Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3586491B2 - X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3586491B2 - X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask - Google Patents

X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask Download PDF

Info

Publication number
JP3586491B2
JP3586491B2 JP03513195A JP3513195A JP3586491B2 JP 3586491 B2 JP3586491 B2 JP 3586491B2 JP 03513195 A JP03513195 A JP 03513195A JP 3513195 A JP3513195 A JP 3513195A JP 3586491 B2 JP3586491 B2 JP 3586491B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
etching
mask
absorber
ray absorber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03513195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0851066A (en
Inventor
秀毅 矢部
健二 丸本
幸司 吉瀬
淳 綾
安次 松井
圭 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP03513195A priority Critical patent/JP3586491B2/en
Publication of JPH0851066A publication Critical patent/JPH0851066A/en
Priority to US08/604,678 priority patent/US5677090A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3586491B2 publication Critical patent/JP3586491B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【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−Ti)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Cl/O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SF/CHF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38a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SiOからなる反射防止膜(ARコート)、50はSiO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SiO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線マスクおよび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。
【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。
【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】
この発明の1の局面に従った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。
【0034】
上記1の局面に従った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ってもよい
【0035】
この発明の他の局面に従った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。
【0039】
この発明の別の局面に従ったX線マスクは、パターン形成されたX線吸収体の上に、X線吸収体の全体を覆わないように形成された2次電子発生抑制層を備えたものである。
【0040】
上記別の局面に従ったX線マスクは、上記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ってもよい
【0041】
上記別の局面に従ったX線マスクの製造方法は、上記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なう工程、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。
【0044】
この発明のその他の局面に従ったX線マスクは、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】
上記その他の局面に従ったX線マスクにおいて、拡散抑制層は、エッチングマスクとX線吸収体との間に形成された表面酸化層であってもよい
【0046】
上記その他の局面に従ったX線マスクは、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ていてもよい
【0047】
上記その他の局面に従ったX線マスクは、上記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ってもよい
【0048】
この発明のまた別の局面に従ったX線マスクは、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】
この発明のもう1つの局面に従ったX線マスクの製造方法は、上記その他の局面に従ったX線マスクの製造方法であって、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】
この発明のさらに他の局面に従ったX線マスクの製造方法は、上記その他の局面に従ったX線マスクの製造方法であって、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】
この発明のさらに別の局面に従った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。
【0064】
【作用】
この発明の1の局面に従った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。
【0066】
また、上記1の局面に従ったX線マスクの製造方法、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なうので、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とき、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、この発明の他の局面に従った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なわれる。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。
【0071】
また、この発明の別の局面に従った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、上記別の局面に従ったX線マスクは、上記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なわれ、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、上記別の局面に従ったX線マスクの製造方法、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。
【0076】
また、この発明のその他の局面に従った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、上記その他の局面に従ったX線マスクは、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することにより表面酸化層を形成したので、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、上記その他の局面に従った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、上記その他の局面に従った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、この発明のまた別の局面に従った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、この発明のもう1つの局面に従ったX線マスクの製造方法は、X線吸収体のエッチングを行なう工程において、異方性と等方性のエッチングを制御して行なうので、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、この発明のさらに他の局面に従った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、この発明のさらに別の局面に従った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、たとえば、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なうことができる。
【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Ti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ECR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SF−CHF、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(demin)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0.02μm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。

Figure 0003586491
【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、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やCFなどのフッ素を含むガスが用いられる。その際、例えば、SFにCHF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とCHFの流量比をSF/CHF=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CHFの濃度を上げる。例えば、流量比でSF/CHF=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200〜400℃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−glass)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11〜17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、AlZnOx膜26は透明で、電気伝導性があるため、SiC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Al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AlZnO(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、AlZnOx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θa1、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44b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Al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80〜100℃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36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、この発明の1の局面に従ったX線マスクの製造方法によれば、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。
【0156】
また、上記1の局面に従ったX線マスクの製造方法によれば、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なうので、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、以上のようにこの発明の他の局面に従ったX線マスクによれば、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なわれる。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。
【0161】
また、以上のようにこの発明の別の局面に従ったX線マスクによれば、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、以上のように上記別の局面に従ったX線マスクによれば、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なわれ、高精度のパターン転写が可能となる。
【0163】
また、以上のように上記別の局面に従ったX線マスクの製造方法によれば、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。
【0166】
また、以上のようにこの発明のその他の局面に従ったX線マスクによれば、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、以上のように上記その他の局面に従ったX線マスクでは、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、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、以上のように上記その他の局面に従ったX線マスクによれば、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、以上のように上記その他の局面に従ったX線マスクによれば、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、以上のようにこの発明のまた別の局面に従ったX線マスクによれば、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、以上のようにこの発明のもう1つの局面に従ったX線マスクの製造方法によれば、X線吸収体のエッチングを行なう工程において、異方性と等方性のエッチングを制御して行なうので、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、以上のようにこの発明のさらに他の局面に従ったX線マスクの製造方法によれば、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、以上のようにこの発明のさらに別の局面に従ったX線マスクの製造方法によれば、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なうことができ、高精度のX線マスクを提供することができる。
【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、[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an X-ray mask used for X-ray lithography and a method of manufacturing the same. To the law Related.
[0002]
[Prior art]
FIG. 32 shows a schematic structure of a conventional X-ray mask disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-217762. In the figure, 1 is a silicon (Si) substrate having a thickness of about 2 mm, 2 is a membrane (X-ray transmitting material) having a thickness of about 2 μm formed on a silicon substrate, and is usually a light element ceramic having a good X-ray transmittance such as SiC. Consists of Reference numeral 3 denotes a protective film made of indium tin oxide (ITO) for preventing the membrane from reflecting visible light or being charged by charged particles. Reference numeral 4 denotes an X-ray absorber made of a tungsten (W) film (W-Ti) containing 1 to 2% of titanium (Ti), on which a desired semiconductor circuit pattern 7 is formed. Reference numeral 5 denotes an etching mask for patterning the X-ray absorber, which is made of chromium (Cr).
[0003]
Next, the manufacturing process of the X-ray mask will be described with reference to FIG. In the step (a), a SiC film 2 is formed on the upper surface of the silicon substrate 1, and in the step (b), a central portion of the silicon substrate is dissolved and removed with a chemical such as hydrofluoric nitric acid to form a self-supporting film (membrane) 2 of SiC. . This step is called a back etch. Next, in step (c), an ITO film 3 having an etching stopper and anti-reflection function, a W-Ti film 4 as an X-ray absorber, a Cr film 5 as an etching mask, and a resist film 6 are sequentially sputtered or spin-coated. And a semiconductor pattern is drawn by an electron beam (not shown). In the step (d), the resist is developed to form a resist pattern 6 '. In step (e), Cl 2 / O 2 The Cr film is etched using a mixed gas of 6 / CHF 3 Using a gas mixture, the silicon substrate is cooled from the bottom with low-temperature helium (He) or the like to about −50 ° C., and a circuit pattern 7 of W—Ti is formed by low-temperature etching. Since the ITO film on the bottom surface has high etching selectivity with W-Ti, it is stable even if the etching time is lengthened, and a uniform vertical pattern can be formed in the mask surface.
[0004]
FIG. 34 shows a principle diagram of transferring a pattern onto a silicon wafer using a completed X-ray mask. In this example, an X-ray mask 38 is placed in parallel with a silicon wafer 39 coated with an exposure material (resist) in parallel (gap = 10 to 50 μm) and irradiated with X-rays 41 from a synchrotron (SR) radiation source or the like. is there. The fine semiconductor pattern 38a on the mask can be transferred onto the silicon wafer 39. In the figure, reference numeral 38b denotes a region (window) of the fine semiconductor pattern 38a on the mask, and reference numeral 40 denotes a pattern transferred onto the silicon wafer 39.
[0005]
Further, since the size (window size) of the X-ray transmission area of the X-ray transmission layer (membrane) is generally larger than the circuit pattern, exposure is repeatedly performed on a process wafer using this X-ray mask. In order to form as many chip patterns as possible, a part of an adjacent chip is subjected to multiple exposures (up to four times) along the sides of a rectangular window during X-ray exposure. Further, if an attempt is made to avoid multiple exposures with an interval between adjacent chips, exposure can be performed only for each window size of the X-ray mask, and the number of chips that can be formed on a process wafer is reduced. . This problem related to multiple exposure is called fog exposure. In order to avoid this fogging exposure, it is conceivable to increase the thickness of the X-ray absorber to such an extent that a sufficient contrast can be obtained even in quadruple exposure. However, it is not always preferable that the absorber be thicker, and it is difficult to form a pattern of the absorber having a high aspect ratio by etching.
[0006]
FIG. 35 is a process chart showing a conventional method of manufacturing an X-ray mask used to avoid this problem. In the drawing, reference numeral 8 denotes a support ring, and reference numeral 10 denotes an AR coat, which also serves as an etching stopper. 4a is an X-ray absorber film formed by the first film forming step, and 4b is an X-ray absorber film formed by the second film forming step. The steps will be described according to (a) to (d). First, in the first film forming step (a), an AR coat 10, also serving as an etching stopper, a first X-ray absorber film 4a, and a resist film 6 are formed on the X-ray transmitting layer 2 which has been back-etched in advance. . Next, the resist film 6 is patterned to form a first pattern (b), and the first X-ray absorber film 4a is etched using the resist film 6 as an etching mask. In the next step (c), a second X-ray absorber film 4b is formed on the first X-ray absorber film 4a. Finally, in step (d), after forming a circuit pattern of the recoated resist film 6, the second X-ray absorber 4b is etched by using the circuit pattern as an etching mask to form an X-ray absorber circuit pattern. In this manner, the fog exposure preventing function is formed by increasing the thickness of the X-ray absorber film for preventing fog exposure around the circuit pattern by increasing the thickness of the X-ray absorber film having the circuit pattern. I was
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional mask as described above, the thickness ratio between the absorber and the etching mask (absorber thickness / etching mask) is smaller than the selectivity at the time of etching (etching rate of the absorber / etching rate of the etching mask). Since this is set and the general etching selectivity is about 10 to 15, the film thickness ratio is usually 10 or less (the etching mask is 10% or more of the thickness of the absorber). When the etching mask is thick as described above, the dimensional accuracy decreases when forming the pattern of the etching mask with the resist, and as a result, the pattern formation of the X-ray absorber must be performed using the etching mask with low accuracy. However, there is a problem that the dimensional accuracy is deteriorated.
