JPH04711A - Ｘ線露光マスク及びこれを用いたｘ線露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の月刊〕 （市喫上の利用分＃） 本発３Ａは半導不疫遣プコセスで由い社ｊＸ線講元ｆｆ
膚に保Ｖ９、舟ｌこＸポＡ尤マスク及びこｒ。

を用い！ＸＩ！！Ｊｉ表１にＡする。

（従来のｆｆＬ蛸） 行手、半４体渠ｔｊｔ回成の楠遵噴化に羊い、濃１路パ
ターンのａ−児工技術の１つである元−元丁支術Ｖ′ｃ
ｓ−いて、その露光媒体でめる元の１犬に工ってＰ、！
るｓ１象叢が限界にｉつきつつのる。

この之め、解！ｊ＄の向上が見込１　ｔＬる、＝９波長
の短いＸ１ｌ−用いたＸ４１１．光１文術が正目を東っ
ている。

このＸ線露光技術では、所定のパターンが杉成さｆ’Ｌ
７ｔＸ＠雄光マスクが出光マスクこのマスクを表面に４
ＩＡ光剤が形成さｎｔ拭科に対して１０μｍの間隔で平
行に塊持し、マスク背面二〇Ｘ破を凛Ｉイすることに１
９、マスクパターンが試料上の前記感光剤に転写さｒＬ
、、ｒｆｒ貞のパターンがこの拭科上に４らｎる。

！Ｌｒ記Ｘ＃舅元マスクは久に述べるような構造を有し
ている。すなわち、線状のマスク叉何本上に、Ｘポｔ−
透過する＃襖（Ｘ−透過性専婁）が杉匝さｎｌこ０４衷
上に所足のパターン形状を１するＸ嵌＆収湊パターン７
３４１さｆている　このパターンにｉいてｘ４が吸収さ
ｎ１パターンの形成さｔＬない油分を透過するＸ破りこ
より試料表面に、所望のパターンが形成さｎる。

前述したｊ４遣ｆｃ−ｐするＸ−旙元マスク江一般にす
る８ｉ、Ｎ、：５ｉｃ　、＄の薄誓全ｅＶＤ法等により
堆積ブぞる。Ｃの恢、この＊層上ＶＣＸ縁を＝く吸収す
るシシ、Ｔａ等の１金ａＫ刀・らなる４祷てスパッタリ
ング法により地積させ、ＳＦ、十ＣＦ、金用い九凡ＩＢ
（反応性イオンエツチング）−＃のエツチングによって
パターン刀ロエする。ψ後に前記４恨の甲犬舵をその裏
面からマスク５！！：神体の１状にざＶぜて工７チング
尿去する。

こ５ｘｊ５！虞元マスクの製造プロセスの中で重要な４
素はＸ曾露元マスクの加工渭庭でりる。・疋米ＯＸ＠＆
収渾パターノハ、＝ｌ’ｉ述ｕ　７ｔｊ　’）　Ｋ　Ｗ
　、　Ｉ’ａ等全等式スパッタリング法９−Ｉｌ！噴し
恵★エツチングｔＣ＝　Ｖ　ハメー７ｙａ工して形成さ
ＩＬる。

しかしながら、この様にして形成さｎ之Ｗ簾二粒径が収
十ａｍの柱状溝道ｌＣなってシ９、こｎｌｌプツチノブ
エリパターン加工してもｂＩＺ乎ｎるパター／はヨ凸の
める荒才したパター７形状になってしまう。つまり、エ
ツチング４ｍでｍｌ晶粒界の形状の影響全身ぐ、御所ｔ
のパターン杉ｉが１蟲であり、Ｘ壷を試料ＶＣ対して禍
樗りに嬶光することも峻しくなる。

