JPH0484411A - Preparation of x-ray mask structure - Google Patents

Preparation of x-ray mask structure

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JPH0484411A
JPH0484411A JP2199746A JP19974690A JPH0484411A JP H0484411 A JPH0484411 A JP H0484411A JP 2199746 A JP2199746 A JP 2199746A JP 19974690 A JP19974690 A JP 19974690A JP H0484411 A JPH0484411 A JP H0484411A
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福田 恵明
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Abstract

PURPOSE:To enhance the density and absorption coefficient of X ray in an X-ray mask structure body by preparing an X-ray transmission film, followed by preparing a depressing layer on the surface of the X-ray transmission film, further followed by depositing X-ray absorptive material on the surface of the depressing layer by means of the gaseous phase development method, and furthermore followed by patterning the deposited film of X-ray absorptive material. CONSTITUTION:On a sufficiently flattened silicon wafer 11, SiNx film 12 to be used as X-ray transmission film is prepared until its thickness reaches 2mum by means of the LPCVD method. Next, like the above, TiN film as electronic sample is deposited until its thickness reaches 700Angstrom to prepare depression film 14 in a LPCVD apparatus. Next, silicon wafer is installed in a LPCVD apparatus to prepare deposit film 13 for X-ray absorptive material is prepared by silane conversion method of WF6. After that, SiO2 is deposited as intermediate layer 15 until its thickness reaches 1.0mum and is heated for later anisotropic etching to thicken the film. Next, the intermediate layer 15 is coated with resist and prebaked, followed by carrying out patterning on the intermediate layer 15 to prepare an exposure pattern of deposit film 13.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、X線リソグラフィーに用いるX線マスク構造
体の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing an X-ray mask structure used in X-ray lithography.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、IC’P LSI等の電子デバイスのリソグラフ
ィー加工方法として種々な方法が使用されているが、そ
の中でもX線リソグラフィーは、X線固有の高透過率や
短波長等の性質に基づき、これまでの可視光や紫外光に
よるリソグラフィ一方法に(らべて多(の優れた点を有
しており、サブミクロンリソグラフィ一方法の有力な手
段として注目されている。
Conventionally, various methods have been used as lithography processing methods for electronic devices such as IC'P LSI, but among them, X-ray lithography has been the most popular method due to its unique properties such as high transmittance and short wavelength. It has many superior features compared to lithography methods using visible light and ultraviolet light, and is attracting attention as a powerful means of submicron lithography.

これらのX線リソグラフィーにおいて使用するX線マス
ク構造体は、例えば、第1図(a)、  (b)に示す
ように、支持枠1上に緊張支持されたX線透過膜2を有
し、さらに該X線透過膜2上にパターニングされたX線
吸収体3を保持して成るものである。
The X-ray mask structure used in these X-ray lithography has, for example, an X-ray transparent membrane 2 supported under tension on a support frame 1, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b), Furthermore, a patterned X-ray absorber 3 is held on the X-ray transparent membrane 2.

又、第1図(a)、  (b)に示される如きX線マス
フ構造体の製造工程において、とりわけX線吸収体3の
パターニング方法は、従来、X線吸収材料のX線透過膜
2上への堆積をスパッタリング法或いは電解メツキ法に
て行い、これとレジストプロセス及び電子ビーム描画法
とを併用することによりパターニングする方法であった
Furthermore, in the manufacturing process of the X-ray mask structure shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the patterning method of the X-ray absorber 3 has conventionally been carried out on the X-ray transparent film 2 made of X-ray absorbing material. In this method, deposition is performed by a sputtering method or an electrolytic plating method, and patterning is performed by using this in combination with a resist process and an electron beam lithography method.

〔発明が解決しようしている問題点〕[Problem that the invention is trying to solve]

しかしながら上記従来例の如く、X線吸収体のパターニ
ングに際して、X線吸収材料の堆積をスパッタリング法
や電解メツキ法により行った場合には、以下の様な問題
点を生じていた。
However, when the X-ray absorbing material is deposited by sputtering or electrolytic plating when patterning the X-ray absorber as in the conventional example described above, the following problems occur.

まず、スパッタリング法を用いてのX線吸収体のパター
ニングにおいては、 ■X線吸収体を構成する粒子の粒界径を制御するには、
スパッタリング時の基板温度制御しかなく、よって量産
する上でのバラツキが大きくなってしまう。
First, in patterning an X-ray absorber using the sputtering method, ■ To control the grain boundary diameter of the particles that make up the X-ray absorber,
The only way to control the substrate temperature is during sputtering, which increases the variation in mass production.

■X線吸収体を構成する材料の粒界径を大きくしようと
すると、X線吸収体の内部応力が大きくなり、基体のバ
ックエツチング(支持枠形成)後、ソリを生じてしまう
。等の問題点があった。
(2) If an attempt is made to increase the grain boundary diameter of the material constituting the X-ray absorber, the internal stress of the X-ray absorber increases, resulting in warping after back etching (forming a support frame) of the base. There were problems such as.