[0008]
Conventionally, when the absorber is etched, the etching mask is usually subjected to anisotropic etching which is almost perpendicular to the etching mask. However, when the X-ray absorber is etched in this state, the shape of the X-ray absorber becomes a mask shape. And it was difficult to control the angle of the side wall.
[0009]
Conventionally, chromium, aluminum oxide, and the like are used as an etching mask for an X-ray absorber containing tungsten. Therefore, in these methods, an etching selectivity is insufficient and an appropriate etching shape may not be obtained. There was a point.
[0010]
Also, during etching, the wafer and the stage were mechanically pressed against each other, but this is because the adhesion between the wafer and the stage is not perfect, and the gas for cooling used during low-temperature etching passes through a minute gap. Leaks, lowering the cooling efficiency. The pattern accuracy of the etching has a temperature dependence, and the variation in the cooling temperature is directly reflected on the accuracy, so that there is a problem that the final pattern accuracy is reduced. Even if this gas leakage countermeasure becomes possible, the X-ray mask may be etched in a wafer state during etching, may be performed in a membrane state, or the thickness of the wafer may be different at that time. Since various states are possible, such as when the support ring is bonded to the wafer, it is impossible to etch X-ray masks of various shapes with a single etching device while securing the adhesion between the wafer and the stage. Met.
[0011]
In addition, when performing transfer using a completed mask, if metal is exposed on the surface of the mask, secondary electrons such as photoelectrons and Auger electrons from the absorber hit the resist on the wafer, and as a result, the resist is exposed to these secondary electrons. There is a problem that the pattern is deteriorated by exposure to electrons.
[0012]
Further, if the object to be etched is not sufficiently removed during etching, an etching residue is generated. This residue has an adverse effect on the subsequent film forming and pattern forming steps, and ultimately affects the transfer accuracy. Although there are many causes of generation of residues, there are cases where the selectivity between the X-ray absorber and the etching mask disposed thereon and the X-ray absorber and the etching stopper disposed thereunder is large, When performing anisotropic etching to make the shape after etching as vertical as possible to improve pattern accuracy, removal of the etching mask tends to be insufficient and the etching mask material tends to remain. If the etching material remains, a residue of the X-ray absorber is generated when the X-ray absorber is etched. Further, when the X-ray absorber is not sufficiently etched and the X-ray absorber remains, there is a problem that a residue of the etching stopper is generated when the etching stopper disposed thereunder is etched.
[0013]
In addition, if the etching mask is formed after the absorber is formed as in the conventional case, and then annealing is performed, a diffusion layer is formed at the interface between the absorber and the etching mask. Therefore, the diffusion layer is removed by etching. And there is a problem that the residue of the absorber is easily generated.
[0014]
Further, conventionally, there is a problem that the etching mask in the concave portion of the absorber is difficult to be etched, so that the material of the etching mask is likely to remain, and as a result, residues of the absorber are likely to be generated during the etching.
[0015]
Conventionally, when etching the X-ray absorber, the end of the etching is not sufficiently controlled, for example, is controlled by the etching time, resulting in insufficient etching or uneven etching between lots. There was a problem that occurred.
[0016]
Further, in the conventional X-ray mask, since the SiC film is used as the membrane, the transmittance of the alignment light is low and the antireflection film is required. In the conventional example, by using an indium tin oxide (ITO) film as an anti-reflection film, it has succeeded in having both an etching stopper and an antistatic function. However, a film having such a function is not limited to ITO, and it has been desired to have a range of choices according to the absorber material and the membrane material. In addition, ITO has a problem that the atomic weight of indium and tin is large, and the absorption of X-rays is increased.
[0017]
Further, in order to improve the pattern position accuracy of the X-ray mask, it is essential to reduce the stress of the X-ray absorber (less than 10 MPa). However, since the reproducibility of the film-forming process is insufficient, when the film of the absorber is formed according to a predetermined process, the stress varies within a range of, for example, ± 50 MPa. As a countermeasure, it is conceivable to measure the stress of the absorber during the X-ray mask process. However, only those suitable for stress measurement can be used, and restricted ones cannot be used as X-ray masks. On the other hand, stress measurement is usually performed based on the warpage of a silicon wafer used as a substrate for an X-ray mask membrane, so that the form is different from that of an actually used X-ray mask, and accurate stress measurement and control are difficult.
[0018]
Further, there are the following problems in stress measurement. FIG. 36 shows the manufacturing process of the simplest X-ray mask, and FIG. 37 shows the structure of the X-ray mask in which a desired film is stacked above the X-ray absorber. In the figure, 1 is a silicon substrate, 2 is a membrane made of SiC, 4 is an X-ray absorber, 6 is a resist, 8 is a support ring, 9 is an etching stopper made of Cr, and 10 is SiO 2 An anti-reflection film (AR coat) made of 2 Is a flattening film composed of The flattening film 50 is necessary to make the crystal structure of the W—Ti film 4 as an X-ray absorber formed on this film amorphous. In FIG. 37, these films are formed in the order shown in the figure, an electron beam resist (not shown) is applied on these stacked films, and a resist pattern formed by electron beam lithography is used as a mask. The flattening film 50 is etched simultaneously with the W-Ti X-ray absorber 4 to form a pattern. Further, after etching and patterning up to the etching stopper 9, the resist is finally removed to complete the X-ray mask on which the pattern is formed.
[0019]
In the case of a simple structure as shown in FIG. 36, only the X-ray absorber is stress-controlled, and if low stress can be realized, pattern position accuracy can be ensured. However, if the structure is laminated as shown in FIG. 37, even if the stress is controlled only for the X-ray absorber, a film having the same pattern as the X-ray absorber, here, the etching stopper 9 made of Cr and the SiO 2 2 There is a problem that the stress control is not performed on the flattening film 50 made of, and the pattern position accuracy is reduced due to the remaining stress.
[0020]
Further, in the conventional X-ray mask manufacturing process, a single-layer etching mask for etching the X-ray absorber in the first film forming process and the second film forming process is used in order to exhibit the fog exposure preventing function. A resist was used. However, when the etching resistance ratio between the resist to be used and the X-ray absorber film is not sufficient, to form a circuit pattern of a thick X-ray absorber film, it is necessary to form a pattern of a thick resist film corresponding thereto. In addition, it is difficult to form a resist pattern with high accuracy by using an electron beam lithography or an excimer stepper, which is generally used as a method of forming a resist film pattern.
[0021]
Further, in the conventional X-ray mask manufacturing process, the X-ray absorber was formed in the first film forming process and the second film forming process, respectively. However, there is a problem that both cost and cost are required, and reduction of these has been an issue.
[0022]
Further, in the conventional X-ray mask manufacturing process, since the angle of the side wall of the X-ray absorber formed in the first pattern formation process is almost vertical and steep, a resist film is uniformly formed on the shape. It is difficult to form a film, which hinders high precision in pattern formation.
[0023]
In addition, in the case of a conventional X-ray mask, if a mechanism for preventing fog exposure is to be provided on the X-ray mask, the steps for its production, namely film formation, resist coating, resist pattern formation, etching And the like, and are contrary to the reduction of the manufacturing time and cost of the X-ray mask.
[0024]
Furthermore, when manufacturing a dedicated fog exposure prevention plate, the four corners of a rectangular window are ideally right angles, that is, it was difficult to manufacture a fog exposure prevention plate having no rounded corners, so that the transfer pattern The accuracy of the corner was low.
[0025]
The present invention has been made to solve such a problem, and an X-ray mask capable of accurately producing an absorber pattern of the X-ray mask. and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an X-ray mask.
[0026]
Further, an X-ray mask capable of preventing the generation of a residue upon patterning, producing an X-ray mask excellent in dimensional accuracy and positional accuracy, and using the X-ray mask to obtain a high-accuracy resist pattern by X-ray transfer is provided. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a line mask.
[0028]
It is another object of the present invention to provide an X-ray mask having an antireflection film that absorbs less X-rays.
[0029]
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing an X-ray mask having means for knowing the stress of an absorber on an X-ray mask during a process and reducing the stress.
[0030]
Another object of the present invention is to provide an X-ray mask capable of preventing fog exposure by a simple method that does not affect the accuracy of a circuit pattern, and a method of manufacturing the X-ray mask.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention In the method of manufacturing an X-ray mask, an etching mask having a thickness defined by the thickness of the X-ray absorber and the required pattern accuracy is arranged.
[0034]
According to the above one aspect The method of manufacturing an X-ray mask isotropically etching an etching mask for forming a pattern on an X-ray absorber. May .
[0035]
According to another aspect of the invention The X-ray mask uses platinum or a compound thereof, chromium nitride, or chromium nitride oxide as an etching mask or an etching stopper of tungsten or an X-ray absorber containing tungsten as a main component.
[0039]
According to another aspect of the invention The X-ray mask is placed on the patterned X-ray absorber , Formed so as not to cover the entire X-ray absorber It has a secondary electron generation suppressing layer.
[0040]
According to another aspect above X-ray mask is the above Specifies that the secondary electron generation suppressing layer is a layer containing carbon as a main component. May .
[0041]
According to another aspect above The manufacturing method of the X-ray mask includes: the above Forming a pattern of the secondary electron generation suppressing layer containing carbon as a main component by etching the X-ray absorber with an etching gas; It is defined that the film is formed by a step of forming a film to be formed.
[0044]
According to other aspects of the invention X-ray mask , The rest As means for suppressing the generation of residue, a diffusion suppressing layer is disposed between the X-ray absorber and the etching stopper or between the etching mask and the X-ray absorber.
[0045]
According to the above and other aspects X-ray mask In the above, the diffusion suppressing layer may be a surface oxide layer formed between the etching mask and the X-ray absorber. .
