JP2790656B2 - X-ray mask material and X-ray mask - Google Patents
X-ray mask material and X-ray maskInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、X線リソグラフィーに用いられるX線マス
ク材料およびX線マスクに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an X-ray mask material and an X-ray mask used for X-ray lithography.
[従来の技術] 半導体産業の分野において、シリコン基板等に微細パ
ターンからなる集積回路等を形成する技術としてリソグ
ラフィー技術が用いられる。このリソグラフィー技術
は、一般に次のように行われる。[Prior Art] In the field of the semiconductor industry, a lithography technique is used as a technique for forming an integrated circuit having a fine pattern on a silicon substrate or the like. This lithography technique is generally performed as follows.
露光用電磁波を透過させる作用を有する基板上に露光
用電磁波を吸収する作用を有する金属等でもつて集積回
路等の微細パターンに対応するパターンが形成されてい
るマスクに、露光用電磁波を照射することにより、シリ
コン基板等の上に塗布したレジストにマスクの微細パタ
ーンを転写する。次に、このレジストパターンをもとに
エッチング、不純物注入、誘電体膜作製等の様々な工程
を行い、シリコン基板等に微細パターンらなる集積回路
等を形成する。Irradiating the exposure electromagnetic wave to a mask having a pattern corresponding to a fine pattern such as an integrated circuit made of a metal or the like having an operation of absorbing the exposure electromagnetic wave on a substrate having an operation of transmitting the exposure electromagnetic wave; As a result, the fine pattern of the mask is transferred to the resist applied on the silicon substrate or the like. Next, based on this resist pattern, various processes such as etching, impurity implantation, and dielectric film fabrication are performed to form an integrated circuit or the like having a fine pattern on a silicon substrate or the like.
従来、露光用電磁波として可視光および紫外光を用い
て、微細パターンを転写するフオトリソグラフィー法が
用いられてきた。ところが、最近に至り、可視光および
紫外光の物理的限界を超えた、より小さい微細パターン
の転写技術が要求されるに至り、このような微細パター
ンを転写させるために、より波長の短いX線を露光用電
磁波として用いるX線リソグラフィー法が試みられてい
る。Conventionally, a photolithography method for transferring a fine pattern using visible light and ultraviolet light as an exposure electromagnetic wave has been used. However, recently, there has been a demand for a technology for transferring a finer pattern, which exceeds the physical limit of visible light and ultraviolet light, and in order to transfer such a fine pattern, an X-ray having a shorter wavelength has been required. An X-ray lithography method in which is used as an exposure electromagnetic wave has been attempted.
ところで、このX線リソグラフィー法に使用されるX
線マスク材料は、基板と、この基板上に形成されたX線
透過率の大きな膜(以下、X線透過膜と言う)と、X線
透過膜上に形成されたX線吸収率の大きな膜(以下、X
線吸収膜と言う)とから構成される。ここで、一般にX
線透過膜は、原子番号の小さな原子から構成される極め
て薄い膜であり、また、X線吸収膜はX線吸収率の大き
な金属等からなる極めて薄い膜である。By the way, X used in this X-ray lithography method
The line mask material includes a substrate, a film having a large X-ray transmittance formed on the substrate (hereinafter, referred to as an X-ray transmission film), and a film having a large X-ray absorption formed on the X-ray transmission film. (Hereinafter, X
(Referred to as a line absorbing film). Where generally X
The X-ray transmission film is an extremely thin film composed of atoms having a small atomic number, and the X-ray absorption film is an extremely thin film composed of a metal having a high X-ray absorption.
X線吸収膜には、X線吸収率の大きな材料が用いられ
ねばならないことは言うまでもないが、さらに、次に述
べる要求を満さねばならない。第一に内部応力の小さい
ことである。これは、上述のように、X線吸収膜が極め
て薄いX線透過膜上に形成されることから、X線吸収膜
の内部応力が大きいと、この内部応力によつてX線マス
クに歪みが生じてしまい、パターン転写精度が確保でき
なくからである。第二に微細パターン形成に適した膜構
造であることである。これは、要求されるパターンの大
きさが0.25μm以下である場合が多く、したがつて、膜
構造も0.25μm以下のパターンの形成可能なアモルファ
ス状態かあるいは微結晶状態でなければならない。Needless to say, a material having a high X-ray absorption rate must be used for the X-ray absorption film, but the following requirements must be satisfied. First, the internal stress is small. This is because, as described above, since the X-ray absorbing film is formed on an extremely thin X-ray transmitting film, if the internal stress of the X-ray absorbing film is large, the internal stress causes distortion in the X-ray mask. This is because the pattern transfer accuracy cannot be ensured. Second, the film structure is suitable for forming a fine pattern. In many cases, the required pattern size is 0.25 μm or less, and therefore, the film structure must be in an amorphous state or a microcrystalline state in which a pattern of 0.25 μm or less can be formed.
従来、X線マスク材料においてX線吸収膜として用い
られてきたのは、金(Au)、タンタル(Ta)、タングス
テン(W)、レニウム(Re)もしくはこれらの金属と非
金属元素から構成される化合物、例えば窒化タンタル、
窒化タングステン、酸化タンタル、窒化タングステン等
であつた。Conventionally, the X-ray mask material used as the X-ray absorbing film is composed of gold (Au), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), or a metal and a nonmetallic element. Compounds, such as tantalum nitride,
Tungsten nitride, tantalum oxide, tungsten nitride and the like were used.
[発明が解決しようとする課題] ところが、上述の従来のX線吸収膜には、いずれも以
下に述べるような欠点があつた。[Problems to be Solved by the Invention] However, each of the above-mentioned conventional X-ray absorbing films has the following disadvantages.
まず、Auは、柔らかく展性かつ延性に富むことから、
パターン寸法の経時変化が避けられないという欠点があ
つた。また、Auは化学的に不活性であることから、湿式
エッチングおよびドライエッチングによる加工が極めて
困難であるために、微細パターンを直接形成できないと
いう欠点があつた。それゆえに、Au膜に微細パターンを
形成させるためには、あらかじめレジスト等にステンシ
ルパターンを形成し、そのステンシルパターン内に電解
メッキ法を用いてAuを堆積させることにより、Auによる
微細パターンを形成させる方法が行われていた。しかし
ながら、電解メッキ法は、X線吸収膜作製に最も重要で
ある。精密な内部応力制御性が得られず、しかも溶液反
応であるために膜が汚染されやすいという欠点があつ
た。First, Au is soft, malleable and ductile,
There is a disadvantage that the pattern size cannot be changed with time. In addition, Au is chemically inert, and is extremely difficult to process by wet etching and dry etching, so that there is a disadvantage that a fine pattern cannot be directly formed. Therefore, in order to form a fine pattern on the Au film, a stencil pattern is formed in advance on a resist or the like, and Au is deposited in the stencil pattern using an electrolytic plating method to form a fine pattern of Au. The way had been done. However, the electrolytic plating method is the most important for producing an X-ray absorbing film. There was a drawback that precise internal stress controllability was not obtained, and that the film was easily contaminated because of the solution reaction.
