JPH03293717A - Ｘ線マスク及びその製造方法 - Google Patents
Ｘ線マスク及びその製造方法Info
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- JPH03293717A JPH03293717A JP2183943A JP18394390A JPH03293717A JP H03293717 A JPH03293717 A JP H03293717A JP 2183943 A JP2183943 A JP 2183943A JP 18394390 A JP18394390 A JP 18394390A JP H03293717 A JPH03293717 A JP H03293717A
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- mask
- ray
- silicon nitride
- ray mask
- mask substrate
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体リンゲラフィブロセス技術に係り、特に
軟Ｘ線を用いたりソグラフィに好適なＸ線マスク及びそ
の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、Ｘ線マスク基板材料として軟Ｘ線を透過する材料
である窒化ケイ素５ｘＮｘは、特開昭５４−５３９６５
号公報に記載のように、２Ｘ１０ｇＮ／ｍ程度の大きな
引張内部応力を有し、ある膜厚以上堆積すると破断強度
を超えてしまい、クラックしてしまう化学量論的原子組
成比を有する窒化ケイ素５ｉＮｘ（ｘ＝１．３３）に対
して、成膜方法である気相成長法における反応ガスのＮ
Ｈ，／ＳｉＨ４比を調節して、引張内部応力を減少させ
た所定の原子組成比を有する窒化ケイ素Ｓ ｘ Ｎ ｘ
を成膜した。これにより、窒化ケイ素Ｓ ｉＮ ｘ膜自
体の実効的な引張強度を増加させて、Ｘ線マスク基板材
料として窒化ケイ素系材料を用いていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 Ｘ線リソグラフィは一般に、Ｘ線透過型ノマスクをシリ
コンウェハ等に近接させ、マスクパターンを等倍で転写
する方式であるため、Ｘ線マスク自体に高い寸法精度が
要求される。ＸＩ！マスクは軟Ｘ＃！を透過しやすい軽
元素材料薄膜からなるマスク基板とその上に形成された
軟Ｘ線及び可視光線を吸収する重金属パターンからなる
。良好なＸ線透過率を得るためには、マスク基板の膜厚
は数μｍ程度にする必要がある。このような薄膜構造を
もつＸ線マスクにおいて、マスク基板には、マスクパタ
ーンの配列を高精度で保持できる高い剛性と平面度、さ
らにＸ線露光による温度上昇や材質劣化による位置歪が
発生しないことが要求される。さらに、Ｘ線透過型のマ
スクをシリコンウェハ等に近接させ、マスクパターンを
転写する方式において、Ｘ線マスクと被転写体とを高精
度に位置決めするために、可視光線のレーザー光等によ
り透過法で行う場合では、マスク基板には高い可視光透
過率が必要になる。 しかしながら、上記従来技術（特開昭５４−５：３９６
５号公報）は、気相成長法における反応ガスのＮＨ３／
ＳｉＨ，比を検討して２単に引張内部応力を減少させる
のみで、所定の原子組成比を有する窒化ケイ素系材料を
成膜し、膜自体の実効的な引張強度を増加させることに
より、軽元素材料薄膜からなるマスク基板を形成してい
る。ところが、このようなマスク基板からなるＸ線マス
クには、第１回マイクロプロセスコンファレンス（１９
８８）８０〜８１ページに示されるようしこ、Ｘ線露光