[0046]
According to the above and other aspects X-ray mask , X A layer which is etched under the X-ray absorber etching conditions is provided between the X-ray absorber film and the etching mask or etching stopper of the X-ray absorber. May be .
[0047]
According to the above and other aspects X-ray mask so Is the above The layer etched under the etching conditions of the X-ray absorber contains silicon such as SOG or silicon oxide. May .
[0048]
According to yet another aspect of the invention X-ray mask , The rest It defines that the surface roughness of the X-ray absorber is controlled as means for suppressing the generation of residue.
[0049]
A method for manufacturing an X-ray mask according to another aspect of the present invention is directed to the above-described other aspects. X-ray mask manufacturing method And As means for suppressing the generation of residues, it is specified that the etching of the X-ray absorber is controlled by anisotropic etching and isotropic etching.
[0050]
A method for manufacturing an X-ray mask according to still another aspect of the present invention is directed to the above-described other aspects. X-ray mask manufacturing method And As means for suppressing the generation of residues, it is defined that an X-ray mask having the surface to be etched facing downward is vibrated by means such as an ultrasonic vibrator.
[0051]
According to yet another aspect of the invention In the manufacturing method of the X-ray mask, when the absorber of the X-ray mask is etched, the etching is terminated according to the detected value of the transmitted light of the X-ray mask.
[0064]
[Action]
Of the present invention According to one aspect In the method of manufacturing an X-ray mask, since the thickness of the etching mask is a minimum thickness defined by the thickness of the X-ray absorber and the required accuracy, when etching the etching mask, The dimensional accuracy of the etching mask can be maintained regardless of whether the etching is anisotropic or isotropic. As a result, dimensional accuracy at the time of etching the X-ray absorber can be maintained.
[0066]
Also, According to the above one aspect X-ray mask manufacturing method so Is ,etc Since the X-ray absorber is etched using the anisotropically etched etching mask, the side walls of the absorber can be etched obliquely instead of vertically. Therefore, there is a variation in the thickness of the absorber depending on the location of the pattern, which is called an X-ray phase shift effect. When The phase of the X-ray passing through the location changes, and a diffraction phenomenon occurs. As a result, a fine pattern can be transferred.
[0067]
In addition, the present invention According to other aspects X-ray mask so Since platinum and its compounds have a large etching selectivity when etching with an X-ray absorber containing tungsten, the X-ray absorber can be easily etched. In addition, since chromium nitride and chromium nitride oxide have a high selectivity with respect to the X-ray absorber containing tungsten, they can be used as an etching mask or an etching stopper when patterning the X-ray absorber like platinum and its compounds. Are better.
[0071]
In addition, the present invention According to another aspect Since the X-ray mask is provided with the secondary electron suppressing layer on the X-ray absorber on which the pattern is formed, the excitation of the secondary electrons by X-rays is performed when the pattern is transferred using the completed X-ray mask. Thus, it is possible to prevent a decrease in pattern accuracy due to exposure of secondary electrons.
[0072]
Also, According to another aspect above X-ray mask is the above Since the layer containing carbon as the main component is used as the secondary electron suppressing layer, the suppression of the excitation of the secondary electrons by the X-rays is efficiently performed, and the deterioration of the pattern accuracy due to the exposure of the secondary electrons can be prevented.
[0073]
Also, According to another aspect above X-ray mask manufacturing method so Is , Charcoal As a method for forming a secondary electron suppressing layer mainly composed of silicon, a film containing carbon is formed by changing the components of the etching gas after the etching of the X-ray mask pattern is completed. An electron suppression layer can be formed.
[0076]
In addition, the present invention According to other aspects Since the X-ray mask is provided with the diffusion suppressing layer so that the X-ray absorber and the etching mask or the X-ray absorber and the etching stopper are independent so as not to be mixed with each other, the generation of the etching residue which is easily generated in the diffusion layer portion is suppressed. Can be suppressed.
[0077]
Also, According to the above and other aspects X-ray mask so Arranges a step of annealing the X-ray absorber before the step of forming the etching mask on the X-ray absorber To form a surface oxide layer Therefore, formation of a diffusion layer between the X-ray absorber and the etching mask due to heat is prevented, and generation of residues can be suppressed.
[0078]
Also, According to the above and other aspects Since the X-ray mask has a layer which is etched under the same conditions as the X-ray absorber between the X-ray absorber and the etching stopper or between the X-ray absorber and the etching mask, the X-ray absorber and the etching stopper are provided. Alternatively, since the mixing of the X-ray absorber and the etching mask can be suppressed, the generation of residues can be suppressed.
[0079]
Also, According to the above and other aspects The X-ray mask is etched under the same conditions as the X-ray absorber made of tungsten or a tungsten compound Layers and Then, since the layer containing silicon is used, the layer can be formed by a simple method, and generation of residues can be suppressed.
[0080]
In addition, the present invention According to another aspect Since the X-ray mask controls the surface roughness of the X-ray absorber, it is difficult to etch the etching mask material having the concave portions as in the related art, so that the residues remaining in the concave portions are eliminated.
[0081]
In addition, the present invention According to another aspect According to the method of manufacturing an X-ray mask, anisotropic and isotropic etching is controlled in the step of etching the X-ray absorber, so that a needle-like residue which is easily formed in highly anisotropic etching is formed. Is etched from the side surface by isotropic etching, and is easily removed, and as a result, generation of residues can be suppressed.
[0082]
In addition, the present invention According to yet another aspect In the manufacturing method of the X-ray mask, the surface to be etched is turned downward at the time of etching, and the etching is performed while vibrating the X-ray mask. Therefore, residues generated on the surface are easily dropped and removed.
[0083]
In addition, the present invention According to yet another aspect In the manufacturing method of the X-ray mask, since the end point of the etching is detected by the change in the amount of transmitted light, And For example, an appropriate etching shape can be obtained even for samples of different lots and different thicknesses, and uniform etching with less variation between lots can be performed.
[0096]
【Example】
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an X-ray mask according to one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 8 denotes a support ring, 9 denotes an etching stopper, and 10 denotes an AR coat film. The X-ray absorber 4 is made of W—Ti, the thickness is 0.5 μm (dx), the etching pattern dimension (dl) is 0.2 μm, and the required accuracy (a) is 10%. . When etching is performed using Cr as the etching mask 5 and using, for example, an ECR etching apparatus, the etching selectivity of Cr to W-Ti becomes 25 to 100. Here, the etching condition is the etching gas SF. 6 -CHF 3 The processing pressure is about 1 mTorr, the microwave output is 200 W, and the RF output is 13 to 50 W.
[0097]
First, the minimum thickness (demin) of the etching mask is determined. The thickness dx of the X-ray absorber is 0.5 μm, the selectivity r is 25 to 100, and dx / r ≦ de, so that 0.02 to 0.05 ≦ de. Next, the upper limit (demax) of the thickness dx of the X-ray absorber is determined. The minimum dimension (dl) of the pattern is 0.2 μm, the required accuracy (a) is 10%, and de ≦ 0.02 from de ≦ dl × a / 100. Therefore, the thickness of the etching mask in this case is appropriately set to 0.02 μm. The selectivity r is defined by the following equation under the same etching conditions.
Figure 0003586491
[0098]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the etching mask and the pattern formation of the X-ray absorber. In FIG. 2A, an etching mask having a thickness of de is formed on the X-ray absorber 4 and its dimensions are shown. The variation corresponds approximately to the thickness of the etching mask and is de. When the X-ray absorber is patterned by etching, and when the etching mask has ideally anisotropy and the angle of the side wall is 90 °, the X-ray absorber is further used by using this etching mask. If the side wall of the X-ray absorber is not affected by the side etch, the dimensional accuracy of the X-ray absorber after etching becomes extremely good. However, when the pattern is formed by isotropically etching the etching mask, the shape becomes as shown in FIG. 2A. When the X-ray absorber is etched using the etching mask having this shape, As shown in FIG. 2B, only an X-ray absorber pattern with inferior precision can be obtained. Further, in FIG. 2B, the etching condition is the severest in that the etching mask is etched and disappears at the same time when the etching of the X-ray absorber is completed. In this case, the pattern dimension is described as dl ± de by the minimum pattern dimension (dl) and the thickness de of the etching mask, and the thickness de of the etching mask simultaneously indicates a dimensional variation of the pattern. Here, the allowable dimensional variation is dl × a / 100 (a is the required pattern required accuracy%). Therefore, under the strictest condition that the etching mask is isotropically etched, the thickness of the etching mask needs to be at least the thickness / selectivity of the X-ray absorber in consideration of the etching selectivity. In addition, when the dimensional accuracy is taken into consideration, it can be seen that it is sufficient that the pattern minimum dimension × the required accuracy / 100 or less. This is because when the etching mask is sufficiently thick, the X-ray absorber can be etched. However, the accuracy of the etching mask pattern itself becomes low, and the accuracy affects the accuracy of the X-ray absorber. This suggests that the etching mask should be as thin as possible as much as possible.
[0099]
If the minimum pattern size is 0.1 μm, the required accuracy is 10%, and the thickness of the X-ray absorber is 0.5 μm, the thickness of the etching mask may be 0.01 μm or less. 50 or more are required. Thus, the etching selectivity can be optimized.
[0100]
Embodiment 2. FIG.
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of an X-ray mask according to another embodiment of the present invention. In the figure, 5a is an etching mask (a) made of tungsten (W) and has a thickness of 0.01 μm, and 5b is an etching mask (b) made of chromium (Cr) and has a thickness of 0.03 μm. Here, the minimum pattern size is 0.1 μm and the dimensional accuracy is 10%. The thickness of the X-ray absorber 4 is 0.5 μm.
[0101]
As described above, when the etching mask is formed in multiple layers, it is possible to perform etching with higher precision than in the case of a single layer as in the first embodiment. As described in the first embodiment, when the etching mask is a single layer, the thinner the better, in order to etch the etching mask with high accuracy. However, when the etching mask is made thin, it is necessary to increase the etching selectivity between the etching mask and the X-ray absorber, and it becomes difficult to etch the X-ray absorber. On the other hand, when the etching mask has a multilayer structure, an etching mask having a controlled thickness is disposed immediately below the resist, and is accurately etched and patterned.Using the mask as a mask, the layers disposed sequentially are etched. As a result, a thick etching mask is formed for the X-ray absorber while maintaining the pattern accuracy.