又、電解メツキ法を用いてのX線吸収体のパターニング
においては、 ■そもそもウェット処理であるために、電解メツキ液中
の微小異物による、X線吸収体パターンの欠陥発生頻度
が高かった。
Furthermore, in the patterning of the X-ray absorber using the electrolytic plating method, (1) Since it is a wet process, the frequency of defects in the X-ray absorber pattern due to minute foreign matter in the electrolytic plating solution is high.

■電極膜(下引膜)上にピンホール、凸部が発生し易(
、この為にX線吸収材料堆積時の電界分布が不均一とな
り、X線吸収体の膜厚ムラ、密度ムラが生じて、X線吸
収率に分布が生じてしまう。
■ Pinholes and protrusions are likely to occur on the electrode film (subbing film) (
For this reason, the electric field distribution during the deposition of the X-ray absorbing material becomes non-uniform, resulting in uneven film thickness and density of the X-ray absorber, and a distribution in the X-ray absorption rate.

等の問題点があった。There were problems such as.

更に、上記従来法により形成されたX線吸収体は、X線
吸収体を構成する材料のバルク密度にくらべて、その密
度の低下が大きく、X線吸収率が低下する。しかも、X
線吸収体のエッチ部分(側面)が、充分に平滑でないな
どの為にサブミクロンリソグラフィーに用いられるX線
マスク構造体として、焼き付は時の解像性、コントラス
トの低下等の好まざらしからぬ問題点を生せしめるもの
であった。
Furthermore, in the X-ray absorber formed by the conventional method, the density decreases more than the bulk density of the material constituting the X-ray absorber, and the X-ray absorption rate decreases. Moreover, X
As the X-ray mask structure used in submicron lithography, the etched portion (side surface) of the radiation absorber is not sufficiently smooth, so burn-in is an undesirable problem such as a decrease in resolution and contrast. This caused problems.

本発明の目的は、X線マスク構造体の先述した従来の製
造方法における問題点を解決した、X線マスク構造体の
新規な製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel method for manufacturing an X-ray mask structure, which solves the problems in the conventional methods for manufacturing an X-ray mask structure.

即ち、密度、X線吸収率が大きいX線吸収体を保持した
X線マスク構造体及び高解像度、高精細及びコントラス
トの優れた焼き付はパターンを形成しうるX線マスク構
造体の製造方法を提供することにある。
That is, an X-ray mask structure holding an X-ray absorber with high density and high X-ray absorption rate, and a method for manufacturing an X-ray mask structure capable of forming a pattern with high resolution, high definition, and printing with excellent contrast are required. It is about providing.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、以下の本発明によって達成される。 The above objects are achieved by the present invention as described below.

即ち、本発明は、X線透過膜と、該X線透過膜上にパタ
ーニングされたX線吸収体と、該X線透過膜を支持する
支持枠とを有するX線マスク構造体の製造方法において
、該X線吸収体をパターニングする工程が、a)X線透
過膜を形成後、該X線透過膜の表面に下引層を形成する
工程と、b)該下引層の表面に、気相成長法によりX線
吸収材料を堆積させる工程と、C)該X線吸収材料の堆
積膜をパターニングする工程とを有することを特徴とす
るX線マスク構造体の製造方法である。
That is, the present invention provides a method for manufacturing an X-ray mask structure having an X-ray transparent membrane, an X-ray absorber patterned on the X-ray transparent membrane, and a support frame that supports the X-ray transparent membrane. , the step of patterning the X-ray absorber includes a) forming an undercoating layer on the surface of the X-ray transparent film after forming the X-ray transparent film, and b) applying air to the surface of the undercoating layer. A method for manufacturing an X-ray mask structure, comprising the steps of: depositing an X-ray absorbing material by a phase growth method; and C) patterning the deposited film of the X-ray absorbing material.

以下、本発明のX線マスク構造体の製造方法(以下、本
発明方法という)について詳述する。
Hereinafter, the method for manufacturing an X-ray mask structure of the present invention (hereinafter referred to as the method of the present invention) will be described in detail.

まず、本発明方法においては、X線透過膜及び該X線透
過膜を支持する支持枠の作成は、従来公知の方法によっ
て行われる。即ち、X線透過膜について言えば、その成
膜方法として、気相成長法等が用いられ、1〜3μmの
範囲の膜厚となるよう成膜される。ここで、X線透過膜
を形成する材料としては、X線を透過し得る材料、例え
ば、Be、 B、 C,N。
First, in the method of the present invention, the X-ray transparent membrane and the support frame for supporting the X-ray transparent membrane are prepared by a conventionally known method. That is, regarding the X-ray transparent film, a vapor phase growth method or the like is used as the film forming method, and the film is formed to have a film thickness in the range of 1 to 3 μm. Here, the material for forming the X-ray transparent film is a material that can transmit X-rays, such as Be, B, C, and N.