による材質劣化に基因した位置歪が発生する問題があっ
た・ 本発明の目的はＸ線露光による材質劣化に基因した位置
歪の発生を抑制して、マスクパターンの配列を高精度で
保持できる高品質なＸ線マスク及びその製造方法を提供
することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、マスク基板材特にケイ素系マスク基板材に
含まれる不純物量を低減することにより。 達成される。 特に、ケイ素系マスク基板材中の酸素量を規制すること
によって９例えば窒化ケイ素膜中の酸素量を０．０１元
素比以下（ＳｉＮｘＯｙ：Ｙ≦０．０１）にすることに
より、最も効果的に達成される。 以下、この明細書で窒化ケイ素膜と言う場合は５ｉＮｘ
Ｏｙを指し ｊｔｏｙ”は不純物である酸素の量（Ｓｉ
を１とした時の元素組成比ｙ＝ｏ／Ｓｉ）を示す。 〔作用〕 本発明において、窒化ケイ素膜中の酸素量を０．０１元
素比以下（ＳｉＮｘＯｙ：Ｙ≦０．０１）にすることに
より、Ｘ線露光による。材質劣化に基因した位置歪が発
生しない、高品質なＸ線マスクを提供できる。 以下、この本発明における窒化ケイ素 Ｓ ｘ Ｎ ｘ Ｏｙ膜中の酸素量を０．０１元素比以
下にすることの作用を説明する。Ｘ線露光により、Ｘ線
マスク基板の材質劣化による位置歪が発生することは、
マスク基板内に放射線損傷が生じているものである。窒
化ケイ素でできたマスク基板の放射線損傷の原因を調べ
たところ、窒化ケイ素膜に含まれている。一般に不純物
として混入されやすいＯ（酸素）の存在が本質的に放射
線損傷の原因であることがわかった。これは以下の理由
による。 窒化ケイ素膜に不純物として含まれている酸素は膜中で
ケイ素と化学結合を形成している。（以下これを５ｉ−
０結合と言う。）ＳｉＮ−膜に多く存在するケイ素と窒
素との結合（以下これを５ｉ−Ｎ結合と言う。）よりも
、Ｓｊ−○結合は。 Ｘ線などの放射線照射を受けることにより結合が破断し
、いわゆるダングリングボンドを作りやすい。このよう
な結合破断が起こると窒化ケイ素膜の格子間に歪が生じ
、材質劣化による位置歪が発生する。 一方、５ｉ−Ｎ結合は放射線照射により結合破断がほと
んど起こらないので、窒化ケイ素膜中の不純物酸素量を
０．０１元素比以下（Ｓ ｘ Ｎｘ０ｙ ：ｙ≦０．０
１）にすることにより５ｉ−０結合の破断の影響を受け
ず、Ｘ線露光による。材質劣化に基因した位置歪が発生
しない、高品質なＸ線マスクを提供できる。 上記の説明は、窒化ケイ素膜に不純物として含まれてい
る酸素について述べたが、一般に不純物が含有されてい
るマスク基板の軽元素材料２例えば炭化ケイ素材料のよ
うなケイ素系材料に永く放射線を当てていると、窒化ケ
イ素膜に不純物として含まれている酸素についてと同様
な現象が起こり、材質劣化による位置歪が発生する。 従って、放射線による。材質劣化に基因した位置歪が発
生しない、高品質なＸ＠マスクを提供するにはマスク基
板材料に含まれている不純物量の低減が必須である。 〔実施例〕 実施例１ 第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明によるＸ線マスクの断面
構造及びその製造工程を示す。まず、あらかじめ硝散ボ
イル処理をした厚さ１ｍｍの３インチシリコンウェハ（
１００） １の両面に低圧気相成長法で窒化ケイ素膜２
を厚さ２μｍつける（同図（ａ））。 ただしこの時２反応室の到達真空度はｌＸｌ０−’Ｔｏ
ｒｒ以下であった。また、原料ガスであるジクロロシラ
ン（Ｓ ｉ Ｈ２Ｃ１２）とアンモニア（ＮＨ３）との
流量はそれぞれ２００ｓｅｃｍ、 ５０ｓｅｃｍ （流
量比５ｉＣＱ２Ｈ２／ＮＨ３は１〜６の範囲が望ましい
）であり２反応温度は８８０℃（反応温度は８００〜９