[0102]
Next, a specific example will be described. In FIG. 3, the selectivity between the etching mask (b) 5b and the etching mask (a) 5a is about 10, and the selectivity between the X-ray absorber 4 and the etching mask (b) 5b is about 100. When the etching mask is a multilayer, the selectivity of the uppermost etch mask to the X-ray absorber is represented by the product of the selectivity of the adjacent layers, so that the selectivity of the etch mask (a) 5a to the X-ray absorber 4 is The product of their selectivity is about 1000. That is, based on the thickness of the X-ray absorber and the selectivity of 1000, the thickness of the etching mask (a) 5a may be 0.5 nm. Here, the upper limit of the thickness of the etching mask (a) 5a may be set to 0.01 μm or less even in consideration of the condition having the lowest pattern accuracy and the case where isotropic etching is performed. As described above, by using the multilayered etching mask, the selectivity between the etching mask immediately below the resist and the X-ray absorber is increased, so that a highly accurate etching pattern can be obtained.
[0103]
Embodiment 3 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows an X-ray mask etching method according to an embodiment of the present invention. In the figure, the structure from the resist pattern 6 'to the etching stopper 9 is shown, and the membrane and the like disposed below it are omitted. In the figure, (a) shows a resist pattern, (b) shows a state when the etching mask 5 is isotropically etched, and (c) shows a state when the X-ray absorber is etched. As shown in this figure, when the etching mask 5 is isotropically etched, the side wall of the etching mask becomes oblique. When the X-ray absorber is etched in this state, the side wall of the X-ray absorber also becomes oblique. Thus, when the thickness of the X-ray absorber varies depending on the location of the pattern, the phase of the X-ray passing therethrough changes (the phase shift effect at the time of X-ray exposure). Therefore, blurring is reduced at the edge of the pattern due to the X-ray diffraction phenomenon, and a fine pattern can be transferred.
[0104]
Embodiment 4. FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, when platinum or a compound of platinum is used as the etching mask 5 or the etching stopper 9, the etching of tungsten or the X-ray absorber containing tungsten as a main component becomes easy. This means that when etching an X-ray absorber containing tungsten, a fluorine-based gas is mainly used, and when an etching mask containing platinum is used, a chlorine-based gas is used. This is because the etching gas is difficult to be etched by a system gas, and the platinum is hard to be etched by a fluorine gas, so that the etching selection ratio is increased. When a platinum-based material is used as the etching stopper, it is necessary to remove the etching stopper last. Platinum not only facilitates etching of tungsten but also can be used as an X-ray absorber, and therefore, an etching mask and an etching stopper under a pattern also function as an X-ray absorber.
[0105]
Embodiment 5 FIG.
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, when chromium nitride or chromium nitride oxide is used for the etching mask 5 and the etching stopper 9, the etching of the X-ray absorber becomes easy. This is because the tungsten-based gas is easily etched by a fluorine-based gas and the chromium-based gas is easily etched by a chlorine-based gas, and the opposite gases are hardly etched by each other. Further, since the chromium nitride oxide film is transparent, it can be used as an etching stopper and an AR coat. Therefore, the transmittance of the alignment light increases, the alignment becomes easy, and the etching stopper does not have to be removed, so that the process can be simplified.
[0106]
Embodiment 6 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an overall configuration diagram of an etching apparatus which is one of the X-ray mask manufacturing apparatuses according to the embodiment of the present invention. This device is an ECR etching device, in which the etching gas introduced into the vacuum vessel is given a kinetic energy to the electrons by an electromagnetic coil arranged outside the vacuum vessel, and a plasma having a high ionization rate is generated by cyclotron resonance. The object is etched. FIG. 6 shows a part of a configuration of an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to an embodiment of the present invention, mainly showing a configuration centering on a stage for mounting an X-ray mask wafer as an object to be etched. . In the drawing, 11 is a packing made of a metal material having high thermal conductivity such as copper or aluminum, 12 is a cooling stage, 13 is a wafer holder, and 14 is a gas hole for cooling. The arrows in FIG. 5 indicate the gas flow, and the part a indicates the location of gas leakage from the back surface of the cooling stage.
[0107]
As shown in FIG. 6, packing 11 is interposed between the cooling stage 12 and the wafer holder 13 of the X-ray mask. When the X-ray mask is patterned in such a configuration, the leakage of the cooling gas is small, and the cooling efficiency is increased. For example, when etching at a processing pressure of 1 mmTorr, a cooling gas pressure of about 0.5 Torr was conventionally obtained by flowing a cooling gas at a flow rate of 1 sccm. However, by using the packing of the present invention, the cooling gas pressure was reduced to about 2 Torr. , And as a result, the pressure could be controlled to be constant, so that the heat conduction was kept constant and the cooling efficiency was improved. When the gap between the wafer 1 and the cooling stage 12 is 0.1 mm, if the cooling gas can be maintained at 1 to 2 Torr, desired cooling can be performed.
[0108]
In this figure, the packing 11 reaches the upper surface of the X-ray mask, that is, the surface in contact with the wafer holder 13, but may be only the back surface of the mask, that is, the surface in contact with the cooling stage 12. However, if the packing is wrapped around the top of the mask, the packing is well fixed to the X-ray mask. The cooling efficiency increases.
[0109]
Embodiment 7 FIG.
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 shows a part of the configuration of an etching apparatus which is an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 15 denotes a polymer film. This film may be applied by a spinner or the like in the same manner as a resist or the like, or a film-like film may be cut and attached, or grease may be applied to the back surface.
[0110]
When etching is performed in such a configuration, the polymer film fills the fine grooves (irregularities) between the wafer and the stage, so that the cooling gas leaks less, the cooling efficiency can be increased, and the X-ray absorber can be improved. Can be improved in etching shape.
[0111]
Embodiment 8 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a part of the structure of an etching apparatus which is an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to an embodiment of the present invention. In the figure, 16 is a cooling stand, and 17 is a spacer. In the figure, (a) shows a case where a back-etched X-ray mask is mounted, and (b) shows a case where a wafer-state X-ray mask is mounted. FIG. 9 shows a part of the configuration of an etching apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a configuration in which an X-ray mask with the support ring 8 attached is mounted.
[0112]
As described above, the spacer 17 is arranged on the back surface of the X-ray mask, and the heat conduction between the cooling stage 12 and the wafer 1 is improved. By performing etching with such a configuration, it is possible to cope with X-ray masks having various shapes, and etching can be performed only by changing the height of the spacer 17 or changing the shape of the cooling stage 12. Therefore, a manufacturing process can be selected without being particular about the shape of the X-ray mask. Note that the larger the contact area of these spacers and cooling stages, the smaller the loss of heat transfer, so the smoother the surface, the better. In addition, in order to make the spacer conform to the gap, it is better that the dimensional accuracy of the spacer is high.
[0113]
Embodiment 9 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 18 denotes a film containing carbon. In the drawing, (a) shows a state before etching, (b) shows a state after etching the etching mask 5 and then etching of the X-ray absorber ends, and (c) shows a state when etching ends and contains carbon. A gas may be introduced and the film may be formed by a CVD method or may be formed by a sputtering method. Further, by changing the concentration of carbon contained in the etching gas and forming a film continuously with the etching, the process can be simplified. By forming such a carbon-based film, a film for preventing generation of secondary electrons such as photoelectrons and Auger electrons can be easily formed. Although a carbon film is used here, any substance having a small absorption cross-sectional area with X-rays, for example, a light element may be used. However, the absorption cross-section greatly varies depending on the absorption wavelength of X-rays. Even in the case of light elements, if the absorption edge is a K-shell or L-shell, the absorption of X-rays will increase. The substance may be selected in consideration of the above.
[0114]
Embodiment 10 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 10, when the X-ray absorber contains tungsten, the etching of the X-ray absorber includes SF 6 And CF 4 For example, a gas containing fluorine such as is used. At that time, for example, SF 6 CHF 3 Is added to perform etching. For example, using the ECR etching apparatus shown in FIG. 6 And CHF 3 The flow ratio of SF 6 / CHF 3 Etching is performed at 1/1/1/10. At this time, carbon-based precipitates adhere to the side walls of the pattern and protect the side walls against etching, so that highly anisotropic etching can be performed. In this manner, etching is performed, and when patterning is completed, CHF 3 Increase the concentration of For example, SF in the flow ratio 6 / CHF 3 When the ratio is 1/20 to 0/20, the amount of carbon-based precipitates increases, and the pattern covers the pattern. Therefore, a film for preventing photoelectrons can be easily formed.
[0115]
Embodiment 11 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. For example, in FIG. 1, the interface between the etching mask 5 and the X-ray absorber 4 or the interface between the X-ray absorber 4 and the etching stopper 9 is usually mixed with each other in atomic units. When etching with high selectivity and high anisotropy is performed in a state where they are mixed with each other, residues may be generated. Therefore, if they are not mixed with each other, generation of residues can be suppressed.
[0116]
In FIG. 1, when the etching stopper 9, the X-ray absorber 4, and the etching mask 5 are formed, generally two or more of these layers are continuously formed by the same apparatus in order to simplify the process. ing. However, since the film is usually formed in a vacuum state, the surface is in an active state at the time of completion of the film formation. Will mix. When etching with high anisotropy is performed in a state having the mixed layer, residues are easily generated. Therefore, the film is not continuously formed by the same apparatus, but is exposed to the air once after the film is formed, and a layer (several nm) having low surface activity is formed by oxidation or adsorption, and the layer having low activity is diffused. By using the suppression layer, mixing at the atomic level is eliminated when the next film formation is performed, and generation of residues can be suppressed.