次に、Au以外の金属、例えば、Ta、WおよびRe等につ
いては、これらの膜を形成される方法としてスパッタ法
がほとんど唯一の方法であるが、スパッタ法で堆積させ
た場合次に述べる欠点があつた。スパッタ法によりX線
吸収膜を作製する場合、内部応力を精密に制御すること
が極めて困難であつた。なぜならば、膜の内部応力はス
パッタガス圧力に依存することが明らかになつている
が、この依存関係は、ガス圧力の微少変化に対して内部
応力の変化が急峻に変化するという依存関係であるゆえ
に、所望の小さな内部応力を得るためのガス圧力の範囲
が極めて小さな範囲に限られてしまうためであつた。し
かも、スパッタガス圧力が内部応力を制御しうる唯一の
パラメーターであつた。さらに内部応力の小さな膜はス
パッタガス圧力の大きな条件においてしか得られず、こ
の条件において得られる膜は密度が小さく、かつ不純物
を含んでいることからX線吸収率が低下し、さらにグレ
インサイズが極端に大きいために微細加工が不可能であ
るという欠点があつた。Next, for metals other than Au, for example, Ta, W, and Re, the sputtering method is almost the only method for forming these films. There was. When producing an X-ray absorption film by a sputtering method, it has been extremely difficult to precisely control the internal stress. It is clear that the internal stress of the film depends on the sputter gas pressure, but this dependency is such that the change in the internal stress changes sharply with a small change in the gas pressure. Therefore, the range of gas pressure for obtaining a desired small internal stress is limited to an extremely small range. In addition, the sputter gas pressure was the only parameter that could control the internal stress. Further, a film having a small internal stress can be obtained only under a condition of a large sputter gas pressure, and the film obtained under these conditions has a low density and contains impurities, so that the X-ray absorption rate decreases and the grain size decreases. There is a drawback that microfabrication is impossible because of its extremely large size.
次に、金属と非金属元素から構成される化合物、具体
的には窒化タンタル、窒化タングステン、酸化タンタ
ル、酸化タングステン等の膜は前記単体金属膜を形成さ
せる場合と同様のスパッタ法により得られる。この場
合、これらの膜については、アモルファス状態であると
か、微結晶状態であるといつた、微細加工を行うにあた
り優れた膜構造が得られ易い一方で、これらの優れた膜
構造を保ちつつ、なおかつ内部応力の小さな膜は容易に
得られないという欠点があつた。すなわち、内部応力の
小さな膜を得ようとすると、相転移によりアモルファス
状態から結晶状態に変化したり、あるいは微結晶状態か
ら結晶粒径のより大きな結晶状態に変化することによ
り、微細加工が不可能となる欠点があつた。さらに、内
部応力の制御、X線吸収率という欠点に関しては前記単
体金属の場合とほぼ同じ欠点を有しており、X線吸収膜
としては極めて不十分であつた。Next, a compound composed of a metal and a non-metal element, specifically, a film of tantalum nitride, tungsten nitride, tantalum oxide, tungsten oxide, or the like is obtained by the same sputtering method as in the case of forming the single metal film. In this case, while these films are in an amorphous state or in a microcrystalline state, it is easy to obtain excellent film structures in performing fine processing, while maintaining these excellent film structures, In addition, a film having a small internal stress cannot be easily obtained. In other words, when trying to obtain a film with a small internal stress, micro-machining is impossible due to a change from an amorphous state to a crystalline state due to phase transition, or from a micro-crystalline state to a crystalline state with a larger crystal grain size. There was a disadvantage. Further, with respect to the disadvantages of controlling the internal stress and the X-ray absorptivity, they have almost the same disadvantages as in the case of the above-mentioned single metal, and were extremely insufficient as an X-ray absorbing film.
従つて本発明の第1の目的は、上述の欠点を除去し、
内部応力が小さい膜構造のX線吸収膜を有するX線マス
ク材料を提供することにある。Accordingly, a first object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages,
An object of the present invention is to provide an X-ray mask material having an X-ray absorbing film having a film structure with small internal stress.
また本発明の第2の目的は、上記第1の目的を達成す
ることにより得られたX線マスク材料を用いて、極めて
微細なパターンを有するX線マスクを提供することにあ
る。A second object of the present invention is to provide an X-ray mask having an extremely fine pattern using the X-ray mask material obtained by achieving the first object.
[課題を解決するための手段] 本発明の第1の目的は、基板上にX線透過膜およびX
線吸収膜を順次設けたX線マスク材料において、前記X
線吸収膜がタンタルとシリコンとホウ素とを含むことを
特徴とするX線マスク材料によつて達成される。[Means for Solving the Problems] A first object of the present invention is to provide an X-ray permeable film and
In an X-ray mask material provided with a X-ray absorbing film in order,
This is achieved by an X-ray mask material characterized in that the radiation absorbing film comprises tantalum, silicon and boron.
また本発明の第2の目的は、上記X線マスク材料のX
線吸収膜を微細パターン化して得られたものであること
を特徴とするX線マスクによつて達成される。A second object of the present invention is to provide an X-ray mask
This is achieved by an X-ray mask characterized in that the X-ray mask is obtained by finely patterning a line absorbing film.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のX線マスク材料は、基板上にX線透過膜およ
びX線吸収膜を順次設けたものである。ここに前記基板
としては、シリコン基板等の通常用いられている基板が
用いられ、またX線透過膜としては、窒化シリコン、窒
化ホウ素、炭化シリコン等の通常用いられているX線透
過膜が用いられる。The X-ray mask material of the present invention is obtained by sequentially providing an X-ray transmission film and an X-ray absorption film on a substrate. Here, a commonly used substrate such as a silicon substrate is used as the substrate, and a commonly used X-ray permeable film such as silicon nitride, boron nitride, or silicon carbide is used as the X-ray permeable film. Can be
本発明のX線線マスク材料において、X線吸収膜は新
規な構成からなり、タンタルとシリコンとホウ素とを含
むことを特徴とする。In the X-ray mask material of the present invention, the X-ray absorbing film has a novel structure, and is characterized by containing tantalum, silicon, and boron.