ｌた、柱状構造となっているＷ襖から形成されるパター
ンの応力は結晶粒界へのガス＆層ｖｃ工り経時変化し、
エッチフグ塘４でシ６力ｔ−遊小隈に抑えても、＆６カ
制伽の再現性が愚く、目標としている殿小磯の応力を得
るのは非常に値しい。この定め、応力によるＸ＊ａ光マ
スクの歪みはａｎられず、拭科に対するＩＬ７ｔ、Ｒ直
が低下する。６５九５避＝力堝＝氏愕−召 この礫な状況Ｃ中でｊ日晶メ膚造ｔとるＶＶ：％ｒｘｆ
Ｘ液吸収体パターンに４いｔ４告がｄさ扛ている（　Ｊ
、’ｌｉ’ａｃ、５ｃｉ、ｆ’ｅｃｈｎｏ１．ｄ＋ｊ　
、　１７４　（１９８８）　）ｏしかし、ＷＮｘｄぞ度
がｌ」＼さくＸ＠及収力が均いので子分なコント２スト
ｆ！：得ることができない。ｌ友、丁丑なコントラスト
金傅るｔめＫＸ−枚収体ハターンの４厚を４くＸ＠が丁
丑に吸収される＝うにすると、このパターンのアスペク
ト比が高くなり做癲パターンの形成が＝＠Ｊ！＆なる。

ざらにＷＮｘは、ＳＯＲ元（シンクロトロン放射光）蝮
の強いＸ＃！にさらされると分Ｓを起こし、ＷＮｘから
なるＸ線吸収体パターンの内部ＩＣ空隙を生じさせる。

そのＩＮ果、このパターン形状縮もうとし、パターンと
接しているＸ＠透過性薄模から引張り応力管受はパター
ン謂ｌが低下する尋の問題４ある。

（発ｄ！４が解決しようとする昧龜） 以上述べたように、従来、スパッタリング法で形成さｎ
るＷ、Ｔａ遍４をＸ１吸収体バメーンに用いる４甘、偽
１［のパターン形収が木櫨でるり、パター７の応力、１
ｉ′！」御も龜しかっｔｏこのｔの１試料に対して高ｎ
ｌｌ　ｉ　ＶＣＸ　ｆ１嶌光するここが困蟲でろつ之つ
１７２．、非、ｉｉＩ賃構這ととるＷへＸ↑Ｘ銀掖収液
バター／に用いる場せ−１ＮへｘＯＸ服徴収力が弱く十
がなコントラストが得られない間遠やＸ書によるＷＮｘ
の＋解から三する色力の１！ｉ４がろった。

不発＠は工記本嘴に艦すてなさｔＬ之も０でめり、４Ｕ
述し几パターンｎ１度やコントラストの間購金解決しｑ
Ｘ嶺嶌光マスク及びこｒｌ−を用・ハたＸ線露光＃Ｃ鑵
１：提供する。

Ｃ棟題を解決する九めの＋段〕 前述した問題を解決するため不発明は、Ｘ線を透通する
ＸＩＩ透過４！ｉ薄膜と、この薄−を支持する５Ｌｆｆ
体と、前記Ｘａ透過性薄遍上に形成さｎ、Ｗ。

Ｔａ及びＨｆＣ）’）ら少なくとも１つとｌｒ、Ｐｔ及
びＡｕのうち少なくとも１つとを含む合金からなるＸ＠
ａ収渾パターンとｔ−ｖすることを特償とするＸ９ｍ−
ｊｔ、マスクｔ−提供する。

ｌ几本元刷ζ、Ｘ硼を照射するＸ標識と、このＸ線が頃
、Ｎ＝ｎるＸ檜透迩性１膜と、この薄膜を１侍する叉待
体と、前記Ｘ　４ＩＩｌｄｉ　ｍ性薄膜上に形成され、
ｖｉ　、　Ｔａ及び）ｉｆのうち少なくとも１つとＩｒ
。

Ｐｔ及びλＵのうち少なくと４１つとを含む曾健からな
るＸ襟吸収渾パターンとを有するＸ−露光マスクと、前
記Ｘ−壇過性博漠を透過し友Ｘ１が表面に照射さｎる工
うに試料を載置する試料、１１！直甘とｔ富ひことｔ−
待機とするＸ−露光装置を礎供す／：）Ｏ （作用） 本発明のＸ＠＊元マスクでめれば、Ｗ、Ｔａ及びＨｆｆ
）’）ち少なくとも一つとｌｒ、Ｐｔ及びＡｕのうち少
なくとも１つとを含む合金からなるＸＩＩ吸収体パメパ
タには柱状ｍｌ造がなく中Ｋｆ’！れる粒径もｉめて小
さいので、パターン表面の凹凸が無視できる大口さくな
り、また柱状構造の場合に問題となっていたｍ甲へのガ
ス＆膚が黒く応力が極めて安定となる。従って、この構
造を肩するＸ線露光１スゲを用めｆＬｄ高摺殻なＸ−４
光が試料に対して町拒となる。

