JPH0851066A - Ｘ線マスク、ｘ線マスクの製造方法およびｘ線マスクの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度、位置精度に優れたＸ線マスクを製
造し、それを用いてＸ線転写による高精度の回路パター
ンを得る。 【構成】 メンブレンの上方にＸ線吸収体、エッチング
マスク、レジストの順に形成されたＸ線マスクにおい
て、式 ｄx／ｒ≦ｄe≦ｄl×ａ／１００ ｄx：Ｘ線吸収体の厚さ ｒ：Ｘ線吸収体に対するエッチングマスクの選択比 ｄl：必要とされるＸ線吸収体のパターン寸法 ａ：必要とされるＸ線吸収体のパターン精度（％） で決定したエッチングマスクの厚さｄeを用いることに
より、高精度なＸ線マスクを実現し、それを用いて、Ｘ
線転写による高精度の回路パターンを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線リソグラフィに
使用するＸ線マスク及びその製造方法、その製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図32は、特開平5ー217862号公報に示され
た従来のＸ線マスクの概略構造を示したものである。図
において１は２mm 厚程度のシリコン（Si）基板、２は
シリコン基板上に成膜された厚さ２μm程度のメンブレ
ン（Ｘ線透過材）で通常ＳｉＣ等のＸ線透過率のよい軽
元素セラミックスからなる。３はメンブレンを可視光の
反射や荷電粒子による帯電から防止するための保護膜で
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる。４は１〜２％
のチタン（Ｔｉ）を含むタングステン（Ｗ）膜（Ｗ−Ｔ
ｉ）からなるＸ線吸収体で、所望の半導体の回路パター
ン７が形成されている。５はＸ線吸収体をパターニング
するためのエッチングマスクでクロム（Ｃｒ）からな
る。

【０００３】次に上記Ｘ線マスクの製作プロセスを図33
に従って説明する。工程(a)ではシリコン基板１の上面
にＳｉＣ膜２を形成し、工程(b)では弗硝酸等の薬液で
シリコン基板の中心部を溶解除去し、ＳｉＣの自立膜
（メンブレン）２を形成する。この工程をバックエッチ
と称する。次に工程(c)でエッチングストッパ兼反射防
止機能を持つＩＴＯ膜３、Ｘ線の吸収体であるＷ−Ｔｉ
膜４、エッチングマスクとしてのＣｒ膜５、及びレジス
ト膜６を順次スパッタや回転塗布法で形成し、電子ビー
ム（図示せず）で半導体パターンを描画する。工程(d)
ではレジストが現像され、レジストパターン6’が形成
されている。工程(e)ではＣｌ₂／Ｏ₂の混合ガスを用い
てＣｒ膜をエッチングし、次にＣｒ膜をエッチングマス
クとしてＳＦ₆／ＣＨＦ₃混合気を用い、シリコン基板を
底部より低温ヘリウム（Ｈｅ）等で−50℃程度まで冷却
し、低温エッチングによりＷ−Ｔｉの回路パターン７を
形成する。底面のＩＴＯ膜はＷ−Ｔｉとのエッチング選
択性が大きいため、エッチング時間を長くしても安定で
あり、マスク面内で均一な垂直パターンを形成すること
ができる。

【０００４】図34は、完成したＸ線マスクを用いてシリ
コンウエハ上にパターンを転写する原理図を示したもの
である。Ｘ線マスク38を露光材（レジスト）を塗布した
シリコンウエハ39と近接して平行に設置し（ギャップ＝
10〜50μｍ）、シンクロトロン（ＳＲ）放射光源等から
のＸ線41を照射した例である。マスク上の微細半導体パ
ターン38aをシリコンウエハ39上に転写することができ
る。図において、38bはマスク上の微細半導体パターン3
8aのある領域（ウインドウ）、40はシリコンウエハ39上
に転写されたパターンを示す。

【０００５】また、Ｘ線マスクは通常、Ｘ線透過層（メ
ンブレン）のＸ線透過領域の大きさ（ウインドウサイ
ズ）が回路パターンよりも大きいため、このＸ線マスク
を用いて、プロセスウエハ上に露光を繰り返してできる
だけ多数のチップパターンを形成しようとすると、Ｘ線
露光時に隣接するチップの一部を方形のウインドウの辺
に沿って、多重露光（最大４回）してしまう。また、隣
接するチップの間隔をあけて多重露光を避けようとすれ
ば、Ｘ線マスクのウインドウの大きさ毎にしか露光でき
ず、プロセスウエハに形成できるチップの数が少なくな
るという問題があった。この多重露光に関する問題をか
ぶり露光という。このかぶり露光を避けるために、Ｘ線
吸収体の厚さを４重露光でも十分なコントラストが得ら
れる程度まで厚くすることが考えられるが、Ｘ線吸収体
の厚さは転写特性から最適な値が存在し、必ずしも厚い
方がよいわけでなく、さらに高アスペクト比の吸収体を
エッチングによりパターン形成することは困難であっ
た。

【０００６】図35はこの問題を避けるために用いられた
従来のＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図に
おいて、８はサポートリング、10はＡＲコートでエッチ
ングストッパを兼ねている。4aは第１の成膜工程による
Ｘ線吸収体膜、4bは第２の成膜工程によるＸ線吸収体膜
である。工程を(a)〜(d)に従って説明する。まず、第１
の成膜工程(a)では予めバックエッチを完了したＸ線透
過層２にエッチングストッパを兼ねたＡＲコート10、第
１のＸ線吸収体膜4a、レジスト膜６を成膜する。次に第
１のパターン形成(b)を行なうためにレジスト膜６をパ
ターニングし、それをエッチングマスクとして第１のＸ
線吸収体膜4aをエッチングする。次の工程(c)で、第１
のＸ線吸収体膜4aの上に第２のＸ線吸収体膜4bを成膜す
る。最後に工程(d)で、再塗布したレジスト膜６の回路
パターンを形成した後、それをエッチングマスクとして
第２のＸ線吸収体4bをエッチングしてＸ線吸収体回路パ
ターンの形成を行なう。このようにして、回路パターン
周辺部のかぶり露光防止用Ｘ線吸収体膜の厚さを回路用
パターンを有するＸ線吸収体膜の厚さをより厚くするこ
とにより、かぶり露光防止機能を形成していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のマ
スクは、吸収体とそのエッチングマスクの膜厚比（吸収
体厚／エッチングマスク）は、エッチングの際の選択比
（吸収体のエッチングレート／エッチングマスクのエッ
チングレート）より小さく設定され、一般的なエッチン
グの選択比は10〜15程度であるため、膜厚比は通常は10
以下（エッチングマスクは吸収体の厚さの10％以上）で
あった。このようにエッチングマスクが厚いと、レジス
トによるエッチングマスクのパターン形成の際寸法精度
が低下し、その結果精度の低いエッチングマスクでＸ線
吸収体のパターン形成を行わなければならず、Ｘ線吸収
体の寸法精度が悪くなるといった問題点があった。

【０００８】また、従来は吸収体をエッチングする際
に、通常エッチングマスクを垂直に近い異方性エッチン
グを行っていたが、この状態でＸ線吸収体のエッチング
を行うとＸ線吸収体の形状がマスク形状に倣って垂直に
近くなり側壁の角度を制御するのが困難であった。

【０００９】また、従来はタングステンを含むＸ線吸収
体のエッチングマスクとしてクロムや酸化アルミニウム
などを用いていたので、これらでは、エッチングの選択
比が不十分で適切なエッチング形状が得られない場合が
あるといった問題点があった。

【００１０】また、エッチングする際に、ウエハとステ
ージを機械的に押しつけていたが、これは、ウエハとス
テージの間の密着が完全でなく、微小な隙間を通って、
低温エッチング時に使用する冷却用のガスが漏れ、冷却
効率が低下する。エッチングのパターン精度は温度依存
性があり、冷却温度のばらつきがそのまま精度に反映さ
れるため、最終的なパターン精度が低下するといった問
題があった。このガス漏れ対策が可能になったとして
も、Ｘ線マスクはエッチングの際、ウエハ状態でのエッ
チングを行ったり、メンブレン状態で行ったり、またそ
の際ウエハの厚さが異なったり、さらにメンブレン状態
のウエハにサポートリングが接着してある場合など様々
な状態が考えられるため、様々な形状のＸ線マスクをウ
エハとステージの密着性を確保して、１台のエッチング
装置でエッチングすることは不可能であった。

【００１１】また、完成したマスクを用いて転写を行う
際、マスクの表面に金属がむき出しの場合、吸収体から
の光電子やオージェ電子等の２次電子がウエハ上のレジ
ストに当たり、その結果レジストがこれら２次電子によ
り露光されてパターンが悪くなるといった問題があっ
た。

【００１２】また、エッチング時に被エッチング物が十
分に除去されないとエッチング残渣が発生する。この残
渣は後工程の成膜やパターン形成工程に悪影響を及ぼ
し、最終的に転写精度を左右する要因となる。残渣の発
生原因は多数あるが、Ｘ線吸収体とその上に配置された
エッチングマスク及びＸ線吸収体とその下に配置された
エッチングストッパとの選択比が大きい場合や、Ｘ線吸
収体のパターン精度を向上させるために異方性エッチン
グを行ってエッチング後の形状をできるだけ垂直にする
場合には、エッチングマスクの除去が不十分となりやす
く、エッチングマスク材が残りやすい。エッチング材が
残るとＸ線吸収体のエッチングの際にＸ線吸収体の残渣
が生じる。また、Ｘ線吸収体が十分にエッチングされず
にＸ線吸収体が残ると、その下に配置されたエッチング
ストッパのエッチングの際にエッチングストッパの残渣
が発生するといった問題があった。

【００１３】また、従来のように吸収体の成膜後にエッ
チングマスクの成膜を行い、しかる後にアニールを行う
と、吸収体とエッチングマスクの界面で拡散層が形成さ
れるため、この拡散層はエッチングで除去しにくく、吸
収体の残渣が発生しやすいといった問題点があった。

【００１４】また、従来は吸収体の凹部のエッチングマ
スクはエッチングが困難なため、エッチングマスクの材
料が残りやすく、その結果エッチングの際に吸収体の残
渣が発生しやすいといった問題があった。

【００１５】また、従来はＸ線吸収体のエッチングの
際、エッチングの終了は例えばエッチング時間で管理す
る等十分制御されておらず、エッチングの不十分なもの
が発生したり、ロット間でエッチングの不均一が生じる
といった問題があった。

【００１６】また、従来のＸ線マスクでは、メンブレン
としてＳｉＣ膜を用いているため、アライメント光の透
過率が低く反射防止膜が必要であった。従来例ではイン
ジウムすず酸化物（ＩＴＯ）膜を反射防止膜として用い
ることによりエッチングストッパや、帯電防止機能を兼
ね備えることに成功した。しかしこのような機能を有す
る膜はＩＴＯに限定されるわけではなく、吸収体材料や
メンブレン材料に応じて選択の幅を持つことが望まれて
いた。またＩＴＯはインジウムやすずの原子量が大き
く、Ｘ線の吸収が大きくなってしまうという問題があっ
た。

【００１７】また、Ｘ線マスクのパターン位置精度の向
上には、Ｘ線吸収体の低応力化（10ＭＰａより小）が必
須である。しかし、成膜工程の再現性が不十分であるた
め、決められたプロセスに従って吸収体の成膜を行うと
その応力は例えば±５０ＭＰａの範囲でばらついてしま
う。この対策としてＸ線マスク工程中に吸収体の応力を
測定することが考えられる。しかし、応力計測に適した
ものしか使用することができず、制約されたものではＸ
線マスクとして使用できなくなる。一方、通常は、応力
計測はＸ線マスク用メンブレンの基板として用いるシリ
コンウエハの反りから計測するため、実際に用いられる
Ｘ線マスクとは形態が異なり、正確な応力計測と制御が
難しかった。

【００１８】さらに、応力計測については次のような問
題がある。図36には最も単純なＸ線マスクの製造プロセ
スを、図37にはＸ線吸収体の上方に所望の膜が積層され
たＸ線マスクの構造を示す。図において、１はシリコン
基板、２はＳｉＣからなるメンブレン、４はＸ線吸収
体、６はレジスト、８はサポートリング、９はＣｒから
なるエッチングストッパ、10はＳｉＯ₂からなる反射防
止膜（ＡＲコート）、５０はＳｉＯ_２からなる平坦化膜
である。この平坦化膜５０はこの膜の上に形成されるＸ
線吸収体であるＷーTi膜４の結晶構造をアモルファス化
するために必要となる膜である。図37において、これら
の膜は図で示される順に成膜され、これら積層された膜
の上に電子線用レジスト（図示せず）が塗布され、電子
線リソグラフィによって形成されたレジストパターンを
マスクとしてＷーTiのＸ線吸収体４と同時に平坦化膜50
をエッチングしてパターンを形成する。さらに、エッチ
ングストッパ９までエッチングしパターニングした後、
最後にレジストを除去し、パターンが形成されたＸ線マ
スクが完成する。

【００１９】図36のような単純な構造であればＸ線吸収
体のみ応力制御し、低応力化が実現できればパターン位
置精度は確保できる。しかし、図37のように積層された
構造であれば、Ｘ線吸収体のみ応力制御しても、最終的
にＸ線吸収体と同じパターンを有する膜、ここではＣｒ
からなるエッチングストッパ９とＳｉＯ₂からなる平坦
化膜50、については応力制御がなされず、残った応力に
よりパターン位置精度が低下してしまうという問題があ
った。

【００２０】さらに、従来のＸ線マスク製造工程では、
かぶり露光防止機能を発現させるために、第１の成膜工
程、第２の成膜工程におけるＸ線吸収体のエッチングを
するためのエッチングマスクとして単層レジストを使用
していた。しかしながら、使用するレジストとＸ線吸収
体膜のエッチング耐性の比が十分でない場合、厚いＸ線
吸収体膜の回路パターン形成を行なうには、それにみあ
う厚いレジスト膜のパターン形成を行なう必要があり、
レジスト膜のパターン形成手法として通常用いられる電
子線描画、エキシマステッパなどでは精度のよいレジス
トパターン形成が困難であった。

