KR100362324B1 - X선 마스크의 응력 조정 방법 - Google Patents

X선 마스크의 응력 조정 방법 Download PDF

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KR100362324B1
KR100362324B1 KR10-1998-0038818A KR19980038818A KR100362324B1 KR 100362324 B1 KR100362324 B1 KR 100362324B1 KR 19980038818 A KR19980038818 A KR 19980038818A KR 100362324 B1 KR100362324 B1 KR 100362324B1
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히데키 야베
가에코 기타무라
켄지 마루모토
스나오 아야
코오지 기세
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Abstract

멤브레인(2)상에 X선 흡수체(4)가 성막되고, X선 흡수체(4)의 평균막 응력이 0이 되도록 응력조정공정이 실시되며, X선 흡수체(4)에 패터닝이 실시된후, 이 패턴의 위치정밀도가 측정된다.
그리고 패터닝된 X선마스크에 응력조정처리가 되며, 이로 인해 X선 흡수체의 패턴의 위치편향이 없는 X선마스크를 얻기 위한 X선마스크의 응력조정방법이 얻어진다.

Description

X선마스크의 응력조정방법
본 발명은 X선마스크의 응력조정방법에 관한 것이다.
지금까지, 그다지 집적도가 높지 않은 반도체기억장치에서의 패턴의 전사에는, 주로 자외선에 의한 리소그래피기술이 사용되어 왔다.
그러나, 반도체 기억장치의 고집적화가 진행되고 예를 들어 DRAM (Dynamic Random Access Memory)에서 1Gbit(기가 비트)와 같이 G bit 급이되면 배선등의 각 패턴이 디바이스룰에 따라서 극미세하게 되므로, 보다 해상도가 높은 패턴의 전사가 필요하게 된다.
이런 미세패턴의 전사를 하는 기술로서 X선에 의해 리소그래피기술이 기대되고 있다.
이 X선리소그래피기술에서는 노광광이되는 X선의 파장(연X선 : λ =5∼29nm)가 자외선에 비해 단파장이 되므로, 자외선에 의한 리소그래피보다도 해상도가 높은 패턴의 전사가 가능해진다.
이 같은 X선 리소그래피기술에 사용되는 X선마스크의 제조방법은, 예를 들어 본원 출원인의 출원에 관한 일본국 특개평 7-135157호 공보에 기재되어 있다.
이하, 이 공보에 표시된 X선마스크의 제조방법을 종래 예로서 설명한다.
도 38∼도 44 는 상기 공보에 기재된 종래의 X선마스크의 제조방법을 공정순으로 표시하는 개략단면도이다.
우선 도 38을 참조해서, 실리콘기판(1)상에 멤브레인(X선 투과성기판과 같은 의미)(2)가 성막된다.
도 39를 참조해서 멤브레인(2)의 일부이면이 노출될 때까지 실리콘기판(1)의 일부가 선택적으로 제거(백에치)된다.
도 40을 참조해서 멤브레인(2)상에 예를 들면 인디움, 주석산화물(ITO)등으로 된 반사방지막 겸 에칭스토퍼막(이하, 단지 반사방지막이라 칭한다)(3)이 도포 또는 스패터링되어 소성된다.
도 41을 참조해서 이 반사방지막(3)상에, 예를 들면 스패터법에 의해, X선의 투과를 막는 재질로 되는 X선 흡수체(4)가 성막된다.
그리고 이때의 X선 흡수체(4)의 평균막응력이 측정되고, 이 평균막응력을 0으로 하기 위해 예를 들면 오븐에서 250℃로 균일하게 어닐(anneal)이 실시된다.
도 42를 참조해서, 이 X선 흡수체(4)상에, 레지스트(5)가 도포된 후, 예를들어 180℃로 베이크된다.
도 43을 참조해서 실리콘기판(1)의 이면에 서포트링(6)이 접착제(7)에 의해 접착된다.
그리고, 전자선묘화(EB) 및 현상에 의해 레지스트(5)가 패터닝된다.
이 패터닝된 레지스트(5)를 마스크로 해서 X선 흡수체(4)에 드라이에칭이 되고 X선 흡수체(4)의 패터닝이 실시된다.
그후 레지스트(5)가 제거되어, 도 44에 표시하는 X선마스크가 제조된다.
상기와 같이 종래의 X선마스크의 응력조정방법은, X선마스크의 제조과정에서 X선 흡수체(4)의 성막 직후에 이 X선 흡수체(4)의 평균막응력이 0이 되게끔 실시되었었다.
X선 리소그래피는, X선이 단파장이기 때문에 미세한 패턴의 전사에 적용되나, X선의 성질상,통상,등배 전사가 된다.
이 때문에, X선마스크에는 높은 패턴의 위치정밀도가 요구된다.
그런데 X선 흡수체(4)의 패터닝전에, X선 흡수체(4)에 응력이 잔존해 있을때에, X선 흡수체(4)의 패터닝후에 그 응력에 의해 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치가 움직여서, 위치정밀도가 저하해버린다.
그래서 종래의 X선마스크의 제조방법에서는 X선 흡수체(4)의 패터닝전에 어닐을 해서, X선 흡수체(4)의 평균막응력이 0이 되도록 조정되어 있다.
그러나, 본원발명자들은 패터닝전에 X선 흡수체(4)의 평균막응력을 0 으로 해도, X선 흡수체(4)의 패터닝후에 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 편향이 생기는 것을 새로 발견해, 그 원인을 예의 검토한 결과, 아래의 (1)-(5)의 원인을 규명하였다.
이하 이들 사항에 대해 상세히 설명한다.
(1) 도 40을 참조해서 상술한 바와 같이 반사방지막(3)은 도포된 후에 소성된다.
이 소성에 의해, 도 45 에 표시한 바와 같이 반사방지막(3)의 표면이 산화되어 산화막(3a)이 형성된다.
이 산화막(3a)내에는 산소가 취입됨으로써 압축응력이 생기게 된다.
그후 X선 흡수체(4)의 평균막응력이 0이 되도록 조정된 후, 도 43 ,
도 44 에 표시하는 바와 같이 X선 흡수체(4)의 패터닝을 위한 에칭이 실시된다.
그런데, 이 에칭에 의해 도 46 에 표시된 바와 같이 반사방지막(3)의 표층의 산화막(3a)이 선택적으로 제거되면 이 제거된 부분에서 압축응력이 없어지고, 이부분의 응력이 인장측이 된다.
이로써 X선 흡수체(4)의 패턴이 화살표로 표시하는 방향으로 인장되게 되어, 패턴의 위치 어긋남이 생긴다.
(2) 또, 도 44 에 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 패터닝후에 X선 흡수체(4)의 측벽에는 도 47 에 표시한 바와 같이 자연산화에 의해 산화막(4a)이 형성된다.
이런 산화막(4a)에서는 산소를 취입함으로서 응력이 압축응력으로 되어있다.
이 때문에, 산화막(4a)가 측면에 형성됨으로써 X선 흡수체(4)의 측면에는, 화살표로 표시한 바와 같은 압축응력이 걸리게 되므로 패턴에 위치 어긋남이 생겨버린다.