５０℃の範囲が望ましい）であった。 この時、窒化ケイ素膜の応力は引張応力で１．２Ｘ Ｉ
Ｏ’Ｎ／ボ（３，ＯＸ １０”Ｎ／ボ以下が望ましい
）、また窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）膜の元素組成比（
Ｎ／Ｓｉ）はｘ＝０．６７（ｘは０．６〜０．８の範囲
が望ましい）であり、また酸素の含有量はｙ≦０．０１
であった。 次に、同図（ｂ）のように試料の片面を中心より半径２
０ｍｍだけ窒化ケイ素膜２を除去し、シリコンウェハ１
をバックエッチし、窒化ケイ素膜２の支持基板３を作る
。この時、波長６３３ｎｍにおける窒化ケイ素膜２の可
視光透過率は７０％であった。 次に、窒化ケイ素膜２の支持基板３の表面に。 電子ビーム蒸着でＭＯ層４．Ａｕ層５．Ｔｉ層６をそれ
ぞれ０．０２μｍ、 ０．１μｍ、 ０．０２μｍ厚で
つけた後、 ＰＩＱ（日立化成社Ｉｆり層７を１．２μ
１１／厚で塗布・形成し、２００℃で２０分、３５０℃
で３０分間ベークし。 ＯＡＰ膜（Ｓｉ層）８を塗布・形成し、また電子線レジ
スト５ＡＬ６０１ＥＲ７（シラプレー社製）層９を０．
５μ璽厚で塗布・形成し、８０℃で１０分間プリベーク
する。電子線（３０ｋＶ、露光量１０μＣ／ａりにより
所定の回路パターンを描画した後、１１０℃で１０分間
ベータした後２現像した（同図（Ｃ））。 次に、レジストパターン９をマスクにして２反応性イオ
ンエツチングによりＳｉ層８．ＰＩＱ層７およびＴｉ層
６をドライエツチングした。用いた反応ガスはそれぞれ
ＣＦ４＋０□（４％）、０□。 ＣＦ４＋０□（４％）である（同図（ｄ））。 次に、パルスメツキ法によりＰＩＱ層７からなるパター
ンにＡｕパターン１０を厚さ０．７μｍでつけた後、１
００℃で１時間アニール処理する（同図（ｅ））。 次に、Ｓｉ層８．ＰＩＱ層７．Ｔｉ層６およびＡ ｕ
／ Ｍ ｏ層５／４をドライエツチングで除去し。 所望の回路を有するＡｕパターン１０−１と窒化ケイ素
膜の支持基板３からなるＸ、Ｓマスク１１が製造できた
（同図（ｆ））。 実施例１で製造したＸ線マスク１１に１０ｓ回露光（１
回５０ ｍ Ｊ ／ ａｌ ）相当のＸ線を照射し。 放射線耐性の実験をしたところ、測定精度（３σ：＜０
．１μｍ）より大きい位置歪は発生しなかった・ 実施例２ 種々の成膜条件で窒化ケイ素（Ｓ ｉ Ｎｘ０ｙ）膜を
つくり、実施例１と同様にＸ線マスクを製造し。 実施例１と同様に放射線耐性の実験をしたところ。 窒化ケイ素膜の元素組成比（Ｎ／Ｓｉ）が０．６≦Ｘ≦
０．８のものは、いずれも測定精度Ｃ３σ：＜０．１μ
ｍ）より大きい位置歪は発生しなかった。一方、酸素の
含有量が≧０．０２のもの（Ｓ １ＮｘＯｙ： ｙ≧０
．０２）は位置歪が発生し、酸素の含有量が多いものほ
ど発生する位置歪も大きくなった。第１表にそれらの結
果を示す。 （ｘ＋八へｒ−合一色 ） 実施例２で製造した窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）膜のう
ち、酸素の含有量がｙ≦０．０１であるものど（試料番
号１）、酸素の含有量がｙ≧０゜０２であるもの（試料
番号７）とについて、Ｘ線照射（１０ｓ回露光相当）前
後の電子スピン共鳴（Ｅ Ｓ Ｒ）スペクトルを測定し
、Ｘ線照射前後で５ｉＮｘＯｙ膜のダングリングボンド
（不対電子）数の変化の調べた（第２図（ａ）、（ｂ）
）。酸素の含有量がｙ≦０．０１であるものはＸ線照射
前後で、そのスペクトルは変化せず、ダングリングボン
ド数は増えていない（同図（ａ））。一方、酸素の含有
量がｙ≧０．０２であるものはそのスペクトル形状が変
化し、新たなダングリングボンドができているのが判る
（同図（ｂ））。この新たなダングリングボンドが位置