【００２１】また、従来のＸ線マスク作製工程では、Ｘ
線吸収体の成膜を第１の成膜工程、第２の成膜工程にお
いてそれぞれ行なっていたが、繰り返し成膜することで
Ｘ線マスク製造時間、コスト共、要するという問題があ
り、これらの削減が課題となっていた。

【００２２】また、従来のＸ線マスク作製工程では、第
１のパターン形成工程によって形成したＸ線吸収体の側
壁の角度がほぼ垂直な急峻なものであったため、その形
状の上にはレジスト膜を均一に成膜することは難しく、
パターン形成の高精度化を妨げていた。

【００２３】また、従来のようなＸ線マスクでは、Ｘ線
マスクにかぶり露光を防止するための機構を設けようと
するならば、その作製のための工程、すなわち成膜、レ
ジスト塗布、レジストパターン形成、エッチングなどの
工程が必要であったり、Ｘ線マスクの製造時間削減、コ
スト低減に反していた。

【００２４】さらに、専用のかぶり露光防止板を作製す
る場合、方形のウインドウの四隅が理想的に直角であ
る、即ち隅部で丸みのないかぶり露光防止板を作製する
ことは困難であったため、転写パターンの隅部の精度が
低かった。

【００２５】本発明は、係る問題点を解決するためにな
されたもので、Ｘ線マスクの吸収体パターンを精度良く
作製することのできるＸ線マスク、Ｘ線マスクの製造方
法及びＸ線マスクの製造装置を提供することを目的とし
ている。

【００２６】また、パターニングの際の残渣発生を防止
し、寸法精度、位置精度に優れたＸ線マスクを製造し、
それを用いてＸ線転写による高精度のレジストパターン
を得ることのできるＸ線マスク及びＸ線マスクの製造方
法を提供することを目的としている。

【００２７】また、エッチングの終点検出を行うことで
エッチングの均一性を高めたりすることにより、寸法精
度、位置精度に優れたＸ線マスクを製造し、それを用い
てＸ線転写による高精度のレジストパターンを得ること
のできるＸ線マスクの製造装置を提供することを目的と
している。

【００２８】また、Ｘ線の吸収が少ない反射防止膜を有
するＸ線マスクを提供することを目的としている。

【００２９】また、工程中のＸ線マスク上の吸収体の応
力を知り、かつ低応力化を図る手段を有するＸ線マスク
の製造方法を提供することを目的としている。

【００３０】さらに、回路パターンの精度に影響を与え
ない簡単な方法で、かぶり露光の防止が可能なＸ線マス
クおよびＸ線マスクの製造方法を提供するものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
Ｘ線マスクの製造方法は、Ｘ線吸収体の厚さと必要とさ
れるパターン精度とから規定された厚さのエッチングマ
スクを配置したものである。

【００３２】請求項２の発明に係わるＸ線マスクの製造
方法は、請求項１のＸ線マスクにおいて厚さの規定され
たエッチングマスクを最もエッチング速度の速い層の直
下に配置することを規定したものである。

【００３３】請求項３の発明に係わるＸ線マスクの製造
方法は、請求項２の最もエッチング速度の速い層がレジ
ストであることを規定したものである。

【００３４】請求項４の発明に係わるＸ線マスクの製造
方法は、Ｘ線吸収体にパターンを形成するためのエッチ
ングマスクを等方的にエッチングするものである。

【００３５】請求項５の発明に係わるＸ線マスクは、タ
ングステンもしくはタングステンを主成分とするＸ線吸
収体のエッチングマスクもしくはエッチングストッパと
して、白金及びその化合物もしくは、クロムの窒化物
や、クロムの窒化酸化物を用いたものである。

【００３６】請求項６の発明に係わるＸ線マスクの製造
装置は、エッチング装置に被加工物であるＸ線マスクを
保持する手段と、この保持手段とＸ線マスクとの間の熱
伝導を向上させる手段を設けたものである。

【００３７】請求項７の発明に係わるＸ線マスクの製造
装置は、請求項６の熱伝導を向上させる手段が金属パッ
キン等を配置することによる圧力制御であることを規定
したものである。

【００３８】請求項８の発明に係わるＸ線マスクの製造
装置は、請求項６の熱伝導を制御する手段が、種々の形
状のマスクに応じて交換可能なホルダーやスペーサ等の
熱伝導率の高い物質を配置することを規定したものであ
る。

【００３９】請求項９の発明に係わるＸ線マスクは、パ
ターン形成されたＸ線吸収体の上に２次電子発生抑制層
を備えたものである。

【００４０】請求項１０の発明に係わるＸ線マスクは、
請求項９の２次電子発生抑制層が炭素を主成分とする層
であることを規定したものである。

【００４１】請求項１１の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項１０の炭素を主成分とする２次電子発
生抑制層を、Ｘ線吸収体をエッチングガスによりエッチ
ングしパターン形成を行う工程、炭素を含有するガスの
濃度をエッチング時よりも高くして炭素を主成分とする
膜を形成する工程により形成することを規定したもので
ある。

【００４２】請求項１２の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項１１のエッチングガスがＳＦ₆または
ＳＦ₆とＣＨＦ₃の混合ガスであることを規定したもので
ある。

【００４３】請求項１３の発明に係わるＸ線マスクは、
エッチング時に残渣発生を抑制する手段を備えたもので
ある。

【００４４】請求項１４の発明に係わるＸ線マスクは、
請求項１３の残渣発生を抑制する手段として、Ｘ線吸収
体とエッチングストッパの間またはエッチングマスクと
Ｘ線吸収体との間に、拡散抑制層を配置したものであ
る。

【００４５】請求項１５の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項１４のＸ線マスクにおいて、Ｘ線吸収
体の上にエッチングマスクを形成する工程の前にＸ線吸
収体をアニールする工程を配置することを規定したもの
である。

【００４６】請求項１６の発明に係わるＸ線マスクは、
請求項１４のＸ線マスクにおいて、Ｘ線吸収体のエッチ
ングマスクまたはエッチングストッパと、Ｘ線吸収体膜
との間にＸ線吸収体のエッチング条件でエッチングされ
る層を備えたことを規定したものである。

【００４７】請求項１７の発明に係わるＸ線マスクは、
請求項１６のＸ線吸収体のエッチング条件でエッチング
される層がＳＯＧもしくは酸化珪素等のシリコンを含有
したものであることを規定したものである。

【００４８】請求項１８の発明に係わるＸ線マスクは、
請求項１３の残渣発生を抑制する手段として、Ｘ線吸収
体の表面粗さが制御されたことを規定したものである。

【００４９】請求項１９の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項１３の残渣発生を抑制する手段とし
て、Ｘ線吸収体のエッチングの、異方性エッチングと等
方性エッチングの制御によることを規定したものであ
る。

【００５０】請求項２０の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項１３の残渣発生を抑制する手段とし
て、被エッチング面を下向きに配置したＸ線マスクを超
音波振動子のような手段により振動を与えることを規定
したものである。

【００５１】請求項２１の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、Ｘ線マスクの吸収体のエッチングの際、Ｘ線
マスクの透過光の検出値に応じてエッチングを終了させ
るものである。

【００５２】請求項２２の発明に係わるＸ線マスクは、
反射防止膜としてＡｌＺｎＯxまたはＳｎＳｂＯxまたは
ＳｎＯxのいずれか１種以上の膜を備えたものである。

【００５３】請求項２３の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、基板にＸ線吸収体を形成する工程、該Ｘ線吸
収体の応力を所定の条件で制御する工程を備えたＸ線マ
スクの製造方法において、モニタ基板上に形成したＸ線
吸収体の応力の計測値により基板上に形成したＸ線吸収
体の応力を制御する条件を決定するものである。

【００５４】請求項２４の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、基板上にＸ線吸収体を形成する工程、該Ｘ線
吸収体の上方に所定の膜を形成する工程、少なくともＸ
線吸収体に所定のパターンを形成する工程を備えたＸ線
マスクの製造方法において、Ｘ線マスク完成時点でＸ線
吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を形成す
る工程の後に、前記Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と
同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計
測し、該応力を制御する工程を備えたことを規定するも
のである。

【００５５】請求項２５の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項２４において、Ｘ線吸収体の応力と該
Ｘ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応
力の総和を計測し、該応力を制御する工程が、応力計測
とアニール処理との繰り返しで構成され、前記アニール
処理におけるアニール温度が所望のアニール温度よりも
低温で且つ、一回もしくは複数回のアニールを行うとと
もにアニール後の応力の総和を計測し、Ｘ線吸収体と同
じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の直
後の応力総和計測結果と上記一回もしくは複数回のアニ
ール後の応力総和計測結果とから最終アニール温度を決
定し、前記最終アニール温度でアニール処理を行う工程
であることを規定するものである。

【００５６】請求項２６の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項２４または２５において、Ｘ線マスク
完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくと
も一層を形成する工程の後に、前記Ｘ線吸収体の応力と
該Ｘ線吸収体と同じパターンを有する他少なくとも一層
の応力の総和を計測し、該応力を制御する工程におい
て、基板とは別にモニタ基板を用い、上方にＸ線吸収体
及びＸ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを
有する少なくとも一層が形成されたモニタ基板を用いた
応力計測結果をもとに、前記Ｘ線吸収体及びＸ線マスク
完成時点でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくと
も一層の形成された基板の応力の総和を制御する条件を
決定するものである。

【００５７】請求項２７の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、請求項２３または２６において、モニタ基板
がバックエッチされた基板であることを規定するもので
ある。

【００５８】請求項２８の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、基板上にＸ線吸収体を成膜する第１の成膜工
程、前記Ｘ線吸収体の一部を除去し回路パターン形成領
域を形成する第１のパターン形成工程、基板全面に再度
Ｘ線吸収体を成膜する第２の成膜工程、前記Ｘ線吸収体
に回路パターンを形成する第２のパターン形成工程から
なるＸ線マスクの製造方法において、第１のパターン形
成工程に多層レジストを用いたものである。

【００５９】請求項２９の発明に係わるＸ線マスクの製
造方法は、基板上にＸ線吸収体を成膜する第１の成膜工
程、前記Ｘ線吸収体の一部かつ所定の厚さまで除去し回
路パターン形成領域を形成する第１のパターン形成工
程、前記Ｘ線吸収体の回路パターン形成領域に回路パタ
ーンを形成する第２のパターン形成工程からなるもので
ある。

【００６０】請求項３０の発明係わるＸ線マスクの製造
方法は、請求項２８または２９のＸ線マスクにおいて、
かぶり露光防止用Ｘ線吸収体を形成する際、形成したか
ぶり露光防止用Ｘ線吸収体側壁にテーパを設けることを
規定したものである。

【００６１】請求項３１の発明係わるＸ線マスクは、か
ぶり露光防止板をメンブレンを支持するシリコン基板に
備えたものである。

【００６２】請求項３２の発明係わるＸ線マスクは、請
求項３１のかぶり露光防止板をシリコンの異方性エッチ
ングにより形成することを規定するものである。

【００６３】請求項３３の発明係わるＸ線マスクは、請
求項３１のかぶり露光防止板を複数のＸ線吸収体からな
る板を重ね合わせることにより形成することを規定する
ものである。

【００６４】

【作用】この発明の請求項１に係わるＸ線マスクの製造
方法は、エッチングマスクの厚さがＸ線吸収体の厚さと
必要とされる精度とにより規定された最低限の厚さの薄
いものであるため、エッチングマスクのエッチングの
際、エッチングが異方性、等方性に依らず、エッチング
マスクの寸法精度は維持できる。その結果Ｘ線吸収体の
エッチングの際の寸法精度を維持することができる。

【００６５】また、この発明の請求項２、３に係わるＸ
線マスクの製造方法は、請求項１の厚さの制御されたエ
ッチングマスクを例えばレジストのような最もエッチン
グ速度の速い層の直下に配置したので、エッチングマス
ク自身のパターン精度を左右する直上の層がエッチング
されやすいため所望の精度を保ち易く、その結果パター
ン形成されたエッチングマスクの精度も高く、最終的に
Ｘ線吸収体のエッチングの際の寸法精度を維持すること
ができる。

【００６６】また、この発明の請求項４に係わるＸ線マ
スクの製造方法は、請求項１において等方的にエッチン
グされたエッチングマスクを用いて、Ｘ線吸収体のエッ
チングを行うので、吸収体の側壁が垂直でなく斜めにエ
ッチングすることが可能となる。そのため、Ｘ線位相シ
フト効果と呼ばれる、パターンの場所により吸収体の厚
さにばらつきがある時、その場所を通過するＸ線の位相
が変化し、回折現象が生じ、その結果、微細パターンま
で転写可能となる。

【００６７】また、この発明の請求項５に係わるＸ線マ
スクは、白金やその化合物は、タングステンを含むＸ線
吸収体とのエッチングの際エッチングの選択比が大きい
ため、Ｘ線吸収体のエッチングが容易に行われる。ま
た、クロムの窒化物やクロムの窒化酸化物はタングステ
ンを含むＸ線吸収体との選択比が大きいため、白金やそ
の化合物と同様にＸ線吸収体のパターニングの際のエッ
チングマスクやエッチングストッパとして優れている。

【００６８】また、この発明の請求項６のＸ線マスクの
製造装置は、被加工物であるＸ線マスクを保持する手段
とこの保持手段とＸ線マスクの間に熱伝導を向上させる
手段を備えたので、エッチング時の被加工物であるＸ線
マスクの温度が制御され、エッチング精度が向上する。

【００６９】また、この発明の請求項７のＸ線マスクの
製造装置は、請求項６の保持手段とＸ線マスクの間の熱
伝導を向上させる手段として両者の間の圧力を制御する
手法を用いたので、Ｘ線マスクの冷却用のガスがリーク
しにくく、その結果Ｘ線マスクの裏面ガス圧が上昇しＸ
線マスクの冷却効率が上昇する。そのため、エッチング
精度が向上する。