１次、本発明によるＸ普Ｓ元長皇でめｎば、前述し１構
造のＸ−１１ＪＬ元マスクに河してＸ裔を照射してｉｔ
料Ｊｌ！　ｔ−ｇ上の試料の表面に露光を行うので、扁
ｆ！！食なＸ１４元が試料ｌこ対して可能でりり、猿ｔ
としての性総は同上する。

（央：Ａ例） 以下、不発明の実ｊｆ４を歯面を用す）て拌他に説明す
る。

躯１図（ａｌ〜ｉｆ）は、本発明による一褥厖ガに係わ
るＴａ−Ｉｒ合金ｔＸ＊ａ収体に用いたｘ１１ｉ！ｇ元
マスクの襄造工程を示す断面１でめる。１丁、−１図（
１１ＩＣ示すｍ＜ｔｉｒ値ａインチ、厚さ５５０μｍの
シリコン基板（マスク支持坏）１１表面ＫＬＰｅＶｉ）
法によって８ｉ（：膜１２を１μｍの厚さで形成し九。

ぃり二元バッタリング法によって用度３０℃（水冷によ
りこのａｌｆＫ沫狩）で５００ｎｍの厚さに形成した。

この時、印ｍＫ力ｔ−１ｋＷとしてスノくツタリングガ
スでめるＡｒガス■圧力ｆｃｖ化させること＜；　リｇ
［Ｔａ−１ｒ　ｄｉｄ　１３　（Ｘｉｉ、及収体）の応
力をコントロールし念。第２図はＡｒ王力と乙カーの関
係を示しｔ否性凶である。この図に示すようにＡｒｆ力
がａ３ｍＴｏｒｒＯ時、応力力；はぼ零になる。１文こ
の時、Ｔａ模甲のＩｒの含有ｔは１ｏａｔ。

儂でめっｔｏ １た、ＳｂＭおよび透：ｍｌを子縁歯折に二９膜構造の
＊祭を行った結果非晶質構造の漢となっていることが解
った。さらに蟹〆を−ｉ定しｔ結果１＆Ｏｇ／−を示し
、ＷＮｘの場合（一般に１ｏ〜１３ｇ／−）と比べて大
きな（直であっ友。

次に、門１図＋ｃ）に示すごとく、Ｔａ−Ｉｒ合金層１
３上に黴布したレジスト１４を電子ビームｗ１ｉｉｉｉ
４ｆｅｔからの電子ビームに工＃）Ｘ４１吸収体パター
ンに、Ｉ工し念。次にパターン形成したレジスト１４を
マスクとして、ｇ１図（ｄｌ　Ｋ示す鵡く平行平板型の
ａＩＥｔｃ置に工って、エツチングガスにＳＦ、と０、
（２０１）の１合ガスを用い、圧力５ｍＴｏｒｒ、パワ
ー１５０Ｗでエツチングし九。その結果、０．２μｍＬ
ライン↓スペースのｆａ−Ｉｒ合金からなるＸ＠及収渾
バパタン１３が表ｆ玉さも截く良好に形成できた。久に
、第１図（切に示す門口＜、ＡＯｄｉｃ！１２に一対し
＆Ｉシャ尋ｌこ＝って−Ａ口部を形成し、−７＊　ｙ（
、８１Ｗ　（ｆ）　／（示すｑく、Ａ１１ｉのａ口部１
ｃＫＵＨＳ？工び不＝９収るエツチング液を作用ぜぜて
、シリコン基板をエツチングして８ｔＣ，ｙ１２ｔｍ出
し之。こうして、Ｘ礪−元マスク１０ｔ−Ｓ遣しｔｏこ
のｘ＠露露光スク１０のレジストバター７１４とエツチ
ング後のＸ＃ｄ収体）くメー７１３とのｇ、蓋ずｆをΔ
ＩＫＯＮ社製の光波２１ｒこより測定した結果、Ｏ，（
１３μｍ（３４〕と良好な唾であり九。

なお前述した実ｍ？１１では、Ｔａ模甲のＩｒの含有量
が１０　ａ　ｔ’ｓの場合を示したが、Ｉｒの含有量が
８〜５４　ａ　ｔ’慢でめりて４Ｔａ−Ｉｆ甘せａが非
蟲質構造の膜となることがわかりこのＪｄＩ４曾も同様
の効果を傅た。