本発明のX線マスク材料において、X線吸収膜とし
て、タンタルとシリコンとホウ素とを含有する膜を選択
した理由は、以下に示す通りである。The reason why the film containing tantalum, silicon and boron is selected as the X-ray absorbing film in the X-ray mask material of the present invention is as follows.
第1の理由は、タンタルとシリコンとホウ素とを含む
X線吸収膜は、スパッタ法によつて容易に基板上に低温
で形成させることができることである。従つて、熱CVD
法のように熱によるマスク歪みを生じることがない。さ
らにスパッタ法は、電解メッキ法やCVD法に比較して容
易に膜を形成でき、しかも堆積速度が大きい。The first reason is that an X-ray absorbing film containing tantalum, silicon and boron can be easily formed on a substrate at a low temperature by a sputtering method. Therefore, thermal CVD
The mask distortion due to heat does not occur unlike the method. Further, the sputtering method can form a film more easily than the electrolytic plating method and the CVD method, and has a higher deposition rate.
第2の理由は、タンタルとシリコンとホウ素とを含む
X線吸収膜は、スパッタガス圧力を低くしたスパッタ法
により形成した場合でも、内部応力の小さい膜となる。
また、低いガス圧力で膜を形成すれば、高純度で不純物
を含まず、X線吸収率が大きいという利点が得られるの
で、内部応力が小さい膜であって、かつ高密度で不純物
を含まない、X線吸収率の大きい膜を得ことができるこ
とである。この内部応力に関して本発明者は、例えば2.
5Pa以下のごときガス圧力の小さな条件で、スパッタタ
ーゲットに投入するパワーを変化させることにより内部
応力を容易に制御することができることを確認してい
る。この場合、投入パワーの制御はスパッタガス圧力の
制御と異なり、極めて精密な制御が可能であるために、
投入パワーを正確に設定することにより、得られる膜の
内部応力をほぼ完全にゼロにすることができる。さらに
低いガス圧力の条件で膜を形成することから、高密度で
不純物の極めて少ない膜が得られ、したがつて、十分な
X線吸収率を持つX線吸収膜が得られる。The second reason is that the X-ray absorption film containing tantalum, silicon and boron has a small internal stress even when formed by a sputtering method in which the sputtering gas pressure is reduced.
In addition, if the film is formed at a low gas pressure, the advantages of high purity, containing no impurities, and high X-ray absorptivity can be obtained. Therefore, the film has a small internal stress, and has a high density and contains no impurities. In addition, a film having a large X-ray absorptivity can be obtained. Regarding this internal stress, the present inventor, for example, 2.
It has been confirmed that the internal stress can be easily controlled by changing the power applied to the sputter target under conditions of a small gas pressure such as 5 Pa or less. In this case, since the control of the input power is different from the control of the sputtering gas pressure, extremely precise control is possible,
By setting the input power accurately, the internal stress of the obtained film can be made almost completely zero. Since the film is formed under a further lower gas pressure condition, a film having a high density and extremely few impurities can be obtained, and therefore, an X-ray absorption film having a sufficient X-ray absorption rate can be obtained.
スパッタ法による、タンタルとシリコンとホウ素とを
含む膜の形成において、ターゲット材料はタンタルとシ
リコンとホウ素とを含むターゲットを用いても良いし、
純タンタルを用いて、スパッタガスに例えばシラン(Si
H2)等のシリコン原子を含むガスおよびジボラン(B
2H6)等のホウ素原子を含むガスを混合する反応性スパ
ッタの方法を用いても良い。In the formation of a film containing tantalum, silicon, and boron by a sputtering method, a target material containing tantalum, silicon, and boron may be used as a target material,
Using pure tantalum, silane (Si
Gas containing silicon atoms such as H 2 ) and diborane (B
A reactive sputtering method of mixing a gas containing a boron atom such as 2 H 6 ) may be used.
タンタルとシリコンとホウ素とを含むX線吸収膜の組
成は、一般式 TaxSi(1-x)yB(1-x)(1-y) (ただし、0.75≦x≦0.85、0<y<1である) で表される組成が好ましい。その理由は、以下に示す通
りである。The composition of the X-ray absorbing film containing tantalum, silicon, and boron is represented by the general formula: Ta x Si (1-x) y B (1-x) (1-y) (0.75 ≦ x ≦ 0.85, 0 <y <1) is preferred. The reason is as follows.
第1の理由は、タンタル、シリコンおよびホウ素の合
計量を1.0としたときのタンタルの原子数比xが0.85を
超え、タンタルが多くなり、シリコンおよびホウ素が少
なくなると、シリコンとホウ素の原子数比がいかなる値
をとろうとも、形成される膜の結晶状態が微結晶とな
り、しかもその粒径が例えば15nmを超える大きさとな
り、またタンタルの原子数比xが0.75未満となり、タン
タルが少なくなり、シリコンおよびホウ素が多くなつて
も、シリコンとホウ素の原子数比がいかなる値をとろう
とも、形成される膜の結晶状態が微結晶となり、しかも
その粒径が例えば15nmを超える大きさとなり、いずれの
場合も、膜の結晶粒が大きいため、形成されるパターン
の上面および壁面が平滑とならないのに対し、タンタル
の原子数比xが0.75〜0.85の場合、シリコンとホウ素の
原子数比がいかなる値をとろうとも、膜がアモルファス
状態であるかまたは結晶粒の小さな微結晶状態であるた
め、形成されるパターンの上面および壁面が平滑となる
からである。The first reason is that when the total amount of tantalum, silicon and boron is 1.0, the atomic ratio x of tantalum exceeds 0.85, and when the amount of tantalum increases and the amount of silicon and boron decreases, the atomic ratio of silicon and boron decreases. Whatever value is taken, the crystalline state of the formed film becomes microcrystalline, and its particle size becomes, for example, a size exceeding 15 nm, and the atomic ratio x of tantalum becomes less than 0.75, and tantalum decreases, Even if silicon and boron are increased, the crystal state of the formed film becomes microcrystalline and the particle size becomes larger than, for example, 15 nm, regardless of the value of the atomic ratio of silicon and boron. In the case of, the crystal grains of the film are large, so that the upper surface and the wall surface of the formed pattern are not smooth, whereas the atomic ratio x of tantalum is 0.75 to 0.85, Even the atomic ratio of silicon and boron will take any value, because film is a small crystallites state of or grains in an amorphous state, the upper surface and the wall surface of the pattern to be formed is because the smoothing.