【００７０】また、この発明の請求項８のＸ線マスクの
製造装置は、請求項６の保持手段とＸ線マスクの間の熱
伝導を向上させる手段として両者の間に熱伝達物を配置
したので、種々の形状のＸ線マスクのエッチングに対応
できる。

【００７１】また、この発明の請求項９のＸ線マスク
は、パターンが形成されたＸ線吸収体の上に２次電子抑
制層を備えたので、完成したＸ線マスクを用いてパター
ンを転写する際にＸ線による２次電子の励起を抑制する
ことができ、２次電子の露光によるパターン精度の低下
を防止できる。

【００７２】また、この発明の請求項１０のＸ線マスク
は、請求項９の２次電子抑制層として炭素を主成分とす
る層を用いたので、Ｘ線による２次電子の励起抑制が効
率的に行われ、２次電子の露光によるパターン精度の低
下を防止できる。

【００７３】また、この発明の請求項１１のＸ線マスク
の製造方法は、請求項１０の炭素を主成分とする２次電
子抑制層の形成方法として、Ｘ線マスクパターンのエッ
チングが終わった後、エッチングガスの成分を変えるこ
とで、炭素を含む膜を成膜したので、簡便に２次電子抑
制層が形成できる。

【００７４】また、この発明の請求項１２のＸ線マスク
の製造方法は、請求項１１の炭素を主成分とする２次電
子抑制層の形成方法として、Ｘ線吸収体であるタングス
テンをエッチングする際、ＳＦ₆もしくはＳＦ₆−ＣＨＦ
₃ガスを用いてエッチングし、タングステンのパターニ
ングが終了すると同時にＣＨＦ₃ガスの量を多くして炭
素を主成分とする層を形成したので、エッチングと同じ
工程で、簡便に、２次電子抑制層が形成できる。

【００７５】また、この発明の請求項１３のＸ線マスク
は、Ｘ線吸収体エッチング時の残渣発生を抑制する手段
を設けたので、残渣による最終的な転写精度の低下を防
止することができる。

【００７６】また、この発明の請求項１４のＸ線マスク
は、Ｘ線吸収体とエッチングマスクまたはＸ線吸収体と
エッチングストッパが互いに混入しないよう独立となる
ように拡散抑制層を備えたので、拡散層部で発生し易い
エッチング残渣の発生を抑制できる。

【００７７】また、この発明の請求項１５のＸ線マスク
の製造方法は、Ｘ線吸収体上にエッチングマスクを形成
する工程の前にＸ線吸収体をアニールする工程を配置し
たので、Ｘ線吸収体とエッチングマスクとの間に熱によ
る拡散層の形成が防止され、残渣発生を抑制できる。

【００７８】また、この発明の請求項１６のＸ線マスク
は、Ｘ線吸収体とエッチングストッパの間、あるいはＸ
線吸収体とエッチングマスクの間にＸ線吸収体と同じ条
件でエッチングされる層を備えたので、Ｘ線吸収体とエ
ッチングストッパ、あるいはＸ線吸収体とエッチングマ
スクの混合が抑えられるので、残渣発生を抑制できる。

【００７９】また、この発明の請求項１７のＸ線マスク
は、タングステンまたはタングステン化合物からなるＸ
線吸収体と同じ条件でエッチングされる請求項１６の層
として、シリコンを含有する層を用いたので、簡便な手
法で、層を形成することができ、残渣発生を抑制でき
る。

【００８０】また、この発明の請求項１８のＸ線マスク
は、Ｘ線吸収体の表面粗さを制御したので、従来のよう
に、凹部のあるエッチングマスク材のエッチングが困難
なため凹部に溜っていた残渣がなくなる。

【００８１】また、この発明の請求項１９のＸ線マスク
の製造方法は、Ｘ線吸収体のエッチングを行う工程にお
いて、異方性と等方性のエッチングを制御して行うの
で、異方性の強いエッチングにおいて形成されやすい、
針状の残渣を等方性エッチングにより側面からエッチン
グし、除去しやすくなり、結果的に残渣発生を抑制する
ことができる。

【００８２】また、この発明の請求項２０のＸ線マスク
の製造方法は、エッチングの際に被エッチング面を下向
きにし、Ｘ線マスクを震動させながらエッチングしたの
で、表面に発生した残渣を下に落して排除し易くなる。

【００８３】また、この発明の請求項２１のＸ線マスク
の製造方法は、光の透過量の変化でエッチングの終点を
検出したので、例えば、ロットが異なり膜厚の違うサン
プルでも適切なエッチング形状を得ることができ、ロッ
ト間のばらつきの少ない均一なエッチングを行うことが
できる。

【００８４】また、この発明の請求項２２のＸ線マスク
は、電気伝導性のある反射防止膜としてＡｌＺｎＯxま
たはＳｎＳｂＯxまたはＳｎＯxのいずれか１種以上の膜
を備えたので、電子線によるパターンの欠陥検査時にも
帯電を生ずることがない。また、種々の反射防止膜材料
からプロセスや吸収体材料、メンブレン材料に応じた反
射防止膜材料が選択できる。

【００８５】また、この発明の請求項２３のＸ線マスク
の製造方法は、Ｘ線吸収体の成膜時に同時に配置したモ
ニタ基板を用いてＸ線吸収体膜の応力を評価するように
したので、工程中のＸ線マスクのＸ線吸収体の正確な応
力を知ることができ、その情報によりＸ線吸収体の低応
力化が図れる。

【００８６】また、この発明の請求項２４のＸ線マスク
の製造方法は、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の
応力も考慮し、一括して制御するので、パターンの位置
精度が向上する。

【００８７】また、この発明の請求項２５のＸ線マスク
の製造方法は、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の
応力も考慮し、一括して制御するので、パターンの位置
精度が向上する。さらに、所望の温度より低い温度での
アニールによる応力とアニール温度との関係から最終ア
ニール温度を決定するので、最適なアニール温度の設定
が可能となる。

【００８８】また、この発明の請求項２６のＸ線マスク
の製造方法は、請求項２４または２５において、応力計
測と制御のために別途モニタ基板を配置したので、工程
中のＸ線マスクのＸ線吸収体及びそれと同じパターンを
有する層と一括して正確な応力を知ることができ、その
情報により応力を一括して制御し低応力化が図れる。

【００８９】また、この発明の請求項２７のＸ線マスク
の製造方法は、請求項２３または２６において、モニタ
基板としてバックエッチを施した基板を用いたので、よ
り実際のプロセスに近い基板を使用することになり、よ
りプロセスに近い正確な応力を計測することが可能とな
り、低応力化が図れる。

【００９０】また、この発明の請求項２８のＸ線マスク
の製造方法は、２回のＸ線吸収体成膜工程と２回のパタ
ーンかぶり露光防止用Ｘ線吸収体を形成する際におい
て、多層レジストを用いているため、膜厚の厚いかぶり
露光防止用Ｘ線吸収体パターン形成が可能となる。ま
た、回路パターン形成前にかぶり露光防止用Ｘ線吸収体
が形成されているため、このかぶり露光防止用Ｘ線吸収
体膜の応力が回路パターンの位置精度に影響することな
く、それゆえ、精度の高い回路パターンが形成できる。

【００９１】また、この発明の請求項２９のＸ線マスク
の製造方法は、１回のＸ線吸収体成膜工程でかぶり露光
防止機能を備えたＸ線吸収体膜を形成するので、工程が
間略化され、さらに、回路パターン形成の前にかぶり露
光防止用Ｘ線吸収体が形成されているため、このかぶり
露光防止用Ｘ線吸収体の応力が回路パターンの位置精度
に影響することはなく、それゆえ、精度の高い回路パタ
ーンを形成することができる。

【００９２】また、この発明の請求項３０のＸ線マスク
の製造方法は、かぶり露光防止用Ｘ線吸収体を形成する
際、形成したかぶり露光防止用Ｘ線吸収体側壁にテーパ
を設けたので、回路パターン形成のためのレジスト塗布
時に均一なレジスト膜を成膜することができ、その結
果、精度のよい回路パターン形成が可能となる。

【００９３】また、この発明の請求項３１のＸ線マスク
は、シリコン基板にかぶり露光防止板をとりつけること
により、簡便な方法でかぶり露光防止が可能となり、Ｘ
線マスクの作製時間、コストの削減が図れる。

【００９４】また、この発明の請求項３２のＸ線マスク
は、かぶり露光防止板をシリコンの異方性エッチングに
よって作製したので、かぶり露光防止板の開口部の四隅
の角度が直角で丸みがなく、従って回路パターン周辺部
を隙間なくかぶり露光防止することができる。

【００９５】また、この発明の請求項３３のＸ線マスク
は、かぶり露光防止板として複数のＸ線吸収体からなる
板を組み合わせて作製したので、かぶり露光防止板の開
口部の四隅の角度が直角で丸みがなく、従って回路パタ
ーン周辺部を隙間なくかぶり露光防止することができ
る。

【００９６】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の一実施例について図を用いて
説明する。図１はこの発明の一実施例によるＸ線マスク
の構造を示す断面図である。図において、８はサポート
リング、９はエッチングストッパ、10はＡＲコート膜
で、例ではエッチングストッパとＡＲコートを兼ねた膜
を採用している。なお、Ｘ線吸収体４としては、ＷーＴ
ｉを用い、その膜厚は0.5μｍ(ｄx)、またエッチングパ
ターン寸法(ｄl)は0.2μｍで、必要精度(a)は10％であ
る。エッチングマスク５としてＣｒを用い、例えばＥＣ
Ｒエッチング装置を用いて、エッチングを行うと、Ｗ−
Ｔｉに対するＣｒのエッチング選択比は25〜100とな
る。ここで、エッチング条件は、エッチングガスＳＦ₆
−ＣＨＦ₃、処理圧力約１mTorr、マイクロ波出力200W、
ＲＦ出力13〜50Wである。

【００９７】まず、エッチングマスクの最小の厚さ(ｄe
min)を決定する。Ｘ線吸収体の厚さｄxが0.5μｍ、選択
比ｒが25〜100、ｄx／ｒ≦ｄeより、0.02〜0.05≦ｄeと
なる。次にＸ線吸収体の厚さｄxの上限(ｄemax)を決定
する。パターンの最小寸法(ｄl)が0.2μｍ、必要精度
(a)は10％、ｄe≦ｄl×ａ／100より、ｄe≦0.02とな
る。従って、この場合のエッチングマスクの厚さは0.02
μｍが適当となる。なお、選択比ｒは同一エッチング条
件において次式で定義される。 選択比ｒ＝（エッチンク゛マスク(被対象ハ゜ターニンク゛層の直上層)の
エッチング速度）／（被対象パターニング層のエッチン
グ速度）

【００９８】図２はエッチングマスクの膜厚とＸ線吸収
体のパターン形成の関係を示す図で、図中(a)は、Ｘ線
吸収体４上にｄeの厚さのエッチングマスクが形成さ
れ、その寸法変動はエッチングマスクの厚さにほぼ相当
し、ｄeである。Ｘ線吸収体をエッチングでパターニン
グする場合、さらに、このエッチングマスクが理想的に
異方性を有し、側壁の角度が90゜で形成された場合、さ
らにこのエッチングマスクを用いてＸ線吸収体の側壁が
サイドエッチの影響を受けないならば、Ｘ線吸収体のエ
ッチング後の寸法精度は極めて良くなる。しかし、エッ
チングマスクが等方的にエッチングされてパターンが形
成されると、図２中(a)のような形状となり、この形状
を有したエッチングマスクを用いてＸ線吸収体をエッチ
ングすると、図２中(b)のように精度の劣ったＸ線吸収
体パターンしか得ることができない。さらに、図２中
(b)においては、Ｘ線吸収体のエッチングが完了すると
同時にエッチングマスクもエッチングされて消滅すると
いう最もエッチング条件的に厳しい場合である。この場
合、パターン寸法は最小のパターン寸法(ｄl)とエッチ
ングマスクの厚さｄeにより、ｄl±ｄeと記述され、エ
ッチングマスクの厚さｄeは同時にパターンの寸法変動
を示す。ここで、許容される寸法変動はｄl×ａ／100
(ａは必要とされるパターン要求精度％)となる。従っ
て、エッチングマスクが等方的にエッチングされるとい
う最も厳しい条件より、エッチングマスクの厚さは、エ
ッチング選択比を考慮して、Ｘ線吸収体の厚さ／選択比
が最低限必要である。また、寸法精度を考慮すると、パ
ターン最小寸法×要求精度／100以下でよいことがわか
る。これは、エッチングマスクが十分厚い時、Ｘ線吸収
体のエッチングを行うことができるが、エッチングマス
クパターン自身の精度が低くなり、その精度がＸ線吸収
体の精度に影響を与えるため、精度の点ではできるだけ
エッチングマスクの厚さは可能な範囲で薄い方が良いと
いうことを示唆している。

【００９９】また、最小パターン寸法0.1μｍ、必要な
精度10％、Ｘ線吸収体の厚さ0.5μｍとするとエッチン
グマスクの厚さは0.01μｍ以下にすればよく、このと
き、エッチング選択比は少なくとも50以上必要である。
このように、エッチング選択比の最適化を行うこともで
きる。

【０１００】実施例２．以下、本発明の他の実施例につ
いて図を用いて説明する。図３は、この発明の他の実施
例によるＸ線マスクの構造を示す断面図である。図にお
いて、5aはタングステン(Ｗ)からなるエッチングマスク
(a)で厚さは0.01μｍ、5bはクロム(Ｃｒ)からなるエッ
チングマスク(b)で厚さは0.03μｍである。なお、ここ
では最小パターン寸法は0.1μｍ、寸法精度10％であ
る。なお、Ｘ線吸収体４の膜厚は0.5μｍである。