[0117]
Embodiment 12 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, usually, after forming the X-ray absorber 4 and the etching mask 5, annealing at 200 to 400 ° C. is performed for stress control. However, in this method, the interface between the X-ray absorber 4 and the etching mask 5 is diffused due to the annealing step, and as a result, the interfaces are mixed to form a diffusion layer of several tens nm. Since the etching conditions change in the diffusion layer, residues during etching are likely to be generated. Therefore, annealing for controlling the stress is performed after forming the X-ray absorber to eliminate the diffusion layer, and a surface oxide layer of several atomic layers (several nm) is formed on the surface of the X-ray absorber by annealing. A diffusion suppressing layer. Accordingly, when the etching mask is formed after that, the interface is prevented from being mixed with each other, and the generation of the residue can be prevented.
[0118]
Embodiment 13 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 shows a sectional structure of an X-ray mask according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 19 denotes a thin film which is etched under the same conditions as those for etching the absorber, for example, tantalum (Ta). With this thin film 19, the etching mask 5 and the X-ray absorber 4, or the X-ray absorber 4 and the etching stopper 9 (usually ITO) do not mix with each other. Further, since the thin film 19 is etched under the same conditions as the absorber, ordinary etching of the absorber may be performed. Further, Ta can be relatively easily etched by a chlorine-based gas or a fluorine-based gas, so that even if a mixed layer caused by Ta is formed, it can be easily removed by etching. Further, the presence of the thin film 19 can suppress generation of residues.
[0119]
Embodiment 14 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 11, when an absorber containing tungsten is used, when a film containing silicon such as SOG (spin-on-glass) is used as the thin film 19 in the drawing, this film can be etched under the same conditions as tungsten. Its etch rate is slightly faster than that of tungsten. Therefore, the SOG layer is easily etched isotropically, so that side etching is easily performed. Therefore, the residue of the absorber due to the remaining etching mask is easily removed by the side etching of the film 19 containing silicon, and as a result, the residue of the absorber is etched. In addition, since the thin film 19 between the absorber and the etching stopper is also side-etched, residues of the absorber tend to fall down, and as a result, the residues themselves are easily etched. Therefore, residue generation can be suppressed.
[0120]
Embodiment 15 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, when the surface of the X-ray absorber 4 has irregularities of 0.1 μmRmax or more, an etching mask 5 is formed on the X-ray absorber 4, and after the resist 6 is patterned, the etching mask 5 is etched. Then, the material of the etching mask 5 is likely to remain in the concave portions. As a result, when the X-ray absorber 4 is etched, residues of the X-ray absorber 4 are likely to be generated. Therefore, the film can be formed so that the surface of the X-ray absorber 4 has a smooth surface of at least 0.05 μmRmax or an amorphous absorber, so that the surface can be formed relatively smoothly. In addition, since the normal absorber is a thin film having a columnar structure, the surface irregularities are large, but in this state, isotropic etching is performed to smooth the surface, or the surface of the absorber is polished and smoothed, After that, if the etching mask 5 is formed, the etching mask 5 remaining in the concave portion is eliminated, so that the generation of the residue when the X-ray absorber 4 is etched can be suppressed.
[0121]
Embodiment 16 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, if the etching mask 5 is left even slightly, a residue of the X-ray absorber 4 is generated when the X-ray absorber 4 is etched with high anisotropy. FIG. 12 shows a process in which an etching mask remains in a concave portion and a residue is generated, and a step of removing the generated residue. In the figure, an etching mask 5 and a patterned resist film 6 are formed on an uneven X-ray absorber 4 in a step (a). The unevenness of the etching mask 5 is also formed following the unevenness of the X-ray absorber 4. When the etching mask 5 is patterned in the step (b), the etching mask of the concave portion of the X-ray absorber 4 is hardly etched, and when the X-ray absorber 4 is etched in the step (c), the concave portion of the X-ray absorber 4 is not etched. Is regarded as a part of the pattern, and appears as a residue in the step (d) where the etching mask 5 is removed. As in the present invention, when the absorber is etched, by controlling the highly anisotropic etching and the isotropic etching, the portion of the X-ray absorber immediately below the remaining etching mask is etched from the side (step). (D ')), the generation of residues is suppressed (step (e')).
[0122]
Embodiment 17 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 shows a part of the structure of an etching apparatus which is an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 20 denotes an ultrasonic transducer, and reference numeral 21a denotes an X-ray mask in a wafer state.
[0123]
When patterning is performed by the etching apparatus having such a configuration, the wafer vibrates and the pattern surface faces downward, so that even if an etching residue is generated, the residue is likely to fall, thereby improving the final pattern accuracy. In addition, when the measures of claims 11 to 17 are also performed, generation of residues can be further suppressed. Another feature is that dust generated for other reasons is easily removed. Note that ultrasonic waves are applied during etching and before and after etching to remove residues efficiently.
[0124]
Embodiment 18 FIG.
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 14 shows a part of the configuration of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 21b is an X-ray mask in a membrane state, and 22 is a gas valve.
[0125]
If an etching apparatus having such a configuration is used and a cooling gas is intermittently flowed, the mask in a membrane state, in particular, the membrane portion vibrates, so that even if a residue is generated, the residue is more likely to fall. Therefore, patterning with high dimensional accuracy can be performed.
[0126]
Embodiment 19 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 shows a part of the configuration of an X-ray mask manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 25 denotes a detector for detecting a laser beam 24 emitted from a laser oscillator 23. In the drawing, (a) shows the state before the etching of the X-ray absorber, and (b) shows the state when the etching of the X-ray absorber is completed. It should be noted that the irradiation place of the laser beam 24 is preferably a wide cut pattern such as an alignment mark provided outside the pattern. The laser beam 24 is, for example, a He-Ne laser having a wavelength of 633 nm, a 780 nm semiconductor laser, or the like.
[0127]
When etching is performed by the apparatus having such a configuration, when the etching of the absorber is not completed, the laser beam 24 is blocked by the X-ray absorber 4 and does not transmit, and the light does not reach the detector 25. However, when the pattern of the absorber is formed, the laser light 24 passes through the membrane 2 and is detected by the detector 25. Even if the same material is used, the etching rate changes depending on the pattern width. Therefore, the relationship between the pattern width and the etching rate is determined in advance, and after detecting light with the detector 25 so as to obtain a desired pattern, an appropriate overetching is performed. Is applied. Thereby, the circuit pattern including the fine pattern can be appropriately etched. Further, variation in etching time due to unevenness in film thickness during sputtering is reduced, and an X-ray mask with good dimensional accuracy can be manufactured.
[0128]
Embodiment 20 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a sectional view showing the structure of the X-ray mask according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 26 denotes an AlZnOx film, which is formed on the membrane 2 by sputtering to a thickness of about 0.1 μm.
[0129]
In the X-ray mask manufactured in this manner, the AlZnOx film 26 is transparent and has electrical conductivity, so that it functions as an antireflection film for the membrane 2 made of SiC, improves visible light transmittance, and improves the antistatic film. Also works as. Further, since the main component of the AlZnOx film 26 is Al, which is a light element, the transmittance of X-rays is higher than that of conventionally used ITO. For example, the anti-reflection film is changed from ITO to AlZnO. 3 By changing to (in the case of x = 3 of AlZnOx), the X-ray transmittance is improved by about 10 to 30%. Further, when a tungsten-based material was used for the absorber, AlZnOx showed sufficient ability as an etching stopper at the time of etching the absorber.
[0130]
In this embodiment, an example of the AlZnOx film is described. However, similarly to the AlZnOx film, an improvement in the X-ray transmittance can be realized by using a SnSbOx or SnOx film. In this case, although the structure is a heavy element rather than AlZnOx, it has an antistatic effect due to conductivity.
[0131]
Embodiment 21 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a diagram showing a manufacturing process of the X-ray mask according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 27a denotes an X-ray mask for a manufacturing process, in which silicon is back-etched. Reference numeral 28a denotes a silicon wafer on which warpage has been measured in advance, and a wafer for stress measurement X-ray mask monitor having a membrane formed on one surface thereof. In these, the W-Ti absorber is formed by the same apparatus and the same batch, 27b is an X-ray mask after the film formation, and 28b is a silicon wafer after the film formation. At that time, a sputtering apparatus provided with a self-revolution type stage was used so that the X-ray absorber film 4 having the same characteristics was formed, and the distance between the substrate and the target was made constant. After the film formation, the warpage of the stress measurement X-ray mask monitor wafer 28b was measured, and annealing was performed. After the annealing, the warpage of the monitor wafer was measured again, and the final annealing temperature at which the stress of the X-ray absorber 4 became 0 was determined from the measurement results. In the case of the W—Ti absorber film, the final annealing temperature is easy to determine because the annealing temperature is proportional to the stress change. Then, the X-ray mask in the process was annealed at the final annealing temperature. This does not depend on the reproducibility between batches of the sputtering apparatus. An X-ray mask on which a low-stress absorber is formed can be obtained.
[0132]
In the above embodiment, the example in which the support ring is not bonded to the silicon substrate is shown. However, as shown in the manufacturing process of the X-ray mask in FIG. 18, the membrane 2 is formed by the X-ray mask in the process. Even when the silicon substrate 1 is bonded to the support ring 8, if the X-ray mask monitor wafer for stress measurement is arranged in the same sputtering apparatus, the annealing temperature for obtaining a low stress absorber is obtained in the same manner. Can be determined. In the drawings, 29a shows an X-ray mask for a manufacturing process to which a support ring is joined, and 29b shows a state in which an X-ray absorber is formed on the X-ray mask.
[0133]
Further, in the above embodiment, an example was described in which an annealing step was used as a method for obtaining a low stress absorber. However, as shown in FIG. May be performed by ion implantation. In this case, the final ion dose is determined from the measurement of the warpage of the monitor wafer, and the dose of that value is applied to the X-ray mask during the process to obtain a zero stress absorber.
[0134]
Furthermore, in the above embodiment, an example was described in which a silicon substrate, which is the same material as the substrate for the X-ray mask manufacturing process, was used as the monitor wafer. The material is not limited to the silicon substrate as long as the material has a clear correlation. The use of a silicon substrate has the effect that monitoring can be performed at low cost.
[0135]
Embodiment 22 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the above-described Embodiment 21, an example was described in which a silicon wafer was used as the X-ray mask monitor wafer for stress measurement. However, although it is more expensive than a silicon wafer for more accurate stress monitoring, it is similar to an X-ray mask for a manufacturing process. It is desirable to use a wafer which has been back-etched. FIG. 20 is a view showing a manufacturing process of the X-ray mask according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 42a denotes a back-etched monitor wafer before film formation, and reference numeral 42b denotes a back-etched monitor wafer after film formation. The back-etched wafer is usually dish-shaped due to tensile stress. If a change in stress is measured based on this warped state, a stress close to that of an actual process can be measured with high accuracy, and therefore, a reduction in stress can be achieved. The manufacturing X-ray mask substrate 1 is made of a silicon wafer having a thickness of about 2 mm, and the monitor wafer 1 'is a silicon wafer having a thickness of about 0.4 mm. Since the thinner the wafer, the more accurately the stress can be measured, the change in stress due to the absorber film formation and annealing can be measured with a monitor wafer with high sensitivity, and more accurate stress control becomes possible.
[0136]
Although FIG. 20 describes that the annealing temperature at which the stress becomes 0 is determined as the stress control process, this is the same as in Example 21. Further, as shown in FIG. 19 of the twenty-first embodiment, the stress of the absorber film may be adjusted by ion implantation. In this case, the final ion dose is determined from the warpage measurement of the back-etched monitor wafer, and the dose of that value is applied to the X-ray mask in the process to obtain a zero stress absorber.
[0137]
Embodiment 23 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Example 21 corresponds to an X-ray mask having the simplest structure, or a reduction in stress focusing only on the X-ray absorber. However, in the manufacturing process of an X-ray mask including a film that finally forms the same pattern as the X-ray absorber, it is necessary to control the stress of the films collectively. FIG. 21 shows a part of the manufacturing process of an X-ray mask provided with a film forming the same pattern as the X-ray absorber. (A) in the figure shows the state of the substrate before forming the X-ray absorber. Here, only the membrane 2 and the antireflection film (AR coat) 10 are formed on the silicon wafer 1. FIG. 3B shows the state of the X-ray mask in which a desired film before annealing is formed on the substrate. At this stage, the Cr etching stopper 9, the flattening film 50 made of silicon oxide, and the W—Ti absorber film 4 are formed.
[0138]
Next, the annealing step will be described. The annealing step utilizes the principle of controlling the stress of the X-ray absorber described in Japanese Patent Application No. 5-233187. FIG. 22 is a diagram showing the relationship between the annealing temperature and the stress, and illustrates the change in stress during the annealing process. In the figure, the horizontal axis represents temperature, the vertical axis represents stress or a physical quantity correlated with the stress (for example, a measured value such as the height or curvature of warpage), the + direction represents tensile stress, and the − direction represents compressive stress. Also, in the figure, A indicates the stress state of the X-ray mask before the start of annealing after film formation at room temperature, B indicates the annealing effect manifestation point, C indicates the annealing stop point, and D indicates the annealing completion point at room temperature. I have.
[0139]
When the X-ray mask shown in FIG. 21B is heated, the stress changes from A to B in FIG. 22 due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate material silicon and the film such as the absorber. As the heating temperature is further increased, at point B, the stress moves away from line AB. This is because an annealing effect is exhibited by a change in crystal structure, desorption of gas taken into the absorber, and the like.
[0140]
By the way, the target state is point D. To determine this point, at the time when the straight line AB is determined, a straight line D parallel to the straight line AB and passing through the annealing completion point D at room temperature at which the stress or the physical quantity correlated with the stress becomes zero. By determining -D 'in advance, the stress is monitored even after passing point B, and at the point when point C passes point D and intersects a straight line DD' parallel to straight line AB, By stopping the annealing (stopping the heating) and cooling the substrate to room temperature, the state at point D is obtained. That is, at the point D, the stress state is the same as that in FIG.
[0141]
Therefore, according to the above embodiment, the stress or the physical quantity correlated to the stress is measured and monitored during the annealing step of the X-ray mask in which all the desired films on which the same pattern as the X-ray absorber is formed are laminated. Since the completion time of the annealing can be determined, the total stress of the layers (absorbers and etching stoppers) that are patterned with good reproducibility can be reduced.
[0142]
Embodiment 24 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This is another embodiment in which the stress is reduced by annealing the X-ray mask in which a plurality of predetermined layers in which the same pattern as the X-ray absorber is formed as in Embodiment 23. FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the annealing temperature and the stress. In the figure, the horizontal axis represents the annealing temperature, the vertical axis represents the stress or a physical quantity correlated with the stress (for example, a measured value such as the height or curvature of the warp), the + direction represents the tensile stress, and the − direction represents the compressive stress. The figure shows the relationship between the temperature of the annealing treatment and the stress value at that temperature, as compared with the temperature after the film formation. In certain samples 1 to 3, annealing is performed at two temperatures θM1 and θM2 lower than the expected annealing temperature θ, and the stress is measured each time. The final annealing temperature θa is determined for each sample or batch from the intersection of the straight line connecting these two stress measurement results and the zero stress line. Here, θa1, θa2, and θa3 are determined for Samples 1 to 3, and annealing is performed at the determined temperature, whereby a low-stress laminated film (including an absorber) is obtained.
[0143]
In the above embodiment, the temperature lower than the annealing temperature θ is set to two points of θM1 and θM2, but three or more points may be used as long as there are at least two points. It goes without saying that the accuracy of the determined temperature is improved when there are many measurement points.
[0144]
Embodiment 25 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 24 is a view showing a manufacturing process of the X-ray mask according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 43a denotes an X-ray mask for a manufacturing process, in which silicon is back-etched, and an AR coat 10 and a membrane 2 are formed. 44a indicates a back-etched monitor wafer before film formation, and 44b indicates a back-etched monitor wafer after film formation. On the monitor wafer 44a before film formation, the film formation of the AR coat 10 was omitted. Next, on the membrane 2, the etching stopper 9, the flattening film 50, and the X-ray absorber 4 are formed under the same conditions as those of the manufacturing process X-ray mask 43a. A monitor wafer 44b is obtained at the same time as the mask 43b. Here, the final annealing temperature is determined using the monitor wafer 44b, and the X-ray mask substrate is also annealed at that temperature. The procedure for obtaining the final annealing temperature from the monitor wafer may be the same as that of the embodiments 23 and 24.
[0145]
In the above embodiment, the final annealing temperature is determined using the monitor wafer after the formation of a large number of films, and the X-ray mask substrate in the process is annealed based on the final annealing temperature. In addition to annealing, the processing at the intermediate temperature in Examples 23 and 24 using the monitor wafer, for example, the processing at θM1 and θM2 in Example 24 may be performed in the same manner as the monitor wafer.
[0146]
Embodiment 26 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 25 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to the present invention. In the drawing, reference numeral 30 denotes an absorber etching intermediate layer having a high selectivity with respect to the X-ray absorber, such as Cr or Al. 2 O 3 It is. In the step (a), an etching stopper 9, an X-ray absorber 4a from the first film forming step, and a resist film 6 are formed on an X-ray transparent substrate (for example, a silicon substrate) 1 which has been back-etched in advance. At this time, the intermediate layer 30 having a high selectivity is inserted between the resist film 6 and the X-ray absorber 4a. In the step (b), a resist film 6 for forming a first pattern is formed, the intermediate layer 30 is etched using the resist film 6 as an etching mask, and then the intermediate layer on which the first pattern is formed is used as an etching mask. By etching the first X-ray absorber film 4a, a thick fog exposure preventing X-ray absorber pattern is formed. In the step (c), a second X-ray absorber film 4b is formed thereon, and the resist 6 is applied again. As in the first pattern forming step, an intermediate layer 30 having a high selectivity with respect to the X-ray absorber is inserted between the resist film 6 and the X-ray absorber 4b. In the final step (d), a resist film is patterned to form a second pattern, the intermediate layer 30 is etched using the resist film as an etching mask, and then the intermediate layer 30 on which the second pattern is formed is used as an etching mask. The X-ray absorber circuit pattern 7 is obtained by etching the second X-ray absorber film 4b.
[0147]
Embodiment 27 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 26 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to the present invention. In the step (a) in the figure, after forming the X-ray absorber 4a in the first film forming step, a resist film 6 is applied thereon. In the step (b), when forming the pattern of the X-ray absorber 4a in the first film forming step, the X-ray absorber 4a is etched to a predetermined thickness. For example, after forming a 1 μm X-ray absorber, the film is etched to 0.5 μm. Next, in a step (c), the resist 6 is applied again to form a circuit pattern. In the final step (d), a desired X-ray absorber circuit pattern 7 is obtained by etching using the patterned resist film 6 as an etching mask.
[0148]
As described above, when the X-ray absorber for preventing fog exposure is formed in advance, the X-ray absorber is etched to a certain thickness, and then the resist is re-coated, transferred, and etched. Since the fog exposure preventing X-ray absorber is formed before the formation, the stress of the fog exposure preventing X-ray absorber film does not affect the positional accuracy of the circuit pattern, and therefore, the accuracy is high. The circuit pattern can be formed, and the X-ray absorber film forming process is required only once.
[0149]
Embodiment 28 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 27 is a process chart showing a method of manufacturing an X-ray mask according to the present invention, in which a forward taper is provided in the X-ray fogging exposure preventing X-ray absorber in FIG. 25 of Embodiment 26. In the figure, in a step (a), an etching stopper 9, an X-ray absorber 4a from the first film forming step, and a resist film 6 are formed on a back-etched X-ray transparent substrate 1 in advance. At this time, the intermediate layer 30 having a high selectivity with respect to the X-ray absorber 4a is inserted between the resist film 6 and the X-ray absorber 4a. In the step (b), a resist film 6 for forming a first pattern is formed, the intermediate layer 30 is etched using the resist film 6 as an etching mask, and then the intermediate layer on which the first pattern is formed is used as an etching mask. The first X-ray absorber film 4a is etched. At this time, the side wall of the X-ray absorber is etched under a condition of forming a forward taper, for example, etching condition is controlled and relatively isotropic etching may be performed, and an angle of about 60 to 70 ° is provided. It is desirable to make it. As a result, a thick fog exposure preventing X-ray absorber pattern is formed. In the step (c), a second X-ray absorber film 4b is formed thereon, and the resist 6 is applied again. As in the first pattern forming step, an intermediate layer 30 having a high selectivity with respect to the X-ray absorber is inserted between the resist film 6 and the X-ray absorber 4b. In the final step (d), a resist film is patterned to form a second pattern. At that time, since the surrounding X-ray absorber has a forward taper, a uniform resist film can be formed at the time of resist application, and as a result, a highly accurate circuit pattern can be formed. Next, the X-ray absorber circuit pattern 7 is obtained by etching the intermediate layer 30 and then etching the second X-ray absorber film 4b using the intermediate layer 30 on which the second pattern has been formed as an etching mask.
[0150]
Embodiment 29 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 28 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to the present invention. In the figure, reference numeral 31 denotes a fog exposure prevention plate which is attached to the silicon substrate 1. With such a configuration, fog exposure can be prevented by a simple method, and the X-ray mask creation time and X-ray mask creation cost can be reduced. Further, by attaching the X-ray mask to the stepper so as not to go over the lower surface of the support ring, it becomes easy to mount the X-ray mask on the stepper. Further, since the attaching operation does not affect the accuracy of the circuit pattern and the alignment pattern, a highly accurate circuit pattern and an alignment pattern can be formed.
[0151]
Embodiment 30 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 29 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to the present invention. In the figure, 32 is an alkali-resistant resist, 33 is a heater, and 34 is a KOH solution. In the figure, a fog exposure prevention plate is prepared by plane anisotropic etching of a solution containing KOH of a silicon substrate (here, the (100) plane is used) so that the four corners of the opening have a right angle fog exposure prevention. A plate is obtained. This utilizes the property that the silicon substrate is difficult to dissolve in the order of (111) plane, (110) plane, and (100) plane in the solution containing KOH. By adjusting the center of each side of the opening to the direction in which it is difficult to dissolve on the surface that is easy to dissolve, a fog exposure prevention plate with four corners at right angles and no roundness can be manufactured.
[0152]
Embodiment 31 FIG.
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 30 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to the present invention. In the figure, 35 is SiC. In step (a), SiC35 is formed on both surfaces of the silicon wafer 1 by a CVD method. Next, in the step (b), the central part of the SiC on one side is removed by etching. For this, a light transfer method and a dry etching method were used. Next, in step (c), the window region is etched by immersing the substrate 1 in a saturated KOH solution 34 heated to 80 to 100 ° C. by the heater 33. For example, in the case of silicon having a thickness of 100 μm, etching is completed in about 30 minutes. The above process makes it possible to obtain a fog exposure preventive plate having an accurate size on the order of microns.
[0153]
Embodiment 32 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 31 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to the present invention. In the drawing, 36 is a prism having the same cross section as the size of the opening of the fog exposure preventing plate, and 37 is a rectangular X-ray shielding plate. In the step (a), for example, four glass X-ray shielding plates 37 each having a thickness of 200 μm are combined and joined along the prism 36. Next, in step (b), the prism 36 is pulled out. Finally, in step (c), the X-ray mask is mounted inside the support ring 8. As described above, since the X-ray shielding plate 37 made of glass is required to have the same surface roughness and flatness as those of the silicon wafer 1 and the support ring 8 in order to attach the silicon wafer 1 and the support ring 8 in contact with each other. As described above, it is possible to obtain a fogging exposure prevention plate that is simple and highly accurate, and in which the corners of the opening are completely perpendicular.
[0154]
【The invention's effect】
As mentioned above, Method for manufacturing X-ray mask according to one aspect of the present invention According to the method described above, since the thickness of the etching mask is as thin as the minimum thickness defined by the thickness of the X-ray absorber and the required accuracy, the etching at the time of forming the pattern of the etching mask However, dimensional accuracy can be maintained irrespective of anisotropy or isotropic property. As a result, the dimensional accuracy at the time of etching the X-ray absorber can be maintained, and a highly accurate X-ray mask can be provided with high yield.
[0156]
Also, Method for manufacturing X-ray mask according to the above aspect According to ,etc Since the X-ray absorber is etched using the anisotropically etched etching mask, the side walls of the absorber are obliquely etched. Therefore, when this X-ray mask is used, a fine pattern can be transferred due to a diffraction phenomenon at a pattern edge portion due to an X-ray phase shift effect.
[0157]
Also, as above X-ray mask according to another aspect of the present invention According to the method, platinum or a compound thereof has a large etching selectivity when etching with an X-ray absorber containing tungsten, so that the X-ray absorber can be easily etched. In addition, since chromium nitride and chromium nitride oxide have a high selectivity with respect to the X-ray absorber containing tungsten, they can be used as an etching mask or an etching stopper when patterning the X-ray absorber like platinum and its compounds. It is excellent and can provide a high-precision X-ray mask with high yield.
[0161]
Also, as above X-ray mask according to another aspect of the present invention According to the method, since the secondary electron suppressing layer is provided on the X-ray absorber on which the pattern is formed, the excitation of the secondary electrons by X-rays is suppressed when transferring the pattern using the completed X-ray mask. And high-accuracy pattern transfer becomes possible.
[0162]
Also, as above X-ray mask according to another aspect above According to , 2 Since a layer containing carbon as a main component is used as the secondary electron suppressing layer, the excitation of secondary electrons by X-rays is efficiently suppressed, and a pattern transfer with high accuracy can be performed.
[0163]
Also, as above X-ray mask manufacturing method according to another aspect According to , Charcoal As a method for forming a secondary electron suppressing layer mainly composed of silicon, a film containing carbon is formed by changing the components of the etching gas after the etching of the X-ray mask pattern is completed. An electron suppression layer can be formed, and high-precision pattern transfer becomes possible.
[0166]
Also, as above X-ray mask according to another aspect of the present invention According to the method, since the diffusion suppressing layer is provided between the X-ray absorber and the etching mask or between the X-ray absorber and the etching stopper, it is possible to suppress the generation of the etching residue which is easily generated in the diffusion layer portion, and to achieve the final transfer accuracy. Can be prevented from decreasing.
[0167]
Also, as above In the X-ray mask according to the above other aspects, Since the step of annealing the X-ray absorber is arranged before the step of forming the etching mask on the X-ray absorber, the formation of a diffusion layer between the X-ray absorber and the etching mask due to heat is prevented, In addition, a thin oxide layer is formed on the surface of the X-ray absorber, so that generation of residues can be suppressed, and a decrease in final transfer accuracy can be prevented.
[0168]
Also, as above X-ray mask according to the above and other aspects According to the present invention, a layer that is etched under the same conditions as the X-ray absorber is provided between the X-ray absorber and the etching stopper or between the X-ray absorber and the etching mask. Alternatively, since the mixing of the X-ray absorber and the etching mask can be suppressed, the generation of residues can be suppressed, and a decrease in final transfer accuracy can be prevented.
[0169]
Also, as above X-ray mask according to the above and other aspects According to the above, the etching is performed under the same conditions as the X-ray absorber made of tungsten or a tungsten compound. Layer Since a layer containing silicon is used, a layer can be formed by a simple method and generation of residues can be suppressed.
[0170]
Also, as above X-ray mask according to another aspect of the present invention According to the method described above, the surface roughness of the X-ray absorber is controlled, so that it is difficult to etch the etching mask material having the concave portions as in the prior art, so that residues remaining in the concave portions are eliminated, and the final transfer accuracy is reduced. Can be prevented.
[0171]
Also, as above X-ray mask manufacturing method according to another aspect of the present invention According to the method described above, in the step of etching the X-ray absorber, the anisotropic and isotropic etching is controlled to be performed. This makes it possible to form a high-precision name X-ray mask, thereby preventing a decrease in final transfer accuracy.
[0172]
Also, as above X-ray mask manufacturing method according to still another aspect of the present invention According to the method described above, the surface to be etched is turned downward at the time of etching, and the etching is performed while vibrating the X-ray mask, so that residues generated on the surface are easily dropped and removed, thereby preventing a decrease in final transfer accuracy. can do.
[0173]
Also, as above X-ray mask manufacturing method according to still another aspect of the present invention According to the method, the etching is terminated by the change of the transmitted light of the X-ray mask, so that an appropriate etching shape can be obtained even for samples of different lots and different thicknesses, and uniform etching with less variation between lots is performed. Thus, a highly accurate X-ray mask can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of an X-ray mask according to embodiments 1, 4, 5, 11, 12, 15, and 16 of the present invention.
FIG. 2 is a principle diagram showing the relationship between the thickness of an etching mask and the formation of an X-ray absorber pattern according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a structure of an X-ray mask according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of an etching apparatus which is one of the X-ray mask manufacturing apparatuses according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 6 shows a part of a configuration of an X-ray mask manufacturing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a part of a configuration of an X-ray mask manufacturing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
8A and 8B show a part of the configuration of an X-ray mask manufacturing apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. FIG. 8A shows a case where a back-etched X-ray mask is mounted, and FIG. This shows a case where an X-ray mask is mounted.
FIG. 9 shows a part of a configuration of an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to Embodiment 8 of the present invention.
FIG. 10 is a process chart showing a method for manufacturing an X-ray mask according to Embodiments 9 and 10 of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view showing a structure of an X-ray mask according to Embodiments 13 and 14 of the present invention.
FIG. 12 is a view showing a step of removing a residue generated on an X-ray mask according to Embodiment 16 of the present invention.
FIG. 13 shows a part of the configuration of an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to Embodiment 17 of the present invention.
FIG. 14 shows a part of the configuration of an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to Embodiment 18 of the present invention.
FIG. 15 shows a part of the configuration of an apparatus for manufacturing an X-ray mask according to Embodiment 19 of the present invention. In the figure, (a) shows a state before etching of the absorber of the X-ray mask, and (b) shows a point in time when etching of the absorber is completed.
FIG. 16 is a sectional view showing a structure of an X-ray mask according to Embodiment 20 of the present invention.
FIG. 17 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing process according to Embodiment 21 of the present invention.
FIG. 18 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing process according to Embodiment 21 of the present invention.