なお、本発明においてX線吸収膜はシリコンおよびホ
ウ素を含むものの、過半量なタンタルを含むため、ドラ
イエッチングにおける化学的性質が、タンタル単体膜と
ほぼ同様であるので、タンタル単体膜の場合に用いられ
る従来の加工技術をそのまま用いることができる。In the present invention, although the X-ray absorption film contains silicon and boron, it contains a majority of tantalum, so the chemical properties in dry etching are almost the same as those of the tantalum single film. The conventional processing technology used can be used as it is.
本発明によれば、上記特性を有するX線マスク材料を
用い、そのX線吸収膜を常法により微細パターン化する
ことにより、例えば0.25μm以下の微細パターンを有す
るX線マスクを得ることができる。According to the present invention, an X-ray mask having a fine pattern of, for example, 0.25 μm or less can be obtained by using an X-ray mask material having the above characteristics and finely patterning the X-ray absorbing film by a conventional method. .
[実施例] 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。[Examples] Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが0.85で
ある場合の実施例を以下に示す。Example 1 An example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorption film is 0.85 will be described below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線マス
ク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.85/0.075/0.075の割合で
含む燃結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴ
ン流量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワ
ー400W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力1.63Paであつ
た。堆積開始温度は室温であつた。The sputter target is a fired body containing tantalum, silicon, and boron at an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.85 / 0.075 / 0.075. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. The sputtering conditions were an rf power of 400 W (8.64 W / cm 2 ) and a sputtering gas pressure of 1.63 Pa. The deposition initiation temperature was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectroscopy for Chemical Analysis)によれば、ター
ゲットと同一の組成比からなり、この組成比は膜の深さ
方向においてほぼ一定であり、また不純物は含まれてい
ないことも確認された。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to spectroscopy for Chemical Analysis), it was confirmed that the composition ratio was the same as that of the target, and this composition ratio was almost constant in the depth direction of the film, and that no impurities were contained.
このX線吸収膜は、微結晶状態(結晶粒の大きさ10n
m)であり、その応力は、測定限界(1×108dyn/cm2)
以下であつた。また、得られた膜は極めて硬く、傷等の
つきにくい膜であつた。さらに、得られた膜の密度を重
量法で求めたところ、16.1g/cm3であり、X線吸収膜と
して十分な密度を有していることが確認された。This X-ray absorbing film is in a microcrystalline state (crystal grain size 10n).
m) and the stress is the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 )
It was the following. Further, the obtained film was extremely hard and hard to be damaged. Furthermore, when the density of the obtained film was determined by a gravimetric method, it was 16.1 g / cm 3 , and it was confirmed that the film had a sufficient density as an X-ray absorbing film.
次にX線吸収膜表面の清浄化を行つた後、電子線照射
用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレジ
ストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを
反応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜に転写
した。このとき、0.25μmの線幅のパターンをX線吸収
膜に形成することができた。なお、上記反応性イオンビ
ームエッチング法はエッチングガスとして塩素および四
フッ化炭素をそれぞれ流量毎分50ccで用い、イオンの加
速エネルギー400V、エッチング温度15℃の条件で行なつ
たが、いずれのエッチングガスを用いた場合にも、エッ
チング速度は、タンタル単体膜の場合とほぼ同一であ
り、実用上十分なエッチング速度が得られることが確認
された。Next, after the surface of the X-ray absorbing film was cleaned, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to an X-ray absorbing film by reactive ion beam etching. At this time, a pattern having a line width of 0.25 μm could be formed on the X-ray absorbing film. In addition, the reactive ion beam etching method was performed under the conditions of an ion acceleration energy of 400 V and an etching temperature of 15 ° C. using chlorine and carbon tetrafluoride as an etching gas at a flow rate of 50 cc per minute, respectively. In the case of using tantalum, the etching rate was almost the same as in the case of the tantalum single film, and it was confirmed that a practically sufficient etching rate was obtained.
最後に、90℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりSi基板中心部をエッチング除去し、X
線マスクを作製した。さらに、シンクロトロン放射光
を、マスクパターンを介して厚さ0.6μmのPMMAレジス
トに露光したところ、十分なコントラストを有し、線幅
0.25μmのレジストパターンを転写できた。これによ
り、本発明におけるX線吸収膜の有効性を確認できた。Finally, the center of the Si substrate was etched away by immersion in a saturated sodium hydroxide aqueous solution maintained at 90 ° C.
A line mask was prepared. Furthermore, when the synchrotron radiation was exposed to a 0.6 μm-thick PMMA resist through a mask pattern, it had sufficient contrast and line width.
A resist pattern of 0.25 μm could be transferred. Thereby, the effectiveness of the X-ray absorbing film in the present invention was confirmed.
実施例2 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが0.80で
ある場合の実施例を以下に示す。Example 2 An example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorption film is 0.80 will be described below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線マス
ク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.80/0.15/0.05の割合で含
む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン
流量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワー
400W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力1.87Paであつ
た。堆積開始温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing tantalum, silicon, and boron at an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.80 / 0.15 / 0.05. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. Sputtering conditions are rf power
The pressure was 400 W (8.64 W / cm 2 ) and the sputtering gas pressure was 1.87 Pa. The deposition initiation temperature was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectroscopy for Chemical Analysis)によれば、ター
ゲットと同一の組成比からなり、この組成比は膜の深さ
方向においてほぼ一定であり、また不純物は含まれてい
ないことも確認された。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to spectroscopy for Chemical Analysis), it was confirmed that the composition ratio was the same as that of the target, and this composition ratio was almost constant in the depth direction of the film, and that no impurities were contained.
このX線吸収膜は、アモルファス状態であり、その応
力は、測定限界(1×108dyn/cm2)以下であつた。ま
た、得られた膜は極めて硬く、傷等のつきにくい膜であ
つた。さらに、得られた膜の密度を重量法で求めたとこ
ろ、15.9g/cm3であり、X線吸収膜として十分な密度を
有していることが確認された。This X-ray absorbing film was in an amorphous state, and its stress was below the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 ). Further, the obtained film was extremely hard and hard to be damaged. Further, when the density of the obtained film was determined by a gravimetric method, it was 15.9 g / cm 3 , and it was confirmed that the film had a sufficient density as an X-ray absorbing film.