Af、Si等のいかなる材料の組み合わせから成るもの
であっても良いが、材料のヤング率、熱膨張係数、可視
透過率等の点から好ましくは、SiN。
Although it may be made of any combination of materials such as Af and Si, SiN is preferable in terms of Young's modulus, coefficient of thermal expansion, visible transmittance, etc. of the material.

SiC等から形成されることが望ましい。さらに、上記
X線透過膜は単一層から成る膜に限られず、例えば、反
射防止膜又は膜強化の目的で5i02又は、ポリイミド
等の材料から成る膜をも積層した多層積層膜から形成さ
れてあっても良い。
It is preferable that it is made of SiC or the like. Furthermore, the above-mentioned X-ray transmitting film is not limited to a single-layer film, but may also be formed from a multilayer laminated film in which films made of materials such as 5i02 or polyimide are laminated for the purpose of anti-reflection film or film reinforcement. It's okay.

又、支持枠ついて言えば、X線透過膜(さらにはX線吸
収体)の形成の後、接着剤にてX線透過膜に接着する方
法或いは、支持枠形成材料から成る基体上にX線透過膜
(さらにはX線吸収体)を形成膜、基体をエツチング処
理にて枠状(環状)成形する方法等が彩られる。ここで
支持枠は、例えばパイレックス等のガラスもしくは単結
晶シリコン、金属チタン及びその合金等の材料で形成さ
れる。
Regarding the support frame, after the formation of the X-ray transparent membrane (or even the X-ray absorber), there is a method of adhering it to the X-ray transparent membrane with an adhesive, or a method of attaching the X-ray transparent membrane to the X-ray transparent membrane with an adhesive, There are various methods for forming a transparent film (and even an X-ray absorber) into a frame shape (ring shape) by etching the film and the substrate. Here, the support frame is formed of a material such as glass such as Pyrex, single crystal silicon, metallic titanium, or an alloy thereof.

本発明方法は、X線マスク構造体の製造方法において、
とりわけX線吸収体を、形成する工程が、以下のa)工
程、b)工程とC)工程とを有することを特徴とするも
のである。すなわち、 a) X線透過膜を形成後、該X線透過膜の表面に下引
層を形成する工程、 b)該下引層の表面に、気相成長法によりX線吸収材料
を堆積させる工程、 C)該X線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程、 である。
The method of the present invention includes the steps of manufacturing an X-ray mask structure.
In particular, the process of forming the X-ray absorber is characterized by having the following steps a), b) and C). That is, a) forming a subbing layer on the surface of the X-ray transparent film after forming the X-ray transparent film; b) depositing an X-ray absorbing material on the surface of the subbing layer by vapor phase growth. C) patterning the deposited film of the X-ray absorbing material.

まず、上記a)工程において、下引層を構成する材料は
、電子供与性の材料が用いられる。
First, in step a), an electron-donating material is used as the material constituting the undercoat layer.

電子供与性材料とは、基体中に自由電子が存在している
か、もしくは自由電子を意図的に生成せしめたかしたも
ので、例えば基体表面上に付着した原料ガス分子との電
子授受により化学反応が促進される表面を有する材料を
いう。例えば、一般に金属や半導体がこれに相当する。
An electron-donating material is one in which free electrons exist in the substrate or free electrons are intentionally generated.For example, a chemical reaction occurs through electron transfer with raw material gas molecules attached to the surface of the substrate. A material with a surface that is promoted. For example, metals and semiconductors generally correspond to this.

■族元素としてのGa、  In、  AI!と■族元
素としてのP、 As。
■Ga, In, AI as group elements! and P and As as group ■ elements.

Nとを組合せて成る二元系もしくは三元系もしくは四元
系m−v族化合物半導体、ダンゲステン、モリブデン、
タンタル、タングステンシリサイド、チタンシリサイド
、アルミニウム、アルミニウムシリコン、チタンアルミ
ニウム、チタンナイトライド、銅、アルミニウムシリコ
ン銅、アルミニウムパラジウム、チタン、モリブデンシ
リサイド、タンタルシリサイド金等の金属、合金および
それらのシリサイド等を含む。又、本発明方法において
、下引層の厚さは好ましくは、lOOλ〜1000人と
される。
A binary, ternary or quaternary m-v group compound semiconductor formed by combining N, dungesten, molybdenum,
Contains metals and alloys such as tantalum, tungsten silicide, titanium silicide, aluminum, aluminum silicon, titanium aluminum, titanium nitride, copper, aluminum silicon copper, aluminum palladium, titanium, molybdenum silicide, tantalum silicide gold, and their silicides. Further, in the method of the present invention, the thickness of the undercoat layer is preferably 100.lambda. to 1000.

更に、上記b)工程において用いられる気相成長法は、
好ましくはCVD法である。
Furthermore, the vapor phase growth method used in step b) above is
Preferably, the CVD method is used.