Ｔａ−Ｉｒ合省以外の以下に示す合金についても応力が
安短でしかも大きい密番ｔ−ｎした４ｆｆ實Ｘａｔ及収
不パパタ７が−らｎた。７？：、　ｒｃ　Ｌ、、その組
匝２　ｄ　’ｆ’ａ　−ＰＬ　Ｏ場合、Ｔａｇ＃−ｐの
Ｐｔ、ｐ含有量が２〜５７ａｔ、ｇＧ、’ｒａ−λＵの
４甘、Ｔａｉ中のλ■の含有゛−が１９〜３０ａｔ、優
、ｉＷ　　Ｐｉ　（ｉ４曾、”ａ中ｔＤ？ｔの含有量が
９〜４５ａｔ０％、ＶＶ−λＵの場合、Ｗ−千０λＵの
ｉ育ｔが１５〜２７２ｔ、％、Ｗ−１ｒＪ）場合、ｎ　
Ｊ　ＣＰ　Ｊ）　Ｌ　ｒ　ノ富有奮が７〜５ｉａｔ、＊
、Ｈｆ−Ｐｔｔｙ；場合、）ｉｆ模膜中Ｐｔの富有Ｘが
２２〜６３ａｔ、噂、１ｆ−Ａｕ０＠ｗ、１−１ｆ−甲
のＡｕ０ｔＷ菫が２１５〜３４ａｔ。

４、）ｉｆ−１ｒＯ＠合、Ｈｆ１！中ｏ　１　ｒ　ｔＤ
　ｔ　Ｎ量が１７〜□Ｑａｔ、畳の時、非晶質構造が形
成された。

！３図は、Ｔａ−１ｒぢ普襖により形成し九Ｘ線吸収体
パターンを有する前記Ｘ＠露光マスクを用いたＸ縁績元
装置の断面図である。この図において纂１凶と同一の部
分には＋ＬＪ−の付号を付して示す。この図に示すよう
にＸ線源３１とその下に設けられたＨｅＯ封入されたチ
ャンバー３２の間にはＢｅ　ｇのｇ３３が投けられてい
る。ここでｋｉｅ及びＢｅ　５ｃ用い几理由はこｎらの
り質がＸ　ｅ　ｍ　ｗｈら放射さｎるＸ、Ｊ３４Ｑよく
透過さぞる〃１らである。

−万、Ｘ張ｍｆ、マスク１０はＨｅチーンバー底邪に取
９げケらｎｌ　このｘ−ｓｙｔマスク１ｔ）ｉルして試
料−を甘（クエハステージ）３５二り試料３６表１に食
、市ブ１したレジスト３７１こ４（憾３４が照射さ！’
−６゜スにど−ク及愛１０λａｄＯ＆尤３４ｔＸ＃に用
いてパターン４ｊ、４を行った旧来を述べる。

レジストとしてＰ、！１ａ−ｖＡ３７　ｋ　１　ａｍ　
＋／）、ＩＬさでｘｒａし九ンリコンウェハ（試料）ｊ
６と前記入−逼光マスクｌ　Ｏｔ−３０，ａｍＣＤｘｉ
ａ−でｔｆｆｉｎ　Ｌｊ４尤し、’ＣトＣ−ロ、α２ａ
ｍ、Ｄライン藝スペースのＶジストハメーンが良好に形
成甥ｔシ、’Ｉ’ａ　　Ｉｒぢ金ρ・りなるＸ線吸収体
パターンが非言Ｉｃ尚櫂ずに形成きＩしていることが確
認できた。

ま几、Ｘ線照射量（ドーズｔ）とＸ＃吸収体パターンの
応力との１係ｔｇ４Ａに示し九。この凶に示すＬうに、
従来の非晶質ＷＮｘ全Ｘ１＆収渾パいた場合は、変化が
児らｎなかり之。

さらに、Ｘｉ！教収体堆積後の日数とＸ−吸収体パター
ンの心力との関係を第５図に示した。このＪ）九。ノａ
＜化がを小り之。

；６−５本元４４は上述し之実庖列に衷足さｎるも・７
つではない。Ｘ−欧収渾ＶＤＭ料は、ｖＶ、Ｔａ、ｆｉ
ｆのうＣ）　ｌ　”ｘＬ＋以上、小つＩ　ｒｅ　Ｐ　’
　＊　ｋＬＩＵｒうちｌ−分以上金言むものでめ几ば＝
く、例えにｖＶ−Ｔａ−λＵのよ５ｉＣ３ａＳＥ分を含
んたｔので４ｈ＝い。