(3) 도 43, 도 44 에 표시하는 X선 흡수체(4)의 패터닝공정에서, 위상시프트효과를 발휘시키기 위해, 도 48(a)에 표시하는 바와 같이 X선 흡수체(4)의 측벽이 경사지게 패터닝되는 경우가 있다.
이 경우에는, 도 48(b)의 점선으로 표시한 바와 같이 측벽부(32)의 투과광의 위상이 투과부(31)의 투과광의 위상에 대해 어떤 위상차가 발생된다.
이로써, 투과부(31)를 투과한 노광광과 측벽부(32)를 투과한 노광광과의 중첩부분에서 노광광끼리가 서로 상쇄해버리는 경우가 있다.
이로써, 실선으로 표시한 바와 같이 광강도가 감소한 부분이 생기고, 미세패턴의 전사가 쉬워진다.
또, 도 48(b)중의 실선은 각부의 투과광의 광강도의 합을 표시하고 있다.
통상적으로, X선 흡수체(4)내의 응력분포는, 도 49 에 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 하측에서는, 압축응력이 되고, 상부측에서는 인장응력이 된다.
이 때문에 도 50 에 표시한 바와 같이 측벽이 경사진 X선 흡수체(4)의 패턴을 만든 경우, 단면이 대략 4각형의 부분(4b2)에서는 압축응력과 인장응력이 상쇄되어서 평균막응력이 0이 되나, 단면이 대략 3각형 부분(4b1)에서는 압축응력이 강해져 버린다.
이 결과 도 51 에 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 패턴의 측벽이 압축응력이 되어 화살표로 표시하는 방향에 패턴이 위치 어긋남을 일으켜버린다.
(4) X선마스크는 완성후에 X선의 리소그래피기술에 사용된다.
이 경우에, 도 44에서 반사방지막(3)이 예를 들면, SiO2로 되어 있으면 X선의 조사에 의해 SiO2의 Si 와 0와 결합이 끊어져 응력치가 변화해버린다.
이로써 X선 흡수체(4)의 패턴이 위치 어긋남을 발생시켜 버린다.
(5) 또, X선 흡수체(4)를 패터닝한후에 그 패턴에 결함이 생기는 일이 있다.
이런 결함이 생긴 경우에는 FIB, 레이저등의 수법에 의해 결함을 수정할 필요가 있다.
그러나 대규모의 결함을 수정하면, X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 어긋남이 생겨버린다.
본 발명의 목적은, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남이 없는 X선마스크를 얻기 위한 X선마스크의 응력조정방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시의 형태 1 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 표시하는 도면.
도 2 ∼ 도 8 은 본 발명의 실시의 형태 1 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 개략단면도.
도 9 는 응력조정공정을 X선마스크 완성후에 실시해도 된다는 것을 표시하는 도면.
도 10과 도 11 은 본 발명의 실시의 형태 2 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 공정순서대로 표시하는 도면.
도 12 와 도 13 은 본 발명의 실시의 형태 3 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 14 와 도 15 는 본 발명의 실시의 형태 4 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 16 은 본 발명의 실시의 형태 6 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 표시하는 도면.
도 17 은 본 발명의 실시의 형태 7 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 표시하는 도면.
도 18∼도 21 은 본 발명의 실시의 형태 8 에서의 X선마스크의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 개략단면도.
도 22A∼도 22D 는 레지스트가 포지형으로 에칭마스크가 인장응력을 갖는 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 23A-도 23C 는 X선 흡수체에 잔존응력이 있는 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 24A∼도 24D 는 레지스트가 포지형으로 에칭마스크가 압축응력을 갖는 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 25A∼도 25C 는 X선 흡수체에 잔존응력이 있는 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 26A∼도 26C 는 레지스트가 네거형으로 에칭마스크가 인장응력을 갖는 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 27A∼도 27C 는 X선 흡수체에 잔존응력이 있는 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 28A∼도 28C 는 SR광이 조사된 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 29A∼도 29C 는 X선 흡수체, 반사방지막, 에칭스토퍼가 산화한 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 30A∼도 30C 는 SR광이 조사된 경우의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 31∼도 33 은 X선 흡수체의 바닥층이 오버에칭되는 모양을 공정순으로 표시하는 도면.
도 34~도 35 는 본 발명의 실시의 형태 10에서의 X선마스크의 응력조정방법을 공정순으로 표시하는 도면.
도 36은 X선 흡수체의 바닥층을 형성하는 공정을 표시하는 도면.
도 37은 X선 흡수체의 바닥층의 표층의 응력을 0근방으로 하는 공정을 표시하는 도면.
도 38∼도 44는 종래의 X선마스크의 제조방법을 공정순으로 표시하는 개략단면도.
도 45 와 도 46 은 반사방지막에 오버에칭이 실시된 경우에 패턴의 위치편향이 생기는 것을 공정순으로 설명하기 위한 도면.
도 47 은 X선 흡수체의 패터닝후에 자연산화됨으로써 패턴의 위치편향이 생기는 것을 설명하기 위한 개략 사시도.
도 48A 와 도 48B 는 X선 흡수체의 패턴을 위상 시프트 효과가 얻어지는 형상으로 한 경우의 개략단면도 및 광강도분포도.
도 49 는 X선 흡수체의 하층에서 상층으로의 응력의 분포를 표시하는 도면.
도 50 은 X선 흡수체의 패턴을 부분적으로 확대해서 표시하는 단면도.
도 51 은 X선 흡수체의 패턴을 위상 시프트 효과가 얻어지는 형상으로 한 경우에 패턴의 위치편향이 생기는 것을 설명하기 위한 개략사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 실리콘기판,
2. 멤브레인,
3. 반사방지막,
4. X선 흡수체,
6. 서포트링,
7. 접착제,
8. 에칭마스크.
본 발명의 X선마스크의 응력조정방법에서는 X선의 투과를 막는 재질로 되는 X선 흡수체를 패터닝한후, X선 흡수체를 포함하는 X선마스크에 응력조정처리가 실시된다.
본 발명의 X선마스크의 응력조정방법에서는, X선 흡수체의 패터닝후에 응력조정공정이 실시되므로, X선 흡수체의 패터닝후에 패턴의 위치 어긋남이 생겨도,이 위치 어긋남을 응력 조정으로 수정할 수가 있다.
이로써, 위치 어긋남이 없는 또는 적은 X선마스크를 얻을수가 있다.
따라서, X선마스크의 제조상의 수율을 올릴 수가 있는 동시에 X선마스크의 사용시에 생기는 경시적인 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수도 있다.
상기한 X선마스크의 응력 조정방법은 바람직하게는 응력조정처리를 하는 공정은 X선마스크에 어닐, 이온주입, 에칭, 성막, 산화 및 환원으로 된 군에서 선택되는 하나이상의 처리를 하는 공정을 갖고 있다.
이로써 각종의 위치 어긋남에 대처하는 것이 가능해진다.
상기의 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 X선 흡수체의 하층에 얼라이멘트광의 반사를 방지하는 재질로 되는 반사방지막이 형성된다.