本発明方法における上記b)工程のX線吸収材料の堆積
メカニズムについては、以下の様に考えられる。
The mechanism of deposition of the X-ray absorbing material in step b) in the method of the present invention can be considered as follows.

即ち、CVD法において、X線吸収体を形成する為の原
料ガス分子は、電子授受の可能な電子供与性材料よりな
る下引層表面で化学反応を起こし、定の結晶方位をもっ
て堆積してい(。
That is, in the CVD method, the raw material gas molecules for forming the X-ray absorber undergo a chemical reaction on the surface of the undercoat layer made of an electron-donating material capable of transferring and accepting electrons, and are deposited with a certain crystal orientation ( .

ここで、X線吸収材料は、従来公知の材料、例えばAu
、Ta、W、Mo、Cu等のX線吸収率の大きな金属材
料或いはこれらの合金材料にて形成される。
Here, the X-ray absorbing material is a conventionally known material, such as Au.
, Ta, W, Mo, Cu, or other metal material having a high X-ray absorption rate, or an alloy material thereof.

又、該X線吸収材料の堆積膜の厚さと該下引層の厚さと
の比率は、本発明方法においては、特に、下引層の厚さ
がX線吸収材料の堆積膜の厚さの1%〜14%となる様
にされるのが好ましい。
In addition, in the method of the present invention, the ratio between the thickness of the deposited film of the X-ray absorbing material and the thickness of the subbing layer is such that, in particular, the thickness of the subbing layer is greater than the thickness of the deposited film of the X-ray absorbing material. It is preferable that the amount is 1% to 14%.

発明方法においては、とりわけ、上記a)、 b)工程
を有することによって、即ち、X線吸収材料を、以上の
様に電子供与性材料表面での化学反応によって堆積する
ため、膜の均一性は良く、且つ緻密な膜が得られる。つ
まり内部応力の小さな且つX線吸収率のよいX線吸収体
が得られる。
In the method of the invention, in particular, by having the above steps a) and b), that is, the X-ray absorbing material is deposited by a chemical reaction on the surface of the electron donating material as described above, so that the uniformity of the film is improved. A good and dense film can be obtained. In other words, an X-ray absorber with low internal stress and high X-ray absorption rate can be obtained.

ここで、本発明方法においては先述した如<、X線透過
膜を形成する材料がSiであっても良く、このSiの中
には導電性を有するもの、即ち上記電子供与性材料に相
当するものが存在する。しかしながら本発明方法におい
ては、この様な導電性Si材料を用いる場合でもあって
も、上記下引層を設けることは必須の要件とされる。即
ち、Si膜はその成膜工程中、表面に酸化被膜(SiO
2)を形成し易く、この被膜はX線吸収材料の上記化学
反応による堆積効率を低下させてしまう。よってX線吸
収体が充分なる上記特性を有する為には、本発明方法の
如く、下引層形成を必須の工程として有することが特に
好ましい。
Here, in the method of the present invention, as mentioned above, the material forming the X-ray transparent film may be Si, and some of this Si has electrical conductivity, that is, it corresponds to the above-mentioned electron-donating material. Something exists. However, in the method of the present invention, even when such a conductive Si material is used, it is essential to provide the undercoat layer. That is, the Si film has an oxide film (SiO
2) is likely to form, and this film reduces the deposition efficiency of the X-ray absorbing material by the above-mentioned chemical reaction. Therefore, in order for the X-ray absorber to have sufficient properties as described above, it is particularly preferable to include the formation of an undercoat layer as an essential step, as in the method of the present invention.

又、本発明方法は、X線透過膜がSiN、 SiCであ
るX線マスク構造体を作製する場合に特に有効である。
Furthermore, the method of the present invention is particularly effective when producing an X-ray mask structure in which the X-ray transparent film is made of SiN or SiC.

先述した如く、X線透過膜をSiN、  SiCにて形
成することは、X線透過膜のヤング率、熱膨張係数、可
視透過率等の点から好ましいが、SiN。
As mentioned above, it is preferable to form the X-ray transparent film with SiN or SiC from the viewpoint of the Young's modulus, thermal expansion coefficient, visible transmittance, etc. of the X-ray transparent film, but SiN.

SiCは非電子供与性材料である為、かかるX線透過膜
表面に上記気相成長によってX線吸収材料を堆積するこ
とはできない。本発明方法においては、X線透過膜表面
に下引層を形成後、かかる下引層表面にX線吸収材料を
上記化学反応によって堆積するのであるから、SiN、
 SiCのX線透過膜の有する上記特性を保持しつつ、
しかも上記所望の特性を有するX線吸収体を形成し得る
のである。
Since SiC is a non-electron-donating material, it is not possible to deposit an X-ray absorbing material on the surface of such an X-ray transparent film by the above-mentioned vapor phase growth. In the method of the present invention, after forming a subbing layer on the surface of the X-ray transparent film, the X-ray absorbing material is deposited on the surface of the subbing layer by the chemical reaction described above.
While maintaining the above characteristics of the SiC X-ray transparent film,
Furthermore, it is possible to form an X-ray absorber having the above-mentioned desired characteristics.