【０１０１】このように、エッチングマスクを多層にす
ると、実施例１のような単層の場合に比べて、精度の高
いエッチングが可能となる。実施例１において、述べた
が、エッチングマスクが単層の場合はエッチングマスク
を高精度にエッチングするには薄い方がよい。しかし、
しかし、エッチングマスクを薄くすると、エッチングマ
スクとＸ線吸収体のエッチング選択比を大きくする必要
があり、Ｘ線吸収体のエッチングが困難になる。これに
対しエッチングマスクが多層の場合は、レジストの直下
に厚さの制御されたエッチングマスクを配置し、精度よ
くエッチングし、パターニングし、それをマスクに順次
下に配置された層をエッチングしていくと、パターン精
度が維持されたまま、Ｘ線吸収体にとって厚いエッチン
グマスクが形成されることになる。

【０１０２】次に、具体的な例で説明する。図３におい
て、エッチングマスク(b)5bとエッチングマスク(a)5aの
選択比は約10であり、また、Ｘ線吸収体４とエッチング
マスク(b)5bの選択比は約100である。エッチングマスク
が多層の場合最上層のエッチングマスクのＸ線吸収体に
対する選択比は接する層間の選択比の積で表されること
から、エッチングマスク(a)5aのＸ線吸収体４に対する
選択比はそれらの選択比の積となり、約1000である。す
なわち、Ｘ線吸収体の厚さと選択比1000より、エッチン
グマスク(a)5aの厚さは0.5nmであればよい。ここで、エ
ッチング条件としてパターン精度の一番劣る条件、等方
性エッチングが行われた場合を考慮しても、エッチング
マスク(a)5aの厚さの上限0.01μｍ以下に設定すればよ
い。このように、多層のエッチングマスクを用いること
により、レジスト直下のエッチングマスクとＸ線吸収体
との選択比は大きくなり、従って、精度の高いエッチン
グパターンを得ることができる。

【０１０３】実施例３．以下、本発明の一実施例につい
て図を用いて説明する。図４は、この発明の一実施例に
よるＸ線マスクのエッチング方法を示したものである。
図において、レジストパターン6’からエッチングスト
ッパ９までの構造を示しており、それより下に配置する
メンブレン等は省略してある。図中(a)はレジストパタ
ーン、(b)はエッチングマスク５を等方的にエッチング
した時の状態、(c)はＸ線吸収体をエッチングした時の
状態を示した図である。この図のように、エッチングマ
スク５を等方的にエッチングすると、エッチングマスク
の側壁が斜めになるため、その状態でＸ線吸収体をエッ
チングすると、Ｘ線吸収体の側壁も斜めになる。このよ
うに、パターンの場所によりＸ線吸収体の厚さが異なる
と、そこを通過するＸ線の位相が変化する(Ｘ線露光の
際の位相シフト効果)。そのため、パターンのエッジ部
で、Ｘ線の回折現象によりボケが緩和され、微細パター
ンが転写できるようになる。

【０１０４】実施例４．以下、本発明の一実施例につい
て説明する。図１において、エッチングマスク５もしく
はエッチングストッパ９として白金もしくは白金の化合
物を用いると、タングステンもしくはタングステンを主
成分とするＸ線吸収体のエッチングが容易になる。これ
はタングステンを含むＸ線吸収体のエッチングに際して
は主にフッ素系のガスを用いることになり、また、白金
を含むエッチングマスクに際しては塩素系のガスを用い
ることになり、その際、タングステンは塩素系のガスで
はエッチングされにくく、また、白金はフッ素系のガス
ではエッチングされにくいため、互いにエッチングの選
択比が大きくなるためである。なお、エッチングストッ
パとして白金系の物質を用いた場合には、最後にエッチ
ングストッパの除去を行う必要がある。白金はタングス
テンに対し、エッチングが容易になるばかりでなく、Ｘ
線吸収体として用いることができるため、エッチングマ
スクやパターン下のエッチングストッパはＸ線吸収体と
しての作用も有する。

【０１０５】実施例５．以下、本発明の別の実施例につ
いて説明する。図１において、エッチングマスク５やエ
ッチングストッパ９にクロムの窒化物やクロムの窒化酸
化物を用いると、Ｘ線吸収体のエッチングが容易にな
る。これはタングステン系がフッ素系のガス、クロム系
が塩素系のガスでエッチングされ易く、その逆のガスで
は互いにエッチングされにくいことによる。また、クロ
ムの窒化酸化膜は透明であるため、エッチングストッパ
兼ＡＲコートとしても用いることができる。そのため、
アライメント光の透過率が上昇し、アライメントが容易
になり、また、エッチングストッパの除去は行わなくて
も良いため、工程を簡略化することができる。

【０１０６】実施例６．以下、本発明の一実施例につい
て図を用いて説明する。図５は、この発明の実施例によ
るＸ線マスクの製造装置の一つであるエッチング装置の
全体構成図である。本装置はＥＣＲエッチング装置で、
真空容器中に導入されたエッチングガスを真空容器の外
側に配置した電磁コイルにより電子に運動エネルギを与
え、サイクロトロン共鳴によりイオン化率の高いプラズ
マを生じさせ、そのプラズマにより被対象物をエッチン
グするものである。図６は、この発明の実施例によるＸ
線マスクの製造装置の構成の一部で、エッチングの被対
象物であるＸ線マスク用ウエハを搭載するステージを中
心とした構成を示したものである。図において、11は銅
やアルミニウムのような熱伝導率の高い金属材質からな
るパッキン、12は冷却ステージ、13はウエハ押え、14は
冷却用のガス穴である。また、図５中矢印はガスの流れ
を表し、ａ部は冷却ステージ裏面からのガスの洩れ箇所
を示す。

【０１０７】図６に示すように、Ｘ線マスクの冷却ステ
ージ12とウエハ押え13に接する部分にパッキン11を介在
させる。このような構成にしてＸ線マスクのパターニン
グを行うと冷却用ガスのリークが少なく、冷却効率が上
昇する。例えば、処理圧力１mmTorrでのエッチングの
際、従来は冷却ガスを１sccm流して冷却ガスの圧力が0.
5Torr程度しか得られなかったが、本発明のパッキンを
用いることにより冷却ガスの圧力を２Torr程度まで、向
上させることができ、その結果圧力を一定に制御できた
ので、熱伝導も一定に保たれ冷却効率が向上した。な
お、ウエハ１と冷却ステージ12との隙間が0.1mmの時、
冷却ガスを１〜２Torrに維持できれば、所望の冷却が可
能となる。

【０１０８】なお、本図中ではパッキン11はＸ線マスク
上面、すなわちウエハ押え13に接する面にまで達してい
るが、マスク裏面すなわち冷却ステージ12に接する面の
みでもよい。ただし、マスク上面にまでパッキンを回り
込ませると、パッキンのＸ線マスクへの固定がよく、ハ
ンドリングの際パッキンが脱離せず、毎回新しいパッキ
ンを着脱することになり、ガスがより洩れにくくなり、
さらに冷却効率が上昇する。

【０１０９】実施例７．以下、本発明の別の実施例につ
いて図を用いて説明する。図７はこの発明の他の実施例
によるＸ線マスクの製造装置であるエッチング装置の構
成の一部を示したものである。図において、15は高分子
膜である。なお、この膜はレジストなどと同様にスピナ
ー等で塗布したり、もしくはフィルム状の膜を切りとっ
て張り付けたり、グリスなどを裏面に塗ってもよい。

【０１１０】このような構成にしてエッチングを行う
と、高分子膜がウエハとステージ間の微妙な溝(凹凸)を
埋めるため、冷却用ガスの洩れが少なく、冷却効率を上
げることができ、Ｘ線吸収体のエッチング形状を良くす
ることができる。

【０１１１】実施例８．以下、本発明の一実施例につい
て図を用いて説明する。図８はこの発明の実施例による
Ｘ線マスクの製造装置であるエッチング装置の構成の一
部を示す。図において、16は冷却台、17はスペーサであ
る。図中(a)はバックエッチ済みのＸ線マスクを搭載し
た場合、(b)はウエハ状態のＸ線マスクを搭載した場合
を示している。図９はこの発明の他の実施例によるエッ
チング装置の構成の一部を示す。図９ではサポートリン
グ８が取り付けられた状態のＸ線マスクを搭載した場合
の構成を示している。

【０１１２】このようにＸ線マスクの裏面にスペーサ17
を配置し、冷却ステージ12とウエハ１との熱伝導を向上
させる。このような構成で、エッチングを行うと、種々
の形状のＸ線マスクに対応でき、スペーサ17の高さを替
えたり、また、冷却ステージ12の形状を変えるだけでエ
ッチングが可能となる。そのため、Ｘ線マスクの形状に
こだわることなく、作製プロセスを選択できる。なお、
これらのスペーサや冷却ステージは接触面積が大きい
程、熱伝達のロスが低減するので、表面は平滑な方がよ
い。また、スペーサを隙間に合致させるためには、スペ
ーサの寸法精度も高い方がよい。

【０１１３】実施例９．以下、本発明の一実施例につい
て図を用いて説明する。図10は、この発明の実施例によ
るＸ線マスクの製造方法を示す工程図である。図におい
て、18は炭素を含む膜である。なお、図中(a)はエッチ
ング前の状態、(b)はエッチングマスク５をエッチング
し、その後Ｘ線吸収体のエッチングが終った状態、(c)
はエッチングが終った時点で、炭素を含むガスを導入し
て、ＣＶＤ法で成膜してもよいし、スパッタ法で形成し
てもよい。また、エッチングガスに含まれる炭素濃度を
変化させてエッチングに連続して成膜すると、工程が簡
略化できる。このような、炭素系の膜を形成し、光電子
やオージェ電子等の２次電子発生防止用の膜を簡単に形
成することができる。なお、ここでは炭素膜を用いてい
るが、Ｘ線との吸収断面積の小さな物質、例えば、軽元
素であればよい。ただし、Ｘ線の吸収波長によって吸収
断面積は大きく異なり、軽元素においても、Ｋ殻やＬ殻
の吸収端であれば、Ｘ線の吸収が大きくなるため、Ｘ線
の使用波長によってはその点を考慮して物質を選定すれ
ばよい。

【０１１４】実施例１０．以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。図10において、Ｘ線吸収体がタングステ
ンを含む場合、このＸ線吸収体のエッチングには、ＳＦ
₆やＣＦ₄などのフッ素を含むガスが用いられる。その
際、例えば、ＳＦ₆にＣＨＦ₃を添加してエッチングを行
う。例えば、図５のＥＣＲエッチング装置を用い、ＳＦ
₆とＣＨＦ₃の流量比をＳＦ₆／ＣＨＦ₃＝１／１〜１／10
でエッチングを行う。このとき、炭素系の析出物がパタ
ーンの側壁に付着し、エッチングに対して側壁を保護す
るため、異方性の高いエッチングを行うことができる。
このようにして、エッチングを行い、パターニングが終
了した時点でＣＨＦ₃の濃度を上げる。例えば、流量比
でＳＦ₆／ＣＨＦ₃＝１／20〜０／20にすると、炭素系の
析出物が多くなり、パターンを覆うようになる。そのた
め、光電子防止用の膜を簡単に成膜できるようになる。

【０１１５】実施例１１．以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。例えば、図１において、通常はエッチン
グマスク５とＸ線吸収体４もしくは、Ｘ線吸収体４とエ
ッチングストッパ９の界面が原子レベルの単位で互いに
混入する。互いに混入した状態で、選択比が高く、異方
性の高いエッチングを行うと、残渣発生の原因となる。
そのため、互いに混入しないようにすると残渣発生を抑
えることができる。

【０１１６】図１において、エッチングストッパ９、Ｘ
線吸収体４、エッチングマスク５を成膜する際、一般的
には工程の簡略化のためこれらの連続した２層以上を同
一装置で連続的に成膜している。しかし、通常は真空状
態で成膜するために、成膜が完了した時点では表面は活
性な状態であり、そのまま連続して同一装置で成膜する
と、活性な界面のため互いに拡散し、原子レベルで混合
してしまう。該混合層を有した状態で、異方性の高いエ
ッチングを行うと、残渣が発生しやすくなる。そのた
め、同一装置で連続的に成膜せず、成膜後一度大気中に
曝し、酸化や吸着等により表面の活性度の低い層(数nm)
を形成し、該活性度の低い層を拡散抑制層とすることに
より、次の成膜を行うと原子レベルでの混入がなくな
り、残渣発生を抑制できる。

【０１１７】実施例１２．以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。図１において、通常、Ｘ線吸収体４、エ
ッチングマスク５を成膜した後、応力制御のため200〜4
00℃でのアニールを行っている。しかし、この方法で
は、アニール工程のためＸ線吸収体４とエッチングマス
ク５の界面が拡散し、その結果界面が混合し、数10nmの
拡散層が形成されていた。この拡散層でエッチング条件
が変化するため、エッチング時の残渣が発生し易くな
る。そこで、応力制御のためのアニールをＸ線吸収体成
膜後に行い、拡散層をなくすとともに、Ｘ線吸収体の表
面にアニールによる数原子層(数nm)の表面酸化層を形成
し、これを拡散抑制層とする。これにより、しかる後に
エッチングマスクの成膜を行うと、界面が互いに混入す
るのが抑制され、残渣発生を防止することができる。

【０１１８】実施例１３．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図11は、この発明の他の実施
例によるＸ線マスクの断面構造を示したものである。図
において、19は吸収体のエッチング条件と同じ条件でエ
ッチングされる薄膜で、例えば、タンタル(Ｔａ)であ
る。この薄膜19があると、エッチングマスク５とＸ線吸
収体４、もしくはＸ線吸収体４とエッチングストッパ９
(通常ＩＴＯ)が互いに混入しない。また、この薄膜19は
吸収体と同じ条件でエッチングされるため、通常の吸収
体のエッチングを行えばよい。さらに、Ｔａは塩素系の
ガスでもフッ素系のガスでも比較的容易にエッチングさ
れるため、Ｔａに起因する混合層が形成されても容易に
エッチング除去される。さらに、この薄膜19があること
により、残渣発生を抑えることができる。

【０１１９】実施例１４．以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。図11において、タングステンを含む吸収
体を用いる際、図中の薄膜19としてＳＯＧ(spin-on-gla
ss)などのシリコンを含む膜を用いると、この膜はタン
グステンと同様な条件でエッチングができ、そのエッチ
ング速度はタングステンのそれよりわずかに速い。その
ため、ＳＯＧ層は等方的にエッチングされやすいためサ
イドエッチがはいりやすい。そのため、残存エッチング
マスクによる吸収体の残渣もシリコンを含む膜19のサイ
ドエッチによって、残存エッチングマスクが落ちやす
く、その結果吸収体の残渣がエッチングされる。また、
吸収体とエッチングストッパの間の薄膜19もサイドエッ
チが入るため、吸収体の残渣が倒れやすく、その結果残
渣自身が容易にエッチングされる。そのため、残渣発生
を抑えることができる。

【０１２０】実施例１５．以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。図１において、Ｘ線吸収体４の表面に0.
1μｍＲmax以上の凹凸がある時、そのＸ線吸収体４上に
エッチングマスク５を成膜し、レジスト６のパターニン
グ後にエッチングマスク５のエッチングを行うと、凹部
にエッチングマスク５の材料が残りやすい。その結果、
Ｘ線吸収体４のエッチングを行うと、Ｘ線吸収体４の残
渣が発生し易くなる。そのため、Ｘ線吸収体４の表面が
少なくとも0.05μｍＲmax以下の平滑面になるように成
膜したり、また、アモルファス状の吸収体を成膜すれば
表面は比較的平滑に成膜できる。また、通常の吸収体は
柱状構造の薄膜であるため、表面の凹凸が大きいが、こ
の状態で、等方成エッチングを行って表面を平滑にした
り、吸収体の表面を研磨して平滑にし、その後、エッチ
ングマスク５を成膜すれば、凹部に残るエッチングマス
ク５がなくなるため、Ｘ線吸収体４のエッチングの際、
残渣の発生を抑制することができる。

【０１２１】実施例１６．以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。図１において、エッチングマスク５がわ
ずかでも残っていると、Ｘ線吸収体４のエッチングの際
異方性の高いエッチングを行うと吸収体の残渣が発生す
る。図12は、凹部においてエッチングマスクが残り、残
渣が発生するプロセスと、発生する残渣を除去する工程
を示したものである。図において、工程(a)では凹凸の
あるＸ線吸収体４の上にエッチングマスク５およびパタ
ーニングされたレジスト膜６が形成されている。Ｘ線吸
収体４の凹凸にならってエッチングマスク５も凹凸が形
成されている。工程(b)で、エッチングマスク５がパタ
ーニングされると、Ｘ線吸収体４の凹部のエッチングマ
スクはエッチングされにくく、(c)工程でＸ線吸収体４
をエッチングするとＸ線吸収体４の凹部に残ったエッチ
ングマスク５はパターンの一部とみなされ、エッチング
マスク５が除去された工程(d)では残渣として現れる。
本発明のように、吸収体のエッチングの際、異方性の高
いエッチングと等方性のエッチングを制御することによ
り、残存するエッチングマスクの直下のＸ線吸収体部分
をサイドからエッチングし（工程(d’)）、残渣発生を
抑制する（工程(e’)）。

【０１２２】実施例１７．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図13は、この発明の実施例に
よるＸ線マスクの製造装置であるエッチング装置の構成
の一部を示したものである。図において、20は超音波振
動子、21aはウエハ状態でのＸ線マスクである。

【０１２３】このような構成のエッチング装置でパター
ニングを行うと、ウエハが振動し、かつパターン面が下
向きのため、エッチング残渣が発生した場合でも、残渣
が落下しやすいため、最終的なパターン精度が向上す
る。なお、請求項１４〜２０の対策も併せて行うと残渣
発生をさらに抑えることができる。また、他の原因で発
生したゴミも除去されやすくなるという特徴もある。な
お、超音波はエッチング中およびエッチングの前後にも
与えて効率よく残渣を除去する。

【０１２４】実施例１８．以下、本発明の他の実施例に
ついて図を用いて説明する。図14は、この発明の実施例
によるエッチング装置の構成の一部を示したものであ
る。図において、21bはメンブレン状態でのＸ線マス
ク、22はガスバルブである。

【０１２５】このような構成のエッチング装置を用い、
冷却用ガスを間欠的に流せば、メンブレン状態でのマス
ク、特にメンブレン部分が振動するため残渣が発生して
もより落ちやすくなる。そのため、寸法精度の良いパタ
ーニングを行うことができる。

【０１２６】実施例１９．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図15はこの発明の実施例によ
るＸ線マスクの製造装置の構成の一部を示したものであ
る。図において、25はレーザ発振器23より発せられたレ
ーザ光24を感知するデテクタである。なお、図中(a)は
Ｘ線吸収体のエッチング前の状態、(b)はＸ線吸収体の
エッチングが終了した時を示している。なお、レーザ光
24の照射場所はパターン外側に設けられたアライメント
マーク等の幅広い抜きパターンがよい。また、レーザ光
24は例えば、633nmの波長を有するHe-Neレーザや780nm
の半導体レーザ等を用いる。

【０１２７】このような構成の装置でエッチングを行う
と、吸収体のエッチングが完了していない時は、レーザ
光24はＸ線吸収体４に阻まれるため透過せず、デテクタ
25には光は届かない。しかし、吸収体のパターンが形成
されるとレーザ光24がメンブレン２を透過するためデテ
クタ25にレーザ光24は感知される。同じ材質であっても
パターン幅によってエッチング速度は変化するため、予
めパターン幅とエッチング速度の関係を求めておき、所
望のパターンが得られるよう、デテクタ25に光を感知し
た後、適切なオーバエッチングを施す。これにより、微
細パターンを含む回路パターンを適切にエッチングでき
る。さらに、スパッタの際の膜厚むら等によるエッチン
グ時間のばらつきが緩和され、寸法精度のよい、Ｘ線マ
スクを作製できる。

【０１２８】実施例２０．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図16はこの発明の実施例によ
るＸ線マスクの構造を示す断面図である。図において、
26はＡｌＺｎＯx膜で、スパッタリングによりメンブレ
ン２の上に約0.1μｍの厚さに成膜した例を示す。

【０１２９】このように作製されたＸ線マスクでは、Ａ
ｌＺｎＯx膜26は透明で、電気伝導性があるため、Ｓｉ
Ｃからなるメンブレン２の反射防止膜として機能し、可
視光透過率を改善するとともに、帯電防止膜としても機
能する。また、ＡｌＺｎＯx膜26の主成分は軽元素のＡ
ｌであるため、従来用いられてきたＩＴＯに比べてＸ線
の透過率が高い。例えば、反射防止膜をＩＴＯからＡｌ
ＺｎＯ₃(ＡｌＺｎＯxのx＝３の場合)に変更することに
より、約10〜30％のＸ線透過率の改善がなされる。ま
た、吸収体にタングステン系の材料を用いた場合、Ａｌ
ＺｎＯxは吸収体エッチング時のエッチングストッパと
しても十分な能力を示した。

【０１３０】本実施例ではＡｌＺｎＯx膜についての例
を示したが、ＡｌＺｎＯx膜と同様にＳｎＳｂＯxまたは
ＳｎＯx膜用いても、Ｘ線透過率の向上が実現する。こ
の場合ＡｌＺｎＯxよりは重元素の構成であるが、導電
性のため、帯電防止の効果は有する。

【０１３１】実施例２１．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図17はこの発明の実施例によ
るＸ線マスクの製造工程を示す図である。図において、
27aは製造工程用のＸ線マスクで、シリコンがバックエ
ッチされた状態にある。28aは予め反り計測がなされた
シリコンウエハであり、その片面にはメンブレンが成膜
されている応力計測用Ｘ線マスクモニタ用ウエハであ
る。これらは同一装置、同一バッチでＷ−Ｔｉ吸収体を
成膜し、27bは成膜後のＸ線マスク、28bは成膜後のシリ
コンウエハを示している。その際、同じ特性のＸ線吸収
体膜４が成膜されるように自公転タイプのステージを備
えたスパッタ装置を用い、また基板とターゲット間距離
が一定になるようにした。成膜後、応力計測用Ｘ線マス
クモニタウエハ28bの反りを計測し、アニールを行っ
た。アニール後再び、モニタウエハの反りを計測し、こ
れら計測結果からＸ線吸収体４の応力が０となる最終ア
ニール温度を決定した。ＷーＴｉ吸収体膜ではアニール
温度と応力変化が比例するため最終アニール温度の決定
は容易である。そして、上記最終アニール温度で工程中
のＸ線マスクのアニールを行った。これにより、スパッ
タ装置のバッチ間の再現性に依存しない。低応力の吸収
体が成膜されたＸ線マスクを得ることができる。

【０１３２】上記実施例では、シリコン基板にサポート
リングが接合されていない例について示したが、図18の
Ｘ線マスクの製造工程を示す図のように、工程中のＸ線
マスクでメンブレン２が成膜されたシリコン基板１がサ
ポートリング８に接合されている状態においても、応力
計測用Ｘ線マスクモニタウエハを同じスパッタ装置に配
置すれば、低応力吸収体を得るためのアニール温度は同
様な方法で、決定することができる。なお、図におい
て、29aはサポートリングの接合された製造工程用Ｘ線
マスク、29bは該Ｘ線マスクにＸ線吸収体が成膜された
状態を示す。

【０１３３】さらに、上記実施例では、低応力吸収体を
得るための手法としてアニール工程を用いた例について
示したが、図19のＸ線マスクの製造工程を示す図のよう
に、吸収体膜の応力調整をイオン注入によって行っても
よい。この場合、モニタウエハの反り計測から最終イオ
ンドーズ量を決定し、その値のドーズ量を工程中のＸ線
マスクに与えることで０応力の吸収体を得る。

【０１３４】さらに、上記実施例では、モニタウエハと
してＸ線マスク製造工程用の基板と同一材料であるであ
るシリコン基板を用いた例について示したが、成膜条件
と応力の関係および、シリコン基板と応力の相関関係が
明らかな材料であれば、シリコン基板に限定されるもの
でもない。シリコン基板を用いれば、安価にモニタを実
施できるという効果がある。

【０１３５】実施例２２．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。上記実施例２１では、応力計
測用Ｘ線マスクモニタウエハとして、シリコンウエハを
用いる例について説明したが、より正確な応力モニタリ
ングにはシリコンウエハより高価になるが、製造工程用
のＸ線マスクと同様のバックエッチ済みのウエハを用い
ることが望ましい。図20はこの発明の実施例によるＸ線
マスクの製造工程を示す図である。図において、42aは
成膜前のバックエッチされたモニタウエハを、42bは成
膜後のバックエッチされたモニタウエハを示している。
バックエッチされたウエハは通常引っ張り応力により皿
状に反っている。この反った状態を基準に応力の変化を
計測してやれば、実際のプロセスに近い応力を精度良く
計測でき、従って低応力化が図れる。なお、製造用のＸ
線マスク基板１は、厚さ２mm程度のシリコンウエハから
なっており、モニタウエハ１’は厚さ0.4mm程度のシリ
コンウエハを用いている。ウエハは薄い方が応力を高精
度に計測できるため、吸収体成膜やアニールによる応力
変化はモニタウエハで感度良く計測できより正確な応力
制御が可能となる。

【０１３６】なお、図20中に応力制御プロセスとして０
応力となるアニール温度を決定することが記載されてい
るが、これは実施例２１と同様である。さらに、実施例
２１の図19のように吸収体膜の応力調整をイオン注入に
よって行ってもよい。この場合、バックエッチされたモ
ニタウエハの反り計測から最終イオンドーズ量を決定
し、その値のドーズ量を工程中のＸ線マスクに与えるこ
とで０応力の吸収体を得る。

【０１３７】実施例２３．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。上記実施例２１は、最も簡単
な構造のＸ線マスクに対応するもの、あるいはＸ線吸収
体のみに注目した低応力化である。しかし、最終的にＸ
線吸収体と同一のパターンを形成する膜を備えたＸ線マ
スクの製造工程に対しては、それらの膜を一括して応力
制御する必要がある。図21はＸ線吸収体と同一のパター
ンを形成する膜を備えたＸ線マスクの製造工程の一部を
示したものである。図中(a)は、Ｘ線吸収体を成膜する
前の基板の状態を示している。ここではシリコンウエハ
１上にメンブレン２と反射防止膜（ＡＲコート）10のみ
が成膜されている。図中(b)はアニールする前の所望の
膜が基板上に成膜されたＸ線マスクの状態を示してい
る。この段階ではＣｒエッチングストッパ９、酸化珪素
からなる平坦化膜50、Ｗ−Ｔｉ吸収体膜４が成膜されて
いる。

【０１３８】つぎに、アニール工程について説明する。
アニール工程は特願平5ー233187号で記載のＸ線吸収体の
応力制御の原理を利用する。図22はアニール温度と応力
との関係を示す図で、アニール処理中の応力変化を図示
したものである。図において、横軸は温度、縦軸は応力
または応力と相関する物理量（例えば、反りの高さや曲
率などの測定値）を表わし、＋方向は引張り応力、ー方
向は圧縮応力である。また、図中、Ａは室温での成膜後
のアニール開始前のＸ線マスクの応力状態、Ｂはアニー
ル効果発現点、Ｃはアニール停止点、Ｄは室温でのアニ
ール完了時点をそれぞれ示している。

【０１３９】図21中(b)で示したＸ線マスクを加熱する
と、基板材料であるシリコンと吸収体等の膜の熱膨張率
の差により、応力は、図22中Ａ→Ｂと変化する。加熱温
度をさらに上げると、点Ｂで、応力は直線Ａ−Ｂから離
れ出す。これは、結晶構造の変化や、吸収体中に取り込
まれたガスの脱離などによりアニール効果が発現される
ためである。