그리고 X선 흡수체의 패터닝은, 반사방지막의 표면이 노출될 때까지 X선 흡수체를 선택적으로 에칭함으로써 실시된다.
응력조정처리를 하는 공정은, 노출된 반사방지막의 표면을 산화하는 공정을 갖고 있다.
이로써 반사방지막을 오버에칭했을 때에 생기는 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 응력조정처리를 하는 공정은, 패터닝되고, 벽측에 산화막이 형성된 X선 흡수체에 어닐을 실시하는 공정을 갖고 있다.
이로써, X선 흡수체의 패터닝후에 X선 흡수체가 자연산화됨으로써 생기는 패턴의 위치 어긋남을 수정할수 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 X선 흡수체의 패터닝은, X선 흡수체의 측벽이 경사지도록 에칭함으로써 실시된다.
응력조정처리를 실시하는 공정은, 패터닝된 X선 흡수체에 어닐을 실시하는 공정을 갖고 있다.
이로써 위상시프트효과를 갖도록 X선 흡수체의 측벽을 경사지게 함으로써 생기는 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서, 바람직하게는 패터닝된 X선 흡수체의 위치편향을 측정하는 공정이 더 구비되어 있다.
측정된 위치 편향에 따라 X선마스크의 응력이 조정된다.
이로써 측정된 위치편향에 따라 응력조정을 하는 것이 가능해진다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 패터닝된 X선 흡수체의 위치편향을 측정하는 공정과, X선마스크의 응력을 조정하는 공정이 반복되어 위치편향이 작아진다.
이로 인해, 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서, 바람직하게는 측정된 위치편향으로부터 X선 흡수체의 패턴의 위치편향이 실질적으로 0이 되는 처리조건을 산출하는 공정이 또 다시 구비되어 있다.
처리조건에 따라, X선마스크에 응력조정처리가 실시된다.
이로써, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남의 측정공정과 응력조정공정을 반복하지 않어도, 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는, 응력조정처리를 실시하는 공정은, X선마스크의 X선을 조사한후에 실시한다.
이로써, X선조사에 의해 X선 흡수체의 패턴이 경시적으로 위치 어긋남을 일으켜도, 그 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 X선 흡수체를 패터닝하는 공정은 X선 흡수체상에 형성된 마스크층을 래지스트의 패턴을 사용해서 패터닝한후에 패터닝된 마스크층을 마스크로해서 X선 흡수체를 에칭함으로써 실시된다.
응력조정처리를 실시하는 공정은 패터닝된 X선 흡수체의 위치정밀도를 계측 한후에 실시되고, 또 마스크층을 에칭함으로써 실시된다.
이로써, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는, 마스크층을 에칭하는 공정은 마스크층이 남도록 에칭함으로써 실시하는 것이다.
이로써, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는, 마스크층을 에칭하는 공정은 마스크층이 남지 않도록 에칭함으로써 실시하는 것이다.
이로써, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 마스크층이 모두 에칭에의해 제거된후, X선 흡수체에 에칭이 실시되고, X선 흡수체의 일부가 제거된다.
이로써, X선 흡수체의 응력이 조정되고, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는, 위치정밀도의 계측과 마스크층의 제거가 반복해서 실시된다.
이로써, X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 최소치로 할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에 바람직하게는 레지스트가 포지형이고 또 마스크층이 인장응력을 갖고 있는 경우 및 레지스트가 네가형이고, 또 마스크층이 압축응력을 갖고 있는 경우의 어느것인가에는, 레지스트의 패턴이 응력조정처리를 한후의 X선 흡수체의 패턴보다도 미리 작게 형성된다.
이로써, X선 흡수체에 잔존응력이 있는 경우에도 X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 0근방으로 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서, 바람직하게는 레지스트가 포지형이고 또 마스크층이 압축응력을 갖고 있는 경우 및 레지스트가 네가형이고 또 마스크층이 인장응력을 갖고 있는 경우의 어느것인가에는 레지스트의 패턴이 응력조정처리를 한후의 X선 흡수체의 패턴보다도 미리 크게 형성된다.
이로써 X선 흡수체에 잔존응력이 있는 경우에도 X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 0근방으로 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 레지스트에 포지형이 사용되고 마스크층이 인장응력으로 되는 것이다.
이로써, X선마스크에 X선조사함으로 인한 X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 레지스트에 네가형이 사용되고 마스크층이 압축응력으로 되는 것이다.
이로써 X선마스크에 X선 조사함으로써 X선 흡수체의 패턴의 위치 어긋남을 수정할 수가 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면에 따라 설명한다.
실시의 형태 1
도 1 과 도 2를 참조해서, 실리콘기판(1)상에, 예를 들어 두께 1-2㎛이고 경원소로 된 멤브레인(2)이 성막된다(스텝 S1).
도 1 과 도 3을 참조해서 멤브레인(2)의 이면의 일부가 노출될 때까지 실리콘기판(1)의 일부가 선택적으로 백에치된다.
도 1 과 도 4를 참조해서 멤브레인(2)상에 예를 들면 인듐,주석산화물(ITO)등으로 되는 반사방지막겸 에칭스토퍼막(이하, 단지 반사방지막이라한다)(3)이 도포되어 소성된다.
또, 반사방지막(3)은 얼라먼트광을 반사하는 재질로 되어 있다.
도 1 과 도 5를 참조해서, 이 반사방지막(3)상에, 예를 들어 스패터법에 의해 텅스텐-티탄막으로 되는 X선 흡수체(4)가 성막된다(스텝 S2). 이때의 X선 흡수체(4)의 평균막 응력이 측정되고, 이 평균막 응력을 0으로 하기 위한 열처리시의 온도가 결정된다.
그리고 이 결정된 온도로 균일하게 어닐이 실시됨으로써 X선 흡수체(4)의 평균막응력이 0 으로 조정된다(스텝 S3). 또, X선 흡수체(4)의 응력조정의 처리로서는, 이 어닐에 한하지 않고 상황에 따라 이온 주입이나 X선 흡수체(4)의 표면산화 및 표면환원등이 실시되어도 좋다.
도 1 과 도 6을 참조해서 이 X선 흡수체(4)상에 레지스트(5)가 도포된 후 예를 들면 180℃로 베이크된다.
도 1 과 도 7 을 참조해서, 전자선묘화(描畵)(EB) 및 현상에 의해 레지스트(5)가 패터닝된다.
이 패터닝된 레지스트(5)를 마스크로 해서 X선 흡수체(4)에 드라이에칭이 되고, X선 흡수체(4)의 패터닝이 실시된다(스텝 S4). 이후 레지스트(5)가 제거된다.
도 1을 참조해서 이후 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 정밀도가 예를 들면 레이저 간섭에 의해 측정된다(스텝 S5). 그리고 X선 흡수체(4)의 패턴에 위치 어긋남이 생겨있을 때는, X선마스크에 응력조정처리가 실시되어 (스텝 S6), X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 어긋남이 수정된다.
그후 실리콘기판(1)의 이면에, 서포트링(6)이 접착제(7)에 의해 접착되어 도 8 에 표시한 상태가 된다.