又、本発明方法において、上記C)工程は、上記a)、
b)工程により下引層表面に形成されたX線吸収材料の
堆積膜を、従来公知のレジストプロセス及び電子ビーム
描画法とを併用することにより、所望のパターニングを
行う。但し、かかるX線吸収材料の堆積膜のパターニン
グに際し、下引層が同時にパターニングされ、X線透過
膜の露出部が形成されても良いし、又は、X線吸収材料
のパターニングに留め、下引層がX線透過膜全面に残さ
れてあっても構わない。
Further, in the method of the present invention, the above step C) includes the above a),
The deposited film of the X-ray absorbing material formed on the surface of the undercoat layer in step b) is patterned in a desired manner by using a conventionally known resist process and an electron beam lithography method. However, when patterning the deposited film of the X-ray absorbing material, the undercoat layer may be patterned at the same time to form an exposed portion of the X-ray transparent film, or the undercoat layer may be patterned at the same time as the X-ray absorbing material is patterned and the undercoat layer is patterned at the same time. The layer may be left on the entire surface of the X-ray transparent membrane.

以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明を更
に詳述する。
Hereinafter, the present invention will be explained in further detail by giving specific examples and comparative examples.

実施例1 十分に平面性の良いシリコンウェハ11 (TIR2p
m以下、NTV2 μm以下)上にLPCVD法によっ
てX線透過膜となるSiNxM12を2μmの厚さに形
成した(第2−(a)図)。
Example 1 Silicon wafer 11 with sufficiently good flatness (TIR2p
SiNxM12, which will become an X-ray transparent film, was formed to a thickness of 2 μm by the LPCVD method (Fig. 2-(a)).

形成条件は ジクロルシラン 5iH2CI!2 11005CCア
ンモニア   NH3500SCCM圧力      
       0.3Torr堆積速度       
   180人/分堆積温度          80
0°Cとし、形成されたX線透過膜12の内部応力は、
5〜7xlO’dyn/crrrの値であり、使用上充
分小さい値であった。次に上記シリコンウェハを同様に
LPCVD装置において、電子供与体としてのTiN膜
をTi (N (CHs ) 2 ) 4とNH3を用
いたCVDにより700人堆積し下引き膜14を形成し
た(第2=(b)図)。
The formation conditions are dichlorosilane 5iH2CI! 2 11005CC Ammonia NH3500SCCM Pressure
0.3 Torr deposition rate
180 people/min Deposition temperature 80
At 0°C, the internal stress of the formed X-ray transparent film 12 is:
The value was 5 to 7xlO'dyn/crrr, which was sufficiently small for use. Next, 700 TiN films as electron donors were deposited on the silicon wafer by CVD using Ti(N(CHs) 2 ) 4 and NH 3 in the same LPCVD apparatus to form an undercoat film 14 (second = (b) figure).

次に上記シリコンウェハをLPCVD装置内に設置し、
WF6のシラン還元法によりX線吸収材料の堆積膜13
を形成した。
Next, place the silicon wafer in the LPCVD equipment,
Deposited film 13 of X-ray absorbing material by silane reduction method of WF6
was formed.

形成条件としては、 WF6の分圧    2XIO−”TorrSiH4分
圧     1.5XIO−”Torr成長温度   
   360℃ H296,5mTorr であり、膜厚0.85μmの堆積膜13が前記下引層】
4の全面に形成された(第2−(C)図)。
The formation conditions are: Partial pressure of WF6 2XIO-"TorrSiH4 partial pressure 1.5XIO-"Torr Growth temperature
360°C H296, 5 mTorr, and the deposited film 13 with a thickness of 0.85 μm is the undercoat layer]
4 (Fig. 2-(C)).

この後、通常の常圧CVD装置においてSiH4と02
の420℃での反応によって中間層15としてSiO3
を1.0μm堆積し、後の異方性エツチングのためにN
2雰囲気950℃、30分の熱処理を加え膜の緻密化を
行った。
After this, SiH4 and 02
SiO3 is formed as the intermediate layer 15 by a reaction at 420°C.
was deposited to a thickness of 1.0 μm, and N
The film was densified by heat treatment at 950° C. for 30 minutes in two atmospheres.

次に前記中間層15の上に、PMMA系のレジスト(商
品名 東京応化:DEBR−1000)を1μm塗布し
、プリベークを行った後、電子線描画法により露光後、
現像、ボストベークを行い、Fプラズマ中にてSiO□
をドライにてエツチング処理を行うことにより中間層1
5のパターニングを行い、上記堆積膜13の露出パター
ン16を形成した(第2=(d)図)。
Next, on the intermediate layer 15, a PMMA-based resist (trade name: Tokyo Ohka: DEBR-1000) was applied to a thickness of 1 μm, prebaked, and then exposed by electron beam lithography.
After developing and post-baking, SiO□ was developed in F plasma.
By dry etching the intermediate layer 1
5 was patterned to form an exposed pattern 16 of the deposited film 13 (FIG. 2 (d)).