次にX線吸収膜表面の洗浄化を行つた後、電子線照射
用レジスタを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレジ
ストパターンを形成した。さら、レジストパターンを反
応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜に転写し
た。このとき、0.25μmの線幅のパターンをX線吸収膜
に形成することができた。なお、上記反応性イオンビー
ムエッチング法は、エッチングガスとして塩素および四
フッ化炭素をそれぞれ流量毎分50ccで用い、イオンの加
速エネルギー400V、エッチング温度15℃の条件で行つた
が、いずれのエッチングガスを用いた場合にも、エッチ
ング速度は、タンタル単体膜の場合とほぼ同一であり、
実用上十分なエッチング速度か得られることが確認され
た。Next, after the surface of the X-ray absorbing film was cleaned, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to the X-ray absorbing film by reactive ion beam etching. At this time, a pattern having a line width of 0.25 μm could be formed on the X-ray absorbing film. Note that the reactive ion beam etching method was performed under the conditions of an ion acceleration energy of 400 V and an etching temperature of 15 ° C. using chlorine and carbon tetrafluoride as an etching gas at a flow rate of 50 cc per minute, respectively. Also when using, the etching rate is almost the same as the case of the tantalum single film,
It was confirmed that an etching rate sufficient for practical use was obtained.
最後に、90℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりSi基板中心部をエッチング除去し、X
線マスクを作製した。さらに、シンクロトロン放射光
を、マスクパターンを介して厚さ0.6μmのPMMAレジス
トに露光したところ、十分なコントラストを有し、線幅
0.25μmのレジストパターンを転写できた。これによ
り、本発明におけるX線吸収線膜の有効性を確認でき
た。Finally, the center of the Si substrate was etched away by immersion in a saturated sodium hydroxide aqueous solution maintained at 90 ° C.
A line mask was prepared. Furthermore, when the synchrotron radiation was exposed to a 0.6 μm-thick PMMA resist through a mask pattern, it had sufficient contrast and line width.
A resist pattern of 0.25 μm could be transferred. Thereby, the effectiveness of the X-ray absorption film in the present invention was confirmed.
実施例3 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが0.80で
ある(ただし、実施例2とはシリコンとホウ素の比率が
異なる)場合の実施例を以下に示す。Example 3 An example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorption film is 0.80 (however, the ratio of silicon to boron is different from that of Example 2) is described below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線マス
ク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.80/0.1/0.1の割合で含む
焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン流
量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワー40
0W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力1.88Paであつた。
堆積開始時温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing tantalum, silicon, and boron at an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.80 / 0.1 / 0.1. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. The sputtering condition is rf power 40
The power was 0 W (8.64 W / cm 2 ) and the sputtering gas pressure was 1.88 Pa.
The temperature at the start of the deposition was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectroscopy for Chemical Analysis)によれば、ター
ゲットと同一の組成比からなり、この組成比ほ膜の深さ
方向においてほぼ一定であり、また不純物は含まれてい
ないことも確認された。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to spectroscopy for chemical analysis), it was confirmed that the composition ratio was the same as that of the target, that the composition ratio was almost constant in the depth direction of the film, and that no impurities were contained.
このX線吸収膜は、アモルファス状態であり、この応
力は、測定限界(1×108dyn/cm2)以下であつた。ま
た、得られた膜は極めて硬く、傷等のつきにくい膜であ
つた。さらに、得られた膜の密度を重量法で求めたとこ
ろ、15.8g/cm3であり、X線吸収膜として十分な密度を
有していることが確認された。This X-ray absorbing film was in an amorphous state, and the stress was below the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 ). Further, the obtained film was extremely hard and hard to be damaged. Further, when the density of the obtained film was determined by a gravimetric method, it was 15.8 g / cm 3 , and it was confirmed that the film had a sufficient density as an X-ray absorbing film.
次にX線吸収膜表面の洗浄化を行つた後、電子線照射
用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレジ
ストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを
反応性イオンビームエッチングによりエッチング吸収膜
に転写した。このとき、0.25μmの線幅のパターンをX
線吸収膜に形成することができた。なお、上記反応性イ
オンビームエッチング法は、エッチングガスとして塩素
および四フッ化炭素をそれぞれ流量毎分50ccで用い、イ
オンの加速エネルギー400V、エッチング温度15℃の条件
で行つたが、いずれのエッチングガスを用いた場合に
も、エッチング速度は、タンタル単体膜の場合とほぼ同
一であり、実用上十分なエッチング速度が得られること
が確認された。Next, after the surface of the X-ray absorbing film was cleaned, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to the etching absorption film by reactive ion beam etching. At this time, a pattern having a line width of 0.25 μm is defined as X
It could be formed on a line absorbing film. Note that the reactive ion beam etching method was performed under the conditions of an ion acceleration energy of 400 V and an etching temperature of 15 ° C. using chlorine and carbon tetrafluoride as an etching gas at a flow rate of 50 cc per minute, respectively. In the case of using tantalum, the etching rate was almost the same as in the case of the tantalum single film, and it was confirmed that a practically sufficient etching rate was obtained.
最後に、90℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりSi基板中心部をエッチング除去し、X
線マスクを作製した。さらに、シンクロトロン放射光
を、マスクパターンを介して厚さ0.6μmのPMMAレジス
トに露光したところ、十分なコントラストを有し、線幅
0.25μmのパターンを転写できた。これにより、本発明
のX線吸収膜の有効性を確認できた。Finally, the center of the Si substrate was etched away by immersion in a saturated sodium hydroxide aqueous solution maintained at 90 ° C.
A line mask was prepared. Furthermore, when the synchrotron radiation was exposed to a 0.6 μm-thick PMMA resist through a mask pattern, it had sufficient contrast and line width.
A pattern of 0.25 μm could be transferred. Thereby, the effectiveness of the X-ray absorbing film of the present invention was confirmed.
実施例4 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが0.80で
ある(ただし、実施例2、3とはシリコンとホウ素の比
率が異なる)場合の実施例を以下に示す。Example 4 An example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorption film is 0.80 (however, the ratio of silicon to boron is different from Examples 2 and 3) is described below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線線マ
スク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.80/0.05/0.15の割合で含
む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン
流量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワー
400W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力1.89Paであつ
た。堆積開始時温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing tantalum, silicon, and boron at an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.80 / 0.05 / 0.15. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. Sputtering conditions are rf power
The pressure was 400 W (8.64 W / cm 2 ) and the sputtering gas pressure was 1.89 Pa. The temperature at the start of the deposition was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectroscopy for Chemical Analysis)によれば、ター
ゲットと同一の組成比からなり、この組成比は膜の深さ
方向においてほぼ一定であり、また不純物は含まれてい
ないことも確認された。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to spectroscopy for Chemical Analysis), it was confirmed that the composition ratio was the same as that of the target, and this composition ratio was almost constant in the depth direction of the film, and that no impurities were contained.
このX線吸収膜は、アモルファス状態であり、その応
力は、測定限界(1×108dyn/cm2)以下であつた。ま
た、得られた膜は極めて硬く、傷等のつきにくい膜であ
つた。さらに、得られた膜の密度を重量法で求めたとこ
ろ、15.6g/cm3であり、X線吸収膜として十分な密度を
有していることが確認された。This X-ray absorbing film was in an amorphous state, and its stress was below the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 ). Further, the obtained film was extremely hard and hard to be damaged. Further, when the density of the obtained film was determined by a gravimetric method, it was 15.6 g / cm 3 , and it was confirmed that the film had a sufficient density as an X-ray absorbing film.
次にX線吸収膜表面の清浄化を行つた後、電子線照射
用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレジ
ストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを
反応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜に転写
した。このとき、0.25μmの線幅のパターンをX線吸収
膜に形成することができた。なお、上記反応性イオンビ
ームエッチング法は、エッチングガスとして塩素および
四フッ化炭素をそれぞれ流量毎分50ccで用い、イオンの
加速エネルギー400V、エッチング温度15℃の条件で行つ
たが、いずれのエッチングガスを用いた場合にも、エッ
チング速度は、タンタル単体膜の場合とほぼ同一であ
り、実用上十分なエッチング速度が得られることが確認
された。Next, after the surface of the X-ray absorbing film was cleaned, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to an X-ray absorbing film by reactive ion beam etching. At this time, a pattern having a line width of 0.25 μm could be formed on the X-ray absorbing film. Note that the reactive ion beam etching method was performed under the conditions of an ion acceleration energy of 400 V and an etching temperature of 15 ° C. using chlorine and carbon tetrafluoride as an etching gas at a flow rate of 50 cc per minute, respectively. In the case of using tantalum, the etching rate was almost the same as in the case of the tantalum single film, and it was confirmed that a practically sufficient etching rate was obtained.
最後に、90℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりSi基板中心部をエッチング除去し、X
線マスクを作製した。さらに、シンクロトロン放射光
を、マスクパターンを介して厚さ0.6μmのPMMAレジス
トに露光したところ、十分なコントラストを有し、線幅
0.25μmのパターンを転写できた。これにより、本発明
のX線吸収膜の有効性を確認できた。Finally, the center of the Si substrate was etched away by immersion in a saturated sodium hydroxide aqueous solution maintained at 90 ° C.
A line mask was prepared. Furthermore, when the synchrotron radiation was exposed to a 0.6 μm-thick PMMA resist through a mask pattern, it had sufficient contrast and line width.
A pattern of 0.25 μm could be transferred. Thereby, the effectiveness of the X-ray absorbing film of the present invention was confirmed.
実施例5 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが0.75で
ある場合の実施例を以下に示す。Example 5 An example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorption film is 0.75 will be described below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線マス
ク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.75/0.125/0.125の割合で
含む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴ
ン流量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワ
ー400W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力2.13Paであつ
た。堆積開始時温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing tantalum, silicon, and boron in an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.75 / 0.125 / 0.125. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. The sputtering conditions were an rf power of 400 W (8.64 W / cm 2 ) and a sputtering gas pressure of 2.13 Pa. The temperature at the start of the deposition was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectroscopy for Chemical Analysis)によれば、ター
ゲットと同一の組成比からなり、この組成比は膜の深さ
においてほぼ一定であり、また不純物は含まれていない
ことも確認された。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to spectroscopy for Chemical Analysis), it was confirmed that the composition was the same as that of the target, and this composition was almost constant at the depth of the film, and that no impurities were contained.
このX線吸収膜は、微結晶状態(結晶粒の大きさ10n
m)であり、その応力は、測定限界(1×108dyn/cm2)
以下であつた。また、得られた膜は極めて硬く、傷等の
つきにくい膜であつた。さらに、得られた膜の密度を重
量法で求めたところ、15.3g/cm3であり、X線吸収膜と
して十分な密度を有していることが確認された。This X-ray absorbing film is in a microcrystalline state (crystal grain size 10n).
m) and the stress is the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 )
It was the following. Further, the obtained film was extremely hard and hard to be damaged. Furthermore, when the density of the obtained film was determined by a gravimetric method, it was 15.3 g / cm 3 , and it was confirmed that the film had a sufficient density as an X-ray absorbing film.
次にX線吸収膜表面の清浄化を行つた後、電子線照射
用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレジ
ストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを
反応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜に転写
した。このとき、0.25μmの線幅のパターンをX線吸収
膜に形成することができた。なお、上記反応性イオンビ
ームエッチング法は、エッチングガスとして塩素および
四フッ化炭素をそれぞれ流量毎分50ccで用い、イオンの
加速エネルギー400V、エッチング温度15℃の条件で行つ
たが、いずれのエッチングガスを用いた場合にも、エッ
チング速度は、タンタル単体膜の場合とほぼ同一であ
り、実用上十分なエッチング速度が得られることが確認
された。Next, after the surface of the X-ray absorbing film was cleaned, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to an X-ray absorbing film by reactive ion beam etching. At this time, a pattern having a line width of 0.25 μm could be formed on the X-ray absorbing film. Note that the reactive ion beam etching method was performed under the conditions of an ion acceleration energy of 400 V and an etching temperature of 15 ° C. using chlorine and carbon tetrafluoride as an etching gas at a flow rate of 50 cc per minute, respectively. In the case of using tantalum, the etching rate was almost the same as in the case of the tantalum single film, and it was confirmed that a practically sufficient etching rate was obtained.