또 상기한 X선마스크의 응력 조정처리(스텝 S6)는 도 9 에 표시하는바와같이 X선마스크 완성(스텝 S7)후에 실시되어도 된다.
예를 들면 X선마스크가 일단 X선 리소그래피기술에 사용된 후에 X선마스크에 응력조정처리가 실시되어도 된다.
이 응력조정처리(스텝 S6)는 정기적으로 실시하는 것도 가능하다.
또, 상기한 X선 흡수체(4)의 패터닝후의 응력 조정처리(스텝 S6)는 예를 들면 어닐, 이온주입, X선 흡수체(4)의 에칭, 어떤것인가의 된 막의 성막, 산화, 환원등의 어느처리라도 된다.
또 상기한 본 실시의 형태에서는 응력조정처리스텝(S6)후에 서포트링(6)을 접착하고 있으나 서포트링(6)의 접착을 먼저 한후에 응력조정처리(스텝 S6)가 시행되도 된다.
이 때문에 이 응력조정처리(스텝 S6)이 X선마스크 제작의 최후의 공정이 되는 일도 있다.
또 공정에 따라서는, 실리콘기판(1)의 백에치전에 응력조정처리(스텝 S6)가 실시되어도 된다.
이 경우, 응력조정처리(스텝 S6)후에 백에치를 하면, 전체적으로 패턴이 왜곡되는 경우가 있어, 그런 때는 다시 응력조정처리가 실시되어도 된다.
이하, 본 발명에서의 구체적인 응력조정방법에 대해 실시의 형태 2∼5에 상세하게 설명한다.
실시의 형태 2
도 4 에 표시하는 바와 같이 반사방지막(3)을 소성하면, 도 45 에 표시하는 바와같이 반사방지막(3)의 표면에는 산화막(3a)이 형성된다.
이 산화막(3a)에서는, 산소를 취입함으로써 압축응력이 존재하게 된다.
이 때문에 X선 흡수체(4)의 패터닝시에 이 산화막(3a)이 선택적으로 제거되면 도 10 에 표시하는 바와 같이 화살표로 표시하는 방향으로 X선 흡수체(4)의 패턴이 위치 어긋남을 일으킨다.
본 실시의 형태에서는 상기한 위치 어긋남이 생긴 상태에서 응력조정처리로서 예를 들어 UV 오존이나 산화분위기하에서의 산화가 실시된다.
도 11을 참조해서, 이 산화에 의해, X선 흡수체(4)로부터 노출된 반사방지막(3)의 저벽 및 측벽이 산화되고, 산소를 취입함으로써 이들의 부분의 응력이 압축 응력이 된다.
이와 같이 산소의 취입에 의한 응력의 변화에 의해 화살표로 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 패턴이 이동하고 위치 어긋남이 수정된다.
이와 같이 본 실시의 형태에서는, X선 흡수체(4)의 패터닝후에 산화를 함으로써 반사방지막(3)을 오버에칭했을 때에 생기는 패턴의 위치 어긋남을 수정하는 것이 가능해진다.
또 여기서는 실리콘기판(1)을 백에치한후에 X선 흡수체(4)를 패터닝하는 경우에 대해 설명하였으나 실리콘기판(1)의 백에치전에 X선 흡수체를 패터닝하는 경우에도 같은 효과가 얻어진다.
실시의 형태 3
도 7 에 표시하는 X선 흡수체(4)의 패턴후에 X선 흡수체(4)의 측벽에는 자연산화에 의해 도 12 에 표시하는 바와 같이 산화막(4a)이 형성된다.
이 때문에 측벽에는 압축응력이 생기고 X선 흡수체(4)의 패턴이 화살표에 표시하는 방향으로 위치 어긋남을 일으키게 된다.
본 실시의 형태에서는 이 위치 어긋남을 일으킨 상태에서 X선마스크에 응력 조정처리로서 예를 들어 어닐이 실시된다.
통상, X선 흡수체(4)에는 그 성막시에 분위기 가스성분이 취입되거나, 격자결함이 잔존해 있다.
어닐을 실시함으로써, 이 X선 흡수체(4)에 취입된 분위기 가스성분을 X선 흡수체(4)에서 제거하거나 격자결함이 없어지거나 한다.
이로써, 도 13 에 표시하는 바와 같이 분위기 가스성분이나 격자결함이 제거된분만큼 X선 흡수체(4)의 응력은 인장측으로 되기 때문에, 화살표로 표시하는 방향으로 X선 흡수체(4)의 패턴은 이동하고, 패턴의 위치 어긋남은 수정되게 된다.
이와 같이 본 실시의 형태에서는, X선 흡수체(4)의 패터닝후에 어닐을 실시함으로써 X선 흡수체(4)가 자연산화되는데 따른 패턴의 위치 어긋남을 수정하는 것이 가능해진다.
또 상기에서는, 어닐을 실시함으로써 위치 어긋남을 수정하고 있으나 환원분위기하에서 가열함으로써, X선 흡수체(4)의 측벽등의 산화막(4a)을 제거해서 응력을 소거하고 패턴의 위치 어긋남을 수정하는 것도 가능하다.
단, 이 환원처리는, X선 흡수체(4)의 산화가 장기간에 걸쳐서 서서히 진행하는 경우에 적용 가능하다.
즉, 공기중에 내놓는 것만으로 산화되는 것 같은 재료에서는 애써, X선 흡수체(4)를 환원시켜도 체임버에서 내놓은 순간에 산화되므로 응력을 조정할 수가 없기 때문이다.
실시의 형태 4
상술한 바와 같이 도 7 에 표시하는 공정에서 위상시프트의 효과를 얻기위해, X선 흡수체(4)의 패턴의 측벽이 경사지도록 패터닝되는 경우가 있다.
이 경우에는, 도 14 에 표시하는 바와 같이 X선 흡수체(4)의 패턴(4b)의 측벽에는 압축응력이 작용하고, 화살표로 표시하는 방향으로 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 어긋남이 생긴다.
본 실시의 형태에서는 이 위치 어긋남이 생긴 상태에서, X선마스크에 응력조정 처리로서 예를 들면 어닐이 실시된다.
도 15를 참조해서 이 어닐에 의해 상술한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 패턴에서 분위기 가스성분이나 격자결함이 제거되므로 응력이 인장측이 된다.
이로써 화살표로 표시하는 방향으로 X선 흡수체(4)의 패턴이 이동하므로, 패턴의 위치 어긋남이 수정된다.
이와 같이 본 실시의 형태에서는 X선 흡수체(4)의 패터닝후에 어닐을 실시함으로써 위상 시프트 효과를 유지한채 패턴의 위치 어긋남을 수정하는 것이 가능해진다.
또 위상 시프트 효과가 필요치 않으면, X선 흡수체(4)의 패턴(4b)의 측벽이 반사방지막(3)의 상면에 대해 대략 수직이 되도록 다시 패턴(4b)에 에칭을 하면 된다.
이 에칭에서는, 다소 등방성 에칭을 해서 측벽이 에칭되는 조건이 바람직하다.