歪発生の原因である。 つぎに、実施例２で製造した窒化ケイ素（ＳｊＮｘＯア
）膜のうち、酸素の含有量がｙ≦０．０１であるもの（
試料番号１）にＸ線照射し、その時発生する位置歪を露
光回数を変化させて調べた。 酸素の含有量がｙ≦０．０１であるもの（試料番号１）
は１００万回露光相当のＸ線を照射しても測定精度以上
の位置歪は発生せず、７００万回露光相当のＸ線を照射
したところ第３図に示した如く０．１μｍの位置歪が発
生した。 さらに、実施例１，２で製作されたＸ線マスクをレジス
トが塗布されたシリコンウェハ上に近接させ、軟Ｘ線を
照射して、マスクパターンを等倍で転写することにより
半導体装置を製造した。その結果、長期間に亘って高精
度なマスクパターンを転写することができるようになっ
た。 〔発明の効果〕 本発明によれば、マスクパターンの配列を高精度で保持
できる高い剛性と平面度、またＸ線露光による。材質劣
化による位置歪が発生せず、さらにＸ線マスクと被転写
体とを高精度に位置決めするための十分な可視光透過率
を有する高品質なＸ線マスクを提供゛することが可能と
なり、Ｘ線リソグラフィプロセスの実現性および経済性
に多大な効果がある。 ３、
軟Ｘ線を用いたりソグラフィに好適なＸ線マスク及びそ
の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、Ｘ線マスク基板材料として軟Ｘ線を透過する材料
である窒化ケイ素５ｘＮｘは、特開昭５４−５３９６５
号公報に記載のように、２Ｘ１０ｇＮ／ｍ程度の大きな
引張内部応力を有し、ある膜厚以上堆積すると破断強度
を超えてしまい、クラックしてしまう化学量論的原子組
成比を有する窒化ケイ素５ｉＮｘ（ｘ＝１．３３）に対
して、成膜方法である気相成長法における反応ガスのＮ
Ｈ，／ＳｉＨ４比を調節して、引張内部応力を減少させ
た所定の原子組成比を有する窒化ケイ素Ｓ ｘ Ｎ ｘ
を成膜した。これにより、窒化ケイ素Ｓ ｉＮ ｘ膜自
体の実効的な引張強度を増加させて、Ｘ線マスク基板材
料として窒化ケイ素系材料を用いていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 Ｘ線リソグラフィは一般に、Ｘ線透過型ノマスクをシリ
コンウェハ等に近接させ、マスクパターンを等倍で転写
する方式であるため、Ｘ線マスク自体に高い寸法精度が
要求される。ＸＩ！マスクは軟Ｘ＃！を透過しやすい軽
元素材料薄膜からなるマスク基板とその上に形成された
軟Ｘ線及び可視光線を吸収する重金属パターンからなる
。良好なＸ線透過率を得るためには、マスク基板の膜厚
は数μｍ程度にする必要がある。このような薄膜構造を
もつＸ線マスクにおいて、マスク基板には、マスクパタ
ーンの配列を高精度で保持できる高い剛性と平面度、さ
らにＸ線露光による温度上昇や材質劣化による位置歪が
発生しないことが要求される。さらに、Ｘ線透過型のマ
スクをシリコンウェハ等に近接させ、マスクパターンを
転写する方式において、Ｘ線マスクと被転写体とを高精
度に位置決めするために、可視光線のレーザー光等によ
り透過法で行う場合では、マスク基板には高い可視光透
過率が必要になる。 しかしながら、上記従来技術（特開昭５４−５：３９６
５号公報）は、気相成長法における反応ガスのＮＨ３／
ＳｉＨ，比を検討して２単に引張内部応力を減少させる
のみで、所定の原子組成比を有する窒化ケイ素系材料を
成膜し、膜自体の実効的な引張強度を増加させることに
より、軽元素材料薄膜からなるマスク基板を形成してい
る。ところが、このようなマスク基板からなるＸ線マス
クには、第１回マイクロプロセスコンファレンス（１９
８８）８０〜８１ページに示されるようしこ、Ｘ線露光
による材質劣化に基因した位置歪が発生する問題があっ
