッタ
装置から取り出した後の応力変化量を示すグラフであ
り、横軸はX線吸収体を大気中に取り出した後の経過時
間(分)であり、縦軸は応力変化量(MPa)である。
FIG. 3 is a graph showing the amount of change in stress after an X-ray absorber is formed by a sputtering method and taken out of a sputtering apparatus, and the horizontal axis represents the elapsed time after taking out the X-ray absorber into the atmosphere ( ), And the vertical axis represents the amount of change in stress (MPa).

【図4】 TaGeおよびTaSiTiの成膜時のスパ
ッタガス圧と応力の関係を示すグラフであり、横軸はス
パッタガス圧(Pa)であり、縦軸は応力(MPa)で
ある。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a sputtering gas pressure and a stress at the time of forming a film of TaGe and TaSiTi, in which a horizontal axis represents a sputtering gas pressure (Pa) and a vertical axis represents a stress (MPa).

【図5】 TaSiTiのアニール温度と応力変化量を
示すグラフであり、横軸はアニール温度(℃)であり、
縦軸は応力変化量(MPa)である。
FIG. 5 is a graph showing the annealing temperature and the amount of change in stress of TaSiTi, and the horizontal axis represents the annealing temperature (° C.);
The vertical axis represents the amount of change in stress (MPa).

【図6】 本発明のX線マスクの製造方法の一例を説明
するための断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an example of the method for manufacturing an X-ray mask of the present invention.

【図7】 本発明のX線マスクの製造方法の他の例を説
明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining another example of the method for manufacturing an X-ray mask of the present invention.

【図8】 本発明のX線マスクの製造方法の他の例を説
明するための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining another example of the method for manufacturing an X-ray mask of the present invention.

【図9】 従来のX線マスクの一例を示すの断面図であ
FIG. 9 is a sectional view showing an example of a conventional X-ray mask.

【図10】 従来のX線マスクの製造方法の一例を説明
するための断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional method for manufacturing an X-ray mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 X線吸収体 2 メンブレン(X線透過膜) 1. X-ray absorber 2. Membrane (X-ray permeable membrane)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−2109(JP,A) 特開 平9−190958(JP,A) 特開 平10−79347(JP,A) 特開 平11−209840(JP,A) 特開 平5−326380(JP,A) J.T.Sheu et al,Ch aracteristics of S puttered TaX Absor bers for X−ray Mas k,Proc.SPIE−Int.So c.Opt.Eng.,米国,SPIE −Int.Soc.Opt.Eng., vol.3676,pt.1−2 p.42− 5 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 1/16 INSPEC(DIALOG)Continuation of front page (56) References JP-A-2-2109 (JP, A) JP-A-9-190958 (JP, A) JP-A-10-79347 (JP, A) JP-A-11-209840 (JP, A) , A) JP-A-5-326380 (JP, A) T. Sheu et al., Characteristics of Sputted Tax Absorbers for X-ray Mask, Proc. SPIE-Int. SoC. Opt. Eng. , USA, SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. , vol. 3676, pt. 1-2 p. 42-5 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 1/16 INSPEC (DIALOG)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 X線透過膜上に選択的に形成されたX線
吸収体を有するX線マスクであって、 前記X線吸収体が、TaSiAl、TaSiTi、Ta
SiCr、TaSiMo、TaSiCu、TaGeA
l、TaGeTi、TaGeCr、TaGeMoおよび
TaGeCuからなる群から選ばれる1種の合金を含ん
でいることを特徴とするX線マスク。
1. An X-ray mask having an X-ray absorber selectively formed on an X-ray permeable film, wherein the X-ray absorber is made of TaSiAl, TaSiTi, Ta.
SiCr, TaSiMo, TaSiCu, TaGeA
1, an X-ray mask comprising one alloy selected from the group consisting of TaGeTi, TaGeCr, TaGeMo and TaGeCu.
【請求項2】 前記X線吸収体が、前記合金の窒化膜ま
たは酸化膜であることを特徴とする請求項1記載のX線
マスク。
2. The X-ray mask according to claim 1, wherein said X-ray absorber is a nitride film or an oxide film of said alloy.
【請求項3】 前記SiまたはGeの組成比が、1〜4
0原子%の範囲であることを特徴とする請求項1または
請求項2記載のX線マスク。
3. The composition ratio of the Si or Ge is 1 to 4
3. The X-ray mask according to claim 1, wherein the X-ray mask is in a range of 0 atomic%.
【請求項4】 前記X線吸収体の構造がアモルファスで
あることを特徴とする、請求項1ないし3いずれか一項
に記載のX線マスク。
4. The X-ray mask according to claim 1, wherein the X-ray absorber has an amorphous structure.
【請求項5】 X線透過膜上に選択的に形成されたX線
吸収体を有するX線マスクの製造方法であって、 前記X線透過膜上に、TaSiAl、TaSiTi、T
aSiCr、TaSiMo、TaSiCu、TaGeA
l、TaGeTi、TaGeCr、TaGeMoおよび
TaGeCuからなる群から選ばれる1種の合金を含む
X線吸収体を形成するステップを有することを特徴とす
るX線マスクの製造方法。
5. A method of manufacturing an X-ray mask having an X-ray absorber selectively formed on an X-ray transmission film, wherein the X-ray transmission film is provided with TaSiAl, TaSiTi, T
aSiCr, TaSiMo, TaSiCu, TaGeA
1, a method of manufacturing an X-ray mask, comprising the step of forming an X-ray absorber containing one alloy selected from the group consisting of TaGeTi, TaGeCr, TaGeMo, and TaGeCu.
【請求項6】 前記ステップが、TaSiAl、TaS
iTi、TaSiCr、TaSiMo、TaSiCu、
TaGeAl、TaGeTi、TaGeCr、TaGe
MoおよびTaGeCuからなる群から選ばれる1種の
合金を含むターゲットを用いてスパッタ法により前記X
線透過膜上にX線吸収体を形成するステップであること
を特徴とする請求項5記載のX線マスクの製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the step is TaSiAl, TaS.
iTi, TaSiCr, TaSiMo, TaSiCu,
TaGeAl, TaGeTi, TaGeCr, TaGe
The above-mentioned X is formed by sputtering using a target containing one kind of alloy selected from the group consisting of Mo and TaGeCu.
6. The method according to claim 5, further comprising the step of forming an X-ray absorber on the X-ray transmitting film.
【請求項7】 前記X線吸収体を形成するステップの後
に、該X線吸収体をアニールするステップを有すること
を特徴とする請求項5または請求項6記載のX線マスク
の製造方法。
7. The method of manufacturing an X-ray mask according to claim 5, further comprising a step of annealing the X-ray absorber after the step of forming the X-ray absorber.
【請求項8】 請求項1ないし4いずれか一項に記載の
X線マスクを用いたX線露光により基板上のレジストに
X線吸収体パターンを転写することによって少なくとも
1層のパターンが形成されていることを特徴とする半導
体デバイス。
8. A pattern of at least one layer is formed by transferring an X-ray absorber pattern to a resist on a substrate by X-ray exposure using the X-ray mask according to claim 1. A semiconductor device characterized in that:
JP29745299A 1999-10-19 1999-10-19 X-ray mask and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3303858B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29745299A JP3303858B2 (en) 1999-10-19 1999-10-19 X-ray mask and manufacturing method thereof
KR1020000061189A KR20010040112A (en) 1999-10-19 2000-10-18 X-ray mask having a lower stress in x-ray absorption pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29745299A JP3303858B2 (en) 1999-10-19 1999-10-19 X-ray mask and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001118779A JP2001118779A (en) 2001-04-27
JP3303858B2 true JP3303858B2 (en) 2002-07-22

Family

ID=17846703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29745299A Expired - Fee Related JP3303858B2 (en) 1999-10-19 1999-10-19 X-ray mask and manufacturing method thereof

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3303858B2 (en)
KR (1) KR20010040112A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5009389B2 (en) * 2008-02-27 2012-08-22 Hoya株式会社 REFLECTIVE MASK BLANK, REFLECTIVE MASK, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
TW202026770A (en) * 2018-10-26 2020-07-16 美商應用材料股份有限公司 Ta-cu alloy material for extreme ultraviolet mask absorber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.T.Sheu et al,Characteristics of Sputtered TaX Absorbers for X−ray Mask,Proc.SPIE−Int.Soc.Opt.Eng.,米国,SPIE−Int.Soc.Opt.Eng.,vol.3676,pt.1−2 p.42−5

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001118779A (en) 2001-04-27
KR20010040112A (en) 2001-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2823276B2 (en) Method for manufacturing X-ray mask and apparatus for controlling internal stress of thin film
JPH0864524A (en) Preparation of x-ray absorption mask
JP2003318101A (en) Reflection mask blank for exposure, its manufacturing method and reflection mask for exposure
JPH022109A (en) X-ray mask
JP4390418B2 (en) Reflective mask blank for EUV exposure, reflective mask for EUV exposure, and semiconductor manufacturing method
JP3303858B2 (en) X-ray mask and manufacturing method thereof
JP2877190B2 (en) X-ray mask and manufacturing method thereof
JP3806711B2 (en) REFLECTIVE MASK BLANK, REFLECTIVE MASK MANUFACTURING METHOD, AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD
JP3119237B2 (en) X-ray mask, method of manufacturing the same, semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH10229043A (en) X-ray mask blank, its manufacture and manufacture of x-ray mask
JP4333107B2 (en) Transfer mask and exposure method
JP3097646B2 (en) Alloy, method of manufacturing the same, X-ray mask, method of manufacturing the same, and method of manufacturing a semiconductor device
JP5920965B2 (en) Mask blank manufacturing method, transfer mask manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JPH02123730A (en) Mask for radiation exposure and manufacture thereof
JP2007085899A (en) X-ray absorber
JP3631017B2 (en) X-ray mask blank and manufacturing method thereof, and X-ray mask and manufacturing method thereof
JP3364151B2 (en) X-ray mask and manufacturing method thereof
JP6140330B2 (en) Mask blank manufacturing method, transfer mask manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JPH09306812A (en) Manufacture of x-ray mask
JP3354900B2 (en) X-ray mask and manufacturing method thereof
JP2000340483A (en) X ray exposure mask and manufacture thereof
JP3451431B2 (en) X-ray exposure mask and method of manufacturing the same
JPH03173116A (en) X-ray mask and manufacture thereof
JP2001230194A (en) Substrate for x-ray mask, its manufacturing method, x- ray mask and its manufacturing method
JP3411413B2 (en) X-ray mask manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020402

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees