JPH09190958A - X線マスク及びその製造方法 - Google Patents
X線マスク及びその製造方法Info
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- JPH09190958A JPH09190958A JP141996A JP141996A JPH09190958A JP H09190958 A JPH09190958 A JP H09190958A JP 141996 A JP141996 A JP 141996A JP 141996 A JP141996 A JP 141996A JP H09190958 A JPH09190958 A JP H09190958A
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/10—Scattering devices; Absorbing devices; Ionising radiation filters
Abstract
(57)【要約】
【課題】 0.1μm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線マスクの提供。 【解決手段】 X線マスクは、スパッタ法によって形成
したTaとGeの合金からなるX線吸収体1を有する。
Geは等倍X線露光で用いられる波長10Å付近のX線
の質量吸収係数がB及びTiよりも大きいため、Taと
合金を形成した場合に、従来の材料よりも薄い膜厚で同
等のコントラストを得ることができる。TaGeは結晶
構造がアモルファス構造であるため、0.1μm以下の
パターン形成の際に結晶粒界によってパターン側壁が荒
れるという問題も生じない。また、結晶構造がアモルフ
ァス構造であり、さらに構成元素のTaが不動態膜を形
成することから化学的安定性が高く、X線吸収体パター
ン形成後に酸化によるパターンの寸法変化が生じにく
い。
X線吸収体を有するX線マスクの提供。 【解決手段】 X線マスクは、スパッタ法によって形成
したTaとGeの合金からなるX線吸収体1を有する。
Geは等倍X線露光で用いられる波長10Å付近のX線
の質量吸収係数がB及びTiよりも大きいため、Taと
合金を形成した場合に、従来の材料よりも薄い膜厚で同
等のコントラストを得ることができる。TaGeは結晶
構造がアモルファス構造であるため、0.1μm以下の
パターン形成の際に結晶粒界によってパターン側壁が荒
れるという問題も生じない。また、結晶構造がアモルフ
ァス構造であり、さらに構成元素のTaが不動態膜を形
成することから化学的安定性が高く、X線吸収体パター
ン形成後に酸化によるパターンの寸法変化が生じにく
い。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はX線マスクに係り、
詳しくは0.1μm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線マスクに関するものである。
詳しくは0.1μm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線マスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】X線マスクは、X線吸収体の大きいX線
吸収体、X線を透過するメンブレンと呼ばれる膜、メン
ブレンを支持するSi基板、及びこれらを支持する支持
枠から構成されている。X線マスクを用いると半導体素
子及びマイクロマシン等のパターンを転写することがで
きる。具体的には、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に近接配置し、X線マスクに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
ジストに露光する事によってパターンを形成することが
できる。
吸収体、X線を透過するメンブレンと呼ばれる膜、メン
ブレンを支持するSi基板、及びこれらを支持する支持
枠から構成されている。X線マスクを用いると半導体素
子及びマイクロマシン等のパターンを転写することがで
きる。具体的には、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に近接配置し、X線マスクに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
ジストに露光する事によってパターンを形成することが
できる。
【0003】図5に従来のX線マスクの構成の一例を示
す。図において、4はSiCまたは石英ガラス等からな
る支持枠、3はSi基板、2はSiNまたはSiC等か
らなるメンブレン、1′はWあるいはTaからなるX線
吸収体である。他にX線吸収体として、WTiN(H.
Yabe,et al,Jpn.J.Appl.Phy
s.31,4210,1990)、Ta4 B(M.Su
gihara,etal,J.Vac.Sci.Tec
nol.B7(6),1561,1989)、及びTa
とAl、Ti、Si、Moの少なくとも一種との合金
(特開平2−2109号公報)が用いられる場合もあ
る。
す。図において、4はSiCまたは石英ガラス等からな
る支持枠、3はSi基板、2はSiNまたはSiC等か
らなるメンブレン、1′はWあるいはTaからなるX線
吸収体である。他にX線吸収体として、WTiN(H.