실시의 형태 5
상술한 바와 같이 X선마스크를 X선 리소그래피에 사용한 경우 X선의 조사에의해 반사방지막(3)의 SiO2의 Si 와 0 의 결합이 끊어져 그 응력이 변화해버린다.
이로써 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 어긋남이 생겨버린다.
이를 방지하기 위해, 예를 들면 X선의 조사에 의해 반사방지막(3)의 응력이 압축측으로 되는 경우는 예를 들면 어닐이나 환원처리 등과 같이 응력을 인장측으로 변화시키는 처리가 실시되면 된다.
또 이 X선의 조사에 의해 반사방지막(3)의 응력이 인장측으로 변화하는 경우에는, 예를 들면 산화나 이온 주입과 같이 응력을 압축측으로 변화시키는 처리가 실시되면 된다.
이와 같이 본 실시의 형태에서는 X선조사에 의해, X선 흡수체(4)의 패턴이 경시적으로 위치 어긋남을 일으킨 경우에도 그 패턴의 위치 어긋남을 수정하는 것이 가능해진다.
실시의 형태 6
도 16을 참조해서, 도 1 에 표시하는 바와 같이 실시의 형태 1 과 같은 스텝(S1-S4)이 실시된 후, X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 편향이, 예를 들어 레이저간섭법, 전자묘화법등에 의해 측정된다(스텝 S5).
그후 측정된 편향이 X선 리소그래피 기술에서 지장이 없을정도로 작거나, 또는 지장이 있을정도로 큰가가 판단된다(스텝 S11).
그리고 그 측정된 편향이 X선리소그래피에서 지장이 있을정도로 크다고 판단된 경우에는, X선마스크에 응력조정처리가 실시된다(스텝 S6).
이와 같이 위치 편향 측정공정(스텝 S5) 및 응력조정처리공정(스텝 S6)을 반복함으로써 X선 흡수체(4)의 위치편향이 X선 리소그래피에 지장이 없을 정도로 작게 된 시점에서 다음 공정이 실시된다.
본 실시의 형태에서는, 위치편향 측정공정과 응력조정처리공정을 반복함으로써 편향을 작게 하고 있다.
이와 같이 위치편향의 변화와 응력의 변화와의 관계를 몇번인가 측정하면 그들의 관계에서 위치편향이 최소치가 되는 조건을 추정할 수가 있다.
그리고 그 조건에 따라 응력조정공정을 실시함으로써, 위치 편향을 X선 리소그피법에 지장이 없을 정도로 작게 할 수가 있다.
또, 본 실시의 방법은, 특히 대규모의 패턴의 결함의 수정시에 유효하다.
즉 위치편향 측정공정(스텝 S5)에서 X선마스크의 전체적인 위치편향을 측정하고 그 편향이 클 때는(스텝 S11), 국부적으로 응력을 조정하는 처리를(스텝 S6)반복함으로써, 대규모의 패턴의 결함의 수정으로 생긴 국부적인 응력분포를 섬세하게 조정할 수 있기 때문이다.
실시의 형태 7
도 17을 참조해서 본 실시의 형태에서는, 우선 도 1 에 표시하는 실시의 형태 1 과 같은 스텝(S1∼S4)이 실시된다.
그후, X선 흡수체(4)의 패터닝 위치편향이, 예를 들어 레이저 간섭법, 전자선묘화법등에 의해 측정된다(스텝 S5). 그리고 이 측정된 위치편향을, 미리 구한패턴분포와 응력조정방법에 의한 응력변화와의 비율이나, 미리 데이터베이스화한 측정결과에 집어넣음으로써, 소정의 막의 응력을 0 으로 할 수 있는 처리조건이 산출된다(스텝 Sl2). 그리고 이 산출된 처리조건에 따라 응력조정공정이 실시된다(스텝 S6). 본 실시의 형태에서는 위치편향 측정후, 계산이나 데이터베이스에 따라 응력조정처리가 실시된다.
이 때문에 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 어긋남의 측정공정과 응력조정공정을 반복하지 않아도, 패턴의 위치 어긋남을 수정하는 것이 가능해진다.
실시의 형태 8
우선 도 18을 참조해서 X선마스크기판(1)상에 경원소(예를 들면 SiC)로 되는 멤브레인(2)과, 반사방지막(3)과 X선 흡수체(4)와, 에칭마스크(8)가 순차 성막된다.
도 19를 참조해서, 이후 X선마스크기판(1)의 이면에 서포트링(6)이 접착되고 X선마스크기판(1)에 백에치가 실시된다.
그리고 에칭마스크(8)상에 레지스트(5)가 도포된 후 베이크된다.
그후 이 레지스트(8)에 전자선 묘화기(EB)에 의해 묘화가 시행된후, 현상되어서 레지스트 패턴(5)이 형성된다.
이 레지스트패턴(5)을 마스크로 해서 에칭마스크(8)에 에칭에 실시되어 에칭마스크(8)가 패터닝된다.
이 패터닝된 에칭마스크(8)을 마스크로해서 X선 흡수체(4)에 에칭이 실시된다.
그후 레지스트(5)가 제거된다.
도 20을 참조해서, 상기한 에칭에 의해, X선 흡수체(4)가 패터닝된다.
그후 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치정밀도가 측정된다.
그 위치정밀도의 측정결과가 양호하면, 이 상태에서 X선마스크는 그대로 전사용 마스크로 사용된다.
그러나, X선 흡수체(4)의 패턴의 위치정밀도가 나쁜경우에는 에칭마스크(4)의 에칭이 실시된다.
이때는, 도 21 에 표시한 바와 같이 균일하게 어떤 량(예를 들면 에칭마스크의 두께의 반등)이 에칭되어도 좋고, 또 국소적으로 에칭이 되어도 된다.
그후 다시 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 정밀도가 측정되고, 이 결과가 양호하면 그 상태에서 X선마스크는 전사용 마스크로 사용되고, 또 양호하지 않을때는 다시 에칭마스크(8)에 추가의 에칭이 실시된다.
위치정밀도를 측정한 후에 에칭마스크(8)를 에칭하는 방법은, X선마스크가 완성되어 실제의 전사에 사용되거나, 또 X선마스크를 세정한 경우등에 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치정밀도가 저하한 경우후에 추가해서 실시할 수도 있다.
또 에칭마스크(8)의 에칭량은 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치정밀도의 계측결과에서 구해도 된다.
또 미리 위치편향이 0 이 되는 에칭량을 구하지 않어도, 에칭마스크(8)의 소량의 에칭과 위치정밀도계측을 반복함으로써 위치편향을 최소치로 할수도 있다.
또 에칭마스크(8)가 모두 에칭되어 버리면 응력을 조정하는 막이 없어지기 때문에, 기본적으로는 위치정밀도의 조정은 불가능하게 된다.
그러나, 전사에 영향하지 않는 범위나, 전사 조건의 변경으로 끝나는 정도라면, 에칭마스크(8)를 모두 제거한 후에 소량의 X선 흡수체(4)의 에칭을 함으로써 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치 정밀도가 조정되어도 된다.