た・ 本発明の目的はＸ線露光による材質劣化に基因した位置
歪の発生を抑制して、マスクパターンの配列を高精度で
保持できる高品質なＸ線マスク及びその製造方法を提供
することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、マスク基板材特にケイ素系マスク基板材に
含まれる不純物量を低減することにより。 達成される。 特に、ケイ素系マスク基板材中の酸素量を規制すること
によって９例えば窒化ケイ素膜中の酸素量を０．０１元
素比以下（ＳｉＮｘＯｙ：Ｙ≦０．０１）にすることに
より、最も効果的に達成される。 以下、この明細書で窒化ケイ素膜と言う場合は５ｉＮｘ
Ｏｙを指し ｊｔｏｙ”は不純物である酸素の量（Ｓｉ
を１とした時の元素組成比ｙ＝ｏ／Ｓｉ）を示す。 〔作用〕 本発明において、窒化ケイ素膜中の酸素量を０．０１元
素比以下（ＳｉＮｘＯｙ：Ｙ≦０．０１）にすることに
より、Ｘ線露光による。材質劣化に基因した位置歪が発
生しない、高品質なＸ線マスクを提供できる。 以下、この本発明における窒化ケイ素 Ｓ ｘ Ｎ ｘ Ｏｙ膜中の酸素量を０．０１元素比以
下にすることの作用を説明する。Ｘ線露光により、Ｘ線
マスク基板の材質劣化による位置歪が発生することは、
マスク基板内に放射線損傷が生じているものである。窒
化ケイ素でできたマスク基板の放射線損傷の原因を調べ
たところ、窒化ケイ素膜に含まれている。一般に不純物
として混入されやすいＯ（酸素）の存在が本質的に放射
線損傷の原因であることがわかった。これは以下の理由
による。 窒化ケイ素膜に不純物として含まれている酸素は膜中で
ケイ素と化学結合を形成している。（以下これを５ｉ−
０結合と言う。）ＳｉＮ−膜に多く存在するケイ素と窒
素との結合（以下これを５ｉ−Ｎ結合と言う。）よりも
、Ｓｊ−○結合は。 Ｘ線などの放射線照射を受けることにより結合が破断し
、いわゆるダングリングボンドを作りやすい。このよう
な結合破断が起こると窒化ケイ素膜の格子間に歪が生じ
、材質劣化による位置歪が発生する。 一方、５ｉ−Ｎ結合は放射線照射により結合破断がほと
んど起こらないので、窒化ケイ素膜中の不純物酸素量を
０．０１元素比以下（Ｓ ｘ Ｎｘ０ｙ ：ｙ≦０．０
１）にすることにより５ｉ−０結合の破断の影響を受け
ず、Ｘ線露光による。材質劣化に基因した位置歪が発生
しない、高品質なＸ線マスクを提供できる。 上記の説明は、窒化ケイ素膜に不純物として含まれてい
る酸素について述べたが、一般に不純物が含有されてい
るマスク基板の軽元素材料２例えば炭化ケイ素材料のよ
うなケイ素系材料に永く放射線を当てていると、窒化ケ
イ素膜に不純物として含まれている酸素についてと同様
な現象が起こり、材質劣化による位置歪が発生する。 従って、放射線による。材質劣化に基因した位置歪が発
生しない、高品質なＸ＠マスクを提供するにはマスク基
板材料に含まれている不純物量の低減が必須である。 〔実施例〕 実施例１ 第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明によるＸ線マスクの断面
構造及びその製造工程を示す。まず、あらかじめ硝散ボ
イル処理をした厚さ１ｍｍの３インチシリコンウェハ（
１００） １の両面に低圧気相成長法で窒化ケイ素膜２
を厚さ２μｍつける（同図（ａ））。 ただしこの時２反応室の到達真空度はｌＸｌ０−’Ｔｏ
ｒｒ以下であった。また、原料ガスであるジクロロシラ
ン（Ｓ ｉ Ｈ２Ｃ１２）とアンモニア（ＮＨ３）との
流量はそれぞれ２００ｓｅｃｍ、 ５０ｓｅｃｍ （流
量比５ｉＣＱ２Ｈ２／ＮＨ３は１〜６の範囲が望ましい
）であり２反応温度は８８０℃（反応温度は８００〜９
５０℃の範囲が望ましい）であった。 この時、窒化ケイ素膜の応力は引張応力で１．２Ｘ Ｉ
Ｏ’Ｎ／ボ（３，ＯＸ １０”Ｎ／ボ以下が望ましい
）、また窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）膜の元素組成比（
Ｎ／Ｓｉ）はｘ＝０．６７（ｘは０．６〜０．８の範囲
が望ましい）であり、また酸素の含有量はｙ≦０．０１
であった。 次に、同図（ｂ）のように試料の片面を中心より半径２
０ｍｍだけ窒化ケイ素膜２を除去し、シリコンウェハ１
をバックエッチし、窒化ケイ素膜２の支持基板３を作る
。この時、波長６３３ｎｍにおける窒化ケイ素膜２の可
視光透過率は７０％であった。 次に、窒化ケイ素膜２の支持基板３の表面に。 電子ビーム蒸着でＭＯ層４．Ａｕ層５．Ｔｉ層６をそれ
ぞれ０．０２μｍ、 ０．１μｍ、 ０．０２μｍ厚で
つけた後、 ＰＩＱ（日立化成社Ｉｆり層７を１．２μ
１１／厚で塗布・形成し、２００℃で２０分、３５０℃
で３０分間ベークし。 ＯＡＰ膜（Ｓｉ層）８を塗布・形成し、また電子線レジ
スト５ＡＬ６０１ＥＲ７（シラプレー社製）層９を０．
５μ璽厚で塗布・形成し、８０℃で１０分間プリベーク
する。電子線（３０ｋＶ、露光量１０μＣ／ａりにより
所定の回路パターンを描画した後、１１０℃で１０分間
ベータした後２現像した（同図（Ｃ））。 次に、レジストパターン９をマスクにして２反応性イオ
ンエツチングによりＳｉ層８．ＰＩＱ層７およびＴｉ層
６をドライエツチングした。用いた反応ガスはそれぞれ
ＣＦ４＋０□（４％）、０□。 ＣＦ４＋０□（４％）である（同図（ｄ））。 次に、パルスメツキ法によりＰＩＱ層７からなるパター
ンにＡｕパターン１０を厚さ０．７μｍでつけた後、１
００℃で１時間アニール処理する（同図（ｅ））。 次に、Ｓｉ層８．ＰＩＱ層７．Ｔｉ層６およびＡ ｕ
／ Ｍ ｏ層５／４をドライエツチングで除去し。 所望の回路を有するＡｕパターン１０−１と窒化ケイ素
膜の支持基板３からなるＸ、Ｓマスク１１が製造できた
（同図（ｆ））。 実施例１で製造したＸ線マスク１１に１０ｓ回露光（１
回５０ ｍ Ｊ ／ ａｌ ）相当のＸ線を照射し。 放射線耐性の実験をしたところ、測定精度（３σ：＜０
．１μｍ）より大きい位置歪は発生しなかった・ 実施例２ 種々の成膜条件で窒化ケイ素（Ｓ ｉ Ｎｘ０ｙ）膜を
つくり、実施例１と同様にＸ線マスクを製造し。 実施例１と同様に放射線耐性の実験をしたところ。 窒化ケイ素膜の元素組成比（Ｎ／Ｓｉ）が０．６≦Ｘ≦
０．８のものは、いずれも測定精度Ｃ３σ：＜０．１μ
ｍ）より大きい位置歪は発生しなかった。一方、酸素の
含有量が≧０．０２のもの（Ｓ １ＮｘＯｙ： ｙ≧０
．０２）は位置歪が発生し、酸素の含有量が多いものほ
ど発生する位置歪も大きくなった。第１表にそれらの結
果を示す。 （ｘ＋八へｒ−合一色 ） 実施例２で製造した窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ）膜のう
ち、酸素の含有量がｙ≦０．０１であるものど（試料番
号１）、酸素の含有量がｙ≧０゜０２であるもの（試料
番号７）とについて、Ｘ線照射（１０ｓ回露光相当）前
後の電子スピン共鳴（Ｅ Ｓ Ｒ）スペクトルを測定し
、Ｘ線照射前後で５ｉＮｘＯｙ膜のダングリングボンド
（不対電子）数の変化の調べた（第２図（ａ）、（ｂ）
）。酸素の含有量がｙ≦０．０１であるものはＸ線照射
前後で、そのスペクトルは変化せず、ダングリングボン
ド数は増えていない（同図（ａ））。一方、酸素の含有
量がｙ≧０．０２であるものはそのスペクトル形状が変
化し、新たなダングリングボンドができているのが判る
（同図（ｂ））。この新たなダングリングボンドが位置