FIG. 19 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing process according to Embodiment 21 of the present invention.
FIG. 20 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 22 of the present invention.
FIG. 21 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 23 of the present invention.
FIG. 22 is a diagram illustrating a method for determining an annealing temperature of an X-ray mask according to Embodiment 23 of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating a method for determining an annealing temperature of an X-ray mask according to Embodiment 24 of the present invention.
FIG. 24 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 25 of the present invention.
FIG. 25 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 26 of the present invention;
FIG. 26 is a process chart showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 27 of the present invention.
FIG. 27 is a process diagram showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 28 of the present invention.
FIG. 28 is a sectional view showing an X-ray mask according to Embodiment 29 of the present invention.
FIG. 29 is a process diagram showing a method of manufacturing a fog exposure preventing plate for an X-ray mask according to Embodiment 30 of the present invention.
FIG. 30 is a process chart showing a method of manufacturing a fog exposure preventing plate for an X-ray mask according to Embodiment 31 of the present invention.
FIG. 31 is a process diagram showing an X-ray mask manufacturing method according to Embodiment 32 of the present invention.
FIG. 32 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional X-ray mask.
FIG. 33 is a process chart showing a conventional method for manufacturing an X-ray mask.
FIG. 34 is a principle diagram of transferring a pattern using an X-ray mask.
FIG. 35 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a conventional X-ray mask having a fog exposure preventing function.
FIG. 36 is another process drawing showing the step of the conventional X-ray mask.
FIG. 37 is another sectional view showing the structure of a conventional X-ray mask.
[Explanation of symbols]
1 silicon substrate, 2 membrane (SiC film), 3 protective film (ITO film), 4 X-ray absorber film, 4a X-ray absorber film formed by the first film forming process,
4b X-ray absorber film formed by the second film forming step;
5 etching mask (Cr film), 5a etching mask (a),
5b etching mask (b), 6 resist film, 6 'resist pattern,
7 circuit pattern, 8 support ring, 9 etching stopper,
10 AR coat, 11 packing, 12 cooling stage,
13 Wafer holder, 14 Gas hole for cooling, 15 Polymer film,
16 cooling stand, 17 spacer, 18 carbon containing film,
19 a thin film etched under the same conditions as the absorber, 20 ultrasonic transducer,
21a X-ray mask in wafer state, 21b X-ray mask in membrane state,
22 gas valve, 23 laser oscillator, 24 laser light,
25 detector, 26 AlZnOx film, 27a X-ray mask for manufacturing process,
27b an X-ray mask for a manufacturing process having an X-ray absorber film formed thereon,
28a X-ray mask monitor wafer for stress measurement,
28b an X-ray mask monitor wafer for stress measurement on which an X-ray absorber film is formed,
29a X-ray mask in production with support ring,
29b an X-ray mask being manufactured with a support ring having an X-ray absorber film formed thereon,
30 intermediate layer for absorber etching, 31 fog exposure prevention plate,
32 alkali resistant resist, 33 heater, 34 KOH solution,
35 SiC, 36 prism, 37 X-ray shielding plate, 38 X-ray mask,
38a pattern on X-ray mask, 38b X-ray transmission area on X-ray mask,
39 silicon substrate, 40 semiconductor pattern, 41 X-ray
42a X-ray mask monitor wafer for stress measurement (wafer etched back),
42b X-ray mask monitor wafer for stress measurement with X-ray absorber film formed thereon
43a X-ray mask for manufacturing process (back-etched wafer)
43b X-ray mask for manufacturing process (back-etched wafer) with desired film formed in multiple layers
44a X-ray mask monitor wafer for stress measurement (back-etched wafer),
44b a stress measurement X-ray mask monitor wafer having a desired film formed in multiple layers,

Claims (14)

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
An X-ray mask manufacturing method for forming a pattern of the X-ray absorber using an etching mask and a resist disposed above the X-ray absorber, wherein the etching selectivity of the etching mask to the X-ray absorber is r, The thickness of the etching mask is de, the thickness of the X-ray absorber is dx, the pattern size of the required X-ray absorber is dl, and the required pattern accuracy of the X-ray absorber is a (%). Wherein an etching mask having a thickness de expressed by the following formula is used.
dx / r ≦ de ≦ dl × a / 100
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。2. The method for manufacturing an X-ray mask according to claim 1, wherein the shape of the etching mask patterned by etching is controlled to be isotropic. 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。An X-ray absorber made of tungsten or a tungsten compound disposed above an etching stopper; an etching mask disposed above the X-ray absorber; and a resist disposed above the etching mask. In the X-ray mask on which a body pattern is formed, the etching stopper or the etching mask includes at least a layer made of platinum (Pt), a compound of platinum, a nitride of chromium, or a nitrided oxide of chromium. An X-ray mask comprising at least one layer. 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、前記X線吸収体の全体を覆わないように形成された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。Etching is performed using an X-ray absorber placed above the etching stopper, an etching mask placed above the X-ray absorber, and a resist placed above the etching mask, An X-ray mask on which a pattern is formed , further comprising a secondary electron generation suppressing layer formed on the X-ray absorber on which the pattern is formed so as not to cover the entire X-ray absorber. X-ray mask. 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項4に記載のX線マスク。The X-ray mask according to claim 4, wherein the secondary electron generation suppressing layer contains carbon as a main component. 請求項5に記載のX線マスクの製造方法であって、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前記2次電子発生抑制層を形成することを特徴とするX線マスクの製造方法。 The method for manufacturing an X-ray mask according to claim 5, wherein the X-ray absorber is etched with an etching gas to form a pattern, wherein the concentration of the carbon-containing gas is made higher than that at the time of etching to make carbon the main component. Forming the secondary electron generation suppressing layer by a step of forming a film to be formed. 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X線マスク。 An X-ray absorber disposed above the etching stopper, an etching mask disposed above the X-ray absorber, and a resist disposed above the etching mask are used to form a pattern of the X-ray absorber. that the X-ray mask, X-rays mask it characterized in that a diffusion barrier layer on or between the etching mask and the X-ray absorber of the X-ray absorber and an etching stopper. 前記拡散抑制層は、前記エッチングマスクと前記X線吸収体との間に形成された表面酸化層である、請求項7に記載のX線マスク。The X-ray mask according to claim 7, wherein the diffusion suppressing layer is a surface oxide layer formed between the etching mask and the X-ray absorber. 前記拡散抑制層は、X線吸収体のエッチング条件でエッチングされる層である、請求項7に記載のX線マスク。The X-ray mask according to claim 7, wherein the diffusion suppressing layer is a layer that is etched under an X-ray absorber etching condition. 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前記拡散抑制層がシリコンを含有することを特徴とする請項9に記載のX線マスク。X-ray mask according to billed to claim 9 you, characterized in that the diffusion suppressing layer is etched at the etching conditions of the X-ray absorber made of tungsten or a tungsten compound containing silicon. 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、前記X線吸収体の表面粗さがR max で0.05μm以下であることを特徴とするX線マスク。 An X-ray absorber arranged above the etching stopper, an etching mask arranged above the X-ray absorber, and a resist arranged above the etching mask are used to form the pattern of the X-ray absorber. that the X-ray mask, X-rays mask the surface roughness of the X-ray absorber, characterized in that at 0.05μm or less in R max. 項7に記載の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。The X-ray mask according to billed 7. The method of X-ray mask to and forming by performing patterning of the X-ray absorber by controlling an anisotropic etching and isotropic etching . 項7に記載の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。The X-ray mask according to billed 7. The method of X-ray mask and forming by etching by vibrating the X-ray mask arranged downward the surface to be etched. 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。An X-ray absorber is disposed above the X-ray transmission layer, and a pattern of the X-ray absorber is formed by using a resist disposed above an etching mask disposed above the X-ray absorber. A method of manufacturing an X-ray mask, wherein the etching is terminated according to light transmitted through the X-ray mask when etching the X-ray absorber.
JP03513195A 1994-06-01 1995-02-23 X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask Expired - Fee Related JP3586491B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03513195A JP3586491B2 (en) 1994-06-01 1995-02-23 X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask
US08/604,678 US5677090A (en) 1995-02-23 1996-02-21 Method of making X-ray mask having reduced stress

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12005694 1994-06-01
JP6-120056 1994-06-01
JP03513195A JP3586491B2 (en) 1994-06-01 1995-02-23 X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002166914A Division JP3612309B2 (en) 1994-06-01 2002-06-07 X-ray mask manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0851066A JPH0851066A (en) 1996-02-20
JP3586491B2 true JP3586491B2 (en) 2004-11-10

Family

ID=26374057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03513195A Expired - Fee Related JP3586491B2 (en) 1994-06-01 1995-02-23 X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3586491B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0851066A (en) 1996-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW202034062A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
TW202104617A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
TW202141167A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
TWI817073B (en) Extreme ultraviolet mask blank hard mask materials
TW202008073A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
TW202033828A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
US5291536A (en) X-ray mask, method for fabricating the same, and pattern formation method
KR100372073B1 (en) Exposure mask, exposure mask manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method using exposure mask
US5677090A (en) Method of making X-ray mask having reduced stress
TW202111420A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
US6366639B1 (en) X-ray mask, method of manufacturing the same, and X-ray exposure method
TW202129401A (en) Extreme ultraviolet mask blank hard mask materials
JP3586491B2 (en) X-ray mask and method of manufacturing X-ray mask
JP3806711B2 (en) REFLECTIVE MASK BLANK, REFLECTIVE MASK MANUFACTURING METHOD, AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD
JP3612309B2 (en) X-ray mask manufacturing method
JPH09190958A (en) X-ray mask and manufacturing method thereof
JP3833274B2 (en) X-ray mask manufacturing method
TW202130838A (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
TWI836207B (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
JP3119237B2 (en) X-ray mask, method of manufacturing the same, semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3684206B2 (en) Photo mask
TWI845676B (en) Extreme ultraviolet mask absorber materials
JPH08162395A (en) X-ray mask and manufacture thereof
JP3354900B2 (en) X-ray mask and manufacturing method thereof
JPH02145999A (en) Multilayer X-ray reflector

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040727

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees