JPH0334414A - Ｘ線マスク材料およびｘ線マスク - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｘ線リソグラフィーに用いられるＸ線マスク
材料およびＸ線マスクに関する。

［従来の技術］ 半導体産業の分野において、シリコン基板等に微細パタ
ーンからなる集積回路等を形成する技術としてリソグラ
フィー技術が用いられる。このリソグラフィー技術は、
一般に次のように行われる。

露光用電磁波を透過させる作用を有する基板上に、露光
用電磁波を吸収する作用を有する金属等でもって集積回
路等の微細パターンに対応するバタンか形成されている
マスクに、露光用電磁波を照射することにより、シリコ
ン基板等の上に塗布させたレジストにマスクの微細パタ
ーンを転写させる。次に、このレジストパターンをもと
にエツチング、不純物注入、誘電体膜作製等の様々な工
程を行い、シリコン基板等に微細パターンからなる集積
回路等を形成させる。

従来、露光用電磁波として可視光および紫外光を用いて
、微細パターンを転写するフォトリソグラフィー法が用
いられてきた。ところが、最近に至り可視光および紫外
光の物理的限界を超えた、より小さな微細パターンの転
写技術が要求されるに至り、このような微細パターンを
転写させるために、より波長の短いＸ線を露光用電磁波
として用いるＸ線リソグラフィー法が試みられている。

ところで、このＸ線リソグラフィー法に使用されるＸ線
マスク材料は、基板と、この基板上に形成されたＸ線透
過率の大きな膜（以下、Ｘ線透過膜と言う）と、Ｘ線透
過膜上に形成されたＸ線吸収率の大きな膜（以下、Ｘ線
吸収膜と言う）とから構成される。ここで、一般にＸ線
透過膜は、原子番号の小さな原子から構成される極めて
薄い膜であり、また、Ｘ線吸収膜はＸ線吸収率の大きな
金属等からなる極めて薄い膜である。

Ｘ線吸収膜には、Ｘ線吸収率の大きな材料が用いられね
ばならないことは言うまでもないが、さらに、次に述べ
る要求を満たさねばならない。第一に内部応力の小さい
ことである。これは、上述のように、Ｘ線吸収膜が、極
めて薄いＸ線透過膜上に形成されることから、Ｘ線吸収
膜の内部応力が大きいと、この内部応力によってＸ線マ
スクに歪みが生じてしまい、パターン転写精度が確保で
きなくなるからである。第二に微細パターン形成に適し
た膜構造であることである。これは、要求されるパター
ンの大きさが０．２５μｍ以下である場合が多く、した
がって、膜構造も０．２５μｍ以下のパターンの形成可
能なアモルファス状態かあるいは微結晶状態でなければ
ならない。

従来、Ｘ線マスク材料においてＸ線吸収膜として用いら
れてきたのは、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）、タング
ステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）もしくはこれらの金属
と非金属元素から構成される化合物、例えば、窒化タン
タル、窒化タングステン、酸化タンタル、酸化タングス
テン等であった。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述の従来のＸ線吸収膜は、いずれも以下に
述べるような欠点があった。

まず、Ａｕは、柔らかく展性かつ延性に富むことから、
パターン寸法の経時変化が避けられないという欠点があ
った。また、Ａｕは化学的に不活性であることから、湿
式エツチングおよびドライエツチングによる加工が極め
て困難であるために、微細パターンを直接形成できない
という欠点があった。それゆえに、Ａｕ膜に微細パター
ンを形成させるためには、あらかじめレジスト等にステ
ンシルパターンを形成し、そのステンシルパターン内に
電解メツキ法を用いてＡｕを堆積させることにより、Ａ
ｕによる微細パターンを形成させる方法が行われていた
。しかしながら、電解メツキ法は、Ｘ線吸収膜作製に最
も重要である、精密な内部応力制御性が得られず、しか
も溶液反応であるために膜が汚染されやすいという欠点
があった。

次に、Ａｕ以外の金属、例えば、Ｔａ、ＷおよびＲｅ等
については、これらの膜を形成させる方法としてスパッ
タ法がほとんど唯一の方法であるが、スパッタ法で堆積
させた場合衣に述べる欠点があった。スパッタ法により
Ｘ線吸収膜を作製する場合、内部応力を精密に制御する
ことが極めて困難であった。なぜならば、膜の内部応力
はスパッタガス圧力に依存することが明らかになってい
るが、この依存関係は、ガス圧力の微少変化に対して内
部応力の変化が急峻に変化するという依存関係であるゆ
えに、所望の小さな内部応力を得るためのガス圧力の範
囲が極めて小さな範囲に限られてしまうためであった。