次に、フッ素プラズマにて、X線吸収材料の堆積膜13
のエツチング処理を行い、 次に、フッ酸系のエツチング液にて中間層の5i021
5を除去した後、フッ素プラズマにて露出したTiN膜
14を除去した(第2−(e))。
Next, the deposited film 13 of the X-ray absorbing material is
5i021 of the intermediate layer is etched using a hydrofluoric acid etching solution.
After removing the TiN film 14, the exposed TiN film 14 was removed using fluorine plasma (No. 2-(e)).

なおこの工程において、好ましくはフッ素プラズマにて
5iO215及びTiN膜14を同時に除去することが
望ましい。
Note that in this step, it is desirable to remove the 5iO2 15 and the TiN film 14 at the same time, preferably using fluorine plasma.

最後にシリコンウェハ11をバックエツチングにより部
分的に除去することで支持枠を形成した(第2−(f)
図)。
Finally, a support frame was formed by partially removing the silicon wafer 11 by back etching (No. 2-(f)
figure).

以上の様に作成された本発明のX線マスク構造体をX線
マスク構造体(A)とする。
The X-ray mask structure of the present invention created as described above is referred to as an X-ray mask structure (A).

実施例2〜4 X線吸収体の形成をCVD法により以下の条件で行った
以外は実施例1と同様にしてX線マスク構造体(B)〜
(D)を作製した。
Examples 2-4 X-ray mask structures (B) ~
(D) was produced.

実施例5 第2図(a)〜(f)において、下引膜14としてMo
膜を厚さ500人となる様にスパッタリング法にて形成
したこと、及びX線吸収体13として、M。
Example 5 In FIGS. 2(a) to 2(f), Mo was used as the undercoat film 14.
The film was formed by sputtering to a thickness of 500 mm, and the X-ray absorber 13 was made of M.

(Co)aの分圧2X10−’Torr、反応ガスH2
(分圧1.5Torr)、成長温度450℃なる条件下
で0.85μmの厚さのMo膜を形成したこと以外は実
施例1と同様に、X線マスク構造体(E)を作成した。
Partial pressure of (Co)a 2X10-'Torr, reaction gas H2
An X-ray mask structure (E) was produced in the same manner as in Example 1 except that a Mo film with a thickness of 0.85 μm was formed under conditions of (partial pressure 1.5 Torr) and a growth temperature of 450° C.

実施例6 第2図(a)〜(f)において、X線透過膜12として
5iCx膜を厚さ2μmとなる様にLPCVD法にて形
成したこと以外は実施例1と同様に、X線マスク構造体
(F)を作成した。
Example 6 In FIGS. 2(a) to 2(f), an X-ray mask was used in the same manner as in Example 1 except that a 5iCx film was formed as the X-ray transparent film 12 by the LPCVD method to a thickness of 2 μm. A structure (F) was created.

比較例1 以上に述べた実施例1−6と同様に第2図(a)〜(f
)の工程に従い、ただしくe)の吸収体形成のステップ
を従来行われている金メツキによって行い、最後プロセ
スまで終了してX線マスク構造体(a)を形成した。完
成後の吸収体の表面を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、高さのP−v値で0.1〜0.5μmの凹凸がみら
れた。これは吸収体の厚さむらに対して要求される仕様
を大きく上まわるものであった。
Comparative Example 1 Similar to Examples 1-6 described above, FIGS. 2(a) to (f)
), the step e) of forming the absorber was performed by conventional gold plating, and the final process was completed to form the X-ray mask structure (a). When the surface of the completed absorber was observed with a scanning electron microscope, unevenness with a height Pv value of 0.1 to 0.5 μm was observed. This greatly exceeded the specifications required for uneven thickness of the absorber.

比較例2 本願実施例と同様にX線透過膜となる窒化シリコン膜S
iNを2μmの厚さに堆積した。次にX線吸収体となる
タングステン膜を、マグネトロンスパッタ装置を用いA
rlOmTorr、N 23mTorrで0.85μm
の厚さにスパッタ成膜した。その後レジスト工程を通し
、EB描画、CF4によるWのエツチングを行ってX線
マスク構造体(b)を形成した。
Comparative Example 2 Silicon nitride film S serving as an X-ray transparent film similar to the example of the present application
iN was deposited to a thickness of 2 μm. Next, a tungsten film, which will become an X-ray absorber, is deposited using a magnetron sputtering device.
rlOmTorr, 0.85μm at N 23mTorr
A film was formed by sputtering to a thickness of . Thereafter, through a resist process, EB drawing and W etching with CF4 were performed to form an X-ray mask structure (b).