【０１４０】ところで、目標とする状態は点Ｄである。
この点を求めるためには、直線Ａ−Ｂが求められた時点
で、直線Ａ−Ｂに平行で、かつ応力または応力と相関す
る物理量が零となる室温でのアニール完了点Ｄを通る直
線Ｄ−Ｄ’を予め求めておくことにより、点Ｂを過ぎた
後も応力をモニタし、点Ｄを通り、直線Ａ−Ｂに平行な
直線Ｄ−Ｄ’と交差する点Ｃに達した時点で、アニール
を停止（加熱停止）し、基板を室温まで冷却することに
より、点Ｄの状態が得られる。即ち、点Ｄでは、図21中
(a)と同じ応力状態である。

【０１４１】従って、上記実施例によれば、Ｘ線吸収体
と同じパターンが形成される所望の膜全てを積層したＸ
線マスクをアニール工程中に応力あるいは応力に相関す
る物理量を計測しモニタすることにより、アニール完了
時点を決定できるため、再現性よくパタニングされる層
（吸収体やエッチングストッパ）の応力の総和を低減す
ることができる。

【０１４２】実施例２４．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。実施例２３と同様にＸ線吸収
体と同じパターンが形成される所定の層を複数積層した
Ｘ線マスクのアニール処理による低応力化の別の実施例
である。図23はアニール温度と応力との関係を示す図で
ある。図において、横軸はアニール温度、縦軸は応力ま
たは応力と相関する物理量（例えば、反りの高さや曲率
などの測定値）を表わし、＋方向は引張り応力、ー方向
は圧縮応力である。図では、成膜後と比較して、アニー
ル処理の温度とその温度での応力値との関係を示してい
る。あるサンプル１〜３において、予め予想されるアニ
ール温度θよりも低い２点の温度θＭ１、θＭ２でアニ
ール処理を行い、その度に応力を計測する。この２点の
応力計測結果を結ぶ直線と応力ゼロの線との交点から、
サンプルあるいはバッチごとに最終アニール温度θａが
決定される。ここでは、サンプル１〜３に対してθａ
１、θａ２、θａ３を決定し、その決定された温度でア
ニールを行うことにより、低応力の積層膜（吸収体を含
む）が得られる。

【０１４３】なお、上記実施例ではアニール温度θより
も低い温度をθＭ１、θＭ２の２点としたが、少なくと
も２点であれば３点以上であってもよい。測定点が多い
と決定温度の精度が向上することは言うまでもない。

【０１４４】実施例２５．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図24はこの発明の実施例によ
るＸ線マスクの製造工程を示す図である。図において、
43aは製造工程用のＸ線マスクでシリコンがバックエッ
チされ、ＡＲコート10とメンブレン２が成膜されてい
る。44aは成膜前のバックエッチされたモニタウエハ
を、44bは成膜後のバックエッチされたモニタウエハを
示している。成膜前のモニタウエハ44aでは、ＡＲコー
ト10の成膜は省略した。次に、メンブレン２の上に、エ
ッチングストッパ９、平坦化膜50、Ｘ線吸収体４を製造
工程用Ｘ線マスク43aと同じ条件で成膜し、多層に成膜
された製造工程用Ｘ線マスク43bと同時にモニタウエハ4
4bを得る。ここで、モニタウエハ44bを用いて最終アニ
ール温度を確定し、Ｘ線マスク基板もその温度でアニー
ルを行う。なお、モニタウエハにより最終アニール温度
を求める手順は、上記実施例２３や２４の手法を用いれ
ばよい。

【０１４５】なお、上記実施例では、多数の膜が成膜さ
れた後のモニタウエハを用いて最終アニール温度を確定
し、それに基づいて工程中のＸ線マスク基板をアニール
処理したが、最終アニール温度でのアニールだけでな
く、モニタウエハを用いた実施例２３や２４の中途の温
度、例えば実施例２４のθＭ１、θＭ２での処理もモニ
タウエハと同じように行ってもよい。

【０１４６】実施例２６．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図25はこの発明によるＸ線マ
スクの製造方法を示す工程図である。図において、30は
Ｘ線吸収体と選択比の高い、吸収体エッチング用中間層
で、例えば、ＣｒやＡｌ₂Ｏ₃である。工程(a)では、予
めバックエッチ済みのＸ線透過性基板（例えばシリコン
基板）１にエッチングストッパ９、第１の成膜工程によ
るＸ線吸収体4a、レジスト膜６を成膜する。その際、選
択比の高い中間層30をレジスト膜６とＸ線吸収体4aの間
に挿入する。工程(b)では、第１のパターン形成を行う
ためのレジスト膜６を形成し、それをエッチングマスク
として中間層30をエッチングし、次いで、第１のパター
ン形成を行った中間層をエッチングマスクとして第１の
Ｘ線吸収体膜4aをエッチングすることにより、膜厚の厚
いかぶり露光防止用Ｘ線吸収体パターンが形成される。
工程(c)では、その上に第２のＸ線吸収体膜4bを成膜
し、レジスト６を再塗布する。第１のパターン形成工程
と同様にＸ線吸収体と選択比の高い中間層30をレジスト
膜６とＸ線吸収体4bの間に挿入する。最終工程(d)で
は、第２のパターン形成を行うためレジスト膜をパター
ン形成し、それをエッチングマスクとして中間層30をエ
ッチングし、次いで第２のパターン形成を行った中間層
30をエッチングマスクとして第２のＸ線吸収体膜4bをエ
ッチングすることにより、Ｘ線吸収体回路パターン７を
得る。

【０１４７】実施例２７．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図26はこの発明によるＸ線マ
スクの製造方法を示す工程図である。図中工程(a)にお
いて、第１の成膜工程によるＸ線吸収体4aを成膜後、そ
の上にレジスト膜６塗布する。工程(b)で、第１の成膜
工程によるＸ線吸収体4aのパターン形成を行う際、所定
の厚みまでエッチングする。例えば、１μｍのＸ線吸収
体を成膜後、0.5μｍまでエッチングする。次いで、工
程(c)で、レジスト６を再塗布し、回路パターン形成を
行う。最終工程(d)で、パターン形成したレジスト膜６
をエッチングマスクとしてエッチングすることにより、
所望のＸ線吸収体回路パターン７を得る。

【０１４８】このように、予めかぶり露光防止用Ｘ線吸
収体を成膜する際、Ｘ線吸収体をある厚みまでエッチン
グした後、レジスト再塗布、転写、エッチングするＸ線
マスクの製造方法においては、回路パターン形成の前に
かぶり露光防止用Ｘ線吸収体が形成されているため、こ
のかぶり露光防止用Ｘ線吸収体膜の応力が回路パターン
の位置精度に影響することはなく、それゆえ、精度の高
い回路パターンが形成できるとともにＸ線吸収体成膜工
程が１回ですむ。

【０１４９】実施例２８．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図27はこの発明によるＸ線マ
スクの製造方法を示す工程図で、実施例２６の図25にお
いてＸ線かぶり露光防止用Ｘ線吸収体部に順テーパを設
ける例である。図において、工程(a)は予めバックエッ
チ済みのＸ線透過性基板１にエッチングストッパ９、第
１の成膜工程によるＸ線吸収体4a、レジスト膜６を成膜
する。その際、Ｘ線吸収体4aと選択比の高い中間層30を
レジスト膜６とＸ線吸収体4aの間に挿入する。工程(b)
では、第１のパターン形成を行うためのレジスト膜６を
形成し、それをエッチングマスクとして中間層30をエッ
チングし、次いで、第１のパターン形成を行った中間層
をエッチングマスクとして第１のＸ線吸収体膜4aをエッ
チングする。この際、Ｘ線吸収体の側壁を順テーパをつ
ける条件、例えば、エッチング条件を制御し、比較的等
方性のエッチングを施せばよい、でエッチングし、約60
〜70゜程度の角度を持たせることが望ましい。これによ
り、膜厚の厚いかぶり露光防止用Ｘ線吸収体パターンが
形成される。工程(c)では、その上に第２のＸ線吸収体
膜4bを成膜し、レジスト６を再塗布する。第１のパター
ン形成工程と同様にＸ線吸収体と選択比の高い中間層30
をレジスト膜６とＸ線吸収体4bの間に挿入する。最終工
程(d)では、第２のパターン形成を行うためレジスト膜
をパターン形成する。その際、周囲のＸ線吸収体は順テ
ーパを有するので、レジスト塗布時に均一なレジスト膜
を成膜でき、その結果精度の高い回路パターンが形成で
きる。次いで、中間層30をエッチングし、次いで第２の
パターン形成を行った中間層30をエッチングマスクとし
て第２のＸ線吸収体膜4bをエッチングすることにより、
Ｘ線吸収体回路パターン７を得る。

【０１５０】実施例２９．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図28はこの発明によるＸ線マ
スクの製造方法を示す工程図である。図において、31は
かぶり露光防止板で、シリコン基板１に取付られてい
る。このような構成にすることで、簡単な手法でかぶり
露光防止が可能になり、Ｘ線マスク作成時間、Ｘ線マス
ク作成コストを削減できる。また、サポートリング下面
を越えないように張り付けることで、Ｘ線マスクをステ
ッパーに装着することが容易になる。さらに張り付ける
作業は回路パターン、アライメントパターン精度に影響
を及ぼさないため、精度のよい回路パターン、アライメ
ントパターンが形成可能になる。

【０１５１】実施例３０．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図29はこの発明によるＸ線マ
スクの製造方法を示す工程図である。図において、32は
耐アルカリ性レジスト、33はヒータ、34はＫＯＨ溶液で
ある。図において、シリコン基板（ここでは(100)面を
使用）のＫＯＨを含む溶液に対する面異方性エッチング
によって、かぶり露光防止板を作成することにより、開
口部の四隅の角度が直角なかぶり露光防止板が得られ
る。これは、シリコン基板がＫＯＨを含む溶液に対し
て、(111)面、(110)面、(100)面の順で溶解しにくい特
性を利用するもので、かぶり露光防止板開口部の四隅を
溶解しやすい面に、開口部の各辺の中心を溶解しにくい
方向にあわせることにより、四隅の角度が直角で丸みの
ないかぶり露光防止板を作製できる。

【０１５２】実施例３１．以下、本発明の別の実施例に
ついて図を用いて説明する。図30はこの発明によるＸ線
マスクの製造方法を示す工程図である。図において、35
はＳｉＣである。工程(a)で、シリコンウエハ１の両面
にＳｉＣ35をＣＶＤ法により成膜する。次いで、工程
(b)では、片面のＳｉＣの中央部をエッチングによって
除去する。これは光転写法とドライエッチング法を用い
た。次いで、工程(c)では上記基板１をヒータ33により8
0〜100℃に加熱された飽和ＫＯＨ溶液34に浸漬すること
により、ウインドウ領域のエッチングを行なう。例えば
100μｍの厚さのシリコンであれば、約30分でエッチン
グが完了する。上記プロセスによりミクロンオーダーで
正確なサイズのかぶり露光防止板を得ることができる。

【０１５３】実施例３２．以下、本発明の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図31はこの発明によるＸ線マ
スクの製造方法を示す工程図である。図において、36は
かぶり露光防止板の開口部の大きさと同じ断面を持つ角
柱、37は矩形のＸ線遮蔽板である。工程(a)では、例え
ば厚さ200μｍのガラス製のＸ線遮蔽板37を４枚、角柱3
6に沿わせて組み合せ、接合する。次いで、工程(b)で、
該角柱36を抜く。最後に工程(c)で、Ｘ線マスクのサポ
ートリング８の内側に取り付ける。このように、シリコ
ンウエハ１とサポートリング８に接して取り付けるた
め、ガラス製のＸ線遮蔽板37はシリコンウエハ１とサポ
ートリング８と同等の表面粗さおよび平面度が必要とな
る。以上のように、簡便でしかも高精度で、開口部の隅
が完全に直角のかぶり露光防止板を得ることができる。

【０１５４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、エッチングマスクの厚さがＸ線吸収体の厚さと必要
とされる精度により規定された最低限の厚さの薄いもの
であるため、エッチングマスクのパターンを形成するエ
ッチングの際、エッチングが異方性、等方性に依らず、
寸法精度は維持できる。その結果Ｘ線吸収体のエッチン
グの際の寸法精度を維持することができ、高精度のＸ線
マスクを歩留りよく提供できる。

【０１５５】また、以上のように請求項２、３の発明に
よれば、請求項１の厚さの制御されたエッチングマスク
を例えばレジストのような最もエッチング速度の速い層
の直下に配置したので、エッチングマスク自身のパター
ン精度を左右する直上の層がエッチングされやすいため
所望の精度を保ち易く、その結果パターン形成されたエ
ッチングマスクの精度も高く、最終的にＸ線吸収体のエ
ッチングの際の寸法精度を維持することができ、高精度
のＸ線マスクを提供できる。

【０１５６】また、以上のように請求項４の発明によれ
ば、請求項１において等方的にエッチングされたエッチ
ングマスクを用いて、Ｘ線吸収体のエッチングを行うの
で、吸収体の側壁が斜めにエッチングされる。そのた
め、このＸ線マスクを用いると、Ｘ線位相シフト効果に
よるパターンエッジ部の回折現象により、微細パターン
まで転写可能となる。

【０１５７】また、以上のように請求項５の発明によれ
ば、白金やその化合物は、タングステンを含むＸ線吸収
体とのエッチングの際エッチングの選択比が大きいた
め、Ｘ線吸収体のエッチングが容易に行われる。また、
クロムの窒化物やクロムの窒化酸化物はタングステンを
含むＸ線吸収体との選択比が大きいため、白金やその化
合物と同様にＸ線吸収体のパターニングの際のエッチン
グマスクやエッチングストッパとして優れており、高精
度のＸ線マスクを歩留りよく提供できる。