Yabe,et al,Jpn.J.Appl.Phy
s.31,4210,1990)、Ta4 B(M.Su
gihara,etal,J.Vac.Sci.Tec
nol.B7(6),1561,1989)、及びTa
とAl、Ti、Si、Moの少なくとも一種との合金
(特開平2−2109号公報)が用いられる場合もあ
る。
【0004】次に、図6に従来のX線マスク作成プロセ
スを示す。図6(a)に示すように、厚さ1〜2mmの
Si基板3の両面にCVD法によりSiCからなるメン
ブレン2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SiC等の
支持枠4を接着する。次に図6(b)に示すように、K
OHを用いたSiの異方性エッチングによってSiCの
メンブレン2を作成する。その後、図6(c)に示すよ
うに、SiC上にスパッタ−法よりX線吸収体1′を形
成する。そして、図6(d)に示すようにドライエッチ
ングにより、X線吸収体1′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。
スを示す。図6(a)に示すように、厚さ1〜2mmの
Si基板3の両面にCVD法によりSiCからなるメン
ブレン2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SiC等の
支持枠4を接着する。次に図6(b)に示すように、K
OHを用いたSiの異方性エッチングによってSiCの
メンブレン2を作成する。その後、図6(c)に示すよ
うに、SiC上にスパッタ−法よりX線吸収体1′を形
成する。そして、図6(d)に示すようにドライエッチ
ングにより、X線吸収体1′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。
【0005】このプロセスにおいて、X線吸収体1′は
パターン位置精度等を確保するために低応力でなおかつ
ドライエッチング特性が良好であること、等倍X線露光
において十分なコントラストが得られるように波長10
Å付近のX線阻止能(質量吸収係数×密度)が大きいこ
と等が要求されていた。
パターン位置精度等を確保するために低応力でなおかつ
ドライエッチング特性が良好であること、等倍X線露光
において十分なコントラストが得られるように波長10
Å付近のX線阻止能(質量吸収係数×密度)が大きいこ
と等が要求されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体素子の
デザインルールの微細化に伴って緻密な結晶構造、化学
的安定性、内部応力の面内分布の均一性等が要求される
ようになり、従来のX線吸収体ではこれらの条件のすべ
てを満たすことができないという問題が生じた。
デザインルールの微細化に伴って緻密な結晶構造、化学
的安定性、内部応力の面内分布の均一性等が要求される
ようになり、従来のX線吸収体ではこれらの条件のすべ
てを満たすことができないという問題が生じた。
【0007】単体の純粋なW及びTaはスパッタ法で形
成すると、結晶構造が柱状構造になる。そのため、微細
なパターンを形成する際には、パターンの側壁に結晶の
粒界が現れて、荒れた形状になる。
成すると、結晶構造が柱状構造になる。そのため、微細
なパターンを形成する際には、パターンの側壁に結晶の
粒界が現れて、荒れた形状になる。
【0008】この結晶構造の改善のため、WTiN及び
Ta4 BがX線吸収体として用いられるようになった。
これらの合金はアモルファス構造なので前述の結晶構造
の問題に関しては解決が図られた。しかしながら、Ti
及びBはX線阻止能が低いため、その合金をX線吸収体
に用いた場合にX線露光において十分なコントラストを
得るため必要な膜厚が単体元素よりも厚くなる。さら
に、WTiNは成膜時の応力制御性が単体のTaよりも
劣っている。
Ta4 BがX線吸収体として用いられるようになった。
これらの合金はアモルファス構造なので前述の結晶構造
の問題に関しては解決が図られた。しかしながら、Ti
及びBはX線阻止能が低いため、その合金をX線吸収体
に用いた場合にX線露光において十分なコントラストを
得るため必要な膜厚が単体元素よりも厚くなる。さら
に、WTiNは成膜時の応力制御性が単体のTaよりも
劣っている。
【0009】TaとAl、Ti、Si、Moの少なくと
も一種との合金(上記特開平2−2109号公報に開示
されている。)については、Al、Ti、SiはX線阻
止能が低いという問題があり、Moはスパッタ法による
成膜では柱状構造をとりやすく、原子半径がTaとほぼ
同様で、Taとの合金が固溶体を作りやすい為、常温で
はアモルファス構造になりにくく、さらにTaMoN
(これも、上記特開平2−2109号公報に開示されて
いる。)では窒素がX線阻止能及びエッチング特性を阻
害するという問題がある。
も一種との合金(上記特開平2−2109号公報に開示
されている。)については、Al、Ti、SiはX線阻
止能が低いという問題があり、Moはスパッタ法による
成膜では柱状構造をとりやすく、原子半径がTaとほぼ
同様で、Taとの合金が固溶体を作りやすい為、常温で
はアモルファス構造になりにくく、さらにTaMoN
(これも、上記特開平2−2109号公報に開示されて