歪発生の原因である。 つぎに、実施例２で製造した窒化ケイ素（ＳｊＮｘＯア
）膜のうち、酸素の含有量がｙ≦０．０１であるもの（
試料番号１）にＸ線照射し、その時発生する位置歪を露
光回数を変化させて調べた。 酸素の含有量がｙ≦０．０１であるもの（試料番号１）
は１００万回露光相当のＸ線を照射しても測定精度以上
の位置歪は発生せず、７００万回露光相当のＸ線を照射
したところ第３図に示した如く０．１μｍの位置歪が発
生した。 さらに、実施例１，２で製作されたＸ線マスクをレジス
トが塗布されたシリコンウェハ上に近接させ、軟Ｘ線を
照射して、マスクパターンを等倍で転写することにより
半導体装置を製造した。その結果、長期間に亘って高精
度なマスクパターンを転写することができるようになっ
た。 〔発明の効果〕 本発明によれば、マスクパターンの配列を高精度で保持
できる高い剛性と平面度、またＸ線露光による。材質劣
化による位置歪が発生せず、さらにＸ線マスクと被転写
体とを高精度に位置決めするための十分な可視光透過率
を有する高品質なＸ線マスクを提供゛することが可能と
なり、Ｘ線リソグラフィプロセスの実現性および経済性
に多大な効果がある。 ３、
第１図（ａ）〜（ｆ）は２本発明によるＸ線マスクの断
面図及び工程概略図、第２図（ａ）。 （ｂ）及び第３図は本発明の詳細な説明するためのＥＳ
Ｒスペクトル図及び位置歪−露光回数関係図である。 符号の説明 １・・・シリコンウェハ、２・・・窒化ケイ素膜、３・
・・窒化ケイ素支持基板、４・・・Ｍｏ層、５・・・Ａ
ｕ層。 ６・・・Ｔｉ層、７・・・ＰＩＱ層、８・・Ｓｉ層、９
・・・電子線レジスト層、１０・・・Ａｕパターン、１
１・・・Ｘ線マスク −−−−−Ｘ孫隈ｒ消 ｘＪ竿？、鼾久 第 目 ４尤回数 （／巨 夕ρ惇・一つ
面図及び工程概略図、第２図（ａ）。 （ｂ）及び第３図は本発明の詳細な説明するためのＥＳ
Ｒスペクトル図及び位置歪−露光回数関係図である。 符号の説明 １・・・シリコンウェハ、２・・・窒化ケイ素膜、３・
・・窒化ケイ素支持基板、４・・・Ｍｏ層、５・・・Ａ
ｕ層。 ６・・・Ｔｉ層、７・・・ＰＩＱ層、８・・Ｓｉ層、９
・・・電子線レジスト層、１０・・・Ａｕパターン、１
１・・・Ｘ線マスク −−−−−Ｘ孫隈ｒ消 ｘＪ竿？、鼾久 第 目 ４尤回数 （／巨 夕ρ惇・一つ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線を吸収する材質からなる吸収体パターンと、上
記吸収体パターンを支持し、かつ上記Ｘ線を透過する材
質からなるマスク基板と、上記マクス基板を保持する支
持枠とを備えるＸ線マスクにおいて、上記マスク基板が
上記Ｘ線の照射を受けることによって発生する位置歪を
低減するため含有不純物の量を抑制したマスク基板材料
からなることを特徴とするＸ線マスク。 ２、上記マスク基板がケイ素系材料からなることを特徴
とする請求項１のＸ線マスク。 ３、上記マスク基板が窒化ケイ素ＳｉＮ＿ｘからなるこ
とを特徴とする請求項１のＸ線マスク。 ４、上記マスク基板が窒化ケイ素ＳｉＮ＿ｘからなり、
かつｘが０．６〜０．８であることを特徴とする請求項
１のＸ線マスク。 ５、上記マスク基板が窒化ケイ素ＳｉＮ＿ｘからなり、
かつその内部応力が３．０×１０＾８Ｎ／ｍ＾２以下の
引張応力であることを特徴とする請求項１のＸ線マスク
。 ６、上記含有不純物が酸素であることを特徴とする請求
項１から請求項５までのいずれかの１つの項のＸ線マス
ク。 ７、上記含有不純物が酸素であり、かつその含有率が０
．０１元素比以下（ＳｉＮ＿ｘＯ＿ｙ：ｙ≦０．０１）
であることを特徴とする請求項３から請求項５までのい
ずれか１つの項のＸ線マスク。 ８、Ｘ線を吸収する材質からなる吸収体パターンと、上
