JPH02310913A - Manufacture of mask for x-ray exposure - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
基板上にＸ線吸収物質の膜よりなるパターンが形成され
ているＸ線露光用マスクのパターン修正方法に関し、
Ｘ線露光用マスクに形成されたＸ線吸収物質の膜よりな
るパターンの欠陥領域を、欠陥領域が除去された後のパ
ターンの側壁が垂直になるように精度よく除去すること
が可能なＸ線露光用マスクのパターン修正方法を提供す
ることを目的とし、基板上に予め定められた平面形状に
堆積されているタンタル、タングステン、金等のＸ線吸
収物質の膜よりなるＸ線露光用マスクの前記の予め定め
られた平面形状以外の領域に、塩素、フッ化窒素、フッ
素、フッ化キセノン等の少なくとも１種のハロゲン元素
を含む物質の雰囲気中においてイオンビームを照射し、
前記の予め定められた平面形状以外の領域から前記のＸ
線吸収物質の膜を除去するように構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a pattern correction method for an X-ray exposure mask in which a pattern made of a film of an X-ray absorbing substance is formed on a substrate. To provide a pattern correction method for an X-ray exposure mask capable of accurately removing a defective region of a pattern made of a material film so that the sidewalls of the pattern become vertical after the defective region is removed. In areas other than the predetermined planar shape of an X-ray exposure mask made of a film of an X-ray absorbing material such as tantalum, tungsten, gold, etc., which is deposited in a predetermined planar shape on the substrate. , irradiating an ion beam in an atmosphere of a substance containing at least one halogen element such as chlorine, nitrogen fluoride, fluorine, or xenon fluoride,
From the area other than the predetermined planar shape
The method is configured to remove a film of radiation absorbing material.
本発明は、基板上にＸ線吸収物質の膜よりなるパターン
が形成されているＸ線露光用マスクのパターン修正方法
に関する。The present invention relates to a pattern correction method for an X-ray exposure mask in which a pattern made of a film of an X-ray absorbing substance is formed on a substrate.
従来技術に係るＸ線露光用マスクの製造方法について以
下に説明する。A method of manufacturing an X-ray exposure mask according to the prior art will be described below.
第２図参照
シリコン基板２１の全面に、ＣＶＤ法等を使用して例え
ば炭化シリコン層２２を２戸ｍ厚程度に形成する。Referring to FIG. 2, a silicon carbide layer 22 having a thickness of about 2 m is formed on the entire surface of the silicon substrate 21 using a CVD method or the like.
第３図参照
炭化シリコン層２２が形成されているシリコン基板２１
のいづれか一方の表面に、スパッタ法を使用して、例え
ばタンタルの層２３をｌｎ厚程度に形成する。次いで、
４フツ化炭素と酸素との混合ガスを使用してなすプラズ
マエツチング法を使用し、その上にタンタル層２３が形
成されていない炭化シリコン層２２の中央領域をエツチ
ング除去する。See FIG. 3 Silicon substrate 21 on which silicon carbide layer 22 is formed.
A layer 23 of tantalum, for example, is formed to a thickness of about ln on one of the surfaces using a sputtering method. Then,
Using a plasma etching method using a mixed gas of carbon tetrafluoride and oxygen, the central region of the silicon carbide layer 22 on which the tantalum layer 23 is not formed is etched away.
第４図参照
シリコン基板２１のタンタル層２３が形成されていない
方の面の周辺領域に炭化シリコンよりなる支持枠２４を
接着し、フッ酸と硝酸との混合液を使用してシリコン基
板２１の中央領域をエツチング除去する。Refer to FIG. 4, a support frame 24 made of silicon carbide is adhered to the peripheral area of the side of the silicon substrate 21 on which the tantalum layer 23 is not formed, and a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is used to form the silicon substrate 21. Etch away the central area.
第５図参照
タンタル層２３上にレジスト膜を形成し、電子ビーム直
接描画法を使用してこれに所望のパターンを描画して現
像し、所望のパターンを有するレジスト層２５を形成す
る。Referring to FIG. 5, a resist film is formed on the tantalum layer 23, and a desired pattern is drawn thereon using an electron beam direct writing method and developed, thereby forming a resist layer 25 having a desired pattern.