完成したX線吸収体の表面を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、表面は滑らかでアモルファス状であったが、
密度を測定したところ、バルク値の78%しかなかった
When the surface of the completed X-ray absorber was observed using a scanning electron microscope, it was found to be smooth and amorphous;
When the density was measured, it was only 78% of the bulk value.

参考例 上記実施例1ないし6及び比較例1.2で作製したX線
マスク構造体(A)〜(F)、(a)、(b)について
、(1) X線吸収体を構成する結晶粒子の粒界径と、
(2)X線吸収体膜の密度とを以下の方法により測定し
た。
Reference Example Regarding the X-ray mask structures (A) to (F), (a), and (b) produced in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1.2, (1) Crystals constituting the X-ray absorber Grain boundary diameter of particles,
(2) The density of the X-ray absorber film was measured by the following method.

X線吸収体の結晶粒子粒界径については通常のX線回折
の結果から、即ち、X線回折チャートから得られる回折
線プロファイルの角度幅B(ラジアン)の測定から下記
(A)、(B)式によって、X線吸収体を構成する結晶
粒子の粒界径t(μm)を算出した。
The crystal grain boundary diameter of the X-ray absorber can be determined from the results of ordinary X-ray diffraction, that is, from the measurement of the angular width B (radians) of the diffraction line profile obtained from the X-ray diffraction chart, as shown in (A) and (B) below. ) was used to calculate the grain boundary diameter t (μm) of the crystal grains constituting the X-ray absorber.

2dsin θB =m λ           −
(A)t=0.9 λ/BcosθB        
 −(B)尚、上記(A)、(B)式において、dは吸
収体結晶粒子格子間隔(nm)、θBは回折線のブラッ
グ角(ラジアン)、λはX線の波長(n m )を示す
2dsin θB = m λ −
(A) t=0.9 λ/B cos θB
-(B) In the above formulas (A) and (B), d is the absorber crystal particle lattice spacing (nm), θB is the Bragg angle of the diffraction line (radians), and λ is the wavelength of the X-ray (n m ) shows.

(m=1とする。)又、上記dはASTMカードに記載
の値を用いた。
(M=1.) Moreover, the value described in the ASTM card was used for the above d.

また、粒界径が1μmを越えると思われるものについて
は、高分解能型走査電子顕微鏡により膜の断面観察し、
平均粒界径を標準試料と比較して求めた。
In addition, for those whose grain boundary diameter is thought to exceed 1 μm, the cross section of the film is observed using a high-resolution scanning electron microscope.
The average grain boundary diameter was determined by comparing it with a standard sample.

又、X線吸収体の密度ρ^(g/crtr)は、X線マ
スク構造体にX線例えばCuK、線、波長1.54人を
照射し、X線吸収体及びX線透過膜のX線透過量(各々
I^及び1m(%)とする)と、X線吸収体の厚さdA
(μm)とを測定して、下記(c)式よりX線吸収体の
X線吸収係数μ人(μm−1)を算出し、かかるμA値
から下記(D)式を用いて算出した。
In addition, the density ρ^ (g/crtr) of the X-ray absorber is determined by The amount of radiation transmitted (I^ and 1m (%), respectively) and the thickness dA of the X-ray absorber
(μm) was measured, and the X-ray absorption coefficient μm (μm−1) of the X-ray absorber was calculated from the following formula (c), and calculated from the μA value using the following formula (D).

I m / I A = e#A′’        
  −(C)ρA=(μ^/μB)ρB    ・・・
(D)尚、上記(C)、(D)式において、μB1ρB
は各々、X線吸収体を構成する材料のバルクのX線吸収
係数(μm−1)及びバルク密度(g/c rtr)を
示し、これらの値はASTMカードに記載の値を用いた
I m / I A = e#A''
−(C)ρA=(μ^/μB)ρB...
(D) In addition, in the above formulas (C) and (D), μB1ρB
respectively indicate the bulk X-ray absorption coefficient (μm-1) and bulk density (g/crtr) of the material constituting the X-ray absorber, and these values used the values described in the ASTM card.

以上の方法によって求めたX線吸収体の粒界径及び密度
を第1表に示す。
Table 1 shows the grain boundary diameter and density of the X-ray absorber determined by the above method.

第1表に明らかなように、従来の方法によるX線吸収体
の粒界径は大きくても1μm以上になることはなく、ま
た本実施例によるものは小さ(とも1μm以上であり、
はとんどが2μm以上の粒径を有していた。またX線吸
収体としての機能を果たすために重要なX線吸収体密度
は従来ではバルク値の90%以下、本発明法によれば9
0%以上であった。
As is clear from Table 1, the grain boundary diameter of the X-ray absorber produced by the conventional method is never larger than 1 μm, and the grain boundary diameter of the X-ray absorber produced by the present example is small (both 1 μm or larger).
Most of the particles had a particle size of 2 μm or more. In addition, the density of the X-ray absorber, which is important for fulfilling its function as an X-ray absorber, is conventionally less than 90% of the bulk value, but according to the method of the present invention, the density is 90% or less of the bulk value.
It was 0% or more.