【０１５８】また、以上のように請求項６の発明によれ
ば、Ｘ線マスクの保持手段とＸ線マスクの間に熱伝導を
向上させる手段を備えたので、エッチング時の被エッチ
ング物であるＸ線マスクの温度が低温で且つ一定に制御
され、エッチング精度が向上する。その結果、精度の高
いＸ線マスクを提供できる。

【０１５９】また、以上のように請求項７の発明によれ
ば、請求項６の保持手段とＸ線マスクの間の熱伝導を向
上させる手段として両者の間の圧力を制御する手法を用
いたので、Ｘ線マスクの冷却用のガスがリークしにく
く、その結果Ｘ線マスクの裏面ガス圧が上昇しＸ線マス
クの冷却効率が上昇する。そのため、エッチング精度が
向上する。

【０１６０】また、以上のように請求項８の発明によれ
ば、請求項６の保持手段とＸ線マスクの間の熱伝導を向
上させる手段として両者の間に熱伝達物を配置したの
で、種々の形状のＸ線マスクにおいても熱伝導を向上さ
せたエッチングを行うことができる。

【０１６１】また、以上のように請求項９の発明によれ
ば、パターンが形成されたＸ線吸収体の上に２次電子抑
制層を備えたので、完成したＸ線マスクを用いてパター
ンを転写する際にＸ線による２次電子の励起を抑制する
ことができ、高精度のパターン転写が可能となる。

【０１６２】また、以上のように請求項１０の発明によ
れば、請求項９の２次電子抑制層として炭素を主成分と
する層を用いたので、Ｘ線による２次電子の励起抑制が
効率的に行われ、高精度のパターン転写が可能となる。

【０１６３】また、以上のように請求項１１の発明によ
れば、請求項１０の炭素を主成分とする２次電子抑制層
の形成方法として、Ｘ線マスクパターンのエッチングが
終わった後、エッチングガスの成分を変えることで、炭
素を含む膜を成膜したので、簡便に２次電子抑制層が形
成でき、高精度のパターン転写が可能となる。

【０１６４】また、以上のように請求項１２の発明によ
れば、請求項１１の炭素を主成分とする２次電子抑制層
の形成方法として、Ｘ線吸収体であるタングステンをエ
ッチングする際、ＳＦ₆もしくはＳＦ₆−ＣＨＦ₃ガスを
用いてエッチングし、タングステンのパターニングが終
了すると同時にＣＨＦ₃ガスの量を多くして炭素を主成
分とする層を形成したので、エッチングと同じ工程で、
簡便に、２次電子抑制層が形成でき、高精度のパターン
転写が可能となる。

【０１６５】また、以上のように請求項１３の発明によ
れば、Ｘ線吸収体エッチング時の残渣発生を抑制する手
段を設けたので、残渣による最終的な転写精度の低下を
防止することができる。

【０１６６】また、以上のように請求項１４の発明によ
れば、Ｘ線吸収体とエッチングマスクまたはＸ線吸収体
とエッチングストッパの間に拡散抑制層を備えたので、
拡散層部で発生し易いエッチング残渣の発生を抑制で
き、最終的な転写精度の低下を防止することができる。

【０１６７】また、以上のように請求項１５の発明によ
れば、Ｘ線吸収体上にエッチングマスクを形成する工程
の前にＸ線吸収体をアニールする工程を配置したので、
Ｘ線吸収体とエッチングマスクとの間に熱による拡散層
の形成が防止され、且つＸ線吸収体の表面に薄い酸化層
が形成され、残渣発生を抑制でき、最終的な転写精度の
低下を防止することができる。

【０１６８】また、以上のように請求項１６の発明によ
れば、Ｘ線吸収体とエッチングストッパの間、あるいは
Ｘ線吸収体とエッチングマスクの間にＸ線吸収体と同じ
条件でエッチングされる層を備えたので、Ｘ線吸収体と
エッチングストッパ、あるいはＸ線吸収体とエッチング
マスクの混合が抑えられるので、残渣発生を抑制でき、
最終的な転写精度の低下を防止することができる。

【０１６９】また、以上のように請求項１７の発明によ
れば、タングステンまたはタングステン化合物からなる
Ｘ線吸収体と同じ条件でエッチングされる請求項１６の
層として、シリコンを含有する層を用いたので、簡便な
手法で、層を形成することができ、残渣発生を抑制でき
る。

【０１７０】また、以上のように請求項１８の発明によ
れば、Ｘ線吸収体の表面粗さを制御したので、従来のよ
うに、凹部のあるエッチングマスク材のエッチングが困
難なため凹部に溜っていた残渣がなくなり、最終的な転
写精度の低下を防止することができる。

【０１７１】また、以上のように請求項１９の発明によ
れば、Ｘ線吸収体のエッチングを行う工程において、異
方性と等方性のエッチングを制御して行うので、異方性
の強いエッチングの場合形成されやすい、針状の残渣を
除去しやすくなり、高精度名Ｘ線マスクを形成でき、最
終的な転写精度の低下を防止することができる。

【０１７２】また、以上のように請求項２０の発明によ
れば、エッチングの際に被エッチング面を下向きにし、
Ｘ線マスクを震動させながらエッチングしたので、表面
に発生した残渣を下に落して排除し易くなり、最終的な
転写精度の低下を防止することができる。

【０１７３】また、以上のように請求項２１の発明によ
れば、Ｘ線マスクの透過光の変化でエッチングを終了さ
せたので、ロットが異なり膜厚の違うサンプルでも適切
なエッチング形状を得ることができ、ロット間のばらつ
きの少ない均一なエッチングを行うことができ、高精度
のＸ線マスクを提供することができる。

【０１７４】また、以上のように請求項２２の発明によ
れば、電気伝導性のある反射防止膜としてＡｌＺｎＯx
またはＳｎＳｂＯxまたはＳｎＯxのいずれか１種以上の
膜を備えたので、電子線によるパターンの欠陥検査時に
も帯電を生ずることがない。また、種々の反射防止膜材
料からプロセスや吸収体材料、メンブレン材料に応じた
反射防止膜材料が選択でき、最適なＸ線マスクの材料構
成が実現できる。さらに、軽元素を含む材料を用いた場
合には、Ｘ線の透過率が向上し、転写工程のスループッ
トが改善される。

【０１７５】また、以上のように請求項２３の発明によ
れば、Ｘ線吸収体の成膜時に同時に配置したモニタウエ
ハを用いてＸ線吸収体膜の応力を評価するようにしたの
で、工程中のＸ線マスクのＸ線吸収体の正確な応力を知
ることができ、その情報によりＸ線吸収体の低応力化が
図れ、高精度のＸ線マスクを提供することができる。

【０１７６】また、以上のように請求項２４の発明によ
れば、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の応力も考
慮し、一括して制御するので、Ｘ線マスクとしてパター
ンの位置精度が向上し、高精度なＸ線マスクを提供する
ことができる。

【０１７７】また、以上のように請求項２５の発明によ
れば、Ｘ線吸収体と同じパターンを有する膜の応力も考
慮し、一括して制御するので、Ｘ線マスクとしてパター
ンの位置精度が向上し、高精度なＸ線マスクを提供する
ことができる。さらに、所望の温度より低い温度でのア
ニールによる応力とアニール温度との関係から最終アニ
ール温度を決定するので、最適なアニール温度設定が可
能となる。

【０１７８】また、以上のように請求項２６の発明によ
れば、請求項２４または２５において、応力計測と制御
のために別途モニタ基板を配置したので、工程中のＸ線
マスクのＸ線吸収体及びそれと同じパターンを有する層
と一括して正確な応力を知ることができ、その情報によ
り応力を一括して制御し低応力化が図れる。また、これ
により、高精度なＸ線マスクを提供することができる。

【０１７９】また、以上のように請求項２７の発明によ
れば、請求項２３または２６において、モニタ基板とし
てバックエッチを施した基板を用いたので、より実際の
プロセスに近い基板を使用することになり、よりプロセ
スに近い正確な応力を計測することが可能となり、低応
力化が図れる。これにより、高精度なＸ線マスクを提供
することができる。

【０１８０】また、以上のように請求項２８の発明によ
れば、２回のＸ線吸収体成膜工程と２回のパターンかぶ
り露光防止用Ｘ線吸収体を形成する際において、多層レ
ジストを用いているため、膜厚の厚いかぶり露光防止用
Ｘ線吸収体パターン形成が可能となる。また、回路パタ
ーン形成前にかぶり露光防止用Ｘ線吸収体が形成されて
いるため、精度の高い回路パターンが形成でき、その結
果高精度のＸ線マスクを提供することができる。

【０１８１】また、以上のように請求項２９の発明によ
れば、１回のＸ線吸収体成膜工程でかぶり露光防止機能
を備えたＸ線吸収体膜を形成するので、工程が間略化さ
れ、さらに、回路パターン形成の前にかぶり露光防止用
Ｘ線吸収体が形成されているため、精度の高い回路パタ
ーンを形成することができ、その結果高精度のＸ線マス
クを提供することができる。

【０１８２】また、以上のように請求項３０の発明によ
れば、かぶり露光防止用Ｘ線吸収体を形成する際、形成
したかぶり露光防止用Ｘ線吸収体側壁にテーパを設けた
ので、回路パターン形成のためのレジスト塗布時に均一
なレジスト膜を成膜することができ、その結果、精度の
よい回路パターン形成が可能となり、その結果高精度の
Ｘ線マスクを提供することができる。

【０１８３】また、以上のように請求項３１の発明によ
れば、シリコン基板にかぶり露光防止板をとりつけるこ
とにより、簡便な方法でかぶり露光防止が可能となり、
Ｘ線マスクの作製時間、コストの削減が図れる。

【０１８４】また、以上のように請求項３２の発明によ
れば、かぶり露光防止板をシリコンの異方性エッチング
によって作製したので、かぶり露光防止板の開口部の四
隅の角度が直角で丸みがなく、従って回路パターン周辺
部を隙間なくかぶり露光防止することができ、最終的な
転写パターンの精度が向上する。さらに、転写パターン
の歩留りが向上する。

【０１８５】また、以上のように請求項３３の発明によ
れば、かぶり露光防止板として複数のＸ線吸収体からな
る板を組み合わせて作製したので、かぶり露光防止板の
開口部の四隅の角度が直角で丸みがなく、従って回路パ
ターン周辺部を隙間なくかぶり露光防止することがで
き、最終的な転写パターンの精度が向上する。さらに、
転写パターンの歩留りが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１、４、５、１１、１２、
１５、１６によるＸ線マスクの構造を示す断面図であ
る。

【図２】 この発明の実施例１によるエッチングマスク
の膜厚とＸ線吸収体パターン形成の関係を示す原理図で
ある。

【図３】 この発明の実施例２によるＸ線マスクの構造
を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施例３によるＸ線マスクの製造
方法を示す工程図である。

【図５】 この発明の実施例６によるＸ線マスクの製造
装置の１つであるエッチング装置の全体構成図である。

【図６】 この発明の実施例６によるＸ線マスクの製造
装置の構成の一部を示したものである。

【図７】 この発明の実施例７によるＸ線マスクの製造
装置の構成の一部を示したものである。

【図８】 この発明の実施例８によるＸ線マスクの製造
装置の構成の一部を示し、図中(a)はバックエッチ済の
Ｘ線マスクを搭載した場合、(b)はウエハ状態のＸ線マ
スクを搭載した場合を示す。

【図９】 この発明の実施例８によるＸ線マスクの製造
装置の構成の一部を示したものである。

【図１０】 この発明の実施例９、１０によるＸ線マス
クの製造方法を示す工程図である。

【図１１】 この発明の実施例１３、１４によるＸ線マ
スクの構造を示す断面図である。

【図１２】 この発明の実施例１６によるＸ線マスクに
発生した残渣の除去工程を示す図である。

【図１３】 この発明の実施例１７によるＸ線マスクの
製造装置の構成の一部を示したものである。

【図１４】 この発明の実施例１８によるＸ線マスクの
製造装置の構成の一部を示したものである。

【図１５】 この発明の実施例１９によるＸ線マスクの
製造装置の構成の一部を示したものである。図中(a)は
Ｘ線マスクの吸収体エッチング前の状態を、(b)は吸収
体のエッチングが終了した時点を示している。