第６図参照
レジスト層２５マスクとして、塩素と４塩化炭素との混
合ガスを使用してなす反応性イオンエツチング法を使用
してタンタル層２３をエツチングし、炭化シリコン層２
２上にタンタル層よりなる所望のパターン２３１が形成
されたＸＮＩＡ露光用マスク１１を形成する。Refer to FIG. 6. The tantalum layer 23 is etched using a reactive ion etching method using a mixed gas of chlorine and carbon tetrachloride as a mask for the silicon carbide layer 25.
An XNIA exposure mask 11 having a desired pattern 231 made of a tantalum layer formed thereon is formed.
ところで、線幅が０．５７ｎ以下の微細パターン２３１
を炭化シリコン層２２上に欠陥領域を含むことなく形成
することは、今日の技術をもってしては極めて困難であ
る。前記のＸ線露光用マスクの製造工程から明らかなよ
うに、ＸＩＩ露光用マスクの製造には多くの工数を必要
とするため、欠陥が無くなるまで何回も製造し直すこと
は経済的負担が大きく非現実的であり、欠陥領域を除去
することによって欠陥のないＸ線露光用マスクを形成す
る方法が現実的である。By the way, the fine pattern 231 with a line width of 0.57n or less
It is extremely difficult to form the silicon carbide layer 22 on the silicon carbide layer 22 without including defective regions using today's technology. As is clear from the manufacturing process of the X-ray exposure mask mentioned above, manufacturing the XII exposure mask requires a large number of man-hours, so it is a heavy economic burden to remanufacture it many times until there are no defects. However, it is practical to form a defect-free X-ray exposure mask by removing the defective areas.
従来は、パターンの欠陥領域を除去するのに集束イオン
ビームを使用している。この方法はイオン発生源として
、例えば液体ガリウムを使用してガリウムイオンを発生
させ、これを２０〜５０ＫＶの加速電圧をもって加速し
てビームサイズがｏ、ｔｎ程度のガリウムイオンビーム
を発生し、これをＸ線吸収物質の膜よりなるパターンの
欠陥領域に照射し、欠陥領域のＸ線吸収物質を物理的に
スパッタリングして除去するものである。Traditionally, a focused ion beam is used to remove defective areas of the pattern. In this method, gallium ions are generated using, for example, liquid gallium as an ion generation source, which is accelerated with an accelerating voltage of 20 to 50 KV to generate a gallium ion beam with a beam size of about 0, tn. In this method, a defective area of a pattern made of a film of an X-ray absorbing substance is irradiated, and the X-ray absorbing substance in the defective area is physically sputtered and removed.
第７図参照
ところで、イオンビームを使用し、スパッタリングとい
う物理的作用を利用してパターンの欠陥領域を除去する
ので、除去されたＸ線吸収物質の一部が再びその近傍に
堆積し、イオンビームが照射されてその一部が除去され
たＸ線吸収物質の膜２３１の側壁が第７図に示すように
、炭化シリコン層２２の表面に対して垂直にならないと
いう欠点がある。Ｘ線露光用マスクは、２〜５という高
いアスペクト比を有するＸ線吸収物質の膜よりなるパタ
ーンが形成されるので、パターンの側壁が垂直にならな
いと、Ｘ線露光用マスクの精度が低下するという問題が
ある。Refer to Figure 7 By the way, since defective areas of the pattern are removed using an ion beam and the physical action of sputtering, some of the removed X-ray absorbing material is deposited in the vicinity again, and the ion beam There is a drawback that the side wall of the X-ray absorbing material film 231, which has been partially removed by irradiation, is not perpendicular to the surface of the silicon carbide layer 22, as shown in FIG. Since an X-ray exposure mask is formed with a pattern made of a film of an X-ray absorbing material with a high aspect ratio of 2 to 5, if the side walls of the pattern are not vertical, the accuracy of the X-ray exposure mask will decrease. There is a problem.
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、Ｘ線
露光用マスクに形成されたＸ線吸収物質の膜よりなるパ
ターンの欠陥領域を、欠陥領域が除去された後のパター
ンの側壁が垂直になるように精度よく除去することが可
能なＸ線露光用マスクのパターン修正方法を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to eliminate this drawback, and to remove defective areas of a pattern made of an X-ray absorbing material film formed on an X-ray exposure mask, the sidewalls of the pattern after the defective areas have been removed are An object of the present invention is to provide a pattern correction method for an X-ray exposure mask that can be vertically removed with high accuracy.
上記の目的は、基板（２２）上に予め定められた平面形
状に堆積されてなるＸ線吸収物質の膜（２３１）よりな
ルＸｋｉＡｎ光用？ ス’） （１１） （Ｄ 前記（
Ｄ予め定められた平面形状以外の領域に、少なくとも１
種のハロゲン元素を含む物質の雰囲気中においてイオン
ビームを照射し、前記の予め定められた平面形状以外の
領域から前記のｘｌ吸収物質の膜（２３１）を除去する
工程を有するＸ線露光用マスクの製造方法によって達成
される。なお、前記のＸｗＡ吸収物質は、タンタル、タ
ングステン、金の群から選択された物質であり、また、
前記の少なくとも１種のハロゲン元素を含む物質は、塩
素、フッ化窒素、フッ素、フッ化キセノンの群から選択
された物質であることが好適である。The above purpose is for XkiAn light using a film (231) of an X-ray absorbing material deposited in a predetermined planar shape on a substrate (22). s') (11) (D Said (
DAt least 1 in an area other than a predetermined planar shape
An X-ray exposure mask comprising the step of irradiating an ion beam in an atmosphere of a substance containing a halogen element to remove the film (231) of the xl absorbing substance from an area other than the predetermined planar shape. This is achieved by the manufacturing method. Note that the XwA absorbing material is a material selected from the group of tantalum, tungsten, and gold, and
The substance containing at least one halogen element is preferably a substance selected from the group of chlorine, nitrogen fluoride, fluorine, and xenon fluoride.
本発明に係るＸ線露光用マスクの欠陥領域の除去方法に
おいては、Ｘ線露光用マスクのＸ線吸収物質の膜よりな
るパターン２３１が形成されている面に供給されるＣｆ
ｆ１． 、ＮＦｌ、Ｆ、 、ＸｅＦ等のガスは、基底状
態においてはパターンを構成するタンタル、タングステ
ン、金等のＸ線吸収物質と反応しないが、そこにイオン
ビームが照射されると、それらのガスは励起され、タン
タル、タングステン、金等と反応してＴ ａ Ｃｌ−ｓ
、Ｔ ａ Ｆ ｓ、ＷＦ、 、ＷＯＦ、等の揮発性物
質を生成する。したがって、ＣＬ 、ＮＦ３ 、Ｆｔ
５ＸｅＦ等の雰囲気中において、欠陥領域のタンタル、
タングステン、金等のＸ線吸収物質にイオンビームを照
射すれば、欠陥領域のタンタル、タングステン、金等の
Ｘ線吸収物質は揮発性物質に転換されて除去される。し
たがって、従来のスパッタによる欠陥ｓＩ域の除去のよ
うに、除去されたタンタル、タングステン、金等が再び
堆積することがないので、欠陥が除去されたパターンの
側壁は基板に対して垂直となり、精度の高いＸ線露光用
マスクが形成される。In the method for removing defective areas of an X-ray exposure mask according to the present invention, Cf is supplied to the surface of the X-ray exposure mask on which the pattern 231 made of the X-ray absorbing substance film is formed.
f1. Gases such as , NFl, F, , and XeF do not react with the X-ray absorbing materials such as tantalum, tungsten, and gold that make up the pattern in the ground state, but when the ion beam is irradiated, these gases T a Cl-s is excited and reacts with tantalum, tungsten, gold, etc.
, T a F s, WF, , WOF, etc. are generated. Therefore, CL, NF3, Ft
In an atmosphere such as 5XeF, tantalum in the defect area,
When an ion beam is irradiated onto an X-ray absorbing substance such as tungsten or gold, the X-ray absorbing substance such as tantalum, tungsten or gold in the defect area is converted into a volatile substance and removed. Therefore, the removed tantalum, tungsten, gold, etc. will not be deposited again, unlike the removal of the defective sI region by conventional sputtering, so the sidewalls of the pattern from which the defect has been removed will be perpendicular to the substrate, resulting in precision A high X-ray exposure mask is formed.
以下、図面を参照しつ一１本発明に係る三つのＸ線露光
用マスクのパターン修正方法について説明する。Hereinafter, three methods of modifying patterns of X-ray exposure masks according to the present invention will be explained with reference to the drawings.
第８図参照
第８図は本発明に係るＸ線露光用マスクの修正に使用さ
れる集束イオンビームを使用する欠陥修正装置の構成図
である０図において、１はイオン発生源であり、２はビ
ーム電流を測定するビームモニタであり、３はコンデン
サーレンズであり、４はビームをカットオフするブラン
カであり、５はビームの収差を修正するステイグメータ
であり、６は対物レンズであり、７はビームを走査する
デフレクタであり、８は本発明に係る反応ガスを供給す
るガス銃であり、９は二次電子検出器であり、ｌＯは試
料面の電荷を中性化する電子シャワー源であり、１１は
Ｘ線露光用マスクであり、１２はＸ線露光用マスク１１
を載置するステージであり、１３はイオンビーム室であ
り、１４は試料室である。See FIG. 8 FIG. 8 is a block diagram of a defect repair apparatus using a focused ion beam used for repairing an X-ray exposure mask according to the present invention. In FIG. 0, 1 is an ion source, and 2 is a beam monitor that measures the beam current, 3 is a condenser lens, 4 is a blanker that cuts off the beam, 5 is a stigma meter that corrects beam aberration, 6 is an objective lens, and 7 is a A deflector for scanning the beam, 8 a gas gun for supplying the reaction gas according to the present invention, 9 a secondary electron detector, and 1O an electron shower source for neutralizing the charge on the sample surface. , 11 is an X-ray exposure mask, 12 is an X-ray exposure mask 11
13 is an ion beam chamber, and 14 is a sample chamber.
イオンビーム室１３の圧力を５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ
とし、イオン発生ａ１として液体ガリウムを使用し、発
生したガリウムイオンを５０ＫＶの加速電圧をもって加
速してビームサイズが０．Ｉｎであり、電流密度が２Ａ
／ｃｄであるガリウムイオンビームをイオンビーム室１
３内で発生する。The pressure in the ion beam chamber 13 is set to 5 x 10-'Torr.
Liquid gallium is used as the ion generator a1, and the generated gallium ions are accelerated with an accelerating voltage of 50 KV until the beam size is 0. In, current density is 2A
/cd gallium ion beam into ion beam chamber 1
Occurs within 3.
ステージ１２上にＸ線吸収物質の膜よりなるパターンが
形成されたＸ線露光用マスク１１を載置し、試料室１４
の圧力を５ Ｘ １０−６Ｔａｒｔとし、ガス銃８から
少なくとも１種のハロゲン元素を含むガスを供給しなが
ら、Ｘ線吸収物質の膜よりなるパターンの欠陥領域にイ
オンビーム室１３内で発生されたガリウムイオンビーム
を照射して欠陥領域を除去するものである。An X-ray exposure mask 11 on which a pattern made of a film of an X-ray absorbing substance is formed is placed on the stage 12, and the sample chamber 14 is opened.
While supplying a gas containing at least one halogen element from the gas gun 8 at a pressure of 5 x 10-6 Tart, the ion beam generated in the ion beam chamber 13 was applied to the defective region of the pattern made of the film of the X-ray absorbing material. This method uses gallium ion beam irradiation to remove defective areas.
■土■
第１ａ図、第１ｂ図参照
支持枠２４上にシリコン基板２１を挟んで形成された炭
化シリコン層２２上にＴａ、ＴａＮｘの膜よりなり、欠
陥領域２３１ａを有するパターン２３１が形成されてい
る第１ａ図に示すＸ線露光用マスク１１を前記の欠陥修
正装置のステージ１２上に載置し、ガス銃８からＣＮ
ｔガスを噴射し、前記のイオンビームをＸ線露光用マス
ク１１に形成されているパターン２３１の欠陥領域２３
１ａに照射して欠陥領域を除去した。欠陥が除去された
領域のパターン側壁は第１ｂ図に示すように炭化シリコ
ン層２２に対して垂直となり、また、スルーブツトは１
秒／ ｊｌ ”となり、従来の２倍以上になった。■Soil■ See Figures 1a and 1b A pattern 231 made of Ta and TaNx films and having a defective region 231a is formed on a silicon carbide layer 22 formed on a support frame 24 with a silicon substrate 21 in between. The X-ray exposure mask 11 shown in FIG.
The defect area 23 of the pattern 231 formed on the X-ray exposure mask 11 is exposed to the ion beam by injecting T gas.
1a to remove defective areas. The sidewalls of the pattern in the area where the defect has been removed are perpendicular to the silicon carbide layer 22, as shown in FIG. 1b, and the throughput is 1.
sec/jl'', which is more than double the conventional rate.
第１炭
第１例において使用したＣ２□ガスに代えて、ＮＦｗ、
Ｆｚ、またはＸｅＦを使用して欠陥領域２３１ａを除去
し、第１例と同一の効果を得た。Instead of the C2□ gas used in the first example of the first coal, NFw,
The same effect as the first example was obtained by removing the defective region 231a using Fz or XeF.
髪↓■
炭化シリコン層２２上にＷ、ＷＮｘの膜よりなり、欠陥
領域２３１ａを有するパターン２３１が形成されたＸ線
露光用マスク１１をステージ１２上に載置し、ガス銃か
らＮＦ３、Ｆｌ、もしくはＸｅＦ、または、それらのガ
スと０２との混合ガスを噴射し、第１例と同様にパター
ンの欠陥領域２３１ａにイオンビームを照射して欠陥領
域を除去し、第１例と同一の効果を得た。Hair↓■ An X-ray exposure mask 11 in which a pattern 231 made of W and WNx films and having a defective area 231a is formed on a silicon carbide layer 22 is placed on the stage 12, and NF3, Fl, and Alternatively, the same effect as in the first example can be obtained by injecting XeF or a mixed gas of these gases and 02, and irradiating the defective area 231a of the pattern with an ion beam to remove the defective area in the same manner as in the first example. Obtained.
以上説明せるとおり、本発明に係るＸ線露光用マスクの
製造方法においては、Ｘ線吸収物質の膜よりなるパター
ンの欠陥領域に、少なくとも１種のハロゲン元素を含む
雰囲気中においてイオンビームを照射し、欠陥領域のＸ
線吸収物質を揮発性物質に変換して除去するので、除去
されたＸ線吸収物質が再堆積することがなく、欠陥領域
が除去されたパターンの側壁は基板に対して垂直となり
、精度の高いＸ線露光用マスクが短時間で形成される。As explained above, in the method for manufacturing an X-ray exposure mask according to the present invention, a defective region of a pattern made of a film of an X-ray absorbing substance is irradiated with an ion beam in an atmosphere containing at least one type of halogen element. , X of the defect area
Since the X-ray absorbing substance is converted into a volatile substance and removed, the removed X-ray absorbing substance will not be redeposited, and the sidewalls of the pattern from which the defective area has been removed will be perpendicular to the substrate, resulting in high accuracy. An X-ray exposure mask can be formed in a short time.