또 본 실시의 형태에서는 각층 2,3,4,8 의 성막→ 서포트링(6)의 접착→ 백에 치→ EB→X선 흡수체(4)의 에칭이라는 공정을 사용하였다.
그러나 본 실시의 형태의 응력조정방법은 이 공정에 한하지 않고, 각층 2,3,4,8 의 성막 → 백에치 → 서포트링(6)의 접착 → EB → X선 흡수체(4)의 에칭공정, 백에치 → 각층 2,3,4,8 의 성막 → 서포트링(6)의 접착 → X선 흡수체(4)의 에칭의 공정, 각층 2,3,4,8 의 성막 → EB → X선 흡수체(4)의 에칭 → 서포트링(6)의 접착 → 백에치의 공정이라도 된다.
실시의 형태 9
또 도 22A ~ 도 27C에서 실시의 형태 8에서 설명한 부재와 같은 부재에 대해서 같은 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
우선 레지스트가 포지형이고, 또 에칭 마스크가 인장응력을 갖는 경우의 위치정밀도 수정방법에 대해 도 22A~도 22B 및 도 23A~도 23C를 사용해서 설명한다.
도 22A를 참조해서, X선마스크기판(도시않음)상에 각층 2,3,4,8 이 성막된 후 에칭마스크(8)상에 레지스트(5)가 도포된 후, 베이크된다.
그후 레지스트(5)에 전자선 묘화기로 묘화가 된후 현상이 시행된다.
그후 에칭마스크(8)의 에칭과 X선 흡수체(4)의 에칭이 실시된다.
에칭마스크(8)에 인장응력이 있으면 에칭마스크(8)의 에칭후에는 도 22B 에표시하는 바와 같이 에칭마스크(8)의 패턴은 치수 X만큼 넓혀지게 된다.
그후 도 22C에 표시하는 바와 같이 에칭마스크(8)를 막두께의 반만큼 에칭제거하면, 에칭마스크(8)중의 인장응력은 반감되기 때문에, X선 흡수체(4)의 응력이 0이면 에칭마스크(8)의 패턴은 치수 X/2만 원래대로 복귀한다.
또 도 22D 에 표시한 바와 같이 에칭마스크(8)를 모두 에칭 제거하면 X선 흡수체(4)의 응력이 0이면 패턴은 원래의 옳은 위치로 되돌아간다.
그러나 실제로는 X선 흡수체(4)에는 잔존응력이 있기 때문에 에칭마스크(8) 제거후에도 X선 흡수체(4)의 패턴의 편향이 발생해 있다.
그래서 도 23A 에 표시하는 바와 같이 미리 패턴을 치수 X1만큼 옳은 위치보다 작게 묘화하는 방법이 채택된다.
여기서 치수 Xl은 상기 치수 X보다 작게 설정된다.
이 상태에서 도 23B 에 표시하는 바와 같이 에칭마스크(8)과 X선 흡수체(4)의 에칭을 하면 패턴은 옳은 위치보다도 치수 X2만큼 넓혀진 상태가 된다.
여기서 각 치수의 관계는 X=X1+X2이고, 또 에칭마스크(8)을 에칭에 의해 모두 제거한 경우에 패턴이 움직이는 양은 치수 X이다.
이 때문에 에칭마스크(8)를 적당한 쓰만큼 에칭제거하면, 패턴이 옳은 위치로 움직이게 된다.
구체적으로는 에칭마스크(8)의 응력이 균일하다고 하면, X2/X 의 비율만큼 에칭마스크(8)의 두께를 감소시키도록 에칭을 하면, 도 23C 에 표시하는 바와 같이패턴이 옳은 위치가 된다.
예를 들어 에칭마스크(8)의 두께를 100nm 로 하고, X선 흡수체(4)의 에칭시에 에칭선택비의 관계에서 에칭마스크(8)의 막두께가 20nm 감소(80nm 두께 남아 있다)한다고 보고 이 80nm 두께의 에칭마스크(8)의 응력으로 패턴이 X=40nm 이동하는 것으로 한다.
이 경우 미리 패턴을 X1=30nm 만큼 작게 설정해두면, X선 흡수체(4)의 에칭후에는 옳은 위치로부터 X2=10nm 정도 넓혀진 상태가 된다.
이 때문에 X2/X 의 비율은, X2/X=10/40= 0.25 가 되고, 80nmX 0.25=20nm 정도 에칭마스크(8)를 에칭하면 패턴이 옳은 위치로 움직이게 된다.
그러나 실제로는 X선 흡수체(4)의 잔존응력이나 에칭마스크(8)의 응력의 불균형, 패턴의 소밀도 관계되므로, 반드시 이예와 같이 에칭마스크(8)를 20nm 에칭하면 된다는 것은 아니다.
이 때문에, 에칭마스크(8)를 5nm 정도 에칭해서는 위치정밀도를 측정하는 식의 에칭마스크(8)의 에칭과 위치정밀도 측정을 반복하면 보다 X선 흡수체(4)의 패턴의 위치정밀도는 향상된다.
다음 레지스트가 포지형이고 또 에칭마스크가 압축응력의 경우의 위치정밀도 수정방법을 도 24A ∼도 24D와 도 25A ∼도 25C를 사용해서 설명한다.
도 24A를 참조해서 상기와 같이 각층 2,3,4,8 이 성막된후, 레지스트(5)가 패터닝된다.
그후 도 24B에 표시한 바와 같이 에칭마스크(8)와 X선 흡수체(4)가 에칭되면, 에칭마스크(8)의 압축응력에 의해 패턴은 옳은 위치로부터 치수 y만큼 작아진다.
그후 에칭마스크(8)를 막두께의 반만큼 에칭하면 도 24C 에 표시한 바와 같이 에칭마스크(8)중의 압축응력은 반감되기 때문에, X선 흡수체(4)의 응력이 0이면 패턴은 치수 y/2 만큼 원상태로 되돌아간다.
또, 도 24D 에 표시한 바와 같이 에칭마스크(8)의 모두를 에칭제거하면, X선 흡수체(4)의 응력이 0이면 패턴은 원래로 되돌아간다.
그러나 상술한 바와 같이 실제로는 X선 흡수체(4)에는 잔존응력이 있기 때문에 에칭마스크(8)의 제거후에도 패턴의 편향이 발생하고 있다.
그래서 도 25A 에 표시하는 바와 같이 미리 패턴을 치수 y1(＜Y)만큼 옳은은 위치보다도 크게 묘화해두면, 도 25B에 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 에칭후에는, 패턴은 치수 y2만큼 옳은 위치보다도 작은 상태가 된다.
에칭마스크(8)를 모두 에칭제거한 경우, 패턴이 움직이는 양은 y이다.
이 때문에 에칭마스크(8)의 응력이 균일하다고 하면, y2/y 의 비율만큼 에칭마스크(8)의 두께를 감소시키면 도 25C 에 표시하는 바와 같이 패턴은 옳은 위치로 움직이게 된다.
또 에칭마스크(8)의 에칭과 위치정밀도 계측을 반복해서 위치정밀도가 향상되어도 된다.