【図１６】 この発明の実施例２０によるＸ線マスクの
構造を示す断面図である。

【図１７】 この発明の実施例２１によるＸ線マスク製
造工程を示す工程図である。

【図１８】 この発明の実施例２１によるＸ線マスク製
造工程を示す工程図である。

【図１９】 この発明の実施例２１によるＸ線マスク製
造工程を示す工程図である。

【図２０】 この発明の実施例２２によるＸ線マスク製
造方法を示す工程図である。

【図２１】 この発明の実施例２３によるＸ線マスク製
造方法を示す工程図である。

【図２２】 この発明の実施例２３によるＸ線マスクの
アニール温度決定方法を説明する図である。

【図２３】 この発明の実施例２４によるＸ線マスクの
アニール温度決定方法を説明する図である。

【図２４】 この発明の実施例２５によるＸ線マスク製
造方法を示す工程図である。

【図２５】 この発明の実施例２６によるＸ線マスク製
造方法を示す工程図である。

【図２６】 この発明の実施例２７によるＸ線マスク製
造方法を示す工程図である。

【図２７】 この発明の実施例２８によるＸ線マスク製
造方法を示す工程図である。

【図２８】 この発明の実施例２９によるＸ線マスクを
示す断面図である。

【図２９】 この発明の実施例３０によるＸ線マスク用
かぶり露光防止板の製造方法を示す工程図である。

【図３０】 この発明の実施例３１によるＸ線マスク用
かぶり露光防止板の製造方法を示す工程図である。

【図３１】 この発明の実施例３２に係わるＸ線マスク
製造方法を示す工程図である。

【図３２】 従来のＸ線マスクの構造を示す断面図であ
る。

【図３３】 従来のＸ線マスクの製造方法を示す工程図
である。

【図３４】 Ｘ線マスクを用いてパターンを転写する原
理図である。

【図３５】 従来のかぶり露光防止機能を有するＸ線マ
スクの製造工程を示す断面図である。

【図３６】 従来のＸ線マスクの工程を示す別の工程図
である。

【図３７】 従来のＸ線マスクの構造を示す別の断面図
である。

【符号の説明】

１ シリコン基板、 ２ メンブレン（ＳｉＣ膜）、
３ 保護膜（ＩＴＯ膜）、 ４ Ｘ線吸収体膜、 4a
第１の成膜工程により形成されたＸ線吸収体膜、4b 第
２の成膜工程により形成されたＸ線吸収体膜、５ エッ
チングマスク（Ｃｒ膜）、 5a エッチングマスク
(a)、5b エッチングマスク(b)、 ６ レジスト膜、
6’ レジストパターン、７ 回路パターン、 ８ サ
ポートリング、 ９ エッチングストッパ、10 ＡＲコ
ート、 11 パッキン、 12 冷却ステージ、
13 ウエハ押え、 14 冷却用ガス穴、 15 高分
子膜、16 冷却台、 17 スペーサ、 18 炭
素を含む膜、19 吸収体と同じ条件でエッチングされる
薄膜、 20 超音波振動子、21a ウエハ状態でのＸ線
マスク、 21b メンブレン状態でのＸ線マスク、22
ガスバルブ、 23 レーザ発振器、 24 レーザ
光、25 デテクタ、 26 ＡｌＺｎＯx膜、 27a 製造
工程用のＸ線マスク、27b Ｘ線吸収体膜が形成された
製造工程用のＸ線マスク、28a 応力計測用Ｘ線マスク
モニタウエハ、28b Ｘ線吸収体膜が形成された応力計
測用Ｘ線マスクモニタウエハ、29a サポートリング付
の製造中のＸ線マスク、29b Ｘ線吸収体膜が形成され
たサポートリング付の製造中のＸ線マスク、30 吸収体
エッチング用中間層、 31 かぶり露光防止板、32 耐
アルカリレジスト、 33 ヒータ、 34 ＫＯＨ溶
液、35 ＳｉＣ、 36 角柱、 37 Ｘ線遮蔽板、
38 Ｘ線マスク、38a Ｘ線マスク上のパターン、
38b Ｘ線マスク上のＸ線透過領域、39 シリコン
基板、 40 半導体パターン、 41 Ｘ線42a 応
力計測用Ｘ線マスクモニタウエハ（バックエッチされた
ウエハ）、42b Ｘ線吸収体膜が形成された応力計測用
Ｘ線マスクモニタウエハ、43a 製造工程用Ｘ線マスク
（バックエッチされたウエハ） 43b 所望の膜が多層に形成された製造工程用Ｘ線マス
ク（バックエッチされたウエハ） 44a 応力計測用Ｘ線マスクモニタウエハ（バックエッ
チされたウエハ）、44b 所望の膜が多層に形成された
応力計測用Ｘ線マスクモニタウエハ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 1/16 Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｆ (72)発明者 綾 淳 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 松井 安次 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 佐々木 圭 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術センター内

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線吸収体の上方に配置されたエッチン
   グマスクとレジストを用いて前記Ｘ線吸収体のパターン
   形成を行うＸ線マスクの製造方法において、前記Ｘ線吸
   収体に対するエッチングマスクのエッチング選択比を
   ｒ、エッチングマスクの厚さをｄe、前記Ｘ線吸収体の
   厚さをｄx、必要とされるＸ線吸収体の、パターン寸法
   をｄl、必要とされるＸ線吸収体のパターン精度をａ
   （％）とすると、下記の式で記載される厚さｄeを有す
   るエッチングマスクを用いることを特徴とするＸ線マス
   クの製造方法。 ｄx／ｒ≦ｄe≦ｄl×ａ／１００
2. 【請求項２】 厚さの制御されたエッチングマスクを最
   もエッチング速度の速い層の直下に配置することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方
   法。
3. 【請求項３】 最もエッチング速度の速い層がレジスト
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のＸ
   線マスクの製造方法。
4. 【請求項４】 エッチングによりパターン形成されるエ
   ッチングマスクの形状が等方的になるように制御された
   特許請求の範囲第１項記載のＸ線マスクの製造方法。
5. 【請求項５】 エッチングストッパの上方に配置された
   タングステンまたはタングステン化合物からなるＸ線吸
   収体、該Ｘ線吸収体の上方に配置されたエッチングマス
   ク、該エッチングマスクの上方に配置されたレジストを
   用いて前記Ｘ線吸収体のパターンが形成されるＸ線マス
   クにおいて、前記エッチングストッパまたは前記エッチ
   ングマスクが、白金（Ｐｔ）、白金の化合物、クロムの
   窒化物、クロムの窒化酸化物のいずれか１つからなる層
   を少なくとも１層以上から構成されることを特徴とする
   Ｘ線マスク。
6. 【請求項６】 Ｘ線吸収体のパターンを形成するＸ線マ
   スクの製造装置において、該装置に搭載された被加工物
   であるＸ線マスクを保持する手段とこの保持手段と前記
   Ｘ線マスクとの間の熱伝導を向上させる手段を備えたこ
   とを特徴とするＸ線マスクの製造装置。
7. 【請求項７】 熱伝導を向上させる手段が圧力制御であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のＸ線マ
   スクの製造装置。
8. 【請求項８】 熱伝導を向上させる手段が熱伝達物を配
   置することによることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載のＸ線マスクの製造装置。
9. 【請求項９】 エッチングストッパの上方に配置された
   Ｘ線吸収体、該Ｘ線吸収体の上方に配置されたエッチン
   グマスク、該エッチングマスクの上方に配置されたレジ
   ストを用いてエッチングを行い、前記Ｘ線吸収体のパタ
   ーンが形成されるＸ線マスクにおいて、パターンが形成
   されたＸ線吸収体の上に２次電子発生抑制層を備えたこ
   とを特徴とするＸ線マスク。
10. 【請求項１０】 ２次電子発生抑制層が炭素を主成分と
    することを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のＸ線
    マスク。
11. 【請求項１１】 特許請求の範囲第１０項記載のＸ線マ
    スクをＸ線吸収体をエッチングガスによりエッチングし
    パターンを形成する工程、炭素含有ガスの濃度をエッチ
    ング時よりも高くして炭素を主成分とする膜を形成する
    工程により形成することを特徴とするＸ線マスクの製造
    方法。
12. 【請求項１２】 タングステンまたはタングステン化合
    物からなるＸ線吸収体用のエッチングガスがＳＦ₆また
    はＳＦ₆とＣＨＦ₃の混合ガスであることを特徴とする特
    許請求の範囲第１１項に記載のＸ線マスクの製造方法。
13. 【請求項１３】 エッチングストッパの上方に配置され
    たＸ線吸収体、該Ｘ線吸収体の上方に配置されたエッチ
    ングマスク、該エッチングマスクの上方に配置されたレ
    ジストを用いて前記Ｘ線吸収体のパターンが形成される
    Ｘ線マスクにおいて、Ｘ線吸収体のエッチング時に発生
    する残渣を抑制する手段を備えたことを特徴とするＸ線
    マスク。
14. 【請求項１４】 Ｘ線吸収体とエッチングストッパとの
    間またはエッチングマスクとＸ線吸収体との間に拡散抑
    制層を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１３
    項記載のＸ線マスク。
15. 【請求項１５】 特許請求の範囲第１４項記載のＸ線マ
    スクを、Ｘ線吸収体上にエッチングマスクを形成する工
    程の前にＸ線吸収体をアニールする工程を配置して形成
    することを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
16. 【請求項１６】 Ｘ線吸収体の下に配置されたエッチン
    グストッパまたはＸ線吸収体の上に配置されたエッチン
    グマスクとＸ線吸収体とのあいだに、Ｘ線吸収体のエッ
    チング条件でエッチングされる層を備えたことを特徴と
    する特許請求の範囲第１４項記載のＸ線マスク。
17. 【請求項１７】 タングステンまたはタングステン化合
    物からなるＸ線吸収体のエッチング条件でエッチングさ
    れる層がシリコンを含有することを特徴とする特許請求
    の範囲第１６項記載のＸ線マスク。
18. 【請求項１８】 表面粗さの制御されたＸ線吸収体を備
    えた特許請求の範囲第１３項記載のＸ線マスク。
19. 【請求項１９】 特許請求の範囲第１３項記載のＸ線マ
    スクを、異方性エッチングと等方性エッチングを制御し
    てＸ線吸収体のパターン形成を行うことにより形成する
    ことを特徴とするのＸ線マスクの製造方法。
20. 【請求項２０】 特許請求の範囲第１３項記載のＸ線マ
    スクを、被エッチング面を下向きに配置したＸ線マスク
    を振動させてエッチングすることにより形成することを
    特徴とするＸ線マスクの製造方法。
21. 【請求項２１】 Ｘ線透過層の上方にＸ線吸収体を配置
    し、該Ｘ線吸収体の上方に配置されたエッチングマスク
    の上方に配置されたレジストを用いて前記Ｘ線吸収体の
    パターンが形成されるＸ線マスクの製造方法において、
    Ｘ線吸収体のエッチング時にＸ線マスクの透過光に応じ
    てエッチングを終了させるＸ線マスクの製造方法。
22. 【請求項２２】 Ｘ線透過層の上方に配置された反射防
    止膜、該反射防止膜の上方に配置されたＸ線吸収体を備
    えたＸ線マスクにおいて、反射防止膜がＡｌＺｎＯxま
    たはＳｎＳｂＯxまたはＳｎＯxのいずれか１種以上の膜
    を用いたことを特徴とするＸ線マスク。
23. 【請求項２３】 基板上にＸ線吸収体を形成する工程、
    該Ｘ線吸収体の応力を所定の条件で制御する工程を備え
    たＸ線マスクの製造方法において、モニタ基板上に形成
    したＸ線吸収体の応力の計測値により、基板上に形成し
    たＸ線吸収体の応力を制御する条件を決定することを特
    徴とするＸ線マスクの製造方法。
24. 【請求項２４】 基板上にＸ線吸収体を形成する工程、
    該Ｘ線吸収体の上方に所定の層を形成する工程、少なく
    ともＸ線吸収体に所定のパターンを形成する工程を備え
    たＸ線マスクの製造方法において、Ｘ線マスク完成時点
    でＸ線吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層を
    形成する工程の後に、前記Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸
    収体と同じパターンを有する少なくとも一層の応力の総
    和を計測し、該応力を制御する工程を備えたことを特徴
    とするＸ線マスクの製造方法。
25. 【請求項２５】 Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同
    じパターンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測
    し、該応力を制御する工程が、応力計測とアニール処理
    との繰り返しで構成され、前記アニール処理におけるア
    ニール温度が所望のアニール温度よりも低温で且つ、一
    回もしくは複数回のアニールを行うとともにアニール後
    の応力の総和を計測し、Ｘ線吸収体と同じパターンを有
    する少なくとも一層を形成する工程の直後の応力総和計
    測結果と上記一回もしくは複数回のアニール後の応力総
    和計測結果とから最終アニール温度を決定し、前記最終
    アニール温度でアニール処理を行う工程であることを特
    徴とする特許請求の範囲第２４項記載のＸ線マスクの製
    造方法。
26. 【請求項２６】 Ｘ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同
    じパターンを有する少なくとも一層を形成する工程の後
    に、前記Ｘ線吸収体の応力と該Ｘ線吸収体と同じパター
    ンを有する少なくとも一層の応力の総和を計測し、該応
    力を制御する工程において、基板とは別にモニタ基板を
    用い、上方にＸ線吸収体及びＸ線マスク完成時点でＸ線
    吸収体と同じパターンを有する少なくとも一層が形成さ
    れたモニタ基板を用いた応力計測結果をもとに、前記Ｘ
    線吸収体及びＸ線マスク完成時点でＸ線吸収体と同じパ
    ターンを有する少なくとも一層の形成された基板の応力
    の総和を制御する条件を決定することを特徴とする請求
    項２４または２５のいずれか１項に記載のＸ線マスクの
    製造方法。
27. 【請求項２７】 モニタ基板がバックエッチされた基板
    であることを特徴とする請求項２３または２６のいずれ
    か１項に記載のＸ線マスクの製造方法。
28. 【請求項２８】 基板上にＸ線吸収体を成膜する第１の
    成膜工程、前記Ｘ線吸収体の一部を除去し回路パターン
    形成領域を形成する第１のパターン形成工程、基板全面
    に再度Ｘ線吸収体を成膜する第２の成膜工程、前記Ｘ線
    吸収体に回路パターンを形成する第２のパターン形成工
    程からなるＸ線マスクの製造方法において、第１のパタ
    ーン形成工程に多層レジストを用いることを特徴とする
    Ｘ線マスクの製造方法。
29. 【請求項２９】 基板上にＸ線吸収体を成膜する第１の
    成膜工程、前記Ｘ線吸収体の一部かつ所定の厚さまで除
    去し回路パターン形成領域を形成する第１のパターン形
    成工程、前記Ｘ線吸収体の回路パターン形成領域に回路
    パターンを形成する第２のパターン形成工程からなるこ
    とを特徴とするＸ線マスクの製造方法。
30. 【請求項３０】 第１のパターン形成工程によって形成
    されるＸ線吸収体の側壁がテーパを有することを特徴と
    する特許請求の範囲第２８項または第２９項に記載のＸ
    線マスクの製造方法。
31. 【請求項３１】 シリコン基板上に形成されたＸ線透過
    層、上記Ｘ線透過層上に形成されたＸ線吸収体パターン
    からなるＸ線マスクにおいて、かぶり露光防止板を上記
    シリコン基板に設けたことを特徴とするＸ線マスク。
32. 【請求項３２】 かぶり露光防止板がシリコンを異方性
    エッチングすることにより形成されることを特徴とする
    特許請求の範囲第３１項記載のＸ線マスク。
33. 【請求項３３】 かぶり露光防止板が複数のＸ線吸収体
    を組み合せて形成したことを特徴とする特許請求の範囲
    第３１項記載のＸ線マスク。