いる。)では窒素がX線阻止能及びエッチング特性を阻
害するという問題がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、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線吸収体をTaとGeとの合金で
構成したことを特徴とするX線マスクが得られる。
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線吸収体をTaとGeとの合金で
構成したことを特徴とするX線マスクが得られる。
【0011】更に本発明によれば、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TaとGeとの合金を
前記X線吸収体として選択的に形成するステップを含む
ことを特徴とするX線マスクの製造方法が得られる。
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TaとGeとの合金を
前記X線吸収体として選択的に形成するステップを含む
ことを特徴とするX線マスクの製造方法が得られる。
【0012】また本発明によれば、前記ステップが、前
記X線透過膜上にTaとGeとの合金を前記X線吸収体
として選択的にスパッタ法によって形成するステップで
あることを特徴とするX線マスクの製造方法が得られ
る。
記X線透過膜上にTaとGeとの合金を前記X線吸収体
として選択的にスパッタ法によって形成するステップで
あることを特徴とするX線マスクの製造方法が得られ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明では上記課題を解決するた
め、後述するようにスパッタ法によって形成したTaと
Geとの合金をX線吸収体に用いる。
め、後述するようにスパッタ法によって形成したTaと
Geとの合金をX線吸収体に用いる。
【0014】Geは等倍X線露光で用いられる波長10
Å付近のX線の質量吸収係数がB及びTiよりも大きい
ため、Taと合金を形成した場合に、従来の材料よりも
薄い膜厚で同等のコントラストを得ることができる。T
aGeは構造がアモルファスであるため、0.1μm以
下のパターン形成の際に結晶粒界によってパターン側壁
が荒れるという問題も生じない。即ち、X線吸収体パタ
ーンの側壁は非常になめらかなものとなる。また、結晶
構造がアモルファス構造であり、さらに構成元素のTa
が不動態膜を形成することから化学的安定性が高く、X
線吸収体パターン形成後に酸化によるパターンの寸法変
化が生じにくい。
Å付近のX線の質量吸収係数がB及びTiよりも大きい
ため、Taと合金を形成した場合に、従来の材料よりも
薄い膜厚で同等のコントラストを得ることができる。T
aGeは構造がアモルファスであるため、0.1μm以
下のパターン形成の際に結晶粒界によってパターン側壁
が荒れるという問題も生じない。即ち、X線吸収体パタ
ーンの側壁は非常になめらかなものとなる。また、結晶
構造がアモルファス構造であり、さらに構成元素のTa
が不動態膜を形成することから化学的安定性が高く、X
線吸収体パターン形成後に酸化によるパターンの寸法変
化が生じにくい。
【0015】X線吸収体の応力は図1に示すようにスパ
ッタガスの圧力の増加に伴い、圧縮応力から引っ張り応
力に大きく変化する。図1からわかるように、X線吸収
体としてのTaGeは単体のTaよりもスパッタガス圧
の変化に対する応力の変化量が小さいので、低応力化が
容易である。また、スパッタガス圧依存性が小さいとガ
ス圧の揺らぎによる応力の面内分布の不均一も小さくな
る利点がある。成膜後にアニールによって応力を調整す
ることも可能である。
ッタガスの圧力の増加に伴い、圧縮応力から引っ張り応
力に大きく変化する。図1からわかるように、X線吸収
体としてのTaGeは単体のTaよりもスパッタガス圧
の変化に対する応力の変化量が小さいので、低応力化が
容易である。また、スパッタガス圧依存性が小さいとガ
ス圧の揺らぎによる応力の面内分布の不均一も小さくな
る利点がある。成膜後にアニールによって応力を調整す
ることも可能である。
【0016】(第1の実施形態)本発明によるX線マス
クの構成を図2に示す。このX線マスクは、TaとGe
との合金からなるX線吸収体1を有している点が従来例
とは異なる。
クの構成を図2に示す。このX線マスクは、TaとGe
との合金からなるX線吸収体1を有している点が従来例
とは異なる。
【0017】次に図3を用いてX線マスクの製造工程を
説明する。従来例と同様に図3(b)まで作成した後、
TaGe合金からなるX線吸収体1をスパッタ法により
X線マスク上に成膜する。ターゲットにはTaGe合金
を用いる。スパッタチャンバー内にXeガスを100s
ccm導入して0.5Paの圧力に保ち、1kwの電力
パワーを導入すると低応力なTaGeアモルファス合金
薄膜がX線マスク基板上に形成される。
説明する。従来例と同様に図3(b)まで作成した後、
TaGe合金からなるX線吸収体1をスパッタ法により
X線マスク上に成膜する。ターゲットにはTaGe合金
を用いる。スパッタチャンバー内にXeガスを100s
ccm導入して0.5Paの圧力に保ち、1kwの電力