X線露光装置においては露光用照明光の発散がとりきれ
ないことが多く、ランアウト誤差が発生するが、吸収体
厚さができるだけ薄いこともランアウト誤差及び厚いこ
とによる半影部分を減少するために重要であり、密度が
高いことがX線吸収体の厚さを薄くすることに寄与して
いる。
In X-ray exposure equipment, the divergence of the exposure illumination light is often not fully absorbed, resulting in run-out errors. However, the thickness of the absorber is as thin as possible to reduce run-out errors and the penumbra caused by the thick absorber. The high density contributes to reducing the thickness of the X-ray absorber.

転写パターンサイズが1μm以下0.2μm程度である
から、粒界径が大きいことはパターンは単一の粒界径内
に形成されることになり、X線吸収体を通して漏洩する
XIsが十分小さ(、−様である。
Since the transferred pattern size is about 1 μm or less and 0.2 μm, the large grain boundary diameter means that the pattern is formed within a single grain boundary diameter, and the XIs leaking through the X-ray absorber is sufficiently small ( ,-like.

〔効果〕〔effect〕

以上、詳述した様に本発明方法は大きな粒界径の結晶粒
子により形成されたX線吸収体を有し、又その密度がよ
り大きなX線吸収体を有するX線マスク構造体を作製し
得る。即ち、X線吸収体でのX線の吸収性が著しく改善
され、しかもX線吸収体のエッヂ部(側面)の平滑性に
ついても著しく改善されたX線マスク構造体を作製し得
るのである。
As described above in detail, the method of the present invention produces an X-ray mask structure having an X-ray absorber formed of crystal grains with a large grain boundary size and an X-ray absorber having a larger density. obtain. That is, it is possible to produce an X-ray mask structure in which the X-ray absorbability of the X-ray absorber is significantly improved, and the smoothness of the edge portion (side surface) of the X-ray absorber is also significantly improved.

又、かようなX線マスク構造体を用いることにより高解
像度、高精細、高コントラストの焼き付はパターンを形
成することが可能である。更に、本発明の如き製造方法
は、上記諸特性に優れたX線マスク構造体を再現性良く
量産し得る方法である。
Further, by using such an X-ray mask structure, it is possible to form a printing pattern with high resolution, high definition, and high contrast. Furthermore, the manufacturing method of the present invention is a method that can mass-produce X-ray mask structures excellent in the above-mentioned properties with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)、(b)は、X線マスク構造体の概略構成
図で、第1図(a)はその断面図、第1図(b)はその
平面図を示す。 第2図(a)〜(f)は、本発明のX線マスク構造体の
製造方法を説明する為の図である。 1.11・・・支持枠 2.12・・・X線透過膜 3.13・・・X線吸収体 14・・・下引層 (a) (b)
FIGS. 1(a) and 1(b) are schematic configuration diagrams of an X-ray mask structure, with FIG. 1(a) showing its sectional view and FIG. 1(b) showing its plan view. FIGS. 2(a) to 2(f) are diagrams for explaining the method of manufacturing the X-ray mask structure of the present invention. 1.11... Support frame 2.12... X-ray transparent membrane 3.13... X-ray absorber 14... Subbing layer (a) (b)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)X線透過膜と、該X線透過膜上にパターニングさ
れたX線吸収体と、該X線透過膜を支持する支持枠とを
有するX線マスク構造体の製造方法において、該X線吸
収体をパターニングする工程が、 a)X線透過膜を形成後、該X線透過膜の表面に下引層
を形成する工程と、 b)該下引層の表面に、気相成長法によりX線吸収材料
を堆積させる工程と、 c)該X線吸収材料の堆積膜をパターニングする工程と
を有することを特徴とするX線マスク構造体の製造方法
(1) In a method for manufacturing an X-ray mask structure having an X-ray transparent film, an X-ray absorber patterned on the X-ray transparent film, and a support frame that supports the X-ray transparent film, the The step of patterning the radiation absorber includes a) forming an X-ray transparent film and then forming a subbing layer on the surface of the X-ray transparent film; and b) applying a vapor phase growth method to the surface of the subbing layer. 1. A method for manufacturing an X-ray mask structure, comprising: depositing an X-ray absorbing material; and c) patterning the deposited film of the X-ray absorbing material.
(2)該X線透過膜が、炭化シリコン膜又は窒化シリコ
ン膜を有する請求項(1)に記載のX線マスク構造体の
製造方法。
(2) The method for manufacturing an X-ray mask structure according to (1), wherein the X-ray transparent film includes a silicon carbide film or a silicon nitride film.
(3)該下引層が電子供与性材料から成る請求項(1)
に記載のX線マスク構造体の製造方法。
(3) Claim (1) in which the undercoat layer is made of an electron-donating material.
A method for manufacturing an X-ray mask structure according to .
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