다음, 레지스트가 네가형이고 또 에칭마스크(8)가 인장응력의 경우의 위치정밀도 수정방법에 대해 도 26A∼도 26C와 도 27A-도27C를 사용해서 설명한다.
도 26A를 참조해서, 상술한 바와 같이 각막(2),(3),(4),(8)이 성막된후 레지스트(5)가 패터닝된다.
그후 도 26B 에 표시한 바와 같이 에칭마스크(8)와 X선 흡수체(4)가 패터닝되면 에칭마스크(8)의 인장응력에 의해 패턴은 옳은 위치에서 치수 Z만큼 작아진다.
그후 도 26C 에 표시하는 바와 같이 에칭마스크(8)를 모두 에칭제거하면, X선 흡수체(4)의 응력이 0이면 패턴은 원래대로 복귀한다.
그러나, 실제로는 X선 흡수체(4)에는 잔존응력이 있으므로, 에칭마스크(8)의 제거후에도 패턴의 편향이 발생하고 있다.
그래서 도 27A 에 표시한 바와 같이 미리 패턴을 치수 Z1(＜Z)만큼 옳은 위치보다 크게 묘화해두면, 도 27B에 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 에칭후에 패턴은 치수 Z2만큼 옳은 위치보다도 작게되는 것이다.
여기서 각 치수의 관계는 Z=Z1+Z2이고, 에칭마스크를 에칭에 의해 모두 제거한 경우의 패턴이 움직이는 양은 치수 Z 이다.
이 때문에 X선 흡수체(4)의 에칭후에 Z2/Z 의 비율만큼 에칭마스크(8)를 에칭하면, 도 27C에 표시하는 바와 같이 패턴이 옳은 위치로 움직이게 된다.
또 에칭 마스크(8)의 에칭과 위치정밀도 계측을 반복해서 위치정밀도가 향상되어도 된다.
또, 레지스트가 네가형이고 에칭마스크(8)가 압축응력의 경우의 위치정밀도 수정방법에 대해서도 같이 생각할 수가 있고 그 경우는 미리 패턴을 작게 그려놓으면 된다.
여기서는, X선마스크의 주변부에 X선 흡수체(4)를 남기는 경우에는 포지형의 레지스트(5)가 사용되고, 주변부에 X선 흡수체(4)를 남기지 않는 경우에는 네가형의 레지스트(5)가 사용되고 있다.
포지형의 레지스트(5)의 경우에는, EB 묘화된 레지스트(5)가 없어지기 때문에, EB 묘화를 할 필요가 없는 주변부에서는 레지스트(5)가 남고 결과로서 주변부가 X선 흡수체(4)로 덮혀지게 된다.
역으로 네가형 레지스트(5)의 경우는 EB 묘화된 레지스트(5)만이 남게되므로, 주변부의 레지스트(5)는 없어지고, 결과로서 주변부의 X선 흡수체(4)는 에칭되어버린다.
그러나, EB 묘화시간을 무시하면 포지형 레지스트나 네가형 레지스트로도 패턴이 없는 주변부를 EB 로 빈틈없이 전부 칠해버릴 수도 있다.
이 경우는 상술한 경우와 반대의 효과가 된다.
예를 들면 도 24 및 도 25 는 포지형 레지스트를 사용해서 중심부만 EB 묘화를 한 경우의 것이나, 이는 게가형레지스트를 사용해서 상기한 포지형 레지스트로 묘화하지 않은 부분(주변부를 포함)을 모두 묘화하는 경우의 효과와 같아진다.
이 때문에, 이와 같이 주변부를 포함해서 통상적인 것과는 반대부분을 EB 묘화할때는 상술한 것이 모두 반대가 되나 기본적인 생각은 같다.
실시의 형태 10
도 28A~도 30C에서 실시의 형태 8에서 설명한 부재와 같은 부재에 대해서는 같은 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
우선 포지형 레지스트를 사용한 경우 또는 네가형 레지스트를 사용해서 포지형 레지스트와 반대의 부분을 묘화한 경우(주변까지 묘화)에 대해 도 28A∼도 28C를 사용해서 설명한다.
또 이때는 에칭마스크의 응력은 인장응력으로 해둘 필요가 있다.
특히 에칭마스크의 주변부의 인장응력으로 되어 있는 것이 바람직하다.
도 28A를 참조해서 SR(Synchrotron Radiation)전사의 경우에는 인의 칩과의 경계가 다중으로 전사되지 않게 하기 위해 SR 광을 칩의 끝에서 컷하기 위한 브라인드(9)가 붙어 있다.
이 결과, 멤브레인(2)에는 SR광이 닿는 부분과 닿지 않는 부분이 생긴다.
SR전사를 계속하는 중에 SR 광이 항상 닿는 부분에서는 멤브레인(2)의 인장 응력이 감소되어 간다. 그 결과 도 28B에 표시하는 바와 같이 패턴은 전체로 넓혀져 간다. 그래서 도 28C에 표시하는 바와 같이 인장응력을 갖는 에칭마스크(8)를 어느 두께만큼 에칭하면 마스크의 외측의 인장응력이 감소하기 때문에 패턴은 전체적으로 작게된다.
그 결과, SR광에 의한 위치 어긋남을 결정하는 것이 가능하게 된다.
다음 황상과수세정, 공기중방치, SR 조사등으로 X선 흡수체, 반사방지막, 에칭스토퍼등이 산화하는 경우에 대해 도 29A-도 29C를 사용해서 설명한다.
도 29A 에 표시하는 상태에서 환산과수세정, 공기중방치, SR 조사등이 되면 도 29B 에 표시하는 바와 같이 X선 흡수체(4)등이 산화되어 산화막(20)이 형성된다.
이 산화막(20)에는 산소가 취입된 분만큼 압축응력이 생기기 때문에 패턴 전체가 넓혀지게 된다.
그래서 상술과 같이 도 29C 에 표시하는 바와 같이 인장응력을 갖는 에칭마스크(8)를 소정량 에칭함으로써, 인장력이 완화되어서 패턴이 원래대로 돌아간다.
또 여기서는 세정에 의해 산화하는 경우의 대책을 기술하고 있으나, 세정에의해 산화막이 떨어질 때도 생각된다.
이때는 패턴이 인장되게 되기 때문에, 패턴은 전체적으로 작아진다.
이 때문에 에칭마스크(8)의 응력을 미리 압축해두면, 에칭마스크(8)의 에칭에 의해 패턴은 넓혀지므로, 위치정밀도를 수정할 수가 있다.
다음, 네가형 레지스트를 사용한 경우, 또는 포지형 레지스트를 사용해서 네가형 레지스트와 반대부분을 묘화한 경우(주변까지 묘화)에 대해 도 30A∼도 30C를 사용해서 설명한다.
또 이때 에칭마스크의 응력은 먼저와는 반대로 압축응력으로 할 필요가 있다.
도 30A를 참조해서, SR 광을 조사하면, 상술한 바와 같이 SR 광이 닿는 부분의 멤브레인(2)의 응력이 감소하므로 도 30B 에 표시하는바와같이 패턴은 전체적으로 커진다.
그래서 도 30C 에 표시하는 바와 같이 압축응력을 갖는 에칭마스크(8)를 소정량 에칭함으로써 에칭마스크(8)의 압축응력이 감소되고, 이 결과 패턴이 작아진다.
이로써, SR광에 의한 위치 어긋남을 보정할 수가 있다.
또, 여기서는 세정, 공지중방치, SR 조사등으로 X선 흡수체 반사방지막, 에칭스토퍼등이 산화하는 경우에는 패턴이 넓어지려고 한다.
이 때문에 도 30 과 같이 에칭마스크를 미리 압축응력으로 해두고, 이를 소정량 에칭함으로써 위치편향을 보정할 수도 있다.
또 세정등으로 인해 산화막이 떨어질때는 패턴이 인장되게 되므로 패턴은 전체적으로 작게된다. 이 때문에 미리 에칭마스크를 인장응력으로 해두면, 에칭마스크를 소정량 에칭함으로써 인장력이 완화되므로 패턴이 넓혀지고, 위치 정밀도를 향상시킬 수가 있다.
또, 여기서는 SR 광에 의해 멤브레인(2)의 응력을 완화하는 경우에 대해 기술하고 있으나, 막질에 따라서는 응력이 증가하는 경우도 생각된다.
그때는 에칭마스크의 응력을 상기한 바와 같은 반대로 함으로써 위치정밀도를 보정할 수가 있다.
실시의 형태 11
상기한 실시의 형태에서는 X선 흡수체를 패터닝한 후에 응력을 조정하는 방법에 대해 설명하였으나 이 방법은 X선 흡수체의 패터닝전의 응력조정방법과 조합되는 것이 바람직하다.
본 실시의 형태에서는 X선 흡수체의 에칭시의 오버에칭에 의한 패턴의 편향을 방지하는 방법에 대해 설명한다.
도 31 에 표시한 바와 같이 각 막 2,3,4,8 이 성막되어서 레지스트(5)가 패터닝된후에, 도 32 에 표시하는 바와 같이 에칭마스크(8)와 X선 흡수체(4)가 에칭에 의해 패터닝된다.
X선 흡수체(4)의 에칭시에는 오버에칭을 하는 것이 보통이다.
이때 에칭의 선택비가 무한히 좋을 때는, 하지(下地)의 멤브레인(2), 반사방지막(3)에칭스토퍼등(이하, 하지층이라 함)은 전혀 에칭되지 않는다.
이 때문에 하지층에 응력이 있어도 X선 흡수체(4)의 응력이 0이면 패턴이 편향되는 일은 없다.
그러나, 선택비가 나쁘면 도 33 에 표시하는 바와 같이 하지층이 X선 흡수체(4)의 에칭시의 오버에칭에 의해 부분적으로 제거되어버린다.
이결과, 예를 들어 하지층이 인장응력인 경우, X선 흡수체(4)의 응력이 0이라도, 패턴이 외측으로 넓혀져 버린다.
또 이는 도 31에서 포지형의 레지스트를 사용한 경우이고 레지스트(5)가 네가형인 경우에는 패턴은 안쪽으로 축소하게 된다.
그래서 도 34 에 표시한 바와 같이 X선 흡수체(4)의 하지층(예를 들어 반사 방지막(3))이 에칭되는 깊이만큼(표층(31))응력을 0이나 또는 무시할 수 있을 만큼작게 해두면, 도 35 에 표시한 바와 같이 하지층이 오버에칭되어도 패터닝이 편향되는 일은 없다.
하지층의 에칭되는 부분의 응력을 감소시키는 방법으로는 도 36 에 표시하는 바와 같이 멤브레인(2)상에서의 하지층(3)의 성막때에 도중에서 성막조건을 변경하고 도 37 에 표시하는 바와 같이 하지층(3)의 표층(31)의 응력을 작게 하는 방법이 있다.
또, 하지층(3)을 형성한 후에 하지층(3)에 이온주입을 함으로써 도 37 에 표시하는 바와 같이 하지층(3)의 표층(31)의 응력을 압축측에 조정해서 0근방으로 할수도 있다.
또, 하지층을 성막한후에 도 37 에 표시한 바와 같이 하지층(3)의 표층(31)을 산화시키거나 환원시킴으로써 응력을 0근방에 조정할수도 있다.
금번 개시된 실시의 형태는 모든 점에서, 예시한 것으로 제한적인 것이 아니라고 생각해야 한다.
본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니고 특허청구의 범위에 의해 제시되고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
본 발명의 X선 흡수체의 응력조정방법에서는 X선 흡수체의 패터닝후에 응력조정공정이 실시된다.
이 때문에, X선 흡수체의 패턴닝후에 패터닝의 위치 어긋남이 생겨도 이 위치 어긋남을 응력조정으로 수정할 수가 있다.
이로 인해 위치 어긋남이 없는 X선마스크를 얻을수가 있다.
따라서 X선마스크의 제조의 수율을 올릴수 있는 동시에 X선마스크 사용시에 생기는 경시적인 패턴의 위치 어긋남을 수정할수도 있다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 응력조정처리를 하는 공정은 X선마스크에 어닐, 이온주입, 에칭, 성막, 산화 및 환원으로 된 군(群)에서 선택되는 하나 이상의 처리를 하는 공정을 갖고 있다.
이로 인해, 각종의 위치의 어긋남에 대처하는 것이 가능해진다.
상기한 X선마스크의 응력조정방법에서 바람직하게는 X선 흡수체의 하층에 어라이먼트광의 반사를 방지하는 재질로 된 반사방지막이 형성된다.
그리고 X선 흡수체의 패터닝은 반사방지막 표면이 노출될때까지 X선 흡수체를 선택적으로 에칭함으로써 실시된다.
응력조정처리를 하는 공정은 노출된 반사방지막의 표면을 산화시키는 공정을 갖고 있다.

Claims (3)

  1. X선의 투과를 막는 재질로 된 X선 흡수체를 패터닝한 후에, 상기 X선 흡수체의 패턴형성영역내의 적어도 위치편향이 생기고 있는 부분에 응력조정처리를 하는 X선마스크의 응력조정방법에 있어서, 상기 X선 흡수체를 패터닝하는 공정은 상기 X선 흡수체상에 형성된 마스크층을 레지스트의 패턴을 사용해서 패터닝한 후에 패터닝된 상기 마스크층을 마스크로 해서 상기 X선 흡수체를 에칭함으로써 실시되고, 상기 응력조정처리를 실시하는공정은, 패터닝된 상기 X선 흡수체의 위치정밀도를 계측한 후에 실시되며, 상기 마스크층을 에칭함으로써 실시되는 X선마스크의 응력조정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    패터닝된 상기 X선 흡수체의 위치편향을 측정하는 공정을 더 구비하고, 측정된 상기 위치편향에 따라 위치편향이 생기고 있는 영역부분의 패턴의 응력이 조정되는 X선마스크 응력조정방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 응력조정처리는, 상기 X선 흡수체의 패턴형성역역 전체에 실시되는 X선 마스크의 응력조정방법.
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