パワーを導入すると低応力なTaGeアモルファス合金
薄膜がX線マスク基板上に形成される。
【0018】図1に示すように、スパッタガスの圧力が
変化すると、X線吸収体の応力は大きく変化する。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、X線吸収体の応力制御、安定
性、密度等が良好な膜を得ることができる。また、成膜
中はメンブレンの温度が上昇するのでメンブレンの裏面
にHeを満たして冷却するとメンブレンとSi基板間の
温度勾配が小さくなり、X線吸収体材料内部応力の面内
分布が均一になる。ついで、X線吸収体上にレジストを
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。
変化すると、X線吸収体の応力は大きく変化する。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、X線吸収体の応力制御、安定
性、密度等が良好な膜を得ることができる。また、成膜
中はメンブレンの温度が上昇するのでメンブレンの裏面
にHeを満たして冷却するとメンブレンとSi基板間の
温度勾配が小さくなり、X線吸収体材料内部応力の面内
分布が均一になる。ついで、X線吸収体上にレジストを
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。
【0019】(第2の実施形態)図4に本発明によるX
線マスクの別の製造方法を示す。図4(a)に示すよう
に、厚さ1〜2mmのSi基板3の両面にCVD法によ
りSiCからなるメンブレン2を1〜2μm堆積する。
次に、図4(b)に示すように、図3と同様にTaGe
のスパッタリングターゲットを用いてX線吸収体1を成
膜する。但し、本例では基板の裏面が異方性エッチング
されていないので、基板をウエハステージに密着させ、
ウエハステージと基板の熱伝導によって基板の温度制御
することが可能である。よって、He等のガスを裏面に
満たす必要はない。ついで、図4(c)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1のパターンを形成する。次に、図4
(d)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SiCのメンブレン2を作成する。そし
て、エポキシ樹脂を用いてSi基板3の裏面に厚さ5m
m程度の支持枠4を接着する事によってX線マスクは完
成する。
線マスクの別の製造方法を示す。図4(a)に示すよう
に、厚さ1〜2mmのSi基板3の両面にCVD法によ
りSiCからなるメンブレン2を1〜2μm堆積する。
次に、図4(b)に示すように、図3と同様にTaGe
のスパッタリングターゲットを用いてX線吸収体1を成
膜する。但し、本例では基板の裏面が異方性エッチング
されていないので、基板をウエハステージに密着させ、
ウエハステージと基板の熱伝導によって基板の温度制御
することが可能である。よって、He等のガスを裏面に
満たす必要はない。ついで、図4(c)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1のパターンを形成する。次に、図4
(d)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SiCのメンブレン2を作成する。そし
て、エポキシ樹脂を用いてSi基板3の裏面に厚さ5m
m程度の支持枠4を接着する事によってX線マスクは完
成する。
【0020】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、0.1μm以下のパターン形成に適したX線吸収体
を容易に得ることができる。
ば、0.1μm以下のパターン形成に適したX線吸収体
を容易に得ることができる。
【図1】本発明のX線マスクのX線吸収体(TaGe)
の応力とスパッタガス圧との関係を説明するための図で
ある。
の応力とスパッタガス圧との関係を説明するための図で
ある。
【図2】本発明のX線マスクの断面図である。
【図3】図2のX線マスクの製造方法を説明するための
断面図である。
断面図である。
【図4】図2のX線マスクの別の製造方法を説明するた
めの断面図である。
めの断面図である。
【図5】従来のX線マスクの断面図である。
【図6】図5のX線マスクの製造方法を説明するための
断面図である。
断面図である。
1 X線吸収体 1′ X線吸収体 2 メンブレン 3 Si基板 4 支持枠
Claims (3)
- 【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線吸収体を
TaとGeとの合金で構成したことを特徴とするX線マ
スク。 - 【請求項2】 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TaとGeとの合金を前記X線吸収体とし
て選択的に形成するステップを含むことを特徴とするX
線マスクの製造方法。 - 【請求項3】 前記ステップが、前記X線透過膜上にT
aとGeとの合金を前記X線吸収体として選択的にスパ
ッタ法によって形成するステップであることを特徴とす