さらに、Ｘ４１ｆ！噛性の４膜は、８直ｃ４ｖｃ限らず
Ｓｉ、　ＢＮ　、　Ｓｉ等でも９絽である、また、せ金
膜の形成法も非偽貞せ金り）ターゲットを用い九スパッ
タリング法やＣＶＤ法や環１法やＭＢＥ法などでも良い
。合金−をエツチングする際のエツチングガスはＣＦ４
と偽の混せガス等エツチングが９紺なものであれば良い
。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で慣々変形し
てメ１することができる。

〔尾切の効果〕

以上、評述しえように、本発明によｎばＸｌｌ吸収体パ
ターンの表面の凹凸が慝磯でさる大きさになる。１ｔ１
非」１′ｉ−膚遺Ｏ之ってｊ千へのガス及１＃が燕く応
力がＩＤて安定でめり、南端ｌの応力コントロールが３
Ｔ拒でめる。こｎ、ｉｃ　：　ｒ）　、Ｘ縁Ｊ１元マス
クＪ〕パターンの微細化おＬび扁膚籠なＸ襟Ｊｌｆｔ県
現することが９粍でるる。

４、Ｗ司の笥◆な況明 ４４１図は不艷明に＝る一夾飛例に係Ｏるｒａ　−ｆｒ
合逮しＸ巌吸収俸？（シ之Ｘ−虞光マスクの製造工程倉
承丁断面図、＾２図に、前記製造工程Ｖこおいてスパッ
タリング時のλｒ正圧力応力との関ｖｋを示した特性凶
、楓３８」は本発明によるＴａ−Ｉｒ合金吸収体を徊し
たＸ巌Ｊ１元マスクを用いたＸ＠縛先光装置承し九断面
図、Ｊ！４〆ばＸ婦露光時におけるドーズ量とＸ崖吸収
体パターンの応力との！ＪＡ係を示す％唯１、第５図は
Ｘ線吸収淳准墳優の日数とＸ線吸収体の応力との関係を
示す特性図である。

ＩＯ・・・Ｘ４Ｉ露光マスク、１１・・・シリコン基板
（マスク支ｆＰ俸ン、１２・・・８ｉＣ３７１（Ｘ線透
過性薄Ｊ）、１３　・Ｔａ　−１ｒ　＊４ｔａ＊　（Ｘ
ＩＩ＆収坏）、１４・・・レジスｒ、３１−・・Ｘ１諒
、３２・・・Ｈｅの封入さｎたチャンバー　３３・・・
Ｂｅ叔の６．３４・・・Ｘ＠（３ｔＪＦＬ−７）、３５
　・＝　Ｒｊ’＋　ｇ　ｆ　ａ　（７＝　”ステージ、
１１．３６・・・Ｘ、科（シリコンタエノ１〕、３７・
・・レジスト（ＰＭ−ｖ１λ、。

代理人　ｆＰ理士　　則　近　４１Ｓ５２３．３５１０ Ａｒ　ｈｎ　（ｍＴｏｒｒ） 第 図 ↑↑↑

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線を透過するＸ線透過性薄膜と、この薄膜を支
   持する支持体と、前記Ｘ線透過性薄膜上に形成され、Ｗ
   、Ｔａ及びＨｆのうち少なくとも１つとＩｒ、Ｐｔ及び
   Ａｕのうち少なくとも１つとを含む合金からなるＸ線吸
   収体パターンとを有することを特徴とするＸ線露光マス
   ク。
2. （２）Ｘ線を照射するＸ線源と、このＸ線が照射される
   Ｘ線透過性薄膜と、この薄膜を支持する支持体と、前記
   Ｘ線透過性薄膜上に形成され、Ｗ、Ｔａ及びＨｆのうち
   少なくとも１つとＩｒ、Ｐｔ及びＡｕのうち少なくとも
   １つとを含む合金からなるＸ線吸収体パターンとを有す
   るＸ線露光マスクと、前記Ｘ線透過性薄膜を透過したＸ
   線が表面に照射されるように試料を載置する試料載置台
   とを置むことを特徴とするＸ線露光装置。