しかも、スパッタガス圧力が内部応力を制御しうる唯一
のパラメーターであった。さらに内部応力の小さな膜は
スパッタガス圧力の大きな条件においてしか得られず、
この条件において得られる膜は密度が小さく、かつ不純
物を含んでいることからＸ線吸収率が低下し、さらにグ
レインサイズが極端に大きいために微細加工が不可能で
あるという欠点があった。

次に、金属と非金属元素から構成される化合物、具体的
には窒化タンタル、窒化タングステン、酸化タンタル、
酸化タングステン等の膜は前記単体金属膜を形成させる
場合と同様のスパッタ法により得られる。この場合、こ
れらの膜については、アモルファス状態であるとか、微
結晶状態であるといった、微細加工を行うにあたり優れ
た膜構造が得られ易い一方で、これらの優れた膜構造を
保ちつつ、なおかつ内部応力の小さな膜は容易に得られ
ないという欠点があった。すなわち、内部応力の小さな
膜を得ようとすると、相転移によりアモルファス状態か
ら結晶状態に変化したり、あるいは微結晶状態から結晶
粒径のより大きな結晶状態に変化することにより、微細
加工が不可能となる欠点があった。さらに、内部応力の
制御、Ｘ線吸収率という点に関しては前記単体金属の場
合とほぼ同じ欠点を有しており、Ｘ線吸収膜としては極
めて不十分であった。

従って本発明の第１の目的は、上述の欠点を除去し、内
部応力が小さく、かつ微細加工性にすぐれたＸ線吸収膜
を有するＸ線マスク材料を提供することにある。

また本発明の第２の目的は、上記第１の目的を遠戚する
ことにより得られたＸ線マスク材料を用いて、極めて微
細なパターンを有するＸ線マスクを提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の目的は、基板上にＸ線透過膜およびＸ線
吸収膜を順次設けたＸ線マスク材料において、前記Ｘ線
吸収膜がタンタルとニッケルとを、それらの原子数比（
Ｔａ／Ｎｉ）が３．　０／７゜０〜５．　０１５．　０
となる範囲で含有することを特徴とするＸ線マスク材料
によって遠戚される。

また本発明の第２の目的は、上記Ｘ線マスク材料のＸ線
吸収膜を微細パターン化して得られたものであることを
特徴とするＸ線マスクによって遠戚される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のＸ線マスク材料は、基板上にＸ線透過膜および
Ｘ線吸収膜を順次設けたものである。ここに前記基板と
しては、シリコン基板等の通常用いられている基板が用
いられ、またＸ線透過膜としては、窒化シリコン、窒化
ホウ素、炭化シリコン等の通常用いられているＸ線透過
膜が用いられる。

本発明のＸ線マスク材料において、Ｘ線吸収膜は新規な
構成からなり、タンタルとニッケルとをそれらの原子数
比（Ｔａ／Ｎｉ）が３．　０／７゜０〜５．０１５．　
０となる範囲で含有することを特徴とする。

本発明のＸ線マスク材料において、Ｘ線吸収膜として、
タンタルとニッケルとを含有する膜を選択した理由は、
以下に示す通りである。

第１の理由は、タンタルおよびニッケルは単体でＸ線吸
収膜として用いても、シンクロトロン放射光をＸ線源と
して用いた場合に実用上十分なＸ線吸収率を有している
ことである。

第２の理由は、タンタルとニッケルを含むＸ線吸収膜は
、スパッタ法によって容易に基板上に低温で形成させる
ことができることである。従って、ＣＶＤ法のように熱
によるマスク歪みを生じることがない。さらにスパッタ
法は、電解メツキ法あるいはＣＶＤ法に比較して容易に
膜を形成でき、しかも堆積速度が大きい。

第３の理由は、タンタルとニッケルを含むＸ線吸収膜は
、これをスパッタ法により形成した場合、内部応力が小
さい、高密度で不純物を含まない、Ｘ線吸収率が大きい
等の利点を有することである。

この内部応力に関して本発明者は、例えば２Ｐａ以下の
ごときガス圧力の小さな条件で、スパッタターゲットに
投入するパワーを変化させることにより内部応力を容易
に制御することができることを確認している。この場合
、投入パワーの制御はスパッタガス圧力の制御と異なり
、極めて精密な制御が可能であるために、投入パワーを
正確に設定することにより、得られる膜の内部応力をほ
ぼ完全にゼロにすることができる。さらに低いガス圧力
の条件で膜を形成することから、高密度で不純物の極め
て少ない膜が得られ、したがって、十分なＸ線吸収率を
持つＸ線吸収膜が得られる。