る請求項2に記載のX線マスクの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP141996A JP2877190B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | X線マスク及びその製造方法 |
US08/773,836 US5754619A (en) | 1996-01-09 | 1996-12-27 | X-ray mask for X-ray lithography and method of producing same |
KR1019970000242A KR100229262B1 (ko) | 1996-01-09 | 1997-01-08 | X 선 리소그래피를 위한 x선 마스크와 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP141996A JP2877190B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | X線マスク及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09190958A true JPH09190958A (ja) | 1997-07-22 |
JP2877190B2 JP2877190B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=11500953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP141996A Expired - Lifetime JP2877190B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | X線マスク及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5754619A (ja) |
JP (1) | JP2877190B2 (ja) |
KR (1) | KR100229262B1 (ja) |
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US6197457B1 (en) | 1998-05-22 | 2001-03-06 | Nec Corporation | X-ray mask and method of fabricating the same |
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US6365326B1 (en) | 1999-05-07 | 2002-04-02 | International Business Machines Corporation | Pattern density tailoring for etching of advanced lithographic mask |
EP2317384B1 (en) * | 2002-04-11 | 2016-11-09 | Hoya Corporation | Reflective mask blank, reflective mask and methods of producing the mask blank and the mask |
JP5497693B2 (ja) * | 2011-06-10 | 2014-05-21 | Hoya株式会社 | フォトマスク基板、フォトマスク基板の製造方法、フォトマスクの製造方法、及びパターン転写方法 |
JP2014127630A (ja) | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Asahi Glass Co Ltd | Euvリソグラフィ用反射型マスクブランクおよびその製造方法 |
Family Cites Families (2)
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US5196283A (en) * | 1989-03-09 | 1993-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray mask structure, and x-ray exposure process |
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1996
- 1996-01-09 JP JP141996A patent/JP2877190B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-27 US US08/773,836 patent/US5754619A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-08 KR KR1019970000242A patent/KR100229262B1/ko not_active IP Right Cessation
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