最後に、90℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりSi基板中心部をエッチング除去し、X
線マスクを作製した。さらに、シンクロトロン放射光
を、マスクパターンを介して厚さ0.6μmのPMMAレジス
タに露光したところ、十分なコントラストを有し、線幅
0.25μmのパターンを転写できた。これにより、本発明
のX線吸収膜の有効性を確認できた。Finally, the center of the Si substrate was etched away by immersion in a saturated sodium hydroxide aqueous solution maintained at 90 ° C.
A line mask was prepared. Furthermore, when synchrotron radiation was exposed to a 0.6 μm thick PMMA register through a mask pattern, it had sufficient contrast and line width.
A pattern of 0.25 μm could be transferred. Thereby, the effectiveness of the X-ray absorbing film of the present invention was confirmed.
実施例6〜19 スパッタターゲットを構成するタンタルとシリコンと
ホウ素との原子数比(Ta/Si/B)を種々変えた以外は実
施例1と同様にして、表−2に示す組成の計14種類のX
線吸収膜を作製した。Examples 6 to 19 In the same manner as in Example 1 except that the atomic ratio (Ta / Si / B) of tantalum, silicon and boron constituting the sputter target was varied, a total of 14 Type X
A line absorbing film was prepared.
このようにして作製された各X線吸収膜の膜構造、内
部応力の大きさ、密度等を実施例1と同様にして測定し
たところ、いずれのX線吸収膜も、X線吸収膜として好
ましいものであることが確認された。When the film structure, the magnitude of the internal stress, the density, and the like of each of the X-ray absorbing films thus manufactured were measured in the same manner as in Example 1, any of the X-ray absorbing films was preferable as the X-ray absorbing film. Was confirmed.
また、いずれのX線吸収膜にも実施例1と同様にして
0.25μmの線幅のパターンを形成することができ、実用
上十分なエッチング速度が得られることが確認された。Further, in any of the X-ray absorbing films, in the same manner as in Example 1.
It was confirmed that a pattern having a line width of 0.25 μm could be formed, and a practically sufficient etching rate was obtained.
さらに、実施例1と同様にして計14種類のX線マスク
を作製し、実施例1と同様にして微細パターンをレジス
トに転写したところ、いずれのX線マスクを用いた場合
でも、十分なコントラストを有し、線幅0.25μmのパタ
ーンを転写できた。これにより、本発明のX線吸収膜の
有効性を確認できた。Further, a total of 14 types of X-ray masks were produced in the same manner as in Example 1, and the fine pattern was transferred to the resist in the same manner as in Example 1. When any of the X-ray masks was used, sufficient contrast was obtained. And a pattern having a line width of 0.25 μm could be transferred. Thereby, the effectiveness of the X-ray absorbing film of the present invention was confirmed.
比較例1 X線吸収膜をタンタルのみによつて形成した場合の比
較例を以下に示す。 Comparative Example 1 A comparative example in which the X-ray absorbing film is formed only by tantalum is shown below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルからなるX線
吸収膜をrf(高周波)マグネトロンスパッタによつて0.
6μmの厚さに形成してX線マスク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum is applied to a 2 μm thick silicon nitride film (X-ray transmitting film) formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering.
An X-ray mask material was obtained having a thickness of 6 μm.
スパッタターゲットは、タンタルのみを含む焼結体で
ある。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン流量は毎分
27.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワー290W(6.36
W/cm2)、スパッタガス圧力3.0Paであつた。堆積開始時
温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing only tantalum. The sputtering gas is argon, and the argon flow rate is every minute
It was 27.0cc. Sputtering conditions were rf power 290W (6.36
W / cm 2 ) and the sputtering gas pressure was 3.0 Pa. The temperature at the start of the deposition was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜には、ESCA(Electr
on Spectoroscopy for Chemical Analysis)によれば、
原子数比約20%の、酸素、窒素、炭素等の不純物が含ま
れていることが確認された。The X-ray absorbing film prepared under the above conditions has ESCA (Electr
on Spectoroscopy for Chemical Analysis)
It was confirmed that impurities such as oxygen, nitrogen, and carbon in an atomic ratio of about 20% were contained.
このX線吸収膜は、柱状結晶状態(柱状結晶の直径20
nm)であり、その応力は、測定限界(1×108dyn/cm2)
以下であつた。This X-ray absorbing film has a columnar crystal state (columnar crystal having a diameter of 20 mm).
nm) and the stress is the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 )
It was the following.
次に、X線吸収膜表面の清浄化を行つた後、電子線照
射用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレ
ジストパターンを形成した。さらに、レジストパターン
を反応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜を転
写した。このとき、形成されたパターンの上面および壁
面は平滑ではなく、所望の0.25μmmの線幅のパターンは
形成できなかつた。Next, after cleaning the surface of the X-ray absorbing film, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to the X-ray absorbing film by reactive ion beam etching. At this time, the upper surface and the wall surface of the formed pattern were not smooth, and a pattern having a desired line width of 0.25 μm could not be formed.
実施例20 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが0.90で
ある場合の実施例を以下に示す。Example 20 An example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorbing film is 0.90 is described below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線マス
ク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.90/0.05/0.05の割合で含
む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン
流量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワー
400W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力1.38Paであつ
た。堆積開始時温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing tantalum, silicon, and boron at an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.90 / 0.05 / 0.05. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. Sputtering conditions are rf power
The power was 400 W (8.64 W / cm 2 ) and the sputtering gas pressure was 1.38 Pa. The temperature at the start of the deposition was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectoroscopy for Chemical Analysis)によれば、ター
ゲットと同一の組成比からなり、この組成比は膜の深さ
方向においてほぼ一定であり、また不純物は含まれてい
ないことも確認された。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to pectoroscopy for Chemical Analysis), it was confirmed that the composition ratio was the same as that of the target, and this composition ratio was almost constant in the depth direction of the film, and that no impurities were contained.
このX線吸収膜は、微結晶状態(結晶粒の大きさ20n
m)であり、その応力は、測定限界(1×108dyn/cm2)
以下であつた。This X-ray absorbing film is in a microcrystalline state (crystal grain size 20n).
m) and the stress is the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 )
It was the following.