第１ａ図は、欠陥領域を有するパターンが形成されてい
るＸ線露光用マスクの断面図である。
第１ｂ図は、本発明に係るＸ線露光用マスクの製造方法
により欠陥が除去されたＸ線露光用マスクの断面図であ
る。
第２図〜第６図は、Ｘ線露光用マスクの製造工程図であ
る。
第７図は、従来技術に係るイオンビームによってエツチ
ングされた領域の断面図である。
第８図は、本発明のＸ線露光用マスクのパターンの修正
に使用される装置の構成図である。
ｌ・・・イオン発生源、
２・・・ビームモニタ、
３・・・コンデンサーレンズ、
４°・・ブランカ、
５・ ・ ・ステイグメータ、
６・・・対物レンズ、
７・・・デフレクタ、
８・・・ガス銃、
９・・・二次電子検出器、
ｌＯ・・・電子シャワー、
１１・・・Ｘ線露光用マスク、
１２・・・ステージ、
１３・・・イオンビーム室、
１４・・・試料室、
２１・・・シリコン基板、
２２・・・炭化シリコン層、
２３・・・タンタル層、
２３１ ・・・タンタルのパターン、２３１ａ・・・
パターンの欠陥ｊｊｉ域、２４・・・支持枠、
２５・・・レジストパターン。FIG. 1a is a cross-sectional view of an X-ray exposure mask in which a pattern having defective areas is formed. FIG. 1b is a sectional view of an X-ray exposure mask from which defects have been removed by the method of manufacturing an X-ray exposure mask according to the present invention. 2 to 6 are process diagrams for manufacturing an X-ray exposure mask. FIG. 7 is a cross-sectional view of a region etched by an ion beam according to the prior art. FIG. 8 is a block diagram of an apparatus used for modifying the pattern of an X-ray exposure mask according to the present invention. l... Ion source, 2... Beam monitor, 3... Condenser lens, 4°... Blanker, 5... Stigmeter, 6... Objective lens, 7... Deflector, 8...・Gas gun, 9... Secondary electron detector, lO... Electron shower, 11... X-ray exposure mask, 12... Stage, 13... Ion beam chamber, 14... Sample Chamber, 21... Silicon substrate, 22... Silicon carbide layer, 23... Tantalum layer, 231... Tantalum pattern, 231a...
Defect jji area of pattern, 24... Support frame, 25... Resist pattern.
Claims (1)
されてなるＸ線吸収物質の膜（２３１）よりなるＸ線露
光用マスク（１１）の前記予め定められた平面形状以外
の領域に、少なくとも１種のハロゲン元素を含む物質の
雰囲気中においてイオンビームを照射し、 前記予め定められた平面形状以外の領域から前記Ｘ線吸
収物質の膜（２３１）を除去する 工程を有することを特徴とするＸ線露光用マスクの製造
方法。 ［２］前記Ｘ線吸収物質は、タンタル、タングステン、
金の群から選択された物質であることを特徴とする請求
項１記載のＸ線露光用マスクの製造方法。 ［３］前記少なくとも１種のハロゲン元素を含む物質は
、塩素、フッ化窒素、フッ素、フッ化キセノンの群から
選択された物質であることを特徴とする請求項１または
２記載のＸ線露光用マスクの製造方法。[Scope of Claims] [1] The predetermined shape of the X-ray exposure mask (11) comprising a film (231) of an X-ray absorbing material deposited in a predetermined planar shape on the substrate (22). irradiating a region other than the predetermined planar shape with an ion beam in an atmosphere of a substance containing at least one halogen element, and removing the film (231) of the X-ray absorbing material from the region other than the predetermined planar shape; 1. A method for manufacturing an X-ray exposure mask, comprising the step of: [2] The X-ray absorbing material is tantalum, tungsten,
2. The method of manufacturing an X-ray exposure mask according to claim 1, wherein the material is selected from the group of gold. [3] The X-ray exposure method according to claim 1 or 2, wherein the substance containing at least one halogen element is a substance selected from the group consisting of chlorine, nitrogen fluoride, fluorine, and xenon fluoride. Method of manufacturing masks for use.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13144489A JP2699196B2 (en) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | Method of manufacturing mask for X-ray exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13144489A JP2699196B2 (en) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | Method of manufacturing mask for X-ray exposure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310913A true JPH02310913A (en) | 1990-12-26 |
| JP2699196B2 JP2699196B2 (en) | 1998-01-19 |
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| JP (1) | JP2699196B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537758A (en) * | 2001-07-27 | 2004-12-16 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | Electron beam processing |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP13144489A patent/JP2699196B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2699196B2 (en) | 1998-01-19 |
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