記吸収体パターンを支持し、かつ上記Ｘ線を透過する材
質からなるマスク基板と、上記マスク基板を保持する支
持枠とを備えるＸ線マスクにおいて、上記マスク基板が
上記Ｘ線の照射を１０＾６回受けた時に生じる位置歪が
０．１μｍを超えないようにその含有不純物の量を抑制
したマスク基板材料からなることを特徴とするＸ線マス
ク。 ９、上記マスク基板がケイ素系材料からなることを特徴
とする請求項８のＸ線マスク。 １０、上記マスク基板が窒化ケイ素ＳｉＮ＿ｘからなる
ことを特徴とする請求項８のＸ線マスク。 １１、上記マスク基板が窒化ケイ素ＳｉＮ＿ｘからなり
、かつｘが０．６〜０．８であることを特徴とする請求
項８のＸ線マスク。 １２、上記マスク基板が窒化ケイ素ＳｉＮ＿ｘからなり
、かつその内部応力が３．０×１０＾８Ｎ／ｍ＾２以下
の引張応力であることを特徴とする請求項８のＸ線マス
ク。 １３、上記含有不純物が酸素であることを特徴とする請
求項８から請求項１２までのいずれか１つの項のＸ線マ
スク。 １４、上記含有不純物が酸素であり、かつその含有率が
０．０１元素比以下（ＳｉＮ＿ｘＯ＿ｙ：ｙ≦０．０１
）であることを特徴とする請求項１０から請求項１２ま
でのいずれか１つの項のＸ線マスク。 １５、ジクロロシラン（ＳｉＣｌ＿２Ｈ＿２）とアンモ
ニア（ＮＨ＿３）とを反応室内に流入させながら低圧気
相成長法で反応させることによって窒化ケイ素ＳｉＮ＿
ｘを堆積させる工程を備えたことを特徴とする請求項３
あるいは請求項１０記載のＸ線マスクの製造方法。 １６、上記反応時の温度が８００〜９５０℃である請求
項１５のＸ線マスクの製造方法。 １７、上記ジクロロシラン（ＳｉＣｌ＿２Ｈ＿２）と上
記アンモニア（ＮＨ＿３）との流入量比（ＳｉＣｌ＿２
Ｈ＿２／ＮＨ＿３）が１〜６である請求項１５のＸ線マ
スクの製造方法。 １８、レジストが塗布されたウェハ上に請求項１あるい
は請求項８記載のＸ線マスクを近接させ、軟Ｘ線を照射
することによってマスクパターンを転写することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183943A JPH03293717A (ja) | 1990-03-26 | 1990-07-13 | Ｘ線マスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-73324 | 1990-03-26 | ||
| JP7332490 | 1990-03-26 | ||
| JP2183943A JPH03293717A (ja) | 1990-03-26 | 1990-07-13 | Ｘ線マスク及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03293717A true JPH03293717A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=26414473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2183943A Pending JPH03293717A (ja) | 1990-03-26 | 1990-07-13 | Ｘ線マスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03293717A (ja) |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP2183943A patent/JPH03293717A/ja active Pending
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