次に、X線吸収膜表面の清浄化を行つた後、電子線照
射用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレ
ジストパターンを形成した。さらに、レジストパターン
を反応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜に転
写して、0.25μmの線幅のパターンを形成した。尚、こ
のとき形成されたパターンの上面および壁面は平滑性の
実施例1〜19に比べて若干劣るものがあった。Next, after cleaning the surface of the X-ray absorbing film, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to an X-ray absorbing film by reactive ion beam etching to form a pattern having a line width of 0.25 μm. The upper surface and the wall surface of the pattern formed at this time were slightly inferior to those of Examples 1 to 19 having smoothness.
実施例21 X線吸収膜を構成するタンタルの原子数比xが本発明
の限定範囲に含まれない0.70である場合の比較例を以下
に示す。Example 21 A comparative example in which the atomic ratio x of tantalum constituting the X-ray absorbing film is 0.70, which is not included in the limited range of the present invention, is shown below.
Si(100)基板上に形成されている厚さ2μmの窒化
シリコン膜(X線透過膜)上に、タンタルとシリコンと
ホウ素とからなるX線吸収膜をrf(高周波)マグネトロ
ンスパッタによつて0.6μmの厚さに形成してX線マス
ク材料を得た。An X-ray absorbing film made of tantalum, silicon and boron is applied to a silicon nitride film (X-ray transmitting film) having a thickness of 2 μm formed on a Si (100) substrate by rf (high frequency) magnetron sputtering. An X-ray mask material was obtained having a thickness of μm.
スパッタターゲットは、タンタルとシリコンとホウ素
とを原子数比(Ta/Si/B)で0.70/0.15/0.15の割合で含
む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン
流量は毎分51.0ccであつた。スパッタ条件は、rfパワー
400W(8.64W/cm2)、スパッタガス圧力2.38Paであつ
た。堆積開始時温度は室温であつた。The sputter target is a sintered body containing tantalum, silicon, and boron at an atomic ratio (Ta / Si / B) of 0.70 / 0.15 / 0.15. The sputtering gas was argon, and the argon flow rate was 51.0 cc / min. Sputtering conditions are rf power
The power was 400 W (8.64 W / cm 2 ) and the sputtering gas pressure was 2.38 Pa. The temperature at the start of the deposition was room temperature.
上記条件で作製されたX線吸収膜はESCA(Electron S
pectoroscopy for Chemical Analysis)によればターゲ
ットと同一の組成比からなら、この組成比は膜の深さ方
向においてほぼ一定であり、また不純物は含まれていな
いことも確認された、 このX線吸収膜は、微結晶状態(結晶粒の大きさ20n
m)であり、その応力は、測定限界(1×108dyn/cm2)
以下であつた。The X-ray absorbing film produced under the above conditions is ESCA (Electron S
According to pectoroscopy for Chemical Analysis), from the same composition ratio as the target, this composition ratio was almost constant in the depth direction of the film, and it was confirmed that no impurities were contained. Is in the microcrystalline state (grain size 20n
m) and the stress is the measurement limit (1 × 10 8 dyn / cm 2 )
It was the following.
次に、X線吸収膜表面の清浄化を行つた後、電子線照
射用レジストを塗布し、電子線により線幅0.25μmのレ
ジストパターンを形成した。さらに、レジストパターン
を反応性イオンビームエッチングによりX線吸収膜に転
写して、0.25μmの線幅のパターンを形成した。尚、こ
のとき形成されたパターンの上面および壁面は平滑性の
点では実施例1〜19に比べて若干劣るものであった。Next, after cleaning the surface of the X-ray absorbing film, a resist for electron beam irradiation was applied, and a resist pattern having a line width of 0.25 μm was formed by the electron beam. Further, the resist pattern was transferred to an X-ray absorbing film by reactive ion beam etching to form a pattern having a line width of 0.25 μm. The upper surface and the wall surface of the pattern formed at this time were slightly inferior to Examples 1 to 19 in terms of smoothness.
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、内部応力が小さ
く、すぐれたX線吸収膜を有するX線マスク材料が提供
された。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an X-ray mask material having a small internal stress and having an excellent X-ray absorbing film is provided.
さらに本発明によれば、上記X線マスク材料を用い
て、例えば0.25μm以下の極めて微細なパターンを有す
るX線マスクが提供された。Further, according to the present invention, there is provided an X-ray mask having an extremely fine pattern of, for example, 0.25 μm or less using the above-mentioned X-ray mask material.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−2109(JP,A) 特開 昭59−14638(JP,A) 特開 昭61−245525(JP,A) 特開 昭62−86723(JP,A) 特許2642724(JP,B2) 特公 平5−19975(JP,B2) J.Vac,Sci.Techno l.B7(6),(1989)PP.1561− 1564 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 1/16Continuation of front page (56) References JP-A-2-2109 (JP, A) JP-A-59-14638 (JP, A) JP-A-61-245525 (JP, A) JP-A-62-86723 (JP, A) , A) Patent 2642724 (JP, B2) JP-B 5-19975 (JP, B2) Vac, Sci. Techno l. B7 (6), (1989) PP. 1561−1564 (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/027 G03F 1/16
Claims (3)
次設けたX線マスク材料において、 前記X線吸収膜がタンタルとシリコンとホウ素とを含む
ことを特徴とするX線マスク材料。1. An X-ray mask material comprising an X-ray transmission film and an X-ray absorption film sequentially provided on a substrate, wherein the X-ray absorption film contains tantalum, silicon and boron. .
料。2. The X-ray absorbing film has a general formula of Ta x Si (1-x) y B (1-x) (1-y) (where 0.75 <x <0.85 and 0 <y <1). The X-ray mask material according to claim 1, wherein
のX線吸収膜を微細パターン化して得られたものである
ことを特徴とするX線マスク。3. An X-ray mask obtained by forming an X-ray absorption film of the X-ray mask material according to claim 1 into a fine pattern.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12630489A JP2790656B2 (en) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | X-ray mask material and X-ray mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12630489A JP2790656B2 (en) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | X-ray mask material and X-ray mask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02305432A JPH02305432A (en) | 1990-12-19 |
| JP2790656B2 true JP2790656B2 (en) | 1998-08-27 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2642724B2 (en) | 1989-01-20 | 1997-08-20 | ホーヤ株式会社 | X-ray mask material and X-ray mask |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12630489A patent/JP2790656B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JP2642724B2 (en) | 1989-01-20 | 1997-08-20 | ホーヤ株式会社 | X-ray mask material and X-ray mask |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| J.Vac,Sci.Technol.B7(6),(1989)PP.1561−1564 |
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| JPH02305432A (en) | 1990-12-19 |
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