スパッタ法による、タンタルとニッケルを含む膜の形成
において、ターゲット材料はタンタルとニッケルを含む
ターゲットを用いれば良い。

次にＸ線吸収膜を構成するタンタルとニッケルとを、そ
れらの原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）が３．０／７．０〜５．
　０１５．　０に限定した理由は、以下に示す通りであ
る。

第１の理由は、原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）が３゜０／７．
０未満となり、タンタルが少なくなり、ニッケルが多く
なると、形成される膜の結晶状態が微結晶であってもそ
の粒径が例えば１５ｎｏ＋を超える大きさとなり、また
原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）が５．　０１５．　０を超え、
タンタルが多くなり、ニッケルが少なくなっても、形成
される膜の結晶状態が微結晶であってもその粒径が例え
ば１５ｎａ＋を超える大きさとなり、いずれの場合も、
例えば０．２５μｍ以下のごとき微細パターンの形成が
困難であるのに対し、原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）が３、　
０／７．　０〜５．　０１５．　０の範囲にあると、形
成される膜がアモルファス状態または利えば１５ｎｍ以
下の粒径を有する微結晶状態となるので、例えば０．２
５μｍ以下のごとき微細パターンの形成が可能となり微
細加工性にすぐれているからである。

第２の理由は原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）が３．０／７．０
未満の場合または５．　０１５．０を超える場合、膜の
結晶粒が大きいため、形成されるパターンの上面および
壁面が平滑とならないのに対し、原子数比（Ｔａ／Ｂ）
が３．　０／７．　０〜５゜０１５．０の場合、膜がア
モルファス状態であるかまたは結晶粒の小さな微結晶状
態であるため、形成されるパターンの上面および壁面が
平滑となるからである。

なお、本発明においてＸ線吸収膜はタンタルとニッケル
を含むものの、ドライエツチング等の従来の加工技術を
そのまま用いることができる。

本発明によれば、上記特性を有するＸ線マスク材料を用
い、そのＸ線吸収膜を常法により微細パターン化するこ
とにより、例えば０．２５μｍ以下の微細パターンを有
するＸ線マスクを得ることができる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これらの実施列に限定されるものではない。

実施例Ｉ Ｘ線吸収膜を構成するタンタルとニッケルとの原子数比
（Ｔａ／Ｎｉ）が本発明の限定範囲に含まれる３、　　
０／７．　０である場合の実施例を以下に示す。

５ｉ（１００）基板上に形成されている厚さ２μｍの窒
化シリコン膜（Ｘ線透過膜）上に、タンタルとニッケル
からなるＸ線吸収膜をｒｆ（高周波）マグネトロンスパ
ッタによって０．６μｍの厚さに形成してＸ線マスク材
料を得た。スパッタターゲットは、タンタルとニッケル
を原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）で３．　０／７．０の割合で
含む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴ
ン流量は毎分５１．０ｃｃであった。スパッタ条件は、
ｒｆパワー３００Ｗ　（６，５８Ｗ／ｃｍ２）、スパッ
タガス圧カー、６０Ｐａであった。堆積開始温度は室温
であった。上記条件で作製されたＸ線吸収膜はＥ　Ｓ　
ＣＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
ｆｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）　　に
よれば、ターゲットと同一の組成比からなり、この組成
比は膜の深さ方向においてほぼ一定であり、また不純物
は含まれていないことも確認された。このＸ線吸収膜は
、微結晶状態（結晶粒の大きさ１０ｎｎ）であり、その
応力は、測定限界（１×１０　ｄｙｎ／ｃｍ２）以下で
あった。

また、得られた膜は極めて硬く、傷等のつきにくい膜で
あった。さらに、得られた膜の密度を重量法で求めたと
ころ、１１．０ｇ／ｃｍ３であった。

また内部応力の熱安定性は十分に確保されていることが
確認された。すなわち、真空中３５０°Ｃ１３時間の条
件でアニーリングを行っても内部応力は変化しなかった
。

次にＸ線吸収膜表面の清浄化を行った後、電子線照射用
レジストを塗布し、電子線により線幅０．２５μｍのレ
ジストパターンを形成した。さらに、レジストパターン
を反応性イオンビームエツチングによりＸ線吸収膜に転
写した。このとき、０．２５μｍの線幅のパターンをＸ
線吸収膜に形成することができた。なお、上記反応性イ
オンビームエツチング法は、エツチングガスとして六フ
ッ化イオウ（ＳＦａ）を流量毎分１０ｃｃで用い、イオ
ンの加速エネルギー６００Ｖ、エツチング温度１５℃の
条件で行なったが、エツチング速度は、タンタル単体膜
の場合をやや下回る程度であり、実用上十分なエツチン
グ速度が得られることが確認された。

最後に、９０℃に保たれた飽和水酸化す）　ＩＪつム水
溶液に浸すことよりＳｉ基板中心部を工・ソチング除去
し、Ｘ線マスクを形成した。さらに、シンクロトロン放
射光を、マスクパターンを介して厚さ０．６μｍのＰＭ
ＭＡ　（ポリメチルメタクリレート）レジストに露光し
たところ、十分なコントラストを有し、線幅０．２５μ
ｍのレジストノくターンを転写できた。これにより、本
発明におけるＸ線吸収膜の有効性を確認できた。

実施例２ Ｘ線吸収膜を構成するタンタルとニッケルとの原子数比
（Ｔａ／Ｎｉ）が本発明の限定範囲に含まれる４、　　
０／６．　０である場合の実施例を以下に示す。

５ｉ（１００）基板上に形成されている厚さ２μｍの窒
化シリコン膜（Ｘ線透過膜）上に、タンタルとニッケル
からなるＸ線吸収膜をｒｆ（高周波）マグネトロンスパ
ッタによって０．６μｍの厚さに形成してＸ線マスク材
料を得た。スノく・ソタターゲットは、タンタルとニッ
ケルを原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）で４．　０／６．　０の
割合で含む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、
アルゴン流量は毎分５１．０ｃｃであった。スパッタ条
件は、ｒｆパワー３００Ｗ　（６，５８Ｗ／ｃｍ２）　
。

スパッタガス圧力１．６５Ｐａであった。堆積開始温度
は室温であった。上記条件で作製されたＸ線吸収膜はＥ
　Ｓ　ＣＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ１’ｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ
）によれば、ターゲットと同一の組成比からなり、この
組成比は膜の深さ方向においてほぼ一定であり、また不
純物は含まれていないことも確認された。このＸ線吸収
膜は、アモルファス状態であり、その応力は、測定限界
（Ｉ　Ｘ　１０８ｄｙｎ　／Ｃｍ２）以下であった。

また、得られた膜は極めて硬く、傷等のつきにくい膜で
あった。さらに、得られた膜の密度を重量法で求めたと
ころ、１１．７ｚ／ｃｍ３であった。

また内部応力の熱安定性は十分に確保されていることが
確認された。すなわち、真空中３５０℃、３時間の条件
でアニーリングを行っても内部応力は変化しなかった。

次にＸ線吸収膜表面の清浄化を行った後、電子線照射用
レジストを塗布し、電子線により線幅０．１０μｍのレ
ジストパターンを形成した。さらに、レジストパターン
を反応性イオンビームエツチングによりＸ線吸収膜に転
写した。このとき、０．１０μｍの線幅のパターンをＸ
線吸収膜に形成することができた。なお、上記反応性イ
オンビームエツチング法は、エツチングガスとして六フ
ッ化イオウ（ＳＦ６）を流量毎分１０ｃｃで用い、イオ
ンの加速エネルギー６００Ｖ、エツチング温度１５℃の
条件で行ったが、エツチング速度は、タンタル単体膜の
場合をやや下回る程度であり、実用上十分なエツチング
速度が得られることが確認された。

最後に、９０℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりＳｉ基板中心部を工・ソチング除去し
、Ｘ線マスクを形成した。さらに、シンクロトロン放射
光を、マスクパターンを介しテ厚す０．６μｍのＰＭＭ
Ａレジストに露光したところ、十分なコントラストを有
し、線幅０．１０μｍのレジストパターンを転写できた
。これにより、本発明におけるＸ線吸収膜の有効性を確
認できた。

実施例３ Ｘ線吸収膜を構成するダンタルとニッケルとの原子数比
（Ｔａ／Ｎｉ）が本発明の限定範囲に含まれる５、　　
０１５．　０である場合の実施例を以下に示す。

５ｉ（１００）基板上に形成されている厚さ２μｍの窒
化シリコン膜（Ｘ線透過膜）上に、タンタルとニッケル
からなるＸ線吸収膜をｒｆ（高周波）マグネトロンスパ
ッタによって０．６μｍの厚さに形成してＸ線マスク材
料を得た。スパッタターゲットは、タンタルとニッケル
を原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）で５．０１５．０の割合で含
む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン
流量は毎分５１．０ｃｃであった。スパッタ条件は、ｒ
ｆパワー３００Ｗ　（６，５８Ｗ／ｃｍ２）、スパッタ
ガス圧力１．５５Ｐａであった。堆積開始時温度は室温
であった。上記条件で作製されたＸ線吸収膜はＥ　Ｓ　
ＣＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
ｆ’ｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）によ
れば、ターゲットと同一の組成比からなり、この組成比
は膜の深さ方向においてほぼ一定であり、また不純物は
含まれていないことも確認された。このＸ線吸収膜は、
微結晶状態（結晶粒の大きさ１０ｎｍ）であり、その応
力は、測定限界（ＩＸＩＯｄｙｎ／ｃｍ２）以下であっ
た。

また、得られた膜は極めて硬く、傷等のつきにくい膜で
あった。さらに、得られた膜の密度を重量法で求めたと
ころ、１２．５ｇ／ｃｍ３であった。

また内部応力の熱安定性は十分に確保されていることが
確認された。すなわち、真空中３５０℃、３時間の条件
でアニーリングを行っても内部応力は変化しなかった。

次にＸ線吸収膜表面の清浄化を行った後、電子線照射用
レジストを塗布し、電子線により線幅０．２５μｍのレ
ジストパターンを形成した。さらに、レジストパターン
を反応性イオンビームエツチングによりＸ線吸収膜に転
写した。このとき、０．２５μｍの線幅のパターンをＸ
線吸収膜に形成することができた。なお、上記反応性イ
オンビームエツチング法は、エツチングガスとして六フ
ッ化イオウ（ＳＦｓ）を流量毎分１０ｃｃで用い、イオ
ンの加速エネルギー６００Ｖ、エツチング温度１５℃の
条件で行ったが、エツチング速度は、タンタル単体膜の
場合をやや下回る程度であり、実ｍ上十分なエツチング
速度が得られることが確認された。

最後に、９０℃に保たれた飽和水酸化ナトリウム水溶液
に浸すことによりＳｉ基板中心部をエツチング除去し、
Ｘ線マスクを形成した。さらに、シンクロトロン放射光
を、マスクパターンを介して厚さ０．６μｍのＰＭＭＡ
レジストに露光したところ、十分なコントラストを有し
、線幅０．　２５μｍのパターンを転写できた。これに
より、本発明のＸ線吸収膜の有効性を確認できた。

比較例Ｉ Ｘ線吸収膜をタンタルのみによって形成した場合の比較
１１）１を以下に示す。

５ｉ（１００）基板上に形成されている厚さ２μｍの窒
化シリコン膜（Ｘ線透過膜）上に、タンタルからなるＸ
線吸収膜をｒｆ（高周波）マグネトロンスパッタによっ
て０．６μｍの厚さに形成してＸ線マスク材料を得た。

スパッタターゲットは、タンタルのみを含む焼結体であ
る。スパッタガスはアルゴンで、アルゴン流量は毎分５
１．０ＣＣであった。スパッタ条件は、ｒｆパワー２９
０Ｗ　（６，３６Ｗ／ｃｍ２）　、スパッタガス圧力３
゜ＯＰａであった。堆積開始時温度は室温であった。

上記条件で作製されたＸ線吸収膜はＥＳＣＡ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｆ’ｏｒ　Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ　）によれば、ターゲッ
トと同一の組成比からなり、この組成比は膜の深さ方向
においてほぼ一定であり、また不純物は含まれていない
ことも確認された。このＸ線吸収膜は、柱状結晶状態（
柱状結晶の直径２０ｎｍ）であり、その応力は、測定限
界（１×１０　ｄｙｎ／ｃｍ２）以下であった。Ｘ線吸
収膜表面の清浄化を行った後、電子線照射用レジストを
塗布し、電子線により線幅０．２５μｍのレジストパタ
ーンを形成した。さらに、レジストパターンを反応性イ
オンビームエツチングによりＸ線吸収膜に転写した。こ
のとき、形成されたパターンの上面および壁面は平滑で
はなく、所望の０．２５μｍの線幅のパターンは形成で
きなかった。

比較例２ Ｘ線吸収膜を構成するタンタルとニッケルとの原子数比
（Ｔａ／Ｎｉ）が本発明の限定範囲に含まれない２．　
０／８．　０である場合の比較例を以下に示す。

５ｉ（１００）基板上に形成されている厚さ２μｍの窒
化シリコン膜（Ｘ線透過膜）上に、タンタルおよびホウ
素からなるＸ線吸収膜をｒｆ（高周波）マグネトロンス
パッタによって０．６μｍの厚さに形成してＸ線マスク
材料を得た。スパッタターゲットは、タンタルとニッケ
ルを原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）で２．０／８．０の割合で
含む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、アルゴ
ン流量は毎分５１．０ｃｃであった。スパッタ条件は、
ｒｆパワー３００Ｗ　（６，５８Ｗ／ｃｍ２）、スパッ
タガス圧カー、４０Ｐａであった。堆積開始時温度は室
温であった。上記条件で作製されたＸ線吸収膜はＥ　Ｓ
　ＣＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙｆｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｌｓ　）に
よれば、ターゲットと同一の組成比からなり、この組成
比は膜の深さ方向においてほぼ一定であり、また不純物
は含まれていないことも確認された。このＸ線吸収膜は
、微結晶状態（結晶粒の大きさ２０ｎｍ）であり、その
応力は、測定限界（ＩＸＩＯｄｙｎ／ｃｍ２）以下であ
った。Ｘ線吸収膜表面の清浄化を行った後、電子線照射
用レジストを塗布し、電子線により線幅０．２５μｍの
レジストパターンを形成した。さらに、レジストパター
ンを反応性イオンビームエツチングによりＸ線吸収膜に
転写した。このとき、形成されたパターンの上面および
壁面は平滑ではなく、所望の０．２５μｍの線幅のパタ
ーンは形成できなかった。

比較例３ Ｘ線吸収膜を構成するタンタルとニッケルとの原子数比
（Ｔａ／Ｎｉ）が本発明の限定範囲に含まれない６．０
／４．０である場合の比較例を以下に示す。

５ｉ（１００）基板上に形成されている厚さ２μｍの窒
化シリコン膜（Ｘ線透過膜）上に、タンタルとニッケル
からなるＸ線吸収膜をｒｆ（高周波）マグネトロンスパ
ッタによって０．　６μｍの厚さに形成してＸ線マスク
材料を得た。スパッタターゲットは、タンタルとニッケ
ルを原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）で６．　０／４．　０の割
合で含む焼結体である。スパッタガスはアルゴンで、ア
ルゴン流量は毎分５１．０ｃｃであった。スパッタ条件
は、ｒｆパワー３００Ｗ　（６，５８Ｗ／ｃｍ２）、ス
パッタガス圧力１．３６Ｐａであった。堆積開始時温度
は室温であった。上記条件で作製されたＸ線吸収膜はＥ
　Ｓ　ＣＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙｆ’ｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａ！ｙｓ１ｓ
　）によれば、ターゲットと同一の組成比からなり、こ
の組成比は膜の深さ方向においてほぼ一定であり、また
不純物は含まれていないことも確認された。このＸ線吸
収膜は、微結晶状態（結晶粒の大きさ２０ｎｍ）であり
、その応力は、測定限界（ＩＸＩＯｄｙｎ／ｃｍ”　）
以下であった。Ｘ線吸収膜表面の清浄化を行った後、電
子線照射用レジストを塗布し、電子線により線幅０．２
５μｍのレジストパターンを形成した。さらに、レジス
トパターンを反応性イオンビームエツチングによりＸ線
吸収膜に転写した。このとき、形成されたパターンの上
面および壁面は平滑ではなく、所望の０．２５μｍの線
幅のパターンは形成できなかった。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、内部応力が小さく、
かつ微細加工性にすぐれたＸ線吸収膜を有するＸ線マス
ク材料が提供された。

さらに本発明によれば、上記Ｘ線マスク材料を用いて、
例えば０．２５μｍ以下の極めて微細なパターンを有す
るＸ線マスクが提供された。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上にＸ線透過膜およびＸ線吸収膜を順次設け
   たＸ線マスク材料において、前記Ｘ線吸収膜がタンタル
   とニッケルとを、それらの原子数比（Ｔａ／Ｎｉ）が３
   ．０／７．０〜５．０／５．０となる範囲で含有するこ
   とを特徴とするＸ線マスク材料。
2. （２）請求項１に記載のＸ線マスク材料のＸ線吸収膜を
   微細パターン化して得られるものであることを特徴とす
   るＸ線マスク。